范文一:实验探究教学模式
“实验—探究”教学模式
化学作为一门科学发展至今,仍然是一门以实验为基础的科学。即使到了计算机普遍使用的今天,无论是化学科学研究的新发现,还是中学化学中学生学习和认识新知识,最基本的思路仍然是通过实验事实去发现和归纳。因此,化学的学习中虽然不乏严密的演绎逻辑,但主导的思维方式却主要是归纳推理,这种学科的特点,成了化学教学与虽同属理科、却以演绎推理为基本特征的数学教学的一个重要区别。
因此,化学实验在化学教学中的地位,无论怎样强调,都不过分。
正是这种学科特点,决定了在中学化学的众多教学模式中,“实验—探究”的教学模式成为诸多模式中最具优势最有典型意义的教学模式。它概揽性强,应用广泛,化学课的所有课型,从新授课到复习课,从实验课到练习课,都可以运用,既可在完整的一节课运用,也可在课中某一个教学片段运用;它遵循理科教学的规律,体现素质教育的理念,强烈的时代感使它具有最长久的生命力。
传统的实验教学模式,由于适合于实验技能的培养和实验习惯的养成,所以在现实的课堂教学中,还有比较大的生存空间,这是完全合理的。但是,实验教学只有这种模式,又是不够的,因此,我们还大力提倡“实验—探究”的教学模式。
实验—探究的教学模式的建立是基于对化学教学中素质教育的目标和化学实验教学功能的理解。
中学化学教学要有利于学生科学素质的育成,而作为科学素质的三大构成要素:科学知识、科学方法和科学精神,化学实验无疑是其培育生长的一块沃土。化学是一门以实验为基础的科学,实验教学在中学教学中的重要性是无庸置疑的。我国著名的化学家戴安邦先生就曾经精僻地说过:“化学实验课是实施全面化学教育的最有效的教学形式”。而将“实验”与“探究”联系在一起,构成一种教学模式则是因为从素质教育的高度,对实验教学功能的再认识,再开发。
从科学素质的高度出发,化学实验教学至少应具备下面的四个功能:
?激发兴趣的功能 实验由于其鲜明的形象性很容易吸引学生尤其低年段学生的注意而形成兴趣,有经验的教师历来重视初中绪言课中镁条燃烧几个实验,不少教师还从学生实际出发在课堂教学中补充引进了一些操作简单现象明显的趣味实验如空瓶生烟、变色魔壶、喷雾成字等,目的就是想让初学化学的学生对化学产生浓烈的兴趣。从素质教育的观点看,激发兴趣不仅仅是提高学习成绩的一个措施和手段,它本身就是化学教学的重要
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的教学目标之一,这一点在中学化学教学大纲已经有了明确说明。现实教学中有些实验的原理超过了学生的知识水平,但它能让学生对科学(不一定是化学课本身)产生兴趣,能引起学生对生活中蕴含的科学原理产生关注,这样的教学也是成功的,这是从科学素质的命题出发对实验教学兴趣功能的再认识。有些教师在高一氧化还原的教学中用学生虽然暂时还不能理解其反应原理,然而现象奇特的“化学振荡”例如化学时钟、蓝瓶子实验等创设兴趣情景,收到很好的效果。
?获取知识的功能 无论探索性还是验证性的实验,都可以使学生对所学的化学原理和化学事实有更深刻的理解和记忆,而化学实验的知识技能本身就是中学化学教学中重要内容,因此,都具有获取和巩固知识的功能。
例如要获得“弱电解质溶液浓度越大,其电离度越小;温度升高,弱电解质电离度增大”这个结论,可以这样设计教学过程:
?测量冰乙酸导电性;
?保持温度不变,往冰乙酸中逐渐加入纯水,观察电流表指针显示的变化,记录数据;
?停止加水,将溶液加热,观察电流表指针显示的变化,记录数据;
?根据数据分别以加水量为横坐标,导电能力为纵坐标作图(或数据输入计算机,屏幕显示图象)
?学生自行概括出规律。
这时只要教师从微观上恰当引导,就能顺利突破难点。现在,化学教学中实验的获知功能,已被广大教师接受,并以此创造出很多很好的教学设计,例如新授课中的边讲边实验、实验引入组织复习等,这对少数人仍迷信背化学,迷信下题海,认为“多背多练得多分”的观念,是一种冲击。
?启迪思维的功能 实验教学中的启迪功能很多时候容易被其获知功能掩盖,多年的强调已使实验硬件建设取得很大进展,但实验教学仍然是化学教学中最薄弱的一环。实验教学的水平要取得根本性的突破,关键是站在素质教育的高度对实验教学中的思维活动给予足够的重视。若对实验的启思功能开发不够,只着重其知识价值,就会陷入重做轻思的误区。化学实验必须重视“做”,重视操作规范,这当然是正确的,任何对实验以“看”或“听”代替“做”的借口(例如籍口多媒体教学用播录像代替演示实验等)都实际是种倒退,但是,实验不光是“做”还要“想”的,技能训练仅是较低层次的实验能力,远远不是实验能力的全部,实验的设计和实验的分析这种较高层次的实验能力的培养不能留到高三综合题训练去进行,它应该贯串在每一个实验和学生的实验中。同样,实验的改进也不能只着眼于清晰、简易和环保,促进学生更多的思考应成为实验改进的指导思想之一。
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比如高一化学中稀硝酸与铜片反应的实验,在加入铜片前“出人意料”地指导学生先加入少量碳酸钠,通过操作的“反常”去激发学生思考为什么(CO保护NO不被氧化);又如2
高一学习SO性质时,在盛有已通SO漂白的品红溶液(无色)的小试管上部放一小块红22
色花瓣,加热试管,溶液复红而花瓣变白,通过现象的奇特去激发学生思考SO漂白与2Cl漂白的不同。这些使实验复杂化了的改进,一改过去一味追求简化操作、现象明显的2
