在科技活動(dòng)課中培養學(xué)生自主實(shí)驗能力
在科技活動(dòng)課中培養學(xué)生自主實(shí)驗能力是學(xué)校全面實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑。它融科技知識、科技觀(guān)察、科技實(shí)驗、科技創(chuàng )作于一體。教學(xué)實(shí)踐證明：在科技活動(dòng)課中培養學(xué)生自主實(shí)驗創(chuàng )新能力的關(guān)鍵是：一是創(chuàng )設問(wèn)題情境，給學(xué)生提供展示才能的舞臺與創(chuàng )作的機會(huì )，培養其追求完美的意識;二是挖掘創(chuàng )新潛質(zhì)，捕捉創(chuàng )新萌芽，促進(jìn)創(chuàng )新能力的迸發(fā)，培養積極探求的心理價(jià)值取向，點(diǎn)燃其創(chuàng )新思維的火花;三是逐步教給學(xué)生科學(xué)的、正確的思維方法，獲取解決問(wèn)題的途徑，培養其實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。在科技活動(dòng)課中培養學(xué)生自主實(shí)驗能力，不僅有利于提高學(xué)生的自主意識，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，也有利于培養學(xué)生觀(guān)察能力、實(shí)驗能力、探究能力和創(chuàng )造能力，還有利于培養學(xué)生的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng )新意識。因此，在科技活動(dòng)課教學(xué)中教師應盡可能為學(xué)生提供自主實(shí)驗探究的機會(huì )，為學(xué)生創(chuàng )新拓展廣闊的活動(dòng)空間。其具體做法是：
一、引導學(xué)生根據問(wèn)題自主確定實(shí)驗目的
培根曾經(jīng)指出：“如果目標本身沒(méi)有擺對，就不可能把路跑對。”明確實(shí)驗目的是做好實(shí)驗的關(guān)鍵。實(shí)驗目的總是與所研究的問(wèn)題相聯(lián)系。學(xué)生只有在理解課題、提出問(wèn)題的基礎上，才能根據要研究的問(wèn)題確定實(shí)驗目的。要培養學(xué)生確定實(shí)驗目的的能力，首先要幫助學(xué)生在理解課題的基礎上提出問(wèn)題，明確學(xué)習目標。
1、 幫助學(xué)生理解課題。
理解課題就是讓學(xué)生明確所研究的內容�？梢葬槍Σ煌�(lèi)型的課采取不同的措施幫助學(xué)生理解課題。
第一，學(xué)生能從字面上直接了解所學(xué)內容的課題。如《雨和雪》就可以讓學(xué)生直接提問(wèn)，確定學(xué)習目標。
第二，學(xué)生能從字面上明白題意，但在提問(wèn)時(shí)過(guò)于分散的課題。如《空氣》在理解課題時(shí)為學(xué)生創(chuàng )設一定的情境，使學(xué)生發(fā)散思維集中在所研究的內容上。
第三，從字面上學(xué)生不太了解所學(xué)內容的課題。如《電磁鐵》這類(lèi)課題不宜在一開(kāi)始就出現�？梢韵瘸鍪舅^(guān)察的物體或現象，在學(xué)生觀(guān)察的基礎上，明確所學(xué)內容。
2、引導學(xué)生提出問(wèn)題。
提出問(wèn)題就是讓學(xué)生提出要了解的內容。選擇可實(shí)施的內容，確定實(shí)施方向。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。”因為后者僅僅是方法和實(shí)驗過(guò)程而已，但是提出問(wèn)題則要找到問(wèn)題的關(guān)鍵和要害。在課堂教學(xué)中要培養學(xué)生的自主實(shí)驗能力，就要讓學(xué)生敢于提問(wèn)、會(huì )提問(wèn)、善于提問(wèn)。因為在科技活動(dòng)課中，學(xué)生在學(xué)習前人的知識經(jīng)驗時(shí)，只有從疑問(wèn)開(kāi)始、才能以疑引思，才有可能在解疑的過(guò)程中有所發(fā)現、有所創(chuàng )新。教師要創(chuàng )造條件鼓勵學(xué)生敢于提問(wèn)、會(huì )提問(wèn)、善于提問(wèn)。
第一，學(xué)生提出的問(wèn)題和所學(xué)內容有關(guān)，并且比較重要，教師可以將問(wèn)題交給學(xué)生去思考討論，以求得問(wèn)題的解決。同時(shí)，教師自己也要考慮如何結合教學(xué)恰當地解決這些問(wèn)題。
