科学习题课中增设创新实验 培养学生思维能力

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  摘 要 科学实验能激发学生学习兴趣和求知欲望,培养学生思维能力,养成严谨求实的科学态度。但在实际教学活动中,科学实验通常被作为新授课、学生实验的教学环节,在习题课中地位不高,除了专题实验复习课,教师很少在习题课上设计实验。因此,如何在习题课上设计创新实验,吸引学生的注意力,激起学生的思考,培养学生的思维能力,是每个科学教师不懈努力的方向。
  关键词 创新实验;习题课;科学;思维能力
  中图分类号:G633.7 文献标识码:B
  文章编号:1671-489X(2017)03-0138-03
  1 习题课教学的现状分析
  习题课是重要的常见课型,习题课教学对学生的已有知识起到巩固、深化和矫正的作用,又是对学生的思维进行梳理、整合、运用、纠正和创新的过程。但在传统的习题课教学中还存在有待商榷的地方,主要有以下表现。
  学生忽视自主学习,缺乏思维养成意识 在传统的习题课中缺乏创新实验的设计,即使教师设计了自主学习的环节,当教师提出问题让学生思考时,一些学生由于缺乏独立思考能力与主动参与的精神,往往坐等答案。这些学生在自主学习过程中参与度不高,思维能力也就难以得到提高,最后不得不由教师来讲评,结果往往是教师讲得津津有味,学生听得昏昏欲睡。
  教师忽视学生体验,缺乏思维建构意识 学生对科学实验是非常感兴趣的,但要在习题课中增设创新实验,教师需要投入大量的时间和精力去设计、去准备、去实践。因此,教师在主观上会觉得增设实验“麻烦”“浪费时间”,认为在教室里“说实验”“看实验”和“背实验”更“高效”、更“实在”。所以傳统的习题课中几乎看不到实验,忽视学生体验对思维建构的重要性。
  因此,在习题课中增设创新实验,唤起学生的注意,激发学生的兴趣,引起学生思考,培养学生的思维能力,让学生变得乐于参与、乐于实践、乐于反思,是每个科学教师需要不断努力的方向。
  2 习题课中增设创新实验的策略
  科学新课程标准强调:“以提高学生的科学素养为主
  旨,建立了三维目标体系,倡导学生以探究发现为主、主动参与、交流合作的学习方式。”这些理念的落实都离不开科学实验。在习题课中增设创新实验,不仅可以激发学生学习的兴趣,还能培养学生的思维能力,创建高效课堂。对此提出以下策略。
  抓住认知“冲突点”,突破思维定式 大多数教师都会有这样的体会,有些题学生已经做过乃至考过,可仍会一错再错。原因就在于学生没有从根本上理解掌握,形成知识的盲点,这就是一种思维定式。积极的思维定式可以加深学生的记忆功能,而消极的思维定式却是束缚创造性思维的一大枷锁。在习题讲评课中,笔者从学生的认知“冲突点”出发,设计“异常”的实验,突破思维定式。
  实验1:餐馆里有一道名为“纸锅烧豆腐”的菜,纸锅里的豆腐烧熟了纸却不会烧掉,为什么?
  这是八下考核“燃烧条件”知识点的一道习题,看到这道解答题,学生觉得迷糊:纸明明是很容易燃烧的,这里为什么能烧豆腐?笔者从学生认知“冲突点”出发,设计这样一个创新实验——烧不着的手帕:
  首先,在烧杯中放入50毫升的水,加入半勺食盐搅拌均匀,再将50毫升的酒精倒入烧杯中搅拌,最后将溶液倒入水槽。将手帕在溶液中充分浸透,然后拿出来稍微拧干。用镊子将手帕悬空夹住,点火,观察点火后的手帕变化,结果手帕安然无恙!
  这个实验突破了学生的思维定式。教师趁热打铁,引导学生思考手帕最终“安然无恙”的奥秘就在于手帕浸透了酒精和水:酒精极易挥发,形成的酒精蒸汽一接触火源,立即在手帕表面燃烧起来;但水和酒精的蒸发带走大量热量,手帕的温度无法达到着火点,所以不会燃烧起来。解释完这个实验现象后,“纸锅烧豆腐”的疑惑就迎刃而解了。
  设计“异常”实验,可以充分激发学生参与的热情,点燃学生的智慧,突破思维定式。
  设计“直观”实验,解构思维障碍 科学习题中有些知识点比较抽象,在习题讲评时,单凭教师口述或画图,学生很难理解,形成思维障碍、知识盲点。这时,教师从解题的“障碍点”出发,设计“直观”实验就很有必要。
  实验2:重100牛的水可以产生的最大浮力为( )
  A.一定小于100牛 B.一定大于100牛
  C.一定等于100牛 D.可以大于100牛
  这个题目正确的答案是B,但大部分学生都选C,那么学生解题的障碍点在哪里呢?笔者找了几个答错的学生了解做错的原因:
  学生甲:我选A,因为浮力等于排开液体受到的重力,物体不可能将所有水排干,所以浮力一定小于100牛。
  学生乙:我选C,因为物体放入水中,即便将水全部排出,也只有100牛,所以浮力最多等于100牛。
  学生做错的障碍点已经很清楚了,按照他们的思维:浮力等于排开液体受到的重力→瓶子里只有100牛水→假设100牛的水全部排开,浮力也只能等于100牛,不可能多于100牛。
  他们显然犯了概念混淆的错误,混淆了“液体的重力”和“排开液体的重力”两个概念。于是增设一个创新实验:
  在两个一次性水杯中加入质量不等的水,如图1所示,然后将水较多的杯子放入较少的杯中,能够漂浮,说明了液体能产生比自身重更大的浮力。
  这个实验取材容易,操作简单,现象直观,用强有力的证据证明水可以产生比它本身重力大得多的浮力。因此,在教学中,教师如果能善于捕捉学生思维的障碍点,设计“直观”实验,就可以扫除知识盲点,化简思维障碍。
  设计“创新”实验,培养灵活思维 科学新课程标准中提到:“教师应该充分利用学生已有的生活经验,引导学生把所学的科学知识应用到现实中,以体现科学在现实中的价值。”学生生活经验和阅历的局限性会给科学思维造成迷惑点,笔者在习题讲评中发现,如果能从学生思维的“迷惑点”出发,设计创新实验,可以拨开迷雾,使学生的思维更灵活。
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