让实验延伸到课外生活的探索和研究

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1、让实验延伸到课外生活的探索和研究让实验延伸到课外生活的探索和研究 1 研究思路研究思路1.1 自然科学的学科特点自然科学的学科特点自然科学是一门实践性很强的学科，除了向学生传授系统的学科知识外， 更强调知识的应用和解决现实生活中的实际问题。它既重视基本概念、基本定 律的理解，更强调实验操作技能的培养，探索精神、创新思维的形成，以及严 谨的、实事求是的科学态度的树立。而现实生活是千变万幻的，仅靠维持性学 习的学生是难以适应当代社会的发展的。而实验过程可以实现这个目标，在实 验操作过程中，既可以加深对基本概念、基本定律的理解，又可以不同程度地 发展各种能力。随着国家对教育的宏观调控，素质教育越来越

2、受到重视，从中 考加试实验，说明了实验的重要性。1.2 实验的分类实验的分类1.2.1 按组织形式分初中自然科学实验按组织形式可分为家庭实验、开放实验室和室外实验 室三种方式。家庭实验是为了配合教学，教师指导学生在家里完成的实验。这 种实验是教师把实验的内容、要求、方法等布置给学生，由学生自己创造实验 条件，包括选取日常生活中的一些物品当作实验器材，自制一些简单的仪器或 零件等，自己动手独立完成实验的全过程。开放实验室是让学生在课外利用实 验室的仪器设备条件，在教师的指导下，自己设计实验方案，安装仪器，写成 实验。室外实验的优点是空间开阔，不受实验室空间的限制，使学生感到新颖。1.2.2 按实

3、验内容分课外实验按实验内容主要分为以下几种类型：（1）观察性实验大自然、日常生活和生产技术是学习自然科学的广阔课堂。有意识地 引导学生观察，对提高学生的兴趣、提高观察能力、培养洞察事物的思维能力 是很有益处的。例如让学生在静止的汽车上观察窗外另一辆启动的汽车，或者 在运动的汽车内观察窗外的行人和电线杆，学生对参照物和运动与静止的相对 性留下深刻的印象。（2）课内教学的补充性实验课外小实验包括在家庭进行的不实验和在开放实验室时完成的不实验， 目的在于帮助学生进一步理解基本概念和基本规律，灵活运用所学知识，训练 实验技能。初中自然科学教科书中安排了一些小实验，还可以补充一些联系生 活和生产的应用性

4、小实验。（3）小型科研训练实验进行这类实验目的侧重于使学生获得实验研究方法的训练。教师列出 一些研究性课题和提示，让学生设计方案，经过与教师商定后进行实验。所谓 科研训练实验，并不一定总要内容复杂和难度较高，努力开发一些小型的、含 有某些巧妙设计思想的实验。（4）游艺用的趣味性实验为了培养学生对自然科学的兴趣，活跃学生的文化生活 ，可以用一些 游艺性实验。这类实验，利用基本原理，加上适当的艺术夸张，使之新奇、有 趣。1.2.3 按实验目的分按实验目的和它在科学认识中的作用不同，可分为验证性实验和探索 性实验。验证性实验是在对研究对象有了一定的了解之后，提出某种假设或理 论，为了验证这种理论正确

5、与否而安排的实验。探索性实验是指研究者对研究对象的属性、规律、相互联系等情况， 处于无知或知之不多的情况下，提出问题、设计实验，并利用已知的外加因素 去干预研究对象，通过实验与探索，获得科学结论的过程。其指导思想是以学 生为主体，独立实现认识过程。它可以分为三个层次：导向、操作、研讨。探 索性实验最大的特点具有探索性，主要表现为探索情景具有诱惑性；探索 问题具有指向性；探究对象具有结构性；探究假设具有合理性；探究方 法具有开放性；探究方案具有建构性；探究过程具有全程性；探究结果 具有多样性；探究结论具有深刻性；探究氛围具有共振性。 2、.研究过程及对象研究过程及对象整个研究过程大致可分两步，第

6、一步为 2002 年 3 月至 2002 年 5 月至 6 月，主要学习有关的理论知识，因为正值初三复习迎考，不宜大面积地开展研 究。第二步在接受新一届初三学生后，在自己所任教班级，通过对学生的了解 以及我校的实际，在教学过程中挖掘课本中可操作性实验，在实践中探索不同 实验方式产生的效果。2.1 观察性实验观察性实验这一类实验是在学习了一些理论知识后，让学生在课外时间利用自备 工具，观察实验现象，通过对现象的观察，一方面，课内知识得到了巩固，实 验方法得到了应用；另一方面，学生自己做实验，看得清、记得牢，很好地巩 固书本知识。例如：漫反射现象的观察漫反射的作用往往不被学生所认识，许多学生觉得镜

