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科學實驗步驟和原理范文第1篇

一、趣味性化科學實驗，激發學習興趣

興趣是學生學習的最大動力，孔子云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”。在呼吸面罩和潛水艇里氧氣來源原理化學方程式學習時，有創意地巧變吹氣生火實驗，來激發學生的學習興趣，牢固掌握科學知識，引領學生的創新意識。

例一：吹氣生火實驗：

實驗原理：Na2O2能與CO2反應，產生氧氣并放出大量的熱，使棉花著火燃燒。

實驗步驟：

（1）把少量Na2O2粉末平鋪在一薄層脫脂棉上，用玻璃棒輕壓使Na2O2進入脫脂棉中。

（2）用鑷子將帶有Na2O2的脫脂棉輕輕卷好，放入蒸發皿中。

（3）用細長玻璃棒向脫脂棉緩緩吹氣，觀察現象。

注意事項：

（1）用玻璃棒輕壓使Na2O2進入脫脂棉中，反應產生的熱量能有效傳遞給導熱性不量的脫脂棉，使棉花著火燃燒。

（2）脫脂棉卷得要輕，以免Na2O2從脫脂棉中脫落，實驗效果不佳，導致實驗失敗。

（3）吹氣要緩，利于CO2與Na2O2充分接觸，發生反應，最終使棉花著火燃燒。

（4）實驗中出現脫脂棉燃燒現象，要控制藥品用量，避免出現大風，造成危險。

實驗分析：實驗創造性地應用了Na2O2能與CO2反應，產生氧氣并放出大量的熱，使棉花著火燃燒；并結合了趣味性，吹氣能生火。既融合了科學實驗，又有創新地使實驗富有趣味性，激發了學生學習的興趣，又在思想上烙上了創新思維，為創新能力的培養種下了種子。

二、活化學生活動科學實驗，激發學習主動性

在科學課堂教學中，活化學生活動來活化科學實驗，使科學實驗因為學生本身的參與而富有趣味性，吸引學生參與學習。在月球始終以同一月面面對地球教學時，創造性地通過學生分別代表月球和地球模擬天體運轉活動來活化科學實驗，在活動當中加深對天體運轉知識的理解，激發了學習積極主動性，變抽象知識為直觀感受，體現了教學的直觀、形象、趣味性，達到課堂的和諧協調，做到在輕松氣氛中愉快地學習知識，牢固掌握科學知識。

例二：月球始終以同一月面面對地球實驗

實驗原理：月球繞地球公轉周期和地球的自轉周期相同，都是24小時，導致月球始終以同一月面面對地球。

實驗步驟：

（1）提出月球為什么始終以同一月面面對地球的問題。

（2）觀察活動模型，提醒特別注意觀察月面面對情況。

（3）分析原理。

（4）分四小組進行模擬月球繞地球公轉及各自同時進行自轉的科學實驗，及時進行糾正其自轉和公轉方向和轉動的周期情況，進而進行評價、獎勵。

實驗分析：利用活化學生活動來設計科學實驗，有利于增強科學實驗的趣味性，有利于逮住課堂上走神、搞小動作等異樣的學生，來參加科學實驗活動，創造性地抓住他們的注意力，調整他們的學習狀態。避免對學生進行直接點名批評，破壞課堂內和諧氣氛，有利于課后與學生的溝通交流，達到在課堂上的和諧美，慢慢地師生達到心靈相通—“心有靈犀不點也通”的境界，挖掘師生的親和力，愉快地進行學習科學知識。

三、巧做科學實驗，提高學習效率

在科學教學過程中，要求重視落實基礎知識和基本技能的同時突出重點。素質教育的全面推進、逐步深入和新課改的進一步深入，都要求通過突出教學的重點，減輕學生的學業負擔，提高教學質量，提高每個學生的科學素養。活學活用，創新應用新的知識，巧做科學實驗，讓學生體驗到我做過了，我便真正理解了，變抽象知識為直觀感受，在體驗環境中接受科學知識，避免暫時地死記硬背，持久牢固地理解知識并掌握知識，增強師生的創新意識，培養學生的創新思維和創新精神，提高學生的創新能力。

例三：氣球升空實驗

實驗原理：力的作用是相互的，氣體從氣球口噴出，向下排氣，氣球對空氣產生一個向下的作用力，因為力的作用是相互的，同時空氣對氣球產生一個向上的作用力，推動氣球在教室內向空中上升，模擬火箭升空的原理。

