绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇震撼的科学实验范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
大约一百多年前,我们生活在一个很“经典”的宇宙里,一切都合乎常情,没有什么奇怪表现。随后,量子理论出现了。
突然间,事物的表现不再总是合乎一个理性的人的料想了。在微观尺度上,一个粒子可以同时处于两个地方,甚至可以同时向两个不同的方向运动。而且粒子之间可以互相纠缠―通过某种方式即时地远程感知、影响对方。
起源于1900年的普朗克量子力学,描述了这些看似魔法的物理现象。这套理论不断获得实验支持,在一百多年里催生了许多重大发明――原子弹、激光、晶体管、核磁共振等,改变了世界面貌。
量子信息技术是量子力学的最新发展。其中,用这一技术有望打造“不可拦截”的密钥,让通信高度保密。而未来的量子计算机,可能会比传统计算机快亿万倍。这些特性看似魔法,未来却会成为寻常事。
中国此次发射量子卫星的主要任务是,执行星地高速量子密钥分发、广域量子通信网络、星地量子纠缠分发以及地星量子隐形传态等多项科学实验任务。这都是量子信息技术的最前沿研究,自然举世瞩目。
但是,要让看似魔法的效果真正实现,还需要长期艰苦卓绝的努力。因为,搞基础科学研究,需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及长期的积累。
量子、引力波等许多看似枯燥无味或高深难懂的基础研究,之所以吸引全球各主要国家持之以恒地研究投入,正在于它们都有着引发魔法般巨变的前景。量子力学已经引发了社会巨变。例如,电磁波的发现最终使人类有了无线电通信和手机,在狭义相对论中质能关系理论的指导下,科学家最终制造出了原子弹、氢弹和核反应堆,卫星定位等技术也借助了狭义相对论的知识。基础科学研究可以带给人类什么?它带给人类无穷的可能。前沿基础研究,探索的是“魔法”的奥秘,必将带来社会进步。
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)04-0148-02
中学阶段是环保低碳节能减排意识形成的重要时期。进入中学以后,学生开始思考未来人生和对社会的责任,可塑性强,易接受正面教育,加强对学生的环保低碳节能减排教育,对于人口素质提高是一种战略举措,影响着环保工程的成败。
下面本人就科学教学怎样培养学生的低碳节能减排意识,谈谈自己的做法:
一 通过课堂上的读、看、讲引导学生体验环境危机,增强低碳节能减排意识
在教学过程中,通过数据、图片、录像等有趣直观的教学载体让学生对环保低碳节能减排有一个科学的认识,引导学生通过自己的思考和议论提高自身低碳节能减排意识。
在教学《水的利用和保护》时,展示松花江水污染,被蓝藻污染的水域、河边随意堆放的臭气熏天的垃圾、湖边因水质污染死亡的鱼虾……这一系列图片后,同学们都很震撼,都说可以用触目惊心来形容,水质污染究其成因固然跟工业废水排放有关,但也与人类不恰当的生活方式有关,紧接着我再出示一组人类因食用、使用被污染水质而引发疾病的图片,如牙斑病、皮肤病、肌肉萎缩等病症,又用采集某村由水质污染引发的肠胃炎、癌症、不孕症、化学物质中毒、传染病等疾病数据,使学生进一步体会了水污染的危害,增强学生环保减排意识。
二 结合科学实验进行环保教育,增强学生的环保意识
科学实验教学能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验也会涉及有害、有毒的物质,从某种意义上讲学校中环境污染也与科学实验有关。因此,在演示实验中强调尾气的吸收处理体验环保。如在制取氯气、氯化氢、氨气、一氧化碳等气体时一定要通过演示实验讲清尾气吸收的原因(有害气体不允许直接排放到大气中),强调尾气吸收的重要性,使学生深刻认识到只要涉及气体的制备问题就应考虑尾气处理。
许多学生在实验过程中不考虑药品的用量,误认为越多越好,结果使得实验室毒气弥漫,药液漫流。教师对此应加以指导,使学生在科学实验中树立“用最少的药品,获得最佳的实验效果”意识,最大限度地减少废弃物,提高学生的环保意识。
三 开展第二课堂,强化学生低碳环保意识
1.在科学实验课堂上推行绿色科学课的理念
主要从几方面进行:(1)通过减少化学试剂用量来减少污染物的排放,即进行小量或微量实验;(2)设计不需要溶剂或溶剂使用最少的实验,如微波、超声波、研磨反应等实验类型;(3)废弃物的处理和回收方式尽量减少污染物摊放或把污染物转化成非污染物进行排放。
2.设计一些低碳实验,让学生掌握日常生活中与低碳相关的知识与方法
实验l:甩干超过l分钟多费电。1个弹簧秤、4个塑料袋就能清楚怎样使用耗电“大户”洗衣机省电。实验前,为待洗的衣服称重,记录后按照步骤洗衣,将洗好的衣服沥干水放进塑料袋里再次称重,平分出4份,将衣服脱水的时间分别设定为:1分、3分、5 分和7分。每次甩干后取出衣服称重并记录。结果证明,衣物在转速为1680转/分的情况下,脱水率可达55%,甩干时间再长效果也不会更好,只是在耗电。
实验2:沸水余温可焖熟鸡蛋。鸡蛋需要开锅后再煮5分钟其实是没必要的。实验+料很简单,需要鸡蛋3枚,灶具和锅。将鸡蛋放进锅里,加适量冷水后加热,待水沸腾后立即关火,分别于3分钟、5分钟、10分钟后各捞出1枚鸡蛋,剥开观察鸡蛋熟的程度。得到结论,3分钟鸡蛋有溏心;5分钟的完全熟了,时间刚好;10分钟,蛋黄颜色很深,蛋清有些老。实验证明,沸水的余热也能焖熟鸡蛋。
通过自己动手实验的直观感受,学生们认识到了什么是低碳,怎样的生活是低碳生活。简单的生活常识实验 能够通过学生群体在社会中的推广,可以直接快速地得以应用。
记得那是一堂作文课,作文主题是写一次科学实验,为了让学生有材料可写, 我当场给学生做了两个实验:会浮的鸡蛋和会跳舞的乒乓球。做起来很有趣味,同学们兴致也很高。见他们兴致很高,我便说让他们自己做实验,亲身体验做实验的乐趣。同学们一听到这儿,便纷纷举起了手,看到那一只只高高举起的小手,我都不知道选哪个好。这时我不由自主地喊到了那个女孩的名字。顿时,教室里一片哗然,有唉声叹气的,有很是羡慕的,当然也有嫉妒的。当时我也没在意,我认为这是很正常的现象。喊到谁都会这样的,被我喊到的那位女生,满面笑容,很自豪地走上了讲台做起了实验……
2.实验目的
2.1 提高学生学习化学的兴趣,增强学习化学的信心,塑造学生坚毅刻苦的品格,陶冶学生高尚的情操.