实验改进的思路,体现了对化学实验启思功能的认识和开发。充分重视实验教学中的各种思维活动,应该成为学科素质教学命题下实验教学改革的方向。
?培育品德的功能 化学实验中可以培养学生严谨细致的科学作风、实事求是的科学态度、探索求真的科学品德,这些都潜移默化地影响着学生科学素质的育成。从这个角度看,对一些“对心”的教师在学生实验中的一些做法,例如不分青红皂白严禁任何学生任何不按课本的“越轨”操作,为了使实验报告答案正确而全班“统一”填写实验现象等等,是否可以作一些反思,良好的实验习惯的形成,是多次教育渗透与行为纠正的结果。习惯体现着某种意识,某种价值取向。要培养学生强烈的环境意识,让学生养成爱护环境的良好习惯,教师需要付出大量的心血,光是课堂上同步的学生实验,就要作大量别具匠心的改进:铜与浓硝酸的反应,将铜片改为铜线,以便一观察到现象即抽走铜线,停止实验,防止NO再逸出;硫化氢、二氧化硫等有毒气体的实验,改用它们的水溶液并放在注射筒2
中少量取用??正是实验中这种环境意识的渗透,培养了学生良好的实验习惯。这是实验教学中育德功能的体现和开发。
可见,通过实验创设的问题情境,激发探究的欲望,依循科学的方法自主地进行探究,通过实验不断发现新问题,或通过实验去验证自己的理论假设,从中获取新知识,体验科学的思维方法,养成良好的科学研究习惯,培育出科学的精神和态度,这就是“实验—探究”教学模式的目标。
那么,在化学课堂教学中运用“实验—探究”模式,可以大致参照怎样的操作程序去实施,
传统的实验教学基本模式是:
讲解—实验—讲解
也就是按“讲—做—讲”的程序去组织教学的。第一个环节的“讲”是教材中的化学知识,例如某种物质的性质、某个化学原理的内容等,第二个环节的实验不管是教师演示还是学生操作,目的都是验证刚才“讲”的结论,第三个环节还是“讲”,即实验后的小结,如结合考试的要求讲操作要点,讲实验现象,讲实验所验证的结论等。结论在实验前,是这种实验教学模式在操作程序上最显著特征,显然,这是一种以获取知识为主要目标的
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接受式学习的实验教学模式。
“实验—探究”教学模式的基本教学程序则可表达为:
问题—实验—讨论
即按“问—做—议”的程序去组织教学。
依学习内容的不同,这种教学模式还可按两个思路形成两种模式的亚型:
?问题(探究的方向)—实验(发现)—结论
?问题(理论假设)—实验(验证假设)—结论
在问题与实验两个环节之间往往还增加一个附属环节“实验设计”,即用怎样的实验去解决问题的思考。
结论在实验之后,是这种模式与传统实验教学模式在外在形态(教学程序)上的突出区别,更本质的区别在内涵。在“实验—探究”模式中,“实验”是手段,“探究”才是模式的核心,显然,这种对实验教学功能全面开发的教学模式,是一种以学生发展为目标的,探索性、发现性学习的实验教学模式。
根据不同的学习内容,这两种“亚模式”可以灵活地运用,但会略有侧重。例如,我们可以运用“亚模式”?,即“问题—实验发现—结论”的模式,来学习化学概念和理论的知识,例如下面的[课例一];可以运用“亚模式”?,即“假设—实验验证—结论”的模式,来学习元素化合物的知识,例如下面的[课例二]。
[课例一](“亚模式1”的运用)
[问]从初中的化学知识~我们知道NaOH和HCl会发生反应~又知道在溶液中NaOH和HCl都是以离子形式存在~那么~当它们相互反应时~实际上真正发生了反应是什么微观粒子,,提出探究的方向,
[问]设计怎样的实验探究这个问题,
[答]用实验证明反应后有些粒子“没有”了~有些粒子依然存在。
液中仍然有带电的粒[问]设计三个实验~证明:?这个反应确实发生了,?反应后溶
子,?溶液中的粒子是什么,
[讨论并实验] 学生分组设计并完成实验。用酚酞试液证明问题?,用导电性装置证明问题?,用AgNO和HNO解决问题?。 33
,[讨论] 滴有酚酞的NaOH溶液在加入盐酸后红色消失~因为酚酞可以指示OH的存
,在~所以说明反应确实发生了,反应后试管变热也说明反应发生了,~并且OH参加了反应,
,中和后的溶液仍能导电~说明有些离子在反应前和反应后都存在~经检验~其中有Cl~
,,可见NaOH和HCl两种溶液的中和~实际上只是H和OH结合生成了水。
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+,[讲]方程式中只将实际变化了H、OH和生成的HO表示出来就可以了~像这样的方程2
式就叫离子方程式。
[课例二] (“亚模式2”的运用)
[问]经过计算~大家已经求得葡萄糖的分子组成是CHO~根据这样的组成~它的分6126
子可能有怎样的结构,
[讨论]它的分子应含有多个官能团~其中可能有―COOH、―CHO、―OH~还可能有酯的结构。
[问]怎样用实验事实验证我们的假设,
[实验]学生设计方案并分组实验,多元醇检验方法教师提示,。
[讨论]葡萄糖溶液没有酸性~所以不含―COOH。它能发生银镜反应~能使Cu(OH)浊2液显绛蓝色~说明它的分子至少含一个醛基~还含多个羟基。另外~它易溶于水~也不水解~说明不含酯的结构。
[讲]实验验证了大家刚才的假设~这其实也就是葡萄糖的几种主要性质~通过更精确的实验~现在已知道葡萄糖的分子结构是这样的,板书~略,。
可以看出,这种可以灵活运用于各种课型、各种知识学习的教学模式,对培养学生的科学思想,育成科学素质,是极为有利的。
