时间:2022-04-08 18:37:02
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇实验技能,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
下面是与双册教材有关的几个有代表性的实验项目训练内容。
一、电磁铁性质实验
1.实验原理
1820年丹麦科学家奥斯特发现,不仅磁铁周围存在着磁常电流周围也存在着磁场,如果把导线绕成螺线管,螺线管就有了磁性。利用通电螺线管有磁性和铁在磁场中能被磁化的原理,可制成磁性很强的电磁铁。电磁铁有很多性质:通电产生磁性,截断电流磁性消失;电流越强磁力越大:螺线管的线圈匝数越多磁性越强;电磁铁的南北极性可以由变换电流方向来控制。
2.实验操作
(1)把带有绝缘外皮的导线,按照相同的方向缠绕在一根大铁钉上。接通电流,用它接近铁制品,有吸引现象出现;切断电流。现象消失。(2)用电磁铁的一端去接近磁针两极,出现相斥相吸现象。改变电流方向,又出现相吸相斥变化。(3)改变电磁铁线圈匝数,磁力随之改变。改变电池节数,磁力也改变。
3.实验教学设计
(九年义务教育教材五年制第六册第8课)(1)自制电磁铁。(2)综合定义。(3)分组实验:研究电磁铁有无极性和变换极性的方法。(4)分组实验:研究加大电磁铁磁力的方法。(5)讲述电磁铁的用途。
二、电路的组装实验
1.实验分析
在设计、安装、维修各种实际电器的时候,常常需要表示电路连接情况的图。为了简便,通常这种图不用实物,而用符号代表,这种用符号表示电路连接情况的图叫电路图,根据需要电路有串、并联之分。把电路元件逐个顺次连接的叫做串联,把电路元件并列接在电路两点间的叫做并联。教材中涉及到的电路图如下:图中①是串联电路,②③④是并联电路,使用了电灯、开关、电池组、导线四种符号。并联电池能加大外电路电流,串联电池能提高外电路电压,通常采用串联电池方法。串联灯泡光线弱,不能控制每只灯泡的亮灭;并联灯泡光线强,可以分别控制。
2.实验操作
(1)组装串联两节电池、两个灯泡、一个开关的电路。(2)组装串联两节电池、并联两个灯泡,一个开关控制的电路。(3)组装串联两节电池,并联两个灯泡、两个开关,分别控制每盏灯泡亮灭的电路。(4)组装串联两节电池和一个分别控制三个并联灯泡亮灭的开关的电路。
3.实验教学设计
五年级教材涉及电路的内容是第6课《电流》,目标是指导学生学习一些电流电路的初步知识,培养学生的想象能力和独立思考能力,磨练其攻克困难的意志。学生动手实验操作是课堂教学中的主要活动,教师需要做的是:①提供充足的器材。②明确三个研究课题:一是分别试用一节和两节电池做电源,看小灯泡的亮度有什么变化。二是试用同一电源,使两只小灯泡同时发光的方法。三是设计控制三只灯泡分别亮灭的电路。③组织学生课内外实践活动,参与观察,实验制作,分析综合,形成概念。④让有创见的同学演示自己组装的电路。⑤总结。三年级教材也安排了电路内容,要求学生知道什么是电路,会连接简单的串并联电路。课堂教学中虽然也让学生进行实验、比较、探究、尝试,但实验能力要求只是初步学会组装电路,做不同电路的对比实验。
三、沉浮规律实验
1.实验原理与操作
(1)浮力的产生:挪动水中的物体,有省力的感觉,这说明水对物体有向上托起的力,这种力叫浮力。浮力是怎样产生的呢?这可用下图来说明。假定在水中有一个立方体,它的六个面都要受到水的压力。物体的左右两个面因在同一深度,所受的压强大小相等方向相反,所以侧面上的压力是彼此平衡的。前后两个面也是这样。而上下两个面在水中的深度不同压强就不同了,下面的压强比上面的大,也就是说下面的向上压力比上面的向下压力大,这压力差就是水对物体的浮力。浮力的方向是竖直向上的。(2)浮力的大小跟什么有关系:用实验图示来研究。在弹簧的下面挂一个金属筒,筒下吊一个金属圆柱体,记下弹簧伸长后达到的位置。另外取一个溢水杯,杯里的水装到溢水位置,把金属圆柱体浸入水中,这时弹簧缩短,同时水从溢水口流出,把溢出的水全部倒入金属筒,这时弹簧又伸长到原来位置。这个实验可以说明,金属体所受的浮力等于被它排开的水的重量。如不用水而用酒精等液体做这个实验,结果也一样。(3)沉浮条件:我们知道,浸在液体里的物体要受到两个力的作用。一个是竖直向上的浮力,大小等于排开液体的重量;另一个是竖直向下的重力,大小等于物体的重量。物体在液体中的沉浮就取决于这两个力的大校如果物体受到的浮力大于物体的重量,物体就上浮;如果物体受到的浮力小于物体的重量,物体就下沉;如果物体的重量等于浮力,物体就停留在水中不动。浮在液面上的物体所受到的浮力等于它的重量。
在中学化学教学中加强演示实验和各类学生分组实验,对学生进行化学实验技能的培养,是提高化学实验教学质量的根本途径之一。中学化学实验技能的具体内容和要求包括基本仪器的使用技能;实验基本操作技能;实验设计技能以及实验事故的正确处理等。这是在教学中培养学生化学实验技能的依据。
那么,如何培养学生的实验技能?在实际教学过程中,我认为应当做到以下几个方面。
一、创造条件,让学生有更多的练习机会。
根据心理学的研究,技能就是近乎自动化了的动作,是经过练习形成的。培养技能,实际是要求形成一定熟练程度的技能技巧。因此,培养化学技能,也就是要学生通过反复多次的练习,形成熟练的化学技能技巧,这就必须创造条件给学生更多的练习机会。
[例1]实验员在课前临时给化学老师准备了一套乙醛性质实验和洗涤银镜的药品:NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3、乙醛等六瓶规定浓度的溶液。由于时间仓促,仅在盛乙醛的试剂瓶上贴了标签。但这位老师在演示实验时每次都能准确地取得所需药品。那么,这位教师是怎样辩认药品?
这道例题可以培养学生正确存放几种特殊药品的方法。其中CuSO4溶液为蓝色;NaOH溶液应是橡皮塞;AgNO3溶液和稀HNO3都应是棕色瓶,但稀HNO3不能用胶头滴管;余下无标签者是氨水。
在中学化学教学中,有的教师在准备学生实验课时,常代替学生把仪器和药品都事先装配和称量好。这种做法,尽管出于多种原因,但削弱了学生练习操作的机会,是不宜提倡的。
二、要有循序渐进的训练计划。
化学实验技能的形成过程一般分为“初步学会”、“学会”和“熟练掌握”三个阶段。所以,要把实验技能的项目和要求,循序渐进地订进每一个实验或实验目的中去。例如在实验目的中明确提出重点学会哪种技能,巩固熟练哪种技能等。在实际教学中,我们可以采取如下步骤进行教学活动。
(一)进行严格的单项操作训练,培养学生优化实验的基本技能。单项操作训练,是让学生根据仪器或具体的基本操作,分解动作进行练习的方法,通过反复严格训练,使学生重点掌握操作要领,基本动作准确、稳定。
首先,由教师讲解仪器的名称、图形、用途和操作的原理,然后示范每种仪器、每个操作过程的分解动作,学生掌握要领后再示范连贯动作,学生模仿操作练习,等到练习基本掌握后教师要精心设计一些简单实验,激发学生练习的兴趣。
在这些步骤中,要使学生能识别仪器,知道名称、了解用途。并在教师指导下能够正确使用,在教师指导下能正确进行实验操作并做好实验记录和进行简单实验的设计。例如对容量瓶的使用,应明确知道名称、规格,了解它是用来配制准确浓度溶液的仪器,懂得不应在容量瓶内溶解药品,不应在容量瓶中长期存放碱液和直接加热容量瓶等注意事项;在教师指导下能正确握持、洗涤容量瓶,并进行瓶塞是否密闭的检查,以及正确配制溶液,溶液的稀释、定容、摇匀和转移等操作。
(二)完成具体的实验,初步形成实验技能。严格的单项操作训练为过渡到完成具体实验创造有利的条件。在学生的实验中教师要充分保证学生能够独立操作,并仔细观察,若发现学生操作不正确,应予及时纠正,以防止学生形成错误的操作习惯。因为学生一旦形成了错误的操作习惯,就很难纠正了。在纠正学生的错误操作中,教师要善于分析学生发生错误的根源,针对不同的原因采取不同的纠正方法,以培养学生严肃认真的科学态度。学生发生错误操作的原因,一般是由于不了解操作原理,或由于操作比较复杂而顾此失彼,或由于思想上的疏忽等。此外,准确的观察、忠实的记录,即使出现预想不到的现象,也要求学生实事求是地进行记录,并帮助学生分析原因,找出问题的症结所在。这样,既培养了学生良好的科学态度,也可以开阔学生思路,培养学生分析问题和解决问题的能力。
当然,为了提高学习效率,在教学中,教师可以采用放实验录像的方法,对实验操作进行讲解和示范。但是,对于重要仪器(如:分液漏斗、容量瓶、滴定管等)、重点实验一定不能“纸上谈兵”,应让学生有充分时间动手操作。在动手过程中,学生可以居高临下,有目的提高实验技能,抓住观察的重点,提高分析问题解决问题的能力。
实验中的许多现象(正常、异常)只有通过做实验才能发现。
[例2]乙烯是稍有气味的气体,实验室制乙烯时所得气体为什么有刺激性气味?这对乙烯的性质实验有什么影响?如何排除影响?怎样证明乙烯中所含气体杂质的成分?
