如何培养学生的实验操作能力和科学探究能力

科学课上如何培养学生的实验操作能力~

小学科学课是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。亲身经历以探究为主的学习活动是学习科学的主要方式。科学教材中安排了许许多多的活动，其中就有许多的科学探究实验，科学课的学习就是要让学生通过参加这一系列的活动来提高学生的观察能力、思维能力、实践能力和创新精神。所以实验教学可以说是小学科学教学的一个重要环节。通过科学实验可以培养学生学科学用科学的本领提高学生的动手操作能力和实践能力。
小学科学课是要求学生从提出问题进行探究到解决问题的一个过程。而在这个过程中强调从提出问题到作出预测或假设，然后自己动手寻找证据进行验证，经过思维加工，自己得出结论。并把自己的认识用于解决问题的实践。那么，亲身经历以探究为主的学习活动是学习科学的主要方式。在这过程中，让学生通过参加一系列的活动来提高自己的观察能力，思维能力，实践能力和创新精神。因而培养学生的实践操作能力成为教学的一个重要环节。
在培养学生的实验操作能力方面。首先，要让学生针对某一现象提出自己想要研究什么，这时的学生问题会各不相同，但就一节课的实验而言，只能研究一到两个问题，不可能统统解决。作为教师这时就该引导，概括出与本课有关的问题，让学生来猜测，假设，并进行研究，验证。在教学设计上，教师首先要对本册教材心里有数，知道那些是演示实验，哪些是分组实验，那些需要教师指导，也就是有目的地安排实验，在小学阶段学生玩的兴趣还是占主导地位。课堂上的实验活动有时是很难收到成效的，其实有许多实验活动是他们认为好玩才去做的。这样做的实验必然带有盲目性，这种纯粹被玩的意思支配的实验活动是很难收到成效的。
其次，在培养学生实验操作能力时，教师要组织学生先进行一番讨论，让学生对同一个问题进行猜测，假设。把同一个猜测，假设的同学分为一组，让学生明白做这个实验的目的，是为了验证什么问题而做。在实验操作的过程中，我们要不要记录，要注意哪些事项。在实验的过程中可能会出现什么结果，怎样操作实验会更准确等问题。经过这番讨论 ，研究，让学生明白科学是一件很严肃的事 ，在探究过程中要细心，认真，并懂得科学探究实验是有趣而新奇，严肃的事，来不得半点马虎。这时学生的注意力会很集中，就会有计划，有目的去动手操作，以此，慢慢地就提高了他们动手操作的能力。也鼓励了学生自由探究。学生获得更准确的科学知识，同时，也培养了自己动手操作实验的能力。
最后，在培养学生实验操作能力时，教师要给每组学生一个明确的分工。让学生操作验证的过程中记录下所出现的问题。操作步骤以及验证的结果，形成操作实验的完整过程，即使在操作过程中出现问题或其他结果，也可以让小组学生互相讨论，找出问题出在哪个环节，为什么会出现问题。这样也是对学生科学探究态度的培养，让他们从心里重视科学探究，也就没有玩的心态，课堂记律也会好转，积极探究的兴趣会更浓。
小学科学课是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，鼓励学生自由探究，像科学家那样进行探究，获得准确的科学知识，服务于生活，解决生活中的问题。因此，规范化的实验操作能力的培养对学生有着重要的作用，有利于培养学生严谨的科学态度，良好的科学研究习惯，从而掌握正确的科学研究方法。

化学实验是中学化学教学的重要环节,是培养学生科学探究能力的重要途径。然而，在目前的农村中学化学实验教学中，教师“讲实验”，学生“看实验”、“背实验”的现象仍十分普遍。这种教学方式，很难使学生的能力得到提高。新的课程标准注重对学生进行科学探究能力的培养，强调从学生和社会发展的需要出发，让他们有更多的机会主动地体验探索过程，在掌握知识的过程中培养科学的探究能力。那么，如何在农村中学现有的仪器、设备条件下，培养学生的实验探究能力呢？下面谈一谈我的粗浅认识：
一、重视实验基本操作，为培养学生的实验探究能力打基础。