传统的化学实验和以计算机辅助教学为代表的各种现代多媒体手段的结合,是“实验——探究”教学模式的一种发展,它可以从宏观到微观,从更多的角度更多的层面向学生提供更多的事实,丰富探究和发现的素材。现在已经有了不少成功的教学片段或课例,可以预料,随着现代教学手段的发展和普及,网络环境下多媒体组合的“实验—探究”模式,会越来越大放异彩。
在化学教学中,不管是整个课还是课中某一教学片段,“实验—探究”教学模式的运用是需要一定的支持条件的。其中,主要的支持条件有四个,硬件设备是支持条件之一,例如化学实验室的数量,实验室的仪器药品设备、实验员的支持等。支持条件之二是教师教学观念的转变,素质教育的质量观、以生为本的师生观以及教师本人的科学思想素养,都是很重要的。第三个支持条件是教师要有较为娴熟的课堂教学技能,包括提问的技能、组织讨论的技能、指导实验的技能,尤其是组织教学驾驭课堂的技能。最后,民主和谐的师生关系,愉悦的课堂气氛,也是“实验—探究”模式能否顺利实施必不可少的。
在运用“实验—探究”模式时,不管依照“问题—实验—结论”的思路,还是“假设—实验—结论”的思路,能否达到预期的目标功能,一个重要的关键是要有一个成功的实验问题情境的创设。
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创设教学情境的目的,主要是为了激发兴趣和启发思维。兴趣是构成学习心理的动力系统中情感、意志的最活跃因素,也是目前化学教学中较为薄弱的部分。思维是能力的核心,启发思维是化学教学中培养能力、发展智力,进而提高学生科学素质关键的一步。人际间的交往,是现代社会要求的人的基本素质之一,学生之间的讨论交流,正是发展学生交往素质的方法之一。因此,在化学课中创设问题情境,能使学生认知的动力系统和智力系统处于极度的兴奋活跃,使学生的认知活动和意向活动都全身心参与投入,这当然有利于学生良好心理素质和智力水平的健康发展。
充分运用教材的演示实验、学生实验或者对某些实验作一些改进补充,都可设置情境。比如初三化学在讲实验室制取氧气的装置时,可设置这样的一个情境;展示实验室制取氧气装置,提示:实验室制取氢气是固液反应又不需要加热的,你认为这套装置应作怎样改动便可成为制氢气的装置,学生处于这情境中,好奇心大动,纷纷上前动手装配。由于是学生主动尝试,也就更好地理解实验室制取这两种气体装置的联系和区别。又如初三学习氢氧化钠易潮解的性质时,先展示氢氧化钠样品,然后取一小颗氢氧化钠置于表面皿上,让全班学生传看,当最后一位学生传回时,表面皿已有潮湿出现,学生议论纷纷,这时问题情境形成了。在这好奇的气氛中,教师提出,请同学们想一想,氢氧化钠露于空气中为什么会有这样的变化,不失时机地把现象与思维紧密联系在一起。到学习氢氧化钠的化学性质时,教师再把盐酸滴入表面皿的溶液里,有气泡冒出,把学生置于既感兴趣又感困惑情境中,这时提问氢氧化钠溶液与盐酸反应会有气泡吗,出现气泡说明表面皿溶液是什么溶液,你能想出其中的奥妙吗,从而使学生在兴奋和良好的学习状态中获取知识。
并不是任何实验都可以成为情境的。能设置情境的实验,必须内含足够的思考性和趣味性,必须能启动思维的欲望。这样的实验不一定要很复杂,但现象一定要明显,一定要有同步设计的问题组,实验可以增补,也可以对现有实验改进或重组。比如,在高三化学学习电解原理,其中的演示实验“电解饱和食盐水”,如果仅把它作为一个验证性的实验,那么,无论实验如何成功,现象如何明显,实验教学的功能还是没有充分开发,但若把它与问题组合创设情境,就能更好去激发思维,设计如下:
电解师:我们已学习过氯化铜溶液的电解:CuCl Cu+Cl?,学生板演方程2
式,~那么电解饱和氯化钠溶液可得到什么产物,
电解生:,仿写,2NaCl 2Na+Cl? 2
师:,演示电解饱和食盐水实验,
师:实验事实与设想不一样~阴极产物是H而不是Na:氢从何来, 2
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这样~用实验暴露认知上的矛盾~让学生产生强烈求知欲望~一个良好的问题情境产生了。然后~利用对实验现象逻辑的分析~再次暴露认知上矛盾~产生第二个情境:
师、生:,共同完成,实验事实告诉我们~阴极上生成的不是我们设想的金属钠而是氢气~氢元素只能来自水~显然~在电解中~溶液中的水也参与了反应~因此电解质在水
+,溶液中电解~要考虑由水电离出来的H和OH。
师:那么~在电解过程中~氢气是怎样产生的,
+生:,互相补充后,只有两个可能~要么是生成的钠与水反应~要么是水电离出的H直接获得电子。
师:哪一个解释更合理,
这时~放手让学生充分讨论~教师及时启发引导~由学生自行总结出阳离子在阴极上放电次序。形成第一个结论后~请学生按照总结出的规律~讨论硫酸铜溶液的电解。学生必然遇到难点~无法判断阳极电解产物是什么~再次制造矛盾~引导学生回答“用实验探讨”~利用创设的情境培养科学思想~于是进入下一个环节的“实验—探究”。
师:,演示实验~电解硫酸铜溶液,
,2,师:实验告诉我们~在阴极放出了氧气~O是由 SO 还是由OH放电形成24
的呢,,再创设情境~学生议论~引导学生设计实验证明,。
生:,在教师启发下,可用实验检验电解后溶液的PH是否有变化。
师:,两极分别滴甲基橙试液~演示实验结果~总结出阴离子在惰性阳极上的放电次序~利用实验创设的情境~形成第二个结论,。
,此教学片断由广州市第1中学张永扬设计,
从中可以看出民主的教学气氛中创设的实验情境在“实验—探究”教学模式中的作用,看出这个模式中师生互动的关系。
