發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用
薊州區(qū)侯家營鎮(zhèn)中級學(xué)校
【摘要】從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度看，化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般包括演示實(shí)驗(yàn)和中學(xué)生實(shí)驗(yàn)等。跟科學(xué)探究一樣，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也具有多維的課程目標(biāo)，不僅學(xué)習(xí)知識、訓(xùn)練技能以外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)還應(yīng)在發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣呖茖W(xué)素質(zhì)方向發(fā)揮重要作用。筆者按照自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)從優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)、加強(qiáng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)、重視實(shí)驗(yàn)方式的總結(jié)三大方面探討了怎么發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用。
【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?span style="display:none">nIX物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
【正文】義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）強(qiáng)調(diào)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部份，是落實(shí)數(shù)學(xué)課程目標(biāo)，全面提升中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。要發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用，須要正確認(rèn)識數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，注意掌握實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特性，合理開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程資源。
一、優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，讓中學(xué)生想學(xué)數(shù)學(xué)
偉大的化學(xué)學(xué)家愛因斯坦有句諺語：“興趣是最好的老師。”課堂上借助新奇有趣的演示實(shí)驗(yàn)，能迸發(fā)中學(xué)生的好奇心和求知心理，培養(yǎng)中學(xué)生初步的學(xué)習(xí)興趣，引起中學(xué)生思索，引導(dǎo)中學(xué)生發(fā)覺問題，使得她們樂于去尋求答案，想學(xué)數(shù)學(xué)。
1.轉(zhuǎn)變思想觀念，悉心設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)
班主任要轉(zhuǎn)變觀念，要認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。每一次實(shí)驗(yàn)前，要明晰實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，將實(shí)驗(yàn)原理與理論知識進(jìn)行有效融合，打算好各類實(shí)驗(yàn)裝置，悉心設(shè)計(jì)演示過程，進(jìn)而有效地剌激中學(xué)生的感官、吸引中學(xué)生的注意力，迸發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如在證明大氣壓存在教學(xué)中，將“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，把廣口瓶換成150mL尖頭燒杯，把去殼的熟鴨蛋換成去殼的熟鵪鶉蛋，演示時把一端浸過酒精棉的鐵絲燃起后迅速插入燒杯中，待燃燒片刻后抽出鐵絲，再迅速把鵪鶉蛋置于瓶口上，過會兒即可見到鵪鶉蛋順著燒困局漸漸下降到瓶底，并提出問題：“蛋為什么這樣運(yùn)動了？是哪些力把它壓入瓶內(nèi)？”這樣的改進(jìn)可見度減小，生動形象地證明了大氣壓的存在，中學(xué)生也會對觀察到的新穎有趣的現(xiàn)象倍感驚奇。
2.注重演示實(shí)驗(yàn)療效，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐能力
好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與好的演示過程是相輔相成的。實(shí)踐證明，班主任做實(shí)驗(yàn)的動作越干脆俐落、一次成功，越能迸發(fā)中學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的濃烈興趣；反之，假如實(shí)驗(yàn)失敗，雖然反復(fù)補(bǔ)弄成功，也會增加中學(xué)生的興趣，骨折中學(xué)生的積極性，甚至?xí)怪袑W(xué)生對已有的科學(xué)推論形成疑惑。如在用兵乓球和漏斗演示“流體浮力與流速的關(guān)系”時，假若不使勁吹兵乓球，實(shí)驗(yàn)很可能不成功，都會影響中學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣。為此，要求班主任要具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，進(jìn)而保證實(shí)驗(yàn)一次成功。
3.改演示實(shí)驗(yàn)為中學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?span style="display:none">nIX物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)通常都是由班主任先講解、再演示，之后把觀察到的現(xiàn)象、結(jié)論總結(jié)下來，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生常常處于被動地位，缺少主動性，對實(shí)驗(yàn)沒有熱情和探究的欲望。假如班主任的演示實(shí)驗(yàn)可見度不夠，除了會影響教學(xué)療效，就會使看不清的中學(xué)生喪失了興趣。如在光的折射演示實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的演示模式是班主任叫一名中學(xué)生上講臺站在水槽前，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣演示的弊病是只有一名或幾名中學(xué)生能觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，很難迸發(fā)全班其他中學(xué)生的興趣。為此，應(yīng)最大限度地將班主任單獨(dú)操作的演示實(shí)驗(yàn)改為師生共同參與，或在班主任指導(dǎo)下由中學(xué)生獨(dú)立完成，使中學(xué)生一直保持積極參與的熱情，迸發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?span style="display:none">nIX物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
