侯小英初中科学工作室
    【论文】在科学实验中培养学生科技创新意识初探
  • 作者:佚名  创建时间:2018-11-22  阅读次数:2  所在工作室:侯小英初中科学工作室

在科学实验中培养学生科技创新意识初探

吴兴区东林二中  褚敏琪  洪万锋

摘要:实验是科学教学的重要方法和手段,也是学生掌握科学知识最有效、最轻松的学习途径。科学实验教学的基本思想是培养学生的科技创新意识、创新精神和实践能力。教师要不断地探索和改进实验教学方式,从而推进素质教育,迈向创新教育。

关键词:科学实验;教学方式;科技创新

美国哈佛大学校长普西曾经深刻地指出,一个人是否具有创新能力,是“一流人才和三流人才之间的分水岭。”由此可见,现代社会的竞争实质上就是人才的竞争,而成就一位人才必然离不开科技创新意识的培养。

对于目前初中年龄段的学生,对新事物特别感兴趣。要是让他们观察生动有趣、新颖奇特的科学实验,他们的注意力会高度集中,期待并想象实验结果。而且实验往往会让学生感到出乎意料,顺应了他们“好奇、好动、好玩、好胜”的心理,激发了他们的学习兴趣和创新意识,从而在不知不觉中就能轻松地学到科学知识。

一、 培养实验兴趣,激发科技创新意识

  根据了解:做实验是学生上科学课最高兴的事情。但是几次下来,通过交流发现:他们的兴趣在减退。原因很简单:课本实验虽然数量不少,但内容和形式与学生的需求有一定的距离,很多学生感觉像木偶一样被牵着走。这样的实验远远满足不了他们的好奇心。因此,在实验教学中突出学生的主体地位,培养学生的创造兴趣显得尤为重要。

  配合教材内容,多选取实际生活中的物品作为实验器材;变演示实验为分组实验;优化教本实验;让学生自己设计实验……这些都是行之有效的措施,能打破按部就班进行实验操作的传统观念,充分发挥学生的主观能动性,较好的满足他们的求知欲。

1、化被动为主动,培养兴趣

根据初一上第二章蜗牛这节教材的教学内容,我首先让学生做以下准备工作:捕捉蜗牛若干只,提前数天饲养,观察其形态、行为,从课外书籍或通过网络搜集蜗牛的相关资料待交流。通过一起抓蜗牛这一环节,本身就包含了科学知识的学习:蜗牛的生活习性。另外,又充分调动了学生的积极性。将学生分组进行实验的过程中,当学生用放大镜观察,了解了蜗牛的眼,口,足等器官后。提问:你有哪几类感觉?这些感觉蜗牛也有吗?让学生选取自己最感兴趣的一种感觉作为问题进行探究,完成实验方案的设计,记录所观察到的现象,并据此作出结论。以探究活动单(如下表)进行引导,让学生自主探究完成实验任务。这样一来,他们都绞尽脑汁,展开想象的翅膀,寻找实验材料,设计实验方案,合作完成小组实验。再以小组为单位,将各种实验方案进行评比,评出最佳设计奖,最佳效果奖,最佳创意奖……。

               探究活动:蜗牛有哪些感觉?

一、提出问题

                                                      ?

二、建立假设

_________________________________________________________。

三、设计实验方案

实验器材:__________________________________________________

方案设计:                                                

                                                           

图形展示:

四、收集事实

与证据

实验现象:______________________________________________

_______________________________________________________

五、得出结论

上述实验可知:                                          

六、交流与讨论

2、优化教本实验,激发兴趣

优化

 

 

在学习八年级上第二章海陆性质差异这部分内容时,会讲到比热这一物理量。在学习这部分内容时,学生会有一个主观上的感觉:夏天,海边要比内陆地区凉爽的多。为了剖析里面蕴含的科学原理:因为水的比热很大,导致在同等条件下水的温度变化不显著。我优化了课本上的实验方案(如上图),相同质量和初温的水和煤油装在相同质量的烧杯中,用相同的酒精灯对它们加热。学生看到新的实验装置后,眼前一亮,表现的十分好奇。实验完毕后让学生将实验结论和分析原理进行对比,验证实验结果准确性。这样一来,即发挥了学生的主观能动性,让学生对知识更易理解,更到位,又能培养学生的科技创新意识,大大提高了实验兴趣。