以上问题只有通过实验操作,才能使学生得到真正的理解和掌握。通过实验,可以发现反应液变黑,这说明有碳生成。浓H2SO4和碳在加热条件下发生氧化还原反应,生成SO2、CO2、H2O,其中SO2有刺激性,因此制得的乙烯有刺激性。在做乙烯跟溴水或酸性高锰酸钾溶液反应的实验时,如果将反应器中所得气体直接通入,SO2也能使上述两种溶液褪色,不能证明乙烯发生了反应。因此需将SO2除去(用稀NaOH溶液)。如何证明乙烯中含SO2和CO2呢?问题的内涵是:(1)检验SO2时排除乙烯的干扰――用品红溶液检验SO2,而不能使用溴水或酸性高锰酸钾溶液。(2)检验CO2时排除SO2才能用石灰水检验CO2。因此,实验的顺序为:使气体依次通过盛有品红溶液的洗气瓶(检验SO2)、盛有酸性高锰酸钾溶液的洗 气瓶(除去SO2)盛有品红溶液的洗气瓶(品红不褪色、证明、SO2已除尽),盛有石灰水的洗气瓶(检验CO2)。
实验中经常出现所谓的“异常”现象,其原因可能是客观因素(试剂不纯、变质或伴随其它反应),也可能是主观因素(操作不合理、不规范)。学生只有通过具体实验操作才能发现这些问题,然后分析原因,找到解决问题的方法,从而达到提高和巩固自己的实验技能。
学生的基本操作能力,在完成具体的实验过程中综合运用,并不断得到巩固和完善,在操作原理和操作方法两方面获得较系统的知识,初步形成定向观察能力和书写实验报告的能力。
(三)初步学会简单的实验设计、绘制装置图。实验设计是综合运用已学知识和技能的过程。要手脑并用,理论实践相结合,开发学生创造性思维能力,在解决简单的实际问题中锻炼学生独立工作能力,可以给学生布置一些实验习题,根据已学知识设计实验方案,要求做预习报告,指出反应原理,说明操作步骤,列出实验用品,给出实验装置图。必要时还可组织学生针对各项要求进行讨论,相互交流比较,取长补短,确定最佳方案,最后让学生进行实践练习,教师进行评定成绩。
[例3]实验室用简易的实验方法测得数据,从而求出常温下浓度为Cmol・L-1稀氨水的电离度。简要步骤和计算式是 。
实验设计属于一种综合能力的体现,它要求学生理解掌握化学基本原理的有关知识,熟练掌握实验基本原理和技能,并且能够将化学实验基本操作、物质检验的定性和定量实验融为一体,熟悉有关反应原理,准确按照题给的要求,选择最佳的实验设计方案。学生要能透过实验现象,分析推理反应的实质,并能以简练、准确规范的文字表述有关内容。这道习题就属于实验方案设计类型。要求学生用清洁的玻璃棒蘸取稀氨水,点在PH试纸上,并和标准比色卡对比,测得该氨水的PH,据以求出OH-浓度,即知已电离的NH3・H2O和溶质NH3・H2O的比,通过对实验数据进行运算处理就可测出该烯氨水的电离度。
三、做好对学生技能的考核。
关键词:化学;实验技能;科学素养
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)02-037-2
一、示范引路,夯实基础
1.强化实验观察
俄国著名化学家门捷列夫曾说过:“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域,观察是第一步,没有观察就不会有接踵而来的前进。”任何实验都离不开实验观察,教师在实验演示的同时应引导学生学会科学的观察方法,提高他们的实验观察能力。
首先,要让学生明确观察的一般顺序和内容,提高实验观察的全面性。化学实验观察遵循的一般顺序是:物质的物理性质——物质的化学性质;化学实验仪器、装置和操作——反应物——物质的变化过程——生成物。观察的内容主要有实验仪器和装置、实验操作、化学物质及其变化。在具体的观察过程中通常根据实验操作的先后,分别对各项内容进行观察。
其次,要让学生学会正确进行化学实验观察记录,提高实验观察的科学有效性。化学实验观察记录是用文字、化学术语、化学用语、数字、实验仪器、装置图、表格等形式对实验观察对象进行简要、概括描述的一种科学方法。在进行实验观察记录时应事先设计好记录表格,做到真实有序、简明完整、主次分明、用语正确。
2.规范实验操作
首先,让学生掌握中学常用仪器的性能和使用方法。凡是在实验中首次出现的仪器,教师都应做详细的介绍,对一些重点仪器的使用方法和注意事项,在作好示范的同时还应经常复习巩固。
其次,让学生学会正确选用仪器。通过具体的实验例子,如实验室制NH3,让学生明确选择实验仪器一般应考虑以下几方面:①反应物的性质;②反应条件;③反应速度要求;④实验安全;⑤生成物性质;⑥生成物的量;⑦环境保护;⑧操作简单易行等。
第三,让学生学会综合运用实验仪器。通过分析一个典型实验讲清一类实验的操作内容,如通过铜和浓硫酸反应的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:(1)仪器的选择、连接和固定:(2)装置气密性的检查;(3)药品的取用;(4)加热方法;(5)尾气处理;(6)装置的拆卸;(7)废物处理等。对这些操作,都应讲清它们的操作要领和理论根据。
二、体验形成,提高能力
1.加强实验设计
(1)在教学中练习实验方案的改进
教材中的一些实验方案有时并非十分严密,在教学中可以通过引导学生对实验方案进行评价,提出改进意见,从中领悟实验设计的方法和原则。例如,实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气的实验方案,可通过设问“这套实验方案制得的氯气是否纯净?”来引导同学提出改进方案,体会气体制备实验装置设计时应从发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理装置等几方面着手。又如,把实验室制备的乙烯直接通入高锰酸钾溶液、溴水中发生褪色现象,不能说明乙烯能使它们褪色。在教学中可因势利导,提出如下题:①制得的乙烯中有何杂质气体?②高锰酸钾溶液、溴水褪色是否一定是乙烯的原因?③如何证明制得的乙烯气体中混有杂质气体SO2、CO2?④如何除去乙烯气体中混有的SO2、CO2?引导学生讨论、分析、得出结论。
(2)在习题中强化实验方案的设计
实验方案设计还只是个思维蓝图,不受物质和条件的限制,可以在课后习题中进行训练。
例如,教材通过蔗糖和浓硫酸反应的实验说明浓硫酸有脱水性和强氧化性,但没有进一步实验说明氧化产物是CO2。教师可布置习题,设计实验方案,证明碳和浓硫酸反应的产物有CO2、SO2和H2O。
2.开展实验探究
(1)课堂实验探究化
教材中的课堂实验以发现式为多,缺乏探究性,在教学中可进行探究化改进。例如,钠和水的反应实验探究过程如下:
①问题情景:学生分组实验,将一小块钠投入盛水的小烧杯中,提醒仔细观察,提出问题“钠与水反应的产物有哪些?”