二、加強(qiáng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以中學(xué)生為主體，培養(yǎng)中學(xué)生合作交流和探求、創(chuàng)新能力
《新課標(biāo)》明確強(qiáng)調(diào)了化學(xué)課程變革的重點(diǎn)：“以提升中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為主旨。”傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指出講清原理，演示好實(shí)驗(yàn)，雖然也注意中學(xué)生能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，但化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)不應(yīng)只是傳授基礎(chǔ)知識和訓(xùn)練基本技能，更重要的是在教學(xué)中要有意識地對中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)的訓(xùn)練和培養(yǎng)，既要指出實(shí)驗(yàn)在訓(xùn)練中學(xué)生觀察和動手能力方面的功能和作用，更要指出實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)中學(xué)生動腦、啟迪思維，開發(fā)潛能等方面的功能和作用，這也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所要達(dá)到的更高目標(biāo)。
1.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程物理現(xiàn)象實(shí)踐活動，感受方式，訓(xùn)練中學(xué)生思維
中學(xué)生把握知識的過程，實(shí)質(zhì)上是一種探究的過程，學(xué)習(xí)除了要用自己的腦部思索，并且要用眼看、耳聽、嘴說、手操作，即用自己的身體去親身經(jīng)歷，用自己的心去親自體會，課堂上重視參與、注重實(shí)踐、注重探究、注重經(jīng)歷。如在“探究影響滑動磨擦力大小的誘因”實(shí)驗(yàn)時，班主任打算了實(shí)驗(yàn)器材：長方體鐵塊、砝碼、彈簧測力計(jì)、木板、棉布、毛巾，之后提出問題：影響滑動磨擦力大小的誘因可能有什么？創(chuàng)設(shè)了問題情境，使中學(xué)生形成了強(qiáng)烈的探究興趣。中學(xué)生依據(jù)經(jīng)驗(yàn)“當(dāng)手上有油時，不容易松開玻璃瓶；騎單車制動時，要使勁捏剎把”，這就容易形成以下推測：影響滑動磨擦力大小可能與接觸面的粗糙程度、物體對接觸面的壓力、接觸面積的大小有關(guān)。通過邏輯思維，很快剖析出實(shí)驗(yàn)須要解決的問題有：怎樣改變接觸面的粗糙程度？怎樣改變物體對接觸面壓力的大小？怎樣改變接觸面積的大小？中學(xué)生討論并評估各類方式的過程中，要思索實(shí)驗(yàn)是否精確、操作是否可行等多方面誘因和問題，這就是在訓(xùn)練中學(xué)生思維，引導(dǎo)中學(xué)生把握正確實(shí)驗(yàn)技巧。
2.悉心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)踐能力和發(fā)散思維能力
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)具有新穎、有趣的特征，目的在于培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，并有助于對中學(xué)生的發(fā)散性思維進(jìn)行訓(xùn)練。如在“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，除按課本上的方式測定小燈泡的功率外，班主任可引導(dǎo)：若題目中不具備電流表或電壓表中的任意一個，而是給出了一個已知電阻的阻值，能不能測出小燈泡的功率呢？可讓中學(xué)生動手動腦做一做。當(dāng)中學(xué)生完成這兩步后，班主任再深入引導(dǎo)，“假如已知電源電流，而電流表的阻值大于燈泡的額定電流時，如何檢測小燈泡的額定功率呢？”這樣步步引導(dǎo)，逐步深入，借助新穎、有趣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)激活中學(xué)生的求知欲望，進(jìn)而培養(yǎng)她們的創(chuàng)新思維能力。再如，在學(xué)完“伏安法”測內(nèi)阻后，組織中學(xué)生設(shè)計(jì)假如只有一只電壓表或一只電流表測內(nèi)阻的方式，這樣不但提升了中學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力，更重要的是培養(yǎng)了中學(xué)生從不同角度、用不同方式解決問題的發(fā)散思維能力，有效地推動了中學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。
3.創(chuàng)造條件優(yōu)化中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使中學(xué)生成為課堂的主人
受“標(biāo)準(zhǔn)化”、“規(guī)范化”的阻礙，過去的教學(xué)過于要求所有中學(xué)生達(dá)到同等標(biāo)準(zhǔn)，因而造成偏低的統(tǒng)一要求，忽略中學(xué)生的個性差別，這有違反新課標(biāo)的教學(xué)要求。我們要關(guān)注每一個中學(xué)生，讓每一個中學(xué)生都投入到實(shí)驗(yàn)活動中去。實(shí)驗(yàn)課上創(chuàng)造條件，使中學(xué)生積極地投入到科學(xué)探究活動中來，才能使其真正成為課堂的主人。班主任在為中學(xué)生打算實(shí)驗(yàn)器材時，注意使提供的器材有可選擇性，同時注意培養(yǎng)中學(xué)生借助身邊的小物品與實(shí)驗(yàn)器材相結(jié)合，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。如用圓規(guī)和橡皮泥做“探究影響壓力作用療效的誘因”實(shí)驗(yàn)：可以用圓規(guī)的尖端置于橡皮泥上和平置于橡皮泥上，顯著得到的印記深度不一樣，說明壓力的作用療效與受力面積有關(guān)；平放時再用手使勁按壓一下，印記會加深，又說明壓力的作用療效還和壓力大小有關(guān)。再如，用一個鋼筆盒和幾支鋼筆才能研究滑動磨擦力和滾動磨擦的大小關(guān)系。這種器材中學(xué)生更熟悉，這樣既可以拉近化學(xué)學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生沉痛地感遭到科學(xué)的真實(shí)性，又補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)課程資源，有利于提高中學(xué)生的創(chuàng)新意識。