创设教学情境在实验教学的设计中十分重要,但却不容易,好的教学情境必须能激发学习兴趣,启动学生思维,不是任何一个实验或者提问都可以自然而然地成为教学情境的,这需要教师精心的设计。
利用化学实验创设教学情境时,有几个原则是要遵循的:
首先,教学情境的产生只能靠诱发强化,命令和强迫无法产生良好的教学情境。教学情境是智力因素与非智力因素高度调动的产物,情由境发,境至情生,只有当学生对教师的诱导产生心理共振并且相互影响而形成共同的强烈的集体心向时,这种教学现象才水到渠成地出现。
其次,利用创设情境时所提出的问题都要与学生群体原有的认知水平有一个适当较大
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的落差,问题情境才有可能出现。在认识过程中,非平衡是认知发展的必要条件。因此,为了创设情境,适当地暴露、产生、激化学生认知结构上的矛盾是必要的,当然,这种矛盾的激化要适度。
第三,要有尽可能多的学生参与,并且有较充分的学生活动(思考、讨论、实验、练习等)时间,创设的教学情境才容易产生效益。
以上讨论了中学化学新授课中几种化学知识的教学设计,讨论了“实验—探究”教学模式的运用。化学教学中课型和教学模式还有许多,对各种课型和教学模式更广泛更深入的研究,将使我们提高课堂教学效率,优化教学过程的努力更理性更有成效。
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范文二:数学实验教学模式探究
浅谈数学实验教学模式
新课程基本理念中,规定数学课程应突出基础性、普及性及发展性,使数学教育面向全体学生,实现人人学有用的数学,不同的人有不同的发展.学生的数学学习内容应当是现实的,富有挑战性的,这些内容要有利于学生主动的进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动.教学建议,规定学生经历数学知识的形成与应用过程,鼓励学生自主探索和交流,提高解决问题的能力,充分运用现代信息技术.教材编写规定要选取自然、社会与学科中的素材,要给学生提供探索与交流的空间,要体现数学知识的形成与应用过程.在中学数学教学中恰当的引入“数学实验教学”,可以引导学生发现问题、提出猜想、验证猜想和创造性的解决问题,有效促进数学课堂教学互动,从而有利于学生形成正确的概念、加深知识的理解,有利于学生养成严谨的科学态度、辩证唯物主义思想,最终全面提高学生的数学素质.
一、数学实验教学模式的内涵.
在数学领域里,对数学实验有不同的理解和内涵。数学实验的概念可以界定为:为获得某种数学理论,检验某个数学猜想,解决某类问题,实验者运用一定的物质手段,在数学思维活动的参与下,在特定的实验环境下进行的探索、研究活动.数学实验教学模式,通常由教师提出明确的问题情境,让学生在计算机提供的数学技术的支持下做教学实验,利用小组合作学习或者组织全班讨论,开展研究性学习活动;实验过程中,依靠实验工具,让学生主动参与发现、探究、解决问题,从中获得数学研究、解决实际问题的过程体验、情感体验,产生成就感,进而开发学生的创新潜能.
二、数学实验教学模式的基本环节.
数学实验教学模式的基本思路是:从数学问题出发,学生在教师的指导下,设计研究步骤,进行探索性实验,发现规律、提出猜想、进行证明或验证。根据这一思想,教学模式一般主要包括以下五个环节.
(一)创设情境。创设情境是数学实验教学过程的前提和条件,其目的是为学生创设思维场景,激发学生的学习兴趣.科学起源于人生的需要,无论个人或全种族,其所取的途径必由具体以达抽象.所以,每门科学必须以纯粹经验为之先导;等到观察积累了丰富的材料后,推理才能开始.”
问题情境的创设要精心设计,要有助于唤算起学生的积极思维数学教学中,创设合适的问题情境,应注意以下几个方面:(1)合理运用文字与动画组合。问题情境呈现清晰、准确,这是最基本的要求。(2)具有可操作性便于学生观察、思考,从问题情境中发现规律,提出猜想,进行探索、研究。(3)有一定的探索性问题的难度要适中,能产生悬念,有利于激发学生去思考。(4)简明扼要。创设情境不宜过多,过于展开,用时也不要太长,以免冲淡主题,甚至画蛇添足。
(二)活动与实验。这是这种教学模式的主体部分和核心环节。教师根据具体情况组织适当的活动和实验;数学活动形式可根据具体情况而定,最好是以2-4人为一组的小组形式进行,也可以是个人探索,或全班进行。这里教师的主导作用仍然是必要的,教师给学生提出实验要求,学生按照教师的要求,完成相应的实验,搜集、整理研究问题的相关数据,进行分析、研究,对实验的结果作出清楚的描述。这一环节对创设情境和提出猜想两人环节起承上启下的作用。
例如,利用软件“几何画板”(或“MATH-CAD”等其他软件)在课本中习题“一条长度为2的线段AB,端点在坐标轴上运动。从坐标原点向AB引垂线,垂足为M,求垂足M的轨迹”时,首先在屏幕上给出动态演示,接着一步一步地启发学生导出动点M轨迹的极坐标方程P=sin2θ,并在屏幕上显示出它代表的四叶玫瑰线,然后启发引导学生猜猜看极坐标方移P=sinnθ表示的曲线是什么形状?学生利用计算机又可以自由地做实验,键入不同的n值,各种美丽的花瓣便出现在屏幕上。这时学生们兴奋极了,实验出现了原来未预料到的结果。但是当n=0.1,0.5,1.5,3.7?时,屏幕出现了并非花瓣的曲线──产生了认知冲突,激发了学生的好奇心和求知欲,这是传统的方式所无法达到的效果.
