La enseñanza de experimentos científicos en la escuela secundaria debe lograr tres cambios_Requisitos de enseñanza de experimentos científicos
Los estándares del plan de estudios de ciencias de la escuela secundaria señalan: "Se debe prestar atención a la observación y los experimentos en la enseñanza, para que los estudiantes puedan comprender y dominar los conceptos, principios y leyes de las ciencias naturales a través de la observación y los experimentos. " Entre los libros de texto utilizados actualmente, sólo hay más de 60 experimentos de estudiantes, y hay cientos de experimentos de demostración de profesores, así como muchas pasantías y "exploración e investigación". El propósito es permitir que los estudiantes formen conocimientos perceptivos a través de la observación y la experimentación, estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje, entrenar la capacidad práctica de los estudiantes y cultivar la capacidad de pensamiento y el espíritu innovador de los estudiantes. Sin embargo, hasta donde el autor sabe, la enseñanza experimental habitual en la mayoría de las escuelas no es satisfactoria, y algunos profesores incluso utilizan presentaciones multimedia para reemplazar la enseñanza experimental presencial, que realmente no puede combinar la enseñanza experimental con la transferencia de conocimiento científico y la capacitación. la capacidad práctica de los estudiantes, cultivando así continuamente la conciencia innovadora y el espíritu innovador de los estudiantes. El autor cree que si queremos cambiar el estado actual de la enseñanza experimental, debemos realizar los siguientes tres cambios en la enseñanza experimental:
1. Cambiar los experimentos de demostración a experimentos grupales para aumentar la participación de los estudiantes
.El psicólogo Piaget dijo una vez: "Dejemos que los estudiantes hagan ciencia con las manos, en lugar de escuchar la ciencia con los oídos o ver la ciencia con los ojos". Sólo la experiencia y la práctica pueden conducir a la innovación. En lugar de decirles a los estudiantes cómo nos sentimos, es mejor dejar que lo experimenten personalmente durante la actividad. Los estudiantes pueden madurar más rápidamente a través de la experiencia de convencerse, sentirse y derrotarse. Basándome en este pensamiento, cuando las condiciones experimentales lo permiten, convierto todos los experimentos de demostración de los nuevos libros de texto en experimentos grupales de estudiantes en la mayor medida posible.
Por ejemplo, en la enseñanza de "Características de las poleas fijas y las poleas móviles", la mayoría de los profesores utilizarán experimentos de demostración e invitarán a uno o dos estudiantes a subir al escenario para hacer una demostración para todos. Como la mayoría de los estudiantes no tienen la oportunidad de experimentarlo en persona, solo pueden memorizar las características de las poleas fijas y las poleas móviles. Para mejorar la eficacia del experimento, los estudiantes pueden agruparse en grupos y utilizar un método de investigación. Primero, preséntelo así: utilice una polea en la mesa para levantar los cuatro códigos de gancho (***4N) y deje que los estudiantes encuentren su propio camino. Como resultado, algunos estudiantes convirtieron la polea en una polea fija y usaron la polea fija para aumentar el código de gancho; algunos estudiantes convirtieron la polea en una polea móvil y usaron la polea móvil para aumentar el código de gancho. En este momento, se introduce el significado de la polea fija y la polea móvil, y también se plantea la siguiente pregunta: ¿Cuál ahorra más trabajo cuando se usa la polea fija o la polea móvil para levantar cuatro códigos de gancho? Realice una investigación experimental y utilice una báscula de resorte para medir los cuatro ganchos levantados en las dos situaciones. La fuerza utilizada para enganchar el código, sienta el tamaño de la fuerza al mismo tiempo y observe la dirección de la fuerza. A través de dicha exploración experimental, los estudiantes experimentaron el proceso de uso de diferentes poleas, lo que no solo estimuló el interés de los estudiantes en aprender ciencias y formó la fuerza impulsora interna para el aprendizaje independiente, sino que también ayudó a los estudiantes a formar conceptos científicos, adquirir conocimientos científicos y cultivar las habilidades de los estudiantes. habilidades experimentales. Por lo tanto, tienen una comprensión más profunda y una mejor comprensión de las características de las poleas fijas y móviles.
