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時(shí)間:2023-08-14 09:25:04
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大約一百多年前,我們生活在一個(gè)很“經(jīng)典”的宇宙里,一切都合乎常情,沒有什么奇怪表現(xiàn)。隨后,量子理論出現(xiàn)了。
突然間,事物的表現(xiàn)不再總是合乎一個(gè)理性的人的料想了。在微觀尺度上,一個(gè)粒子可以同時(shí)處于兩個(gè)地方,甚至可以同時(shí)向兩個(gè)不同的方向運(yùn)動(dòng)。而且粒子之間可以互相糾纏―通過某種方式即時(shí)地遠(yuǎn)程感知、影響對(duì)方。
起源于1900年的普朗克量子力學(xué),描述了這些看似魔法的物理現(xiàn)象。這套理論不斷獲得實(shí)驗(yàn)支持,在一百多年里催生了許多重大發(fā)明――原子彈、激光、晶體管、核磁共振等,改變了世界面貌。
量子信息技術(shù)是量子力學(xué)的最新發(fā)展。其中,用這一技術(shù)有望打造“不可攔截”的密鑰,讓通信高度保密。而未來的量子計(jì)算機(jī),可能會(huì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快億萬(wàn)倍。這些特性看似魔法,未來卻會(huì)成為尋常事。
中國(guó)此次發(fā)射量子衛(wèi)星的主要任務(wù)是,執(zhí)行星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這都是量子信息技術(shù)的最前沿研究,自然舉世矚目。
但是,要讓看似魔法的效果真正實(shí)現(xiàn),還需要長(zhǎng)期艱苦卓絕的努力。因?yàn)?,搞基礎(chǔ)科學(xué)研究,需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及長(zhǎng)期的積累。
量子、引力波等許多看似枯燥無(wú)味或高深難懂的基礎(chǔ)研究,之所以吸引全球各主要國(guó)家持之以恒地研究投入,正在于它們都有著引發(fā)魔法般巨變的前景。量子力學(xué)已經(jīng)引發(fā)了社會(huì)巨變。例如,電磁波的發(fā)現(xiàn)最終使人類有了無(wú)線電通信和手機(jī),在狹義相對(duì)論中質(zhì)能關(guān)系理論的指導(dǎo)下,科學(xué)家最終制造出了原子彈、氫彈和核反應(yīng)堆,衛(wèi)星定位等技術(shù)也借助了狹義相對(duì)論的知識(shí)?;A(chǔ)科學(xué)研究可以帶給人類什么?它帶給人類無(wú)窮的可能。前沿基礎(chǔ)研究,探索的是“魔法”的奧秘,必將帶來社會(huì)進(jìn)步。
活動(dòng)內(nèi)容與過程
概況
活動(dòng)對(duì)象為全校中一級(jí)至中六級(jí)學(xué)生,所涉及的人數(shù)約為1000人?;顒?dòng)日期為2011年5月26日至5月27日;活動(dòng)地點(diǎn)是學(xué)校風(fēng)雨操場(chǎng);形式是在操場(chǎng)內(nèi)設(shè)置攤位,展示4個(gè)能施展“魔法”的科學(xué)實(shí)驗(yàn),并由科研特工隊(duì)帶領(lǐng)全校學(xué)生參與活動(dòng)。4個(gè)能施展“魔法”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)為隱形墨水、牙簽水上漂、反斗沙桶和水柱識(shí)轉(zhuǎn)彎。
有關(guān)科學(xué)原理
隱形墨水?!半[形墨水”其實(shí)是酚酞溶液。由于酚酞溶液是無(wú)色的,所以我們不能看到用酚酞溶液所寫在紙上的字或符號(hào)。但是只要用蘸有氫氧化鈉溶液的毛筆在紙上輕輕一掃,酚酞溶液會(huì)由無(wú)色轉(zhuǎn)為粉紅色,隱藏的信息就會(huì)忽然現(xiàn)形,效果如同魔法一樣。
牙簽水上漂。肥皂或洗潔精的成分含有表面活性劑,可以使水的表面張力減弱。所以牙簽沾了肥皂或洗潔精的那一端,附近水面的表面張力比較弱,另一端水面的表面張力相對(duì)比較強(qiáng),因此牙簽就被張力較強(qiáng)的那方牽引而自動(dòng)前進(jìn)了,效果非常震撼。
反斗沙桶。固體的沙子也會(huì)產(chǎn)生浮力,但沙子的流動(dòng)性不像液體那么好,因此需要敲打沙桶的邊緣,幫助固體的沙子流動(dòng)。由于乒乓球的密度低于沙子,因此在敲打沙桶期間,原本埋藏在沙堆的乒乓球會(huì)忽然浮出到沙堆的表面,讓觀眾吃驚。
水柱識(shí)轉(zhuǎn)彎。由儀器滴定管流出的水柱本是垂直向下的,但只要利用1根帶電荷的棒靠近水柱,水柱便會(huì)被帶電荷的棒所吸引。這是因?yàn)樗且环N極性溶劑,水分子會(huì)按其極性而被吸引,讓水柱出現(xiàn)“識(shí)轉(zhuǎn)彎”的嚇人場(chǎng)面。
以上4個(gè)“科學(xué)魔法”均有一個(gè)共同點(diǎn),就是在進(jìn)行期間會(huì)出現(xiàn)讓觀眾感到有震撼性的場(chǎng)面,從而刺激其好奇心,在不知不覺間很想探索相關(guān)的科學(xué)原理。另外,就是這4個(gè)“魔法”的背后均同時(shí)涵蓋初中與高中的課程知識(shí)。
活動(dòng)預(yù)期效果
基于以上提及的設(shè)計(jì)及選材理念,可預(yù)期的效果是,無(wú)論就讀初中或高中的學(xué)生在看見“魔法”后,都會(huì)不期然感到共鳴,聯(lián)想起相關(guān)的科學(xué)知識(shí),達(dá)到不同層次的反思及探索。再者,通過不同班級(jí)的學(xué)生一同欣賞“魔法”表演,可以預(yù)期這種形式能促進(jìn)同班同學(xué)問、甚至是跨越級(jí)別的朋輩間的討論。經(jīng)驗(yàn)告訴我,這種朋輩之間互相討論和學(xué)習(xí)往往勝過傳統(tǒng)的老師單向式教學(xué)。
活動(dòng)所需的資源
“隱形墨水”需要酚酞溶液、氫氧化鈉溶液、過濾紙、燒杯、毛筆。演示“隱形墨水”不受場(chǎng)地條件限制。
“牙簽水上漂”需要牙簽、肥皂(或洗潔精)、盛水的器皿、自來水。盛水器皿須具一定的大小,否則牙簽在水上漂移的空間會(huì)有所限制。由于在每次表演后,自來水必須更換才能成功重新施展“魔法”,所以表演場(chǎng)地附近最好有充足的水源,例如靠近水龍頭或是洗手間。
“反斗沙桶”需要裝沙子的桶、沙子、乒乓球。沙子分量不能太少,否則乒乓球基于敲打時(shí)的震蕩也會(huì)冒出來,違反了“魔法”背后的精神。演示“反斗沙桶”不受任何場(chǎng)地限制。
“水柱識(shí)轉(zhuǎn)彎”需要滴定管、自來水、發(fā)泡膠杯(或塑料尺子)、燒杯(用于補(bǔ)充自來水)。使用滴定管的好處是可隨時(shí)控制水柱的流動(dòng),這樣可節(jié)省用水量。演示“水柱識(shí)轉(zhuǎn)彎”不受場(chǎng)地限制,雖然涉及用水,但只要表演前用燒杯裝夠自來水,便可不斷補(bǔ)充,連番施展“魔法”。
4個(gè)“科學(xué)魔法”所需的大部分物資均是生活中容易找到并且廉價(jià)的,而所能施展的“魔法”卻有出人意外的震撼力。因此,“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng)可謂“要求低、效果大”。
場(chǎng)地安排方面,由于“牙簽水上漂”涉及使用較多的自來水以及必須頻繁更換自來水,所以表演場(chǎng)地附近最好有充足的水源。其余的3個(gè)“科學(xué)魔法”則不受任何場(chǎng)地限制,對(duì)表演者實(shí)在非常便利。
活動(dòng)方案的創(chuàng)新點(diǎn)及重點(diǎn)
“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng)方案有以下的創(chuàng)新點(diǎn)及重點(diǎn)。
科學(xué)知識(shí)的包裝。活動(dòng)中的“魔法”所涉及的科學(xué)知識(shí)并非復(fù)雜及難以理解的,有些更是傳統(tǒng)課程建議在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的課堂活動(dòng)。然而,只要加上適當(dāng)?shù)陌b,這些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的吸引力便會(huì)大增,感覺上會(huì)更加生活化。
走出實(shí)驗(yàn)室。構(gòu)思活動(dòng)方案時(shí),我銳意突破常規(guī),走出傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室,在校園公開場(chǎng)所進(jìn)行帶有“魔法”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。一方面,不用學(xué)生專門去實(shí)驗(yàn)室;另一方面,這種活動(dòng)形式能一次惠及更多學(xué)生。沖破實(shí)驗(yàn)室在空間上的限制,也有助于灌輸“科學(xué)無(wú)所不在”的理念。
朋輩互相學(xué)習(xí)。活動(dòng)由科研特工隊(duì)向全校學(xué)生演示“科學(xué)魔法”,而老師則刻意退居幕后。通過這種“朋輩間互相學(xué)習(xí)”的模式,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“他能做到,我也能做到”的想法,有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力及自信心。
老少成宜。舉辦一般科學(xué)活動(dòng)時(shí)往往因?yàn)橄嚓P(guān)的科學(xué)知識(shí)要求或其難度,導(dǎo)致活動(dòng)對(duì)象有所限制。然而,“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng)的設(shè)計(jì)理念涵蓋初中與高中的課程知識(shí),能達(dá)到老少成宜、甚至老少一同討論科學(xué)的效果。再者,透過不同班級(jí)的學(xué)生一同欣賞“魔法”表現(xiàn),可以預(yù)期這種形式能促進(jìn)同班同學(xué)間、甚至是跨越年級(jí)的朋輩討論。這種朋輩之間互相討論和學(xué)習(xí)往往勝過傳統(tǒng)的老師單向式教學(xué)。
活動(dòng)的效果
“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng)一共舉辦2天,活動(dòng)期間師生反應(yīng)均非常熱烈,活動(dòng)氣氛及效果良好?;顒?dòng)期間更有學(xué)生向科研特工隊(duì)查問為何只有這4個(gè)“科學(xué)魔法”實(shí)驗(yàn)和為何只舉辦2天,可見這類型的活動(dòng)的確頗受歡迎。我在現(xiàn)場(chǎng)也觀察到,學(xué)生在欣賞“魔法”之余,也不斷與身旁的同學(xué)互相討論有關(guān)原理,達(dá)到朋輩間互相學(xué)習(xí)及研習(xí)科學(xué)的目標(biāo)。
