浅谈科学教学中学生实验设计能力的培养

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　　【摘要】新课程教育中，探究性学习方式，学生创新能力的培养是主要方向。科学教育中，为达到教育目标，全面提高学生的科学素养和自主学习的能力，实验和活动的开展和落实就尤为重要。下面我从三个方面论述科学教学中学生实验设计能力的培养。首先要改变传统思想，创造一切条件发展学生实验设计能力；其次要减少机械重复的实验，培养学生改进和设计实验的能力；最后要充分培养学生处理实验和设计实验的能力及学生自主实验设计的指导和落实。
　　【关键词】实验设计创新能力探索性研究
　　
　　科学是一门以实验为基础的学科，观察和实验是探索自然的重要方法，也是我们学习科学的重要方式。《科学》新课程标准的课程目标以提高学生的科学素养为宗旨。科学实验绝大多数是在前人已得出结论的前提下让学生设法模拟、重现，新课程标准要求学生能像科学家那样思考，而不是单纯的告诉学生实验操作的顺序和得到的结论，引导学生创设实验情景，对实验有分析、推理、思考、概括的能力，进而达到设计实验的能力。变被动为主动，激发学生的学习必趣、主动获得知识，培养学生的科学精神和创新能力，使之对学习始终保持高昂的必趣，达到学以致用，适应时代的需要。
　　
　　一、改变传统思维，创造一切条件发展学生实验设计的能力
　　
　　在新时代的科学教学体系中，无论是从学生更好获取科学知识，培养学生学习能力，还是从中考命题方向考虑，学生被动接受式学习，死记硬背科学概念、原理，机械训练等已不适应时代的发展。社会的发展和进步，不但需要学生有充实的知识储备，更需要他们具有创新精神和实践能力，当前培养和促进学生智慧潜力的开发和激发他们学习的自主精神已成为我们教学的主要方向。
　　科学是对大自然中各种现象的抽象、归纳。科学知识从大自然来，应服务于社会，促进科学技术水平发展。教育中更应注重培养学生的动手能力、实践能力，应把实验和活动放在首位。重视实验，并不是教师想尽一切办法做好每个演示实验，认真完成各个学生实验，当然这是最基本的。教育中要改变教师思想中不信任、不放心学生自己能完成实验，更不要怕课堂纪律乱，更不要因为学生基础差或者实验条件不够就由教师包办，要尽可能地给学生充分的操作时间、思考时间、发问时间和评判时间，正如教育家陈鹤琴所说“凡是儿童能够自己做的，应该让他们自己做；凡是儿童能自己想的，应该让他们自己去想”。
　　
　　二、减少机械重复实验，多一些探索性实验，培养学生改进和设计实验的能力
　　
　　科学教学中有许多科学家已得出结论的验证性实验，这类实验可以培养学生的实验操作能力、数据处理和计算技能。如牛顿第一定律，欧姆定律等。探索性实验是通过实验的方法探索未知的现象和数据，并在此基础上得出实验结论，这就要求学生像科学家那样思考，亲身经历实验过程，促进学生形成科学态度和方法，提高学生的实验探索能力和设计能力。
　　在科学实验中，如影响蒸发快慢的因素，探究燃烧的条件，研究串并联电路的特点等实验，可以在给学生充分准备实验器材的前提下，让学生自己动手，通过探索研究得出结论，这样肯定比教师照方抓药演示实验过程或讲解的效果好。
　　
　　三、培养学生处理实验、设计实验的能力
　　
　　在科学教学中，教师要充分信任学生能够发挥自己的潜能，能够自主发现问题，更能解决问题。
　　如浙教版科学第五册教材中，在研究碱式碳酸铜分解产物的实验中，教材中的实验方案只能粗略的验证产生的水和CO2，教师可进一步向学生提示可否用更好更确切的方法来验证这些产物。在给学生提供足够的器材的前提下，就有学生提出用硬质玻璃管代替试管，再依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，最后再通氢气还原氧化铜及尾气处理装置。此设计虽不是非常成熟，但培养了学生改装处理实验以及设计实验的能力，更提高了学生的创新能力。
　　在实验教学中，教师还可以通过改变实验条件，设计新的实验，培养学生设计新实验的能力。如用伏安法洲电阻中，可增减一些实验器材，引导学生设计新的方案测定未知电阻的阻值，学生会运用串并联电路的特点设计不同的方案，教师再对学生实验方案的可行性和优劣进行评判，这样不仅开拓了学生的思维，还培养了创新能力和实验设计的能力。
　　新课程标准下的科学教科书在保证了知识科学性和完整性的同时，相对淡化了教材的学术性和权威性，设计了很多探究活动、课外活动、研究查阅资料等。如影响金属生锈的因素、课外活动中用其他方法验证空气是由氧气和氮气组成的等活动，许多老师在课后布置后就不闻不问了，这样就造成了学生认为这样的活动老师并不重视，学生也就无动于衷了，就错失了锻炼学生设计实验、培养学生自主学习能力的机会了。老师虽不能在课后每时每刻关注学生完成任务的情况，但可以对学生提出一系列要求，促使学生完成任务，教师在此过程中应随时引导，监控，起到评判者的作用，使课后实验设计真正落到实处。通过这样的活动，给学生提供一个相对个性化的多渠道的获取知识的机会，形成主动参与、探索研究、交流合作的学习方法，让学生成为学习的主体，教师起到引导作用，这符合新课程的教学理念。
　　实验是进行科学探究的重要方式，在设计实验中，教师可不断的创设问题情境，鼓励学生多角度、多侧面、多层次思考问题，有助于充分调动学生的潜在能力，培养学生设计实验的能力，这就要让学生在学习过程中掌握实验设计的基本方法、基本思路、基本原则来提高他们的实验设计能力，通过学生对实验设计方案的讨论和交流合作、教师的指导下完善设计方案、丰富设计内容，使学生对实验设计的理解更全面和深入，实验设计能力从本质上得到很大的提高。
　　
　　(作者单位：慈溪市胜山初级中学)
　　编辑　张华利
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