制作方法：

（1）把氣球吹胖，擰緊氣球口用手抓住。

（2）把此氣球用透明膠布粘在喝飲料用的一小截吸管上，氣球中心與吸管方向相同。

（3）把吸管套在毛線針上。

（4）抓住毛線針，毛線針和氣球指示豎直方向，松開氣球口，觀察現象。

注意事項：

（1）氣球應盡量吹得胖一些，氣體越多，向下對空氣的作用力就越大，空氣對氣球的作用力也越大，氣球升得越高，現象越明顯。

（2）吸管應盡量短些，3厘米左右長的一小段，夠于粘在透明膠布上即可，盡量減輕重力，使氣球會升高。

（3）氣球中心與吸管方向相同，否則空氣對氣球的作用力不是豎直向上，氣球無法沿豎直方向向上升空。

（4）毛線針要筆直的，不能彎了的，選擇表面光滑些，盡量減少滑動摩擦力，使氣球升得高些。

科學實驗步驟和原理范文第2篇

培養學生能力是現代教育的主要標志和根本任務。科學成為未來世紀的中心學科，更應重視對學生能力的培養。科學實驗是科學教學的主要內容，是科學老師常用的教學手段 ，也是學生學好科學的有效方法。所以，以科學實驗為突破口，探索一條培養學生能力的有效途徑是必要的，也是可行的。在我國，現行中學教材中的科學實驗大多是照方抓藥式的驗證性實驗，啟發性、探索性不強，影響了對學生能力的培養。有些實驗成功率又不高，更抑制了學生學習科學的積極性。

傳統實驗與設計實驗

中學生所做過的絕大多數科學實驗都是教材中預先設計好的實驗。學生只是通過實際操作，觀察一下實驗現象，得出事先已確定的結論。這各實驗，我們稱之為傳統實驗。現行科學教材中安排的實驗對學生形成、理解、鞏固所學的科學知識有一定的作用。但由于實驗安排始終處于概念理論的領隊地位，僅僅作為驗證科學知識的手段，而缺乏對知識信息作縱向和橫向的反饋，因此有可能阻礙學生創造思維的發展，不利于能力的培養。

與傳統實驗相對應的是自己設計實驗，這種實驗只給出實驗目的，由學生自己設計實驗方案、選擇實驗器材、藥品、確定實驗步驟、分析實驗結果。設計性實驗是傳統實驗的延續和發展，是克服學生普遍存在的理論高分，實驗低能的有效手段。實驗設計是一個動手動腦、培養學生多方面能力的過程，是尋方治病的過程。在實驗設計過程中常常會有出人意料的實驗現象和心理感覺，學生興趣盎然。同時也會遇到挫折和失敗，這也是對學生進行挫折教育、發展學生非智力因素的一種有效手段，這也是我們現代教育中所必須的。

實驗設計的定義界定和作用

實驗設計是根據實驗課題所提出實驗目的，讓學生在已有的科學知識和實驗技能技巧的基礎上，選擇恰當的實驗方案來解決問題的過程。實驗設計的課題一旦提出，學生作為認識主體必定要經歷思考步驟（想法）和操作步驟（做法）兩個科學認識過程。即首先需要分析課題所希望得到的科學事實是什么，再依次選取欲得到這些事實應采取的正確方法，所使用的儀器設備，應控制的外界條件，對實驗結果的分析評估等等，這一系列的思考步驟為認識主體指明和制定了正確的認識方向和道路，是主體順利達到科學認識目的的主觀手段和工具。而作為操作步驟則為主體提供具體的行為方法途徑，是主體順利達到科學目的的現實手段和工具。因此，實驗設計這一方法的實施恰恰就是借助于問題情境下，思考步驟和操作步驟兩方面的強化實踐，使學生在科學知識的學習中有效地提高解決問題的能力，從而有效地落實中學科學教學大綱中所提出的“要重視能力培養和科學方法教育”的要求。

實驗設計能力的培養目標

對實驗原理、方法、裝置的進一步完善，會提出改進意見；

對于給出的各種方案，能分析和優選出最佳實驗方案； 綜合運用已學過的科學基礎知識和實驗基本技能，根據確定的實驗目的，自行設計科學實驗方案，驗證結論，得出規律，探索新知識，解決新問題。