第二，學(xué)生所提問(wèn)題和所教內容關(guān)系不大，如果所提問(wèn)題在以后學(xué)習中會(huì )得到解決，教師可首先給予肯定，然后作為一個(gè)懸念請學(xué)生思考，等到學(xué)習與之相關(guān)的課題時(shí)才給予解決。如果所提問(wèn)題與所教內容和以后的學(xué)習關(guān)系都不大時(shí)，教師可以將學(xué)生提出的問(wèn)題留在學(xué)生課外自主解決。
第三，如果學(xué)生提不出問(wèn)題，有可能是學(xué)生對課題理解不夠，不知從何入手。那么，教師就應給學(xué)生創(chuàng )設問(wèn)題情境提供機會(huì )，誘發(fā)學(xué)生問(wèn)題思維，鼓勵學(xué)生提問(wèn)，幫助學(xué)生將所學(xué)內容進(jìn)行分解，引導學(xué)生從問(wèn)題的各個(gè)層面入手。
3、在理解課題、提出問(wèn)題的基礎上確定實(shí)驗目的。
眾所周知：在理解課題、提出問(wèn)題的基礎上，學(xué)生已經(jīng)明確了這節課要研究的問(wèn)題，此時(shí)就可以根據所要研究的問(wèn)題確定實(shí)驗目的。一個(gè)問(wèn)題相關(guān)的因素很多，假設也可以有好幾種，實(shí)驗目的也可以呈現多樣性，教學(xué)中沒(méi)有必要規定一種實(shí)驗的目的和方法，要給學(xué)生自己確定實(shí)驗目的和方法的機會(huì )，通過(guò)討論篩選出必要和可行性的實(shí)驗方案，為學(xué)生自主實(shí)驗提供更為廣闊的思維活動(dòng)空間。
如：教學(xué)《太陽(yáng)花的異色授粉實(shí)驗》，學(xué)生從電視“玫瑰花授粉改變花朵顏色”的科教節目中受到啟發(fā)，孩子們產(chǎn)生了利用這種植物特有的授粉方式來(lái)改變太陽(yáng)花顏色的設想。于是學(xué)生提出問(wèn)題設想：太陽(yáng)花共有紅色、紫色、粉紅、黃色四種顏色。根據授粉組合規則，有可能產(chǎn)生六種新品種，即紅紫、紅粉、紅黃、紫粉、紫黃和粉黃。這種設想是否正確，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗進(jìn)行驗證，于是學(xué)生根據實(shí)驗目的設計實(shí)驗方案進(jìn)行實(shí)驗：
�、贉蕚淦邆�(gè)“可樂(lè )”易拉罐，保留喝水端，利用喝水口作為排水孔，剪開(kāi)另一端盛滿(mǎn)花泥充當實(shí)驗花盆，另外準備幾根干凈的棉簽。
�、谔暨x出生長(cháng)旺盛、花蕾較多的幾株紅色花分別移植三盆、紫色花兩盆、粉色花和黃色花各一盆。
�、塾萌藓灧謩e沾取紫色花、粉紅色花、黃色花的花粉，在每支取花粉的棉簽和另一盆紅色花花蕊充分接觸后將這盆紅色花做好授粉顏色標準記錄，依次是紫紅、粉紅、黃紅。
�、苡脙筛蓛裘藓灧謩e沾取粉紅色花、黃色花花粉，根據上述方法完成紅紫、黃紫的授粉過(guò)程。
�、菰儆靡桓蓛裘藓炚慈↑S色花的花粉，根據上述做法完成黃粉授粉過(guò)程，以上方法可重復實(shí)施，花籽成熟時(shí)，按顏色分別收藏花粉。
�、薮文甏禾�，把6種實(shí)驗花籽分別播種。
實(shí)驗結果：產(chǎn)生了3種新品種，即紅粉、黃紅和黃紫。其它3個(gè)則沒(méi)有新品種，仍是原有的基本色。
這樣的自主實(shí)驗，學(xué)生完全根據自己所研究的問(wèn)題，分析相關(guān)因素，做出實(shí)驗假設，確定實(shí)驗目的和方案。學(xué)生自主實(shí)驗的意識增強，并積極參與到探索科學(xué)規律的實(shí)驗活動(dòng)中，親身經(jīng)歷了探究活動(dòng)的全過(guò)程，掌握了科學(xué)的研究方法，提高了學(xué)生創(chuàng )新思維的能力。
二、指導學(xué)生根據目的自己設計實(shí)驗方案
所謂的自己設計實(shí)驗方案是指學(xué)生根據自己的意愿，在正式進(jìn)行實(shí)驗之前，根據實(shí)驗的目的和要求，對研究方法和步驟的預先制定。實(shí)驗設計的意義在于能夠用比較經(jīng)濟的人力、物力和時(shí)間，獲得科學(xué)的結果。
科技活動(dòng)課指導學(xué)生自己設計實(shí)驗方案，可以使學(xué)生進(jìn)一步明確實(shí)驗目標，掌握實(shí)驗步驟與方法，提高實(shí)驗效果。
更重要的是學(xué)生可以學(xué)會(huì )一種科學(xué)方法，學(xué)生通過(guò)自主設計實(shí)驗方案，小組合作、集體討論，既完善了自己的看法，又有了新的認識和提高，在今后的學(xué)習中就能獨立地運用科學(xué)的方法解決問(wèn)題。
科技活動(dòng)課中安排的實(shí)驗內容有兩類(lèi)。
