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科学实验研究(6篇)

栏目:实用范文

科学实验研究篇1

论文关键词:ssk;实验室研究;社会建构论

20世纪70年代兴起的科学知识社会学代替了默顿的科学社会学,并以其激进的社会建构论知识主张在学术界引起了很大的反响。尽管科学知识社会学的目标是要揭示科学知识是社会地建构起来的,但研究进路却是多元的,先后出现了以巴恩斯、布鲁尔为代表的爱丁堡学派和以科林斯、平奇、特拉维斯为代表的巴斯学派的科学争论研究;以拉都尔、伍尔加、谢廷娜为代表的实验室研究;以马尔凯和他的约克小组为代表的文本与话语分析研究。这些都是科学知识社会学的主要研究场点,但实验室研究在这些研究场点中是较少受到批判的一种,且它与科学知识社会学社会建构论主张有着密切的联系,是实现ssk目标的重要途径。鉴于实验室研究在科学知识社会学中的重要地位,本文拟就其研究的基本理论策略、研究方法、主要代表人物及研究进路进行叙述并作简要评价。

一、从传统知识观到社会建构论

科学知识社会学把实验室研究引人其研究范围并作为重要研究场点是与整个科学知识的认识转向有关的,它是传统的知识观和科学标准受到普遍的怀疑和挑战的结果。传统的知识观认为,知识是对自然界的客观描述,科学是由自然界决定的,人只是被动地反映自然;科学知识是被证明为真的命题,是客观的、标准的、具有普遍有效性的,不带有任何主观性和直觉的成分,也与社会因素无关。wwW.133229.cOM而科学知识社会学则一反传统的把科学知识看作“自然之镜”的观点,认为原先被认为是纯粹的、客观合理的科学知识实际上是社会建构的产物,科学更多的是社会建构性的,而不是描述性的。自然在知识的产生及确定其真理性的问题上是无发言权的,正如科林斯所说的:“在科学知识的建构中,自然世界只起很小的作用或不起作用。

1962年库恩的《科学革命的结构》一书开拓了对科学的社会学研究的新视野,其知识的社会学转向的主要含义说明,知识不再是纯粹真理的载体,而包含了许多社会的因素,对知识的研究必须置于一个广阔的社会历史背景之下。科学知识社会学承袭了库恩的社会学研究传统并对其进行激进的解读,把实验室研究提高到一个战略地位,这是与科学知识社会学的目标纲领分不开的。科学知识社会学的全部工作重心是说明科学知识的认识因素与社会因素的结合,说明在科学知识的形成过程中无不包含着社会方面的成分。为了揭示科学知识的社会构成,打开“既成科学”的黑箱,一些人继承库恩的相对主义认识论,选择案例进行争论研究,认为知识社会学应当公平同等地对待真理与谬误、理性与非理性、成功与失败,这些对立的两方面都应当得到说明,从而认为科学知识是科学共同体谈判和妥协的结果;一些人把文本与话语作为分析单元,更多地采用了符号学、修辞学、解释学和文学批评的理论和方法;一些人则走进实验室对科学家的日常生活实践进行人类学方法研究,通过观察科学家做了些什么、怎么做来揭示知识的制造过程。真正能够更好地贯彻ssk社会建构论主张的正是后者,因为科学知识社会学“主要研究科学对象如何在实验室中被生产出来,而不是事实如何被保存于关于自然的科学陈述过程中”。

二、知识的实验室制造

实验室研究是人类学方法(民族志方法)在科学社会学研究中的创造性运用。它最早起源于人们对化学、高等物理学、生物学、生物化学、神经心理学和野生生态学的观察报告,与科学知识社会学的社会建构论有着密切的联系。20世纪80年代初,一度成为科学知识社会学社会建构论的主要研究进路并成为科学知识社会学的著名亚纲领。

20世纪60年代,美国社会学家斯华茨在加州大学实验室、加拿大人类学家安德森在费米实验室,最早将人类学的田野调查方法运用于“实验室研究”,但他们的工作没有重视实验室的常规实践,没有对科学家的日常生活及交谈进行分析。80年代实验室研究迅猛增长,形成了一个强大的人类学领域。其中,拉都尔和伍尔加、谢廷娜的研究成果最为显著。他们用人类学的民族志方法研究知识哲学和知识社会学的问题,把实验室看作原始部落,对之直接观察和描述,获得丰富的资料,包括笔录、实室论文分析、实验室成员的手稿、通信、谈话、备忘录和其它由实验室科学家们提供的资料。

从1975年10月到1977年8月,拉都尔以陌生人的身份去萨尔克研究所参与观察,并根据调查的资料写成著名的《实验室生活》。在此书中,他描述了实验室内部的分工及操作的流程,描述了科学知识是怎样在实验室内被建构出来的,科学家应该怎样说明这些建构。他把个制造现代文明的新“部落”看成是“文学铭”系统。认为“人类活动是一种铭文的活动,