2.2 通过实验,使学生受到科学方法教育,培养学生的创新意识和创造能力。.
2.3 通过实验,使学生的实证精神、创新精神、献身精神等科学精神得到了提升。
3.实验过程
实验分为三个阶段
3.1 搜集资料。
师生从各类报刊杂志及教育网络搜集并下载有关资料,进行剪贴,并及时做好阅读笔记,师生在此过程中,深刻了解到众多科学家推动世界科学技术的发展过程,深深地为他们的严细精神、实证精神、创新精神、献身精神所打动,为他们使用的科学研究方法所折服,在第一阶段结束时,举行了一次演讲比赛,每位同学的演讲都强烈的震撼着老师的心,把第一阶段的实验推向,请听学生的心声:科学家摩尔根的研究成果获诺贝尔奖时,他没有表现出半点自傲,甚至连盛大的授奖仪式也没有参加,仍然潜心于自己的研究。他还说,这奖赏不是给他一个人的,而是对整个化学的褒奖----看轻个人荣誉,执着追求事业。爱因斯坦在完成了“相对论”后说::“我死不死无关紧要,.广义的相对论已经问世了,这才是真正重要的。”------他们甘为事业捐躯的心怀是多么坦然。…第一阶段的实验结束后,我明显的感觉到,学生学习化学的兴趣、意志得到了增强,学习比以前更加勤奋刻苦,我发现自然科学领域是那么广阔有趣,自然科学的成果对人类和社会发展是多么重要,我一定学科学、爱科学,将来成为科学专家来造福人类,造福社会.
3.2 实践探索。
3.2.1 激发学生学习兴趣。
爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师”,.布鲁诺说:“学习的最好刺激,是对所学的材料产生兴趣。”因此在课堂上,我们充分利用平时所搜集的材料,创设教学情境,提高学生的学习兴趣
(1)引用科学家故事:如在学习:“酸”这一节时,巧妙地穿插上“波义耳在实验室里无意将一束紫罗蓝花沾上盐酸雾,结果紫花变红,他顺藤摸瓜发现酸碱可使花的色素发生不同颜色
的变化,从而发明了酸碱指示”的故事,不仅使学生加深了对酸的性质的认识,而且激起了学生在偶然现象中扑捉灵感的兴趣。
(2)引用科学实验:如在学习空气组成这一节时,可展示科学家拉瓦锡、卡文迪许、雷利、拉姆塞探究空气成分的实验过程,通过实验展示,既提高了学生的学习兴趣,又再现了科学家发现问提解决问题的过程,认识了他们的科学价值使学生受到了科学实验方法教育。
(3)介绍科技动态:当今世界知识与技术日新月异科学成果逐渐普及并渗透到社会生活的各个方面,在教学中适适时向学生介绍一些科技动态,以激发学生学习化学知识的热望。
3.2.2 培养研究问题的科学方法。
化学是一门实验科学,我们可应用化学实验培养学生发现问题研究问题的科学方法,在化学实验中同学们要学会观察的方法,学会基本操作的方法,学会实验测定的方法,学会对资料和数据分析与处理的方法。科学方法的获得不仅可以提高化学学习的质量,而且更重要的是养成了学生主动探究问题解决问题的科学品质。
3.3 深化提高。
3.3.1 强化思维方法教育。
思维是反映事物本质属性和规律性的认识活动,是认识综合转化的过程,思维是科学品质的核心内容,初中化学教学应使学生掌握一些基本的思维方法,如比较法.分类法.归纳法.演绎法.要通过这些思维方法的教育,使学生具备初步的分析与综合能力。在实验过程中我们充分重视思维方法教育,对每个知识点都设计出合理的思维程序去组织教学,让学生始终主动的去学习。例如在学习《分子原子》一章时,由于概念较多而且又抽象教师可启发学生从物质的分类入手将混合物与纯净物、单质与化合物、混合物与化合物、化合物与氧化物、加以比较分析找出它们的区别与联系。从而对概念的形成有了更进一步的认识。在认识过程中学生就能逐步学会比较、分类思维法形成良好的思维品质。
3.3.2 形成全面的科学能力。
科学能力是科学素质的具体体现,在化学学科的学习中,它包括观察能力、实验能力、思维能力和自学能力。我们根据化学学科的特点利用化学实验培养学生的科学能力,形成良好的科学品质。化学实验的学习具有形象.生动.直观的特点,学生在这形象直观事物的学习和研究中,养成观察的习惯,学会观察的方法,培养观察能力,化学实验要求学生动手操作可以利用一切动手操作的机会,包括分组实验.随堂实验.课外小组实验及家庭小实验,由亲自动手做实验逐步提高自己的实验能力;同时在动手实验中培养学生善于发现问题、提出问题并解决问题以促成良好的思维方法和思维品质的形成;另外,进行化学实验要求学生预习实验书写实验总结报告,甚至要求进行实验设计这种预习――实验总结――创新设计,正是培养同学们自学能力和创新精神的最佳途径。例如在学完酸和碱的知识后教师可让学生设计多种实验方案区别稀硫酸和石灰水,学生在设计实验方案时想到了利用酸碱通性的不同加以区别,找到了多种方案,经过再度思考,学生还能利用加热两种溶液的方法加以区别。加热变浑浊的为石灰水,无此现象的为稀硫酸。通过这一实验的多方案设计学生的思维开阔了。不仅用化学方法也可用物理方法区别稀硫酸与石灰水,学生的创新思维品质得到了发展。