3、创设问题情景,激发兴趣

在学生学习物体的着火点知识时,物体不能在水中燃烧是多数学生的生活经验,我设计这样一个问题:白磷的着火点是40℃,若把它放在60℃的热水中,再向水中通入氧气跟白磷接触,你们认为白磷会不会燃烧?多数学生认为不会,我不加以回答,当堂做演示实验,结果与学生想象的完全不同:白磷居然在水下燃烧起来了,学生在惊讶和兴奋中,对燃烧的两个条件的理解产生了质的飞跃,提高了思维能力。

 二、构建和谐实验氛围,培养科技创新意识

要构建一个和谐的实验氛围,首先要做到教学民主。教学民主是创新教学的先决条件,只有在师生之间架起一座平等、民主、亲切、和谐的桥梁,以保证学生身心愉悦、思维敏捷,才能使各种创造性因素都处于最佳状态。因此我在实验教学过程中,扮演好组织者和引导者角色外,努力使自己成为学生中的一员,进而创造一种民主和谐的、轻松愉快的课堂气氛。要善于激励学生,大胆质疑,欢迎学生与自己争辩,对于敢于发表反驳意见的学生,不要吝啬你的表扬,即使他的意见是错的,也要在肯定他的勇敢精神的前提下,通过讨论加以指导。

例如:在学习初三上第一章中和反应时,我先拿出2个试管,事先告知一个装有稀盐酸溶液,另一个装有氢氧化钠溶液。我将两种溶液迅速混合,立即抛出一个问题:两种溶液有没有反应?很多同学马上上当了,他们看到两种溶液混合后没有现象发生,就误以为没有反应。这时,有同学举手发言:反应了,只是我们看不到明显现象罢了。这时我赞许性的点点头,一部分同学也马上反应过来了。这时,我又继续问道:那么,我们怎样操作来表明它们反应了呢?有同学就说了,可以加紫色石磊试液。马上又有同学发表意见:老师,我觉得用无色酚酞试液也可以。紧接着,我又问:我们又如何得知它们是恰好完全反应了呢?这时,有同学就说方法跟刚才一样啊。但,有同学又说了,我觉得选择紫色石蕊试液要好一点。不久议论声一片,最后基本分成了3派:石蕊派,酚酞派,都行派。然后说道:有争议是好事。我们可以再争议中学习正确的知识,避免在以后的学习中再次出现错误吗。接着,引导学生自己动手实验。全班同学实验下来出现四种情形:1、在滴有紫色石蕊试液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸至过量;2、在滴有紫色石蕊试液的稀盐酸溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量;3、在滴有无色酚酞试液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸至过量;4、在滴有无色酚酞试液的稀盐酸溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量。做完实验,结果就出来了。因此,在实验过程中,教师要尊重学生的想法,即使是错误的,也不能粗暴地加以指责,而是鼓励他说出他自己的想法,与他一起寻找证据,引导学生讨论,得出结论。这样的话,学生的自尊心受到保护,学习积极性也会越来越高。

三、激发好奇而质疑,促进科技创新思维

好奇是学生探索心理的推动力,质疑则构成了学生从一般性思维发展到创新思维链上的关节点,疑而启思,疑而生变。如瓦特因对蒸汽冲动水壶盖好奇而质疑,发明了蒸汽机;牛顿对树上落下的苹果好奇而质疑,最终发现了万有引力。我们可以通过各种实验现象,激发好奇心,引起学生质疑,常使学生的情绪处于亢奋、激动之中。在这种情感的刺激下,抓住学生的注意力,激发学生去探索、去揭示“奇”的奥妙,去寻求“疑”的答案。

1、做演示实验激发学习欲。

在上“大气压强”这节课时,我先演示如图所示的实验。让学生观察现象,用针筒抽气时,气球有什么变化,这一出乎意料的现象很自然地激发起学生强烈的好奇心,迫不及待地想知道为什么,因而对我要讲的内容兴趣盎然,并产生跃跃欲试想要亲自动手实验一番的愿望。

2、讲故事留悬念激发探知欲。

在讲九年级上第三章杠杆平衡时,我先讲了阿基米德的故事,然后将阿基米德的预言“如果能找到一个支点和足够长的硬棒,便可以将地球撬起来。”作为 能否实现的问题提出来,马上引起了同学们的激烈争论。(假设阿基米德的质量为60 kg,支点距地球的距离为1m,地球的质量为6 ×1024kg)通过争论不仅能对所学的知识加以巩固,又能加强实际应用能力,我们老师何乐而不为呢?

