科学小实验以及原理篇1
一、新课改下高中物理实验教学
的特点
首先，物理实验教学体现科学性与思想性.物理实验教学的科学性即学生知识技能的培养要符合客观认知规律，教学内容构思要符合科学体系的内在逻辑结构，具体表现在实验原理、实验装置、实验操作方法、实验教学指导过程以及研究理论等具备科学性，科学合理地设计实验、分析过程及解释实验结论；物理实验教学的思想性即指实验教学在理解掌握知识、规范操演技能、培育情感态度和价值观等方面要体现物理教育的思想，主要包括辩证唯物主义、实验方案设计方法论以及物理学研究的思想等，积极倡导采用渗透式教学方法.物理实验教学要切实遵循科学性与思想性原则，以思想性为前提指导，确保物理实验教学实施的科学性，有助于学生全面提高知识和技能、掌握过程与方法、培养意志品质和情感态度.
其次，注重物理实验教学方式的多样化.基于高中物理新课程标准的要求，完整、有效的物理实验教学不只是为了理解概念、验证规律以及增强学生动手操作能力，而是通过实验教学，让学生体验科学探究过程，掌握科学研究方法和理论，培养科学探索精神、创新能力、科学思维能力及实践能力.新课程标准强调要灵活深入地开展物理实验教学，注重实验教学方式的多样性.例如，增加设计型实验，提出多种设想并设计实验原理，通过改进优化实验方式、装备及方案，培养学生创新思维的多向选择性；在演示实验中要注意讲解配合，引导学生分析、解读实验数据，归纳总结实验规律；鼓励学生参与课外实验，培养学生独立工作能力及意志品质；开展探究性实验，鼓励学生勤于观察、敢于质疑，在探索物理规律的实验过程中激发其求知欲与好奇心，培养其自主意识和创新精神.
二、新课改下高中物理实验教学
模式
1．探究式实验教学模式.探究式实验教学模式即学生在教师的指导下以科学研究的方式方法论自主获取知识及运用知识，该模式的程序为：提出问题―猜想与假设―拟定方案―开展实验―数据搜集―分析论证―评估交流.例如，可以将电磁感应的教学分为：感应电流的产生条件、感应电流方向的确定、感应电动势大小的确定三个研究性课题，鼓励学生发挥主观能动性，用各种方法描述磁感线分布，如何根据电流计指针偏转方向确定电流方向，自由改变线框形状、匝数及磁场强弱等自行设计实验方案，通过观察、分析和归纳，使学生既动脑又动手，有效掌握物理原理、规律及概念，培养了学生的创新思维、发散思维、独立思维及换元思维等能力.
2．拓展式实验教学模式.拓展式实验教学模式即基于学习动机，创设一种研究性问题情境和学习情境，对一些具有研究价值的演示实验和学生实验从实验目的和要求、仪器装置、设计思路及控制条件等方面寻找发散和拓展点，激发学生探索的兴趣和求知欲，要求其运用科学研究方法参与实验的理论设计和分析研究，充分发挥学生的天性，让他们去猜测、想象、实践，从中不断发现新问题并设法解决问题，形成科学的理论.例如，在“测量金属丝电阻”实验中，综合采用伏安内接法、半偏法、分压电路及间接测量法等，让学生了解外接法、限流法的局限性和引起误差的原因，并将上述方法创造性地应用于电压表内阻的测量，挖掘原实验隐藏的物理思想，有效开发学生探索科学真理的能力，培养其创新意识和实践能力.
三、对新课改下高中物理实验教
学的建议
1．从学生的生活经验出发，为学生设计志趣相投的探究主题.例如，基于“探究形变与弹力的关系”组织学生探讨生活中桥梁的最大承受力的影响因素，并让学生设计桥梁模型，在探究实践中深化知识.
2．培养学生的科技意识.教师要鼓励学生阅读科普资料以及参加科技论文比赛，举办各种科普知识讲座班，利用课外活动小组设计制作物理小实验，培养学生的科学探究意识和科学素养.
3．有意识地鼓励学生自制及改进实验仪器培养其创造精神，采用简单且实效性强的实验装置，便于学生观察仪器结构和实验过程，达到更好的认知效果.