总之,在教学过程中,我们力求充分利用科学人物、科学事件、科学实验努力创设教学情境,培养学生的自学能力,归纳概括等-逻辑思维能力、迁移发散能力,全方位地培养学生的创新能力,形成良好的科学品质。
学生一旦对学习内容发生兴趣,就会由被动学习转化为主动学习。因此在科学教学中,我们可以根据教学的内容,选择将声音、图像、文字、视频、动画等多种素材资源整合处理。如教学《光和影》,可以在PowerPoint中链接一段手影魔术视频,并提醒学生边观看边思考这些形态各异的手影产生的相同条件有哪些。通过形象的视频和实验教学的有机结合,使学生主动集中注意力,认真观察,将枯燥的被动的探寻过程变成了一场主动的竞争游戏。
二、变传统破难点,助推探究效率
从信息传递的角度看,信息化教学形式是最快捷、最有效的信息传递手段,无论是多媒体课件还是动画视频展示等信息技术,都是传统教学形式所无法比拟的
1.变盲区为可视
小学科学实验教学中有许多不容易观察到的现象或结论,如果采取传统的教学方式,学生很难理解这部分盲区。然而,信息技术提供的数字化教学实验系统很好地将看不到的现象用精确的、可视化的图像、图表或曲线显示出来,使学生可以清晰地看到数据的变化,从而快速发现规律,提高教学效率。如《金属的热胀冷缩》实验中,用酒精灯加热金属条很长一段时间后也很难看清楚金属条胀长了没有,变化之微小又如何能准确测量胀长了多少,学生自然发现不了规律。但如果使用数字化教学实验系统,将传感器(探头)与正在加热的金属条的测试部位一旦接触,传感器便会立即将获得的数据传到采集器,再从采集器传到计算机,计算机软件将数据生成数据表、图或者曲线。随着加热的程度,数据与图表时时随之改变。这种可视化的新颖形式操作简单,且大大缩短了课堂教学时间,达到事倍功半的效果。
2.变有限为无限
利用信息技术可以弥补由于时空和条件的限制带来的实验现象、观察上的缺陷。比如《时间的流逝》教学中,如何在40分钟课堂教学中感受时间在不停地流逝呢?其实在导入时就能引发学生探究的欲望。利用信息技术播放一段人脸特写动态视频,从稚嫩逐步衰老,视频短短十秒钟却浓缩了这个人的一生。又如《动物的卵》一课,为了让学生看到鸡蛋如何变成小鸡的过程,不可能现场孵,可以课前利用互联网下载一段鸡蛋如何变成小鸡的过程视频,再分组观察鸡蛋,学生定会肃然起敬,因为他们手里的是一个个小生命。再如《自行车上的简单机械》一课,受条件和空间的影响,不可能给每个小组发放一辆自行车进行自主探究。此时可以通过信息技术呈现立体自行车,并通过视频动画、动态放大自行车上刹车、车把、车铃、踏板等部件。学生通过观察、讨论,就能很轻松找出自行车上的简单机械,成功发现其工作原理,顺利地完成探索任务。
3.变真实为虚拟
在小学科学教学的具体实践中,有不少探究实验由于种种原因而不能在课堂中真实加以表现。这部分的探究活动可以适当利用信息技术虚拟仿真,打破传统教学的限制,有效补充实验教学。这样不仅能方便地再现完整的现象发生过程,也能提高实验的效率与准确性。例如《空气占据空间吗》一课,虽然通过探究实验学生们发现空气的确可以像固体、液体一样占据空间,但因为空气看不见摸不着,学生很难从心理上完全接受。教师就可以运用flash小动画模拟空气分子占据空间的过程。又如《地球内部运动引起的地形变化》教学中,利用多媒体课件再现火山、地震、泥石流等现象的发生,可以提供清晰而震撼的感官体验,引发学生提出各种希望探究的问题。再如教学《摆的快慢》时,利用电脑循环计时代替秒表可以解决实验误差大的问题。
三、换模式创融合,助优教学方法
信息化是当代教育发展的大势所趋,其中,由美国克罗拉多州“林地公园高中”的两位化学教师创建的“翻转课堂”教学模式一经推出就广泛传播。其教学充分融合了现代信息技术,由教师课前利用手机、录屏软件、ppt、交互式电子白板等多媒体技术将制作好的微课等教学资源上传到学校网络微课平台,学生在课外可以随时下载、在线观看,并带着问题自主灵活学习,课堂上对疑难问题再集中进行师生、生生互动交流,从而将“教-学”模式转换为“学-教”模式。