化学新课程标准倡导让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系和应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在亲自动手的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。在实验教学的初级阶段，可以让学生先从模仿、学习前辈的经验开始，逐步学会科学探究的方法，逐步形成科学探究的能力。对于教材上一些较简单的典型实验，可在教师的指导下，尽量让学生亲自动手去完成，以增加他们的实际操作机会。在实验过程中，教师要注意观察学生操作中出现的错误，并及时给予纠正，使学生养成良好的实验习惯。通过学生的不断练习，即可以提高学生学习化学的兴趣，又可使学生掌握实验基本操作，为以后进行探究性实验打下坚实的基础。
二、重视家庭小实验和趣味实验，激发学生的探究欲望
学生的探究空间不应仅仅局限课堂内，课外的活动也是科学探究的重要战场。如果把每一个实验都改为探究性实验，在时间上不充许、也是不现实的。对于教材中的家庭小实验和趣味实验，多数教师只是简单的让学生课后去完成，而课后完成往往是去验证实验结果，不利于学生探究能力的养成。如果利用学校现有的实验室资源，开放实验室，将它们改为课前实验，让学生亲身体验和感受获取知识和能力的探究过程，提高他们主动获取知识的能力。在学生不知其原理的情况下去讨论、探究，不仅为课堂提供更好的实验素材，而且还能开阔学生的思路，激发学生的探究欲望。
三、设计探究性实验，培养学生的实验探究能力。
学生最感兴趣的是那些有所了解却又非完全已知、能够引起思考的东西，而现行教材中的实验大多具有已知操作过程、已知实验结果的特点。实验课上，教师与教材已设计好了一切，学生只管“照方抓药”，根本谈不上培养学生的科学探究能力。若能设计一些学生能充分发挥的探究性实验，则有利于学生探究能力的培养。要将本来单调的实验变为生动活泼的探究式实验。可以从以下几个环节入手：
1、合理选择实验课题，
要培养学生的实验探究能力，实验课题的选择一定要合理。选择实验课题时，可从以下角度考虑：
① 选题要浅。
初期的实验探究课题一定要浅，要立足于中学阶段的基础知识，不违背学生的认知规律，使学生探究时不会由于感到无从入手而打击学生的学习信心。
② 选题要新。
所选的实验课题一定要新颖，要注意把生产、生活中的一些新知识、新常识引入课题，使学生在实验探究能力得到提高的同时，获得解决日常生活问题的能力。
③选题要活。
所选课题即要源于基础，又要高于基础，决不能是教材实验的翻版和复制，要通过实验训练学生思维的灵活性和敏捷性，从而使学生的整体素质得到提高。
2、引导学生制定实验目的。
在制定实验目的时，教师首先要创造条件鼓励学生敢于提问、善于提问，为学生创设一种敢于提问、敢于探究的情境。与一个问题相关的因素有很多，假设也可以有几种，由此确定的实验目的也可以多种多样。问题提出后不应急于肯定或否定，也不应一拿出问题就马上去启发，应给学生一个讨论的机会，给学生充分的思考时间，让他们智力的火花相互碰撞，在碰撞中使思维得以深化，能力得以加强。
3、指导学生设计实验方案。
在实际的探究实验中，学生自己制定出合理的实验方案是比较困难的。在实验设计过程中，学生可能会提出很多种方案，有的有道理，有的可行性不强，有的甚至是完全错误的。教师对好的方案特别是有创新的方案，要进行表扬和奖励，对差一点的方案，要让学生认识到设计的不足，对其进行鼓励，以调动学生的创新积极性和主动性。最后，让同学把自己的实验方案报告出来，与大家一起交流讨论。这样，通过师生之间的良性互动讨论、启发、引导，优化出最佳方案。
4、指导学生进行实验。
动手实验是一个很重要的过程，教师要充分发挥主导作用。首先，要让学生做好实验前的准备工作，比如：检查仪器有无破损，检查药品是否齐全等。其次，强调学生在实验过程中要认真观察，并作好现象记录。同时，要加强巡视指导，给学生带来鼓励和安全感。实验不要求每次都成功，有时失败的实验反而更能引起学生们的反思，会使他们的设计更加严密。
进行实验是探索实验规律、验证猜想与假设的重要手段。在实验过程中，学生手脑并用，既训练了实验技能，激发了探求知识的欲望，又提高了观察实验现象、处理实验数据的能力。
5、引导学生评价 ,交流与合作。
