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科学实验步骤和原理范文1
【关键词】小学 科学实验 操作性 规范性
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.12.051
小学科学这门学科，是一门综合型学科。小学阶段，是学生好奇心和探知欲望最强烈的时期，他们对社会和生活、自然和地理、生物和实验等都充满了兴趣和求知欲。教师要在科学教学中，带领学生积极开展科学实验，在实验中满足学生的好奇心理，使他们在操作中得到能力的发展。不仅要保护孩子最初的学习需要，还要促进学生科学精神的良性发展，为其今后的长远持续发展打下坚实的基础。这需要教师在开展小学科学实验的时候做到以下两点。一是，考虑实验的操作性，利用可操作的实验内容来激发学生的参与兴趣，培养学生的动手能力和科学态度。二是，提高实验的科学性和规范性，严格要求学生的实验步骤和程序，保证实验准确无误，提高实验的质量和标准。
一、提高科学实验的可操作性，使每位学生都有机会参与实验过程，感受实验的乐趣，享受成功的愉悦感
小学时期，学生处于接触科学实验的起始阶段，对于深奥困难的科学实验理解能力较低，但是有很多操作性强、便利、容易理解、符合学生现实生活经验的科学实验。这类实验，不仅可以激发学生的实验兴趣，还会调动他们参与的积极性。甚至不少实验学生结合自身的生活经历就能预先估计实验结果。教师要善于结合小学科学教学内容，联系各方面教育因素，设计整合教学实验，增强其可操作性。
（一）挖掘学生的现实生活资源，设计符合生活场景的真实实验情境，增强可操作性
教师要想增强实验的可操作性，首先必须关注学生的现实生活。小学生的注意力和绝大部分精力都处于现实生活之中，如果小学科学教师讲述的一些知识都是学生生活中没有了解过的，没有丝毫积累和经验的，那么科学的学科教学将会困难重重，更别提开展实验了。因此，教师要结合学生的年龄特点和生活经历，挖掘现实教学资源，结合生活切身体会，设计真实的实验情境，使学生积极主动参与到实验中来，顺利克服困难，完成实验过程，获得升华版的知识体系。例如，在学习放大镜聚集太阳光使纸燃烧的原理的时候。教师可以先设计真实的生活场景，举出一些生活中自燃的物品或者现象，启发学生在思考的基础上辨析其原因，之后亲自动手操作。学生在完成实验之后，教师还要启发学生，及时把所得结论运用到生活中去。比如，教师还可以问学生，我们在生活中该如何预防一些自燃现象的发生呢？这里实际上又会涉及到燃烧的条件等科学知识。结合学生的生活实际，又提出了新的问题。教师可以鼓励学生课下在家长的配合、帮助下，通过自主实验操作，提出一些切实可行的操作或预防办法。可见，结合学生的生活经验设计的实验内容，都是操作性很强的具体步骤，便于学生及时操作，顺利完成，成功总结发现科学原理。
（二）教师组织互动的科学实验，增强实验的操作性，为学生创造机会参与实验过程，获得成就感
小学生对于实验的操作热情是在自己操作过程中逐步建立起来的，也会受到实验结果的影响。因此，教师要组织互动的实验过程，使每个学生都在交流和讨论中，获得启发和激励，促进思维活跃，增强实验的操作性。一般来说，一个中等难度的实验，学生单独探索解决和小组合作交流探索解决相比，自然后者的操作性会更强。因此，提高实验的操作性，除了需要在实验的内容和建构方面进行有效筛选，还需要涉及活跃的、积极的实验过程。通过调动孩子们的主动性，促进问题的有效解决，快速找到实验方法和技巧，获得实验成就感，增强自我效能感。例如，学习到难度较大的实验的时候，教师可以提前组织小组合作预习科学知识，在课堂教学上，教师先启发小组相互进行讲解，内部初步制定可行的实验方案。之后教师再开展教学，要求学生小组结合教师的指导，及时改进实验计划。教师予以评价之后，组织学生小组合作，进行实验的验证和总结提高。在这个过程中，学生都有机会参与实验过程，分工合作，群策群力，齐心协力，相互配合，极大增强了实验的可操作性。
二、小学科学实验教学还要做到规范、科学，培养学生的科学态度和理性实验精神
小学科学实验中，教师要严格规范学生的操作步骤和环节，要求学生严格按照科学的要求来规范自身的实验行为和态度，树立科学的正确的实验精神。这对其今后的理性思维发展、科学价值追求都有深远的影响。
（一）教师以身作则，为人师表，规范自身的实验行为和探究态度
小学科学教师，不仅是知识的传授者，还是学校中最活生生的示范者，是学生行为和态度的直接学习榜样。因此，科学教师首先要提升科学素养，学习科学知识。一方面，科学教师要及时学习新的科学知识和理念，更新自身的知识结构，不断创新知识体系，建构完整、全面的知识网络。这样在给学生讲课和演示实验的时候，才能做到游刃有余，继而成为学生学习的模范。另外一方面，教师要多观察学生的兴趣和好奇心理，结合生活实践，多开展示范性实验。比如，周末参观科学实验、利用假期普及实验知识等。教师言传身教，以自身的规范行为和科学态度，对学生进行熏陶感染，促进小学生也树立规范的实验行为，养成科学的实验态度。
（二）教师要多让学生做实验，在操作中，教师及时给予指导，规范学生操作动作和步骤
科学实验步骤和原理范文2
【摘要】无论是演示实验、分组实验、探究实验，都是学生自主建构知识，培养学生思维能力的非常有效的方法。本文从夯实“双基”教学，奠定思维培养基础；有效开展探究性实验，培养学生创造性思维；渗透科学方法教育，深化思维能力培养等方面探讨了深化科学实验教学，培养学生思维能力的问题。
【关键词】实验教学；思维能力；培养途径