小学科学教学倡导的自主化、互动化与这种新型的信息化教学模式不谋而合。以《水能溶解一些物质》这课为例,可以借助信息技术来一次翻转。教师在课前准备好上传网络的学习资料,并于网络学生课前学习任务单。
通过预先学习这些视听信息,充分给予了学生自主探究的机会。学生可以将自己想法、问题等上传到网络进行交流,同样可以对其他同学的想法进行解答或提出疑问,从而实现相互提高、相互进步。课上学生利用提供的信息就可以快速动手开展比较、分析、交流等探究实验活动,使学生的信息处理能力、自主分析解决问题能力、与他人交流协作能力都大大提高。当然这种教学模式在我国还处于初级研究阶段,但我相信随着信息技术在教育教学中的不断推进,不久的将来越来越多的信息化科学实验室将建成,信息化教学方法也会得到普及和优化。
总之,如能科学合理地“活”用信息化教学这个“助推器”,那么科学自主探究教学定能独具特色,自成风景。
参考文献:
一、以主题论坛形式,庆祝建校110周年,别具一格
xx师范大学附属小学,今年迎来了建校110周年,我们有幸参加了他们的庆祝活动,庆祝别具一格,是以主题论坛的形式庆祝的,更加展示了学校的改革与发展。他们的主题是“实验与爱同行”,上午第一项闫勤校长做以《1xx年的努力,实验与爱同行》题目的报告,时间20分钟。闫校长报告分三部分:(一)实验与爱的文化解读;(二)实验与爱的研究行动;(三)实验与爱的未来期许。报告充分体现了南师附小“爱”的灵魂始终如一,一以贯之,“实验”的方针坚信不疑,坚定不移。充分展示了学校的改革与实验,尤其是课堂改革,形成了“以研立学,因学而教”的教学思想,“以研立学”是指学生带着研究的眼光和视野而学习,这样的研究就时空而言,可以是课堂学习之前的小研究,可以是课堂上的专题讨论,可以是课后的持续不断的探索。
“因学而教”指,第一“教”是为了“学习”,是为了“学好”和“好学”,是为了“学会”和“会学”;第二,“教”是为了“学生”,是为了学生现在和未来的发展而教,是为了学生智慧与精神的成长而教。课堂改革追求的核心价值是,第一,葆有选择地教,让学生自己生长。“自己生长”对教而言,应为学生提供,肥沃的土壤和根部的营养,并逐渐形成强大而源源不断的“供给源”,让生长更有力,更持久。让儿童形成最持久的兴趣,最有价值的经验和最有力量的思想。“爱”的课堂就是给孩子留下“带得走”的东西。
第二,循有规律地教,让学生自然生长。“自然生长”对教而言,应“顺木之天,以致其性”,让教合着孩子成长的节律,循着教育的规律,回到常识,回到生态,循序渐进,把学生的生长规律作为最大的教育规律,努力培育出一片充满对话、启迪、争辩、挑战的“生命的林子”。
第三,留有空白地教,让学生自由生长。康德说:“教育即自由”。我们把课堂的追求定位在“生长”最大的愿景就是想让教育回归原点,还它以其本来面目,让孩子有更多的“自由”,“自由”生长对教而言,意味着“自由”是一种最宝贵的创造力,为学生发现自我,展示“自我”和发展自我提供足够的时空和机会;意味着要珍视孩子的个性,让他们有独特的灵魂,独立的思考,自由的表达。
第二项,教师叙事。潘范老师廛《亲近斯霞》,甘泉老师讲《听读欣赏,课程实验》,王菊讲《爱的努力,对“教”说“不”》。
第三项,新书,领导致辞,赠书。
第四项,名师沙龙,江苏省第二批人民教育家培养对象,8所名校的校长,谈自己对“实验与爱”的理解,说的太深刻了。“理解教材,理解儿童,才能爱儿童”、“教改实验,别离开爱,爱是教改的初衷,教育的目的。”“爱是教改实验的大度。”“要以爱的方式去行走,去重视每一天,去关注每一个人。每一个人都很重要,每一个人都在发展,每一个人都在进步。”“要用孩子喜爱的方式去爱学生。”“教育实验与科学实验不一样,科学实验可以失败,失败99次,最后一次成功了,实验成功了,教育实验1次失败,就会毁掉一批孩子。”
第五项,专家论坛。有xx市教育局局长吴晓茅、东南大学副校长郑家茂、中科院院士施蕴瑜、江苏省教育科学研究院副院长杨九俊。
下午,课堂展示。
《思想品德》课作为德育的前沿阵地,教师应该具有兼收并蓄,兼容并包的胸怀,吸纳其他学科的优势和特长,根据实际创造性地使用教材,并不断吸收新鲜富有感染力的材料,使自己的课堂富有个性化和时代感。
1.将语文课文、美文欣赏、新闻报摘等有选择地引入课堂
毕淑敏的《我很重要》和北大学生王海桐的《北大是我美丽羞涩的梦》同被收入粤教版普通高中课程标准实验教科书(必修)语文第一册第一单元“认识自我”中。这两篇文章无论从文采上还是从事实的说服力上,都是震撼人心的,想必读过它们都会有同感。
2.关注社会热点,形成恰当的教学结合点