②提出假设:学生根据现象进行假设,钠与水反应放热;钠与水反应生成氢气和NaOH;钠与水反应生成氧气和NaOH。
③设计方案,验证假设,教师指导。
④实验验证:(三组代表)
现象:两组均产生大量气泡;用带火星的木条靠近烧杯口,木条不复燃;用燃着的火柴靠近烧杯口,有爆鸣声;反应后溶液温度升高,加酚酞溶液变红。
结论:反应是放热反应;反应产生氢气;有碱性物质生成。
⑤结论:钠与水能反应,放出的热量使钠熔成小球,生成的氢气推动钠块四处游动,生成的NaOH使酚酞变红。
(2)拓展、延伸课外实验
课外实验是指在没有教师现场指导下,学生在课外用一些简单易得的器材,独立完成设计、操作并得出结论的实验。如:学习影响平衡移动的因素后,可让学生探究温度对某加酶洗衣粉去污效果的影响;学习卤素性质后,可让学生检测家里用的食盐是否是加碘盐,探究不使碘份流失的适宜温度;学习溶液的酸碱性时,可让学生用pH试纸检测当地污水、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解决办法等。并尝试将实验的方法和结论写成论文或研究报告。
通过亲历实验的探究过程,学生既学到了化学知识与技能,同时也学习了多种科学方法,提高了动手能力,从而有效地培养学生的创造精神和科学探究能力。
三、评价导向,提供动力
研究表明,要使学习达到最佳状态,学习者必须能有意识、有目的地监测和调节自己的知识、加工以及认知和情感状态。积极有效的评价能让学生发现自己学习上的闪光点,保持健康、向上的心态,为学生的学习创造良好的心理环境。同时,教师应注意诊断学生在学习中存在的问题偏差,使学生能扬长避短,优化学习过程,使自己不断发展。
【摘 要】在生物学实验教学中,培养学生设计实验的技能,对提高学生的创新精神和实践能力具有独特的优势。文章探讨了生物实验教学中对学生设计实验技能的培养意义和培养技巧,提出了相应的培养方法,是全面提高学生能力的一个根本途径。
【关键词】生物试验;实验技能;培养
所谓设计试验,指在实验开始前,让学生先尝试设计实验方案,然后对照教科书上的实验指导,找出自己设计实验的不足,通过小组间讨论和老师的指导并加以改进。让学生带着问题做实验,使学生逐渐认识到在科学探索的过程中,要遵循一定的科学原理、科学方法、还需要熟练掌握一定的操作技能。
在以往的生物实验中,学生手中有现成的生物实验报告手册,即使不预习、不做实验,学生对教师布置的作业也能“一气呵成”,把实验完成的“无懈可击”。这种实验带有明显的被动性,很难激发学生的兴趣,更不要说扩展学生的思维了。因此,在实验中培养学生设计实验的兴趣和能力,正渐渐成为生物教学中的一个重要环节。
1. 培养学生设计实验技能的意义 在实施素质教育的今天,教育的目的不仅是传授学生知识,更主要的是培养学生的素质和能力,即不仅要学生知道是什么,而且要知道为什么,更重要的是知道怎么做;不仅要使学生学会已有知识,而且要学会动手动脑收集、加工知识,学会自我增长知识和生产知识。生物学是以实验为基础的自然科学,实验是培养学生这方面能力的十分重要的途径。因此,应重视生物学中的实验教学。
实验设计是根据问题的需要确立研究目标,应用所学原理,选择适当的仪器、药品和材料,设计各种实验去验证或探索某一原理或现象的过程。想把学生从照抄、照搬、照做的状态引导为自主、独立、创新的状态,需要教师从平常的教学中不断贯彻新的教学理念,新的教学方法,鼓励和肯定学生的思维火花,不断放手让学生训练。新课标教学大纲也有要求,以实验为主的课,不能简单地让学生按照传统的教学方法,照猫画虎的完成实验,而应利用实验训练学生设计实验的技能,这样既提高了学生们的生物科学素养,又激发了他们的探索精神,为将来从事生物科研、医学研究和农业工程研究等打下牢固的基础。
2. 培养学生设计实验技能的技巧
2.1 启发学生的思维积极性。兴趣是思维活性的触发剂,求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时,就会围绕着这个问题积极地思考起来。但是,单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的,只是直接的兴趣,如果没有更深层次内涵的吸引,维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣,就要善于“创造”种种诱因。比如,从生产实际和学生生活实际引出实验课题,不断明确实验目的意义,不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考等等。通过这些手段,及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。
思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要,或要了解某一问题时,思维就活跃起来。实践证明,有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实验中的[观察与思考]、[讨论]等栏目中的问题,以及在辅导实验的教学中用有启发性的问题巧妙地引导和调动学生思维的积极性。
初一的学生,从小学自然学科中的一些生物知识,到刚接触初中的独立生物学科,好奇心强。如何使他们对生物学的好奇心转变为浓厚的学习兴趣呢?这时可以得用他们对生物实验的好奇心,激发兴趣。通过生物实验培养他们实验能力,通过对实验中某些实验步骤地设计,使学生获得学习生物的方法和能力,增加自己的成就感。
2.2 让学生从验证性实验上升为探索性实验。 教育家布鲁纳指出,教学不应该“奉送真理”,而应该“教人发现真理”。传统的生物实验只是验证课本上的知识,学生在整个教学过程中处于从属的、被动的地位,他们关注的是实验结果,而对实验的理论背景和实验设计的方法不加思索。这种重结果、轻过程;重接受、轻参与的做法不利于能力的培养。因此,在实验过程中,要有意识地培养他们的逆向思维能力,鼓励他们大胆设想,让验证性实验上升为探索性实验,并且要为他们创造条件,去探索、实施他们想要做的实验,从而培养他们的观察、思维及创造能力。有时,有的学生可能会“异想天开”。此时,教师应倍加关注那些爱标新立异的学生,充分挖掘其“异想天开”中的合理因素,使他们敢想、敢说。例如,人教版七年级上册“绿叶在光下制造有机物”这一实验,课本上方法步骤3中要求阳光下照射几个小时以后,摘下叶片,可能会有学生提出疑问,到底几个小时是多少个小时?怎么把握这个时间段?如果有了这样的疑问,就要鼓励他们通过实验来解答。通过这一探索过程,一方面满足了学生的好奇心和求知欲,另一方面也培养了学生的主体意识和科学思维的能力。
2.3 帮助学生懂得设计实验的指导思想。
第一,实验设计要遵循一定的科学原理、科学方法。
第二,理解并熟练掌握科学研究的基本过程:问题假设实验结论。掌握一定的操作技能。
第三,实验的耗费应提倡低成本和简单易行,生物材料应尽量就地取材。这也是新课标大纲所要求的。
第四,实验设计前,应先尝试设计实验方案,然后对照教科书上的实验指导,找出自己设计实验的不足,然后在老师指导下,小组间讨论。在讨论中,注意每个实验步骤中应包含一定的科学原理和方法。
第五,要善于分析实验结果。能对实验结果成功与失败的原因进行分析。
总之, 实验设计在中学生物课程改革方面越来越呈现出重要性。全面培养学生能力是减轻学生负担的根本途径。生物学是实验科学,所以培养学生实验设计能力是这一根本途径的重要方面。
参考文献
[1] 顾勤英.2002. 培养学生实验设计能力的教学探索. 生物学教学,07期
[2] 束义福. 2001. 培养学生实验设计能力探讨. 实验教学与仪器,11期
关键词:化学实验;实验技能;操作技能
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0241-02
高等教育改革和发展的战略目标是建设高等教育强国,创新教学观念、教学体系和教学模式,提高人才培养质量已经成为高等教育发展的核心任务。作为一门以实验为基础的学科――化学,它的存在和发展,实验贯穿始终。化学实验教学是整个实践教学工作的重要组成部分,在本科化学类专业教学中占有特别重要的地位,它与理论教学相辅相成,是培养新世纪人才的重要环节。化学实验教学主要培养学生的观察能力、分析能力、实践能力、解决问题能力,培养学生掌握科学的研究方法,形成严谨的科学态度和实事求是的作风;通过实验课程掌握基本操作,规范使用仪器,获取正确实验数据;通过认真观察现象,进行分析判断最终得出科学结论。因此,实验教学是培养学生创新实践能力的重要环节和基本途径之一。
良好的实验习惯、规范的实验操作、严谨的治学态度和科学的思维方法等的养成,都是从实验这里迈出第一步的,这个阶段对学生的成长来说是至关重要的。然而,在化学实验教学中发现,学生在基本操作中普遍存在不少共性的错误问题。
一、化学实验操作常见问题
1.物质称量。常见问题有:称量前没仔细检查电子天平是否在水平面上;没有关闭天平门,就直接读数;药品洒落在天平托盘外;减量法称量时,直接用手接触称量皿;敲击称量皿用力过大,致称量皿损坏;直接称量时,未掌握轻弹手背;称量完后,不及时打扫。
2.移液管和吸量管使用。常见问题有:未注意管内是否水珠挂壁,就直接使用;未用移取溶液来润洗管;润洗衣管从上端口放液体;常用大拇指封住上端管口,无法控制液面;读数时眼睛没有与刻度线平视,仰视较多;贪方便,放液体时用吸耳球快速吹出液体;放液体完后时,没使管停靠在容器内壁10~15秒;移取低于吸量管满刻度液体时,常使用管嘴以上刻度直接吸取,未从满刻度慢慢放出液体到所需量度处。
