模擬實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用論文
作為科學(xué)啟蒙課程的小學(xué)科學(xué)課，其首要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的最好方法是以探究為核心，為學(xué)生提供充分的探究機(jī)會(huì)，讓他們?cè)谟H身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，增強(qiáng)探索科學(xué)的能力，從而獲取科學(xué)知識(shí)，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。模擬實(shí)驗(yàn)法是體現(xiàn)探究思想的重要方法，它在小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)中應(yīng)用廣泛、特點(diǎn)突出，且有著嚴(yán)格的操作步驟。
1、模擬實(shí)驗(yàn)的含義和特點(diǎn)
在科學(xué)探索的過(guò)程中，許多問(wèn)題單憑簡(jiǎn)單觀察是很難得出正確結(jié)論的，這就需要通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。在難以直接用研究對(duì)象做進(jìn)一步探究時(shí)，通常可選擇具有相似性的模型做實(shí)驗(yàn)，如模仿實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象制作模型或者模仿實(shí)驗(yàn)中的某些條件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探索中最基本的實(shí)驗(yàn)方法之一，從實(shí)驗(yàn)的方式上可以分為數(shù)據(jù)模擬、實(shí)物模擬、情境模擬等。模擬實(shí)驗(yàn)是對(duì)直接實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步擴(kuò)充，有利于研究微觀或宏觀的事物，具有一定的實(shí)踐性和探究性；同時(shí)有利于提升學(xué)生的想象力、觀察力和判斷力，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)其動(dòng)手操作能力及創(chuàng)新能力。選擇的實(shí)驗(yàn)材料與研究對(duì)象的原型具有相似性。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要研究的問(wèn)題往往很復(fù)雜，有著眾多的影響因素。為方便分析研究，要將實(shí)驗(yàn)中的一些條件化繁為簡(jiǎn)，在遵循保持決定事物本質(zhì)屬性不變的基礎(chǔ)上，將一些復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想的簡(jiǎn)單問(wèn)題，排除一些次要因素以及偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響�？蓪⒛M過(guò)程清晰地展示出來(lái)，具有很強(qiáng)的直觀性。受年齡特點(diǎn)的影響，小學(xué)生對(duì)直觀的現(xiàn)象容易理解，而模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻�原研究對(duì)象的本質(zhì)特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程完整無(wú)誤地呈現(xiàn)出來(lái)。模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身去演繹模擬實(shí)驗(yàn)，形象直觀地體會(huì)到實(shí)驗(yàn)完整的變化過(guò)程。可將探索過(guò)程得到的結(jié)果類推到原型中去，鍛煉學(xué)生的思維。在教學(xué)過(guò)程中利用模擬實(shí)驗(yàn)的方法探究事物，既能得到研究結(jié)果，讓學(xué)生體驗(yàn)探索的過(guò)程，也大大提升了學(xué)生觀察與分析事物的能力、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力以及利用模擬實(shí)驗(yàn)的方法揭示事物本質(zhì)的能力。例如：學(xué)習(xí)《在星空中》時(shí)，在課堂上無(wú)法直接去觀察天空中的北斗七星。于是，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)建立一個(gè)星座模型來(lái)觀察北斗七星。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，可將得到的結(jié)論類推到所要研究的原型中，從而揭示所要研究事物的本質(zhì)屬性。
2、模擬實(shí)驗(yàn)的一般步驟
一是理解原型。理解是建立模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。只有了解研究對(duì)象的客觀現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)其本質(zhì)，才能準(zhǔn)確地描述原型，建立對(duì)應(yīng)的模型，從而進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。如果把模型中各個(gè)部分看成一個(gè)要素，各個(gè)要素又具有其特殊的作用，而每個(gè)要素之間又相互聯(lián)系、相互作用，那么在建立模型時(shí)，就要根據(jù)研究對(duì)象各要素之間的關(guān)系，對(duì)應(yīng)地去建立模型，使模型各要素之間也具有與此相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。因此在建立模型前，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分了解所要研究對(duì)象的客觀現(xiàn)象，并掌握產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因及原理。二是建構(gòu)模型。模型是對(duì)所要研究的對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)單化的模擬。模型可能是一個(gè)計(jì)劃、一個(gè)裝置、一個(gè)草圖，甚至可能只是一個(gè)想象，但其卻具有巨大的.價(jià)值，能幫助學(xué)生理解原型的本質(zhì)特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師應(yīng)幫助學(xué)生挖掘相關(guān)素材，引導(dǎo)其設(shè)計(jì)出周密的研究計(jì)劃，選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆筒牧线M(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并了解所選用的材料與原型中的哪個(gè)要素相對(duì)應(yīng)，從而通過(guò)想象、對(duì)比、模仿等手段與所研究對(duì)象建立聯(lián)系，從而研究出原型的本質(zhì)，找出規(guī)律，得出結(jié)論。建立模型是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的最基本的前提，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性也取決于模型與原型的相似度或模仿條件的真實(shí)程度，因此在建立模型時(shí)應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突驅(qū)嶒?yàn)條件與原型的相似程度，進(jìn)而增強(qiáng)模擬實(shí)驗(yàn)的可信度。三是實(shí)驗(yàn)并記錄。在做模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)步驟運(yùn)用模型，按照原型的本質(zhì)屬性及規(guī)律進(jìn)行推測(cè)性模擬。四是形成認(rèn)識(shí)。通過(guò)建立模型、實(shí)驗(yàn)記錄，把所觀測(cè)到的現(xiàn)象進(jìn)行整理，通過(guò)歸納推理得出結(jié)論，從而驗(yàn)證模擬實(shí)驗(yàn)中原型的本質(zhì)特征，最終形成正確的認(rèn)識(shí)。五是模擬還原。引導(dǎo)學(xué)生將模擬實(shí)驗(yàn)與客觀事物進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到模擬實(shí)驗(yàn)具有很大的理想成分，是將研究的對(duì)象進(jìn)行了“概括”，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境做出一定的“限制”，將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單化，是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。作為教師，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中走出來(lái)，將研究結(jié)果進(jìn)行推廣，并還原到所要研究的原型中去。
3、模擬實(shí)驗(yàn)的作用
學(xué)生從中學(xué)會(huì)合作與分享 合作意識(shí)是現(xiàn)代人所必備的基本素質(zhì)。在模擬實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)小組合作的方式對(duì)事物的本質(zhì)進(jìn)行探究，使學(xué)生在這一過(guò)程中的語(yǔ)言表達(dá)能力以及人際交往能力都有了提升，也體會(huì)到了分享所帶來(lái)的驚喜。能夠加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練，形成良好的思維習(xí)慣 小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)目的就是讓學(xué)生通過(guò)自主探究掌握一定的科學(xué)知識(shí)，并將所學(xué)知識(shí)與日常生活相聯(lián)系，進(jìn)而解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題。在小學(xué)科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的年齡特征及認(rèn)知水平，在了解研究對(duì)象本質(zhì)屬性的基礎(chǔ)上，抓住教學(xué)規(guī)律，進(jìn)行有的放矢的教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模_定模擬對(duì)象，建立模型與原型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在實(shí)驗(yàn)后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而將模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)事物相聯(lián)系，進(jìn)而揭示事物的本質(zhì)。
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