国内外社会热点问题一直为学生所共同关注,开发和利用好时事热点往往能给思想品德课增添许多新鲜感。可利用多种有利条件如电视、报纸、网络等发动学生搜集社会热点,实行“课前五分钟新闻播报”,内容涉及重要新闻、社会问题、“焦点访谈”、“今日说法”等,这样做会收到意想不到的教学效果。
3.将科学实验引入课堂
尝试着将“心理测试”、“科学实验”、“科学猜测”等想象空间丰富的文本进行改装,分段设置悬念,分层进行展示,让学生在头脑中完成实验、假象和猜测,逐渐得出实验结果。最后再巧妙提升,结合课堂主题,顺理成章地达到“预设”与“生成”的有机统一。
二、激发兴趣,图文并茂
新教材最大的特点是图文并茂,生动而又通俗,这能引起学生的浓厚兴趣,教师针对教材特点在教育资源的呈现方式上要更符合中学生的心理需求。
1.文本与图画之间有机的转换
在教学过程中,可以尝试让学生根据自己对课本中某段文字的理解,绘制成图画变成课本插图。有必要的话可以汇集成班级《课本插图集》。另外,可以将学生小学时的“看图说话”、“看图作文”进行创新变革后引入课堂,让学生在看、读、说、写、画的过程中,对课堂始终保持浓厚的兴趣。
2.将漫画、美术作品、摄影作品等图片资源引入课堂教学
在讲“情绪万花筒”时,可以将达·芬奇著名油画《最后的晚餐》展示出来。在分析画面中的人物惊恐、愤怒、怀疑等面部表情、神态以及手势、眼神和行为的同时,告诉学生,人的情绪是丰富多彩的。另外,漫画的最大功能是留有许多的空间让学生去联想。
三、贴近生活,紧跟时尚
教学脱离了生活,尤其是远离学生的生活,可能会使教师处在一种被动甚至尴尬的境地。因此,教师应关注学生的情感体验,注重将教学与社会生活结合。
1.动漫是最好的素材之一
学生往往在快乐中接受了道理,真正达到“润物细无声”、“教育无痕”的目的。如动漫《繁杂的世界》作为“情绪万花筒”一课的导入效果非常不错;动漫《小小的我》作为“认识自我”一课的总结,也给学生以启迪;动漫《圣诞节》在圣诞节来临之际作为“礼物”送给学生,增进了师生的感情。
2.将口袋书、卡通书、漫画书等资源引入课堂教学
教师可组织学生结合社会现实,在课堂上利用手工或电脑,来完成一些主题鲜明的社会生活写真集;也可以把身边的小事放“大”,形成反映现实生活中一些习的漫画,还可以做成是弘扬民族精神和民族自豪感的图画,装订成漫画册,成为口袋书。
四、推陈出新,鼓励创新
在多边互动的课堂教学模式中,应创建开放的思维空间,引入开放的教育资源,体现教师培养学生创新意识的用心。
1.学习要注重变化
灵活、变通才使得创新成为可能。如在讲《创建新集体》一课时,许多教师都将《三个和尚没水喝》的故事作为教育资源引入课堂。这是一个典型的反面例子,如果有创意一些,也可引导学生写出有新意的《三个和尚故事新传》,将本课的中心思想进一步升华。
“街头物理”(因常在街道旁、公园内设摊即席实验,称之“街头物理”)是由台湾高雄师范大学物理系周建和等人提出的,他们利用Adept实验室(高雄师范大学以物理教学回归生活为目标,于民国86年成立“物理教学艺术与教具研究实验室”,简称“Adept-实验室”),发起街头物理活动,并创造了为数可观的即席实验。街头物理活动使用容易取得之生活用品,设计趣味科学实验活动,通过竞赛、游戏方式进行,把物理实验室由学校搬至户外,带着科学主动深入民众生活。街头物理活动近年来已在台湾甚为风行,周建和等人已成为各级学校和社会团体竞相邀请的对象。
街头物理活动的一大特色是举办地点多样化,可以在校园、文化中心、妇幼馆进行,也可以在小区公园内进行,扩大了民众的参与机会。另一大特色是活动内容的多样化及生活化。比如:物理魔术、跳动的精灵等。每次的活动绝对不会重复,给民众带来了与众不同的心理震撼。生活化题材取自生活,结果又应用于生活,活动内容很容易在家或学校复制,活动操作性很强。
一、案例
(一)科学活动:街头物理--趣味科学实验体验与探究
主讲:周建和博士、勤老师
地点:高雄师大物理系Adept实验室
对象:彰化县和群国中、台中市万和国中
活动内容大纲:
(1)身边小东西摇身一变,变成了趣味科学实验。
(2)把使用过的生活废弃物(如:饮料瓶、麦管、纸杯等)设计成科学实验,让学生动手参与游戏。
周建和等人充分发挥大学的优势,加强大学和中学之间的联系,让学生在参与的过程中,进一步理解物理知识,掌握物理知识,从而保持和提高学生的学习兴趣,把他们学习物理的兴趣逐步引向志趣。让学生在活动中体验科学,激发学生积极参与科学活动,启发学生对科学的热忱。
(二)三教九流都物理