科学小实验以及原理篇2
关键词：初中科学；实验教学；有效开展；策略在初中科学教学中，有效开展科学实验教学有着重要意义。一个有效的科学实验中所包含的价值是不可估量的，因而，初中科学教师应该对科学实验教学的有效开展进行积极的探索。
一、重视科学实验教学的意义
就目前学校的现状而言，许多学校的科学实验教学并未受到重视。有的学校的实验室没有起到应有的作用，形同虚设；有的学校是否开展科学实验教学则是视教师的兴趣而定；而有的学校则缺乏必要的、标准的实验室等等。这些，都是学校对科学实验教学的不重视所致。其实，在实验教学中，往往包含着许许多多的科学知识，通过科学实验教学，不仅能有效发散学生的思维，还能促使学生养成科学的态度，从而有效培养了学生的各种能力并训练了他们相应的技能，进而提高学生的整体素质。因此，在科学教学中重视科学实验教学的有效开展势在必行。
二、科学实验教学有效开展的策略
（一）注重实验的演示
就科学实验而言，确实比较耗费时间及精力，因而在科学教学中，难免有的教师会产生厌烦的情绪，然后以“讲实验”来替代“做实验”，使科学实验教学得不到应有的重视。对此，笔者认为科学实验切不可以讲代做，教师一定要注重实验的演示，且在进行实验演示的同时务必达到演示的相关要求，具体可以从以下几点着手：
1.有明确的实验目的
在科学教学中，新课导入的有效手段之一就是实验的演示。如果实验的目的明确了，且层层深入地进行，对学生掌握相关知识是大有裨益的。如，教学“摩擦力”这一知识点，教师可以针对“摩擦力的大小受哪些因素的影响”这一问题通过进行实验演示来导入。教师通过对吊盘上物体重量的调整，让木块在桌面上做匀速直线运动，然后再往木块上加一个物体，就会发现，要是木块继续做匀速直线运动，必须相应增加吊盘上物体的重量。从而让学生明确“物体间的滑动摩擦力的大小与其间的压力大小成正比”这一结论，教师还可以通过变换滑动面的光滑程度来让学生明白滑动摩擦力的大小还受接触面的光滑程度的影响。
2.尽量让实验现象直观化
教师在进行科学实验演示时，一定要充分考虑到怎样才能便于学生对实验过程及现象进行观察，因为观察实验演示的过程就是学生们学习的过程，所以教师务必尽量让实验现象直观化。具体表现为：实验仪器尽量简单，避免复杂；实验过程简洁明了；尽量调动多种感官的参与。若演示实验复杂、模糊，学生不能从中观察到确切的实验结果，弄不清楚实验所演示的相关规律及原理，不仅于教学无益，还会适得其反。
3.注重实验的启发性
实验的演示能通过各种感性材料使抽象知识形象化。在此过程中，教师要注重对学生思维的启发，让学生通过观察，了解相关的规律及原理，从而产生实验兴趣。因此，教师在设计演示过程时，务必重视其启发性。如，进行“惯性现象”的实验演示，在杯口上放一块小硬纸板，纸板上放一个鸡蛋，快速将纸板抽开，鸡蛋没有随着纸板滚到地上，而是原地落入杯中。这一现象必定能有效激发学生的兴趣，促使他们思考相应的原理。当然，值得注意的是，教师一定要确保演示实验的成功，如果失败，不仅浪费课堂教学时间，更会让学生们对相关规律及原理产生不必要的怀疑。
（二）激发学生兴趣，引导其探究
1.优化实验方案，激发学习兴趣
教师在科学教学中，要充分通过优化实验方案来激发学生的学习兴趣，从而通过科学实验设计来培养学生的动手及动脑能力。尤其是让学生自己设计相关的科学实验，更是能起到事半功倍的效果。教师在教学过程中，可以引导学生收集一些关于科学实验的知识，积极组织学生自己进行实验设计，这样，既能有效拓宽学生的视野，又能充分开发学生的创造性思维。如，进行“大气压与人类生活”的演示实验，为了充分激发学生的学习兴趣，教师可以适当改编课本上的用带有橡皮球的玻璃罐吸皮肤的演示实验，变吸皮肤为吸气球，这样，同样能让学生通过演示实验来明确相关知识点。
2.进行游戏化实验，寓教于乐
一直都在提倡教育要寓教于乐，就初中科学实验教学而言，
将实验游戏化无疑是激发学生兴趣、落实寓教于乐的有效手段之一。现在的初中科学教材中，增加了许多实验，而这些实验，是可以将其游戏化的，这样，利于激发学生的兴趣，使其在有趣的实验过程中得到技能的锻炼以及学到相关的知识。如：进行“大气压强”的教学，教师可以引导学生将实验变为一个小魔术来进行演示：
用一个杯子装满水，然后在杯口盖上一块小纸板，将杯子倒过来，里边的水不会溢出。这就能极大激发学生的兴趣，他们急于知道原因何在。
3.利用多媒体演示实验，激发学习兴趣
有的科学实验比较抽象，学生难以理解，这时教师就可以利用多媒体来进行实验演示，这样，便于学生直观地观察整个实验过程以及清楚地观察相关的实验现象，这也是激发学生兴趣的极为有效的手段。利用多媒体演示实验不仅能使抽象的知识形象地展现在学生面前，还能有效地调动学生的多种感官参与到实验观察中。而且利用多媒体进行实验演示，教师可以根据实际需要，将实验过程按照要求将步骤进行简单化或者详细化的展示，利于学生对相关科学知识的掌握。可以说，多媒体的实验演示对于学生来说，确实是大有益处。
4.让学生动手实验，增强其求知欲
学生应具备的基本素质之一就是动手能力，而实验操作能有效培养学生的动手能力。因而在进行科学实验教学时，教师要尽可能多地为学生创造动手操作实验的机会，力求让每一个学生都能在实验操作的过程中有效提高自身的动手能力。甚至对那些能将实验操作顺利完成并能讲明相关注意事项及原理的学生，教师还可以让其充分发挥主体作用，也当一回小老师。就实验操作而言，动手的同时更多的是动脑，因此，学生在实验过程中对相关实验现象及原理等的了解及掌握，能有效地锻炼其观察能力、动手及动脑的能力。且在此过程中，学生们的求知欲得到了极大地激发，其兴趣自然更加浓厚。可见，让学生积极参与实验，实在是一举几得。
