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初中科学实验的有效实施与创新的研究结题报告
  编辑:admin 发布时间:03/23 点击:7432 评论:0

执笔:杭州文澜中学  胡柳蔚

 

一、研究背景

科学是以实验为基础的一门学科,科学教育必须以实验为基础。初中科学课程“以提高每一个学生的科学素养为主旨”,倡导“以科学探究为主的学习方式”;重视学生的“亲身经历和体验”;强调“创设生动活泼的学习情景”。这些新课程的理念在科学教学中的落实,都离不开科学实验。

在浙教版初中《科学》教材中共有300多个各类实验,这些实验是科学课程内容不可缺少的重要组成部分。实验不仅能够培养学生的实验技能和动手能力,激发学生的学习兴趣,而且是培养学生科学态度和科学素养重要而有效的途径和方法。实验作为科学探究的主要形式,对于转变学生的学习方式,发展他们的探究能力,具有其它教学形式和手段所不可替代的作用。

浙教版《科学》教材突出科学探究,在教材中安排了大量的实验和活动,虽然教材编写者对实验进行了精心的设计,但由于教学条件的变化、地域的差异和各校实际教学情况的不同,教材中部分实验无法成功完成,影响着初中科学实验教学的开展和有效实施。例如,我们在教学中发现,教材中的实验所用的器材与实验室的器材不配套;教材中实验的取材不切合当地的实际(如土壤酸碱性的测定中的土壤取材有些实验的可操作性比较差(如固体熔化实验);有些实验设计上存在不合理;有些实验实验操作周期长不便课堂教学(如金属生锈的条件)等。

教材实验设置中出现的问题,使得教师在课堂教学中难于把握,有些教师就不做这些实验,导致“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验、画实验”的现象依然存在,相当一部分教师缺乏实验意识,以种种理由为借口有意无意地减少实验,有的从网上下载实验课件播放给学生观看来代替动手实验,并堂而皇之称其为“提高多媒体的教学效益”。科学实验教学的功能得不到有效的发挥,直接影响到科学课堂教学的质量,难以帮助学生理解科学知识,更谈不上培养学生科学探究能力,让学生体验和养成科学思维方式,初步形成科学素养的教育目标。

新课程的推进时刻提醒我们要加强实验教学。因此,对教材中实验进行全面研究,改变实验设置中的不合理的因素,提高实验实施中的有效性,无疑可以提高科学课程的实施水平。同时,为了有效实施实验教学,就需要对这些实验中存在的问题进行研究,特别需要对实验创新进行实践研究,通过实验手段和实验条件的创新,以及实验有效实施方式的创新,以创新促进初中科学实验教学,全面实施国家科学课程标准。

浏览各类文献,我们发现对初中科学实验的研究主要集中在对一些实验的教法研究、教具改进或自制教具,以及学生实验技能(如仪器的使用、观察能力、实验设计能力)的培养等。至今还没有从各类文献上发现对教材中实验的有效实施作出系统的研究。实验有效性是实际教学中实验得到有效实施的基础,疑难实验进行改进和创新是提高实验有效实施的重要保证。因此,本课题研究符合当前初中科学教学实际及科学实验教学改革形势,具有前瞻性、创新性、紧迫性和现实性,具有很强的实践意义。

 

二、研究意义

1.科学实验教学有效实施的研究,有利于帮助教师端正对实验教学的认识,转变教学观念,重视实验教学,做好实验教学,提高教师灵活有效地应用实验教学方法,改变“讲实验”、“背实验”等不良倾向,切实提高学生实验技能,提高课堂教学效益,实现新课程的要求。

2.科学实验教学有效实施的研究,有利于促进实验教学的多样化。学生的小制作活动能激发学生的实验兴趣,培养学生的设计实验能力和创新意识;课堂随堂实验的研究,改变一些演示实验为教师边讲、学生边动手做的实验,大大增加学生动手机会;课堂实验、学生分组实验、家庭小实验和课外活动实验等的开展,有利于学生 “在实验中学习、在实验中理解、在实验中探究”,提高学生动手操作能力和解决问题的能力。