活動(dòng)可能出現(xiàn)的問題及解決方案
“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng)可能出現(xiàn)的問題及解決方案如下。
隱形墨水。假如表演者一時(shí)緊張混淆了酚酞溶液和氫氧化鈉溶液(兩者均為無(wú)色),“魔法”的效果便會(huì)頓時(shí)失色。由于表演“魔法”所使用的物品不宜用標(biāo)簽標(biāo)示,所以應(yīng)該使用兩種不同大小的燒杯分別裝兩種溶液,并且分開左右放好,以免造成混亂。經(jīng)過多次隱形墨水“魔法”表演之后,原本無(wú)色的溶液可能因?yàn)槎啻问褂妹P的“交叉感染”,而自動(dòng)變成了粉紅色,如果繼續(xù)使用變了色的“隱形墨水”,根本就沒有“魔法”可言了。建議使用兩種不同款式的毛筆,以資識(shí)別。同一種款式的毛筆只用于某種指定的溶液,這樣可減慢“交叉感染”情況。一旦發(fā)現(xiàn)任何一種溶液已變成了粉紅色,應(yīng)該及時(shí)更換。
牙簽水上漂。表演者必須清楚牙簽的哪一端沾了肥皂,否則當(dāng)牙簽放在水面時(shí),因?yàn)榉崔D(zhuǎn)了方向,牙簽便會(huì)很快撞向器皿。表演者應(yīng)把牙簽沾了肥皂的那一端處于下方,這樣也可方便表演者利用手來遮掩肥皂。放牙簽時(shí),切記要把沾了肥皂的那一端貼近器皿的邊緣,這樣便能成功發(fā)揮“牙簽水上漂”的威力了。假如表演者在完成演示后忘了換水,由于器皿中水的表面張力已被影響,表演者將不能繼續(xù)施展“魔法”。因此表演者應(yīng)至少預(yù)備2個(gè)盛水的器皿交替使用。當(dāng)觀眾注意其中一個(gè)器皿時(shí),在旁的工作人員可悄悄地更換另一器皿中的自來水。
反斗沙桶。演示時(shí),桶內(nèi)的沙子分量不能太少,否則乒乓球由于敲打時(shí)的震蕩也會(huì)冒出來,露出馬腳之余,也違反了“魔法”背后的精神。沙子分量也不宜太多,因?yàn)樘嗌硶?huì)導(dǎo)致敲打時(shí)間增長(zhǎng),導(dǎo)致表演變得沉悶。表演者應(yīng)在正式表演前進(jìn)行足夠的測(cè)試,記錄敲打時(shí)的力度、頻率和完成“魔法”所需的時(shí)間,看看表演時(shí)間是否合適和判斷是否需要改變沙的分量。表演者一旦找出最適當(dāng)?shù)纳匙臃至亢?,便?yīng)在沙桶上劃上記號(hào)。為了精益求精,表演者在每次演示前都應(yīng)檢查沙的分量是否合適。
水柱識(shí)轉(zhuǎn)彎。當(dāng)?shù)味ü苤兴枯^少時(shí),水柱會(huì)變得不穩(wěn)定和不流暢,影響演示效果。因此表演者應(yīng)注意及時(shí)補(bǔ)充水,或者至少預(yù)備2個(gè)滴定管交替使用。發(fā)泡膠杯經(jīng)過多次使用后,即使強(qiáng)烈的摩擦,其帶電荷的能力也會(huì)逐漸減弱,所以應(yīng)適時(shí)更換膠杯,以延續(xù)其施展“魔法”的能力。
除了以上的注意事項(xiàng)外,由于以上4個(gè)“科學(xué)魔法”的其中3個(gè)均涉及使用水或溶液,故此每個(gè)“魔法”的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有足夠數(shù)量的毛巾,以便隨時(shí)清理表演區(qū)域。此外,“魔法”表演場(chǎng)地附近(建議在洗手間內(nèi))應(yīng)備有拖把,以備不時(shí)之需。
活動(dòng)的改善方向及延續(xù)性
我認(rèn)為如果再次籌辦“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng),可從以下的方向作出改善和探索其延續(xù)性。
問卷調(diào)查量度活動(dòng)成效。這次活動(dòng)完成后,我并未向全校學(xué)生發(fā)出問卷調(diào)查活動(dòng)的成效。如果再次籌辦“科學(xué)魔法擂臺(tái)”活動(dòng),我會(huì)設(shè)計(jì)一份問卷,務(wù)求以量化的形式量度活動(dòng)成效,從而加強(qiáng)活動(dòng)成效的客觀性。
這次活動(dòng)完成后,我并未運(yùn)用明確的工具跟進(jìn)學(xué)生通過活動(dòng)所學(xué)到的科學(xué)知識(shí)。如果再次籌辦這個(gè)活動(dòng),我會(huì)針對(duì)不同級(jí)別的學(xué)生設(shè)計(jì)一系列的工作表,從而評(píng)價(jià)學(xué)生能否通過活動(dòng)增進(jìn)對(duì)相關(guān)科學(xué)知識(shí)的理解,這也可以作為具體反映活動(dòng)成效的一項(xiàng)工具。
經(jīng)過這次活動(dòng)后,相信學(xué)生更能掌握如何設(shè)計(jì)出具吸引力的“科學(xué)魔法”。故此,我計(jì)劃日后定期向科研特工隊(duì)、甚至向全校學(xué)生征求有趣實(shí)驗(yàn),讓有興趣的學(xué)生自行研發(fā)出自己的“科學(xué)魔法”。再進(jìn)一步說,甚至可將這個(gè)模式設(shè)計(jì)成個(gè)人或班際比賽,變成人人有機(jī)會(huì)表演,以真正達(dá)到“擂臺(tái)”的效果,以此推進(jìn)朋輩互相學(xué)習(xí)及學(xué)生主導(dǎo)學(xué)習(xí)。
一、讓實(shí)驗(yàn)儀器室的現(xiàn)有器材成為科學(xué)探究的堅(jiān)強(qiáng)后盾
1.要充分利用原有的自然器材
從《自然》到《科學(xué)》,課程的設(shè)置和實(shí)施理念是變了,但是那一盞盞酒精燈、一個(gè)個(gè)放大鏡、玻棒、天文模擬圖形……在科學(xué)老師的眼里,都應(yīng)該是寶?。‘?dāng)你為蘇教版《探索暗盒里的電路》一課中的實(shí)驗(yàn)器材而發(fā)愁時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn),自然課的小燈泡、小燈座、導(dǎo)線、電池盒都還有用,只要配齊電池及相應(yīng)數(shù)量器材就為學(xué)生的科學(xué)探究提供了可能。
2.要用好現(xiàn)有配備的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器
對(duì)于農(nóng)村學(xué)校的科學(xué)課程,目前尚沒有規(guī)范的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,器材配備不全,因此,用好現(xiàn)有配備的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器是上好實(shí)驗(yàn)課的關(guān)鍵。
二、讓大自然成為科學(xué)探究的最大資源庫(kù)
1.利用農(nóng)村孩子對(duì)大自然更加親近的特點(diǎn)
新課程觀把科學(xué)課視為體驗(yàn)課程,針對(duì)這一點(diǎn),科學(xué)教材(蘇教版)的內(nèi)容更青睞于農(nóng)村的孩子,盡管針對(duì)某些主題的探究存在概念缺失的現(xiàn)象,但農(nóng)村的孩子更易于親近大自然。
2.前概念的體驗(yàn)和材料的儲(chǔ)備
大自然氣象萬(wàn)千,四季變化輪回,一天的氣溫,一只螞蟻,一片樹葉,都對(duì)小學(xué)生有著深深的吸引,為他們的科學(xué)探究提供天然、動(dòng)態(tài)、立體、豐富的探究材料。
三、讓生活成為科學(xué)探究的大學(xué)堂
1.親歷的體驗(yàn),利于探究
科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建于學(xué)生的親歷體驗(yàn)?!缎@里的小動(dòng)物》一課,以蝸牛為研究對(duì)象,對(duì)于校園里有哪些小動(dòng)物?答案最多的是蝸牛和螞蟻。對(duì)于蝸牛的印象:(1)蝸牛有殼在背上;(2)蝸牛爬行時(shí)有口水;(3)蝸牛喜歡吃菜葉子;(4)蝸牛背上的螺紋朝向……
關(guān)于研究的問題:學(xué)生的問題基于已有的經(jīng)驗(yàn)。
2.智慧拾取讓材料利于探究
在聽《溶解》一課后,我想:100毫升的水到底能溶解多少食鹽呢?這種實(shí)驗(yàn)的材料隨手可得。食鹽可以說是最易取的實(shí)驗(yàn)材料,可當(dāng)下的鹽中有多種添加劑,加鈣,加碘,一不留神,補(bǔ)鈣的食鹽會(huì)成為實(shí)驗(yàn)的絆腳石,課堂的效果打折了。生活的體驗(yàn)為教學(xué)做好了鋪墊,做生活有心人。
四、動(dòng)手選制教具,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),提高探究的效率
教具是指在科學(xué)課前,教師根據(jù)內(nèi)容加工、創(chuàng)作而提供的觀察實(shí)驗(yàn)的器材模型。比較語(yǔ)數(shù)兩科,科學(xué)教材擁有的教具不管從種類、數(shù)量都遙遙領(lǐng)先,可對(duì)科學(xué)課來講,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在六年級(jí)《模型環(huán)形山》的實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)帶洞的塑料簍,幾根吸管,裝有紅墨水的針筒,在生活中取材,稍作加工,就為學(xué)生提供了兩個(gè)模擬的結(jié)構(gòu)性的材料,為體驗(yàn)月球表面的形成提供了材料。
五、讓多媒體豐富探究材料,成為探究方式
在教學(xué)科學(xué)中,許多探究目標(biāo)無(wú)法親歷和體驗(yàn),而學(xué)生的知識(shí)經(jīng)歷有限,生活情境和場(chǎng)景的體驗(yàn)就應(yīng)借助多媒體,錄音、錄像、投影、網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)。
月食、日食等天文現(xiàn)象是可遇不可求的,月食、日食在《自然》課中有操作模型,幫助學(xué)生對(duì)其成因的體解,科學(xué)也有模型教具,當(dāng)2010年7月22日日全食視頻在科學(xué)網(wǎng)站上被尋獲播放,記憶把學(xué)生拉回當(dāng)日當(dāng)時(shí),而完整多角度畫面加上清晰講解,震撼的音樂這種體驗(yàn)為成因的理解奠定了生動(dòng)科學(xué)的基礎(chǔ),多媒體網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮了其獨(dú)特的魅力。
2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
2.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的信心,塑造學(xué)生堅(jiān)毅刻苦的品格,陶冶學(xué)生高尚的情操.
