实验教学的意义

科学课程涉及物理、化学、生物、环境、地理、天文等知识领域，是一门以实验为基础的实践性与理论性很强的学科，因此初中科学教学必须重视实验教学，实验教学具有非常重要的意义。我们知道素质教育的一个重要目标就是要充分发挥每个人的潜能，而实验教学过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程，可以发掘学生较大的潜能。通过实验教学，可以培养学生的好奇心、兴趣爱好，激发他们的求知欲，使学生对学习产生兴趣和需要，更重要的是培养学生的实验操作技能，以及观察问题、分析问题和解决问题的能力，从而能够较全面地提高学生的基本素质。实验教学还可以帮助学生形成科学概念、理解和巩固科学知识，正确掌握实验的基本方法和基本技能，而且对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要的意义。一、普及实验教学是推进基础教育改革和实施新课程标准的重要保障　　1、科学实验本身具有强大的生命力 过去，在中小学理科教育教学中，实验只处于一种从属地位。认为学生不作实验照样能考出好的成绩。做实验只是为了增加教学直观性，帮助学生巩固和掌握理论知识，学到一些实验的技能技巧。但是随着科学技术的进步，人们清晰地看到，科学实验和生产活动一样，是人类主动变革自然的一种创造性实践活动。教学实验是科学教育的重要组成部分，是根据教学目标而组织的教学活动，是科学实验在教学过程中的典型化的重现。科学实验作为科学方法论的一个有机组成部分，其价值和意义已被人们公认。实验教学正是为科学实验的掌握打下一定的基础。从而使实验教学由它的学科知识和技能的层次，上升到方法论的高度，通过实验教学，最终实现用科学方法论武装学生的目标。从而看出，实验本身就是科学教育的重要内容，而不仅仅是辅助的教学手段和方法，普及实验教学是搞好科学教育的重要保证。 2、普及实验教学是实施素质教育的重要环节。素质教育以培养学生创新精神和实践能力为重点。而实验教学所具有的实践性、真实性是任何其它媒体所无法替代的，是提高学生素质、培养学生创新精神和实践能力所必须的。人的素质的形成与提高，关键在于实践，而实验教学既是一种科学实践，又是一种教育实践。学生既要通过实验验证和深化理论知识，也要通过实验来培养实际工作能力、协作精神及民主讨论的科学作风。当前大力宣扬的学生创新能力的培养更要依赖于科学实践活动，可以说，创新过程一刻也离不开实践，离开实践的“创新”只能是凭空臆想。从这个意义上说，普及实验教学是创新教育的重要环节。 3、普及实验教学是科学教育观念的更新和课程教材改革的重要保障我国的科学课程已经发生了一系列的变革，这些变革中最突出的特点是重视实验教学，重视能力培养。因此强调实验和实践教学的地位，加强对实践能力和探究能力的考核，是我国基础教育课程改革的要求。我们要开展实验教学的普及活动，一方面是为学校进行实验教学创造良好的物质基础和环境条件，另一方面则是通过对实验教学的开出情况的考查来发挥已配仪器设备的效益，进而为全面推进基础教育课程改革和新的课程标准的实施打下坚实的基础。二、加强实验教学是全面提高每一个学生的科学素养的重要保障1、实验教学是科学课堂教学的出发点。科学中的许多概念、规律都是借助于实验研究而得到的，因此做好课本上的实验是科学课堂教学的出发点。真实、生动、形象、直观的“演示实验”，不但能赋予学生丰富的感性知识，而且能通过感官刺激，唤起他们对科学知识学习的热情及对科学问题的深入思考。例如：在光学教学中，教师首先演示用三棱镜把太阳光分解成绚丽多彩的七色光，使学生感到神奇，接着教师又吹出一个个肥皂泡，在阳光照射下肥皂泡呈现五颜六色；最后让学生将眼睛闭成一条细细的狭缝，去观察太阳，同样也能看到彩色光带。教师追问：同样是彩色光，它们产生的原理是否相同呢?面对这些新问题学生的思维异常活跃。还有在学习自由落体运动时，先让学生观察纸片、金属块、羽毛在空中下落的快慢，然后用牛顿管演示自由落体运动，当看到金属块和羽毛同时下落时，学生产生了极大的兴趣。这些实验展示了平时不易见到的现象或与生活经验不一致的情况，必定会引起学生的强烈的好奇心，教师启发引导，去揭示现象的本质，使学生既获得了知识，又增强了对科学学习的浓厚兴趣。2、实验教学可以让学生体会学习的意义 实验教学时我们让学生自己做准备，通过看课本或者参考其它一些资料实验的名称、目的、原理、所需器材、操作步骤。