四、开展家庭小实验,培养科技创新个性

我在进行正常教学的过程中,根据学生家庭的实际情况,考虑到实验器材是否具备,是否有替代品等因素,适当安排学生家庭小实验。通过家庭小实验的开展,不仅能对所学内容进行巩固和提高,把教学中的重点、难点通过学生自己动手,用最简单、最贴近生活的方法,获得最直接的感性认识,而且能充分体现学以致用的思想,调动学生学习的积极性。如,学习了“常见的盐——食盐与纯碱”以后,要求学生在家中设计多种鉴定食盐与纯碱的方法,鼓励学生打破只用食醋检验气体的思维定势。总之,教师要在各种情况下尽力挖掘具有培养学生科学素质的素材,精心设计教材之外的实验,开阔学生的视野,引导学生进行大胆的实验。又如根据进行羊毛织物、化学纤维织物燃烧时的现象和燃烧的产物,初步区分羊毛织物和化学纤维织物。利用食醋(最好为醋精)巧除家中烧开水的壶和盛放开水的暖瓶中的水垢等。通过这类小实验,以学生身边的材料作为实验药品,可以使学生有一种亲切感,感到科学并不神秘,就在我们身边,这有利于调动学生的学习积极性和激发他们进行实验探究的兴趣。

五、将实验融入大自然,升华科技创新意识

课堂教学是学生探究科学真理的主要途径,但并不是唯一的途径。改变以往只注重知识的巩固而忽略学生的动手能力、情感体验等的作业形式,合理引导学生将科学探究活动由教室扩展到课堂以外,带领学生走进大自然,让学生获得最大程度的满足与发展。在校外学习生活中,如春游、郊游、参观、旅游等,学生在这个过程中所获得的知识与经验,将大大提高其学习兴趣,强化求知欲望,有助于他们更好地了解家乡环境、认识家乡的地位,长大建设家乡。这些教育教学效果往往是课堂教学和校内生活所无法获取的。.

比如学生们要进行一次野炊,我就抓住这次机会让学生注意“野炊”中的科学,等活动结束后让学生谈谈碰到的问题,涉及了哪些科学知识等。有几个组的学生说:“生煤炉时煤饼引燃困难,我们引燃了几次才成功”。我就问:“这里有什么科学问题?”学生们由于有了实践经验很快答到点子上,“引火燃料太少,放出的热量不足于使煤饼达到着火点,煤炉的风门又没有对着风向”等,以下是学生们把看到的现象和问题与科学知识相联系汇总成下表,说明了他们的收获。

现象与问题

物理变化

化学变化

理论依据

浓烟上升

周围气压大于炉内气压

拿火钳的手发烫

热传导

面孔熏得很烫

热辐射

汤圆漂浮

体积膨胀,浮力变大

灶门对着风向

燃烧需要氧气

燃料燃烧

剧烈的氧化反应

火柴易点燃纸

火柴放出的热量能使纸达到着火点

火柴不易点燃木条

火柴放出的热量没使木条达到着火点

盖锅向上跳动

锅内蒸汽压力推动盖锅做功

可见,生活中的一件小事也可以引出许多科学问题,教师只要善于引导、提高学生的学习兴趣、点燃学生研究的心灵,他们便会学会在生活中学习、在学习中更好的生活。

综上所述,培养学生的创新精神,首先要让学生先有创新意识,在科学实验教学过程中最能培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。科学实验教学的方式应该不断地进行探索和改进,这样才能真正地推进素质教育,迈向创新教育。

参考文献:

1、朗加明著《创新的奥秘》 中山大学出版社

2、孙洪敏著《创新思维》  上海科学技术文献出版社

3、《实验教学与装备》 浙江省教育厅  浙江装备管理中心  主办

4、《中国教育学报》2006、08 中国教育学会主办

5、罗国石《中学化学教学中学生创新意识的培养,中学化学教学参考》2002年第11期

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