2.2 通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生受到科學(xué)方法教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。.
2.3 通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生的實(shí)證精神、創(chuàng)新精神、獻(xiàn)身精神等科學(xué)精神得到了提升。
3.實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)階段
3.1 搜集資料。
師生從各類報(bào)刊雜志及教育網(wǎng)絡(luò)搜集并下載有關(guān)資料,進(jìn)行剪貼,并及時(shí)做好閱讀筆記,師生在此過程中,深刻了解到眾多科學(xué)家推動(dòng)世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程,深深地為他們的嚴(yán)細(xì)精神、實(shí)證精神、創(chuàng)新精神、獻(xiàn)身精神所打動(dòng),為他們使用的科學(xué)研究方法所折服,在第一階段結(jié)束時(shí),舉行了一次演講比賽,每位同學(xué)的演講都強(qiáng)烈的震撼著老師的心,把第一階段的實(shí)驗(yàn)推向,請(qǐng)聽學(xué)生的心聲:科學(xué)家摩爾根的研究成果獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),他沒有表現(xiàn)出半點(diǎn)自傲,甚至連盛大的授獎(jiǎng)儀式也沒有參加,仍然潛心于自己的研究。他還說,這獎(jiǎng)賞不是給他一個(gè)人的,而是對(duì)整個(gè)化學(xué)的褒獎(jiǎng)----看輕個(gè)人榮譽(yù),執(zhí)著追求事業(yè)。愛因斯坦在完成了“相對(duì)論”后說::“我死不死無(wú)關(guān)緊要,.廣義的相對(duì)論已經(jīng)問世了,這才是真正重要的?!?-----他們甘為事業(yè)捐軀的心懷是多么坦然?!谝浑A段的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,我明顯的感覺到,學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、意志得到了增強(qiáng),學(xué)習(xí)比以前更加勤奮刻苦,我發(fā)現(xiàn)自然科學(xué)領(lǐng)域是那么廣闊有趣,自然科學(xué)的成果對(duì)人類和社會(huì)發(fā)展是多么重要,我一定學(xué)科學(xué)、愛科學(xué),將來成為科學(xué)專家來造福人類,造福社會(huì).
3.2 實(shí)踐探索。
3.2.1 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
愛因斯坦說:“興趣是最好的老師”,.布魯諾說:“學(xué)習(xí)的最好刺激,是對(duì)所學(xué)的材料產(chǎn)生興趣?!币虼嗽谡n堂上,我們充分利用平時(shí)所搜集的材料,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
(1)引用科學(xué)家故事:如在學(xué)習(xí):“酸”這一節(jié)時(shí),巧妙地穿插上“波義耳在實(shí)驗(yàn)室里無(wú)意將一束紫羅藍(lán)花沾上鹽酸霧,結(jié)果紫花變紅,他順藤摸瓜發(fā)現(xiàn)酸堿可使花的色素發(fā)生不同顏色
的變化,從而發(fā)明了酸堿指示”的故事,不僅使學(xué)生加深了對(duì)酸的性質(zhì)的認(rèn)識(shí),而且激起了學(xué)生在偶然現(xiàn)象中撲捉靈感的興趣。
(2)引用科學(xué)實(shí)驗(yàn):如在學(xué)習(xí)空氣組成這一節(jié)時(shí),可展示科學(xué)家拉瓦錫、卡文迪許、雷利、拉姆塞探究空氣成分的實(shí)驗(yàn)過程,通過實(shí)驗(yàn)展示,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又再現(xiàn)了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問提解決問題的過程,認(rèn)識(shí)了他們的科學(xué)價(jià)值使學(xué)生受到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法教育。
(3)介紹科技動(dòng)態(tài):當(dāng)今世界知識(shí)與技術(shù)日新月異科學(xué)成果逐漸普及并滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面,在教學(xué)中適適時(shí)向?qū)W生介紹一些科技動(dòng)態(tài),以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的熱望。
3.2.2 培養(yǎng)研究問題的科學(xué)方法。
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),我們可應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題研究問題的科學(xué)方法,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們要學(xué)會(huì)觀察的方法,學(xué)會(huì)基本操作的方法,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的方法,學(xué)會(huì)對(duì)資料和數(shù)據(jù)分析與處理的方法??茖W(xué)方法的獲得不僅可以提高化學(xué)學(xué)習(xí)的質(zhì)量,而且更重要的是養(yǎng)成了學(xué)生主動(dòng)探究問題解決問題的科學(xué)品質(zhì)。
3.3 深化提高。
3.3.1 強(qiáng)化思維方法教育。
思維是反映事物本質(zhì)屬性和規(guī)律性的認(rèn)識(shí)活動(dòng),是認(rèn)識(shí)綜合轉(zhuǎn)化的過程,思維是科學(xué)品質(zhì)的核心內(nèi)容,初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生掌握一些基本的思維方法,如比較法.分類法.歸納法.演繹法.要通過這些思維方法的教育,使學(xué)生具備初步的分析與綜合能力。在實(shí)驗(yàn)過程中我們充分重視思維方法教育,對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都設(shè)計(jì)出合理的思維程序去組織教學(xué),讓學(xué)生始終主動(dòng)的去學(xué)習(xí)。例如在學(xué)習(xí)《分子原子》一章時(shí),由于概念較多而且又抽象教師可啟發(fā)學(xué)生從物質(zhì)的分類入手將混合物與純凈物、單質(zhì)與化合物、混合物與化合物、化合物與氧化物、加以比較分析找出它們的區(qū)別與聯(lián)系。從而對(duì)概念的形成有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在認(rèn)識(shí)過程中學(xué)生就能逐步學(xué)會(huì)比較、分類思維法形成良好的思維品質(zhì)。
3.3.2 形成全面的科學(xué)能力。
科學(xué)能力是科學(xué)素質(zhì)的具體體現(xiàn),在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中,它包括觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和自學(xué)能力。我們根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力,形成良好的科學(xué)品質(zhì)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)具有形象.生動(dòng).直觀的特點(diǎn),學(xué)生在這形象直觀事物的學(xué)習(xí)和研究中,養(yǎng)成觀察的習(xí)慣,學(xué)會(huì)觀察的方法,培養(yǎng)觀察能力,化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生動(dòng)手操作可以利用一切動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),包括分組實(shí)驗(yàn).隨堂實(shí)驗(yàn).課外小組實(shí)驗(yàn)及家庭小實(shí)驗(yàn),由親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)逐步提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?;同時(shí)在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題以促成良好的思維方法和思維品質(zhì)的形成;另外,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)書寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告,甚至要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這種預(yù)習(xí)――實(shí)驗(yàn)總結(jié)――創(chuàng)新設(shè)計(jì),正是培養(yǎng)同學(xué)們自學(xué)能力和創(chuàng)新精神的最佳途徑。例如在學(xué)完酸和堿的知識(shí)后教師可讓學(xué)生設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案區(qū)別稀硫酸和石灰水,學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)想到了利用酸堿通性的不同加以區(qū)別,找到了多種方案,經(jīng)過再度思考,學(xué)生還能利用加熱兩種溶液的方法加以區(qū)別。加熱變渾濁的為石灰水,無(wú)此現(xiàn)象的為稀硫酸。通過這一實(shí)驗(yàn)的多方案設(shè)計(jì)學(xué)生的思維開闊了。不僅用化學(xué)方法也可用物理方法區(qū)別稀硫酸與石灰水,學(xué)生的創(chuàng)新思維品質(zhì)得到了發(fā)展。