4.舉辦探求性實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新和探究能力
充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教育功能，不僅僅是逗留在課堂上。化學(xué)課外活動是化學(xué)課堂教學(xué)的延展和補(bǔ)充，是培養(yǎng)中學(xué)生積極探求、勇于趕超的科學(xué)精神的重要途徑。在教學(xué)中，班主任要多組織和指導(dǎo)中學(xué)生舉辦數(shù)學(xué)課外活動和家庭小實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生自己發(fā)覺和找尋身邊的化學(xué)。如在學(xué)習(xí)大氣壓時，學(xué)生在觀察了當(dāng)?shù)氐拇髿鈮汉螅岢隽艘粋€問題，“氣壓是因?yàn)槭苤亓ψ饔卯a(chǎn)生的，這么各個地方的空氣密度不同，大氣壓相同嗎？”教師對這個問題給與積極鼓勵并做好引導(dǎo)，同時舉例來講解，“我們在給單車輪胎打氣時，活塞向上運(yùn)動，氣筒內(nèi)的二氧化碳容積增大了，密度如何呢？浮力又如何呢？”進(jìn)而聯(lián)想到不同地方的大氣壓不同，班主任進(jìn)一步提出新問題：“為什么徒步運(yùn)動員上山要帶高壓鍋呢？”這樣就把沸點(diǎn)與大氣壓之間的關(guān)系聯(lián)系上去了。這個實(shí)驗(yàn)不能在課堂上做，但可以讓中學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)室中的器材和身邊的物品，設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證明這一觀點(diǎn)。這些探求性學(xué)習(xí)，也培養(yǎng)了中學(xué)生勇于創(chuàng)新和探求的能力。
5.巧用多媒體教學(xué)取代實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助中學(xué)生產(chǎn)生感性認(rèn)識
多媒體教學(xué)可以化無形為有形，形象生動，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，借助計(jì)算機(jī)的模擬，才能幫助中學(xué)生更好地產(chǎn)生感性認(rèn)識。對于一些難度較大、較具象的探究實(shí)驗(yàn)，如“托里拆利實(shí)驗(yàn)”用的液體是水銀，水銀是一種有毒的液體，不適宜在課室進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，班主任就可以采用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行演示，讓中學(xué)生直觀地體會實(shí)驗(yàn)的樂趣，因而把握探究科學(xué)知識的方式，并養(yǎng)成樂于探究的興趣和習(xí)慣。但多媒體模擬的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無論怎樣形象逼真，立體感怎樣強(qiáng)，給中學(xué)生覺得可能就是班主任事先設(shè)定好的一個程序，就只是逗留在屏幕上的一個圖象，永遠(yuǎn)不可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)物器材進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)，中學(xué)生有理由對這種現(xiàn)象形成懷疑，影響勸說力，因而一定程度地限制了中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展，所以，不能完全用多媒體教學(xué)取代實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
三、重視實(shí)驗(yàn)方式的總結(jié)，強(qiáng)化學(xué)法指導(dǎo)，培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)造思維能力
1.多觀察，勤歸納
化學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。通過對實(shí)物、模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，除了可獲得豐富的感性材料，產(chǎn)生對事物的初步認(rèn)知，還是進(jìn)行理智思維的前提和基礎(chǔ)。歸納則是把分散的知識產(chǎn)生網(wǎng)路，使其規(guī)律化、系統(tǒng)化，以便把握。如一些檢測工具的使用，在使用前都必須觀察零刻線的位置、量程和分度值，在使用過程中，可歸納出：怎么放（接）、如何看、如何讀，且放（讀）、看、讀次序不能顛倒。凸透鏡成像規(guī)律是中學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，但在將其編為“一焦分虛實(shí)，二焦分大小，物近像遠(yuǎn)像更大”的打油詩后，中學(xué)生不但記得牢，用上去也得心應(yīng)手，知識也更容易掌握。
2.多聯(lián)系，勤運(yùn)用
在教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，把書本上的理論和在實(shí)驗(yàn)中見到的現(xiàn)象聯(lián)系上去，并與生產(chǎn)、生活中相關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象聯(lián)系上去，在理解知識的基礎(chǔ)上學(xué)會運(yùn)用，在應(yīng)用中加深理解理論知識。如學(xué)習(xí)凸透鏡成像的規(guī)律，聯(lián)想生活中什么地方用到了成倒立縮小虛像的規(guī)律？什么地方用到了成倒立放大虛像的規(guī)律？什么用到了正立放大實(shí)像等？進(jìn)行理論與實(shí)際相結(jié)合，這樣就能加深對知識的理解和運(yùn)用。
其實(shí)，為適應(yīng)時代和中學(xué)生發(fā)展的須要，化學(xué)班主任要努力提升自身素養(yǎng)，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全方位深入的研究，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷摸索和改進(jìn)，迸發(fā)中學(xué)生探究化學(xué)規(guī)律的熱情，培養(yǎng)中學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的能力。只有這樣就能著力提升數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的療效，就能在化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一遼闊的天地物理現(xiàn)象實(shí)踐活動，締造出一批具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的高素養(yǎng)人才。
【參考文獻(xiàn)】
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初審：高振坡