De hecho, hay muchos contenidos de este tipo en el libro de texto, como el experimento de mezcla de alcohol y agua en "Hay espacios entre moléculas" el estudio de los factores que afectan la fricción por deslizamiento y el experimento de comparación; los efectos de la presión; si los objetos que se hunden en el agua se ven afectados por la flotabilidad; experimentos relacionados con la introducción del concepto de calor específico, etc. Por supuesto, los experimentos grupales exitosos se logran bajo la cuidadosa organización y guía de los maestros. La falta de orientación de los maestros reducirá inevitablemente la efectividad de la enseñanza experimental. La orientación de los profesores tiene principalmente tres aspectos en términos de contenido: (1) En términos de conocimiento experimental, se debe guiar a los estudiantes para que comprendan y dominen de manera integral el propósito del experimento, los principios experimentales, los instrumentos, las drogas, etc. Para obtener una vista previa del contenido experimental, permita que los estudiantes aclaren el propósito y el principio del experimento. (2) En términos de habilidades experimentales, los profesores deben guiar a los estudiantes para que comprendan los instrumentos, dominen los procedimientos operativos de los instrumentos, los pasos de operación experimental y observen, registren y procesen correctamente los datos experimentales, etc. Por ejemplo, el microscopio es uno de los instrumentos más utilizados en los experimentos científicos de la escuela secundaria. Cuando los estudiantes de séptimo grado entran en contacto con el microscopio por primera vez, los maestros deben presentar y demostrar en detalle desde la comprensión del microscopio hasta su funcionamiento. Microscopio, para que los estudiantes puedan utilizar el microscopio con habilidad y estándar. Sentar las bases para experimentos posteriores. (3) En términos de pensamiento experimental, se debe guiar a los estudiantes para que dominen los métodos científicos de los experimentos, de modo que puedan aprender a observar, registrar, procesar datos y analizar errores, etc. Por ejemplo, al medir la densidad de piedras pequeñas, dígales a los estudiantes por qué es necesario pesar primero la masa y luego medir el volumen.
2. Cambie los experimentos confirmatorios por experimentos exploratorios para mejorar la creatividad de los estudiantes.
La mayoría de los experimentos establecidos en los libros de texto de ciencias de la escuela secundaria son experimentos confirmatorios, es decir, verificados mediante medios experimentales. Si se establecen ciertos conceptos y leyes científicas. Este método experimental tradicional coloca a los estudiantes en una posición operativa pasiva. Carece de desafío para los adolescentes y no es suficiente para cultivar la capacidad de pensamiento innovador de los estudiantes. Hemos transformado apropiadamente los experimentos de demostración y los experimentos de los estudiantes en el libro de texto, cambiando los experimentos confirmatorios en experimentos exploratorios. El llamado experimento exploratorio se refiere a actividades experimentales que utilizan factores externos conocidos para intervenir en el objeto de investigación, observar los resultados y resumir las reglas. Los profesores guían activamente, los estudiantes participan activamente, encuentran respuestas a preguntas en experimentos y guían a los estudiantes para que exploren nuevos conocimientos y nuevos problemas. Al mismo tiempo, también favorece la formación de la capacidad práctica de los estudiantes y el cultivo del pensamiento creativo.
Por ejemplo, el experimento sobre los factores que afectan la resistencia del conductor: en el libro de texto, se utilizó un alambre de aleación de níquel-cromo como conductor experimental, y lo reemplacé con una mina de lápiz tipo HB. Esto puede resolver el problema del equipo insuficiente y la dificultad de preparación cuando el experimento de demostración se cambia a un experimento exploratorio en clase. Los materiales son convenientes y flexibles de usar, y son materiales comunes con los que los estudiantes están familiarizados, lo que mejora la credibilidad. del experimento. En la enseñanza experimental convencional, los estudiantes suelen utilizar formularios ya preparados para completar datos de acuerdo con los pasos detallados del libro, copiar el propósito, los principios, las conclusiones, etc. del libro y completar el experimento. De hecho, los estudiantes ganan muy poco con tales experimentos. En vista de esto, después de convertir este experimento en un experimento exploratorio en clase, guié a los estudiantes desde los dos aspectos siguientes: Primero, encontrar métodos de investigación. El profesor preguntó: ¿Cuáles son los factores que pueden afectar la resistencia del conductor? Y pidió a los estudiantes que la compararan con el flujo de automóviles y personas que pasan por la carretera. Después de adivinar y resumir tres factores principales, los estudiantes continuaron preguntando: ¿Cómo diseñar un experimento para descubrir la relación entre cada factor y la resistencia? Después de una guía paso a paso, los estudiantes aprendieron el "método de la variable de control", un método de uso común. para estudiar cuestiones científicas. De esta forma, si los propios alumnos entienden el método de investigación del problema, la impresión será mucho más profunda que si el profesor les cuenta todo. El segundo es determinar pasos específicos. Con respecto al equipo experimental, planteé otra pregunta: ¿Cómo estudiar el efecto de la longitud y el área de la sección transversal del conductor sobre la resistencia proporcionando solo dos minas de lápiz tipo HB con la misma longitud y grosor en este momento? , el pensamiento de los estudiantes fue muy activo y propusieron métodos como afilar las puntas de los lápices con un cuchillo y mover pinzas de cocodrilo para cambiar la longitud de las puntas de los lápices conectadas al circuito. Finalmente, los propios estudiantes identificaron un método simple y fácil: conectar. Dos minas de lápiz en serie o en paralelo pueden cambiar significativamente la longitud y el grosor del conductor. Después de dicho tratamiento, el interés de los estudiantes fue muy fuerte y el experimento, naturalmente, logró los resultados esperados.