提倡并鼓励学生自己设计实验或改造课本上的实验，就可以让学生在探索中增强兴趣，体会学习是很有趣的。 如果学生做自己设计的实验，在独立实验中发现的问题和自己观察到在实验中存在的问题提出来讨论，让学生再到实验中寻求答案，就可以让学生在实验中体会到学习的有效性，使实验得到深化和提高。如果学生通过实验解决一些生活中的问题，则使学生体会到学习是有用的，从而使实验得到了内化、创新和发展3、实验教学可以激发兴趣，培养学生的各种能力（1）激发学习兴趣，提高学习效率兴趣是学习最好的老师，学生的学习积极性一旦被调动，接受知识的能力就会大大提高。实验教学可以充分调动学生学习兴趣，活跃课堂气氛。它通过看得见、感受得到的实验现象，使学生在良好的情绪状态中学习，很容易调动学生的学习兴趣，使他们学习的主动性、积极性都得到充分的发挥。学生的学习也就由“被动”变为“主动”，由“要我学”转变为“我要学”。实验教学还可以加快学习速度，提高学习效率。科学研究表明，人们从语言形式获得的知识大约能够记忆15％，而同时运用视觉、听觉则可接受知识的65％左右。实验教学通过让学生动手、动眼、动脑，使学生的各种感官受到刺激，延长了学生的有意注意时间，促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析，进而提高课堂教学的思维密度。因此，通过课堂演示实验讲授科学知识，能使学生的学习走近路，走直路，用较少的时间获得更多的知识，从而加快学习速度，提高学习效率。（2）培养学生动手能力动手能力是学生的基本素质。实验操作是培养学生动手能力的最好机会和途径。所以我们要创造条件让每个学生都有足够的动手时间和机会，鼓励学生动手。对怕动手、不会动手的学生要个别加以指导，使他们从怕到不怕，从不会到会。演示实验和学生实验操作前，教师给学生进行示范性操作是很有必要的，并要提示不应该怎么做，否则就会出现怎样的不良后果。操作后，教师也应该作总结，指出操作中存在的问题并加以纠正。这些都对规范学生实验操作有着积极的作用。（3）培养学生观察能力初中学生观察能力存在一些缺陷，首先是表现为缺乏有意识的观察，注意力不集中，观察目的不明确，对观察对象不仔细、不具体，其次是对观察的事物、现象辨别不清。再次，学生对突出的、显而易见的现象观察得到，但是对那些不明显、细微的变化和现象却观察不到。此外，对观察的结果不能确切的描述、表达出来。鉴于以上情况，在实验过程中培养学生的观察能力值得高度重视。为了便于学生观察，演示实验的现象要直观，有足够的可见度。要力求先引起学生的好奇心或悬念，然后再做实验，让学生带有目的的去观察。选做的演示实验，还应该注意实验装置力求结构简单，操作简便，以利于学生将注意力集中到实验本身，提高观察效果。在做学生实验时，实验前要给学生必要的演示，让学生有目的地去实验，集中注意力去观察，尤其要观察每一点细微的变化和现象，学会准确描述实验现象和结果。只有这样不断地学习、实践，学生的观察能力才会不断地提高。（4）培养学生的思维能力思维能力是智力的核心，是学生最基本的素质。对学生思维能力的培养是实验课的关键，学生通过观察获得了感性认识，进而根据观察的现象进行思维，通过比较、分析、综合等方式，上升为理性认识，从而对事物得出正确、科学的判断和结论。实验教学怎么样培养学生的思维能力呢？在实验前，实验过程中及实验后各个环节，教师都必须引导学生积极思维。实验前，要有问题提出，引导和启发学生思考。进行该实验的目的是什么？需要哪些器材、各种器材的用途是什么、操作步骤怎么样，还可以让学生预测实验结果。实验过程中，让学生边操作边思考，实验过程应注意哪些事项，违反了操作规则为干什么会出现不良后果，会不会有明显的现象，能不能得到正确的实验结果等等，让学生带着问题去学，学会结合。实验后是思维的高潮，不能做一做、看一看就万事大吉了，更重要的是想一想，要引导学生根据实验结果，进行比较、分析、综合，得出正确的结论；如果实验结果错误，错误的原因在哪里；该实验装置与哪些实验装置相似，或能进行什么性质的实验，你对该实验改进有何建议，该装置是否可以用其它装置来代替？等等。在引导和启发培养学生思维过程中，注意既要培养学生的发散性思维，又要培养学生的集中性思维，正如一张网一样，要打得开还要收得拢。