(三)讨论与交流。这是开展数学实验必不可少的环节,也是培养合作精神、进行数学交流的重要环节。让学生积极主动地参与到数学实验活动中去,对知识的掌握,思维能力的发展,学业成绩的提高以及学习兴趣。态度、意志品质都具有积极的意义。在学生积极参与小组或全班的数学交流和讨论的过程中,通过发言、提问和总结等多种机会培养学生数学思维的条理性,鼓励学生把自己的数学思维活动进行整理,明确表达出来。这是培养学生逻辑思维能力和语言表达能力的一个重要途径.
数学交流是现代数学教学中的一个新课题,把实验与交流结合起来凸现了数学知识的形成过程,提倡学生使用计算机(器)可以为学生学习数学提供便捷的实验环节,并且学生使用计算机(器)做数学实验的过程也是一条很好的数学交流途径.
(四)归纳与猜想。归纳与猜想这一环节和活动与实验、讨论与交流密不可分,常常相互交融在一起,有时甚至是先提出猜想,再通过实验验证。提出猜想是数学实验过程中的重要环节,是实验的高潮阶段;根据实验观察到的现象进行数据分析,寻找规律,通过合情推理、直觉猜想,得到结论是数学实验的教学目标实现程度的体现,是实验能否成功的关键环节.
(五)验证与数学化。提出猜想得出结论,并不代表实验结束,还需要验证,通常有实验法、演绎法和反例法.
提出猜想是科学发现的一个重要步骤,目前开展研究性学习,培养学生的创新意识,开发学生的创新潜能,需要猜想。但数学不能仅靠猜想来行事,验证猜想是科学精神、思想以及方法不可或缺的关键程序,是对数学实验成功与否的“鉴定”。教师有必要引导学生证明猜想或举反例否定猜想,让学生明白,数学中只有经过理论证明而得出的结论才是可信的。
三、开展数学实验教学待解决的问题.
从目前来看,广泛开展数学实验教学还存在着以下几个亟待解决的问题。
(一)中学数学课程内容多,学时少,为完成教学计划及应付中考,时间宝贵,有人甚至认为没有时间进行数学实验。事实上,开展数学实验,不仅在于对数学知识本身的探求,还在于数学知识的应用。数学实验是数学体系、内容和方法改革的一项尝试,有利于培养学生的主动性、创造性和协作精神,有利于促进学生整体素质的提高。数学实验教学模式不是要取代其他教学模式,而是对传统教学模式的有益补充。
(二)在中学常规的教学中,开展数学实验教师面临来自专业素质方面的挑战:一方面,对大多数中学教师来说,对计算机知识相对生疏。而利用计算机开展数学实验需要较多计算机知识,有时甚至要用到简单的程序设计知识;另一方面,开展数学实验,需要教师具有更强的数学知识和科研能力,这就对教师素质
提出了更高的要求.
(三)开展数学实验教学需要计算机硬件的支持,由于我国的经济发展不平衡,有些经济不发达地区的学校购买实验仪器设备还有一定的困难,这给推广数学实验造成了客观上的障碍和阻力。值得高兴的是,如今计算机及其网络技术发展迅猛,价格不断下降,对创建数学实验室提供了便利条件.为适应信息技术教育的需要,应克服困难,开展数学实验,让理论与实践接轨.
总之,数学实验教学是一种新型的教学模式,这一模式的产生是现代数学的必然产物.数学本身的这种发展趋向预示着在新的数学教学改革中,数学实验教学具有强劲的生命力.数学实验的引入,尤其是计算机参与下的数学实验室的引入,给我们的数学课注入许多活力,更能给予学生一个“完整的数学”,为培养学生研究性学习的习惯,培养“用数学”的意识提供了保障.