3.滴定管的使用。常见问题有:选用滴定管不当,酸式当碱式来用;涂凡士林过多或不均,造成堵塞孔或漏液;使用之前未做检漏和未用滴定溶液来润洗滴定管;滴定前未排空气泡;接近滴定终点时,未掌握滴半滴或一滴,致终点过量;滴时速度太快;滴定液滴在锥瓶内壁,未用洗瓶用水冲下去;滴定管嘴上有挂水珠就直接读数;读数时,俯视或仰视刻度线或未从滴定管架取下读数或手握滴定管下方;滴定姿势不规范。
4.容量瓶的使用。常见问题有:未注意瓶内是否水珠挂壁,就直接使用;手握容量瓶的位置不对,常拿瓶底或刻度线以下部位;读数时,眼睛没有与刻度线平视;摇匀液体时,只是晃动瓶子,没有上下摇匀;直接用洗瓶来定容,以致过量;直接把容量瓶置于烘箱干燥。
5.蒸馏和回流等装置的连接与安装。常见问题有:圆底烧瓶直接放在桌面上容易滚动而掉到地上被打破;连接处没检查密封;冷凝管进水管与出水管反接;装置安装零乱,摆放不整齐。
6.分光光度计的使用问题。常见问题有:未用空白液调零就直接测定;未注意调节测定波长就直接进行测定;手指常接触比色皿光亮一面;比色皿与比色皿之间不配套;未把比色皿的光面放置光路的方向;用比色皿盛装所测试的样本溶液过程中,操作不规范;比色皿及比色托架在使用中放不到位,拉不到位。
7.有效数字的掌握。各种量器有有效数字不明确;实验报告里有效数字的记录、取舍和运算均没有准确表达。
二、化学实验技能比赛的组织与实施
为了贯彻落实“高等学校创新能力提升计划”,全面提高学生积极参与化学实验操作与创新研究的兴趣,规范学生化学操作,强化实践教学环节,促进我校本科化学实验教学质量的提高,也为选拔优秀学生参加广东省大学生化学实验技能大赛做准备,学院面向全校理工学生举办化学实验技能比赛。化学实验技能比赛是对学生化学实验技能的一种综合检验,比赛着重考核学生综合运用实验基础知识的能力,考核学生的实验综合技能,考核学生的操作能力和创新精神,内容涵盖相关化学实验的基础知识、基本技能、实验原理、实验方法等知识领域。因此,开展实验技能竞赛,提高化学实验技能和基本操作水平,在化学化工等专业人才培养中有着举足轻重的作用,同时也是提高学生科研创新能力和培养高素质人才的重要途径。经过两届比赛,取得了良好的效果,大大提高了学生的化学实验操作技能。
比赛形式以初赛、决赛两个阶段以及集中强化训练阶段。
初赛阶段:化学实验理论笔试(闭卷,考试时间1.0小时)含无机化学实验、化学分析实验、有机化学实验内容,包括误差理论、数据处理、化学实验室基本知识、化学实验室安全知识、电和气的使用、重要常规化学品的安全使用、常规化学实验仪器的使用、基本的实验操作规范、化学实验基本知识等。
决赛阶段:化学实验操作考试(4~5小时),决赛人数为30名。设置两组实验,每组的实验操作题不同,但均全面考查基本的化学实验技能、实验设计、实验操作、实验现象的观察和记录、基本化学计算、仪器使用和数据采集及其分析处理能力、实验报告的拟定、分析和解决实验中出现的问题等多方面的实验综合工作和研究能力。
强化训练阶段:是为参加广东省大学生化学实验技能大赛的选手作选拨。由决赛阶段产生的约20名选手作为广东省大学生化学实验技能大赛参赛候选人,设置多组实验,集中强化技能训练,最后挑选4~6名学生参加大赛。
三、化学实验技能比赛的实践体会
1.促进学生的自主学习,提高学生学习的主动性和积极性。由于报名比赛学生较多,而进入最后决赛名额有限,最终能代表学校参加省竞赛的名额只有几个,因此学生想要通过初赛,进入决赛,最后突围而出,就必须进行系统的学习和复习,全面掌握化学实验基本知识和操作等,熟练完成各种实验项目。这样就激发了学生学习兴趣,提高了学生学习的主动性和积极性。
2.有助于提高学生对实验课的重视。平时学习过程中有些同学对实验课不重视,常采用应付的态度,上课动手不认真。参加这类比赛能给学生带来一定的荣誉,通过实验竞赛可使学生所学的理论知识与实际相结合,重视实验课,使学生认识体会到实验操作在化学学科当中的重要性,并对以后毕业论文和就业工作具有重要的指导意义。
3.实验技能比赛有利于增强学生的化学实验操作能力。玻璃器皿使用、化学分析、实验器材的维护等,都属于化学实验操作的基础,规范地掌握这些基础,是做出良好实验的根本,也是学生们基本实验操作的体现。学生在比赛实验操作阶段时,评委教师在实验中评分,及时发现和纠正学生实验中的不规范操作,耐心引导他们思考实验中出现的各种现象和问题。技能比赛培养了学生的创新能力,有助于提高学生的综合能力。初赛、复赛题目涉及众多的化学知识和实验操作,要求学生具有较高的综合设计与实践能力。在此过程中,提高了学生的组织能力、动手能力,运用基本理论、基本知识和基本技能解决问题的能力,对以后毕业论文的完成和专业工作岗位上均有很大的帮助。
4.实验技能比赛促进了实验教学水平的提高。通过化学实验技能比赛,收集学生比赛过程表现出来的错误问题,反馈或组织实验课任课教师进行讨论和总结,找出实验教学中的不足,在实验课当中重点指出常见出错问题,有针对性地对实验内容和教学方法进行改进,并对今后的实验教学改革提出意见,从而促进了实验教学水平的提高。
四、结语
开展化学实验技能比赛促进化学教育教学创新与实践,在创新人才培养方面发挥了很大的作用,受到全体师生的欢迎,另外,通过化学实验技能比赛,对学生们起到了很大的帮助作用,让学生们对此有了积极性和对化学实验的热情与兴趣,使得大学生学习态度严谨,养成了认真仔细的思维方式,大大提高了学生们对实验的实际操作能力,锻炼了学生们的创新能力与实践能力。比赛也提高了教师的教学水平,为我校培养人才也做出了很多的有益的启示。
参考文献:
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[5]蔡毅飞,薛来,周娟.化学实验竞赛促进实验教学改革[J].实验室研究与探索,2010,29(3):139-141.
一、结合本校实际解读高效课堂
课堂是教师、学生以及教材、学生生活中感性知识之间的对话,承担着整合各种教育资源,促进学生全面发展的任务。高效化学课堂应以学生的发展为本,以开启学生心智,培养学生灵性,提高学生综合素养为目标。基于此,我们反思一些公开课,反复的排练,尽管将美好的一面呈现给了观众,但多少存在演戏的成分,根本原因是由于老师对所教知识自己不熟练,对于知识的形成没有一个理性的思考和整理,不能做到知识的水到渠成。正是见于此我们一致认为课堂高效是指平时的常规课堂教学中,通过共同研究,深入研究知识的成因,前后的逻辑关系,研究教学中诸多可能出现的变数,研究学生对于本知识掌握可能遇到的难点,而不是反复的演练,这是一种为了一部分学生而浪费另一部分学生的做法。常说读书是天生一半学一半。教师教方法,学生用自己的心灵去悟,用自己的观点去判断,用自己的语言去表达,课堂是学生自主发展的舞台。衡量一堂课的好坏,应看学生在这节课中学到了些什么?解决哪些问题?受到了哪些熏陶?学生的收获大,才是高效。我校化学组一直在为此努力:既培养能力,又使学生身心得到潜在的发展。我校从领导到教师都达成了共识,反对时间加汗水和个人单干。我做到了:我课外不留作业,不找学生,关注课堂45分钟和自习辅导时间。
二、创设高效化学课堂的校本化特征
(一)强实验教学――实验教学模式
1、以探究实验取代验证实验,让学生参与实验探究。教学中鼓励和引导学生独立思考,提出自己的见解,发挥学生的潜能。让学生经历整个探究过程,使学生的知识和能力在实验中得到加强,领悟科学探究的精髓。如:蜡烛燃烧现象的探究、人体吸入和呼出气体成分的探究,先分组设计,教师按照学生实际设计准备各自的器材,允许一节课中有不同的实验方法,充分地让学生参与实验探究。
2、开放化学实验室,提供探究的平台。学生自己提出的探究性实验方案,老师按学生个性化要求准备仪器会有一定的困难,我们通过开放实验室,让学生在课余时间完成自己设计的实验以补充实验课堂教学的不足。化学实验进入学生的生活,打破了学生认识过程中的思维定势,发展了学生的创新思维,可以激发学生的学习兴趣和参与意识,培养他们学习的主动性。实践证明了,我们许多伟大的发现归功于创新,归功于创造,智慧的火花常常产生于某种灵感―灵机一动,教师应克服平时呆板的教学模式,还学生以思维的空间,多多鼓励具有创新意识的学生,这样可以大大地避免出现所谓的“高分低能”的现象。这样培养出来的学生才是新世纪所需的人才。总之,提高学生化学实验能力不是一朝一夕的,而应在教学中培养学生多动手、勤归纳、善总结,才会取得更好的效果。
3、实验从课内延伸到课外。实验目的不仅是使学生获取知识,更重要的是再现知识的形成和发展过程,同时提高分析问题和解决问题的能力。因此,实验教学中,在课标要求的活动和探究的基础上,精心设计增加一些后继实验,给以学生探究的机会,如进行实验室二氧化碳制取研究时,布置家庭实验-做鸡蛋壳与醋酸是否也能反应放出二氧化碳;简易净水器的制作、测定家里农田土壤的pH等实验。把实验与生活连系起来,获取感性知识,让化学更加地贴近生活。
4、改进实验装置,优化实验设计,使实验探究具有更强的可操作性。如:探究可燃物燃烧条件时,水中的白磷要通入氧气比较麻烦,我们把烧杯中的热水倒掉,让它与空气接触发生燃烧,这样也得到同样的效果。现象生动直观,使学生对实验的应变能力得到加强。把一些演示实验和学生验证性实验改为探索性实验是我引导学生主动参与实验活动,提高实验技能的又一做法。如在《酸、碱、盐》总复习时,由于学生本身对酸、碱和盐这块的知识就觉得比较难懂,我采用由实验引出,即在教师的引导下,学生分组边操作、边观察、边分析、边归纳、边小结。培养学生运用科学的方法,由个别酸、碱、盐的性质及反应规律归纳出各类物质的通性及反应规律。