總之,在教學(xué)過程中,我們力求充分利用科學(xué)人物、科學(xué)事件、科學(xué)實(shí)驗(yàn)努力創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,歸納概括等-邏輯思維能力、遷移發(fā)散能力,全方位地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,形成良好的科學(xué)品質(zhì)。
本屆活動(dòng)中互動(dòng)性科普項(xiàng)目的比例超過85%。不論是模擬航空駕駛、數(shù)字4D影院、云技術(shù)通訊體驗(yàn)、新能源電動(dòng)汽車、虛擬智慧旅游以及與青少年科技教育緊密結(jié)合的KNEX模型構(gòu)建、飛機(jī)模型制作、通用技術(shù)工作坊、環(huán)境教育大擂臺(tái)、智能機(jī)器鼠表演等,都為公眾帶來全方位的科學(xué)體驗(yàn),科學(xué)傳播與教育、娛樂、時(shí)尚緊密結(jié)合,煥發(fā)出格外的魅力。
國(guó)際科普組織為北京科普活動(dòng)帶來新鮮血液
本屆活動(dòng)中,共有12個(gè)國(guó)家(地區(qū))和港澳的20個(gè)科普組織帶來51項(xiàng)互動(dòng)科普項(xiàng)目。愛丁堡國(guó)際科學(xué)節(jié)的造泥實(shí)驗(yàn)、德國(guó)科學(xué)日的物理玩具、新加坡科學(xué)節(jié)的視覺迷蹤、美國(guó)北卡科學(xué)節(jié)的聲學(xué)與光學(xué)實(shí)驗(yàn)都吸引了眾多觀眾。在愛丁堡國(guó)際科學(xué)節(jié)的造泥實(shí)驗(yàn)區(qū)里,每天都站滿了排隊(duì)等候的小朋友,10名來自北京高校的志愿者身穿白色工作服與國(guó)際科普工作者一起,指導(dǎo)孩子們一起動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。孩子們?cè)谝恍┌咨姆勰┲?,不斷加入各種試劑,最終變成了各種顏色的膠質(zhì)“泥土”,現(xiàn)場(chǎng)不斷發(fā)出“哇哇”的驚嘆聲,孩子們?cè)谶@種眼見為實(shí)的親身實(shí)驗(yàn)中學(xué)到了化學(xué)變化的基本原理。
科普傳播的形式更加多元
有效的實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)是以實(shí)驗(yàn)為載體,通過實(shí)驗(yàn)探究讓學(xué)生形成科學(xué)概念,理解和鞏固科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)造能力,它通過實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)方法,實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)原理,透過現(xiàn)象看清本質(zhì),并且掌握基本方法和技能,同時(shí)學(xué)生的情感態(tài)度和價(jià)值觀也能得到發(fā)展。那么,如何深化實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力呢?
一、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生探索能力
1.積極創(chuàng)造條件,拓寬實(shí)驗(yàn)探究
學(xué)習(xí)的主人是學(xué)生,實(shí)驗(yàn)亦然。著名心理學(xué)家皮亞杰說:“要讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),而不是用耳朵聽科學(xué)或用眼睛看科學(xué)?!庇H自動(dòng)手、親自體驗(yàn),其效果比任何的言語(yǔ)傳授都要深刻、都要強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中,如何選擇恰當(dāng)?shù)?、有效的探究?jī)?nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),是提高探究活動(dòng)有效性的關(guān)鍵。教師應(yīng)從多角度,多渠道來整合探究學(xué)習(xí)的材料,包括創(chuàng)造性的使用教材,積極的開發(fā)和利用生產(chǎn)、生活、社會(huì)中的科學(xué)教育資源等,并能根據(jù)科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際,設(shè)計(jì)和實(shí)施最有價(jià)值的科學(xué)——即具有基礎(chǔ)性、發(fā)展性、現(xiàn)實(shí)性的科學(xué)訓(xùn),有目的地進(jìn)行科學(xué)問題的探究。例如小孔成像實(shí)驗(yàn),光有教師講解,學(xué)生很難理解,只會(huì)讓學(xué)生云里霧里,根本無(wú)法運(yùn)用基本原理客觀想象小孔成像的整個(gè)過程。而且照搬課本的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行試驗(yàn)步驟繁瑣,很少有教師在教學(xué)當(dāng)中采用。筆者在教學(xué)當(dāng)中嘗試將課本實(shí)驗(yàn)形象化。即讓每位學(xué)生準(zhǔn)備一根蠟燭和兩張白紙,一張白紙上用筆打個(gè)小孔,另一張白紙作為光屏。這樣一來,實(shí)驗(yàn)效果很明顯。所有學(xué)生都分配到各自的任務(wù),且參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,共同完成實(shí)驗(yàn)并得到實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。在獲得科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生探索能力的同時(shí),也培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。
在完成教學(xué)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)的同學(xué),應(yīng)積極嘗試對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擴(kuò)展,不斷提升自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑH缭谧鐾暄鯕夂鸵恍┪镔|(zhì)燃燒的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)后,得出燃燒是發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應(yīng)的結(jié)論。此時(shí)就可以探索性的提出更加大膽地問題。如,燃燒一定需要氧氣嗎?沒有氧氣能否同樣發(fā)生燃燒現(xiàn)象?此時(shí),可以嘗試進(jìn)行二氧化碳和鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證。由此探索,燃燒條件中并不一定需要氧氣。
2.及時(shí)科學(xué)指導(dǎo),順利開展探究
在實(shí)驗(yàn)探究中讓學(xué)生自主探究,并不是說完全不管學(xué)生,讓學(xué)生自由地“玩”,相反只有在教師必要的指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)才會(huì)有序和有效的開展。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的指導(dǎo)可為探究活動(dòng)前和探究活動(dòng)中。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)前的指導(dǎo),主要是對(duì)材料的使用的指導(dǎo)和探究活動(dòng)要求的指導(dǎo),學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作之前,他只明確實(shí)驗(yàn)的操作程序和要控制的變量、要改變的變量,明確實(shí)驗(yàn)過程中要用到類比、等效、轉(zhuǎn)化等研究方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,正如美國(guó)教育學(xué)家杜威所說,“探究時(shí)對(duì)任何一種信念和假設(shè)的指示進(jìn)行積極、持續(xù)、審慎的思考”才能保證實(shí)驗(yàn)的成功。因此,教師必須指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、組裝和故障的排除;明確實(shí)驗(yàn)過程中要注意的問題。如在“電流、電壓和電阻的關(guān)系”探究活動(dòng)中對(duì):電流表、電壓表的使用,我們應(yīng)該注意什么問題,怎樣正確使用器材確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,避免因使用器材不正確而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤等等,可以讓學(xué)生先說一說,學(xué)生說的不到位的地方,教師再補(bǔ)充(指導(dǎo))。探究活動(dòng)中學(xué)生可能會(huì)偏離探究的主題,教師在巡視過程中要適時(shí)給予指導(dǎo),也包括操作上的問題。如學(xué)生在使用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓時(shí)忘記保持電壓不變,連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開,電流表與電壓表連接方式錯(cuò)誤等等,教師要適時(shí)給予指導(dǎo)糾正。
要讓實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)真正的有效進(jìn)行,就必須盡可能的為學(xué)生創(chuàng)設(shè)條件,及時(shí)指導(dǎo),使學(xué)生規(guī)范、科學(xué)地動(dòng)手動(dòng)腦,這樣的實(shí)驗(yàn)探究有利于學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新精神,提高實(shí)踐,從而真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的有效性。可見,在整個(gè)探究過程中,教師要把課堂還給學(xué)生,做探究的組織者、指導(dǎo)者和促進(jìn)者。但是由于初中生的探究能力比較弱,積累的科學(xué)知識(shí)并不多,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的探究性不能盲目隨意,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,有計(jì)劃、有步驟地組織好探究活動(dòng),循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí),提高學(xué)生的探究能力。此外,完整的探究活動(dòng)耗時(shí)較多,教師要注意選擇有代表性的實(shí)驗(yàn)作完整探究或局部探究,也可適當(dāng)安排開放性的實(shí)驗(yàn)探究,使教學(xué)與探究有機(jī)結(jié)合、井然有序。