此外，在科学实验教学中，教师还可以其他的许多方式来激发学生的兴趣。比如针对初中生的心理特性，教师要极为注重其起步教学，因为兴趣是求知的动力。教师可以选择一些学生比较感兴趣的相关科学历史知识，配上科学教材中的插图，向学生介绍相关的历史故事，如阿基米德是如何验证黄金王冠的等等。这样，也能有效激发学生的兴趣。
（三）注重实验的时效性，提高实验效率
科学实验通过其有趣的实验过程及相关原理，固然能有效激发学生的兴趣，但是教师一定要注重实验的时效性，避免学生的兴趣仅仅停留在实验演示的趣味性上，导致本末倒置。因此，教师在科学实验教学的过程中，应注重实验的时效性，以促进实验效率的提高。
1.注重实验的全过程
教师在为学生演示实验时，务必引导学生在观察实验演示的过程中，要认真观察实验的全过程，掌握整个实验的主体及相关的条件、现象、结论等，不能只将注意力放在某个特殊或者有趣的现象上。毕竟实验是为相关的科学知识服务的，实验的主要目的就是通过整个过程及现象的观察，明白其中的科学原理或规律，所以学生在进行实验观察的过程中，要善于透过实验现象来明确相关知识原理。
2.严格进行实验操作
教师在组织学生亲手操作实验时，一定要确保让学生严格按照相关实验要求来进行操作。学生进了实验室，不能还未明确相关实验要求就胡乱操作，必须在教师的指导及指令下进行实验。在遵守实验室纪律的前提下，通过教师针对整个实验操作的注意事项、实验内容、操作方法等的讲解后，再按照教师的引导进行实验操作，严禁在实验室不听指令地胡乱实验。实验操作是规范性很强的操作，学生不能抱着毫不在乎、毫无顾忌的心态进行，实验操作的正确步骤及方法是有所固定的，学生切不可任意妄为。否则，不仅影响了整个实验操作的顺利进行，还可能造成不必要的麻烦。
3.注重实验时三思而后行
上文说道，实验操作能有效培养学生的动手及动脑能力。很明显，行动是思维的具体表现，因而学生在实验操作的过程中一定要养成三思而后行的良好习惯。在实验操作的过程中，先想好具体步骤，再动手实验，这样才能顺利完成实验操作的相关任务，才能使整个实验过程有序地进行。学生切不可不加思考就胡乱动手，对整个实验造成不良影响。因而，教师要注重培养学生先思后行的良好实验习惯，还可以在规范、安全操作的基础上结合教学内容进行创造性、探索性的实验。
（四）注重学生科学态度的培养
在科学实验教学中，有许多内容能有效培养学生的科学态度，对此，教师在教学中一定要善于利用这些材料，注重学生科学态度的养成。在实验过程中，引导学生要遵守实验的相关纪律、不损坏实验仪器、安全进行实验操作等等，这些都有利于学生科学态度的养成。教师在教学过程中介绍一些我国的科学史或者是相关的环保现状等，也利于培养学生的科学态度。科学史如造纸术的发明、结晶牛胰岛素的发现等；环保现状，如：温室效应、绿色食品、低碳生活等，也有利于培养学生的科学态度。
总之，科学实验教学在初中科学教学中的作用是显而易见的。而科学实验教学的有效开展，则是值得广大初中科学教师积极探究的问题，相信通过大家的潜心探索，初中科学实验教学必定能有效开展。
参考文献：
［1］黄孝长.初中科学实验教学中注意学生能力的培养［J］.双语学习，2007（8）.
［2］秦国成.提高初中科学实验教学有效性初探［J］.新乡教育学院学报，2008（2）.
科学小实验以及原理篇3
【论文摘要】本文首先分析了初中物理实验习题类型特点以及解题的技巧，然后结合初中物理教育和教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义。
【论文关键词】物理模型初中物理教育初中物理教学简单性原理
一、新课标对初中物理实验的要求全日制义务教育物理课程标准总目标提出：使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感；学习一定的物理基础知识，养成良好的思维习惯，在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法，经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识；具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神；关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。新教材中把科学探究作为一个重要的内容，贯穿于整个教材之中，近几年初中物理实验习题从类型和形式上都有所突破，特别在各地的中考中对实验的考查每年都在加强。大体上的出发点主要有：一是注重对操作过程和实验设计考查；二是对教材中常见的实验题的器材和实验环境进行变化；三是注重对实验失败原因的剖析；四是注重对实验过程的考查。二、初中物理实验习题三大类型的特点及解题技巧㈠测量型实验的特点及解题技巧初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种，共15个实验，这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。1、直接测量型实验共10个实验：⑴用刻度尺测长度，⑵用秒表测时间，⑶用量筒测固、液体的体积，⑷用水表测家庭自来水使用量，⑸用天平测物体的质量，⑹用温度计测水的温度，⑺用弹簧测力计测力的大小，⑻用电流表测电流，⑼用电压表测电压，⑽用电能表测电功的大小。直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等，而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入，常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一，便可基本无碍。