街头物理活动已经深入民众,起到“酵母”作用。当有人需要举行街头物理活动时,他们都会直接或间接地找高雄师范大学物理系学会或找Adept实验室。近几年来,开发出许多街头物理的多元用途。例如:
(1)百货公司为了赢利,他们找物理系的学生表演物理魔术。观众看完魔术后,公司提供他们动手机会。这样,公司增添了人气,带来了利润。
(2)房产公司找物理系学生到拍卖现场举办街头物理活动。民众携妻带子来看房子,就可以免费参与,增加了公司和民众的交流机会。因而,公司多卖了房子,而且价位往往比较高。
(3)高雄美术馆协会为了接触民众,每年至少两次请Adept实验室帮忙筹划街头物理活动。他们通常先找几位高中生、大学生当义务工,然后实验室派讲师对他们进行培训,教他们如何运作。
(4)暑假Adept实验室应高雄市普贤寺邀请开设街头物理班,连续3期。实验室的成员常和该寺人员一起做物理实验,探讨人生的哲理,促进了普贤寺兴旺发达。
周建和等人成功地把物理来自生活、物理很简单、物理很有用等观念,植入到广大民众心中。民众通过参加街头物理活动,了解到物理科学离他们这么近,感受了物理科学的巨大魅力,知道了物理科学其实对日常生活是非常有用的。所以,街头物理活动营造了现代化的物理教育环境,培养了现代化教学观的师资,开发了现代化的物理教学资源,让题材生活化、物理有用化、来源容易化、物理大众化。
二、启发
台湾街头物理活动的成功做法应该引起我们大陆的广大物理教师重视、反思、借鉴和学习。我们可以从以下几个方面做起:
(1)打破传统的物理实验教学模式,激发学生学习物理的兴趣。
凭心而论,我们大陆的学生在上物理课时,大多数时候只是在旁边看教师做演示实验,当旁观者,而不是实验的参与者和主导者。这种实验教学根本满足不了学生的需求,激发不了学生学习物理的兴趣。要适应现代社会的发展,我们物理教师必须打破传统的物理实验教学模式,借鉴台湾街头物理活动的模式,对物理实验教学方式实行多元化。我们可以根据物理课本的要求,有目的、有步骤地引导学生,让物理生活化,要求学生自己从生活中寻找材料,进行实验设计、实验操作。同时,对一些做得好的学生进行及时的表扬,学生的成就感会油然而生。只要我们物理教师能踏踏实实地做好实验教学,打破传统,从多种角度激发学生的创造热情,学生学习物理的兴趣一定能得到提高。
(2)激发物理教师的创造热情,改变农村学校仪器短缺的现状。
目前,我们大陆很多农村中学的物理实验仪器还是十几年前国家配置的,很多仪器早就不适应现代教学发展的要求。纵观初中物理所涉及的全部物理实验,其精确度要求不高。我们可以说初中物理实验除配备一定的基本仪器和必要器件外,还应该就地取材,自制仪器来解决物理教学的实际问题。所以,自制仪器的重任就落在物理教师身上,教师应该充分学习台湾街头物理活动的经验,发挥自己的优势,自制教具,改变“巧妇难为无米之炊”的教学现状。同时,教育主管部门应该积极从物质和精神上鼓励物理教师进行仪器的创造,在全国收集好的、实用的仪器进行推广,为农村物理教师提供丰富的物理教学资源,从而从根本上改变农村教学仪器短缺的现状。
(3)充分发挥大学的优势,促进物理教学的发展。
长期以来,我们大陆的大学跟中学和社会的联系很少,大学的优势没有得到充分的发挥,大学的价值没有得到很好的体现。如果我们大陆的大学能打破传统,像台湾高雄师范大学一样,给大学教师一个锻炼的平台,给中学学校一个相互交流的机会,结合学校实际,充分挖掘自己的优势,让物理教学走进中学,那将对我国中学物理教育的发展起到巨大的推动作用。同时,我们的大学教师应该面对现实,主动出击,勇于挑起我国物理改革的重任,积极地探讨物理应用于社会的难题,把物理知识形象、生动地展现给民众,消除民众对科学的畏惧感,为物理社会化、大众化添砖加瓦。我们有理由相信:在我们共同的努力下,我国物理教学的发展将迎来又一个春天。
总之,街头物理活动已经在台湾深入人心,它那种走入人群、材料来自生活废品、实验趣味活泼、艺术的表演、开放的空间、感受式学习的特点,把物理生活化和物理有用化的本质发挥得淋漓尽致,它的成功的物理实验模式对我们有很好的借鉴作用。他山之石,可以攻玉。只要我们物理教育工作者能取长补短,积极地吸取别人有用的经验,结合我们的实际情况,加以利用,落实到实际行动上来,我们大陆的物理教育事业将得到蓬勃的发展,物理走向生活化、大众化将不再是仅仅是一句口号。
参考文献:
[1]周建和.街头物理:弹奏物理的民歌手[J].物理双月刊(二十四卷一期),2006-6.
[2]周建和.街头物理:从非制式物理教学做起[J].物理双月刊(二十八卷三期),2006-6.