3.糾正錯(cuò)誤操作,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)思維
科學(xué)實(shí)驗(yàn)都有嚴(yán)格的操作規(guī)范,錯(cuò)誤的操作會(huì)帶來不良的后果:損壞了儀器達(dá)不到教學(xué)目的,甚至帶來一些安全隱患。因此,實(shí)驗(yàn)探究時(shí)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范和程序。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,由于學(xué)生隨意性較大,往往不按照實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范去進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師應(yīng)及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作,并指導(dǎo)學(xué)生如何改正,以免發(fā)生意外。如高錳酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn),結(jié)束后裝置的拆除順序,不能先滅酒精燈在移水槽,不然會(huì)使水倒流入試管,造成試管破裂;稀釋濃硫酸時(shí),將水倒入濃硫酸中,會(huì)引起飛濺等。應(yīng)讓學(xué)生充分了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)中操作規(guī)范的重要性,如有不當(dāng)會(huì)有嚴(yán)重的后果,引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)精神。教師可以用多媒體模擬違規(guī)操作,將可能產(chǎn)生的后果展示給學(xué)生,讓學(xué)生看到錯(cuò)誤操作的嚴(yán)重后果,不僅可以規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作,還可以有效避免安全事故的發(fā)生。例如用多媒體演示儀器量程選擇錯(cuò)誤;電流表、電壓表正負(fù)接線柱接反;電流短路等錯(cuò)誤操作及造成的后果,比口頭反復(fù)強(qiáng)調(diào)“要注意規(guī)范操作”效果好得多。
二、有效利用生成資源,提升學(xué)生探究能力
實(shí)驗(yàn)探究注重的是客觀事實(shí)的呈現(xiàn),實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程不是一帆風(fēng)順的,會(huì)有一些小插曲,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)失敗的實(shí)驗(yàn),此時(shí),教師應(yīng)以諸多因素引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生,尋找原因,而不是草草帶過,息事寧人。例如:在“二氧化碳”的教學(xué)中,教師為學(xué)生提供了很多的實(shí)驗(yàn)器材和藥品,讓學(xué)生分組探索二氧化碳的性質(zhì),在強(qiáng)調(diào)了幾點(diǎn)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)后,學(xué)生便動(dòng)手開始了實(shí)驗(yàn),開始實(shí)驗(yàn)非常順利,但在二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中很多問題出現(xiàn)了,時(shí)不時(shí)地有同學(xué)舉手反映:“老師,我向燒杯中倒入二氧化碳,蠟燭沒有熄滅”,“老師,我向澄清石灰水中通入二氧化碳開始變渾濁了,但教師沒有及時(shí)取出導(dǎo)管,它又變澄清了”。教師針對(duì)這些問題,逐一引導(dǎo)學(xué)生分析,直到下課同學(xué)們還意猶未盡,這是學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的失敗激起的思維浪花,通過適時(shí)鼓勵(lì)和引導(dǎo),將原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的失敗轉(zhuǎn)變成學(xué)生的探究性問題,從失敗中培養(yǎng)了學(xué)生積極思考,實(shí)事求是、勇于探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)。
三、適度開展對(duì)比實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)
1.遞進(jìn)性對(duì)比實(shí)驗(yàn),發(fā)展思維的深刻性
所謂遞進(jìn)性對(duì)比,就是根據(jù)中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),針對(duì)同一科學(xué)過程設(shè)置幾個(gè)逐漸接近其本質(zhì)特征的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生的思維在實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)下,由淺入深,層層推進(jìn),最終養(yǎng)成對(duì)事件刨根究底、追本溯源的思考習(xí)慣和能力,其思維的深刻性由此得以發(fā)展。例如關(guān)于“SO42-檢驗(yàn)”的教學(xué),教師可以設(shè)計(jì)以下對(duì)比實(shí)驗(yàn):向盛有Na2SO4溶液的試管中加入適量的BaCl2溶液,看到有白色沉淀產(chǎn)生,加稀HNO3沉淀不溶解,證明溶液中有SO42-存在。接著取一支盛有Na2CO3溶液的試管,先向試管中滴入BaCl2溶液,同樣看到有白色沉淀產(chǎn)生,再慢慢滴入稀HNO3,發(fā)現(xiàn)白色沉淀被溶解且有無(wú)色氣體產(chǎn)生,隨著實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化,學(xué)生的思維立即活躍起來。教師應(yīng)該因勢(shì)利導(dǎo),教師耐心啟發(fā)學(xué)生分析思考產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因,通過分析學(xué)生明確了BaSO4和BaCO3兩種沉淀的異同,認(rèn)識(shí)到檢驗(yàn)SO42-為什么要加稀HNO3的真正原因。再取一支盛有未知溶液的試管,同樣加入適量BaCl2溶液和稀HNO3,也有白色沉淀產(chǎn)生,針對(duì)看到的現(xiàn)象,教師問:未知溶液中是否一定含有SO42-?學(xué)生的思維進(jìn)一步被激活,假如BaCl2溶液和稀HNO3產(chǎn)生白色沉淀,溶液中還有可能不含SO42-的?通過深入研究,學(xué)生領(lǐng)悟到加入BaCl2溶液產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀,既有可能是溶液中含有SO42-,也有可能是含有Ag+。因?yàn)锳g+與Cl-結(jié)合同樣能產(chǎn)生不溶于稀HNO3的AgCl白色沉淀。通過這樣一來的對(duì)比性實(shí)驗(yàn),既幫助學(xué)生全面準(zhǔn)確地掌握了科學(xué)知識(shí),使學(xué)生懂得了檢驗(yàn)SO42-與Cl-的方法,又能引導(dǎo)學(xué)生全面深入思考問題,真正實(shí)現(xiàn)思維的深刻化。
2.同質(zhì)性對(duì)比實(shí)驗(yàn),發(fā)展思維的變通性
思維的變通性常常表現(xiàn)為思路靈活,舉一反三,觸類旁通,隨機(jī)應(yīng)變,能將思路轉(zhuǎn)移到別人不容易想到、比較隱蔽的方向去。為了培養(yǎng)學(xué)生的這種思維,教師教學(xué)時(shí)可先向?qū)W生展示一個(gè)實(shí)驗(yàn),待學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出正確解釋后,再向?qū)W生展示另一個(gè)原理類似的實(shí)驗(yàn),學(xué)生便能在認(rèn)識(shí)前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)后一個(gè)實(shí)驗(yàn),并對(duì)其現(xiàn)象作出合理的解釋,在解釋中學(xué)會(huì)比較、應(yīng)變與遷移。
如在“研究酶的作用條件”時(shí),教師可做如下實(shí)驗(yàn):取兩支試管,每支試管中注入2mL煮沸冷卻后的淀粉糊,再分別加入2mL稀釋的唾液,搖勻。然后把一支放入盛有37℃溫水的燒杯中,另一支放在冰水中。靜置10分鐘后取出,分別滴入1~2滴碘液,發(fā)現(xiàn)放在溫水中的試管不變色,而冰水中的試管則變藍(lán)色。針對(duì)不同的現(xiàn)象,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生積極探尋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的根源,因勢(shì)利導(dǎo),教師質(zhì)疑:以上實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)條件是否相同?學(xué)生恍然大悟:溫度不同,酶在37℃時(shí)催化能力最強(qiáng),溫水中試管里的淀粉糊完全分解了,而冰水中試管里的酶幾乎沒有催化能力。再取一支裝有淀粉糊的試管,在加入2mL唾液的同時(shí),再滴加幾滴稀鹽酸,搖勻后同樣放入37℃的溫水中靜置一會(huì)兒,取出試管,教師發(fā)問:如果在試管中也加入碘液,碘液會(huì)不會(huì)變色?不會(huì)變色,因?yàn)榈矸酆幻阜纸饬恕=又蛟嚬苤械渭拥庖?,結(jié)果變藍(lán)色,完全出乎同學(xué)們的預(yù)料,學(xué)生的思維立即活躍起來,抓住時(shí)機(jī),教師啟發(fā):為什么加入稀鹽酸后碘液會(huì)變藍(lán)色?由于有了前面的經(jīng)驗(yàn),同學(xué)們立即想到是因?yàn)闂l件改變了,滴加鹽酸后,溶液的PH值變小了,而酶的催化能力在中性或接近中性的溶液中最強(qiáng),從而從根本上突破了教學(xué)的難點(diǎn),學(xué)生思維的變通性也在知識(shí)的運(yùn)用、遷移過程中得到了發(fā)展。