5、借助现代化教学设备,使抽象的问题形象化。借助电子白板教学,让学生清析晰地观察到实验现象,如:硫、磷、铁、木炭等分别在氧气和空气中燃烧的比较,弥补了实际实验中的部分学生观察的不足。利用多媒体,把一些在直接演示不了的实验和不适合做的实验进行演示,让抽象的问题具体化。如:从微观角度解释氧化汞受热分解生成汞和氧气、离子化合物形成等。
6、课堂教学中注意强弱联合,课外注意强强联合。课堂教学中,强弱联合有利于带动整体,提高了课堂效率,也有助于每个学生的发展。课外的探究实验则进行强强联合,这样有利于优秀学生的发展。
总之,在实验教学中渗透新理念,不仅培养学生的基本实验技能,更培养他们的探索精神、创新能力和科学素养,使实验教学真正成了培养学生科学素养的重要环节。
(二)高度重视集体备课。
关键词: 中学物理实验 操作技能 技能迁移 教学内容
在中学物理教育阶段,最重要的是如何培养学生的实验操作能力、创新能力和实践能力。而设计性实验开设得好就能提高学生的创造力。创造就是前所未有的事物。创造力既是产生前所未有的能力,又是一种复杂的心理过程[1]。在教学中学生除完成必做实验外,还要至少完成几个任选实验,上课方式采取开放式[2],从而提高学生的物理实验技能。
一、物理实验能力和物理实验操作的涵义
物理实验技能,即是顺利进行物理实验并完成实验目的的个性心理特征。物理实验能力是一种综合能力,是各种基本技能在实验活动中的综合体现,在总体上它包括思维和操作两部分。实验能力中思维是一种综合性思维,是各种思维的综合运用;而实验操作则是物理实验能力的核心部分。具体的物理实验能力可以在实验的活动中分为四个部分[3],观察物理现象的能力、操作仪器设备的能力、分析和处理数据的能力、实验设计的能力。
动手操作是实验最基本的特征,因此在物理实验能力中处于核心地位的是实验操作能力,发展实验操作能力的关键,则是培养学生的实验操作技能,这应该成为培养物理实验能力过程中的重点。物理的实验操作技能主要是物理实验中的动手操作技能,所涉及的行动主要包括准确而熟练地使用基本仪器、仪器的配套组装和故障的排除等。实验操作技能的主要特点是:
1.以一定的物质形式的客体作为对象,如器械等,也包括身体的某部位,如应左、右手定则时的手指。
2.动作是外显的,可以看得见的,以头脑以外的动作来实现。
3.活动的结构都必须实际作出,不能省略或缩减。熟练的操作技能只能使动作更连续、迅速、协调,而不能省略其中的必要动作。
二、物理实验操作技能的形成过程分析
技能是通过练习巩固了的已经“自动化”、完善化了的动作法[4]。因此,实验操作技能只能在实际操作的练习中形成、成熟。巴甫洛夫条件反射学说研究表明,操作技能的形成与成熟过程是有序的。根据物理实验的特点,物理实验操作技能的形成过程大致可分为四个阶段。下面我以滑动变阻器操作技能的形成为例进行分析。
1.动作的映象阶段。
动作的映象即学生对动作方式的了解,从而在头脑中形成关于动作的映象过程。这是形成动作技能的准备阶段,是形成操作技能的重要环节。学生从事任何活动时,总是需要一定的动作映象来调节行为方式,只有让学生了解“做什么”和“怎么做”,才能进行有效的活动。我们应让学生在行动之前了解有关的系统知识,看到规范的示范操作,这样才能帮助他们对有关操作技能形成正确的动作映象,这是很关键的一步。
滑动变阻器是初中生遇到的操作较为复杂的实验仪器之一,学生较难形成正确的操作技能,主要问题是不能正确连线及判断阻值的变化。在动作映象阶段,应该使学生在实际操作前,了解操作技能的最高层次。讲解滑动变阻器的原理及构造,并将正确操作方式示范给学生看,使他们形成正确的动作映象。
2.动作的定向阶段。
动作的向阶段,仅仅是形成操作技能的开始阶段,这一阶段是刚才开始实际操作,其特点是动作不协调、紧张、忙乱中有不少多余动作出现,操作速度较慢,一般不能判断自己操作动作的正误。初中生第一次实际连接滑动变阻器,动作差异很大,仅有少数学生能一次连接正确。一个主要问题是:连错接线柱。这主要是没有了解原理造成的,属于前技能未成熟而影响与之相联系的后技能形成问题。这个阶段的操作动作一定要规范,不能图快,要按操作程序逐步进行,教师还应多次进行示范操作,帮助学生分析错误原因。
3.动作的定型阶段。
动作的定型阶段,是学生通过反复练习,使分立动作互相衔接趋于协调阶段,形成的定型动作是按一定程序构成的。这一段的特点是:动作基本协调,多余动作较少,操作准确率高,但操作速度仍较慢,已经可以根据操作要求来变换操作模式。例如,对于“滑片向右移动时,灯变亮”等要求,学生已能应付,但还不熟练,对操作过程中故障的排除还缺乏映象。
4.动作的“自动化”阶段。
这是经过大量练习之后,操作技能达到的熟练阶段,其主要特点是:各个动作已能联合成一整体,使动作高度协调化,多余动作已消失,甚至达到不依靠意向控制,动作就能按顺序正确进行下去,能及时发现自己的错误动作,并及时纠正,学生在“练习使用滑动变阻器”实验中已初步练习了变阻器的操作练习。在后面的“伏安法测电阻”等实验中,继续进行变阻器的操作练习,一般学生可以达到熟练使用变阻器的程度,其操作技能达到了“自动化”阶段,动作协调而完善,是操作技能的最高层次。
三、培养物理实验操作技能的基本策略
1.做好各项准备,给学生一个完整的动作映象。
这是学生形成操作技能的首要环节。教师应该详细地向学生介绍整个实验所涉及的各项知识,要达到实验目的、实验步骤,对使用的实验器械则应具体介绍其构造和操作方法,并进行规范的示范操作。值得注意的是,教师的首次操作动作会给学生留下深刻的印象,所以一定要规范进行,同时还应提醒学生必要的注意事项和常见的错误操作。
2.努力创设情境,让学生充分的实际操作练习。
这是形成操作过程的必要途径。教育者认为:教学是一门技术,创造性教学充满艺术的教学[5]。所以,教师应努力创设实际操作情境,让每一个学生都有充分的实际操作练习机会,并针对学生的不同情况及时予以当面指导和督促。值得一提的是,不少学生在作实验时很少亲自动手,这并不是因为器材不足,而是他忽视实验操作过程,认为操作能力无关紧要。我们应帮助他认识:人的能力是相辅相成的,各种知识与技能是可以迁移的,某项能力是其综合能力的基础。
3.强调规范程序,提高学生的排障技能。
熟练的操作技能只能使动作更完善,但不能省略其中的动作。所以,对学生的操作要求必须强调操作程序,使学生形成有序、连贯的正确动作。许多学生不能排除操作故障,其主要原因是不遵守操作程序造成的,因为故障的排除也是有序的,只是按一定顺序才能迅速判断故障所在。
排除故障的技能是学生综合能力的外显,除了操作技能以外,还含有思维方法。如在进行电路操作时,发现电路不通,就应按照先检查电源、再检查连线、后看电路元器件的程序进行排障。学生的排障技能是其操作技能的重要体现,成熟的操作技能应是可以熟练排除故障的。
4.要着重培养操作技能。
每一项操作技能的形成,都是在先前已经形成了的,在一些简单的基本操作技能的基础上,加上新的动作重新组合而成的。中学生应该形成的基本操作技能有:刻度的认定、调整与读取技能;减少摩擦技能;固定和移动物体技能;连接电器元件的技能,选择最佳的动作方案等。如果这其中的某一项基本技能尚未成熟,对其他技能的形成就势必造成障碍。例如,刻度的认定、调整与读取技能;在秒表、弹簧秤、天平、电流表、电压表等仪器的操作动作中,均是类似的;再如,电路元件的连接技能,是进行任何电学实验都必需的基本技能。
我们应该把培养学生的基本操作技能为重中之重,使学生在形成其他复杂操作技能的过程中顺利产生技能的迁移,同时便于较快地形成新的操作技能。
四、物理设计实验的基本策略
1.设计性实验内容。
我们认为,这一阶段的设计性实验是在前面实验操作技能的基础上,首先不能太复杂,该是一些较为简单的实验,所用的知识学生已经掌握,或者容易接受,所用的仪器基本是学生使用过的,或者基本结构相同相似的。比如我们所开设的小实验,孔明灯的制作、小型电动机的制作、自制望远镜的制作等,用分光计研究玻璃镜材料的折射率与光波波长的关系[6]。这些实验所用的仪器学生基本用过,所涉及的基本知识也基本掌握了,这些都是他们独立完成这一实验的必要条件。
2.设计性实验教材与实验指导书的写法。
在正式出版教材里,我们将设计性实验写得简单,平均每一课一个小实验,仅供一些器材,简述原理,提出实验任务和具体要求。写实验指导书也有必要,我们在设计性实验指导书的写法上突出一些关键的问题,让学生思考,这些问题也是完成设计性实验的关键。
3.对设计性实验的课堂指导。
与其他实验不同,基本不讲或主讲几条注意事,其重点的指导是在实验的进行过程中进行几步必要的提示,启发学生的思维,培养学生的动手能力,让学生自己摸索,绝不能包办代替,否则就失去设计性实验的意义。
五、结语
开放物理实验室,除了让学生重新操作以前所作的物理实验外,还增加一些与教学有关或有趣的物理实验[7]。题目来源于教材或课外练习题。根据题目的内容,摆好所需的器材,完成小实验。通过这一活动,不仅验证了习题中的答案,而且锻炼了学生的动手能力,达到了活用知识、培养兴趣、开发智力、挖掘潜能的目的。
开放物理实验室不仅能够锻炼学生的实际操作能力,活化所学的物理知识,而且对开展素质教育,培养新型人才,突破教学难点,丰富教学内容都能够起到良好的作用。
参考文献:
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[5]施良方,学习论;学习心理论与原理.北京人民教育出版社,1994.