2、间接测量型实验共5个实验：⑴用刻度尺、秒表测平均速度，⑵用天平、量筒测物质密度，⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率，⑷用电流表、电压表测电阻，⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用，也同时具有相应的实验原理：⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v＝s/t，⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法，⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η＝w有/w总、w＝F・S及二力平衡，⑷测电阻的实验原理是欧姆定律i=U/R的推导式R=U/i，⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种，①伏安法的实验原理即为p=U・i，②电能表、秒表测电功率实验的原理即为p＝w/t。解决此类题时，一定要细心，确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多，要格外注意。㈡探究型实验的特点及解题技巧1、不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验：⑴探究物质的一种属性――密度，⑵探究平面镜成像特点，⑶探究凸透镜成像规律，⑷探究摩擦力的大小与什么有关，⑸探究运动和力的关系，⑹探究液体压强的特点，⑺探究杠杆平衡条件，⑻探究动能（重力势能）大小与什么因素有关，⑼探究物质比热容，⑽探究影响电阻大小的因素，⑾探究不同物质的导电性能，⑿探究电流与电压、电阻的关系，⒀探究电流热效应，⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。2、不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的，其中最常见的有：⑴探究水果电池电压与哪些因素有关，⑵探究篮球反弹的高度与哪些因素有关，⑶车辆滑行的距离与哪些因素有关，⑷探究物体承受的压力与哪些因素有关，等等。物理科学探究活动一般有7个主要环节，依次是⑴提出问题，⑵猜想与假设，⑶制定计划与设计实验方案，⑷进行实验和收集数据，⑸分析论证，⑹评估，⑺交流与合作。各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以在对学生进行应考技巧的教育引导中，提醒学生对此不要产生心理上的障碍，只要抓住应用得当的方法，一般都能轻松解决。探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可附助已有的知识和结论，对试题所考查的内容和能力，做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出，往往可能会更注重探究过程的考查，因此解答此类试题时千万不要急于求成，而要体会出试题考查的方向，也就会从容应答。三、设计型实验的特点及解题技巧⑴物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放、或策略开放、或结论开放，可谓千姿百态。通过求解这一类问题，可以激发学生的求知欲，提高学习兴趣，考查学生发散思维能力和创新能力。因此，在一些中考试卷中，出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放型试题，它们成为试卷中的亮点，格外引人注目。⑵设计型实验题是指根据实验目的和要求，设计研究方案，运用不同于教材或试题要求的实验方法解决同一物理问题，此类题综合考查学生观察实验，运用所学的理论知识进行综合分析、归纳等能力，有一定的难度。近年来此方面的试题陆续增加并延伸到我们的生活周围之中，命题也已不局限于对教材已有实验的新设计。解答设计型实验时，首先要明确试题所需要解决的问题，然后结合教材所学相关知识和设计，进行分析和比较，从中发现其异同之处，从而进行创造性的变更和设计，在这种情况下一般问题都会得到解决。总之，普及九年义务教育是提高全民族的素质，物理素养是公民的科学素质的基本组成部分。我们基础教育一线的物理教育同行只有抓住实验探究教学，深化物理实验，让学生的科学素质真正能达到九年义务教育的目标
科学小实验以及原理篇4
关键词：化学实验自主学习兴趣改进
化学是一门以实验为基础的自然学科。化学教学不只是传授给学生基本概念、物质的性质、用途以及一些简单的规律，还应该要通过有效的实验教学手段来提高他们的动手操作能力。化学实验的教学，有助于学生对知识的感性与理性的认识，有利于学生对理论知识的理解与巩固；同时通过对实验现象的观察、实验数据的记录、以及对实验原理的理解与分析，使学生从纷繁变幻的现象中领略到化学领域的无穷魅力，从而激发学生学习化学的欲望与兴趣，提高学生解决化学问题的能力，培养认真的科学态度及科学的自然性，因此实验教学手段还可以在一定程度上决定学生是否能真正学好化学。
在教学中，如果能让学生亲自动手进行实验操作，反复练习，那将会使学生的学习积极性和主动性极大提高，也是其他任何教学形式和教学方法都不能替代的。然而在现实的化学教学中，由于种种原因，实验教学一直是个薄弱环节，导致许多学生动手能力极差。教师如果能在教学中充分发挥化学与生活实际联系紧密的特点，对教学中的一些实验略做改进:将演示实验随堂做、学生实验回家做、有趣实验补充做，将会收到意想不到的效果。本文结合自己的教学实际，谈谈对初中化学实验教学的一些改进。
一、安全而简单的演示实验让学生上台自己操作，发现并解决问题。