范文三:化学实验探究教学模式
化学实验探究教学模式
在初中化学教材中,“酸、碱、盐”相互关系的教学是全书的重点。其教学内容的特点有“六多”,即基本概念多、物质种类多、反应规律多, 必须记忆的多、实际运用的多、题型变化多。而相互关系又是整个初中化学知识的综合和深化,它对激发学生化学学习的兴趣,掌握方法、形成一定的技能和能力均将产生很大的影响,乃至关系到今后高中化学的学习。因此,本章究竟采用怎样的教学模式进行教学,我对此进行了探讨。
现代化学教学观认为,化学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能,更应注重对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练,以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣,形成求学所必需的质疑态度和批判精神,从而培养创新意识和创造能力。要达此目的,如果没有科学的教学方法,就难以获取预期的教学效果。我在教学过程中经过反复实践后认为,在“酸、碱、盐”一章的教学中采用“实验探究教学”模式,会大大提高课堂教学效率。 —、“实验探究教学模式”的优点
“实验探究教学模式”,是指学生在教师的引发下,运用已有的知识和技能,充当新知识的探索者和发现者的角色,通过自己设计方案,进行操作实验,去探索问题和解决问题的一种教学模式。其基本结构为“问题——实验——结论——应用”。我认为,这一教学模式具有下述三个优点:
1. 有利于充分发挥学生的主体作用
新课程呼唤主体精神。“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同,就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做,而是在足够的时间和空间范围内,由自己来确定时间的分配,进行方案设计并进行实验操作,对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中,学生就能真正感受到自己是学习的主人。是课堂教学活动的主体,由此激发其主动参与的热情、变“要我学”为“我要学”。
2. 有利于培养学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。《化学教学大纲》就明确指出:“初三化学的首要任务在于培养学生学习化学的兴趣”。而实施“实验探究教学”模式乃是培养学生学习化学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣,才具有一定的稳定性和持久性。实践证明,实施“实验探究教学”模式既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣,同时又可激发学生的求知欲。
3.将利于充分挖掘学生的潜力,培养其创造思维能力
传统的教学模式往往是教师牵着学生鼻子走,致使学生一味死记硬背而无暇顾及“创造思维”。“实验探究教学”模式却能给学生提供主动探求知识的宽松环境,让他们在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下,潜力得到充分发挥,思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中,通过自己的实验操作和验证,积极地去思考去探索,从中就会迸发出更多的智慧和灵感。如果坚持不断地加以训练,就十分有益于学生创造思维能力的培养。
二、“酸、碱、盐”一章“实验探究教学”模式的设计
我采用“实验探究教学”模式进行教学时,首先根据教学内容和学生的实际,精心设计教学过程。在每一个教学环节的安排上,都充分考虑如何让所有学生都
能动手动脑,保证他们有足够的思维空间。其次是对整个教学内容的安排体现出层次性,注意面对全体学生,充分挖掘每个学生的潜能,注重培养他们的创造思维能力。仅就“酸、碱、盐”一章的教学而言,我尝试着打破现有教材的先后顺序,针对初三学生的年龄特征和认知规律,分如下四个阶段进行教学,即
第一阶段:接触性阶段,又可视为入门阶段。由于“酸、碱、盐”一章主要是学习复分解反应条件和无机物间的相互转化关系,其涉及的物质种类多,且颜色状态不一。因而在入门阶段,为给后面的学习打下牢固的基础,教学进度求快。先给学生准备三酸、四碱、八盐、三种金属、两种氧化物和指示剂,用两个课时让学生真实地“摸”到实验,并认识物质的化学式(标签用化学式书写) ,感知固体物质的颜色、溶解性及其对应水溶液的颜色,从而掌握物质分类的知识和技能。在这一阶段,主要是使学生产生对化学药品的亲近感,让他们会认并敢于接触化学药品,为下一步实施“实验探究教学”做好心理准备和基础知识的铺垫。
第二阶段:直观感知阶段。“酸、碱、盐”一章,主要是通过学习两种重要的酸推导出酸的通性;通过两种重要的碱推导出碱的通性;又通过三种重要的盐推导出盐的通性。然后,再总结出无机物间相互转化的关系。因此,在这一阶段,我在课堂教学中组织学生探讨具体物质的性质,引导他们去感知每一种重要物质的性质。通过课堂一系列的实验探究,不仅可培养学生的探求精神和实验操作能力,而且还可帮助学生轻松地掌握重要的酸、碱、盐的性质。
第三阶段:理论感知阶段。经过第二阶段的实验探究教学,学生就对单一的酸、碱、盐的性质获得清晰的认识。在此基础上,就引导学生自己去归纳并总结酸、碱、盐的通性及其复分解反应的条件。
第四阶段:应用和创造阶段。通过前三个阶段的学习,学生对酸、碱、盐的认识已较为深刻了。此时,就可引导学生将内化的知识转化为外化的实践、即对物质进行鉴别和除杂。还可让学生做一些具有创造性的工作,如探寻一些物质的制备方法等。通过这一训练途径,进一步挖掘学生的潜能,培养他们的创新精神和创造能力。例如:当鉴别H 2SO 4和NaOH 时,就可让学生设计多种方案,然后进
行实验检验。有个班的学生居然找到了十多种方法,即
(1)石蕊 (2)酚酞 (3)Na 2CO 3溶液
(4)BaCI 2溶液 (5)Ba(OH)2溶液 (6)CuSO 4溶液
(7)FeCI 3溶液 (8)Zn
(9)pH 试纸 (10)CuO ,等等。
可见,学生中蕴藏着巨大的智力潜能,需要教师不断地去挖掘。
在学习了这一章的基础知识之后,我又设计了如下一个问题:
请利用给你的药品(同上) ,自行设计并进行操作实验后写出化学方程式,并请注明为哪一种级别反应(其中,直接利用药品反应的为A 级;利用一种制得的药品反应的为B 级;利用两种制得的药品反应的为C 级) 。在练习过程中,要求每人能够做出并写出A 、B 、C 级的反应各8个,如多做则多给分。对此训练学生异常兴奋,决心大展宏图。他们紧张地操作着,记录着。结果,令人吃惊的是,他们两两合作,在不到一个小时的时间内,有些学生竟操作了三四十个实验,书写了近六十个化学方程式,制备了大量原先没见过或没用过的物质。实践证明,“实验探究教学”模式有利于发挥学生的潜能和创造能力的培养。