[3]周建和.物理教学回归生活之希望工程――街头物理系列[Z].台湾:高雄师范大学.
[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068(2016)12-085
作为一名科学教师,看到学生上科学实验课那开心的样子,心中有一种满足感,但是看到学生在课堂上忙得不亦乐乎,最后却失望而回时,心中又充满遗憾。因此,我从失败着手,设计更严谨的教学方案,提高科学课中实验的成功率。
案例一:六年级实验《水滴里的微生物》
在六年级上册实验《水滴里的微生物》中,实验前需要提前两周培养水样。整个实验在具体实施过程中存在的困难:1.水样能否培养成功;2.实验准备耗时长;3.实验中,每个学生最少也要观察两分钟,一个班50个学生,每台显微镜最合理的时间也要十分钟;4.水滴里的微生物特别容易被风干,学生观察到的微生物大都是死的,但若是活的微生物,又会到处游,学生有可能一连几分钟都看不到。这个实验课课前准备时间较久,还不一定取得较好的效果,整节课很可能就只用于观察,没有办法进行其他教学内容的学习。
如何改进实验呢?我想出了几点对策:1.在培养水样时,多培养几种,增加微生物的种类,实验就有选择的余地;2.可以从学生中挑选实验组长与教师一块组装。教师先指导组长观察的方法,上课时组长协助教师指导其他学生观看;3.若发现微生物死了,学生应举手告诉教师或组长,以便及时更换,保证学生看到的是活的微生物;4.教师应事先提出观察要求,要求学生明确观察目的。
案例二:五年级实验《研究磁铁》
《研究磁铁》这一课的实验较多,灵活性较大。我把探究磁力的大小、磁极的相互作用作为教学重点。我采用了条形磁铁、回形针来探究磁力的大小。要求学生用磁铁的两个端点、一个中间点去吸回形针,观察哪个点吸起的回形针个数多,就表示这个点的磁力大。实验一做完,我就发现了许多问题。1.耗时,学生一个一个地吸回形针,最下面一个回形针吸上去了,稍一动,又掉下来,实验中需要重复做三次,还会出现实验数据不准确的情况;2.学生用的条形磁铁太小,中间点部位的磁铁会被吸到两端去,实验不好做;3.磁力应该是两端的侧面大,这个实验呈现的结果却是两个点,不科学;4.实验材料单一,只做了条形磁铁的实验,别的磁铁性质没有被呈现出来。探究磁极的相互作用,我给每个小组准备有条形磁铁、环形磁铁、蹄形磁铁各两块,器材很丰富,但实验记录单和器材不匹配。结果学生玩得不亦乐乎,记录却很简单,总结也说得比较杂乱。
针对实验中的不足,我又进行了改进。在探究磁力的大小时,把回形针换成铁屑。通过分离得到两种粗细不同的铁屑。我自己先进行实验,把磁铁分别放进两种铁屑里滚动几次,使磁铁的每个部位都充分地接触铁屑。结果发现,特别细的铁屑一旦吸附在磁铁上,将极难清除,稍微粗一点的铁屑就较易清除,所以实验应该选用稍微粗一点的铁屑;条形磁铁、蹄形磁铁两极磁力大的现象极为明显,引导学生观察条形磁铁和蹄形磁铁两端铁屑的多少,比较出同一块磁铁的两端磁力的大小,从而得出结论环形磁铁吸附力极强,浑身吸满了铁屑,变成一个“铁球”,体积比原来大了好几倍,效果很震撼。
案例三:四年级实验《测量走路的速度》
《测量走路的速度》为苏教版科学四年级下册第三单元的实验。实验要求测量的内容有:1.用正常的速度走5米,花了多长时间?比正常速度走得慢一些,走5米需要多长时间?2.用正常速度走5秒,能走多远?比正常速度走得慢一些,5秒钟又能走多远?看似简单的两个对比实验,操作起来却有很多不容忽视的细节。
第一次上课,学生按照分组有模有样地做起了实验。我在一边观察,发现了不少问题。有的学生没有沿直线走,导致所走的路程大于5米;有的学生没控制好秒表,导致时间不准;有的学生在测量5秒所走的距离时,不清楚如何测量,不明白以前脚跟为准,还是以后脚跟为准;还有的学生出现了走一步停一步,走一段停一段的不正常现象。这些在实验过程中暴露出来的问题,极大地影响了实验的准确性及进度。
尽管随后有报道澄清“引渤入疆立项说”不实,然而,既然该项目传得绘声绘色,恐亦非全是捕风捉影。
在今日之内地,由于社会及科学技术界均存在浮躁及好大喜功的现实,人们对“引渤入疆”的大胆设想自然不敢轻信。但仔细掂量,其中确有吸引人之处,特别是将新疆乃至西北的气候、生态一举改变,实在令人不忍轻易否定,将一个美好的梦想掐死在摇篮中。
不过,按照设想者的设计,从渤海岸提送海水达到海拔1200米高度,到东南部,再顺北纬42度线东西方向的洼槽地表,流经燕山、阴山以北,出狼山向西进入居延海,绕过马鬃山余脉进入新疆。通过大量海水填充沙漠中的干盐湖、咸水湖和封闭的构造盆地,形成人造的海水河、湖,从而镇压沙漠。同时,大量海水依靠西北丰富的太阳能自然蒸发,作为湿润北方气候的水气供应源增加降雨,从而达到治理沙漠、沙尘暴,彻底改变华北、西北地区生态环境恶劣的目的。那么,人们不禁要问,让湖水蒸发再达到改变气候的水量是一个什么数字?即使输去一个渤海的水够吗?要输多少年?看来梦想距离现实还有一段距离。