7、面反射是不可少 的，而漫反射没有多大作用。因此，有意识地安排一些对漫反射现象的观察性 实验，帮助学生搞清楚漫反射的作用。（1） 野外观察选择一个雨后的夜晚，在黑暗的野地里进行观察。把手电筒的光会成 一束，最好再用一张黑纸卷成筒状，套在手电筒头上。手电筒光对空向各个方 向照射，这时站在边上的同学很不容易发现电筒的光束，电筒光也并不为周围 空间增添明亮，好像电筒不亮一样。如果在光线行进的途中设法在空气中扬起 灰尘，则一道光束清晰可见。将手电筒的光束射向池塘的水面（或射向一块大的平面镜），只能在 水面（或镜面）上留下一个不大的亮斑，周围仍旧黑洞洞的，也看不见手电筒 的亮柱。若将电筒的投射在白色的物体

8、上，则无论人哪个方向看去，都显得非 常明亮，整个空间也好像一时亮了许多。（2） 室内观察在空气清新的夜晚，在室内进行上述观察，结论是基本上相同。只是 当光束投射在白墙上时，由于几面墙壁的多次漫反射而使整个室内一片通明， 比室外观察时要亮得多。在指导学生结合日常生活现象展开讨论，使学生搞清 楚漫反射使人们看清物体的道理：人们之所以能看清各式各样的物体，主要是 因为这些物体发生了漫反射的结果。2.2 课堂演示实验的补充课堂演示实验的补充为了进一步激发学生的兴趣，有选择有针对性地指导学生完成一系列课外实验，例如：氢气吹肥皂泡、测土壤的 PH 值、烧不坏的手帕、魔棒点灯、 水中花园的制作、纸锅烧水、沸

9、水煮鱼等等。这类实验生动、有趣，能使学生 自始至终保持很高的兴趣。2.3 开展家庭小实验开展家庭小实验家庭小实验是学生利用校外业余时间，在家中完成的实验。它比课堂 实验在理论上简单，在操作中又往往比较复杂，占时多，它要求学生有一定的 理论知识和相当的综合能力。在布置这类实验时，启发学生沿着“实验目的- 实验原理-实验用品-实验步骤”展开讨论，打破课本的固有步骤，让学生自 己设计实验方案。如冰箱除味、茶壶除垢、证明煤气的燃烧产物、电视机消磁 等等。2.4 开展实验操作比赛开展实验操作比赛我提供几件实验器材，让学生根据实验器材，自己设计实验方案，看 谁的方案多又具操作性。例如，我提供一辆小车、一块

10、毛巾、一块棉布、一只 弹簧称、一盒钩码，问学生可做哪些实验。有时可以针对实验目的，让学生自己选择仪器仪表。例如，怎样测定 空气中氧气的体积比，怎样测定地窖中二氧化碳的体积分数等等。通过这些探 索性实验，让学生自主设计实验方案，激发学生的好奇心和求知欲，更能激发 其创造力。学生通过自主探究，主动地获取知识，体会科学家们的研究过程， 享受成功的愉悦。3 研究结论研究结论3.1 验证性实验功能验证性实验功能这类实验主要用于习惯思维与认知理论相互冲突的情况下，通过控制 实验条件，突出实验现象。瑞士心理学家皮亚杰认为：人的行为具有一种定向 性的平衡，由于人与物体的相互作用而破坏了平衡状态，出现了非平衡化

11、。为 此，人再进行反应又恢复平衡，这种重新达到平衡状态的心理反应过程，称为 平衡化。平衡化又可分为同化和顺应两种形式。同化是主体面临新的情境时， 总是将新的知觉要素或刺激整合到原有的图式中，引起主体原有认知结构量的变化，以加强和丰富主体的动作。而当主 体的图式不能同化客体时，主体只有改变原有图式，建立新的图式引起主体认 知结构发生质变才能适应或容纳新的刺激，这叫顺应。正是在同化与顺应的交 替转换过程中，新的认识不断整合为更高级复杂的认知结构。为了引起学生认知上的冲突，引起最佳或最大限度的不平衡，探索性 实验的设计还要遵循“适度”是指设计既要与学生已有的经验有一定联系，同时 以要有一定的限度。这