3.反常性對(duì)比實(shí)驗(yàn),發(fā)展思維的積極性
中學(xué)生在自己的生活經(jīng)歷中積累了大量的科學(xué)“常識(shí)”,在科學(xué)教學(xué)中若能設(shè)置一些與他們的常識(shí)相悖的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與之進(jìn)行對(duì)比,將能使其受到強(qiáng)烈的震撼,最大限度地調(diào)動(dòng)他們積極思考,渴求認(rèn)識(shí)“反常”現(xiàn)象的欲望。學(xué)生在教師引導(dǎo)下,通過自己的思考而獲得對(duì)“反常”現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),又將進(jìn)一步激發(fā)他們思考的熱情。久而久之,就可逐漸內(nèi)化成一種樂與探索,勤于思考的優(yōu)秀思維。例如在研究“可燃物燃燒條件”的教學(xué)中,學(xué)生依據(jù)自己的科學(xué)常識(shí)往往認(rèn)為,浸沒在水中的可燃物是不可燃燒的,這源于他們?nèi)粘I钪惺褂萌剂系慕?jīng)驗(yàn)。在教學(xué)中教師可做以下對(duì)比實(shí)驗(yàn),取一小塊紅磷放入正在用酒精燈加熱的熱水(60℃~70℃)中,向熱水中通入氧氣,結(jié)果與學(xué)生們根據(jù)他們的科學(xué)“常識(shí)”所作出的推斷完全一致——不能燃燒;取出紅磷,向熱水中放入白磷,同樣通入氧氣,這回可大大出乎同學(xué)們的預(yù)料;白磷竟在水中劇烈地燃燒起來。這一事實(shí)極大地沖擊了學(xué)生的科學(xué)“常識(shí)”,他們無(wú)不積極思考,質(zhì)疑舊觀點(diǎn),提出新看法,探索奧妙所在。教師不失時(shí)機(jī)根據(jù)學(xué)生的各種看法,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩次實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行分析,使他們認(rèn)識(shí)到可燃物燃燒必需具備兩個(gè)條件,一是有充足的氧氣(助燃劑);二是溫度要達(dá)到著火點(diǎn)。由于白磷著火點(diǎn)低于熱水的溫度,因此它在水中劇烈燃燒起來,反之紅磷的著火點(diǎn)遠(yuǎn)高于熱水的溫度,所以不會(huì)燃燒。反常性對(duì)比實(shí)驗(yàn)不僅糾正了學(xué)生的錯(cuò)誤“常識(shí)”,使他們獲得正確的科學(xué)知識(shí),更重要的是他們的思維受到反?,F(xiàn)象的激勵(lì),積極思維得到強(qiáng)化。
總之,教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),深化實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),不僅提高課堂效率,而且有效培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力,合作學(xué)習(xí)的能力,探索學(xué)習(xí)的能力,提升了思維品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),改變了初中科學(xué)的教學(xué)方式,值得我們教師不斷探索和深化。
【參考文獻(xiàn)】
[1]葉瀾.重建課堂教學(xué)[M].人民教育出版社,2006.
《思想品德》課作為德育的前沿陣地,教師應(yīng)該具有兼收并蓄,兼容并包的胸懷,吸納其他學(xué)科的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng),根據(jù)實(shí)際創(chuàng)造性地使用教材,并不斷吸收新鮮富有感染力的材料,使自己的課堂富有個(gè)性化和時(shí)代感。
1.將語(yǔ)文課文、美文欣賞、新聞報(bào)摘等有選擇地引入課堂
畢淑敏的《我很重要》和北大學(xué)生王海桐的《北大是我美麗羞澀的夢(mèng)》同被收入粵教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(必修)語(yǔ)文第一冊(cè)第一單元“認(rèn)識(shí)自我”中。這兩篇文章無(wú)論從文采上還是從事實(shí)的說服力上,都是震撼人心的,想必讀過它們都會(huì)有同感。
2.關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn),形成恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)結(jié)合點(diǎn)
國(guó)內(nèi)外社會(huì)熱點(diǎn)問題一直為學(xué)生所共同關(guān)注,開發(fā)和利用好時(shí)事熱點(diǎn)往往能給思想品德課增添許多新鮮感。可利用多種有利條件如電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等發(fā)動(dòng)學(xué)生搜集社會(huì)熱點(diǎn),實(shí)行“課前五分鐘新聞播報(bào)”,內(nèi)容涉及重要新聞、社會(huì)問題、“焦點(diǎn)訪談”、“今日說法”等,這樣做會(huì)收到意想不到的教學(xué)效果。
3.將科學(xué)實(shí)驗(yàn)引入課堂
嘗試著將“心理測(cè)試”、“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“科學(xué)猜測(cè)”等想象空間豐富的文本進(jìn)行改裝,分段設(shè)置懸念,分層進(jìn)行展示,讓學(xué)生在頭腦中完成實(shí)驗(yàn)、假象和猜測(cè),逐漸得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后再巧妙提升,結(jié)合課堂主題,順理成章地達(dá)到“預(yù)設(shè)”與“生成”的有機(jī)統(tǒng)一。
二、激發(fā)興趣,圖文并茂
新教材最大的特點(diǎn)是圖文并茂,生動(dòng)而又通俗,這能引起學(xué)生的濃厚興趣,教師針對(duì)教材特點(diǎn)在教育資源的呈現(xiàn)方式上要更符合中學(xué)生的心理需求。
1.文本與圖畫之間有機(jī)的轉(zhuǎn)換
在教學(xué)過程中,可以嘗試讓學(xué)生根據(jù)自己對(duì)課本中某段文字的理解,繪制成圖畫變成課本插圖。有必要的話可以匯集成班級(jí)《課本插圖集》。另外,可以將學(xué)生小學(xué)時(shí)的“看圖說話”、“看圖作文”進(jìn)行創(chuàng)新變革后引入課堂,讓學(xué)生在看、讀、說、寫、畫的過程中,對(duì)課堂始終保持濃厚的興趣。
2.將漫畫、美術(shù)作品、攝影作品等圖片資源引入課堂教學(xué)
在講“情緒萬(wàn)花筒”時(shí),可以將達(dá)·芬奇著名油畫《最后的晚餐》展示出來。在分析畫面中的人物驚恐、憤怒、懷疑等面部表情、神態(tài)以及手勢(shì)、眼神和行為的同時(shí),告訴學(xué)生,人的情緒是豐富多彩的。另外,漫畫的最大功能是留有許多的空間讓學(xué)生去聯(lián)想。
三、貼近生活,緊跟時(shí)尚
教學(xué)脫離了生活,尤其是遠(yuǎn)離學(xué)生的生活,可能會(huì)使教師處在一種被動(dòng)甚至尷尬的境地。因此,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn),注重將教學(xué)與社會(huì)生活結(jié)合。
1.動(dòng)漫是最好的素材之一
學(xué)生往往在快樂中接受了道理,真正達(dá)到“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”、“教育無(wú)痕”的目的。如動(dòng)漫《繁雜的世界》作為“情緒萬(wàn)花筒”一課的導(dǎo)入效果非常不錯(cuò);動(dòng)漫《小小的我》作為“認(rèn)識(shí)自我”一課的總結(jié),也給學(xué)生以啟迪;動(dòng)漫《圣誕節(jié)》在圣誕節(jié)來臨之際作為“禮物”送給學(xué)生,增進(jìn)了師生的感情。
2.將口袋書、卡通書、漫畫書等資源引入課堂教學(xué)
教師可組織學(xué)生結(jié)合社會(huì)現(xiàn)實(shí),在課堂上利用手工或電腦,來完成一些主題鮮明的社會(huì)生活寫真集;也可以把身邊的小事放“大”,形成反映現(xiàn)實(shí)生活中一些習(xí)的漫畫,還可以做成是弘揚(yáng)民族精神和民族自豪感的圖畫,裝訂成漫畫冊(cè),成為口袋書。
四、推陳出新,鼓勵(lì)創(chuàng)新
在多邊互動(dòng)的課堂教學(xué)模式中,應(yīng)創(chuàng)建開放的思維空間,引入開放的教育資源,體現(xiàn)教師培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的用心。
1.學(xué)習(xí)要注重變化
靈活、變通才使得創(chuàng)新成為可能。如在講《創(chuàng)建新集體》一課時(shí),許多教師都將《三個(gè)和尚沒水喝》的故事作為教育資源引入課堂。這是一個(gè)典型的反面例子,如果有創(chuàng)意一些,也可引導(dǎo)學(xué)生寫出有新意的《三個(gè)和尚故事新傳》,將本課的中心思想進(jìn)一步升華。
興趣是最好的老師。興趣是推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的驅(qū)動(dòng)力,有了興趣,學(xué)生才能樂于探究。教師應(yīng)該利用一切條件,激發(fā)學(xué)生的探知欲。
1.提問激趣法
一個(gè)恰到好處的問題往往會(huì)起到意想不到的效果。比如在教學(xué)《云的觀測(cè)》一課時(shí),我問學(xué)生:“你們都看過云嗎?”學(xué)生一起回答:“看過!”我又問:“云能告訴我們什么呢?”學(xué)生的回答很不到位,這時(shí)候我趁熱打鐵,對(duì)學(xué)生說:“同學(xué)們,天上的云是大自然這本‘無(wú)字天書’中的一頁(yè),我們閱讀它,就能學(xué)到很多書本上學(xué)不到的知識(shí)!”學(xué)生的興致一下子被調(diào)動(dòng)了起來,都說要仔細(xì)觀察天上的云朵獲得相關(guān)的知識(shí)。
2.實(shí)物展現(xiàn)激趣法
當(dāng)千言萬(wàn)語(yǔ)蒼白無(wú)力時(shí),直觀的實(shí)物能夠直接沖擊著學(xué)生的視官,震撼著他們的心靈。如在教學(xué)《種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)》時(shí),當(dāng)我拿出事先發(fā)好的一小盆綠豆芽,并對(duì)學(xué)生說是老師自己發(fā)的,他們驚呆了。當(dāng)我說,他們也能像老師一樣發(fā)出這樣好的綠豆芽時(shí),教室里沸騰了,他們一下子興致高漲。