类历史应当看作是一套碑铭整体”。文学铭写暗示了科学实践主要是一种文学的和解释的劝服活动,科学事实是以书面陈述的形式被建构、传播和评价的。拉都尔和伍尔加认为科学家所研究的不是事实本身,而是由技术人员在实验中得出的经验陈述。科学家就是要劝说论文的读者相信,他的陈述应当被接受为事实。

如何才能使陈述被接受为事实,这就需要进行争论,其“成功与否要取决于该争论场中的人数、观点和立场、作者的个性和他所属的机构,以及论文本身的风格等”。这就是说,自然事实是科学家根据实验制造出来的数据进行争论的结果,实在是争论解决的结果而不是其原因,即事实是科学家进行实验和磋商的结果。

拉都尔和伍尔加非常重视环境在科学实践中的重要作用。他们认为,环境不是像过去被认为的那样与科学实践是不相干的,环境不但影响对科学事实的建构,而且整个科学就是由环境制作而成的。环境与科学实践是不可分的、一体的。环境决定着科学家的地位、生活、工作、行为及实验室的仪器、设备、实验对象、材料来源,从而决定着所生产出的产品,并且环境是不确定的,可变的,有很大的权宜性。

对实验室场点进行研究的另一位著名代表人物是谢廷娜。她于1976年10月至1977年10月对伯克利加利福尼亚大学研究中心进行了为期一年的田野调查。她通过日常观察、访谈、收集实验室备忘录、论文手稿和相关出版物,积累了丰富的材料。谢廷娜与拉都尔和伍尔加一样,主张对实验室知识生产实践进行研究。在建构主义论题上,她认为,“它把现实的总体看成是装配而成的,现实的齐一性是异质的,现实的光滑外表包裹着一种内在结构。对建构主义者来说,不存在最初的、未加掩饰的事实”。但她更强调科学的复杂性,认为科学是一个复杂的系统,科学家也处于不同的环境之中,因而实验室知识的生产也具有不确定性。

在《知识的制造》这本书中,谢廷娜表述了她的经验的建构主义认识论思想。她把实验室比作是生产知识的工厂,认为知识是在实验室中人为地生产出来的。实验室里的一切都人工化了。实验仪器、工具是早已制造好的,实验对象也是经过精心挑选或人工培育出来的,因而产品(知识)也就无涉于自然,完全是人工制造出来的。她还认为知识的生产过程是决策负荷的,科学实践中包含着选择机制。它贯穿于整个知识生产过程和结果之中。

实验室研究从发生学视角对科学知识的生产进行分析,着重从内部探讨了科学知识形成的实践过程,实现了科学知识社会学从宏观到微观的视角转换。在这种转换中,科学家的主体主动性得以突显,而不是被动地受环境的约束,直观地描述客观外在世界。他们认为实验室研究场点的开辟为打开科学“黑箱”找到了一把新的钥匙。实验室研究的最显著的特点是研究者能直接观察到科学家日常实践的微观互动过程,探究科学知识是如何在特定的时间、空间内被具体地生产出来的。从而揭示了科学家的研究活动不仅“介入”了自然界,而且也深深地“介入”了社会世界,科学知识本身是一种文化存在而不是被“发现”的自然给定。

三、评价

科学知识社会学实验室研究是社会建构论的重要组成部分,对其进行研究具有重要的现实意义。一方面,在批判传统的科学观方面具有重要的意义;另一方面,尽管它在所有的研究场点中是较少受到批判的,但它与其它研究场点一样,面临着自身无法克服的问题和困难。

通过研究,可以发现其优点和不足,以便为我们找到科学的方法论提供新的思维视角。社会学家通过对实验室的研究发现科学知识的生产是受到社会各利益团体制约的,如政府、工商界、出版界、科学基金组织、慈善机构等。这一点,对批判传统的、与社会因素无关、价值无涉、情感中立的科学观,打破对科学的盲目崇拜和科学霸权,有着积极的意义并取得了显著的成果。知识的形成是一个历史过程,其中必定包含着社会、政治、经济、文化、思想等各种因素。如果知识的研究忽视了这些社会的组成部分,就会导致对虚妄的研究。传统的知识观把知识看作是自然的给定,这是一种祛魅的世界观。它排斥了自由、价值,崇尚物质主义、决定论、还原论及虚无主义。这种知识理性的无限扩张及对科学方法的无限信仰,导致了主体对自身历史存在的“自我遗忘”。也就是说,它失去了主体的性质。实际上,知识本身就是社会的一个性质。这就是建构论者所主张的,也是其得以迅速发展的原因。

社会学家通过对实验室的考查发现,实验室“实在”是社会建构的,即实验所需要的一切都是社会建构的。这一视角的切人非常新颖,但问题是这种建构的成分有多大,实验者可以根据需要挑选仪器、对象、原料,这是一个建构过程,但被挑选出来的一切又是否是被建构的呢?即使所有的“实在”的建构性都比较强,那么,必定无疑,实验产品——知识,也是建构的,这样知识的确证无误的程度就要大打折扣了。