在长期的教学实践中我发现，学生对大自然的各种现象和变化充满神往和遐想，对知识充满渴望，有一定的学习兴趣。但是，现实教学中的初中科学实验，从设计形式上看大多数是帮助学生形成概念，定律和巩固科学知识的验证性实验。这种实验的内容、原理、方法和步骤在教材中均有明确的规定，实验的启发性和探索性受到限制，使学生在实验中处于被动地位，易导致实验重结果，轻过程，不利于培养学生的创新精神和创新能力，不利于对学生进行科学方法的教育和训练，难于发挥实验的多重教育能力。因此，教师有效引导学生高质量地做好实验，不仅对学生自主建构科学知识有帮助，而且有助于培养学生的动手能力。这样既可丰富、活跃课堂气氛，又可改变学生被动吸收为主动建构，锻炼和培养学生的动手能力，同时还能培养学生的思维能力。
一、夯实“双基”教学，奠定思维培养的基础
1.围绕实验三大原理引导学生开展思维活动
科学教学本身并不只是传授给学生一些初步的科学概念和规律，而是通过一系列有效的教育教学手段，全面提高学生的智能，使他们能够掌握和运用一些科学原理和实验手段，能够较好地落实三维课程目标。科学实验理论的主体内容，可概括为实验原理、装置原理与操作原理。教师应当在具体的化学实验教学过程中，引导学生围绕上述“三大原理”开展探索、理解和辨析，自始至终渗透着思维训练活动。比如实验原理的思维训练，可以围绕如下角度引发学生思考：⑴变化实质——什么化学物质和物质有哪些的性质，特别关注物质的状态、溶解性、挥发性（有时还应进一步分析为什么要选用这些物质）？⑵定量关系——反应物之间采用怎样的物质的量（或质量、或体积、或微粒数目）的关系？为什么要采取此种定量或过量关系？⑶反应条件——实验时应选择怎样温度、压强或催化剂条件？为何要寻择这样的条件？
2.培养学生细心观察实验的习惯
一般说来，学生对科学实验都颇有兴趣，但往往只是好奇心驱使所致，由于观察实验时目的性不明确，不善于集中注意力观察那些关键设备的主要现象，加之演示实验仪器小而教室范围宽，学生多，所以学生观察实验并不准确。为此，在可能条件下，教师宜改演示实验成并进实验，或借助多媒体播放实验录像，尽可能结合并进实验或录像播放，穿插围绕“三大原理”的系列思考题，引导学生有针对性地思考，展开思维训练活动。对科学实验的观察一般应该指导学生按下列顺序进行：（1）观察装置图，选择所用的仪器，了解它们的用途和用法；（2）观察反应物的颜色、状态；（3）注意反应发生的条件，同时注意观察发生的现象；（4）观察反应后生成物的颜色、状态等。实验观察要依次进行，不遗漏。实践证明，注重观察程序对培养学生的创造性思维是行之有效的方法。
当然，师生也会遇到一些奇特的实验现象。例如：在证明二氧化碳能够与氢氧化钠溶液反应的实验，将一铝制的饮料易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入适量的NaOH溶液，立即用胶布将罐口密封，反应一段时间后可能会出现什么现象呢？首先，易拉罐“内凹变瘪”，接着“瘪了的罐重新又鼓起来”。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发，即分析物质发生变化时，只从加入的物质来考虑，只分析NaOH溶液与CO2的反应，就能得出易拉罐“内凹变瘪”的现象。为什么会出现后面的现象呢？深入思考，不难得出这是因为容器本身“铝”与NaOH溶液也会发生反应。对这些现象的好奇，能使学生的情绪亢奋、激动，从而在激烈的思维交锋中，迸发出创新的火花。
3.运用典型实验渗透创造性思维的方法
为了提高科学实验教学中思维训练的效能，教师应当借助典型的科学实验来诱导、激发学生的思维活动，这主要从三个方面着手：⑴教师宏观地把握课标与教材，通过哪些典型实验对学生进行哪些方面思维训练的规划，分阶段、分层次实施。例如，物质燃烧时有不同的特征：气体燃烧时产生火焰，固体燃烧时产生火星或火花。而硫在通常状况下是固体，可是，它在空气中燃烧时为什么产生火焰而不产生火星呢？我们只要引导学生仔细观察硫燃烧的特征就能把握其中的奥妙。原来燃烧时，固态硫先液化后汽化，因此硫蒸气在空气中燃烧时产生淡蓝色火焰也就不足为奇了。⑵激发学习者的主观能动作用，将教材规定的某些演示实验或学生实验，改为实验设计或实验习题，让学生根据实验要求自己提出实施方案，以提高其创造性思维的能力。例如，给初三学生讲铁的性质，做铁钉生锈这个演示实验时，可先让学生自己找材料，每人在实验前10天准备3支干净的医用针剂小药瓶。按照装满水、少量水、干燥三个不同条件各放入铁钉1枚。让学生每天观察一次并做好记录。等到学习这部分内容时，让学生带来“成果”。教师讲解与学生讨论结合；直至得出正确结论，效果就比较好。⑶选用一些中考试卷的典型综合实验题，指导学生解题，乃至跟动手实验结合起来训练。中学教材和历届中考试题中不乏优秀的典型科学实验题型，如氢气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等的制取与系列性质实验，对于培养学生的思维能力颇有作用。
二、有效开展探究性实验，培养学生创造性思维
1.精心设“疑”立“障”
疑，最容易引起思维的不断深入。著名教育家波利亚也认为教学最重要的任务是“教会学生去思考”。教师应该培养学生大胆质疑的能力，提高学生质疑的水平，使学生养成质疑的良好习惯，是提高学生创造性思维能力的有效手段。例如在探究学习“实验装置气密性检查”时，老师先展示简单装置A，展示了气密性检查的过程。然后叫学生说出其原理。用水封闭排气口使装置密闭，再热胀冷缩法增大或减小装置内部的气压，最后根据是否出现“压强差”现象(导管口有气泡产生，松开手后，导管内形成一段水柱)，即可作出装置是否漏气的判断。然后老师提供装置B和仪器如下：带有水水槽、酒精灯、止水夹、铁架台、烧杯、注射器、小气球等，叫学生先设计检查装置气密性的方案，其方案如下：
方案一：与装置A操作一样，将导管放入水中，双手紧贴锥形瓶外壁，观察有无现象。设计此方案的同学，受惯性思维影响，仔细一琢磨，这个装置有两个出口，瓶内压强无变化，方法不可行。