实验在化学教学的过程中起着一个不可替代的作用，它不但是学习化学的一个重要途径，也是进行化学研究的一个必不可少的手段。在化学教学中的实验中，分为学生实验和演示实验，一般的学生实验，理所当然的是学生利用实验课的机会，对最近学习的理论知识进行验证性实验。而演示实验则是教师在授课的时候，为了说明某些知识点而在课堂中进行的实验。对最近学习的理论知识进行验证性实验。在讲授化学基本操作的时候，让学生到讲台做固体药品的取用和液体药品的取用，既可以使学生得到锻炼的机会，又可以让下面的学生指出该同学在操作中的错误，使学生们在实验中及时发现问题及纠正错误，使书本知识到理解与巩固。
二、在化学教学过程中加入一些趣味性的小实验，使学生在学习上有了兴趣，从而自觉地、自主地去学习。
实验一：在讲解分子的基本特征之一中：分子是不断运动的，化学老师一般都是以日常生活中的例子，如“八月桂花香”、“墙内开花墙外香”、湿衣服晾干”等。这样既空洞又抽象。如果用碱的通性之一：碱能使无色的酚酞变成红色这样一条性质上设计一实验，证明分子是不断运动的小魔术。我认为可以这样设计实验：先在一张滤纸上用无色酚酞试液画上一只小动物（如：小猫、小狗、蝴蝶等），再用细线系在铁架台上，然后在滤纸的正下方放一只盛有浓氨水的烧杯，立即会看到滤纸上出现一只清晰的、红色的小动物。这样既可以满足学生对化学的好奇心，培养对化学产生的良好感情，又可以激起学生对化学实验的探究欲望。
实验二：课本中用带孔塑料筒，用纸团筒堵住小孔，用排水法收集一筒氢气，拿出水槽倒置筒下垫木条，拿掉纸团、点火。由于用排水法收集，有些学生纸团堵不紧，水排不出学生不易操作。收集好的氢气，学生由于心理原因，不敢点火，造成爆炸失败。在这个实验中我们采用透明塑料袋，充入空气，插入导管后压出一半气体，用橡皮筋系紧口。待塑料袋完全膨胀，抽出导管，用烧着的木条去捅塑料袋，随着“砰”的一声，袋子被炸得粉碎。此改进使实验更易操作，更安全。
三、实验的成功，才能给学生留下深刻的印象，才能有效地节省时间，提高课堂效益。
蜡烛火焰各层温度的比较，人教版教科书上采取如下方法：取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中，约1秒后取出，观察并比较火柴梗在火焰的不同部位被烧的情况。此操作学生很不容易把握，有时看到火柴烧着了，有的中间两端全变黑了。对此，我们让学生用一根细铁丝或细铜丝拉紧平放在火焰上。学生可明显地看到金属丝在外焰的部分发红，内焰及焰心部分较暗，从而可以推断出蜡烛火焰各层温度的高低，而且易操作，现象明显。
四、若在实验过程中做一些实验形成鲜明的对比，这样效果会更好。
实验一：实验室制取二氧化碳所需的原料为石灰石（或大理石，其主要成分都是碳酸钙）和稀盐酸。而有很多原料都可以制得二氧化碳，那为什么偏偏选择它们？这时可选择一些原料反应，让学生通过实验现象作比较，说明选择此原料的原因。若选择碳酸钠与稀盐酸，反应的速度太快，来不及控制与收集；若选择石灰石（或大理石）与浓盐酸反应，造成所收集到的二氧化碳不纯（混有杂质气体氯化氢）；若选择石灰石（或大理石）与稀硫酸反应，反应不能进行到底。从而不仅使学生牢固地掌握实验室制取二氧化碳所需药品和反应原理，而且也使学生学会对比实验和优化实验的方法。
实验二：在金属活动性的探究实验中，课本中是把不同的金属分别放在试管里面，然后观察实验现象，如果改成在同一透明的点滴板中，分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片，再倒入稀硫酸或稀盐酸，使四种金属同时接触酸液，这样便于学生比较实验现象，更具有说服力。
五、改进实验，可减少污染物的排放，强化环保意识。
化学实验经常会产生一些有害物质而污染环境，实验过程中应注意控制污染物的排放。如硫在氧气中燃烧产生的二氧化硫，毒性大，刺激性气味强，实验时要预先在集气瓶底放少量的氢氧化钠溶液，以减少危害。
再如，做燃烧条件的探究实验时，铜片上的白磷燃烧产生了大量白烟，若不做处理，教室里将浓烟弥漫，对学生的健康造成危害。
因此，我设计了如下实验方案:
先将a装置改装成B装置，改装后的装置的优点：不但能探究出燃料燃烧的条件，而且能避免产生的浓烟对环境造成的影响。但是我又寻思，B装置还存在缺陷，如果瓶塞塞的过紧，反应太激烈，瓶塞就会喷出。于是，我就设计了C装置，该装置既能探究出燃料燃烧的条件，也能避免产生的浓烟对环境造成的影响，而且当白磷燃烧时，气球就会膨胀，缓解气压，瓶塞就不会喷出。这样操作简单了，且强化了环保的意识。
我们的衣、食、住、行及生产无一不体现丰富的化学知识，只要我们善于思考、善于挖掘，一定能激起学生学习化学的兴趣。实验是最能吸引学生的注意力，因此要切实作好每一个实验的准备工作，确保实验的成功。另外可以成立化学兴趣小组，满足学生门的好奇心和求知欲，提高他们的整体素质，说不定未来的化学家将在他们中诞生。
总之，改进化学实验，是为了使实验更加简便可行，现象更加明显，原理更加科学，使实验教学更切合实际，更便于推广，从而服务于教学。只要我们处处留心，还有更多更好的方法可以使用。
参考文献：
科学小实验以及原理篇5
一、实验前运用期望理论增强学生自信心
科学实验前期的准备现状分析：
1.选择教材上的实验，循规蹈矩，缺乏甄别性。《科学课程标准》在第四部分实施建议中明确提出：科学课程的教学应具有一定的灵活性，要“用教材教”而不是“教教材”。“用教材教”是在更大程度上把知识的教学伴随在培养能力、态度的过程中。科学课的实验设计要有“用教材教”的意识，这样，才能把科学探究、情感态度与价值观的目标有机地和科学知识目标结合在一起。但是，仍然有部分教师毫无选择地将教材上的实验设计拿来就做。