评估与交流可以是自我反思、小组互评、组内互评或师生互评。在评价 、交流过程中，学生们的体验也在不断地发生着变化，各自产生的感受各不相同。每个学生在交流中听取、评价他人的体验，并把自己的经验与之进行衔接、贯通从而产生新的体验。主动交流的学生由于自己的体验得到了别的同学的认可而获得快乐，使这些学生的进一步体验成为可能。体验行为不够深入的同学从交流中学到了更多的知识，使这些学生体验的不足得以弥补。在这样的科学探究过程中，即会培养学生的的科学探究能力、敢于创新的探索精神和实事求是的科学态度，使之形成良好的科学品质，又能使其逐步养成敢于质疑，善于交流，乐于合作的良好科学态度。
苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“在人们的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。而在青少年的精神世界中，这种需要则特别强烈。”学生有着巨大的探究潜力,只要我们真正树立从学生实际出发, 重视探究实验，充分发挥学生的主动性,给学生营造宽松的环境,这种潜力终将会转化为现实的探究能力。

摘要：物理实验探究教学在新课程物理教学中起着非常重要的作用，如果能有效地开展物理实验探究，将会激发起学生的求知欲，加强他们对基本知识的认识程度，还能培养他们的创新能力。
关键词：物理实验教学；创新思维；创造能力；实验探究能力
物理是实验科学，实验在教学中占据了很大的地位，中学物理作为科学学习的学科，其教学目标是为了提高学生的科学素养，培养学生的实践操作能力动手能力和创新思维能力。在这一过程当中，学生的实际动手能力、实验活动和教师的实验教学的开展就成为了物理学科教学的重要组成部分。所以，初中物理实验教学应得到加强。笔者就如何加强初中物理实验教学谈谈自己的看法。　
一、激发学生兴趣，使学生对物理学产生亲近感和愉悦感
由于物理实验是以充分调动学生的各种感官为前提的一个综合学习过程，因而必须通过有效的刺激，去强化实验教学的启发性，努力使实验过程中出现实验现象或实验结果能够激励学生进行深入的思考。影响学习积极性的最直接的因素是兴趣。爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师”。只要有了兴趣，才能提高学生学习的积极性。因此，物理课应从实验引入，设计一些使学生感到新鲜有趣的小实验，把学生的注意力吸引过来，集中到探求知识的境界中去。利用身边的自己经常接触的物品进行实验，又会使学生产生更加浓厚的兴趣，会使学生主动参与到物理学习中来。例如，用鸡蛋做实验，在初中物理第一堂课上，教师提着一袋鸡蛋走进教室，引起了学生惊诧的目光和欢快的笑声，在学生好奇的期待中，教师用鸡蛋和其他器材，与学生一起做了几个精彩的实验：让一位男生用手掌用力握鸡蛋而鸡蛋不碎；而将鸡蛋轻轻在杯边一磕，鸡蛋粉碎。又做了与惯性有关的“飞不出去的鸡蛋”；与大气压有关的“瓶吞蛋”实验；与重心有关的“站不稳的鸡蛋”。看到了司空见惯的鸡蛋有这么多精彩的表现，学生兴奋而好奇，激发了他们对物理学习的极大热情。
二、强化实验教学探索性，培养学生的想象力
为了强化实验教学的探索性，要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想，这样对培养学生的创新能力也是大有益处的，牛顿正是根据苹果落地现象猜想到，进而发现了万有引力。因此，在实验教学中要让学生在预测和猜想基础上设计实验方案，选择实验器材，再用实验去验证，这样对学生创新能力的培养也是有积极作用的。
课本中各种各样的电路图、滑轮组装配图、物态变化图像等等，都是从画图、识图及图像与实物转化的角度，提高学生对物理规律掌握的程度的，换句话说，也就是靠想象来认识物理规律，然后靠作图来进行分析、判断的。如“电磁感应现象”这一节，在学习“导体做切割磁感应线的运动”这一内容时，可启发学生联想“右手拿镰刀割麦子”的情形。根据“右手定则”，磁感应线方向(麦子)、导体运动方向(镰刀)、导体中感生电流方向(四指)的关系就十分明确了。从上述例子中可以看出，想象使学生头脑中出现一些超乎他们自己经验的形象；由于想象的材料来源于实践并与感知、记忆密切相关，因此教师应引导学生运用画图、识图、观察图表和模型等，帮助学生对没有直接感知过的，或根本不能直接感知的事物，产生清晰的印象，以开拓学生的思路，扩大知识范围，促进学生想象能力的发展，加强学习物理的能力。

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三、扩大实验教学自主性，培养学生的思维能力