方案二：先用水堵住长颈漏斗末端，然后将导管放入水中，按装置A操作，看现象。此方案看起来可行，但后来分组实验时，却不行，学生非常疑惑。叫学生比较装置A与装置B，学生发现两装置的区别在于容器的大小和装置内有无水，水比热大，容器大导致瓶内气压变化很小，所以无现象，学生马上设计成方案三。
方案三：与方法二相似，热源用手变成用酒精灯，实验成功，但操作起来不方便。
方案四：用水密封长颈漏斗末端，往装置内推拉注射器，看长颈漏斗处的现象。此方案可行，从而引出鼓气法检查装置的气密性。
方法五：用止水夹夹住橡皮管，往长颈漏斗处倒入水，到水淹没长颈漏斗末端时，看长颈漏斗中的水位会不会发生变化，从而引出压水法检查装置的气密性。对装置C、D就引刃而解了。老师在设计实验中设计了由容易的一个出口的气密性检查到难度变大两个出口的气密性检查，这里两个出口就是障碍物，使学生在惯性思维和已有经验基础上设计实验、探究实验、质疑实验、解疑实验。这样有利于学生在设计中创新实验，学生可以在封闭排气口上创新（可以借助水、弹簧夹、橡皮塞、小气球或注射器等堵口），也可以增大或减小装置内部的气压上创新(可以采用加热、注水、用化学物质反应产生气体、鼓气或抽气等措施改变压强)；也有利于培养学生抉择、质疑、纠正、完善实验方案的能力。
2.有效引导探索
教师的有效引导与学生的自主探索有机结合，能够提高实验教学实效，深化学生的创造性思维培养。例如在讲分子运动这一节课时，我进行了下面的探究实验：
⑴教师演示实验，提出探究课题。在烧杯A中装入20ml蒸馏水，滴入2—3滴酚酞试剂。让每一个同学都看到，得到的溶液是无色的。在烧杯B中装入10ml浓氨水。有一只大烧杯把A、B两烧杯溶液罩在一起。过几分钟，学生看到了小烧杯A中装的溶液变成红色。上述现象说明了什么？请用简单的实验证明自已的解释。
⑵引导学生提出假设。学生对上述现象的看法不一，可能提出如下的假设：①A烧杯内滴入的酚酞要过一会儿才能变色，与B烧杯无关；②大烧杯壁上沾有某种物质，散发出的肉眼看不见的微粒与A烧杯中的溶液接触，使其变红；③烧杯B中的浓氨水散发出一种肉眼看不见的微粒，慢慢溶解到烧杯A的溶液中，使A溶液变成红色……
⑶组织学生实验探究。①在洁净烧杯C中加入20ml蒸馏水，滴入2—3滴酚酞试剂。静置，观察现象；将其单独罩在大烧杯里，观察现象。②另取2只烧杯替代A和B。一只中的溶液与A相同，另一只用蒸馏水代替浓氨水，放好，观察现象。③小心闻烧杯B的浓氨水，嗅到刺激性气味。取出少量浓氨水注入试管中 ，谪入酚酞试剂，观察现象。④把烧杯B中的浓氨水滴入烧杯C中，观察现象。
⑷讨论交流，获得结论。学生在讨论，交流基础上获得共识：①氨水能使酚酞溶液变红；②B烧杯浓氨水中有肉眼见不到的微粒逸出，有些微粒进入了烧杯中的溶液，使溶液成分改变，颜色变红。
这样的有效引导与探索，学生在实验过程中始终处于不断探索的情境中，仔细观察，积极思维，充分发挥学生的潜能，培养学生创新精神，发展学生创新能力。
3.优化实验流程，增加探索性
探究性实验能够帮助学生更好地，更有效地获取基础知识和基本理论，能够激发学生的创新欲望和兴趣，能够激发学生的创新欲望和兴趣，能够发挥学生的积极性，主体性。科学教材中有不少富有探索性的实验，它是进行探究性实验教学的好素材。教学时可以不改变教材中原有的实验内容，而是通过对教学过程的优化设计来增加实验的探索性。例如探究学习实验室制氧气时，学生看到不加的受热至熔化肘缓慢放出，而加入后分解明显加快。然后让学生分组讨论，提出假说：⑴本身分解放出。⑵受热不放出，但能改变的分解速率。⑶和反应生成。这时再做实验受热不放出；然后教师再借录象媒体中的实殓录象，证明在反应前后质量不变，化学性质不变；最后让学生归纳出结论。这样优化组合后，实验的启发性与探索性大大增强，有效培养了学生的创造性思维。
另外，在培养学生思维能力的活动中，也要注意联系社会实际开展科学实践活动，比如到工厂、农村、商店等进行参观、访问、调查，写出改进意见和措施，条件许可的可以进行研究方案设计，并帮助实施。
三、渗透科学方法教育，深化思维能力培养
科学实验中需要观察实验现象，需要了解和掌握一定的条件控制方法，在对实验数据分析与处理中，需要分析、综合、归纳、演绎、比较等。因此，科学学科的特点，决定了科学课程在科学方法教育方面的重要的地位。比如影响科学量的因素较多，需要运用“控制变量法”进行探究。例如探究摩擦力的大小与什么有关？
1.猜想：⑴与压力有关；⑵与接触面的粗糙程度有关；⑶与接触面积有关。
2.实验：每组配备一块各个面粗糙程度相同的长方体木块和一把测力计。步骤①：将木块平放在一水平长木板上，用测力计拉着作匀速直线运动，记下测力计的示数F1=5N。（匀速拉动时，摩擦力等于拉力）步骤②：在平放的木块上放一个砝码，用测力计拉着在同一水平长木板上作匀速直线运动，记下测力计的示数 F2=5.5N。步骤③：将木块侧放在同一长木板上，用测力计拉着作匀速直线运动，记下测力计的示数F3=5N。步骤④：在木板上铺一张毛巾，将木块平放在毛巾上用测力计拉着作匀速直线运动，记下测力计的示数F4=5.4N。
3.分析、归纳：⑴由步骤①、②分析：控制了接触面的粗糙程度和接触面积不变，探究的是摩擦力与压力大小的关系，比较 F1
可见，在科学实验教学过程中，对学生进行科学方法的讲解与训练，不但可以使学生掌握正确的思想方法和工作方法，提高科学素养和科学创造力，而且还缩短了时间，提高了学习效率，更加重要的是让学生进一步掌握获取知识的方法，为学生的终生发展服务。
总之，教师要努力挖掘科学实验教学中富有启发性，探索性的实验内容，增加探索性实验的数量，改变传统实验教学中重结果轻过程，重知识传授轻能力培养的不良倾向，把培养学生创造性思维方法渗透到科学教学中，让科学教学过程成为再现式思维和创造性思维的有机结合的典范，使科学实验教学真正成为学生主动探索知识，培养思维能力，提高科学素养的重要途径。