3.科学实验教学有效实施的研究,提供给教师在实验教学上有力引导。初中科学作为一门综合学科在我省实施已有十五年之多,多数教师已能适应合科教学,但实验仍是科学教学中的一个薄弱环节。许多教师反映仅参考教材、教参、实验用书等资料很难对实验进行全面的把握。因此,很多教师怕做实验,既怕准备实验太麻烦,又怕实验做不成功。对于分组实验更是难以真正落实。针对此现状,我们通过实验教学的研究,积累了较丰富的实验教学资料,有力地引导教师开展实验教学,使实验教学得到有效的落实,使科学教学真实、生动、有趣,使学生得到创新精神和实践能力的培养,全面提高学生的科学素养。

4.科学实验创新与改进的研究,对教师落实科学教学目标及与培养学生科学素养提供有力帮助。一个成功的实验可以剖析科学规律的本质,让学生认清规律得出的过程,体验科学家认识自然规律的途径,感受其中的辛苦与快乐,对其科学素养的养成及对科学事业的热爱都有潜移默化的功效。而教材中的部分实验由于各种原因而无法实施,我们对这些疑难实验问题进行较为深入的研究,对实验创新进行实践研究,通过实验手段和实验条件的创新,以及实验方式的创新,对部分实验进行改进,或创设一种新的可替代的实验方案,或在教学中适当增加实验设置,为科学教师在科学教学中提供参考,促进初中科学实验教学的深入开展。

5.通过课题研究促使课题组成员科研水平和业务能力的提高。课题组成员在研究中互相学习、互相交流,促使教师进一步提升自身专业素质,增强实践能力和创新能力。

 

三、研究目标

1.发挥实验教育功能。本课题立足于初中科学实验教学,以实验的有效实施和实验创新为重点。通过课题的研究与实践,有效地推进实验教学,充分发挥实验的教育教学功能,实现初中科学学科实验教学的优化,提高初中科学学科实验教学的效率,从而提高科学教学的质量。

2.全面梳理实验。对教材中的实验的有效实施作出全面分析,对疑难的实验、不能够有效实施的实验提出改进的措施或建议,供教材编写者和教师参考。

3.提高实验教学的成效。本课题从最基本的实践层面出发,积累一系列与初中科学教材配套的实验方案,通过总结、整理将这些富有实效的、多样化的实验教学方案,形成科学实验的有效实施的策略与实施途径,进而给予科学教师更多的实验教学的技能和方法指导,提高实验教学可行性和实效性,高效地完成教学目标。

4.丰富实验教学资料。通过课题研究,形成符合教学实际的创新实验系列(包括器材与说明);整理出初中科学实验改进与创新手册,供科学教师参考。

5.提高学生的创新意识与实践能力。通过实验的有效实施与创新的研究,培养学生的探究能力、创新能力,全面提高学生科学素养,努力促进新课程实验教学改革,全面推进以培养受教育者创新精神和实践能力为核心的素质教育。

 

四、研究步骤

1.第一阶段:收集与梳理

1)组织研究组成员收集资料,进行理论学习,交流信息,构思课题框架,明确本课题的研究内容和方向,写出课题研究的具体计划。

2)设计实验教学情况的调查和实验有效实施情况的调查问卷。

3)收集与梳理教材中的实验。开展科学实验教学情况的调查和分析。

4)落实课题组成员,做到既分工又合作。

2.第二阶段:分析和讨论

组织课题组成员对调查结果进行分析与讨论,特别是对那些设置不合理的实验,分析其不合理之处,对低效或无效的实验,分析其原因,为下一步研究打好基础。定时召开课题组成员会议,交流和讨论研究过程中碰到的问题。

1)对设置不够合理实验,对其不合理性做出切合实际的分析,记录改进实验的方案,改进教具所需要的材料、制作方法、操作要点等,记录改进后的实施情况等。

2)对于难度较大、问题较多的低效或无效实验,记录实施中遇到的难点问题,记录如何使实验简单化的方案,寻找可替代的新实验,记录新实验的设计思想,所需要的器材,操作要点等。同时记录在实践中不断改进的各种方案,无论成功与失败(也许对其他科学教师有借鉴作用)。

3)记录课题研究过程遇到的困难,困难解决的过程,就是研究不断推进的过程。

3.第三阶段:创新与开发

针对教材中实验设置不合理的或实验设置是无效的(或低效的)实验,也就是实际教学中碰到的疑难实验,解决这些疑难实验问题,需要实验创新,需要实验装置的创新和实验方法的创新。同时,由于不同学校实验实施的条件并不一致,在实际教学中也需要针对学校实际开发一些新的实验。因此,我们将根据实验教学要求,开发与教材实验等效的新实验,自制新教具。课题研究中的实验创新与开发新遵循以下原则:

