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增强实验趣味性,提高教学效果
——以初中科学为例

2021-03-27

中文信息 2021年1期
关键词:建模实验教学实验

(上海市嘉定区徐行中学,上海 201800)

一、实验建模,将复杂问题简单化

对于复杂的实验内容,传统实验教学一般采取播放视频,或者图片讲解,优秀的学生通过记忆完成知识的学习,中等学生的学习呈现囫囵吞枣现象,学困生根本就提不起兴趣,上课心不在焉,如何解决这一难题呢?

在科学研究中,对客观对象进行一定的观察实验、对所获得的科学事实进行初步的概括后,常常要利用想象、抽象、类比等方法建立一个适当的模型来反映代替客观对象,并通过研究这个模型来揭示客观对象的形态、特征和本质,这种方法就是建模法。

建模能将复杂的问题简单化、明了化、直观化,具体化,用于分析理解抽象、复杂的实验问题。对于一些比较难理解的内容,让学生亲手做一个模型[1]。在做模型的过程中,学生会反复的体验观察,在此过程中完成知识的内化。如在模拟人类呼吸这一内容,让学生用矿泉水瓶、吸管、气球等简单的材料,亲手制作一个人类呼吸机理装置,在学生一拉一松绿气球(膈肌运动)的过程中肺的变化,在学生制作与探究中,提高学生的观察、实践操作能力。在水循环的过程和成因

这节课,水循环过程比较复杂,里边有一个比较难突破的重点就是雨的形成过程,因为在通常情况下,雨的形成过程,学生看不到。如何通过建模让学生看到呢?让学生制作一个降水模型,让学生将土壤放到塑料盒子中,把土壤做成山脉、高原以及湖泊、盆地等不同的地貌,放入一些小饰物,做成景物。把塑料碗放在做好的盆地中,在碗中注入适量水,地貌容器就做好了,用塑料膜封住地貌模拟容器,并用橡皮筋加以固定。本节课学生亲眼看见塑料薄膜上水汽越来越多,随后水汽变成小水珠,小水珠集聚变成大水滴,滴落下来,将看不见的雨的形成过程通过建模,学生将雨的形成过程尽收眼底。

二、社会调查,焕发课堂生命活力

社会调查是指人们为达到一定目的,有意识地通过对社会现象的考察、了解和分析、研究,来了解社会真实情况的一种自觉认识活动。

通过社会调查,在解决实际生活问题的过程中完成知识的学习,但是,社会调查如何做到让学生感兴趣、科学、有效,如何对调查结果进行分析,是进行科学调查的难点。下面以两个案例,谈谈我的一些探索。在人体水分的平衡与调节这一节,课前设计了调查预案,让学生通过预案,知道调查的过程中注重调查的科学性(方法选择,工具选择,数据记录及分析),课堂上通过学生分享实验过程和实验方法的讨论,让学生在此过程中领悟提高实验的可靠性的方法,在结果的分析上,引导学生分析结果的各种原因,培养了学生的发散思维,提高了学生解决实际问题的能力。通过本次实验,学生亲自测量得出了饮水量与排尿量之间的关系,深刻领悟了水分平衡与人体健康密切相关,

在什么是健康?这一节,课本中对于什么是健康采取教学方式是课堂调查,学生举手表决,本调查将调查对象扩大为老人辈,父母辈,青少年辈三代人,学生乐于和家人交流,减轻了学生的调查困难;问卷采取问卷星做调查问卷,学生将调查结果上传老师,老师手里就有一份全班的调查结果图,而不是上课的举手表决;课堂教学中,利用学生的调查结果,让学生进行讨论分析,教师进行归纳,学生学习兴趣浓厚,讨论积极有深度,对健康不再是一飘而过的概念,而是在调查中将别人好的生活习惯融入自己的生活习惯中去,对不好的做法进行认识和改进,对健康的认识得到了深化。

三、数字化实验,舞出课堂新意

在传统的实验教学中,常出现的问题是,下课了,学生的实验还没有结束,学生记录了实验数据,这些数据的来源不可靠(错误读数,不规范操作),甚至有的学生忘记记录某些重要数据,导致实验课开展了,但是没有得到我们要总结的实验结果。利用传感器技术对传统实验进行改进,不仅使实验过程中的变化更为明晰、现象更为清楚,而且从定量的角度反映实验过程中的变化。这种精确可见的变化,会极大地提高学生的学习兴趣,也有利于学生对难点知识的突破。数字化教学可以节约时间,符合学生的猎奇心理,提高学生的积极主动性,促使学生了解先进技术。

1.案例【相互作用力之间的相互关系】

本实验将力传感器应用于实验教学中,学生非常兴奋,在学生两手握住传感器,并向反向用力时,随学生用力大小的改变,两个力的图像对称改变,这传感器的引入,极大地引起了学生尝试探索欲望,通过图形的呈现,学生读图、分析图的能力也得到了提升。

2.案例【水的沸腾】

传统实验要传统的温度计测量,学生由于时间把握,测量误差,不利于实验的正常完成。而温度传感器的引入,加热直至水沸腾,期间温度传感器实时记录温度值并通过动态图显示大屏幕。能够将学生看到的现象及温度变化联系起来,

利于提高教学效率[2]。

通过建模、社会调查及数字化教学在课堂上的应用,让学生脱离了实验的简单记忆,还原了科学学习的假设、实验、观察、计算、分析等手脑眼并用的实践活动中,让学生走进了知识产生的过程,看到知识如花般在学生手中绽放的过程,学生此刻站在了学习的主体位置,享受着学习方式改变带来的喜悦。

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