【参考文献】
[1]科学课程标准研制组．科学课程标准解读[M]．湖北教育出版社,2002．
科学实验步骤和原理范文3
实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告，物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展，实验的种类、项目等日见繁多，但其格式大同小异，比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料，总结研究成果。因此，写实验报告是一件非常严肃、认真的工作。不允许草率、马虎，那怕是一个小数点、一个细微的变化，都不能忽视。实验报告大体上根据实验步骤和顺序来写：先写实验的时间，有的还应写明气候和温差的变化。再写实验的项目和次数。再写实验的内容，这是主要部分，重点写明：
一、实验的目的和要求。
二、仪器和配料，即被实验的实物和供实验时用的各种材料，如玻璃器皿、金属用具、溶液、颜料、粉剂、燃料等。
三、步骤和方法。要写明依据何种原理、定律或操作方法进行实验，经过哪几个步骤等，要把实验的过程以及观察所得的变化和结果写清楚。为便于说明问题，还可以附制图表。 您正浏览的文章由kt250.com整理，版权归原作者、原出处所有。
科学实验步骤和原理范文4
关键词：科学实验课；教学情境；多元化
在如今社会竞争日益激烈的环境之下，培养学生的动手能力，不仅仅是科学实验课教育改革的需要，更是引领学生亲近自然、走进生活，加强他们对社会实践的探索以及激发他们学习兴趣的重要方法。
初中科学实验课一方面要注重对学生科学素养方面的培养，同时还要注意提升学生的创新思维。科学实验教学最终的目的不仅仅是简单地传达知识，更要让学生养成良好的实践习惯，让他们端正科学态度，领会科学精神，从而全面熟练地运用所学的科学知识。
一、目前的初中科学实验课还存在着某些方面的不足
目前，初中实验课教学存在的不足主要体现在以下几个方面：
1.实验步骤操作不规范，实验仪器设备选取出现差错。长此以往，容易消磨学生对科学实验课的兴趣，使他们在上科学实验课时习惯旁观而缺乏参与性。
2.由于科学实验课的教师主要是依靠板书或静态示意图来讲解实验原理，大大降低了教师的示范学生实验操作的效果。同时，由于某些学生上课时注意力分散，在实验操作过程中胡乱摆弄仪器设备，最终造成仪器损坏而无法实验的后果。
3.在目前所开设的科学实验课中，验证性及测定性实验所占的比例极大，而探究性及设计性的实验少之又少，无法引起学生的好奇心。同时，这种设定对于学生实验探究和创新能力的培养也产生了一定的影响。
4.某些教师在学生做完实验后不对学生的实验结果加以认真分析，学生难以察觉到自己操作上的失误，因此，也没法弥补自己的不足。同时，由于某些教师实验操作的步骤不规范，不能很好地指导学生进行科学实验，从而造成学生实验操作技能的缺乏。
二、如何弥足初中科学实验课的不足
1.充分利用实验教学的特点，激发学生的学习热情，调动学生的思维积极性
教师可以通过创设实验教学情境，把枯燥乏味的教学内容转化成令学生耳目一新的创新模式，充分调动学生创新思维的积极性，激发他们的求知欲和好奇心，引导他们自觉追求新知识，令他们不知不觉中步入到探究科学实验的活动中去。同时，在科学实验教学中，教师还要让学生明确探究实验的内容和方向，适当地对他们的学习目标进行强化。此外，为了让学生养成自发探索和自主学习的习惯，科学实验课在实验的取材上可以尽量贴近学生的实际生活，以便于他们就地取材进行科学实验操作。
2.将多媒体等先进的教学手段与传统的教学方法有机结合，提高科学实验课的教学质量
充分利用多媒体技术生动形象的特点，启发学生的思维，增强他们的注意力，有助于他们展开联想并培养他们的自学能力。同时，将多媒体技术与科学实验课充分结合，还能有效地优化课堂的结构和教学信息的传递路径，并扩大教学信息量的传输，提升教学的质量。
通过多媒体实验教学，一方面能够生动并细致地将原有的实验教学进展下去；另一方面还能弥补学生不能动手操作的不足，增加学生的理解能力。
3.以学生为本，把自主探讨的权利交给学生，让他们养成独立思考的习惯
在科学实验课的教学过程中，教师要将自己看成是全班研讨中的一员，充分体现民主化，尽量把自己摆在与学生平等的位置上，让学生敢于讲出内心真实的想法，再针对其中的问题向其他学生征求看法，做到让学生拥有自主探讨的权利。教师在研讨过程中，应注意把全班讨论、小组讨论以及个人讨论结合起来，给学生足够的独立思考和讨论争论的时间，避免他们为揣摩教师心理而顺从教师愿望回答问题，营造良好规范的班级研讨氛围。
4.综合考虑学生各个方面的素质和能力
关注学生能力和素质的提高以及他们在学习和科学实验过程中所表现出来的科学精神态度，符合新课程标准大纲对学生学习评价的基本要求。因此，为了激发初中生学习的积极性，提高他们对加大自身能力培养的重视，教师在对学生进行科学实验教学评价时，应当综合考虑学生在各个方面的素质和能力。
期末考评时，把初中生在科学实验教学中的各种表现作为基础，让各个小组成员之间进行互相评价和自我评价，以提高学生的自我反思能力，促进学生的学习进步。
初中科学实验教学，不仅能提高学生分析问题和解决问题的能力，还有助于培养他们的学习习惯，激发他们的学习兴趣以及自主探索研究问题的意识。同时，初中科学实验教学通过多媒体教学与传统教学相结合，在一定程度上改变了教师传统的教学方法，对教学结构的优化和学生创新思维的培养都起着重要的作用。此外，通过初中科学实验教学，让每个学生都参与到科学实验活动之中，大大地提升了他们的社会实践能力。
参考文献：
[1]高双凤.在实验教学中培养学生的创新能力[J].山西广播电视大学学报，2001，（04）：45-46.
