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摘 要:根据湖北省教育厅和相关文件精神,从2021年起,理化生实验操作由考核转变为现场操作的方式单独组织考试。本文通过对传统实验教学和仿真实验教学的优缺点的分析,探讨出有效应对今后理化生实验操作考试的策略。
关键词:理化生;实验操作考试;有效性;仿真实验;传统实验教学
根据湖北省教育厅和相关文件精神,从2021年起,初中物理、化学、生物三科实验操作由考核科目转变为考试科目,将采取现场操作的方式单独组织考试,每科10分,共计30分,以原始分计入中考总分。这对学生的要求就更高了,即使把实验过程都背下来了,实验操作中也不一定能考好。如何有效地提高学生动手实验的能力和有效应对实验操作考试这一难题就摆在了我们面前。接下来我将以物理为例,分别从传统实验和仿真实验教学及复习的优点和弊端进行分析,就今后如何更加有效应对理化生实验操作考试进行探讨。
一、传统实验教学模式应对实验操作考试的弊端分析
物理是一门以观察和实验为基础的学科,教材中有大量的实验。传统的实验教学模式通过制定周密的实验教学安排,形成规范的实验教学过程,可以保证每一个学生实验都能让学生做一遍,保证实验教学的顺利开展,但仍然存在不少弊端,主要体现在以下几个方面:
(一)学生分组实验教学组织管理监督难度大,很多学生在实验中出现的问题很难及时发现并进行纠正。学生分组实验是固定班级的学生在固定的时间段内到固定的实验室做固定的实验内容,现在很多学校一个班级动不动就是五六十人,甚至有的班级达到七八十人之多,初中生又好动对实验充满兴趣但动手实验能力又相对较弱,往往容易出现在老师讲的时候偷偷的玩实验器材,老师讲完之后又不知道如何动手实验的情况,管理难度较大。
(二)考前复习容量不大,效果不佳。中考实验操作考试一般都是在每年的四月份左右进行,物理考试的内容涉及到整个八年级和九年级全册的内容,共有二十个必考实验。实验考试的容量很大时间跨度很长,很多学生把实验过程都忘得差不多了。
二、仿真实验教学模式的优缺点分析
仿真实验是通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体,通过对实验环境的模拟,加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解,并加强对仪器功能和使用方法的训练,培养设计思考能力和比较判断能力,可以达到实际实验难以实现的效果,实现了培养动手能力,学习实验技能,深化物理知识的目的。
下面我将以NB物理实验平台来完成测量小灯泡的实际功率为例,来体验一下仿真实验进行实验教学的优缺点。
NB物理实验平台涵盖了中学物理中力学、热血、光学、声学、电学和电磁学等几乎所有的实验。将该平台下载安装到电脑上,打开后我们可以看到左下图的界面,它的上边是菜单栏,右边是器材库。菜单栏的最左边,点击灯泡的图标(或弹簧、U形磁铁等图标),可以弹出一个菜单,包括(力学、电学、电磁学、光学、声学和热学等子菜单),点击相应的子菜单就可以进入相应的模块,右边的界面就会出现相应的实验器材库。分别选择电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表和导线,拖到界面中想要的位置(如果需要更改器材的位置,只要鼠标左键按住拖拽到想要的位置即可),再将导线的两端分别拖到实验器材对应的接线柱上就能完成接线(如右下图),在电脑上的操作方式和实际的操作方式几乎是一模一样的。实验中发现,如果实验中操作不当,或者电流电压过大也会导致电表或用电器等烧坏,和现实中的现象是一样的,非常逼真。相比传统实验,我觉得它主要有以下优点:
(一)仿真实验能够大大降低教师准备实验的时间,便于学生实验的普及
学生只要在电脑上安装一套仿真实验系统,就相当于拥有了一整套实验器材的独立实验室,不需要教师准备器材了,可以随时在电脑上“做”实验。每一个学生都可以对提供的仪器进行选择和组合,甚至可以用不同的方法完成同一实验目标,培养了学生的设计思考能力和对比不同实验方法的优劣,便于学生实验的普及。
(二)仿真实验便于对学生实验的监督和指导
仿真实验系统一般都具有自动纠错引擎,当学生实验过程中出现了明显的低级错误(比如接线时,发生短路)时,系统会自动进行提示,方便学生及时纠正。
(三)仿真实验便于学生有针对性地进行复习
每一个学生的情况都不一样,对于学生已经完全掌握的实验,没有必要花太多时间进行统一的训练。对难度较大,没有掌握的实验,通过仿真系统学生可以反复进行练习,直到会了为止。
當然,仿真实验虽然有很多的优点,但它同样存在着一些不足。比如仿真实验再怎么逼真,也不是真实的实验,真实感还是无法和传统的实际实验操作相比的。在培养学生实验动手动脑能力、实际操作能力、观察思维能力和创新能力上是无法替代传统的实验的。
综上所述,结合传统实验和仿真实验的优缺点,不妨采取以下的措施,来更有效地提高学生的实验能力和更有效地应对实验操作考试:
1.在平时的实验教学中,制定周密的实验教学安排,形成规范的实验教学过程,保证学生实验顺利开展。让每一个学生都到实验室,真刀真枪地完成实验,养成良好的实验习惯。同时通过仿真实验系统,对对应的实验进行巩固练习。
2.中考实验操作考试前强化训练,可以先通过微课或演示等形式再现实验过程,让学生形象地感受实验过程,再辅以仿真试验系统,动手实验,巩固强化训练。
3.考试前适当开放实验室,每一个必考实验可以摆放两三组实验仪器,实验难度较大或耗时较长的实验可以适当多摆一点,让学生根据自身的实际情况和时间自觉到实验室进行实际操作练习。
参考文献:
[1]邓雅璐《对初中理化生实验操作技能考试的探讨》实验教学与仪器2013年第7/8期.
[2]“NB物理实验平台”帮助文件.
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