因为没有了客观性,所有的知识都是社会建构出来的,也就不存在普遍有效的评判知识的标准,知识也就不存在了。从另一个方面讲,每个实验室都有自己的建构体制,即使它们所使用的仪器、对象、材料,物理环境及人力资源都是一样的,得出的结论也是完全不相同的。按照库恩的“范式”的不可通约性,所有的知识就不具有可比性了,那么知识不就成了谁说了都算、“怎么都行”了吗?可见建构主义者在这一点上走得太远了。

科学实验研究篇2

1食品学科本科生实验室安全教育教学现阶段存在的问题

食品学科本科生在实验室开展实验活动的安全效果决定于他们的安全知识、安全认知、安全态度和安全行为[2],而这些都来源于我们的实验室安全教学。然而由于各种原因,本来基础就比较薄弱的本科生实验室安全课程被压缩或精简成课外课程,同时又由于教师们的任务较为繁重,参与实验的时间相对不足[3],直接的言传身教活动也相应减少。另一方面,本科生参与科学实验的时间、广度和深度都大幅提升[4]。以上多种因素交织在一起导致高校食品专业本科生实验室安全事故时有发生。当然实验室安全事故的发生有其偶然性,甚至在实验室安全学科高度发达的美国,实验室安全事故也时有发生。如在美国劳工部实验室安全文化区域部分就用视频集中分析了3起发生在美国大学的严重实验室安全事故,它们分别是2008年美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的实验室研究助理实验中被烧死事件[5]、被高度关注的1997年达特茅斯学院教授意外中毒死亡事件以及2010年发生在德克萨斯州科技大学的爆炸事件。其中对于2008年发生的事件,地方检察院一度将学校、实验室负责人和试剂生产商均告上法庭,如果胜诉,实验室负责人将面临4.5年的牢狱之灾[6]。这桩案件最终在今年6月20日判决为Harran教授赔偿1万美元和5年内提供800小时的医院系统社区服务[7]。此事故引起了美国科学界、教育界甚至法律界的广泛关注。

2实验室安全问题存在的原因分析

要开展好本科生实验室安全教育教学,首先要弄清楚大家在学习和实验中不遵守实验室安全规则的主要原因:(1)个性因素。学生认为自己比其他人更知道自己是否安全,没有必要那么努力学习和遵守实验规程。(2)盲目英雄主义。学生知道也承认实验比较危险,但错误地认为如果能够冒着风险把它做好,自己将成为英雄,也因此获得其他人的尊敬和羡慕。(3)从众心理。在实验中如果指出风险,学生将认为自己背叛他们;如果坚持遵守规程,他们将反过来认为自己是胆小鬼或是自己在冒险而不是他们。(4)正规实验程序不清晰。如忽视风险或用自己的方式来开展实验也没有事故发生。(5)缺乏必要的投入。教师和学校需要报告风险,但同时又希望按时保值完成实验任务,且不增加实验指导人员和实验时间。(6)缺乏激励政策。学生的利益在哪里?为什么要遵守更加严格的实验程序?不遵守好像也不会受到惩罚。(7)个人经验。之前一直这样操作,也没有事故发生,所以不需要担心,也不需要改正。(8)不信任权威。关于实验安全学校以前撒过慌,不知道这次是不是在告诉真相或事实。(9)缺乏必要的实验技能。不知道应该怎么做或者不应该怎么做。(10)缺乏相关知识。不知道这样做很危险。以上十大经典原因虽不是都与食品学科本科生学习期间的实验密切相关,但他们终将走上社会,参加工作并面对这些问题,所以一定要在他们本科学习期间打好安全知识基础,并培养良好的安全意识,做到注意保护自己和身边的工作人员,进而影响一个团体,达到“教育一个、影响一片”的良好辐射效果。

3本科生实验室安全教育教学实践

对于本科生实验室安全教育教学的广度和深度及其教学效果的评价,全世界都在深入研究,如美国和意大利在问卷调查和访谈的基础上引入了统计分析理论和评价软件(T-LAB)来分析教学培训效果[8]。在我国,清华大学、浙江大学等分别出版了《实验室安全基础》、《高等学校实验室安全概论》等实验室安全教材并率先开发了实验室安全培训和考试系统;北京大学针对大学生是网络常客的特点,引入基于E-Learning基础的实验室安全培训系统,利用学校成熟的校园网络资源,系统地对学生开展实验室安全知识教育培训[9]。江南大学作为食品学科教学和科研的领头羊,在本科生实验室安全教育教学方面也进行了积极探索,开发了集培训和考试于一体的网络系统,并在全国高校中率先推广全校本科生实验室安全准入制度,在实践中取得较好效果。明确食品学科本科生应该学习的实验室安全内容