科学实验步骤和原理范文5
关键词: 科学实验教学 发展趋势 实施对策
随着基础教育改革的逐步深入与推广,实验教学改革的主要目标是构建“以学生发展为本”,创设有利于引导学生探究性学习的课程实施环境,提高学生自主学习、合作交流、分析和解决问题的能力。科学实验教学既是实现科学教育目标的基本手段,又是培养学生操作技能,发展非智力因素的主要途径。本文拟从科学实验的内容与形式及实际教学中的问题两个方面,与同行一起探讨实验教学的趋势与实施对策。
一、科学实验的内容与形式
不同时期的科学课程中实验的主要内容与形式是分层次逐渐提高的。它们分别为学科知识+基本操作―学科知识+基本操作+生活知识―学科知识+基本操作+生活知识+生产和环境问题。实验的主要形式为演示实验+学生实验―演示实验+边讲边实验+学生实验+家庭实验+设计实验―编号实验+科学探究+实践活动+家庭实验+习题+模块。
科学实验的作用和功能需要具体的内容和形式来体现,相应于科学实验作用和功能的变化,其实验内容和形式也呈现出显著的变化。
1.科学实验的趣味化、生活化、绿色化。
不言而喻,科学实验的趣味化可进一步发挥实验的动机功能,而贴近生活、体现社会热点问题(如环保)的实验更有利于科学价值的体现、环保意识和社会责任感的培养,同时也具有激发学生学习兴趣的作用。现行浙教版科学教材体系中,实验内容的趣味化、生活化、绿色化趋势已非常明显,但这些实验还多分布在选做实验和家庭实验等课外实验中,在新课标课程中,这种趋势已成为教科书实验改革的重要方面,这类实验不仅数量上明显增多,而且内容深度上显著加大。
在实验的趣味化上表现出两个显著的特点,一是趣味实验不仅出现在家庭实验一类的课外实验中,而且类似“彩色喷泉”这样紧密配合学科教学内容的趣味课堂实验也增加了。如“通过气球体积的变化观察气球在水中的沉浮现象”、“用石蕊试液染制的花朵代替试纸检验二氧化碳与水反应生成的产物”等。这类实验在完成其呈现原理、概念等使命的同时,用更引人注意的趣味化方式展现其魅力,融学科教学目标与情感培养目标为一体。二是更多地采用了可激发学生研究趣味活动实验的创新设计,如研究静摩擦的“筷子提米实验”。随着学生年龄的增长和知识的积累,实验本身的学科价值和潜能开发功能的作用逐步增强,这正好与学生的心理、生理发展规律相符合。
实验生活化的体现,一是实验内容多采用来自平时生活中例子;二是用科学知识、技能探讨的也大多是身边的生活或社会实际问题。如“溶液酸碱度对头发的影响”、“用塑料瓶,砂石等自制简易净水器”。
实验的绿色化最初是从师生健康角度关注实验环境的清洁,后来逐步与环境保护联系起来,不仅教科书的实验设计体现了绿色化,而且要求学生就实验的绿色化进行思考、讨论,甚至研究、设计。不仅视角更大,力度更强,而且其教学功能大大扩展。
2.实验形式的多样化和探究化。
实验的教学功能不仅与其内容有关,而且与实验的形式、呈现方式,甚至与实验在教学中出现的位置均有关系。如课内实验、课外实验与家庭实验,其功能与作用就不尽相同。又如物质性质的实验,如果安排在相关性质的介绍之后,这个实验就只是在验证事实;如果安排在相关性质介绍之前,并配以相应的问题思考,就赋予了这个实验一定的探索性、启发性;如果先提出问题,并要求学生通过实验寻找答案,这个实验就具有了探究性,而探究程度的高低仍与实验的具体设计有关。
新课标教科书提倡尽可能由学生动手做实验,没有了演示实验和学生实验之分。在“科学探究”“实践活动”和习题中也安排了不少实验。这些实验分布于各章节之中,这种编排将实验由原先的附属于各章节变成了与各章节平行的独立内容,显著提升了实验在课程中的地位。新课标不仅多用探索性和探究性两类实验,而且统筹考虑安排,使实验的探究程度循序渐进,随着学习的深入和学生知识、技能积累的增多而逐步提高,使实验的探究性上了一个新的台阶。
二、实验教学中存在的问题与实施对策
随着新课标的实施,初中科学实验在课程中的地位、作用有了很大的变化和提高,但是从整体上看,“实验课教学效率不高”、“实验动手率低”、“实验纸上谈兵”、“观看课件代替真实实验”等情况还普遍存在。同时教师对新课程中实验探究的实施也存在着认识不到位、嫌麻烦等问题。究其原因,主要集中在四个方面:一是教学时间紧张,怕实验时间控制不好而影响教学进度;二是学校的实验设备跟不上;三是教师还不能摆脱传统的教学手段;四是没有相应的评价体系。
因此,新课程改革的一线教师应摒弃传统的理论讲授与实验教学分开的教学方法,注重实验与理论的有机结合。教材中的多数实验属于开放性、探究型,学生必须经过实验才能得出结论,而且结论可能不唯一。教师应引导学生用“提出问题”“设计实验”“分析与结论”和“实际应用”等关键词构建“设计实验”这个栏目的框架。在每个关键词所涉及的内容中又细化实验目的。例如,在“分析与结论”这个关键词中要常常强调“进行描述”“制作图像”“整理数据”“分析数据”“辨认关系”“计算结果”“比较结果”“进行推测”“作出解释”“检验假设”等,用具体的实验内容来培养学生在这些方面的技能。