中学物理学生实验技能主要包括六个方面:一是掌握常用基本仪器的构造、原理和使用,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确的结论;四是了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是初步养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。下面试从两个方面浅谈学生实验技能的培养。
一、学生实验技能培养的方法
(一)培养学生使用基本仪器的技能。掌握基本仪器的使用,是做好物理实验的基矗基本仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导:
1.各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器。
2.使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据就不准确。如:“对安培表、伏特表等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的,零误差的修正在生产上有普遍意义。
3.会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时,要学会正确读数的姿势。如:从量筒上读数时,眼视线应与液面保持相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处,凸液面读凸处,从安培表、伏特表读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
4.根据仪器的构造原理,掌握它的使用方法和使用规则。如:天平是根据杆杠的平衡条件制成的,因此,使用前和秤量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。
(二)培养学生进行实验过程必须掌握的技能
1.培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。
2.培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求:能记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
3.要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析。实验后,要指导学生分析实验误差的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:螺旋测微器零点不准;风的吹动使天平产生误差;电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。改进实验的方法,可改变仪器的位置或仪器的布置,撤换某件仪器,改变所选取的某个参数,改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上,分别称衡,可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值,可以发现周期与摆角有关。
4.会写一般的实验报告。学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会,写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能,对实验报告的写法、格式要严格要求,书写时,要求层次清楚,语言流畅,文字精练、正确,图文并茂,要总结出实验成功的经验或实验失败的原因,使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果,并让别人看懂。
5.养成良好的实验习惯,包括爱护仪器,遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如:做电学实验结束时,应将仪器调到最安全的状态再切断电源,然后拆除连接线,整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育,以免损坏仪器及发生实验事故等。
二、培养学生实验技能的途径
1.实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器,进行实验操作典范,它教给学生正确的实验方法。如:如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理,得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验,学生可以在长年累月的耳闻目睹中,潜移默化地学到实验技能。
在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后教师在台上做示范,学生在台下跟着教师做,这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的步步指导下,养成良好的实验方法、实验修养。随着实验技能的不断提高,逐步培养学生自己设计实验,独立实验的能力。
2.尽可能将演示实验改为分组实验。如:阿基米德定律、牛顿第二定律等。
3.将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系,后总结出物理规律。
4.开辟第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识,又可培养学生的实验技能。主要形式有:①指导学生进行课外实验;②组织参观活动;③举行操作实验竞赛;④组织课外兴趣小组;⑤举办物理科技晚会等。
关键词:化学实验 实验技能 习惯
Abstract: the students form chemical concept, understanding and consolidate the important way of chemical knowledge is one of the experiment. Chemical experiment skill belong to begin skills, hands-on skills must by students hands-on experiment operation and experiment practice to form, this is any other teaching form and teaching methods cannot replace. Its importance is self-evident.
Keywords: chemical experiment experiment skill habit
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号
前言
化学是一门以实验为基础的学科,其对学生的基本实验操作技能与习惯的培养有着重要的意义。由于化学学习过程中所接触实验材料存在一定的危险,操作不当将会因此实验事故,因此,注重学生化学实验技能与良好实验习惯的养成对保障学生人身安全、保障实验教学的正常开展有着重要的意义。本文就学生化学实验技能与习惯的培养进行了简要论述。
一、概述
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验促进了化学科的形成和发展,化学实验是学生认识化学知识的重要认识工具和媒介。加强实验教学是提高化学教学质量的重要环节。实验是化学的灵魂,是化学的魅力和激发学习化学兴趣的主要源泉,是培养和发展学生能力的重要途径。学生全面的实验能力应该是运用实验手段解决问题的能力,是―个多维的心智和动作技能等结合体。学生实验对于学生的实验技能、观察能力、分析和解决问题能力的培养,科学学习方法、科学学习的习惯和科学态度的养成起着重要的作用,对促进化学教学质量的提高也起着重要的作用。
二、实验技能
1、实验基本操作技能
根据动手技能形成的阶段理论,可将实验操作技能的训练分为3个相互联系、但要求有所不同的层次。即基本操作技能练习、操作技能综合练习和应用操作技能完成化学实验3个层次。例如为了让学生熟练掌握“氧气的制取和性质”的实验操作,可先安排学生练习“药品的取用”。在此基础上再练习“粗盐的提纯”,最后让学生进行“氧气的制取和性质”的实验。
对于高职生来说,实验形式应以综合实验为主。
化学分析课程的综合性决定了化学分析实验应以综合实验为主。试样制备后。要按照每一章节的教学目标,按一定的顺序分别测出相应待测成分的含量。综合实验内容较多,例如养殖专业的饲料的常规分析。包括从分析试样的采集、制样。到水、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物以及钙、磷含量的测定、计算等操作技能。完成这些实验教学要占用较长时间。综合实验可以培养学生的独立操作能力。教师可以给出分析题目及项目。让学生独立查资料、制定分析项目和分析方法、配置试剂、实验、检验分析结果的准确度。使学生独立操作的能力和解决问题的能力得到锻炼,真正掌握分析工作的方法和步骤。在综合实验中。值得注意的是教师一定要在安全和关键步骤方面对学生进行严格认真的指导。实验操作技能形成的过程,一般有3个步骤,即行动的定向、行动的模仿和行动的熟练。所谓行动的定向,就是指学生对行动方式的了解.从而在头脑中形成关于动作印象的过程。在化学实验操作技能中的定向,主要是让学生知道各项操作“怎样做?"“为什么要这样做?”这是操作技能掌握的重要一环。
使用仪器和药品的技能
仪器和药品使用技能的训练要注意分步骤地进行。首先应要求学生对化学学习中所使用的各种仪器能够识别,并了解它们的基本用途和使用方法,在此基础上才能进行有关使用的操作练习。对于药品的使用,教师应该先让学生懂得药品取用的规则,要求学生学会根据试剂的状态、性质以及用量的不同,采取不同取用方法,然后再进行实践性操作。许多同学在开始学做实验时,常常不遵守规定的药剂量,往往多用药品,以为用得越多越好。结果不仅浪费了药品,延长了实验时间,有时甚至会出现危险(如钾、钠等活泼金属跟酸和水的反应)。因此还需要对学生进行节约用药、安全用药的教育。要让学生学会科学度量和准确地估用药。