物理是一门实验科学，中学物理实验又是学生将来从事科学实验的起点。实验过程要给学生留有较充分的思维空间。充分发挥学生在实验过程中的主观能动性，调动学生思维的积极性、主动性。培养学生逐步形成独立引出实验步骤，独立选择实验器材，独立进行操作实验，独立设计记录表格，独立分析实验结果的能力，使学生能够独立地提出问题，尤其是能在别人看来没有问题或不能问题之处提出有些新意或有价值的问题，体现创新能力。
在实验教学中，学生运用形象思维在头脑中形成实验方案，需要通过实践的检验，才能判断是否可行，设计过程中的错误和缺陷也只有在实践中才能不断地修正，脑的活动不断纠正着手的失误，手的操作同时也不断修正脑的错误，手脑结合，相得益彰。因而物理实验教学中促进手脑的有机结合是物理实验的客观要求，又是培养适应经济时代的创新人才的要求。
因此，在物理实验课的教学中，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，教师要指导学生弄懂实验原理，学会正确使用物理仪器，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧，能够通过分析、推理得出正确结论。比如，在电学实验中，教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“＋”“一”极的接线位置，让学生学会用欧姆定律正确估算量程，避免量程过大使测量值的误差大，又避免量程过小使电流烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能，就能独立动手操作，打好实验的基础，学到课本上没有的或者是一带而过的知识。
通过实验，不仅有效地帮助学生领会物理知识，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，促进学生全面发展。
四、加强课外小实验制作，引导学生一物多用，挖掘学生的实验潜能
在日常教学实践中，笔者体会到，重视初中教材中小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力，还容易引起学生的兴趣，这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成，可激发学生学习物理知识的兴趣，调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度，导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪，若能在改进课堂教学的前提下，把握住对小实验教学的机会，通过学习体会亲自制作和实践的乐趣，就可激发兴趣，认识到物理知识在实践中的应用，从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学，进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况，我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动，如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力，又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学，提倡学生自编实验和自制实验器材，可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力，又如“纸盒烧开水”“小风轮”等小实验的实施和操作过程，就是对知识的再学习过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。通过对小实验的教学，达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此，小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。同时，通过对小实验的教学还可教育学生树立献身科学的精神，实施理想教育和爱国主义教育。