在具体的实验教学过程中,教师可采取下列方法以供参考。
1.实验方案微型化。
所谓实验方案微型化,就是为了保持原教材的逻辑结构体系,同时又体现课程标准的重点,将实验方案简化、精炼,安置在相关的科学概念、原理、定律等内容附近,以栏目“小实验”的形式出现。虽然实验方案微型化了,但其教学功能仍定位在培养学生科学探究的基本技能和对科学探究的本质的理解之上。举例如下。
实验:听力测试
可以通过一个简单的实验测试你的听力。实验材料是一角、五角、一元的硬币。请实验合作者按照任意顺序将它们从同一高度自由落下。你闭眼仔细倾听,能辨别出不同的硬币发出的声音吗?
描述与推测:描述声音的差别,分析引起声音不同的因素是什么?
学生们通过学习声音的传播、音调、响度、音色、分贝等概念、频率和人的听觉关系等内容;通过调查研究获得证据;通过研究听觉实验的数据,完成有关的实验方案。
2.实验过程活动化。
将科学实验的教学与学生分小组进行的探究活动、调查、讨论、辨别等有机结合,使得实验过程活动化。这样设计中学科学实验可以使课程标准所强调的重点能够得到贯彻。为了让学生感受科学与技术的真实世界,实验过程应包含:活动、实验、调查、讨论、辨论、提出论点和质疑等,使它们相互交织在整个实验活动中。
活动通常分为五个循环步骤:请你思考、请你做一做、反思与挑战、科学在前进、拓展练习。在循环步骤二中,一般融入相关的学生实验或教师的演示实验。以“家庭用电”为例。
活动一:电流的形成(学生实验:电路的连接)。
活动二:电路连接(学生实验:串联与并联电路)。
活动三:火线与零线的鉴别(演示实验:测电笔的使用)。
活动四:保险丝(学生实验:保险丝的作用)。
3.实验内容生活化。
新课标认为,科学不能脱离社会,科学是社会的一部分。然而科学实验本身是非常具有学科特色的。如何将实验内容和生活世界结合是体现新课标精神的重要问题,因此实验设计要表现出“实验内容生活化”的特点。
教材中提出了许多与生活密切联系、学生感兴趣的、有意义的问题,在这些问题的导引下,学生经历科学证据的收集、整理过程;学习对科学证据的获得、解释和评价的方法;探讨科学证据的两面性,即对人们生活、健康、环境等有利和不利的两个方面,然后自己主动提出问题,并在基于科学证据而不是个人感觉的基础上作出相关的、恰当的决策。学生亲身参与各种科学探究活动有利于他们逐步理解科学的力量和局限性,理解科学是一个不断提出问题、收集与整理证据的过程,而不是掌握一系列现成答案的知识体系。从这个意义上来说,教材给予学生的经历,可以帮助他们获得如何运用科学知识解决实际问题的能力。
4.实验评价行为化。
通过实验过程中的行为表现来评价学生对科学内容的理解是否具备各种探究的技能,是实验评价的重要特点。行为化的实验评价也是真实而公平的评价的具体表现。
评价学生的学科学习分为四个方面:档案袋评价、知识评价、行为评价和技能评价。其中的行为评价主要是针对学生在“设计科学实验”和“小实验”中的表现。行为评价主要包括以下内容。
(1)是否遵守安全规则:严格遵守实验操作过程中的一系列安全规章制度。
(2)对实验技能的掌握:观察、交流、预测、测量、解释数据、使用数据、制作图表、控制变量、归纳、推理、推导公式、构建模型、操作性定义等。
(3)对概念和定理的理解:通过实验现象和实验过程使学生明确概念、定理建立的依据,掌握其建立的方法,理解概念、定理的内涵,理解相关概念之间的联系和区别。
(4)分析和总结:在遵循证据法则和运用科学知识的基础上,分析解释和总结必须具有逻辑上的内在一致性,通过批判性思考,合理地接受他人的质疑,并进行更改。
(5)情景的应用:思考、讨论与现实生活密切相关的问题并发表观点,评价学生运用科学知识进行生产、生活和对社会问题的看法的能力。
教师对学生学习的评价分为四个方面,并给出每个方面的比重,其中实验教学的比重最大,分别为实验室活动和实验记录、实验报告占40%;知识评价占30%;研究性学习成果的展示占20%;参加班级活动占10%。学生在实验活动中对图表、实验步骤、实验内容等的语言描述往往比实验结果更重要,学生参与讨论和表现的过程也是教师评价学生的一个方面。
21世纪标志着人类社会进入了一个以信息、智力资源为重要因素的社会经济文化时代。培养公民的科学素养主要并不在于增加其知识和信息的容量,重要的是培养科学思维的方法,以及获取知识和信息,并利用它们发现、分析和解决问题的能力。正如著名的科学家爱因斯坦所说:“科学不只是定理的收集和事实的罗列,它更是人类智慧伴随着各种新思想和新概念的创造和结晶。”
科学发展的趋势启示我们应该重新认识和挖掘中学科学的教学功能,并且在新课程标准的指导下,设计与课程的三维目标和科学探究内容有机结合的科学实验,从而使实验的设计和课程的实施能够更好地体现和贯彻新课标的精神。
参考文献:
科学实验步骤和原理范文6