實驗設計推廣存在的難題

1．由于僅限于現行科學教材實驗進行探討，缺乏對國內外各種有關資料的收集、驗證和篩選工作，因此從培養學生素質的高度來看，尚缺乏整體研究。

2．升學率的牽制，大面積推廣受阻。

3．課時安排，老師的能力及實驗室的配置也存在矛盾。

盡管如此，鑒于實驗設計這一教學方法對提高學生解決問題能力的實際作用，它應該是科學實驗教學方法的改革方向之一。

實驗設計試驗的幾點說明

1．在平行班中進行試驗，結果是試驗班與對照班相比，學生的自學能力、思維能力、觀察能力、動手能力及意志品質等方面均強于對照班。中考中試驗班的同學實驗題失分率明顯降低。

2．實驗設計給學生創造了一個良好的學習氛圍和最佳的學習心境，大大提高了學習效率。尤其是設計“失敗實驗”，經過“失敗—成功”的多次反復，對學生的震撼力深刻、持久。在這一過程中，學生獲得了科學知識，培養了能力，促進了身心發展，培養了良好的意志品質和實事求是、勇于探索的精神。同時使學生受到科學研究方法的訓練，對他們以后的工作和學習都打下一定的基礎。

科學實驗步驟和原理范文第3篇

關鍵詞： 多媒體 科學實驗教學 作用

隨著中小學現代教育技術的不斷推廣，多媒體，如圖片、實物、課件、視頻等素材，通過計算機的輔助在課堂教學中的獨特優勢被廣大教師廣泛應用。科學實驗教學往往是科學課堂教學的重點及關鍵，直接影響課堂教學質量。適時恰當地運用多媒體對實驗加以改進、完善或模擬，可以克服上述方面的不足，達到突破實驗重、難點，優化課堂教學結構，提高實驗教學質量的目的。那么，如何才能充分發揮多媒體在科學實驗教學中的作用呢？

一、利用多媒體，激發學生參與實驗的興趣

興趣是最好的老師，是學生主動學習、積極思考、探究知識的內在動力。在科學實驗教學中，運用圖片、視頻或多媒體課件，創設與教學內容相吻合的教學情境，使學生有身臨其境之感，可以充分地激發他們的學習興趣和探究欲望。要實現這一點，就必須在枯燥無味的傳統實驗中靈活運用多媒體進行實驗教學。如《日食和月食》教學中，用白熾燈代表太陽，拳頭代表月球，自己的頭代表地球進行實驗；有的選擇小皮球當地球進行實驗，乒乓球當月亮，電筒射出的光代表太陽光。單純的動作示范，效果不顯著。而借助多媒體演示實驗，直觀形象地再現客觀事物，給學生以如見其景的感受。開始上課時，出示多媒體課件：各種日食和月食的圖像，引起學生探究的興趣。接著讓學生進行動作示范實驗，討論地球、月球和太陽三個天體在相互運動時出現哪些特殊位置。然后用多媒體創設三個球體相互運動形成的兩種特殊位置的情境，得出日食和月食的成因。圖像顯示模擬逼真，渲染氣氛，創造意境，使學生獲得直觀印象，有助于激發探究欲，培養學生參與實驗活動的興趣。

二、利用多媒體，增強實驗演示效果

有些演示實驗往往可見度小，演示效果不佳。借助多媒體輔助教學，則可解決這個難題。如在學習秒表、安培表、伏特表等原理、使用方法及讀數時，雖然學校能保證每位學生手中都有這些儀器，但由于這些儀器刻度比較小，教師講解示范起來非常吃力。教師可以將秒表、安培表、伏特表等甚至一切方便展示的實驗儀器都拿到視頻展示臺上進行演示、測量、讀數、分析；還有些實驗只能在平面上做，可見度受到極大的限制，不利于學生觀察。利用視頻展示臺等多媒體設備的放大作用，能讓全體同學都詳細、全面觀察到教師的具體操作過程和讀數方法，從而彌補演示實驗的不足，增強實驗演示效果。

三、利用多媒體，優化實驗操作步驟

將實驗指導、規范的操作方法制成CAI課件，可把實驗過程清楚地顯示出來，優化實驗操作步驟的講解，使學生對操作步驟和方法及操作要領獲得深刻印象，在操作的同時，對照投影內容及時調整，較好地解決了用大量時間講解實驗步驟的問題。使學生有充足的時間動手操作，同時教師也有時間深入到學生中指導，提高實驗的成功率。如用多用電表測電阻的實驗中，從認識表盤開始到最后使用多用電表測電阻，中間實驗步驟多，難度較大，把它制成CAI課件在屏幕上顯示并結合講解，使學生較好地掌握表盤的認識和使用方法，這樣學生的操作速度加快，錯誤減少，大大節約時間，成功率明顯提高，多數同學獲得成功。