2.班内组间任务一样，组间同质，缺乏差异性。小学科学老师在安排学生实验任务时基本上都是整齐划一，任务相同，一声令下，同时进行。“组间同质，组内异质”，这种现象相当普遍。我认为基于小班化的科学实验教学应该或者完全能够做到“组间异质，组内异质，人人异质，关注人人，人人发展”。
3.单纯考虑身高因素，个高在后，缺乏主体性。学习活动小组的座位安排也颇有讲究，有的老师按照学生身高安排座位，几个个子相对较矮的坐在一起，坐在一组，虽然这样不至于挡住后排学生视线，但我认为小班化的科学学习，尤其是实验课型，在座位安排上，充分考虑学生的智力因素、动手能力进行分组远比单纯针对身高因素进行分组好。换句话说，我们完全可以根据生情有目的地，有选择地安排座位，这样充分发挥“小先生”作用，彼此互帮互助，共同提高，达到“人人有事做，人人得提高”。
基于期望理论的小班化学生实验前期的教学策略审视：
1.美国心理学家弗洛姆认为，个体从事某种行为的动力，取决于行为目标的价值以及他对达到该目标可能性的期望。国家版教材也好，苏教版教材也罢，都为教师教学内容的选择预留了一定的空间，我们应该根据市情、区情、校情，甚至是班情，合理选择教材上出示的实验内容，力争让每一个孩子觉得老师让其做的工作，既具有价值，又非遥不可及。教师应该多用“你真棒”、“太好了”等鼓励性质的语言，老师应该为每一位学生设计“昀近发展区”的实验问题，体现适性化，全纳性。
2.弗洛姆提出，如果个体要完成的活动比较容易，而且活动结果的价值很高，那么活动的动机就较强。反之，如果活动的结果没什么价值，或者虽然目标价值很大，但实现目标的期望很小，个体活动的动机将会变弱。老师可以根据学生自然状况选择相应具有差别性的实验项目，安排不同层次的学生完成不同的实验任务，体现“关注每一个，发展每一个”的理念，从而达到“幸福每一个”的目标。
3.弗洛姆谈到，由于估计本身是一个主观的过程，因此，对于同样的目标，不同个体对其价值及实现可能性的估计可能也会不同。根据每一位学生的“估计情况、心理预期”为学生量身定做适宜的题目，让每一个学生都能动起来，从“高控制”走向“高互动”。
总之，实验前要运用期望理论增强学生自信心，想方设法让每一位学生先动起来，并有意识地进行优势互补。
二、实验中采用归因理论查找因素源
科学实验中期操作现状的回顾：
1.一次实验操作失败了，学生兴趣全无，并影响后续操作及他人实验。课堂上经常看到意志相对薄弱的孩子因为一次失败而垂头丧气，不是积极总结教训，而是认为老师布置的任务过难，或认为实验器材问题，总之将原因归为外部客观和不可控的因素而很少对自身查找原因。
2．一次实验操作成功了，学生沾沾自喜，并停下脚步坐享其成。殊不知我们科学结果需要多次实验，取其平均值，增强科学性，避免偶然性。
基于归因理论的小班化学生实验中期的教学策略审视：
最早进行归因研究的心理学家是海德，后来韦纳等人使其理论更加系统化。韦纳认为：个体在完成一项t作后，会从能力、努力程度、工作难度、运气、外部环境等方面进行归因。我们老师不仅要知道这一点，还应该明了不同的学生在对不同实验进行归因时，以上几种因素所起的具体作用会有不同。只有这样，才能对症下药，因材施教。这就需要做到如下几点：
1．教师在备课时，将前置调查情况分析细化到教学环节设计中，每一个实验旁都标注相关学生的名字，以提高针对性。
2．了解每一位学生的性格、气质、潜能和意志力等综合因素，知道每一位学生可能会如何进行归因，从而因势利导。韦纳认为：把行为失败的原因归结为外部的和不可控的因素，会降低个体的行为动机；而把行为结果归结为内部的、可控的因素，会增强个体的行为动机。
3．要把小班化基本理念转化为自己的教学行为，处理好教师讲授与学生主动学习的关系，注重启发学生积极思考实验成败原因；发扬教学民主，当好学生探究活动的组织者、引导者、合作者；激发学生的学习潜能，鼓励学生大胆创新与实践；创造性地使用教材，积极开发、利用各种教学资源，为学生提供丰富多彩的学习素材；关注学生的个体差异，有效地实施有差异的教学，使每个学生都得到允分的发展；同时合理地运用现代信息技术，要尽可能合理、有效地使用计算机和有关软件，提高教学效益。
三、实验后期总结自我效能感提升学习力
科学实验后期的行为观察：
1．科学实验后，对于教师而言，急于总结归纳结论的多，细致到位点评操作过程的少；或者即使点评也是一带而过，草草收场的多；培养学生自信心、学习力的少，毕竟老师还有教学任务需要完成。
2．科学实验后，对于学生而言，急于随波逐流，迎合教师结论的多，敢于质疑，具有自信，能够持续坚持研究的少，毕党学生常年受到“素质+应试教育”的影响，思想转变，概念更新有待时日。
基于自我效能感的小班化学生实验后期的教学策略思考：
1．班杜拉认为：个体从事某项活动的动机，在很大程度上与个体对自己从事该项活动胜任与否的判断有关，即“自我效能感”。通俗地说，闩我效能感就是学生根据以往成败的经验，相信自己对于处理某一方面任务，具有较高的能力或水平。鉴于此，我们不妨请学生在记录实验结粜的同时，也对自己的实验过程的经验及教训进行反思，及时总结，周而往复，养成习惯，扬长避短，取长补短。
2．自我效能感对个体完成挑战性的任务具有重要影响。俗话说“艺高人胆大”，个体面对困难和挑战性的情境，之所以敢于冒险和承担责任，一个重要原因就是具有较强的自我效能感。
科学小实验以及原理篇6
[关键词]研究型教学；农业植物病理学实验；双选模式
[中图分类号]G642[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2017）02-0055-02