3.1欧美大学本科生实验室安全课程学习内容

欧美大学EHS和学习中心提供的实验室安全学习和培训内容大体为:(1)生物安全;(2)化学安全(纳米材料的使用指导、通风);(3)工程与技术;(4)消防安全;(5)职业安全与健康(用电、个人防护设施、听力保护、石棉、呼吸保护等);(6)放射安全(激光、微波与射频等);(7)急救;(8)工作场所安全;(9)风险物质和废弃物;(10)实验安全手册和化学卫生计划;(11)紧急事件管理和反应等。

3.2国内顶级大学实验室安全课程学习内容

北京大学实验室安全学习和培训内容为:(1)消防安全;(2)用电安全;(3)危险化学品使用安全;(4)生物安全;(5)电离辐射安全;(6)特殊仪器设备使用安全;(7)事故人员急救等。清华大学实验室安全学习知识点构成为:(1)防火安全与保密;(2)辐射防护安全;(3)化学品使用安全(环境安全);(4)化学危险品使用安全(化工系);(5)化学危险品使用安全(微电子所);(6)机械工程;(7)生物及医学;(8)实验室安全管理;(9)仪器设备(特种设备)使用安全;(10)用电安全(强电);(11)用电安全(弱电);(12)土木工程等。

3.3食品学科本科生实验室安全课程应该学习的内容

每个学校会根据自己的学科构成或者涵盖范围来确定总体学纲或者学习范围,各个学科则可在学校总纲指导之下根据自身学科的特点来选择学习和培训的知识点。由于食品学科具有交叉学科的特点,归纳起来应该学习:(1)消防安全;(2)用水和用电安全(弱电);(3)仪器设备(特种设备)使用安全;(4)化学危险品(含易制毒、易制爆和剧)存放与使用安全(包括废弃物处理);(5)生物安全;(6)个人防护设施使用安全;(7)急救知识;(8)紧急事件处理等八个方面的知识。随着科学技术的不断进步,新的科研课题不断出现,各种新设备、新材料、新化学药剂不断应用,食品学科的实验室健康与安全也面临新的挑战,如随着纳米技术研究的不断深入,实验室纳米粉尘的潜在毒性开始引起了人们的密切关注;由于新病毒的出现,研究这些新病毒的生化实验室面临新的生物安全问题等。因此,根据国内外的实践,结合食品学科本科生的实际情况,从中筛选出上述合适的学习内容就显得更为重要。这是从根本上解决了“学什么”的问题。科学组织教育教学,提高教学效果和学生实验室安全技能开展食品学科的本科生的实验室安全教育教学,明确了学习内容以后,就要实现采用多种手段和形式,从教师到管理部门、从理论教学到实践技能培养进行教育教学模式探讨。

3.4国内高校本科生的实验室安全教育教学实践

在现有课程体系下,把实验室安全课程设置成食品科学本科生的必修课程具有很大难度。但是清华大学从2004年起在材料科学与工程系对新入学研究生开设了“实验室安全学”课程,设定为16学时,1学分[10]。经过多年的探索,已形成固定的教学内容和模式,其课程内容设置为:(1)理论环节。包括消防安全常识及灭火、疏散逃生自救基本常识和常用逃生设备介绍,安全用电常识,化学品与放射性安全、压力容器安全等常见的实验室安全事故及防护等,以及有关法律和规章。(2)实践环节。包括灭火器实操和疏散逃生演习。江南大学现在采取了像清华大学、浙江大学和南开大学等类似比较流行的做法,将培训和考试相结合,一个系统解决了培训和考试两个问题,比较高效,目前在针对特定学科做进一步完善。北京大学的E-Learning实验室安全培训系统由院系教师根据课程需要自主编写教学课件,不受实验室安全教育资源等因素的影响,学生可以从自身需求出发,自主选择学习时间和学习内容[10]。

3.5美国高校本科生的实验室安全教育教学实践

美国高校采取了灵活的策略,如芝加哥大学开展夏季和冬季专题培训,每季2次,每次2小时;加利福尼亚大学圣巴巴拉校区采取自由选择在线学习和现场讲解(学习中心)学习,学习内容都被分成不同的专题,时间范围从0.5小时到3.5小时;波士顿大学采取教师讲解和在线学习结合,教师讲解一般每月4次,每次1.5小时。总结国内、外实验室安全教育教学实践经验,并分析食品学科本科生的课程设置和现有管理体制,现阶段可对知会性质的知识点采用在线学习、培训和考试的方式,对专业性较强的知识点采用网络学习结合专题现场讲解和技能培训的模式。

4结语

科学实验研究篇3

关键词:仪器设备;现状;对策

学科实验室仪器设备是高校开展实验教学的载体,是进行教学、科研重要的物质基础,也是现阶段实现创新人才和素质教育的有力保障,其管理能力的大小不仅会影响设备的使用效益,还会影响高校的教学质量和教师科研能力的提高。近年来,随着我国经济的高速发展,国家加大对高校经费的投入,使高校仪器设备的种类、数量迅速增加,新的仪器设备科技含量高、种类多、分类细、操作复杂,设备更新加快,这就给实验室仪器设备的管理提出了更高的要求。因此,如何依据现有设备管好、更新、用好实验室仪器设备,提高资产的投资效益,充分利用高校现有资源,减少仪器设备闲置、损坏,提高设备使用效益,使其能最大限度地满足现有教学、科研和人才的培养,成为我们目前亟待解决的首要问题。

一、学科实验室仪器设备管理现状

随着经济的发展,高等学校的办学规模加大,为了实现高校的人才培养标准,培养高素质、实践动手能力强的合格毕业生,实验教学的重要性更加突出,以及专业设置的调整和教学内容的改革,加上教育部对办学经费的支持,实验室建设迎来了一个重要的发展机遇,需要大量购买新设备。另一方面,随着学科的发展和旧设备的落后损坏,许多仪器设备需要维护、报废淘汰。许多高校的实验室仪器设备是按照课程设置的,功能单一、比较分散,不能综合利用,还可能重凸褐茫实验室管理人员水平不高,设备利用率低,管理机制落后。如不改变这种投入与产出不平衡的现状,势必影响办学质量。高校实验室开放力度不够、层次不高、时间范围有限,学生积极性不高,不知如何充分利用实验室,设备使用效益低。

二、学科仪器设备在使用和管理中存在的问题

每个高校办学规模、专业以及经费都不相同,因此,所购买的学科实验室仪器设备的种类、数量也不相同,但是,这些设备在使用和管理中都存在着普遍的问题。

(一)维护与保养不够重视,废旧设备处理不及时

高校仪器设备管理中普遍存在着重使用轻保养的现象,更有甚者某些部门只使用,从未保养,使部分设备带“病”工作,时间长了,故障会越来越多,性能指标下降。这样,不仅严重影响了设备的使用寿命及安全,而且也不能完成正常的教学任务。

随着专业设置的调整、教学内容的改革,仪器设备的种类、数量不断更新。而以前按照教学计划购买的仪器设备已不能满足现在的教学需求,资产管理部门也没有明确的批示,这些设备长期闲置在实验室里,既占地方又不能合理利用,还有一些设备技术落后、使用年限已久,零部件已经老化,不能及时得到报废。

(二)仪器设备使用效益低

目前高校的实验室大多是以学科专业来设置的,这样形成一种自己管理,自己使用,各自为政,分散管理的模式。仪器设备分散在多个部门,部门之间缺乏协调与沟通,很难借用、共用,这样,设备不能综合利用,不能发挥最大优势,资源得不到共享。也有些部门追求“小而全”,使仪器设备重复购置,造成闲置,使仪器设备使用效益低。

另外,由于管理、安全、人员等问题,实验室只完成计划内的教学任务,不能充分利用资源,供感兴趣、爱专研的学生利用课余时间进入实验室进行研究。资源不能对外开放,严重影响了学生的创新性思维和教师开展教学计划外设计性实验的积极性。

(三)设备管理人员水平有待提高

随着教学内容的改革,引进了更多更复杂的仪器设备,这样对设备管理人员的操作技能、技术维护提出了更高的要求。而现有的管理人员学历低、职称低,还有一些责任心不强,缺乏对设备的日常维护和保养的意识。仪器设备使用运行记录混乱,一些设备还没到使用年限就已经损坏、报废等。

三、学科实验室仪器设备管理的建议与对策

针对以上问题,提出几点建议和对策:

(一)实验室的日常管理

实验室日常管理工作包括保管、使用、保修和报废、更新等环节。保障仪器设备高的完好率是高校教学科研正常进行的基本条件,其有效方法就是开展仪器设备的日常维修维护工作。通过加强维修人员的技术水平、加强实验室管理人员的日常维护保养意识,发现损坏,及时修复,提高仪器设备寿命;对使用多年且需报废处置的仪器设备要组织专家进行鉴定,严把报废关;对技术落后、功能下降、自然寿命结束的旧仪器设备及时改造和更新,加强管理,保证更新仪器设备的质量。

(二)提高仪器设备的利用率

通过购置仪器设备前进行合理性、必要性和系统性的论证,符合学院长远发展目标的总体规划,统筹安排,为设备的利用提供有力支撑;通过设立开放基金管理制度,做到基金专款专用,为设备的日常运转和维护提供资金保障;通过开放实验室,为提高设备利用率提供有效时间保障;通过制定使用效益考核评价制度,建立奖惩机制,为仪器设备的共享利用提供动力。

(三)实验室管理人员建设

实验室管理人员的构成和水平决定了其在人才培养、科学研究、社会服务等方面的作用。研究制订实验室管理人员发展规划,明确建设目标,通过开展岗前培训和继续教育,使管理人员学习管理经验、操作技能;通过提供专项基金支持,鼓励管理人员专研仪器设备技术,研究新的实验技术方法;鼓励实验管理人员自主设计开发实验装置,将科研成果转化到实验教学中,深化学校“产学研”的办学理念。

总之,高校的学科实验室仪器设备的管理工作是一项长期而复杂的系统工程,需要长抓不懈。我们还需不断总结,共同探讨,加强实验室的日常管理,提高仪器设备的利用率,更好地为科研和学科建设服务,达到提高素质教育的整体目标。

【参考文献】

[1]宁谷略.对高校实验室管理的思考[J].合作经济与科技,2013(06):52.

[2]邹鑫.大型仪器设备使用绩效评价研究[J].中国高教科技,2011(08):18-19.

[3]徐浩.高校实验室建设与管理共性问题的研究与实践[D],2014.

[4]丁酷.充分发挥浅谈高校实验室作用培养大学生实践创新能力[J].新西部,2013(18):123.

[5]许晶.高校大型仪器管理科学化研究[D].华中农业大学,2014.

科学实验研究篇4

一、探究式教学模式

探究式教学法(Inquiringteaching),是将科学研究领域的探究方法引入课堂,让学生通过类似研究方法来理解事物本质,是培养探究能力的一种特殊教学方法。

《骨伤科实验技术》课程教学中改变传统教学理念,教师从多角度模拟骨伤科实验情境来满足不同层次学生的学习需要,充分调动学生的积极性,采用分组探究实验技术的教学模式,挖掘学生主动探究问题的能力。

(一)情境设定

教师在《骨伤科实验技术》课程中以骨伤创伤修复与重建为探究情境,提出相关问题,确定每次课程的探究方向。

(二)方案设计

学生结合已经掌握的医学知识,按每组3~5人自由组合,进行分组讨论,探讨骨伤科实验操作的可行性(如关节损伤后的血管神经吻合),并设计出相关的操作方案,报请教师修定。

(三)实践操作

各组按照自己设计的方案进行实践操作。在实验过程中,注意理论与实际相结合,将已经掌握的医学知识融入到解决当前的问题中去,同时,充分发挥团队协作精神与创新精神。

(四)结果展示

先由小组组长对各组的实验结果进行总结汇报,再由组与组之间进行参观对比,最后由小组各成员开动脑筋,各抒己见,以培养学生的创新思维能力。

(五)教师评价

教师归纳总结各组的实验操作,充分肯定学生的操作表现,同时指出不足。通过评价升华知识,优化思维,提高学生动手能力。

二、实践启发教学模式

在《骨伤科实验技术》课程学习中贯穿对学生思维能力、实验设计能力、分析解决问题能力的培养和锻炼。对于实践过程中学生出现的困惑,教师通过启发式教学,让学生自己分析问题,找出问题的原因,提高学生分析问题和解决问题的能力,这种模式对于培养学生的动手能力起到了良好的教学效果。

(一)教师的主导作用

因材施教,采用分组教学,创造条件激发学生对骨伤科实验技术的兴趣,启发科研思维,对实验中出现的问题给予直接启发、讨论式启发,引导学生得出结论并对其证明的方法。通过自主探究,运用合理的实验技术解决问题,加深理解,培养学生对骨伤实验独立思考问题的能力、发现问题和解决问题的能力,充分调动学生学习的主动性和积极性。

(二)学生的主体作用

在实践教学过程中,以学生的主动操作思考为主,让学生将所掌握的医学知识综合运用到实际操作中去,不断激发他们的创新思维和科研意识,仅在关键环节和疑难操作中给予把关和指点,把学习的主动权交到学生手中,让学生成为主体,积极开拓思维。

三、预留思考教学模式

每次课后以学生的兴趣爱好为分组团队,留下骨伤实验技术思考题。鼓励学生利用课余时间查找文献,广泛涉猎骨伤科学的其他领域和技术,确定实验设计,预留思考空间,探索问题答案,同时参与相关课题研究,将所学知识充分运用到实践中去。

(一)文献检索

骨伤实验技术随着医学的发展而不断进步,通过文献检索,学生可以学习到最新的骨伤实验技术进展,便于技术方法的改良和优化,以及分析手段的更新。学生根据课后布置的实验设计进行文献检索,大量阅读相关论文,对实验设计环节进行缜密思考,对实验过程中的难关充分讨论,通过训练提升自我的科研思维能力和创新能力,为今后的科研临床工作打下坚实基础。

(二)实验预设

学生通过文献检索获取大量的骨伤实验技术信息,结合团队的兴趣,勤加思索,对实验原理、实验路线、实验条件进行设计和摸索,让学生在尊重客观事实的基础上发挥主观能动性,培养学生的科研意识和方法,最终获得行之有效的实验手段和方法达成实验目的。

四、自主创新教学模式

骨伤科实验技术是一门临床与科研密切联系的课程,对于培养学生的临床动手能力和科研思维能力尤为关键。

(一)加强临床与科研能力的培养

以往的教学模式着重于实验技能和理论知识的训练,忽视了临床应用和科研思维的培养。因此,在实验过程中我们改进教学方式,增加了文献检索、临床案例分析、专利查询、论文撰写等方面的内容,并把这些科研应用能力融入到实验操作中去。

(二)注重学生团队意识的培养

科学实验研究篇5

一、什么是有效的对比实验教学

对比实验是以正确的实验操作和观察的方法为基础,以实验现象为依据,对实验过程中通过控制变量法所产生的两个及以上现象之间的差异进行对比分析的一种实验过程。在此基础上,笔者认为有效的对比实验教学是在一定的教学时间内,通过教师的指导,让学生体验对比实验的设计、开展、结果分析等整个过程,深刻地理解知识的内涵,掌握开展对比实验的方法,从而更好地培养学生的科学素养,提升学生质疑和创新能力的过程。

二、目前对比实验教学低效的表现

对比实验教学不是一件轻松的事,每一节实验课都需要花费老师大量的精力。纵观当前小学科学对比实验教学的现状,形势不容乐观。

(1)教师层面:教师对教材缺乏理解,对比实验教学体系把握不到位;实验器材的准备不够结构化;观念陈旧,重实验结果,轻探究过程;数据分析流于形式,缺少科学指导等。

(2)学生层面:不明白对比实验的实质;不能较全面地控制变量;学生的实践操作与方案设计存在很大的差距;缺乏兴趣等。

三、有效开展对比实验教学的途径

经过课题组一年多有针对性的研究,我们努力从以下几个方面去实践,收到了较好的教学效果,现与大家共同探。

1.层层递进,整体把握教材的编排脉络

只有进行科学有效的对比实验教学,才能使学生学到正确的科学实验方法。从教材的整体编排上看,对比实验贯穿于各年级段,三年级就开始渗透对比实验的方法,四、五年级则以对比实验为重点,到了六年级虽以模拟实验为重点,但仍然有许多对比实验内容。经过对教材的梳理可以看出对比实验在整个教材中呈点滴渗透-初步学会-学会应用等三个发展阶段,这有助于对比实验教学工作从整体上进行把握,理解教材编排脉络。低段渗透、高段发展,中段是开展对比实验教学的主战场。

2.直面教材,提供有结构的材料

开展实验教学离不开材料,精心准备实验材料是上好实验课的首要条件。教师要精心选择实验材料进行教学,既要体现教材的科学性,又要符合学生的年龄特征和认知规律,还应具有趣味性。一套好的材料就是一节好课,说明材料对于科学教学的重要性。而在对比实验中,材料的设计更要严谨。教师要充分发挥自身的智慧,积极开发有结构的实验材料。

[案例1]苏教版六年级下册《各种各样的能量》一课,橡皮筋的松紧一定时还要注意“火箭”的质量,太轻发射得高,太重发射得矮,都不利于测量发射高度。给吸管的顶部塞上1~2厘米的橡皮泥可以很好解决这个问题。另外,刻度标上吸管的上方更便于观察橡皮筋的拉伸长度。

3.由扶到放,逐步提高实验能力

学习一种新的实验方法如同掌握一项技能一样,需要经过一个由扶到放,由易到难循序渐进的过程。教师在设计对比实验时,要充分考虑到学生的心理特征,按照学生的认知规律合理安排实验教学的流程,优化教学过程。在整体把握对比实验教学发展方向的基础上,把总目标分解到每一课及每一个活动中。各年级段对学生的指导可分为扶、半扶半放、放三种层次。就每一课来说,同样也经过由扶到放、由学习到应用的过程。这个过程不是同一个实验的重复,而是一个大课题下每一小课题在研究时一层一层地展开。教师要发挥在实验中的指导作用,保证实验计划的严谨性、规范性和可操作性,保证实验数据的科学性。

4.化繁就简,优化对比实验过程

制订好实验计划,是学生顺利完成对比实验的关键。但由于对比实验计划的设计强调严谨和规范,所以指导学生制订的实验计划要做到正确和具体。实验计划的制订应让学生重点解决三个方面的问题:“做什么”“怎么做”及“注意事项”。对比实验要准确确定自变量,尽可能全面、详尽地分析需控制的变量,保证自变量的决定作用。设计的方案尽可能具有可操作性,还要分析用什么材料、用什么方法改变自变量及控制变量。

对比实验教学中要发挥实验记录单的功能,教师不必花大量唇舌,学生也不必绕着圈思考,只需面对实验报告自主思考、比较便能得出结论。学生的比较能力也能在这样的实践中得到提高。

5.面对困惑,改进对比实验方法

科学实验研究篇6

关键词:小学科学;实验教学;有效性

中图分类号:G622.41文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)38-0250-02

新课程的实施使实验在提高学生科学素养中的作用得到了更多的重视。但是目前很多实验活动缺少思维的力度和触及心灵的精神愉悦,实验教学的效率明显低下。那么如何真正提高科学实验教学的有效性呢?结合所学的理论和自己的实践体会,我觉得应该从以下几方面去做。

一、合理的实验教学设计是提高实验教学有效性的基础

1.实验教学设计要符合学生的认知规律。实验探究活动的一个重要功能是锻炼培养学生的思维。因此,在科学实验中必须关注学生的思维特点。小学生思维发展的基本特点是以具体形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式,但是这种抽象逻辑思维在很大程度上仍然是直接与感性经验相联系的,仍然具有很大成分的具体形象性。由于三、四年级的学生的注意力不够集中,老师在教学设计的时候要采用多种方式来激发学生的感官认识,比如《空气占据空间吗》一课中需要教师设计多个小实验,学生通过多个实验的操作观察得出结论:空气占据空间。而五六年级的学生已经具备了一定的观察能力,动手能力也得到了加强,教师设计实验时只要加以一定的指导,学生就能通过自己动手实验、观察、思考,得出实验结论。如《浮力》一课中,学生把木块放入水中,用手按压来感受浮力,接着学生利用老师提供的实验材料自己设计实验来测量泡沫塑料块的浮力大小。然后教师进一步启发:“大小不同的泡沫塑料块受到的浮力是否一样?”学生再次设计实验研究得出结论。这不仅锻炼了学生的思维和动手能力,更满足了学生的求知欲。

2.实验教学设计要能激发学生实验的兴趣。德国教育家第斯多惠指出:教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。创设良好教学情境是激励、唤醒、鼓舞学生学习的一种教学艺术。在教学中创设具体生动的情境,能激发学生饱满的学习热情,促使他们以积极的态度和旺盛的精力主动探索,从而使教学活动更有效。要让学生对课堂中的探究活动产生兴趣,在导入部分,教师就要努力创设情境,让学生有把教学任务转化为自主探究的愿望。所谓好的开始就是成功的一半。

二、提供有结构的材料是提升实验教学有效性的重要条件

课上要用种种材料,是科学课的一大特点,有些老师觉得把材料交到学生的手中会造成课堂的一个混乱,但如果我们能做到以下两点,就能很好解决这一问题,而且还能提高学生活动的有效性。

1.实验材料的准备要充分、合理。科学实验活动能否取得成功,能否达到预想的效果,实验材料起了很大的作用。实验材料不仅要准备的足够充分,而且所准备的实验材料学生使用起来要能得心应手,还要有明显的实验现象和良好的实验效果。例如《岩石会改变模样吗》一课,探究岩石变化的原因中冷热对岩石的作用这一实验活动对材料的选择就要慎重,如果没有选对材料的话,学生将无法从活动中看到预想的实验现象。我们这里选用的岩石应该是比较脆、易碎的一些岩石,这样通过两三次的冷热交替实验就能看到明显的现象,如果选用了花岗岩等岩石,那么这个实验肯定是失败的。当然有些老师会选用玻璃弹珠来代替岩石进行实验,虽然可以看到明显的实验现象,但是没有用岩石进行实验更具有说服力。

2.要把握实验材料呈现的时机。要把握实验材料呈现的时机,因为根据学生的心理,他们对实验材料特别感兴趣,如果材料呈现过早,容易分散学生的注意力,学生往往还没有听清楚活动要求,甚至还没有明白要研究的内容,就开始动手了,导致活动毫无目的,成了学生的嬉戏活动,最后只图了个热闹。

三、实验过程中要发挥教师的指导作用是提高实验教学有效性的关键

小学生的探究是在教师指导下进行的。学生在实验时,如果教师不加指导或指导不明确,学生往往出现无目的、漫不经心地观察的情况。他们常常只是注意那些感觉新奇或有强烈刺激的现象,而放过了实验目的所要求观察的主要内容。这就需要教师去引导去帮助,让学生科学地听,科学地做,帮助学生更全面的感知事物。如在《磁铁的磁性》一课,我通过引导学生在学中玩、玩中学,使他们乐于参与教学过程,在轻松愉快的“活动游戏”中达到了预期的教学目标,提高了教学的有效性。对磁铁能吸引铁的性质,我采用“找朋友”的游戏进行教学。要求学生用磁铁跟实验桌上的各种材料靠近,看看谁是磁铁的好朋友。每位学生逐一实验,结果发现只有小铁片、铁钥匙、大头针、回形针等一些铁制品才能被磁铁吸引,而木条、铜钥匙、橡皮则不能被吸引。从而使学生能直观地认识磁铁能吸铁一类物质这一性质。

四、实验活动后的交流能进一步挖掘提升实验教学的有效性

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