3.多媒體激趣法
隨著教育技術(shù)現(xiàn)代化的推進(jìn),多媒體的應(yīng)用越發(fā)普及。一些多媒體能夠再現(xiàn)我們平時(shí)看不到的東西。如在教學(xué)《用顯微鏡觀察身邊的生命世界》時(shí),我播放了一段微觀世界中的細(xì)菌,看完了問他們:“你們平時(shí)看到過細(xì)菌嗎?”學(xué)生都說沒有,我趁勢(shì)又問:“那視頻上怎么能夠看到呢?”學(xué)生都說是靠顯微鏡。這時(shí)我提出讓學(xué)生利用顯微鏡觀察能發(fā)現(xiàn)什么?學(xué)生都躍躍欲試。
二、充分準(zhǔn)備,有的放矢
在科學(xué)探究中最重要的一環(huán)就是實(shí)驗(yàn),因?yàn)樗械耐茰y(cè)都要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過實(shí)驗(yàn)中的一系列數(shù)據(jù)就能找到有關(guān)的規(guī)律、結(jié)果。實(shí)驗(yàn)的成功與否與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況的好壞有很大的聯(lián)系。
1.常規(guī)準(zhǔn)備
第一,實(shí)驗(yàn)的器材書上都已一一標(biāo)明,只要按部就班地準(zhǔn)備好就行,但也要注意一些細(xì)節(jié)問題。比如在教學(xué)《蚯蚓的選擇》和《改變生態(tài)瓶》時(shí),我讓學(xué)生準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)品,最難準(zhǔn)備的就是蚯蚓和小魚了。在上課之前,我先調(diào)查了一下學(xué)生準(zhǔn)備的情況,根據(jù)帶來的實(shí)驗(yàn)材料調(diào)整分組,學(xué)生高興地完成了實(shí)驗(yàn),不會(huì)因準(zhǔn)備不足導(dǎo)致有的小組無(wú)法實(shí)驗(yàn)。第二,要科學(xué)地根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有水平,對(duì)于有一定難度的問題,可以把這一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)分割成幾個(gè)部分,并使之分層結(jié)構(gòu)化。對(duì)于不同程度的學(xué)生,我設(shè)計(jì)不同的問題或內(nèi)容,讓他們自主選擇,為他們?nèi)〉贸晒ψ龊脺?zhǔn)備。
2.應(yīng)變準(zhǔn)備
科學(xué)實(shí)驗(yàn)的器材一般是固定不變的,但有的實(shí)驗(yàn)會(huì)因條件改變無(wú)法完成,這就要求科學(xué)教師隨機(jī)應(yīng)變,靈活地創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)的條件,讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行直到完成。如在教學(xué)《陽(yáng)光下的影子》時(shí),所有的實(shí)驗(yàn)都要求在陽(yáng)光下進(jìn)行,一旦沒有太陽(yáng),就不能做有關(guān)影子的實(shí)驗(yàn),學(xué)生的積極性就可能會(huì)受到打擊。教師可以在教室內(nèi)準(zhǔn)備一個(gè)白熾燈當(dāng)做太陽(yáng),這樣學(xué)生就可以興致勃勃地順利完成實(shí)驗(yàn)。
三、學(xué)會(huì)方法,舉一反三
陶行知說:“好的教師不是教,而是教學(xué),教學(xué)生學(xué)?!痹诳茖W(xué)教學(xué)實(shí)際中出現(xiàn)的許多現(xiàn)象,大都直接或間接地與學(xué)生會(huì)不會(huì)學(xué)習(xí)的問題有關(guān)。在學(xué)校學(xué)習(xí),甚至于同一個(gè)老師、同樣的教材、同樣的教法,為什么有的學(xué)生學(xué)得輕松自如,事半功倍、成績(jī)優(yōu)秀,有的學(xué)生則灰心喪氣、成績(jī)差?我認(rèn)為,關(guān)鍵在于學(xué)習(xí)是否得法。
從筆者調(diào)研的經(jīng)驗(yàn)看,緒論課往往容易被教師忽略。其實(shí),學(xué)生從義務(wù)教育階段進(jìn)入高中階段充滿了好奇、疑惑、渴望,還有恐懼甚至有些無(wú)所適從。教師如果能夠精心設(shè)計(jì)緒論課的內(nèi)容,會(huì)使學(xué)生對(duì)教師的思想情感、精神向往、價(jià)值追求、教學(xué)風(fēng)格和特色留下深刻的印象。
教科書為教師提供了進(jìn)行緒論課教學(xué)的材料,但并不是把教科書內(nèi)容簡(jiǎn)單羅列,要精心設(shè)計(jì)、靈活應(yīng)用。如可選用靜電實(shí)驗(yàn)材料,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、聽聲音,從而聯(lián)想到雷電現(xiàn)象。雷電是一種自然現(xiàn)象,貼近學(xué)生生活,從這個(gè)角度自然切入高中物理要涉及的一部分內(nèi)容——靜電現(xiàn)象。
還可以選用陰極射線管實(shí)驗(yàn),教師事先說明觀察到的亮線是從陰極射出的電子打在熒光粉上產(chǎn)生的。然后像魔術(shù)師一樣控制射線向上、向下偏轉(zhuǎn),在學(xué)生驚嘆的同時(shí)揭示問題的本質(zhì)——是利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。正是人們對(duì)電磁現(xiàn)象的深入研究使我們處于電氣化和信息時(shí)代。
精選這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)生首先感覺很新奇,有視覺沖擊感,其次,教學(xué)內(nèi)容密切聯(lián)系生活實(shí)際,讓學(xué)生感受到知識(shí)本身的價(jià)值看得見、摸得著,心理上那種距離感消失,最重要的是它延伸到促進(jìn)人類文明和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步,很能體現(xiàn)高中物理課程的價(jià)值。
二、通過邏輯關(guān)系的梳理實(shí)現(xiàn)思維方式的過渡
義務(wù)教育階段物理規(guī)律的得出主要是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的方法,即“提出問題—猜想與假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)—分析與論證—評(píng)估—交流與合作”。不同的實(shí)驗(yàn)關(guān)注的要素雖然不同,但基本上旨在讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,具有初步的科學(xué)探究能力。而在高中階段,在理性分析、邏輯思維、定量要求、數(shù)學(xué)計(jì)算、概念的嚴(yán)密性、實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性等方面都上了一個(gè)臺(tái)階。
因此,除了重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究外,還應(yīng)注重理論探究、邏輯思維過程、數(shù)學(xué)演變思想等。學(xué)生的思維方式也要從感性向理性過渡,讓學(xué)生養(yǎng)成“說話要有根據(jù)、說話要合乎邏輯”的好的思維習(xí)慣。
如,同樣是牛頓第一定律的教學(xué),義務(wù)教育階段通過探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理得出物體不受力的狀態(tài)。而高中階段再現(xiàn)了伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn),比上述實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn),同時(shí)更注重牛頓的根據(jù)事實(shí)合理外推的思想方法。還有伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究、電流的微觀表達(dá)、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電阻關(guān)系、閉合電路歐姆定律的得出,等等,都是引導(dǎo)學(xué)生探究理論、訓(xùn)練邏輯思維的好材料。
因此,在教學(xué)過程中,教師要有意識(shí)地幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維方式的過渡而不是單純知識(shí)的重復(fù)和疊加。
三、在日常教學(xué)中,通過科學(xué)研究方法的滲透,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的過渡
高中階段,學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)很多科學(xué)研究方法,高一伊始,學(xué)生第一次接觸理想模型的方法;第一次在物理問題中接觸極限思想;第一次用圖像定量描述某個(gè)物理量;第一次用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來進(jìn)行定量的實(shí)驗(yàn),等等。這僅僅是高一開始滲透給學(xué)生的科學(xué)研究方法,單純靠概念獲得肯定是不夠的,要在實(shí)際情景中認(rèn)識(shí)、在實(shí)踐中應(yīng)用,才能掌握科學(xué)方法。因此,教師要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的過渡。
1.從顯性閱讀到領(lǐng)會(huì)過程方法的過渡。
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化。在日常教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自學(xué),自學(xué)要從自讀開始,在自讀的過程中學(xué)生常常只關(guān)注顯性的概念、規(guī)律,對(duì)于隱含在敘述過程中“過程方法”“整體結(jié)構(gòu)”“邏輯關(guān)系”“情感體驗(yàn)”不夠關(guān)注。這就要求教師自初始階段提出明確的閱讀提綱或問題指導(dǎo),讓學(xué)生帶著問題閱讀,問題涉及概念、規(guī)律、方法、邏輯關(guān)系、情感體驗(yàn)等,引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從顯性的文本中挖掘出思想方法、邏輯關(guān)系、知識(shí)結(jié)構(gòu)的過渡。