以上仅是笔者在这些年来进行初中物理实验教学的一些尝试。“太阳每天都是新的” 。在实践中，教师应不断探索、研究、寻找更适合学生实际的教育教学方法和模式。正如柳斌所说的，我们的教育不是选择适合教育的学生，而应当创造一种适合每一个学生的教育。一个人只要得到对他最合适的教育，他的才能就可以得到充分的发展。

如何培养学生的实验操作能力和科学探究能力
新课程物理课程标准把如何培养初中生的科学探究能力作为一项重要内容提了出来,新课标着重强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识”。为此,笔者就在物理教学中如何培养学生的实验探究能力的几条经验与同仁参考:
　　一、应当因材施教、循循善诱,不断培养学生的质疑提问能力
　　在课程改革的今天,作为物理老师无论在课堂上,还是在实验操作上,都要不断努力培养学生敢于向老师提问的能力。
　　首先,由于科学探究的要素之一就是提出问题,不断将问题作为探究的出发点。因此,在探究活动开始时,要不断努力创设物理问题情境,想方设法引导学生尽可能多地去发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出一系列问题来,以激起广大学生的探究兴趣。
　　其次,现实生活中处处充满着物理知识。因为在物理教学中要根据学生已学过的物理知识和生活经验,鼓励学生大胆提出问题,并还要注意及时表扬。
　　二、争取做好学生的实验组织者,着重培养学生的动手能力
　　实践是探究式学习的灵魂,我们应针对学生而言的“实践能力”着重强调学生的实验主动性、积极性和创造性,这正是我们培养学生总体素质的首要目标之一。
　　首先,实验教学中,我们应采用多种形式的实验探究以不断培养学生的动手能力。为此,我们可以进行演示实验让师生共同探究,比如,实验课上,碘的升华和凝华,可以采取对学生分组来完成探究。
　　其次,应不断加强学生的实践探究活动。且还要不断利用身边的物品开发、设计出各种物理实验,以更丰富课内和课外的探究活动。
　　三、要时刻培养学生的实事求是的科学态度和团结合作的探究精神
　　初中物理新教材中安排了三十多个学生探究实验,但大部分都不以个人为单位进行,而着重让学生分组进行。
　　首先,在实验课探究中,应不断抓住良机指导每个学生仔细观察实验现象,如记录实验数据,自觉养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。比如:在“观察水的沸腾”这一实验中,要及时引导学生仔细观察水沸腾前和沸腾后的水中气泡的现象,并将数据画成图表出来,再设法引导学生实事求是实验的精神。
　　其次,要不断重视学生间的交流与合作,尽量安排足够的时间让学生对各种想法、观点进行充分的交流和讨论。这样对于多数探究活动课来说,探究的过程比探究的结果更显得尤为重要。为此,在探究活动中,就不能为了赶进度而在学生还没进行足够的思考时草率地下结论。
　　四、要不断将物理知识运用于实际生活和自然现象的问题中,以着重培养学生的理论联系实际的能力
　　中学物理教学一直以来都重视物理知识在自然现象、科学技术和生活实践中的运用,以此来体现其科学价值,从而激发学生自主学习的兴趣。
　　首先,要尽量让学生搞一些家庭小制作,比如微型照相机、简易指南针等等。同时还要多布置一些探究性的问题:如挂衣钩是如何贴在墙上的?这样便可以拉进物理与生活的距离,且多让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、与日常生活的关系,从而激发学生的探究欲望和学习兴趣。
　　其次,要不断重视物理知识的实际运用。比如,在学完简单机械运动这一知识点后,应多组织学生亲自通过对自行车进行实物观察,尽量让学生说出自行车究竟运用了哪些简单的机械?只有如此,才至于让学生感到物理就在我们身边。这既激发了学生对物理课的学习兴趣,又能巩固了他们所学的知识,逐步培养了学生理论联系实际的综合能力。
　　总之,作为一名物理老师,在实验探究过程中,应不断鼓励学生积极动脑、动手,并通过多方面自主的探究活动,达到学好物理概念和物理规律,真正体验到学习自然科学的乐趣,并以此更好地了解科学方法,获取科学知识,逐步培养了学生的实验探究能力。此刻,我们才算在教学上取得了真正成功。

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