（5）培养学生的探究能力全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念，而发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学的核心是探究，因此科学教学要突出科学探究的学习方式。应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。科学探究不仅是一种重要的学习方式，同时也是科学课程的重要内容。实验是科学探究的重要形式，用实验的方法学习科学，既符合科学的学科特点也符合学生学习科学的认知特点，是科学教学实施素质教育的基本手段。以实验为活动的载体，通过学生的亲身体验来完成科学的探究活动。这样，学生在亲身经历的过程中才能体会到知识的产生和发展过程，在亲手操作的过程中才能培养出娴熟的实验技能，在独立思考中才能反思悟法，才能加深对相关知识的认识和理解。 科学的课本中有许多实验、许多新课知识可作为探究的课题去开展探究教学，只要教师据教材目标，以探究性的视角去挖掘教材中的探究因素，通过整合增减、换序、新编的方法确定探究课题，设置情境问题，诱导学生主动学习、观察、探究、交流、寻找问题的答案，对问题作出完满的解释，让他们在课堂、课外直接参与并体验知识的获得过程，让他们感到成功的快乐，这样不仅提高了他们学习这门课的学习兴趣，而且还培养了科学探究的能力，所以开展科学的探究性教学活动成为初中科学教学的必然趋势。因此，在实验探究教学过程中，我们要积极引导学生主动参与实验探究活动，培养学生的科学探究能力。 （6）培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力 科学教学活动中，教师在传授知识技能的同时，要善于启发学生的思考，不仅使学生知其然，还要让学生知其所以然。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。” 实验教学可以让学生在观察中增强发现问题，提出问题的意识，激发学生进行探究问题的兴趣。因此在实验探究教学过程中，我们要倡导学生积极发现问题、提出问题、解决问题，让学生养成带着问题去学习的习惯，在实验中积极思考，那么学生的分析和解决问题的能力就可以得到培养和提高。4、实验教学可以培养学生科学的态度和科学的方法科学是一门实践性很强的学科，蕴藏着丰富的科学方法，而这些方法是我们认识世界所必需的。初中科学教学的主要任务是让学生学会研究自然现象的方法，培养学生的观察能力、实践能力及分析问题和解决问题的能力。新课程改革的主要思想之一是加强学习过程的探究性，加强学生实践应用能力和创造能力的培养。因此，在科学实验教学中，必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力，使学生养成良好的实验习惯。每次做实验时，要求教师向学生介绍有关演示实验的思路、设计方法、实验设备、实验仪器的使用、实验过程以及实验注意事项等方面的知识，并能对实验结果进行科学地分析和说明，要求教师从科学态度上，规定操作上给学生以示范。启发引导学生由实验现象的生动直观上升到抽象的思维。组织、指导好各种实验，可以锻炼学生独立完成操作、设计的能力和创造能力，帮助学生领会科学知识，更重要的是通过观察实验现象，分析和解决实验中的问题，能够培养学生的创造性思维能力。实验教学，不仅增强学生对理论知识的可信度，更重要的是培养学生严肃认真、实事求是的态度。例如：在学习氢气可燃性时，由于大部分学生对可燃性气体应先验纯，后使用缺乏了解和生活阅历，所以学生对使用氢气时一定要先验纯的要求半信半疑。教师不要将结论强加给学生，可以在学生思想准备不足的情况下完成“氢气噪鸣实验”，随着“砰”的一声爆炸巨响，把学生震惊得目瞪口呆，教师里出现了片刻的宁静，随后课堂气氛异常活跃，学生们带着一种强烈的求知欲望相互询问“怎么回事”，并再三要求教师重做一遍实验。重做实验时，学生们注意力特别集中，对教师一招一式的操作，观察得非常仔细，特别是当进行点燃操作时，学生情绪异常高涨，屏住呼吸期盼着爆炸声响。在具体、生动、直观的实验基础上，让学生分析讨论爆炸的原因，教师则适时进行点拨和总结，得出“凡是具有可燃性的气体（如煤气、液化石油气等）使用时都必须先进行验纯”的结论。这样，学生不仅自然而然地将使用氢气的注意事项铭记于心，而且开阔了知识视野，更重要的事使学生的认识过程完成由感性认识到理性认识的飞跃，培养了学生尊重事实、实事求是的科学态度。