在《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師把猜想與假說環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)為學(xué)生自讀,同時(shí)提出如下問題:伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)遇到了什么困難?他是怎樣解決困難的?你認(rèn)為伽利略具備什么樣的精神?伽利略的猜想是什么?它的依據(jù)是什么?……學(xué)生帶著這樣的問題去閱讀不但能重溫伽利略的思維過程、科學(xué)方法,還會(huì)被伽利略的勇氣和創(chuàng)造力所震撼。
2.從體驗(yàn)探究過程到提高探究質(zhì)量的過渡。
義務(wù)教育物理課程通過觀察、操作、體驗(yàn)等方式,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律。對(duì)】探究的質(zhì)量沒有過高要求。高中階段的物理課程,應(yīng)該在此基礎(chǔ)上更加關(guān)注學(xué)生科學(xué)探究的質(zhì)量,進(jìn)一步加深對(duì)科學(xué)探究的理解,提高科學(xué)探究能力。
(1)自主提煉問題。
關(guān)于提出問題要素,大多是教師和教科書直接給出,很少有學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題和構(gòu)思問題。愛因斯坦有一句很著名的話:“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要?!币虼?,在高中階段,教師有必要對(duì)一些物理問題創(chuàng)設(shè)一些情景,讓學(xué)生在觀察和體驗(yàn)后有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想,萌發(fā)出科學(xué)問題。
(2)探究計(jì)劃的優(yōu)化和選擇。
教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從原理、器材、信息收集技術(shù)、操作程序等不同方面構(gòu)思探究計(jì)劃,根據(jù)現(xiàn)有條件選擇、優(yōu)化有關(guān)方法,在交流中完善探究計(jì)劃,最終應(yīng)讓學(xué)生獨(dú)立制定探究計(jì)劃。
(3)客觀地收集和分析處理信息。
在收集信息時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生客觀地分析數(shù)據(jù),樹立把數(shù)據(jù)作為證據(jù)的觀念,尤其是與預(yù)期目標(biāo)相背離的數(shù)據(jù),也要認(rèn)真分析原因,運(yùn)用邏輯判斷來確定各物理量間的因果關(guān)系。該階段要求會(huì)應(yīng)用圖像分析、數(shù)學(xué)計(jì)算等數(shù)學(xué)工具,定量的要求較高,學(xué)生的數(shù)學(xué)能力直接影響著科學(xué)探究的質(zhì)量。
(4)科學(xué)地評(píng)估探究結(jié)果。
盡管隨后有報(bào)道澄清“引渤入疆立項(xiàng)說”不實(shí),然而,既然該項(xiàng)目傳得繪聲繪色,恐亦非全是捕風(fēng)捉影。
在今日之內(nèi)地,由于社會(huì)及科學(xué)技術(shù)界均存在浮躁及好大喜功的現(xiàn)實(shí),人們對(duì)“引渤入疆”的大膽設(shè)想自然不敢輕信。但仔細(xì)掂量,其中確有吸引人之處,特別是將新疆乃至西北的氣候、生態(tài)一舉改變,實(shí)在令人不忍輕易否定,將一個(gè)美好的夢(mèng)想掐死在搖籃中。
不過,按照設(shè)想者的設(shè)計(jì),從渤海岸提送海水達(dá)到海拔1200米高度,到東南部,再順北緯42度線東西方向的洼槽地表,流經(jīng)燕山、陰山以北,出狼山向西進(jìn)入居延海,繞過馬鬃山余脈進(jìn)入新疆。通過大量海水填充沙漠中的干鹽湖、咸水湖和封閉的構(gòu)造盆地,形成人造的海水河、湖,從而鎮(zhèn)壓沙漠。同時(shí),大量海水依靠西北豐富的太陽(yáng)能自然蒸發(fā),作為濕潤(rùn)北方氣候的水氣供應(yīng)源增加降雨,從而達(dá)到治理沙漠、沙塵暴,徹底改變?nèi)A北、西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣的目的。那么,人們不禁要問,讓湖水蒸發(fā)再達(dá)到改變氣候的水量是一個(gè)什么數(shù)字?即使輸去一個(gè)渤海的水夠嗎?要輸多少年?看來夢(mèng)想距離現(xiàn)實(shí)還有一段距離。
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)世界的一種重要活動(dòng),是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并得到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此,在初中物理教學(xué)中,尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不斷激勵(lì)學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等探索手段,科學(xué)想象、科學(xué)推理,使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新是至關(guān)重要的。
在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力呢?我認(rèn)為可從以下方面入手。
一、變學(xué)校為社會(huì),拓展思維視野
新物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出了新的課程理念,其中之一為“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”,物理學(xué)研究的是自然界最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,生活中的物理現(xiàn)象妙趣橫生,自然界的神奇現(xiàn)象震撼人心,而初中生初次接觸物理。因此教師在教學(xué)中要設(shè)置一些貼近生活的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生從身邊熟悉的生活現(xiàn)象探索認(rèn)識(shí)物理規(guī)律,讓他們?cè)趯?shí)踐過程中體會(huì)到物理在生活與生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。這不僅可以增加他們學(xué)習(xí)物理的樂趣,而且可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和科學(xué)探糾能力,為此僅靠校內(nèi)師生的實(shí)驗(yàn)是不夠的,要將課堂延伸到校外,將實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)社會(huì)、社區(qū)和家庭。例如,讓學(xué)生用兩個(gè)一次性紙杯做成土電話,調(diào)查居住地周圍的噪聲污染情況并提出具體防治方法,用橡皮筋制作簡(jiǎn)單測(cè)力計(jì),觀察家中電冰箱的物態(tài)變化,冰箱內(nèi)外溫差與所耗電能的關(guān)系,利用可樂瓶子做有關(guān)大氣壓和浮力的試驗(yàn),用鉛筆和小刀做壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)……這樣由學(xué)生自備器材,甚至使用日常生活中的現(xiàn)有物品自己做實(shí)驗(yàn),調(diào)查自己身邊發(fā)生的事情,更有利于學(xué)生明白物理就在身邊,物理與生活、社會(huì)聯(lián)系非常緊密,而且通過這些沒有使用過的器材啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識(shí),拓寬學(xué)生的創(chuàng)新視野。
二、變演示為探索,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
以往的演示實(shí)驗(yàn)大都是由教師做給學(xué)生看,這種做法忽視了學(xué)生主體性,不能很好地發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如果將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),由教師與學(xué)生共同參與,教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察并不斷啟發(fā)提問引起學(xué)生的好奇、懷疑、困惑和矛盾,從而激發(fā)學(xué)生的探索心理,形成探索問題的情境,促使學(xué)生積極思考、分析、討論,充分發(fā)揮學(xué)生主體性。教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以點(diǎn)撥,使學(xué)生通過一系列思維活動(dòng)概括出有關(guān)物理概念、原理和規(guī)律,從而有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的激發(fā)。例如:液體壓強(qiáng)的知識(shí)比較抽象,是初中物理教學(xué)難點(diǎn)之一。學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容需要較強(qiáng)的抽象思維能力,同時(shí)由于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的感性經(jīng)驗(yàn)較少,因此學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識(shí)時(shí)感到困難較大。特別是液體對(duì)容器側(cè)壁也有壓強(qiáng)甚感疑惑。為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)液體對(duì)容器壁的壓強(qiáng),我設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):在易拉罐的側(cè)壁上不同高度處戳上四個(gè)孔,然后注入水,同學(xué)們看到四個(gè)孔中噴出的水柱遠(yuǎn)近不同,從而直觀得出水對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng),并且隨著深度的增加液體壓強(qiáng)增大。