四、利用多媒體，突破實驗教學重、難點

科學是研究物質運動和變化的一門學科，在某些方面，用傳統手段教學很難表現科學中“動”和“變”的特點。多媒體形象具體，動靜結合，聲色兼備，所以恰當地加以運用，可以變抽象為具體，調動學生各種感官協同作用，解決教師難以講清，學生難以聽懂的內容，從而有效地實現精講，突出重點，突破難點，取得傳統教學方法無法比擬的教學效果。如在探究莖有輸導水分的作用時，用CAI課件顯示莖運輸水分功能的過程和直接把新鮮的植物插入紅墨水中觀看剪斷的切面進行對比，是后者效果明顯。但學生對莖運輸水分的作用不能全面理解。如果把CAI課件和具體實驗結合在一起，則可以使學生全方位地理解莖的作用。因此，在課堂教學中要合理、適時地運用CAI課件，使其能與實驗教學過程實現最佳組合。再如演示：在三種情況下（斜面上鋪毛巾、白布、玻璃）保持同一高度，同一物體從靜止開始下滑，觀察小球在光滑桌面上的分別運動情況。觀察效果并不理想，只是從生活經驗中得到結論。把它制成CAI課件，學生非常直觀地看到斜面越光滑，物體在水平面上滑行得越遠。在此基礎上，學生很容易理解“牛頓第一定律”所說的“一切物體總保持靜止或勻速直線運動狀態，有外力迫使它改變這狀態為止”。

五、利用多媒體，模擬實驗

通過多媒體還可以擴大觀察的范圍，自然科學研究的物體小到微觀粒子，如分子、原子、電子等，大到宏觀世界天體運動的規律，用普通的辦法無法向學生演示。雖然可以用掛圖等來描述，原理解釋上總欠細膩清楚，不能反映其動態的變化規律。雖能說清“其然”，卻難以描述“其所以然”，常會造成一種教師無法準確表達、學生在模模糊糊的狀態中學習的不良現象。在這方面計算機的輔助模擬實驗教學可以發揮很大的作用。

總之，在科學實驗教學中，充分運用多媒體這—輔助教學手段，有利于彌補實驗器材本身的不足、條件的限制，有利于激發學生參與實驗的興趣、教學重難點突破、實驗操作步驟優化，有利于促進學生對知識的理解和記憶，拓寬思維，培養學生的實驗操作和探究能力。當然，多媒體演示并不能完全替代實驗，只有恰當地和實際操作結合起來。在維護實驗真實性的基礎上，充分發揮多媒體的作用。

參考文獻：

科學實驗步驟和原理范文第4篇

[關鍵詞]：科學實驗 創新路徑

一、問題的提出

如今，農村家長及社會對教育的新需求對科學實驗教學提出了新的要求。人們卻對當時的教學水平會不滿意，因為現在的評價標準是城區學校的標準。因此，科學教學中如果還是以前應試教育的一套，對實驗教學不引起重視，甚至是紙上談兵的做法得不到家長、社會的認可。新課程改革，其核心是培養具有創新意識和實踐能力的勞動者的專業人才。《科學》新教材的教學過程中，實驗教學幾乎貫穿于整個教學過程，直接影響著教學的效果。因此，隨著課程改革的不斷深入，實驗教學的優劣直接影響了學生動手能力與創新能力的培養，對于實驗教學提出了更高的要求。

二、科學實驗教學的路徑設計與策略重構

只有對科學實驗教學路徑創新設計和策略進行重構，才能提高學生的自主動手能力，從實驗室建設到教師的培養，制度的設計，以及實驗教學模式、教學內容、方法的改進，實驗教學評價體系的重構，才能實現實驗教學有效性。

（一）新授課中實驗教學路徑設計與策略重構

1.創新演示實驗

演示實驗是教師進行表演，并引導學生觀察和思維的教學雙方協調活動的實驗，它具有特殊的魅力，容易激發學生的興趣，提高教學效果。它還可以為學生提供鮮明、準確、生動的感性材料，幫助學生從宏觀向微觀的過渡，使概念、原理容易理解，使知識形象化，便于記憶。但是我們作為教師不應該就局限于教材中所舉的實驗，而應該更多的去挖掘自己設計的創新實驗，使實驗效果更加明顯有效！