【论文摘要】情感目标是青年学生三维发展目标中的一个重要方面，但在当前我国科学课程实验教学中却很明显的被忽略了。本文在对学生发展中情感目标重要性进行全面论述的基础上，提出了在初中科学课程实验教学中有效实现情感目标的一些策略。
1. 问题的提出
我国初中科学新课程标准中明确指出：“科学态度、情感态度与价值观是科学精神的重要内容，是科学课程目标的重要方面，科学态度、情感态度与价值观的培养应该贯彻在科学教育的全过程”，“科学课程将培养学生良好的科学态度、情感与价值观，使学生初步认识科学的本质以及科学、技术与社会的关系，形成保护自然的意识和可持续发展的意识，培养社会责任感”。由此可见，我国科学新课程标准对学生情感目标的培养是非常重视的。因此在初中科学实验教学中，我们既要重视科学知识的传授，注重学生实验技能的提高，同时也绝对不能忽略学生情感目标的培养。
当前我国初中科学实验教学中，一直存在着只重视知识与技能，忽视学生情感态度方面培养的问题，很多教师在科学实验教学中只注重引导学生设计实验步骤、关注实验现象、得出实验结论等环节，却较少关注学生情感态度方面的培养。
2. 在初中科学实验教学中实现情感目标的一些策略分析
美国教育大师布卢姆把教学目标分为：认知、情感、动作技能三个领域。初中科学是一门以实验为基础的课程，实验教学在初中科学课程的教学中起着举足轻重的作用，通过实验环节的教学可以加深学生对科学基本概念和基本理论的理解，激发学生学习的兴趣，培养学生对自然与社会的情感。要全面解决当前我国初中科学实验教学中忽视学生情感目标的培养的问题，笔者认为应该从培养学生的情感态度与价值观入手。而情感态度与价值观的培养需要通过学习兴趣的培养、创新能力的激发和社会责任感的养成来实现，下面分别从这几个方面加以分析。
（1）培养学生学习科学的兴趣
著名教育家苏霍姆林斯基曾说过：“如果教师不想方设法使学生进入情绪激昂和智力振奋的内心状态就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的态度，而不动情感的脑力劳动就会使人疲倦”。[1]学生的学习兴趣是激发学生学习的核心，是指向学生主体活动本身的驱动力。人生来就对世界充满好奇，这种好奇也正是青年学生学习兴趣的源泉，所以在科学教学中要注意对学生这种与生俱来的好奇心的保护。
由于初中科学实验与青年学生的日常生活密切相关，比其它学科的教学活动更容易激发学生的学习兴趣，而且学生对于利用自己比较熟悉的材料做实验，进而发现其中的科学道理总是兴趣盎然。因此，初中科学实验的教学如果能与学生的实际生活密切联系起来，则更能激发学生学习科学的兴趣。作为从事初中科学实验教学的教师，笔者认为可以从以下几个方面来激发学生学习的兴趣：
第一，采用身边易得的实验材料。初中科学实验教学中教师应该根据需要灵活制定实验方案和选用实验材料，而且应尽量采用身边易得到的材料。生活中许多学生耳熟能详甚至认为是废品的材料，如果加以合理的利用，制造简单的实验器具进行实验教学，不但能够引起学生强烈的学习兴趣，而且还可以收到很好的实验效果。例如，用塑料饮料瓶设计的“马德保半球”、“水火箭”，用易拉罐制成简易滑轮等。
第二，把玩具带进科学实验课堂。许多玩具不仅现象奇特，好玩有趣，而且富有丰富的科技含量，如果教师能够在课堂中加以合理利用，不仅能极大地激发学生的学习兴趣，还能收到很好的教学效果。例如，在研究影响抛掷铅球远近的因素时可以以玩具手枪为实验器材引导学生进行探究，通过探究让学生自己发现影响子弹射程的因素。这样学生在玩中做，玩中学，不仅学习兴趣得到激发，创造性思维也得到培养。
第三，开发游戏活动。心理学家弗洛伊德指出：“游戏是由愉快原则促进的，它是满足的源泉”。在游戏活动中，不仅能使学生感到身心愉悦，而且能增强学生的协作与交流。[2]如果能在科学实验课堂中开发一些科学游戏活动，则能够极大地激发学生学习科学的兴趣。例如，在学习摩擦力的时候，教师可以通过一个拔河比赛的游戏，来让学生理解影响摩擦力大小的因素。教师在做实验前先准备一个小木棒，让班里一个较胖的男生和较瘦小的女生进行拔河比赛，先让其他的学生猜测在这场比赛中谁将获胜。学生肯定会说男生获胜，但是比赛结果却是女生获胜，学生的学习兴趣立即被激起，这时教师再告诉棒的两端的不同即一端比较光滑另一段比较粗糙，然后顺理成章的讲解影响摩擦力大小的因素就能收到很好的效果。
（2）培养学生的创新能力
当今社会已经处于知识经济时代，而创新是知识经济的核心。创新教育已成为当今教育教学改革的目标取向，它是以培养人的创新精神和创新能力为价值取向的教育，其核心是创新能力的培养。科学实验是创新教育的主阵地之一，因而在科学实验中培养学生的创新能力具有重要意义。
创新能力是人的创新意识的一种体现，它是人类特有的能力，是人的智力的核心和精华，其本质是创造出“新”的事物。[3]初中科学与学生的生活和经验有着密切的联系，学生对科学实验往往有很大的热情和兴趣，这有利于学生创新能力的培养。学生创新能力的培养，是新课程的重要理念，作为从事初中科学实验教学的教师，笔者认为可以通过以下几个途径来培养学生的创新能力：