一類(lèi)是讓學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗觀(guān)察一種現象，這樣的實(shí)驗一般學(xué)生平時(shí)很少接觸到，所以不要求學(xué)生設計實(shí)驗方案。如凸透鏡使窗外的景物在紙屏上成像的實(shí)驗，目的是使學(xué)生觀(guān)察凸透鏡成像的現象。實(shí)驗前教師教給學(xué)生實(shí)驗方法;實(shí)驗中要求學(xué)生按照實(shí)驗方法操作，觀(guān)察實(shí)驗現象;實(shí)驗后分析、討論、得出結論。
另一類(lèi)實(shí)驗屬于研究性的實(shí)驗。教師可以指導學(xué)生根據所學(xué)課題，提出假設，自己確定實(shí)驗目的和方案，設計方案內容包括：選擇材料、確定實(shí)驗步驟、確定實(shí)驗方法、預想實(shí)驗結果、設計實(shí)驗報告、討論實(shí)驗注意事項等等�？刹捎脦熒涣�、學(xué)生交流、個(gè)人研究等不同形式引導學(xué)生積極參與設計方案。如探索凸透鏡成像規律實(shí)驗，各種物體反光能力的實(shí)驗。
在設計各種顏色物體反光能力的實(shí)驗中強調，反光的物體要對著(zhù)陽(yáng)光，光線(xiàn)越強，物體反光效果就越好。各種顏色物體反射的光要投在一個(gè)反光能力強的背光的物體上，觀(guān)察物體反光效果。學(xué)生根據這一實(shí)驗要求在室外選擇了光線(xiàn)較暗的白墻作為反射光線(xiàn)投射的屏幕，效果很好。這說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)不是科技知識的被動(dòng)接受者，而是在明確實(shí)驗目的基礎上自己能夠獨立設計、獨立操作實(shí)驗的探究者、學(xué)習者和創(chuàng )作者。
三、為學(xué)生準備充足的實(shí)驗材料供學(xué)生自主選擇
實(shí)踐得知：充足的實(shí)驗材料是學(xué)生自主操作實(shí)驗的必要條件。為此，我校為學(xué)生配備了科技活動(dòng)實(shí)驗用具，每個(gè)學(xué)生根據自己設計的作品購買(mǎi)了相應的材料，這樣使學(xué)生獨立操作實(shí)驗的機會(huì )達到了100%。由于學(xué)生有了更多的實(shí)驗機會(huì )，在動(dòng)手實(shí)驗中就會(huì )有所發(fā)現，有所創(chuàng )新。如探討聲音的產(chǎn)生時(shí)，有的學(xué)生利用皮筋琴、镲、薄銅板三種物體，并采用撥、敲、抖三種不同的方法使物體發(fā)出聲音;有的學(xué)生利用鼓、音叉、有水的培養皿、豆子、泡沫塑料小球等材料，他們借助豆子感受到鼓振動(dòng)發(fā)聲，利用水、薄銅板感到音叉的振動(dòng)。這些材料有助于學(xué)生發(fā)現聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的這一本質(zhì)規律，提高了學(xué)生觀(guān)察、實(shí)驗的興趣和能力，實(shí)現了創(chuàng )新。
四、為學(xué)生提供充足的時(shí)間空間讓學(xué)生自主體驗
眾所周知：提供充足的實(shí)驗操作時(shí)間和空間能讓學(xué)生在自主實(shí)驗活動(dòng)中盡情體驗科學(xué)結論，享受有所發(fā)現的快樂(lè )。如：你了解螞蟻嗎?我把學(xué)生帶到校園里，讓學(xué)生觀(guān)察螞蟻，并讓他們回到家里連續觀(guān)察一個(gè)月，后來(lái)在觀(guān)察日記里，學(xué)生描寫(xiě)了螞蟻的生活環(huán)境、怎樣搬運食物、傳遞信息等。學(xué)生在觀(guān)察中獲得了豐富的情感體驗�？茖W(xué)知識，唯其如此，學(xué)生才能體味到創(chuàng )新的樂(lè )趣。
綜上所述，在科技活動(dòng)課中，要引發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗的興趣，讓學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗探知，積極發(fā)現，對科技活動(dòng)課產(chǎn)生親切感，給學(xué)生提供更多的實(shí)驗和表現機會(huì )，體驗實(shí)驗成功的快樂(lè )，給學(xué)生創(chuàng )設廣闊的實(shí)驗思維空間，培養獨立思考和實(shí)踐應用能力，讓學(xué)生真正成為創(chuàng )新的參與者和主導者。
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