2.改進小組探究式實驗教學

通過學生的探究活動，使學生加深了對實驗目的、實驗原理、實驗方法的認識；由于探究活動帶有明確的目的性，實驗的結果要反過來驗證先前的假設，所以實驗的設計、實際操作過程不能干擾對這種假設的檢驗，這就要求學生在明確實驗目的的前提下，要仔細分析實驗設計的步驟、原理、方法，明確哪些不當的操作可能會引起對實驗的干擾，同時初步學會了怎樣設計對比實驗，怎樣控制相關因素（變量）。

通過探究式學生實驗有利于培養學生的科學假設的能力。科學理論的前身就是科學假設，科學假設的提出本身就訓練了學生邏輯思維能力，分析推理能力，歸納演繹能力。通過對實驗結果的推測、實驗結果的分析、根據實驗結果對假設進行判斷（正確、錯誤、其他），有利于培養學生的發散思維能力和科學創新能力。

3.試行學生邊學邊實驗

邊學邊實驗教學是指在教師指導下，讓全班學生通過自己動手、動腦、動口去獲取知識，培養學生用實驗方法探索科學知識能力的過程。這種教學形式有利于調動學生學習的積極性。邊學邊實驗，時間可長可短，靈活機動，與學習新課結合緊密，不一定需要正規的實驗室，也不需要寫正規的實驗報告，很受學生歡迎，教學效果一般都很好。因此積極創造條件，試行這類教學實驗，對于大面積提高教學質量，培養學生的能力無疑將起到重要的作用。

（二）復習課中實驗體系的創新設計與重構

科學學科是一門以科學實驗為基礎的學科，但在科學復習課中由于時間緊，內容多，不可能每個實驗都再做一遍，如何有效重構復習課的教學安排，顯得尤為重要。本課題通過實踐研究，主要通過三大路徑實現這一目標。

1.利用多媒體再現實驗過程，鞏固基礎知識。運用錄像再現科學實驗過程，喚起學生對舊知識的回憶，培養學生的觀察能力、分析能力、思維能力。例如在復習八年級下《氧氣》這節課時，利用多媒體進行物質在氧氣中燃燒的實驗現象的再現，可以幫助學生回憶、鞏固氧氣的化學性質的相關知識。

2.對主要實驗進行重組，將新授課中的實驗按照一定的任務驅動，使學生通過系列實驗的重組，將零散的知識串成一個整體，使之系統化，帶動全局，達到系統鞏固、綜合提高的目的。如根據儀器類別、知識體系等整合出系列實驗進行模塊復習。

（三）實驗課教學中的創新設計與策略重構

學生實驗課不存在課堂氣氛不夠活躍的問題，所有的學生都非常的興奮，都很感興趣。相反，如教師把握不好，會出現混亂的場面。如何重構課堂，使實驗課活而不亂，達到預期的效果，主要采取了以下一些做法：

1.小組重構，讓學生有組織有紀律的實驗

科學實驗教學主張學生獨立地獲取知識。因此，在科學課上總會出現一些不同于一般課堂教學的紀律問題，從而使實驗教學不能充分發揮其作用。所以教師要很好地組織實驗有序性，盡量避免紀律問題，從而有效地提高實驗效率。

給學生分組，每5――6人為一組，選一名成績好、組織能力強的同學擔當組長。在每次實驗中領導該組進行實驗，通過小組合作、討論后，完善了自己的看法再向教師匯報實驗結果。同時還要嚴格執行老師制定的實驗制度。從而使其養成良好的實驗習慣。

2.實驗活動安排的重構

科學實驗中學生實驗活動的安排不合理，實驗材料的呈現沒有及時到位，就會影響實驗課效果與紀律。因此，對實驗活動的安排進行重構是非常必要的。

3.實驗數據的重構

實驗重在“實”，而在實驗過程中如何處理好實驗數據，讓數據更具說服力，對數據處理進行重構，會起到事半功倍的效果。在實驗過程中，為了達到預設，有些“非正常”數據或“非正常”現象被有意無意“忽略”了。這樣做看似達到了“預設”，但實際上是一種低效的實驗教學行為，是對實驗資源的一種浪費，更是一種不嚴謹的科學態度。教師可以抓住這些“不正常數據”或“非正常現象”，引導學生探究，從而培養學生嚴謹求實的科學態度。