“百闻不如一见,百见不如一练。”要教育学生善于利用一切可以动手练习的机会,包括分组实验、随堂实验、课外小组实验以及由学生自己安排的家庭小实验等。上分组实验课时,应要求每一个同学都独立进行操作,不要一个人做实验,其他同学观看。同时,还应该要求学生学会在日常生活中练习实验操作基本功,如用钢笔代替试管,练习试管的手握法及液体振荡的方法,用药瓶和筷子练习倾倒液体的方法……可别小看这些不起眼的练习,天长日久,它定能产生“熟能生巧”之功效。
开放探究活动,培养学生设计实验的能力
首先提出实验的课题、目的和要求等,然后让学生设计探究实验的方案,设计的内容包括原理、仪器的选择、实验步骤和记录表等。这样,从查找资料、提出实验方案、具体做实验到实验结果分析,写出实验报告,让学生亲自参与全过程,学生感到获益匪浅,让他们真正成为实验的主角。
培养学生发现问题的能力
苏霍姆林斯基说:“在人的心里深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是―个发现者、研究者、探索者”。在课堂教学中,教师应想方设法满足学生的这种心理需要,根据新课程标准所提出的“发挥化学科自身优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促进学生积极主动地学习”的理念,让学生以主体的姿态带着探究的精神自主地参与实验过程,使学生在教师的启发引导下察赋和潜能都得到充分的发展。
例如:让学生探究原电池实验原理和条件时,给学生提供多样的实验用品如铜片、锌片、铁片、石墨、乙醇、蒸馏水、稀H2SO4溶液、导线、电流计、水果(如苹果、柑橘、柠檬)或蔬菜(白萝卜、西红柿)、小灯泡、发光二极管、干电池等等。组织学生进行交流讨论,提出探究方案,动手验证,记录实验结果。最后寻出结论,形成原电池的条件是:
1.有活泼性不同的两种金属电极(或一种非金属电极);
2.电解质溶液;
3.形成闭合回路;
4.有自发进行的氧化还原反应发生。
通过开放实验室,鼓励探索,在实验教师管理和指导下,充分发挥学生的主观能动性,让学生自己设计实验。然后进行实验操作。培养他们运用知识分析问题、解决问题的能力,让他们在实验的成功中体会“创造”的乐趣,激发学生的创造力,同时提高了探索知识、获取知识的能力。
化学实验良好习惯的培养
l、良好化学实验习惯养成的重要性分析
良好的化学实验习惯是学生日后学习与工作安全的基础,其对学生掌握科学的化学实验方法、避免化学实验失误与安全事故都有着重要的意义。在口常化学实验教学中,有针对性的对学生良好化学实验习惯进行养成有利于学生科学的掌握化学实验重点、减少和避免化学事故的发生。例如:在化学实验前对实验仪器的检查常是有实验教师进行的工作,在学生实际教学中直接使用仪器或器皿进行试验。而学生工作后如果从事有关化学实验的工作起实验前必须自己进行器皿与仪器的检验以避免器皿渗漏对实验数据的影响、对实验安全的影响等。因此,加强化学教学过程中学生良好化学实验习惯的养成已经成为现代化学教学工作的重点,对学生的工作与学习都有着重要的意义。
避免走马观花培养学生认真观察的习惯
在化学实验活动中,尽管有些习惯是由于无意识重复所养成的,但学生大多数良好习惯都是有意识养成的。而要使学生能有意识地养成一种良好的实验习惯,避免在观察实验现象时走马观花,首先必须通过教育使学生懂得为什么要养成这种实验习惯,从而激发他们产生养成这种良好习惯的欲望,其次还必须培养学生坚强的意志,即有信心、决心和恒心。
化学实验是培养学生观察能力及坚强意志的有效途径,是使学生有意识地养成一种良好习惯的重要场所。观察是一种有目的的,有计划的,比较持久的知觉活动,观察效果的好坏,很大程度上取决于目的和任务是否明确。若观察有明确的目的和任务,则对事物的感知会比较完整和清晰。相反,在实验过程中,如果只是走马观花,敷衍了事,则抓不住要领,一无所获。另一方面,对化学实验的观察还要具有全面性,要能运用多种感观,从多角度多方面来进行理解,从而把握研究对象的各种属性、关系和变化。其一,实验观察的内容不能只停在实验现象上,而是实验对条件涉及的全部内容。一个化学反应的发生常常是伴随着物理变化和化学变化的复杂过程,有静态的,也有动态的。一般来说,它包括4个方面:
化学试剂的颜色、状态、熔点等;
(2)实验装置。实验装置由哪几个部分组成,各部分又是由哪些仪器组成,各种仪器又有哪些作用?各部分又是怎样联系在一起的;
(3)实验现象、试剂状态、气味变化、声响、反应速度的快慢等。
其二,实验现象要善于应用多种感观,除用眼睛“看”之外,还尽可能运用嗅、触、听等感觉活动去认识事物的共性和差异性,以便形成正确的实验结论,从而使学生认识化学变化的本质特征是有其它物质的生成。
3、以科学的演示实验操作为基础,培养学生良好的化学实验习惯
教师的言传身教对学生良好的化学实验习惯养成有着重要的影响,在培养学生良好的观察习惯过程中以及演示实验教学过程中,教师要注重自身实验过程的规范化、以此为学生良好化学实验习惯的养成奠定基础。在演示实验教学后,教师要当着学生的面进行实验仪器的清洗、药品的整理、保持桌面的整洁,以此为学生良好化学实验习惯养成奠定基础。避免传统化学演示实验后,教师简单的将实验仪器药品收集后即进行后面的教学造成学生没有认识到化学实验后整理的重要性影响学生良好的实验习惯养成。通过科学的实验教学方法以及严格的训练与培养,养成学生良好的化学实验习惯,并在实验习惯养成中,培养学生化学实验的基本操作能力。同时运用化学操作“口诀”的方式提高学生良好实验习惯的培养效果。例如:往试管里装入粉末状药品要“一斜、二送、三直立”;装块状药品要“一横、二放、三慢竖”;液体药品取用的要点是“瓶塞倒放、两U紧挨、缓慢倾倒、加盖放回”;使用胶头滴管应“捏头赶空气、放手吸试剂、悬空滴液体、管口勿触壁”:以及酒精灯的使用要注意“两查、两不、两禁止”等。以简单的“口诀”记忆,促进学生对化学实验操作要点的记忆,促进学生良好化学实验习惯的养成。
结语
在化学实验教学中,以实验为基础开展教学,尽量给学生动脑、动手的机会,针对教学内容,有意识地设间,让学生带着问题进行分析、探索、比较、综合。充分发挥化学实验的教育功能,引导学生积极参与教学活动,培养学生的良好学习习惯,以达到全面提高学生的综合素质的目的.
参考文献
【1】孙锐.现代素质教育中学生良好化学实验习惯的养成【J】.科教信息,2009.11
关键词:物理实验 技能 实验仪器 误差
中学生物理实验技能主要包括:一是掌握常用仪器的构造、原理和使用方法,能正确利用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,进而得出出正确结论;四是了解误差概念,进行初步的误差分析和计算;五是会写简单的实验报告;六是初步养成良好的实验习惯。下面仅从两个方面介绍如何培养学生的实验技能。
一 、培养学生实验技能的方法
1、教会学生使用基本的实验仪器
学会基本仪器的使用,是做好物理实验的基础
初中物理实验仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱等。大纲要求:学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。让学生了解这些实验仪器的构造、原理及用途,熟悉仪器的量程、使用方法和使用规则,达到正确、熟练地读数,在讲解这些仪器的使用方法时,要抓住这些测量仪器的共性对学生进行指导:
1.1.每种基本测量仪器都具有一定的量程
使用各种测量仪器前必须要求学生搞清仪器的量程,并对被测对象情况进行估计,选用适当量程,避免超量程而损坏仪器的。
1.2.正确读数
要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估读出一位有效数字。同时,要学会正确读数的姿势。如:从量筒上读数时,视线应与液面保持相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处,凸液面读凸处,安培表、伏特表读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估读数讲究四舍五入。
1.3.根据仪器的构造原理,掌握它的使用方法和使用规则
例如:温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。天平是根据杆杠平衡制成的,因此,使用前和秤量时都要横梁平衡,同时注意严格保护刀口,要让学生明白保护刀口的重要性,自觉遵守使用方法和规则;学生使用基本仪器的技能培养,必须注意把仪器的使用方法与原理结合起来,既有利于基础知识的巩固,又有助于学生理解为什么要这样使用仪器;只有明白了仪器原理,使用起来才会更加自如。
2、注重培养学生进行实验的技能
2.1.学生要掌握实验原理、进行实验设计和实验方法的技能培养。
第一,要让学生明确各个实验的目的、原理或根据,然后根据实验的原理、要求对实验进行精心设计,其中包括用到的物理定律、公式,电学实验用到的电路图等。搞清楚已知量、被测量,然后确定所需仪器和实验条件,设计好实验步骤、记录表格等。
第二,培养学生正确安装和调整仪器,正确连接电路的技能。正确的物理实验,首先要安装、调试好仪器或正确连接电路。如:力学实验中斜面的架设,支架滑轮的安装,牵引线的走向等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整。电气调整,如使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依据电路图连接线路,连线时将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路按顺序进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用不同颜色,主、支回路各用一种颜色。往接线柱上接导线时,按顺时针方向将导线缠上。电路连接后,认真复查,无误后再通电。这种技能培养,初中时老师先示范,学生模仿学习,然后逐步过渡到老师讲述方法及注意事项,由学生独立安装、调试。