在社会研究尤其是在社会改造领域,我们提倡的应是有价值的想象,即有利于社会进步,并可加以实施的想象。一种有价值、有进步意义的想象力,应包括两个基本要素,即:第一,有没有新意?第二,能不能实施?有没有新意,关于托马斯・莫尔及《乌托邦》一书,《教育》一文已有详细的介绍。至于能不能实施,综合一些《乌托邦》问世以来的具体实践,可以说,作为一种社会改造实践,乌托邦式的想象是不成功的。之所以这样说,基于理由如下:
首先,乌托邦式的想象力所要实施的社会改造实验与自然科学不同。自然科学可以反复实验,在自然科W史上,实验几百次、上千次才成功的例子不胜枚举。例如治疗结核病的卡介苗,就是由法国的两位细菌学家卡默德和介兰首先发明,他们试图把结核杆菌接种到两只公羊身上,但每次均告失败。他们发现附近农田里的玉米杆儿很矮小,经询问,得知这种玉米引种已经有十几代,发生了基因退化,卡默德和介兰继而联想到:如果把毒性强烈的结核杆菌一代代培养下去,它的毒性是否也会退化?用已退化了毒性的结核杆菌再注射到人体中,不就可以既不伤害人体,也能使人体产生免疫力了吗。两位科学家足足花了13年的时间,终于成功培育了第230代被“驯服”的结核杆菌,作为无害而有效的人工疫苗。
而社会改造工程则难以经受这样的实验。自然科学实验失败了,还可以重来,而社会改造只要失败一次,就要付出千百万人时间、幸福甚至生命的代价。自然科学的实验如失败了,损失只发生在一定范围,成本总是有限的;而社会改造的实验若失败了,其灾难是全面性的,需要社会支付的成本之高,人类难以承担。
其次,乌托邦式的社会改造对象和自然科学的实验对象也完全不同。自然科学实验或实践的对象是物,而乌托邦式社会改造的对象是人。乌托邦式想象力的原动力是现实的不美好、人性的不完美,使得社会贫富悬殊、百弊丛生,于是虚构了一个空间,被视为拥有最完美社会制度和最适合生活的地方。但既然乌托邦式社会改造的对象是人,就不能脱离人性来谈社会改造和理想。欲治水者,需知水性,同理,欲治理人类社会,也要谙熟人性。而利己、自利作为一种行为内驱力,也是人的本质属性之一。许多时候,人在为属于自己利益的事情工作时,才能发挥最大的干劲和智慧。
没有私有观念,就没有一个个充分发挥自己聪明才智的经济责任主体,市场和政府的边界就不清晰,商品交换就无从产生,契约社会就无从形成,社会进步也就无从谈起。只有看清这一点,才能谈所谓的“理想”。恰如一位学者所说:“每个人都在为自己的理想而活。这个世界比我们所能想象的要复杂得多。为了一个更好的世界,先看清人性,再去谈理想。”形形的乌托邦社会改造运动开始时无不轰轰烈烈,却大多铩羽而归,正因为它遇到了一个强劲的对手――千百年来变化缓慢的人性,或说是人性中固有的自利性。从利他主义的道德角度来看,自利主义并不高尚,但它却生命力顽强,主宰着一个社会的运转,甚至是历史的走向。
再者,乌托邦的理想是消灭私有制,恰如《教育》一文所描述的:“从本质上来说,莫尔假想的乌托邦岛实行社会主义制度,最大特点是财产公有。乌托邦岛上物质和财富非常丰富,但为全岛公有,无论什么产品,包括吃的、用的,都汇集到每个城市几个指定的市场,家家户户到市场上领取所需的物品,不用付钱,也不用付任何代价,不受数量限制。”而类似的实验并不遥远,其后果是什么,历史事实俱在,此不赘言。
另外,托马斯・莫尔的《乌托邦》属于充满想象力的精神产品和蓝图,如前所述,欲实施这类工程,不得不面对千百年变化缓慢的人性。在此,我们又看到了一种矛盾现象:《乌托邦》之类的精神产品属于思想领域,而思想的本质就是求新、求变,强大的批判性、颠覆性是其本质属性。而人类自利的本性,则千百年来基本没有变化,从英国选择脱欧、美国大选特朗普胜出就可看出――没有多少人愿意无偿地为别人的繁荣和幸福埋单。也就是说,在任何社会改造运动中,精神、思想不能走得太远,不能太有想象力,因为它所必然要面对的改造对象――人性。有一句谚语就说:当灵魂走得太远时,要让灵魂停下来,等一等身体。托克维尔在阅读了法国大革命期间三个等级(即贵族等级、教士等级和平民)的改革诉求之后,说道:“我惊恐地发现,人们所要求的乃是同时而系统地废除所有现行的法律和惯例;我立即看到,这是有史以来一场规模最大最为危险的革命。那些明天就将成为牺牲品的人对此全然不知,他们以为,借助理性,光靠理性的效力,就可以毫无震撼地对如此复杂、如此陈旧的社会进行一场全面而突然的改革。这些可怜虫!他们竟然忘掉了他们先辈四百年前用当时朴实有力的法语所表达的那句格言:谁要求过大的独立自由,谁就是在寻求过大的奴役。”