三、成效反思

在實施過程中，充分調動了學生的學習積極性，激發學習動機，培養了學生的學習興趣，訓練了學生的動手能力，把科學實驗教學作為素質教育的核心進行推進。通過科學實驗教學的創新路徑設計和策略重構，學生的思維和行為習慣發生了質的改變，學生能積極主動地擴大和延伸探究范圍，能創造性地解決一些實際問題，學生在實驗中獲得了成功的體驗，也取得了一定的榮譽。通過對初中階段的科學實驗進行了系統的整理歸類，并通過實踐研究，對許多演示實驗進行創新設計，提供了一套新授課、實驗課、復習課的實驗教學基本模式及豐富的案例供老師參考借鑒，新教師及非本專業的教師普遍覺得幫助很大，從而整體上提高了我校科學實驗教學的質量，也提升了教師自身的科學素養。

參考文獻：

[1]郭昭全、何勝紅 科學實驗課改革的實踐與思考 物理教學探討 2000，8

[2]傅道春 《新課程中教師行為的變化》 首都師范大學出版社2001年 8-9期

[3]康良溪 學生自主實驗能力的培養 《物理教師》 2000，12（12）

科學實驗步驟和原理范文第5篇

論文摘 要: 科學實驗的教學趨勢呈現出注重實驗與理論的有機結合,以探究型實踐活動為主,培養學生的學習能力、動手能力。然而,在現實的課程教學中,實驗教學一直是一個薄弱環節,導致學生重結果、輕過程,實驗動手率低,實驗課教學效率不高。在新課程實驗教學中,教師應采取與之相對應的實施對策,以符合新課標的要求。  

 

隨著基礎教育改革的逐步深入與推廣,實驗教學改革的主要目標是構建“以學生發展為本”,創設有利于引導學生探究性學習的課程實施環境,提高學生自主學習、合作交流、分析和解決問題的能力。科學實驗教學既是實現科學教育目標的基本手段,又是培養學生操作技能,發展非智力因素的主要途徑。本文擬從科學實驗的內容與形式及實際教學中的問題兩個方面,與同行一起探討實驗教學的趨勢與實施對策。 

一、科學實驗的內容與形式 

不同時期的科學課程中實驗的主要內容與形式是分層次逐漸提高的。它們分別為學科知識+基本操作—學科知識+基本操作+生活知識—學科知識+基本操作+生活知識+生產和環境問題。實驗的主要形式為演示實驗+學生實驗—演示實驗+邊講邊實驗+學生實驗+家庭實驗+設計實驗—編號實驗+科學探究+實踐活動+家庭實驗+習題+模塊。 

科學實驗的作用和功能需要具體的內容和形式來體現,相應于科學實驗作用和功能的變化,其實驗內容和形式也呈現出顯著的變化。 

1.科學實驗的趣味化、生活化、綠色化。 

不言而喻,科學實驗的趣味化可進一步發揮實驗的動機功能,而貼近生活、體現社會熱點問題(如環保)的實驗更有利于科學價值的體現、環保意識和社會責任感的培養,同時也具有激發學生學習興趣的作用。現行浙教版科學教材體系中,實驗內容的趣味化、生活化、綠色化趨勢已非常明顯,但這些實驗還多分布在選做實驗和家庭實驗等課外實驗中,在新課標課程中,這種趨勢已成為教科書實驗改革的重要方面,這類實驗不僅數量上明顯增多,而且內容深度上顯著加大。 

在實驗的趣味化上表現出兩個顯著的特點,一是趣味實驗不僅出現在家庭實驗一類的課外實驗中,而且類似“彩色噴泉”這樣緊密配合學科教學內容的趣味課堂實驗也增加了。如“通過氣球體積的變化觀察氣球在水中的沉浮現象”、“用石蕊試液染制的花朵代替試紙檢驗二氧化碳與水反應生成的產物”等。這類實驗在完成其呈現原理、概念等使命的同時,用更引人注意的趣味化方式展現其魅力,融學科教學目標與情感培養目標為一體。二是更多地采用了可激發學生研究趣味活動實驗的創新設計,如研究靜摩擦的“筷子提米實驗”。隨著學生年齡的增長和知識的積累,實驗本身的學科價值和潛能開發功能的作用逐步增強,這正好與學生的心理、生理發展規律相符合。 