三、实施“实验探究教学”模式的效果
我认为,在“酸、碱、盐”一章教学中实施“实验探究教学”模式,是寓科学方法教育于化学教学之中的体现。它充分发挥了学生的主体作用,培养了独立
思考的能力和创造思维的能力,促进了学生智力与非智力因素的同步发展。为检测其效果,我对实施这一教学模式的两个实验班的58名学生进行了问卷调查。结果显示:(1)在掌握知识方面,有87%的学生认为,学习酸、碱、盐的性质时,由自己或师生交替操作实验,更有利于掌握实验技能。有98%的学生感受到通过“实验探究教学”模式学习,更有助于对酸碱盐性质及其相互关系的理解;(2)在培养学习兴趣方面,95%以上的学生都喜欢上“实验探究”化学课;(3)在培养学生科学品质方面效果明显。过去,能够镇定沉着地操作实验的学生仅占18%,而在实施“实验探究教学”模式之后,已有66%的学生能够熟练地独立地进行实验操作;(4)在发挥自身潜力和培养能力方面,有98%的学生认为,通过参与“实验探究教学”的锻炼,实验操作能力有了显著的提高,60%的学生能够自己带着问题,目的明确地去做实验。93%的学生对物质进行鉴别或除杂时,能够积极开动脑筋,设计出多种实验方案。更有60%的学生产生了对生活中的化学问题进行检验或鉴别的想法,其中有20%的学生曾主动做过这类化学实验。 总之, 在“酸、碱、盐”一章教学中采用“实验探究教学”模式.不仅可激励学生产生强烈的求知欲望,从而主动地去获取知识、而且可充分发挥学生的智力潜能和非智力因素的作用,由此培养学生科学探索的精神和实际操作能力。在“实验探究”中学习,完全符合初三学生的年龄特征和认知规律。在这里,教师既教给了学生有关的知识,又培养了学生运用这些知识的能力、实践能力和创造能力。还使他们学会了如何动手动脑,如何搜集并加工信息,在吸收和消化知识的过程中逐渐形成良好的个性。
范文四:“问题导向——实验探究”教学模式
“问题导向——实验探究”教学模式
一.模式名称:“问题导向——实验探究”教学模式
二.模式思想:建构主义认为:知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情景下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。高中新课程倡导教学方式的变革,科学探究成为学习的重要方式之一。科学探究始于问题,发现和提出问题是进行科学探究的首要步骤,它启动着科学探究机制的运行,规定了探究的方向和任务。
三.模式定义:“问题导向——实验探究”教学模式,“以问题为主线,教师为主导,学生为主体,实验探究,建构知识”的基本特征,通过创设生活情境,设计问题驱动学习,以学生为主体来完成整个教学活动。从而达到激发学生学习兴趣,交流与协作,积极建构新知识的目的。
四.适用范围:探究性实验
五.操作步骤:
1.创设情境,引出问题
教师根据本课题的学习目标,针对学生的实际水平,从学生已有的生活经验、学习经验入手,从学生身边熟悉的事物入手,创设与本节课内容相关的教学情境(图片、视频、故事等),教师趁机提出与本节课教学任务相关的问题或教师引导学生提出与本节课教学任务相关的问题,打开他们求知的欲望之门。
2.探究质疑,思考问题
小组成员之间:针对老师或学生提出的导向性问题,小组成员之间从理论层面讨论交流,各抒己见,交流的结果可能是一种或几种,最后由组长记录交流成果。
教师:留出足够的讨论时间,巡察各小组成员问题讨论的进程与结果,对个别争议较大、超出学习范围的问题进行分类指导。
各小组之间:各小组汇报本组的成果,然后各小组之间开始互评,大胆质疑同学的观点,要想证明对方观点是错误的,就要拿出足够的证据,使对方信服,这也是对已有知识回顾,复习,强化的过程。
教师:认真倾听学生汇报的结果,板书经过各小组之间争辩后认为正确的结果。及时处理课堂生成的问题,适时疏导,当学生展示遇到困难时,提供辅助信
息,化难为易,引导学生进一步探究。
经过激烈争辩后,又因问题结论的多样性而带来实验探究的必要性。
各小组之间:实验探究之前,设计实验方案。要选择操作简单、现象明显的实验方案进行操作。
3.实验探究,解决问题
教师:准备实验探究的仪器和药品。
各小组之间:按照预先设计的实验方案,针对质疑环节的焦点问题,进行实验探究,并记录实验结果。
教师:巡察各小组,强调化学仪器正确使用要求和操作规范,防止发生实验安全事故。据实验的结果,找出共性,也就自然的解决了问题。同时也完成了对新知识的建构。
4.学以致用,拓展问题
教师提出问题:通过本节课的学习,你还有哪些疑惑?我们日常生活中哪些事情与我们本节课内容相同?学生一定会提出一些问题,简单的问题可以让其他学生进行回答,复杂一些问题由教师进行点拨引导或者一些科技前沿的问题下课可以借助于网络搜集资料来解决。
六.效果说明:“问题导向——实验探究”教学模式,使学生在问题的驱动下,通过合作探究解决问题,完成学习任务,极大提高了学生课堂学习活动的参与度和效率。
1.转变了学生参与课堂学习活动的态度,充分调动了学生学习的积极性和主动性。
2.拓展了学生参与课堂学习活动的广度,让学生提供解决问题的方案,根据实验探究得出结论,教师从不包办,让每一位学生都参与到学习活动中去。
3.问题提出——理论研讨——实验验证——应用推广,环环相扣,层次清晰,将实践与理论有机融入课堂教学。
范文五:实验探究的基本教学模式
实验探究的基本教学模式
理论前沿
实验探究的基本教学模式?
朱长明
(广州大学物理与电子工程学院广州510006) 摘要:科学探究是新课程改革的重点内容,最常见的是实验探究.论文提出了实验
探究的基本模式,井以单摆为例展开阐述.认为在分 组实验中采用控制变量法,不同小纽研究不同的变量然后交流讨论有利于保证研
究深度,节省时问,提高了探究的效率.同时教师要发挥 学生探究自主性,应该避免直接表述关键的物理规律. 关键词:实验探究时问自主性
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:I673—9795(2010)11(a)一0091—01
科学探究经历了整整l0年,已经有多个
案例可以供广大教师借鉴,仔细总结起来
可以看出科学探究,特别是实验探究的教
学是有一定的模式可以遵循的.按照这种
模式就能很方便地设计出具有科学探究特
征的教学设计来,同时也解决了困扰广大
教师的时间问题和探究自主性问题.下面
以单摆为例阐述这种最基本的教学模式.