1)实验创新是对已有实验的补充和完善。

2实验创新既要有实用性,还要有突破,体现出对科学理念与方法的创新。

3实验创新取材的生活化。

4.第四阶段:总结与提炼

总结科学实验有效实施的方式与策略,对不合理的实验提出改进的措施,整理实验改进与实验创新的系列成果,提炼出较为系统的初中实验教学资料。

1)撰写总结报告。

2)整理案例,撰写论文,创新教具系列。

3)整理“初中科学实验改进与创新手册”。

 

 

 

五、课题研究的人员及分工

 

1.课题负责人: 胡柳蔚

全面负责课题的研究、实施与总结,全程负责对课题组成员的召集、指导、分工与检查;全力争取校方及上级领导对课题组工作的支持,并指导初二部分实验的研究,负责初三科学部分实验的研究,记录实施过程,撰写有关教学案例、论文和研究报告。

 

 

 

2.课题组研究成员:

尹赟(市优质课一等奖)、钱加红:负责初二科学部分实验的研究,记录实施过程,撰写有关论文;

俞竹青、蒋芸芸(研究生毕业):负责初一科学部分实验的研究,记录实施过程,撰写有关论文;

陈能东、张丹英(实验员):负责实验器材选材、制作过程等的记录。

六、课题研究的条件保障

1.本课题组邀请了浙江省教育厅教研室初中科学教研员王耀村老师,文澜中学副校长、科学特级教师徐青青老师作为指导老师,提供课题研究的理论指导与实践工作的指导。

2.本课题的主要负责人胡柳蔚老师是浙江省教坛新秀、杭州市初中科学学科名师培养对象,学校科学教研组长,曾获得全国青年教师教学大赛一等奖,对初中科学课堂教学和实验教学有比较深刻的研究,有较强的教科研能力和组织协调能力。曾在国家级刊物发表文章,出版书书籍等,多次开设省、市、区公开课,多次为省新课程培训作讲座。课题组成员理论水平和实践能力较强,科学组师资力量强,科学教学成绩比较突出。

3.本课题的申报人所在学校实验条件:(以下三个方面的优势使我校实验教学开出率近100%

1)我校有舍于建设的校领导

学校领导对实验室工作一向十分重视。学校按超国家一类标准规划建设,早在2004年,就确定了“建成全省乃至全国一流实验室”的较高目标,在把好三道关(1.教学校长,2.教学主任和总务主任及办公室副主任,3.教研组长和实验室主任三级管理)的基础上优先落实实验经费。对实验仪器的配备投入也是逐年增加,从2004年的10万元到目前已达20多万元,且每年的消耗品开支也都在3万元以上。我校的实验用房和配套设备已超过了一类标准。我们是根据实际需要添置的,所以现有的仪器品种和数量超过了省编目录的要求。如2108斜面小车,目录中只要求选配1套,而实际上在“物体的惯性”、“力的相互作用”、“机械效率”等学生实验中多次要用到,所以我们就配了62套。类似这种情况还有很多……我校的大部分仪器都超过了配备标准。

2)我校有志于创新的科学教师,有乐于服务的实验员。

我们文澜中学的科学教师为提高实验教学的效果,不断地改进、创新。学生随堂实验的大规模开设,使实验员老师的工作量大为增加,但他们没有任何怨言,而总是非常积极、主动地准备,并具有创造性地完成工作。他们不仅能做到热诚为老师学生服务,当好助手和配角,同时也能主动积极参与实验教学研究。节约和环保的理念始终贯穿在我们文澜实验员及科学老师的日常工作中。实验员老师更是以节约和环保为理念,主动开发实用的实验器材。实验员老师更是以节约和环保为理念,主动开发实用的实验器材。他们很注意收集有用的废品,也发动老师和学生把家里用过的豆腐盒、水果筐、饮料瓶带来。他们辛勤劳动,自制教具解决器材不足的矛盾。粗略统计一共做了80余种700余件教具。许多自制仪器很受老师们的欢迎,不少学校前来借用并仿制。

 



 

杭州文澜中学教育科研室