第一，改进演示实验，创设问题情境。传统的演示实验忽略学生主体思维动机的激发，难以激发学生的创新意识、培养学生的创新能力。教师若能预先对演示实验进行适当的创意设计和运用，如以实验现象为依据，创设一些问题情境，多保留一些空白和余地，让学生去思考、去发现，则不仅可使学生通过自己的思维活动很自然地学到新知识，而且还能很好地激发学生的创新意识。[4]例如，在学氧化碳气体实验室制法时，教师应该引导学生回忆和总结氧气的制取及收集方法，让学生思考制取二氧化碳气体的发生和收集装置，然后按照学生设计的装置进行演示实验。这样学生可以在实验中动手、动脑，体验到创新的成功和喜悦，同时创新意识也得到了激发。
第二，做好课外小实验。科学教材设计了许多课外小实验，这些小实验紧密结合教材、趣味性强、易于操作和观察。教师若能启发和引导学生从中不断发现新的问题，引导学生解决问题的能力，将是培养学生发现问题、解决问题能力的一个重要环节，是培养学生创新能力的一种有效的方法。例如，在学习酸碱指示剂时，教师若引导学生利用不同的花朵制成不同的指示剂，然后用食醋做酸性质的实验，则能培养学生利用身边可利用的材料做课外小实验的意识，培养学生的创新能力。
第三，实验中利用“头脑风暴法”激发学生的创新思维。所谓头脑风暴最早是精神病理学上的用语，原指精神患者因精神错乱而产生大量的联想，现在指无限制的自由联想和讨论，其目的在于产生新观念或激发创新设想。初中科学实验尤其是探究实验利用头脑风暴法进行教学给学生以充分的想象和发挥的空间，不仅能够提高实验教学效率，而且能够提高学生的动手操作能力和实验设计能力，激发学生的创新思维。[5]例如，在测定硫酸铜中结晶水的含量的试验中，教师可以先告诉学生实验原理然后让学生根据原理自己设计实验步骤，选择实验仪器，并根据自己的设计分组进行实验。运用头脑风暴法比按部就班地按照课本上设定的实验步骤进行实验更能激发学生的创新思维，收到更好的实验效果。
（3）培养学生的社会责任感
社会责任感作为一种道德情感，主要是指享有独立人格的社会成员对祖国、集体以及他人应该承担的职责、任务和使命的态度。[6]学生社会责任感的培养，是初中科学实验中重要的情感目标之一。科学新课程标准明确规定，通过科学课程的学习应使学生形成保护自然的意识和可持续发展的理念，能够意识到科学、社会与技术的关系。因此，笔者认为初中科学教师在实验教学中应结合科学实验的特点，通过实验与生活、社会有机结合，从以下几个方面实现对学生社会责任感的培养：
第一，在科学实验课堂中培养学生社会责任感。初中科学实验中有很多与生活、社会和自然密切相关的内容，教师要进行积极地引导，培养学生保护环境，保护自然的社会意识。例如，在科学实验尤其是化学实验中会产生诸如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等许多有毒有害的气体和污染物。教师在指导学生做实验时，应该适时地对学生灌输环境保护的意识，并且指导学生如何减少和防止这些有毒有害气体的排放。
第二，让实验走出课堂，走进自然。许多科学实验与自然、与学生生活的环境密切相关，因此让实验走出课堂，亲近自然，能够更好的引导学生认识到人与环境的关系，培养他们保护环境的社会责任感。例如，在观察蚯蚓的实验中，教师如果引导学生在自然中观察蚯蚓，则能够让学生认识到蚯蚓的生活环境和生活习性，了解蚯蚓在自然环境中的功能和作用。教师可以通过类似的亲近自然的科学实验活动，培养学生保护自然、与自然和谐相处的意识。
第三，从学生的贴身生活出发，培养学生的社会责任感。科学课程中许多都与实验与学生的生活密切相关，教师在科学实验的教学中要有意识地与学生的生活相联系，培养学生的社会责任感。例如，在做电路实验时教师可以就干电池对环境造成的危害给学生进行简单的介绍和知识开拓，引导学生养成合理回收干电池的良好习惯，减少环境污染。
3. 结论与启示
科学实验教学中情感态度与价值观目标与知识和技能目标一样也是不可缺少的一个教学目标。因此，科学实验教师在实验教学中不仅要重视学生“双基”——基础知识、基本技能的培养，更要重视学生情感目标的实现。对于广大青少年国家的教育目标和理念是培养全面发展的人才。一个仅具有基础知识和基本技能，而情感发展很不健全的人，其绝对称不上是一个全面发展的人。为此，在情感目标普遍被忽视的今天，如何在初中科学实验教学中进一步重视并强调学生学习兴趣、创新能力以及社会责任感的培养，最终实现科学实验教学的情感目标，是每一位科学课程教师都应该承担的一项任重而道远的任务。
注释：
[1]戴虎.在新课程物理教学中如何激发学生学习兴趣[J].硅谷，2009(3):129.
[2]蔡铁权，姜旭英.科学课程与教学研究[M].杭州:浙江大学出版社，2008:191.
[3]张英杰，薛伟华，杨波.论大学生创新能力的培养[J].中国青年研究，2009(7):101.
[4]孙素文.培养学生创新能力是初中化学教学的重要任务[J].基础教育，2007(12):115.