實驗生活化的體現,一是實驗內容多采用來自平時生活中例子;二是用科學知識、技能探討的也大多是身邊的生活或社會實際問題。如“溶液酸堿度對頭發的影響”、“用塑料瓶,砂石等自制簡易凈水器”。 

實驗的綠色化最初是從師生健康角度關注實驗環境的清潔,后來逐步與環境保護聯系起來,不僅教科書的實驗設計體現了綠色化,而且要求學生就實驗的綠色化進行思考、討論,甚至研究、設計。不僅視角更大,力度更強,而且其教學功能大大擴展。 

2.實驗形式的多樣化和探究化。 

實驗的教學功能不僅與其內容有關,而且與實驗的形式、呈現方式,甚至與實驗在教學中出現的位置均有關系。如課內實驗、課外實驗與家庭實驗,其功能與作用就不盡相同。又如物質性質的實驗,如果安排在相關性質的介紹之后,這個實驗就只是在驗證事實;如果安排在相關性質介紹之前,并配以相應的問題思考,就賦予了這個實驗一定的探索性、啟發性;如果先提出問題,并要求學生通過實驗尋找答案,這個實驗就具有了探究性,而探究程度的高低仍與實驗的具體設計有關。 

新課標教科書提倡盡可能由學生動手做實驗,沒有了演示實驗和學生實驗之分。在“科學探究”“實踐活動”和習題中也安排了不少實驗。這些實驗分布于各章節之中,這種編排將實驗由原先的附屬于各章節變成了與各章節平行的獨立內容,顯著提升了實驗在課程中的地位。新課標不僅多用探索性和探究性兩類實驗,而且統籌考慮安排,使實驗的探究程度循序漸進,隨著學習的深入和學生知識、技能積累的增多而逐步提高,使實驗的探究性上了一個新的臺階。 

二、實驗教學中存在的問題與實施對策 

隨著新課標的實施,初中科學實驗在課程中的地位、作用有了很大的變化和提高,但是從整體上看,“實驗課教學效率不高”、“實驗動手率低”、“實驗紙上談兵”、“觀看課件代替真實實驗”等情況還普遍存在。同時教師對新課程中實驗探究的實施也存在著認識不到位、嫌麻煩等問題。究其原因,主要集中在四個方面:一是教學時間緊張,怕實驗時間控制不好而影響教學進度;二是學校的實驗設備跟不上;三是教師還不能擺脫傳統的教學手段;四是沒有相應的評價體系。 

因此,新課程改革的一線教師應摒棄傳統的理論講授與實驗教學分開的教學方法,注重實驗與理論的有機結合。教材中的多數實驗屬于開放性、探究型,學生必須經過實驗才能得出結論,而且結論可能不唯一。教師應引導學生用“提出問題”“設計實驗”“分析與結論”和“實際應用”等關鍵詞構建“設計實驗”這個欄目的框架。在每個關鍵詞所涉及的內容中又細化實驗目的。例如,在“分析與結論”這個關鍵詞中要常常強調“進行描述”“制作圖像”“整理數據”“分析數據”“辨認關系”“計算結果”“比較結果”“進行推測”“作出解釋”“檢驗假設”等,用具體的實驗內容來培養學生在這些方面的技能。 

在具體的實驗教學過程中,教師可采取下列方法以供參考。 

1.實驗方案微型化。 

所謂實驗方案微型化,就是為了保持原教材的邏輯結構體系,同時又體現課程標準的重點,將實驗方案簡化、精煉,安置在相關的科學概念、原理、定律等內容附近,以欄目“小實驗”的形式出現。雖然實驗方案微型化了,但其教學功能仍定位在培養學生科學探究的基本技能和對科學探究的本質的理解之上。舉例如下。 

實驗:聽力測試

可以通過一個簡單的實驗測試你的聽力。實驗材料是一角、五角、一元的硬幣。請實驗合作者按照任意順序將它們從同一高度自由落下。你閉眼仔細傾聽,能辨別出不同的硬幣發出的聲音嗎? 

描述與推測:描述聲音的差別,分析引起聲音不同的因素是什么? 