2.2准确记录数据,正确进行运算和分析,得出正确结论能力的培养
正确记录实验数据,正确进行运算和分析,是实验能否成功的关键。要求学生集中注意力,据实验步骤准确操作和读取测量数据,有些实验要求操作或测量时动作迅速,注意时机把握,如:电学测量、温度测量。按实验先后顺序将需要测出的各量,同时作好记录。读取数据和记录是必须注意:①读数及时,立刻记录;②记录数据要完整,根据有效数字记录;③单位要正确。尽可能要求学生实验前设计好表格,方便记录直接测出的各物理量、每次测出量,同时能记录计算出的中间数据和最终数据等内容。
进行数据处理及运算,对实验结果进行分析。在数据整理时,发现不合理数据,应重测该数据。引导学生按有效运算法进行数据处理,对实验结果加以适当分析和讨论,如:分析数据说明什么?与理论计算的偏差在哪?实验过程为何如此设计?实验结论是什么?对实验能力较强的学生,一些深一层次的问题可以在此研究分析,加强对学生思维能力的培养,进而有效地巩固知识。
2.3.能写一般的实验报告。学生结束实验后,应根据实验记录和体会,写出简单实验报告。实验报告内容包括:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、数据、数据计算和处理、结论和误差分析等。写实验报告的技能很重要,对实验报告的格式、写法要求要严格,要求层次清楚,文字精练、准确,语言通畅,图文并茂,要认真总结实验的得与失,让学生将来进行科学实验时能写出自己的成果,与人共享。
老师批改实验报告时要留心学生的活跃思维,对对某项操作的有益建议,某些问题的独特看法,对实验的改进意见等,要给予鼓励,及时与之讨论,让师生通过实验都有所收获。这样,不仅使实验课与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透,而且是提高学生的动手能力的有效渠道。
二、 学生物理实验技能的培养途径
1.实验课是学生实验技能培养的基本途径
上好物理实验课,既能促进学生牢固地掌握物理知识,又能够培养学生的实验技能,是训练、提高学生实验技能的基本途径。
物理实验课包括演示实验和小组实验。演示实验是老师利用仪器,进行实验操作示范,它向学生演示正确的实验方法。向学生演示仪器如何正确使用、实验步骤安排、操作、读数和数据记录、列表和作图、分析及推理,进而得出正确结论,分析误差原因等。通过大量的演示实验,学生可以在长久的目睹耳闻中,潜移默化地学到实验技能。
小组实验中,学生的活动是多方面的,有思维,也有操作,这就需要充分发挥老师的主导作用。实验前,老师可先介绍实验,包括目的、方法及注意事项,然后老师在台上示范,学生在台下跟着老师做,这种方式对初中学生是合适的、有效的。学生在老师的指导下,正确积极地实验,养成良好实验修养。随着实验技能的不断提高,可以逐步培养学生自己设计实验,独立进行实验的能力。
2.将验证性实验改为探讨性的实验
让学生先去研究、探索各物理量之间的关系,后归纳总结出物理规律。
3.利用第二课堂
第二课堂不但可完善、丰富、深化课堂知识,而且可以培养学生的实验技能。可采取如下形式:①指导学生的课外实验;②组织参观学习;③举行实验操作比赛;④创建课外兴趣小组;⑤举办物理科技晚会等。
4.实验考查
考查包括书面实验考试和现场实验操作考查两种形式。
总之,学生实验技能培养需通过多方面的长期坚持,但作为中学生物理实验技能的培养,上述论述是最基本的也是最主要的。因此,抓住上述技能培养也就抓住了矛盾的主要方面。
参考文献:
[1]朱长华. 初中物理实验教学的实践与思考[J]. 宿州学院学报, 2005,(04).
[2]郝贵有. 做好初中物理实验教学中的几个环节[J]. 科技资讯, 2006,(02).
[3]高传富. 浅谈初中物理探究性实验教学[J]. 考试周刊, 2007,(12).
物理是一门以实验为基础的学科因此在物理教学中,尤其是在实验教学中,除了要培养学生使用基本仪器的技能外,还要培养学生实验过程中的技能,不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想發展他们的创新意识,在实验过程中掌握物理知识。
培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。其次,培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的技能。正确的实验,首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整。这种技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。
培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力
这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。进行数据处理、运算,对实验结论进行分析。在整理数据时,如發现有不合理的数据,应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论,如:讨论数据说明什么?与理论计算有何偏差?实验过程为何这样设计?实验结果的物理意义(结论)是什么?对一些成绩优良的学生,还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生,许多深一层次的问题都可以在这里分析研究。此外,还要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析。实验后,要指导学生分析实验误差的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。让学生掌握减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法,减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值,以其平均值为最终的结果。
综上所述,要培养学生实验过程中的技能,必须让学生养成良好的实验习惯,让学生在实验中得到诸多能力的锻炼,同时提高他们观察事物的能力和逻辑思维的能力,在更加熟练地掌握实验技能的同时,达到有效巩固知识的目的。
胜任力理论是在1970年代,由美国心理学家麦克利兰(McClelland)最早在他的著作《测量胜任力而非智力》一文中提出来的。麦克利兰认为,个体所处的条件和行为方式的特点是能影响到个人学习的成绩的,胜任力能够真正为个人提高工作效率,为促进一个团队的发展做出贡献。在该书中,麦克利兰提出了著名的冰山模型,他认为,人的胜任力就像一座冰山一样,山的上面主要包含了知识和技能,这主要是外在的,山的下面主要包含个性、动机等等方面。通过这一冰山模型可以看出,人的胜任力被分为不同的层次,层次越往下,包含的能力就越不容易被发现和挖掘出来,也就是说由上到下的过程,随着深度的不同,能力激发越困难。通过这一理论延伸和应用,学者们逐步将其引用到高中教育学领域,于是这一理论为高中教育中研究化学实验技能培养提供了一个崭新的视角和路径。虽然目前胜任力理论在高中教育领域的应用还处在初步发展阶段,但是相信经过一段时间的发展,必将成为高中培养人才质量衡量的一个重要管理标准。在2014年召开的第13次院士大会上,国家已经明确创新型人才的培养,需要在品德和能力方面都十分突出。同时,还需要有广泛的国际视野。由这一时代要求可以看出,所谓新形势下基于胜任力理论的化学实验技能培养,就是说高中所培养出来的人才,不仅要有广博的知识、深厚的研究功底,还需要有十分强大的理论联系实际的能力,学生的道德修养、核心价值体系、思维方式等都应该与时代相适应。
二、胜任力视野下看高中化学实验技能培养存在的问题
(一)一定程度上存在对高中化学实验技能培养中“创新精神”的集体误读
一些教师由于传统观念的影响,对学生的学习只关注成绩,而不重视对他们的化学实验技能培养。这些观念都一定程度上对学生本人以及高中化学实验技能培养工作造成一定的影响。高中层面上存在一定的考试第一、分数第一、就业为重的观念。许多人都认为搞化学实验技能培养、开展化学实验技能培养占用学生大量学习时间,可能导致学生没出息。这些传统的观念影响了学生在创新活动中积极的心理态度,导致学生的团队合作精神不够,探索进取精神不足,质疑怀疑精神不饱满等现象出现。
(二)一定程度上存在对高中化学实验技能培养中“创新品德”的漠视和偏见
开展好化学实验技能培养工作,能发挥好学生在培养学生德育、智育、美育、等多方面的功能。但是目前,有些高中对化学实验技能培养全面发展的认识还没不深入。一些部门和学生往往会认为,做好化学实验技能培养工作,其目的无非是为给学生传授知识、技能、技术。通过这些素质的培养,提升学生的思想道德素质和意志品质。由于部在思想认识上一定的局限,导致高中没有将化学实验技能培养上升到提升学生素质、注重学生全面发展的深度和高度去理解,这样的落后观念,导致人才培养不能按照正常的社会道德准则来要求,为高中化学实验技能培养活动的发展带来了重重的障碍。
三、基于胜任力视角下的高中化学实验技能培养的路径选择
(一)要把胜任力理论作为高中化学实验技能培养的重要理念加以深入发展
在前文论述到的冰山模型中,我们可以看出,从外在的胜任力来看,主要表现在一个学生的教育过程和培训过程中,通过教育和培训,来发展和提高学生在知识、技能等方面的能力。从内在的胜任力来看,主要表现在一个学生能在较短时间内积极改变自己自己,提升自己各方面的修养。由此不难以看出,高中化学实验技能培养不仅要注意到所谓冰山模型中所讲的外在的胜任力,也要注意到内在的胜任力,要将两者有机的结合。
(二)加强高中创新人才的实践能力和知识学习能力的结合,大力推进产学研用的协同发展
在当前创新型国家的建设过程中,高中要抓紧这一有利机会,积极推进与地方相关科研院所、一些重要的国有大型企业的全方位合作,通过合作,整合科研力量,形成完备的化学实验技能培养体系。高中要充分发挥自身的学科建设优势、人才资源优势、科研力量优势,从制度层面和操作层面,通过产学研用的协同发展,实现资源互补、强强联手,进而促进化学实验技能培养质量的提升和学生个人动手能力、实践能力的跨越式发展。
(三)要实施差异化的化学实验技能培养模式,做到人才培养定位准确,人才培养模式科学