以“学生发展”为中心的研究型教学是一种新型的教学方式，已广泛在我国“211工程”和“985工程”实施高校中得到运用[1][2]，例如西北农林科技大学[3]，其依托专业优势研究特色，从教学模式和人才培养等方面形成差异化人才培养特色，对创新型复合人才培养具有重要价值和推动作用。研究型教学基于“问题式学习”[4][5]，由任课教师根据实际课程内容、重难点等设置“问题式开放课题”，学生自主选择开放课题，积极主动思考，实际调查研究，讨论和形成报告等。在这个过程中，教师不仅要熟知课程内容及教学重难点，还需要具备过硬的相关专业的领域知识，不断学习并获取学科前沿发展动态，同时还需要具备实际的教学与科学研究能力，这样才能有效的推动研究型教学有序开展并行之有效。
农学专业是我校省级和部级特色建设专业，也是省级卓越农林人才教育培养计划改革试点项目专业，培养适应新时代创新型农业人才是专业培养的核心目标。作为农学专业的专业基础课和必修课程之一的农业植物病理学及其实验课程，具有理论性强和实践性强等特点，为适应现代农业的发展和培养农学本科创新性科技人才的要求，亟须改革传统的“以教为主”和“模仿性”实验的教学方式，在这种教学方式下，学生学习主动性、探索性及创新性都未得到很好调动，使其对教学内容不感兴趣，研究思维受到抑制，最终导致学生的创新实践能力缺乏。[6]针对上述问题，在教学过程中尝试采用研究型教学方式，“以学生发展为中心”，从实验内容和实验方法等方面设置“双选模式”进行改革。经过几年的实践，明显提高了学生的实践创新技能，取得了较好的成效。
一、“双选模式”研究型教学在农业植物病理学实验课程的具体运用
（一）优化组合实验课程教学内容，学生根据掌握程度实现必修实验和选修实验课程
近年来西南地区现代农业发展很快，集约化农业生产及土地栽种作物的变化形成了新的现代农业特点及相关农业生产问题，如机耕翻土替代传统的人畜力，免耕技术运用，秸秆还田等，新的农业生产特点带来土传病害更为严重，积年流行病害加重等实际问题。我们农业植物病理学实验作为必修实验课程，适应新的农业问题，提出优化组合实验教学内容。以前针对农学专业开设的农业植物病理学课程在理论教学中注重粮食作物重要的病害讲述，但近年来农业结构调整极大增加了经济作物的栽种面积，特别是西南地区呈现跨区域种植蔬菜、中药、果树等造成病害发生严重并影响农业产业的发展，为此在农业植物病理学实验课程中，我们增加了非粮作物病害与粮食作物病害的特征比较，设置为植物病害诊断，将植物病害症状观察和植物病原菌形态观察实验优化组合，在利用放大镜及目测观察植物病害症状的时候，让学生挑去微生物病症在光学显微镜下观测病原菌菌丝形态、孢子特征等，并有效绘制实验图。
如在西南地区的春季田间经常发生的小麦白粉病，其病征是粉状物和点状物，挑取白色粉状物可观测分生孢子，挑取黑色的点状物可观测闭囊壳及子囊孢子。而针对常年都可能发生的白菜软腐病，可观察软烂的病组织，还可挑取白菜软腐病其病征的菌脓观测细菌形态，还可通过革兰氏染色鉴定该病原菌。实验必修内容还必须涵盖植物病害侵染方式、侵染过程和传播方式及防治方法等实验内容。通过比较真菌、细菌、病毒等植物病原菌入侵寄主植物的方式，如伤口、气孔入侵等，深入认知不同植物病原菌的入侵方式及入侵能力特点，这将是植物病害防治方案的理论基础之一，使学生深刻理解如何有效利用不同的农业措施，采用合理的防治药剂方式、药剂剂量、药剂剂型等有效防治植物病害。
实验选修内容主要利用我校小麦研究所和水稻研究所几十年积累的育种优势，利用其试验基地种植的几十甚至上百种特有小麦及水稻品种，从育种、保种及生产试验基地，在实验内容上增设植物抗病性与病原致病性研究型实验，让学生从实验室到田间进行实际生产，获取第一手的实验操作技能和实验体会。根学生对课程的选择，分成小麦抗病性与病原致病性研究实验和水稻抗病性与病原致病性研究型实验两个类别。学生通过学习，可了解并掌握农作物抗病性鉴定方法及植物病原菌致病力鉴定方法，小麦和水稻品种及其抗病性优势，植物病原菌致病力差异。这将有效激发学生对这些实验现象产生探究想法，使学生主动根据其对知识的渴求及掌握程度继续选修模拟主要农作物如水稻、玉米和小麦的病害发生传播方式及防治相关的实验课程。这可以形成较为完整的实验内容体系，使学生对病害认识有全局和系统性认识，让学生理解农业育种新的思路和方法，紧跟学科前沿和学科综合融合发展热点，对学生继续深造和就业有积极的引导作用。
（二）优化课程教学方法，学生自主选择以项目小组还是个人方式进行实验
我校现在实行课程网络化管理，可更为有效的管理课程开设及让学生自主选择。基于我校现行的实验教学管理系统，我们将农业植物病理学实验课程进行合理设置，将课程容量设置为16人的实验小班，可有效提升实验效率及教师的精确指导，同时根据上课学生人数设置几次相同内容的实验课程，学生自主选择上课时间。同时，为提升学生的团队协作学习能力，根据实验课程需求设置为项目小组和个人方式，学生根据个人掌握实验程度及个人意愿决定参与项目小组还是个人实验。在必修和选修实验环节，项目小组人员设置为每组不超过3人，并设置一个组长，统筹全组实验开展情况。实验课程开设前，实验老师单独指导每组学生自主设计实验题目，完成项目小组人员设置和分工，形成实验项目团队，让每个学生都能充分发挥个人优势及参与度，锻炼学生的团队合作能力。实验教师主要引导项目小组组员积极参与实验课程，对其需要进行的探究实验给予科学性指导。针对个人实验，主要指导其如何正确利用实验方法及实验技能、实验思维方式等等。
为更好的优化实验课程教学方法，我们利用学校现有的实验条件，如温控温室、实验田等，从课程方法上增加温室实验和新鲜感病样品，用研究型实验取代验证性实验等。同时为更好体现在农业植物病理学实验课程具有的真实性和实践性等特点，直接从农业生产当季的田间采集实物感病材料作为实验观察的样品，将经典的模式玻片标本实验观察改为辅助内容。在实验课程开设前，提前设计好实验大纲，让学生根据大纲自主选择实验题目，在实验老师指导下自主设计研究方案。这使农业植物病理学实验更加直观和具有时效性，极大提高了学生对病害的识别和鉴定能力。