學生們通過學習聲音的傳播、音調、響度、音色、分貝等概念、頻率和人的聽覺關系等內容;通過調查研究獲得證據;通過研究聽覺實驗的數據,完成有關的實驗方案。 

2.實驗過程活動化。 

將科學實驗的教學與學生分小組進行的探究活動、調查、討論、辨別等有機結合,使得實驗過程活動化。這樣設計中學科學實驗可以使課程標準所強調的重點能夠得到貫徹。為了讓學生感受科學與技術的真實世界,實驗過程應包含:活動、實驗、調查、討論、辨論、提出論點和質疑等,使它們相互交織在整個實驗活動中。 

活動通常分為五個循環步驟:請你思考、請你做一做、反思與挑戰、科學在前進、拓展練習。在循環步驟二中,一般融入相關的學生實驗或教師的演示實驗。以“家庭用電”為例。 

活動一:電流的形成(學生實驗:電路的連接)。 

活動二:電路連接(學生實驗:串聯與并聯電路)。 

活動三:火線與零線的鑒別(演示實驗:測電筆的使用)。 

活動四:保險絲(學生實驗:保險絲的作用)。 

3.實驗內容生活化。 

新課標認為,科學不能脫離社會,科學是社會的一部分。然而科學實驗本身是非常具有學科特色的。如何將實驗內容和生活世界結合是體現新課標精神的重要問題,因此實驗設計要表現出“實驗內容生活化”的特點。 

教材中提出了許多與生活密切聯系、學生感興趣的、有意義的問題,在這些問題的導引下,學生經歷科學證據的收集、整理過程;學習對科學證據的獲得、解釋和評價的方法;探討科學證據的兩面性,即對人們生活、健康、環境等有利和不利的兩個方面,然后自己主動提出問題,并在基于科學證據而不是個人感覺的基礎上作出相關的、恰當的決策。學生親身參與各種科學探究活動有利于他們逐步理解科學的力量和局限性,理解科學是一個不斷提出問題、收集與整理證據的過程,而不是掌握一系列現成答案的知識體系。從這個意義上來說,教材給予學生的經歷,可以幫助他們獲得如何運用科學知識解決實際問題的能力。 

4.實驗評價行為化。 

通過實驗過程中的行為表現來評價學生對科學內容的理解是否具備各種探究的技能,是實驗評價的重要特點。行為化的實驗評價也是真實而公平的評價的具體表現。 

評價學生的學科學習分為四個方面:檔案袋評價、知識評價、行為評價和技能評價。其中的行為評價主要是針對學生在“設計科學實驗”和“小實驗”中的表現。行為評價主要包括以下內容。 

(1)是否遵守安全規則:嚴格遵守實驗操作過程中的一系列安全規章制度。 

(2)對實驗技能的掌握:觀察、交流、預測、測量、解釋數據、使用數據、制作圖表、控制變量、歸納、推理、推導公式、構建模型、操作性定義等。 

(3)對概念和定理的理解:通過實驗現象和實驗過程使學生明確概念、定理建立的依據,掌握其建立的方法,理解概念、定理的內涵,理解相關概念之間的聯系和區別。 

(4)分析和總結:在遵循證據法則和運用科學知識的基礎上,分析解釋和總結必須具有邏輯上的內在一致性,通過批判性思考,合理地接受他人的質疑,并進行更改。 

(5)情景的應用:思考、討論與現實生活密切相關的問題并發表觀點,評價學生運用科學知識進行生產、生活和對社會問題的看法的能力。 

教師對學生學習的評價分為四個方面,并給出每個方面的比重,其中實驗教學的比重最大,分別為實驗室活動和實驗記錄、實驗報告占40%;知識評價占30%;研究性學習成果的展示占20%;參加班級活動占10%。學生在實驗活動中對圖表、實驗步驟、實驗內容等的語言描述往往比實驗結果更重要,學生參與討論和表現的過程也是教師評價學生的一個方面。 

21世紀標志著人類社會進入了一個以信息、智力資源為重要因素的社會經濟文化時代。培養公民的科學素養主要并不在于增加其知識和信息的容量,重要的是培養科學思維的方法,以及獲取知識和信息,并利用它們發現、分析和解決問題的能力。正如著名的科學家愛因斯坦所說:“科學不只是定理的收集和事實的羅列,它更是人類智慧伴隨著各種新思想和新概念的創造和結晶。” 

科學發展的趨勢啟示我們應該重新認識和挖掘中學科學的教學功能,并且在新課程標準的指導下,設計與課程的三維目標和科學探究內容有機結合的科學實驗,從而使實驗的設計和課程的實施能夠更好地體現和貫徹新課標的精神。 

 

參考文獻: