实验设计-提高学生探究能力的有效方法

附件1:实验教学和教育图书管理金点子征集表金点子名称实验设计一一提高学生探究能力的有效方法金点子内容一是教给学生进行实验设计的方法教师在课堂教学中，应培养学生实验设计的习惯，并进行启迪、跟进指导，从“扶”到“放”，提高学生的实验设计能力。实验仪器的设计方法学生在自己设计实验过程中，由于条件的限制和实验仪器的特殊性，往往要求学生根据实验的要求自己选择并设计实验仪器，因此教师应对一些设计简单而又有实效的仪器的设计思想和构思进行介绍，学生根据条件和研究的需要自制一些实验仪器。实验原理的设计方法一般可分为转换法、积累法、比较法、平衡法、放大法等，渗透设计方法就是培养科学的研究方法，在教学中尽量让学生了解每个实验原理的设计方法。3.实验观察的设计方法3实验过程必须含有严谨的思维方法，要充分展示设计过程、操作步骤、变量控制，它是培养操作能力和观察能力的有效途径，教师可以采用发散思维、正向思维、逆向思维等多种思维方式来改变传统的操作程序，并适时地给学生渗透设计的原理、方法，有利地提高学生探究能力。二是让学生根据设计方法和原理进行实验设计教师点拨，渗透实验研究方法，学生要对教材中进行实验探究的内容，先进行必要的预习，弄清原理。然后进行模仿设计。教师确定主题，让学生独立设计实验当学生每学到一个具体的实验时，教师要帮助学生提炼出一个主题，让学生自己设计实验，制定好实验方案，做好实验准备：包括器材、过程（表格）……，让学生“做”有目的，“研”有目标。学生把设计的方案提出后，教师和同学要及时评价，张扬个性，让学生充满自信心。设计实验是一个创造过程，是探究中很重要的一个环节，直接影响到探究的结果。我们的做法是，先放手让学生大胆地去设计，小组之间、组与组之间讨论方案的可行性，选择设计

好得方案。对确实设计有困难的，教师要积极地引导。3.在学生掌握之后，进行开放性设计实验学生明白了“设计实验”的方法，有了分析问题和解决问题的基本思路后，可进行更进一层的实验设计，使学生将所学的知识在开放实验中再次升华。在学生的真实生活中，到处都能找到观察、思考、实验的素材。在课外利用小实验进行开放性设计实验，起到了联系书本知识和日常生活中的科学现象的作用，增强了学生的学习兴趣。为了提高学生的实验探究能力，仅满足于做好书本实验是不够的。因此，在某一实验做完后，我们启发学生围绕该实验主题进行发散、联想、逆向等创新性思考，对学有余力的同学可以试行“主题拓展实验”。通过实验设计的训练，实验教学的方法发生了转变，实现了由重教师“教”向重学生“研”的转变；实现了由重“结果”向“过程”的转变。学生喜欢，老师满意，何乐而不为呢？注：1.以单位名义集体参加的可参照本表自行制表（必须注明单位名称、负责人姓名、联系电话等主要信息）；2.本页填写不开可另附页。实验设计一一培养学生探究能力的有效方法一背景:新课标指出：“让探究成为学生学习的主要方式”，在以生为本的课堂里，不仅要学生动脑思考，也要学生动手操作实践，让学生自己设计实验来探究新知识，而在当下，教师只重视学生按实验步骤去完成操作的过程，忽视了实验设计的环节，从而极大地限制了学生探究能力的发展，而让学生直接参与实验设计，可以让学生找到探究问题的思路，强化知识生成的过程。二做法：一是教给学生进行实验设计的方法教师在课堂教学中，应培养学生实验设计的习惯，并进行启迪、跟进指导，从“扶”到“放"提高学生的实验设计能力。1.实验仪器的设计方法学生在自己设计实验过程中，由于条件的限制和实验仪器的特殊性，往往要求学生根据实验的要求自己选择并设计实验仪器，因此教师应对一些设计简单而又有实效的仪器的设计思想和构思进行介绍，学生根据条件和研究的需要自制一些实验仪器。例：在“香烟中尼古丁对昆虫的毒性测定”的研究性学习中，学生需要自制抽烟器一一可以用针筒、橡皮管、废旧圆珠笔杆制成。简易自创仪器的实验，提高了学生自主实验的兴趣，增强了学生自主研究的有效途径，养成了自创简易实验来对生活中碰到的一些问题进行验证的好习惯。2.实验原理的设计方法一般可分为转换法、积累法、比较法、平衡法、放大法等，渗透设计方法就是培养科学的研究方法，在教学中尽量让学生了解每个实验原理的设计方法。为了证明一些事物在不同情况下，变化如何，可以选用比较法；在测量一些物体的长度、厚度、质量时，由于无法对其进行单一的测量时，可以采用积累法。积累多数后，测出总数再相除，就测出单一的所需数值；把实验注意的关键因素加强放大，或用非关键因素进行放大实验，例：岩石的风化可用这样一个实验来渗透设计方法，先把石头烧灼，再用水浇，看结果怎样，从而得出结论。3.实验观察的设计方法实验过程必须含有严谨的思维方法，要充分展示设计过程、操作步骤、变量控制，它是培养操作能力和观察能力的有效途径，教师可以采用发散思维、正向思维、逆向思维等多种思维方式来改变传统的操作程序，并适时地给学生渗透设计的原理、方法，有利地提高学生探究能力。二是让学生根据设计方法和原理进行实验设计教师点拨，渗透实验研究方法，学生要对教材中进行实验探究的内容，先进行必要的预习，弄清原理。然后进行模仿设计。例：在研究实验室制取二氧化碳气体时，要求学生充分把握教材，力争突出三点：（1）领会制取气体的反应原理;⑵体验实验仪器、装置，并学会正确操作方法；（3）把握气体的检验方法。在探究实验室制二氧化碳的反应原理时，我们指导学生设计了三个分组小实验：（1）块状石灰石和稀盐酸反应；（2）碳酸钠粉末和稀盐酸反应；（3）块状石灰石和稀硫酸反应，学生通过自己动手做实验，进行观察、比较三个反应的快慢，从而得出实验室制取二氧化碳的最佳药品是石灰石和稀盐酸。这样通过学习过程的探索，学生对知识不是被动地接受，而是通过自己亲自动手做实验得出的结论。在二氧化碳气体的实验装置的探究上，引导学生不仅仅局限于课本上的仪器和装置图，引导学生通过分析每种仪器的用途，通过小组合作探究，利用代用或自制仪器组装了十几种实验装置，并对比探究不同的装置的优劣。通过这样分析后，学生的思维开阔了，学生既学习了课本知识又不局限于课本知识，从而培养了学生的探究能力。教师确定主题，让学生独立设计实验当学生每学到一个具体的实验时，教师要帮助学生提炼出一个主题，让学生自己设计实验，制定好实验方案，做好实验准备：包括器材、过程（表格）……，让学生“做”有目的，“研”有目标。学生把设计的方案提出后，教师和同学要及时评价，张扬个性，让学生充满自信心。设计实验是一个创造过程，是探究中很重要的一个环节，直接影响到探究的结果。我们的做法是，先放手让学生大胆地去设计，小组之间、组与组之间讨论方案的可行性，选择设计好得方案。对确实设计有困难的，教师要积极地引导。例：电路连接方式的探究实验，在未讲电路时，开始就让学生到实验室，进行分组实验，每组3--4人，分给每组必要的器材，只提1个实验要求，就是让三盏灯亮起来，另外每个小组都要就实验提出1个以上表述正确的问题，各组提的问题不得重复。学生提出问题后就记在黑板上，看哪个组提出的问题多。这种确定主题的实践性探究，使学生的学习兴趣和学习的积极性大大的提高。在学生掌握之后，进行开放性设计实验学生明白了“设计实验”的方法，有了分析问题和解决问题的基本思路后，可进行更进一层的实验设计，使学生将所学的知识在开放实验中再次升华。在学生的真实生活中，到处都能找到观察、思考、实验的素材。在课外利用小实验进行开放性设计实验，起到了联系书本知识和日常生活中的科学现象的作用，增强了学生的学习兴趣。面对蜡烛燃烧，有些学生就会问：“蜡烛燃烧完后，什么都没有了，难道这符合质量守恒定律吗？”蜡烛燃烧后真的什么都没有了吗？我们鼓励学生设计一个课外小实验，把蜡烛燃烧后的产物收集起来，并设计实验判断产物，根据产物推断蜡烛由哪些元素组成的。通过这一小实验实验，使学生理解了如何用质量守恒定律来分析蜡烛燃烧现象，也满足了学生的好奇心。