Otro ejemplo es que en un experimento con alta presión atmosférica, se toma una botella de agua mineral vacía, se calienta el exterior de la botella con agua caliente a la temperatura adecuada e inmediatamente se cierra herméticamente la tapa. Luego vertí agua fría sobre la botella. Escuché un sonido de "cloqueo" y la botella se desinfló. Hágalo de nuevo. Después de calentar la carcasa de la botella, la botella no se tapa. Después de verter agua fría sobre ella, la carcasa de la botella no se deforma. Pida a los estudiantes que piensen en qué verdad se puede explicar a partir de estos dos experimentos. ¿Por qué la carcasa de una botella se deforma pero la otra no? ¿Se debe a la expansión y contracción térmica del objeto o es porque... Estudiantes? utilizan los conocimientos que han aprendido para explicar este Fenómeno, hay muchas discusiones, cada una explica sus razones. Finalmente, obtuvimos la razón científica de que "es causada por la presión atmosférica desigual dentro y fuera de la botella". El pensamiento de los estudiantes se moviliza plenamente para explorar el conocimiento científico y buscar la verdad en los fenómenos observados.
3. Transformar los experimentos científicos en experimentos orientados a la vida para estimular el entusiasmo de los estudiantes.
La ciencia es un curso basado en experimentos y estrechamente relacionado con la realidad de la vida. . todos los aspectos de la vida diaria. El profesor Zhu Zhengyuan, un famoso educador en mi país, dijo una vez: "Los alfileres y los frascos se utilizan como instrumentos y se ensamblan para realizar experimentos en la enseñanza de experimentos científicos, si hay algo de aprendizaje y suministros diarios entre los estudiantes (como libros). , papel, cepillos de dientes, gomas de borrar, etc.) se pueden utilizar con habilidad. Los experimentos con gluten, botellas de bebidas, pajitas, pelotas de tenis de mesa, etc.) y productos químicos de cocina (como vinagre, sal, carbonato de sodio, etc.) producirán resultados inesperados. efectos. Utilice los objetos a su alrededor para realizar algunos experimentos simples en cualquier momento para crear un buen espacio de experimentos científicos para los estudiantes, que encarna el nuevo concepto estándar del plan de estudios de pasar de la vida a la ciencia y de la ciencia a la sociedad.
Por ejemplo, en la enseñanza de "Presión Atmosférica", puedes hacer esto: distribuir los mismos equipos a cada grupo cooperativo. Estos equipos provienen de la vida diaria: tubos de vidrio, pajitas, vasos de plástico, jeringas, platos de cristal, leche, ganchos con ventosa, etc.
Luego se pidió a los estudiantes de cada grupo cooperativo que usaran estos equipos para demostrar la existencia de la presión atmosférica a través de experimentos. Finalmente, se envió a representantes al escenario para realizar experimentos y comparar qué grupo descubrió más. Esto estimula enormemente el interés y el potencial de los estudiantes en la investigación. Como resultado, a los estudiantes se les ocurrieron muchas maneras: (1) Llene un vaso de plástico con agua, cúbralo con cartón y déle la vuelta para que el cartón no se caiga. (2) Utilice una pajita para chupar la leche. Después de chupar, la caja de leche se vuelve plana. (3) El gancho de la ventosa se puede adsorber en la placa de vidrio. (4) La jeringa puede absorber agua y el agua no saldrá después de absorberla. (5) Inhale con la boca contra el vaso de plástico. El vaso de plástico se puede absorber y no se caerá. (6) Es muy laborioso separar los dos ganchos de ventosa después de apretarlos entre sí. Esto permite a los estudiantes utilizar equipos de vida para adquirir conocimientos y habilidades a través de actividades exploratorias como la experiencia, la práctica, la expresión y la comunicación, que incorporan las características de métodos de aprendizaje innovadores que son esencialmente diferentes del aprendizaje receptivo. Esto moviliza el entusiasmo de los estudiantes por la investigación y mejora la eficacia de los experimentos en clase. A lo largo de las actividades de enseñanza, el docente es solo un organizador, guía o participante, pero se esfuerza por crear una atmósfera de aprendizaje de investigación democrática, emocionante y activa para los estudiantes, lo que estimula en gran medida el interés de los estudiantes en aprender y les permite aprender en las actividades. de la investigación científica y experimentar los métodos de trabajo y las actitudes científicas de los científicos durante las actividades. Al mismo tiempo, cultiva la capacidad de investigación científica de los estudiantes, les permite desarrollar actividades y mejora el efecto de la enseñanza experimental.
Los experimentos científicos reproducen cambios científicos en la naturaleza en el laboratorio, para que los estudiantes puedan observar, aprender y estudiar las leyes naturales, y son una ventana para que las personas obtengan una visión del mundo. Los experimentos científicos son un medio importante para cultivar las actitudes científicas de los estudiantes, entrenar los métodos científicos de los estudiantes y cultivar la capacidad de pensamiento divergente de los estudiantes. La enseñanza experimental tiene un significado importante y único en el desarrollo de la inteligencia de los estudiantes, el cultivo de sus habilidades y la mejora integral de su calidad. Los nuevos estándares del plan de estudios de ciencias de la escuela secundaria resaltan la conexión entre la ciencia y la vida, el papel de la ciencia en la vida y se centran en el cultivo de la capacidad práctica de los estudiantes. Por lo tanto, en la enseñanza experimental de las materias de ciencias, debemos maximizar la capacidad. realización de los tres cambios principales anteriores.
(Editor Yang Zi)