1创设情景提出问题
教师应该设计一个与课题有关的情
景,激发学生兴趣,激发认知冲突,在这样
的情景中提出问题,或者让学生发现问题.
"创设"两个字表明这一环节需要教师发挥
自己的想象力和创造力,根据教学的目标,
调用自己平时积累的教学资源,设计一个
情景.通常情况下可以采用讲故事,演示实 验,播放新闻,视频以及复习已学的知识等 形式.单摆的教学中,教师为学生提供了铅 笔,细线,摆球和秒表等实验器材,要求学 生制作一个摆,并记录l5秒内摆球摆动的 次数.学生完成实验后,汇报结果.学生发 现摆动的次数不一样.教师不失时机地提 出了一个问题:为什么摆动的次数不一样 呢?
2提出猜想:可能与哪几个因素有关 探究式教学应该把教学重点放在对物 理规律的探究上.物理规律(包括物理定 律,定理,原理,法则,公式等)反映了物理 现象,物理过程在一定条件下必然发生,发 展和变化的规律,反映了物质运动变化的 各个因素之间的本质联系,揭示一定条件 下某些物理量之间的内在的联系. 因此,探究物理规律其实就是探究某 些物理量之间的内在联系,这种联系更普 遍的情况下是因果关系.当多个物理量之 间相互影响时,科学家们总是先研究两个 变量之间的关系而控制其他物理量不变, 这就是控制变量法.当物理量两两之间的 关系都已经明确的时候,再把其他物理量 加进来一起考虑,就容易获得对物理规律 的全面认识,这也是教师要求学生要掌握 的研究物理的方法.
在摆中,学生通过观察不同的摆,容 易发现这么一种简单的装置其实也是各不
相同.学生能够提出猜想:次数可能与摆 长,摆球质量,大小,摆动的角度等因素有 关.对于某个重要而学生没有意识到的因 素,教师可以与学生平等的语气把那个因 素提出来供大家讨论.这种情况降低了探 究的层次,出现在学生对科学探究还不熟 悉的阶段.
3分组设计实验方案,运用控制变量 法,一个小组只研究一个影响因素 物理规律涉及到多个物理量,往往有 教师要求每个小组都设计实验方案研究所 有的变量,从而导致课堂的时间明显不够, 由此也产生对科学探究的负面情绪,影响 对科学探究的深入讨论.时间不够是困扰 广大教师最严重的问题.如果我们换一种 思路,一个小组只研究一个影响因素,就可 以大大节省时间,同时研究也可以更深入. 至于其他因素就由另外的小组去研究,中 学所学的物理规律不会有太多的变量需要 控制,影响因素也就是几个而已,在同一个 班级里,通常都会看到几个小组研究同一 个影响因素,所设计的方案可能相同也可 能不同.
对于单摆的案例而言,估计会有摆长, 摆球质量,摆球大小以及摆动的角度共四 个影响因素,可以由学生根据自己的意愿 选择研究某一个因素.如果这些因素是由 学生自己猜想提出来的,应该不会出现某 个因素没人研究的情况.
作为实验探究的一个重要环节,教师 必须提前为学生分组实验准备器材.要求 教师根据控制变量法设计出相应的实验方 案,并准备对应的实验器材,建议教师在准 备器材的过程中自己先做一遍实验,思考 学生的方案和操作方法是否和教师一样, 看看是否可行,会遇到哪些问题.这也为探 究过程中教师有针对性的指导提供参考, 做到心中有数.
4组织各小组汇报各自的结论,接受 其他同学的提问和质疑
一
个小组只研究一个因素,显然对物
理规律没有全面完整的认识,教师作为探 究活动的组织者非常有必要提供一个机会 让学生充分交流讨论,并派代表陈述本组 的研究结果,全体学生共享各小组的成果. 每个小组应该接受其他学生对自己研究成 果的提问和质疑,以便于梳理研究思路,准 确表述成果,修正可能存在的错误从而获 得正确的认识.
在单摆的案例中,有小组为了研究次数 和摆球的质量的关系,控制摆角,摆长和摆 球大小不变,用不同的质量的小球来统计摆 动次数的多少?不难发现次数和摆球的质量 没有必然的联系,因此可以获得结论,摆动 的次数与摆球的质量无关.准确地说是没有 发现摆动的次数和质量有确定(必然)的关 系.或者说没有发现两者之间固定的联系.
必要时可以叙述实验方案和操作过程,展示 实验数据,以便于说服其他学生.
5教师总结,用规范的语言表述其中 的规律
综合学生各小组的研究结果,教师可以 提炼各小组的结论,并用规范的语言表述 物理规律,同时也是对学生语言的一个很 好的示范.在单摆案例中,学生的表述是: 次数跟摆长有关,跟摆球质量,大小和摆角 无关,摆长越长,次数越少.教师这时应该 为后续课程引入新的概念"周期",并把学 生的语言转述为:单摆的周期与摆球质量, 大小和摆角无关,摆长越长,周期越大. 至此,探究影响单摆周期的因素已经 结束,定量探究可以继续.
6结语
这种实验探究模式特别适合于对物理 规律的探究:比如影响滑动摩擦力的因素, 影响电阻大小的因素,加速度和质量以及 合力的关系,欧姆定律等.有兴趣的老师不 妨一试.
参考文献
f1】阎金铎.中学物理教学概论[MJ.北京 高等教育出版社,2007(111). ?作者简介:朱长明(1971,):湖南保靖人,硕士,讲师,研究方向,物理教育,科学教育,
单位:广州大学物理与电子工程学院. 中国科教创新导刊ChinaEducationInnovationHerald9