12、样的设计如同摘树的果子一样，学生必须“跳一跳”才能 摘下来，这样就最大限度地激起学生的求知欲和好奇心。当他们依靠已有的知 识解决了一个新问题时，往往会在紧张的智力运动之后带来精神上的满足。这 种求知欲满足后，又会产生新的刺激、激励他们进一步去探索新的课题，从而 转化为学习上的一种内驱力。3.2 探索性实验功能探索性实验功能除观察性实验外，其它几种实验都可认为是探索性实验，这种实验方 式是创新性学习的一种方法，创新的关键是思维，创造性思维是扩散思维和集 中思维的统一。吉尔福特认为，扩散思维同创新性思维的关系极为密切。从信 息论看，创新性思维以发散思维去开拓信息，以集中思维去封闭信息，在创造 性思

13、维过程中，扩散思维与集中思维是交替地启闭信息展开的。从问题的多端性，可以产生大量新的假设；从问题的伸缩性，可以改变思维，从不同角度去 看同一事物；从问题的新颖性，去探索不同于传统方式的解决办法。3.2.1 创造性学习者能能动地安排学习，有较系统的学习方法，并养 成了良好的学习习惯。学习过程是学生经验的累积过程，它包括经验的获得、保持及其改变 等方面。它的重要特点在于学生有一个内在因素的激发过程，从而使主体能在 原有结构上接受新经验，改变各种行为，进而丰富原有的结构，产生一种新的 知识结构和智力结构。因此，学习的过程，有一种学生的主观见之客观的东西， 这就是他们在学习过程中发挥的自觉能动性。学生

14、这种能动性发挥的程度，正 是反映其创造性学习的水平。换句话说，学生的自觉能动性发挥得愈出色，他 们对学习的安排愈新颖而独待，获取的知识则就愈多愈新，从而使其智力活动 具有更高的创造性；因此，如何安排学习，是学习方法是否有效的一种显著表 现。创造型学生能能动地安排学习。3.2.2 创造型学生有着较为系统的学习方法。过去论述学习理论时，强调学习方法。本世纪六七十年代以来，开始 重视各种学习变量对学习方法选用的影响，把学习方法的选用置于更为广泛的 学习情境中考察，从而转向研究各种学习变量、元认知与学习方法选用的关系。 这样，就将学习方法的探索提高到一个新的水平，即上边提到的策略性学习的 水平。如果用

15、战术与战略关系来作比喻，学习方法属于战术的范畴；而根据学 习情境的特点和变化选用最为适当的学习方法才是学习的策略，它属于战略的 范畴。可见，学习方法由于种类多，又因情境而区别，所以因人而宜。这种差 异就决定了学生有否系统的学习方法，能否选用最为适当的学习方法，也决定 着学生学习的创造程度。学习方法尽管种类很多，但其中一些经过反复实践和 修正，形成具有模式意义的学习方法，并得到广泛的应用，例如循环学习法、 纲要学习法、发现学习法、程序学习法等等；创造型的学生，在选择学习方法 时，能遵循学习的规律，明确学习任务，利用一切可利用的学习条件；根据学 习的情境、内容、目标和特点而灵活地应用；他们表现出强

16、烈而好奇的求知态 度，不断地向教师、同学与自己提问；想象力丰富，喜欢叙述；不随大流，不 依赖群体公认的结构；主意多，思维流畅性强；敢于探索、试验、发现和否定， 喜欢虚构、幻想和独立行事；善于概括，将知识系统化等。这样，不仅提高了 学习的效果；而且也发展了创造能力。3.2.3 学习行为要由学生学习动机来支配。学生的“会学”水平取决于“爱学”的程度，学生的学习活动，是由各种不 同的动力因素组成的整个动机系统所引起的。其心理因素主要是需要及其各种 表现形态，诸如兴趣、，爱好、态度、理想和信念等，其次是情感因素。从事 学习活动，除要有心理因素的需要之外，还要有满足这种需要的学习自标。这 种学习目标包括习目的、内容和成果。由于学习目标指引着学习的方向，可把 它称为学习的诱因。学习目标同学生的需要一起，成为学习动机系统的重要构 成因素。学生的学习动机之所以能发挥其用，这与它的激发有直接关系。学习 动机的激发，是利用一定的诱因使已形成的学习需要潜在状态转入活动状态； 使学生产生强烈的学习愿望或意向，从而成为学习活动的动力。学习动机的激 发，其诱因