二、“双选模式”研究型教学在农业植物病理学实验课程的实施成效
该项改革在西南科技大学2012-2013级两届农学专业本科学生的教学课程中进行，取得了良好的效果。学生通过“双选模式”研究型教学课程改革，深刻体会实验课程从实验室到田间地头的过程，限制性的室内实验与受环境影响的田间实验的差别。实验课程改革对学生素质提升最为突出的方面是对病害症状和病症识别及根据寄主有效鉴定病害能力等方面，促进了学生系统学习并运用植物分类学，有效的运用植物生理学等原理进行病Y的科学解释。通过“双选模式”研究型教学，学生具有自主性，能根据感兴趣的课题进行主动思考，探求解决问题的措施，可平等自由发表个人对课题问题的见解。创新运用各种新媒体使实验课程丰富而有趣，学生的动手能力及观察识别能力、表达能力、团队协作能力都有了极大提高，不再以教师讲授的知识为唯一性答案。学生对现代农业形成较为正确的认识，提高了理论认知并提升了实践操作技能，增强了专业技能和创新能力，为学生深造及就业拓宽视野，为参加农业生产和科学研究打下坚实的专业基础，促进其努力发展成为适应现代农业发展和创新性的农业科技人才。
[参考文献]
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科学小实验以及原理篇7
关键词理论与实践演示实验教学改革
中图分类号：G642文献标识码：aDoi：10.16400/ki.kjdkz.2015.09.024
Discussiononintroducingobservationexperimentin
UndergraduatetheoryandpracticeCourses
CHenGHanwen[1]，tanGYihong[1]，LUoJin[2]
（[1]SchoolofChemicalandenvironmentalengineering，Shanghaiinstituteoftechnology，Shanghai201418;
[2]StateUniversityofnewYorkatBinghamton（Binghamton），newYork，america13902）
abstractthispaperintroducesthetheoryandpracticeofundergraduatecoursesintroduceatomic，molecularsizebyobservationDemo（Demonstrationexperiment）conceptforthepresentstudentstheoreticalunderstandingofinstrumentalanalysisisimportantgiventhesizeofthesubstanceandtheatoms，combinedwithinternationalcooperationprojectgrouphasexperienceinDemorespect，pointingouthowtohelpstudentsinthe"intermediateinstrumentalanalysis"（Bilingualteaching）coursereallyestablishclearmolecules，atomsconcept，whichwillbettercombinetheoryandpractice.
Keywordstheoryandpractice;demonstrationexperiment;teachingreform
对于本科生来说，理论与实践的教学课程有很多，而对于许多化学专业的学生而言，仪器分析类课程将理论和实践很好地结合在了一起。而在这些仪器类课程中所涉及的光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜（tem）等显微技术如今在本科生的实验室中并不陌生。但是仍然有很多学生在学习中接触到的原子和分子尺度概念时候理解不清晰。
在上述的一系列技术中，尽管实践用仪器（如tem）的分辨率高一些，这些技术却均不能提供原子级的分辨率。自从20世纪80年代早期G.Binnig和H.Rohrer（1986年获得诺贝尔物理学奖）发明了Stm（扫描隧道显微镜），研究者们对Stm仪器和应用的兴趣呈爆炸式增长，并因此在原子/分子水平上开辟了科学和工程的许多新领域。
为什么要让本科生在本科学习阶段就要观察和了解原子这样理论而又抽象的概念呢？首先，因为材料中原子或分子的存在是一个重要的化学概念。学生通常对一个已知物质中的原子大小和数目的认知感到困难。光学显微镜可以用来检查物体的细节，但是只有物体的大小大于光的波长才能被观察到，小到原子级别则无法达到可视化。其次，纳米尺度上的原子排列决定了材料的宏观性能。通常学生难以将相似元素组成的材料宏观性能与原子级的结构关联起来。
在分析化学专业的本科生课程设计中，像仪器分析课程这类理论与实践相结合的课程都是必修课程。随着各种检测技术不断更新，化学/材料类本科生也应该对仪器分析技术的发展趋势有所了解。自从纳米技术的问世，在纳米材料表面通过特定的设计实现原子/分子级别特殊排列成为研究者们追求特异纳米功能的重要途径。所以通过仪器分析的检测手段让本科生增强他们的原子、分子概念对于培养我们的本科生适应更快的科学发展尤为重要。
在“中级仪器分析”这门课程中有一章节将电化学方法中的理论知识点――库伦分析法和原子层中原子个数的计算联系了起来。如，一定的电流和时间将会在1cm2中沉积多少个铜原子？一定个数的铜原子需要多大的电流才能在一定的时间里沉积满一个单原子层/1cm2？在这一章节的学习中我们发现学生对原子水平的理解甚少，进而对这一量化计算过程感到陌生。考虑到学科发展的需要以及培养学生知识面的完整性，我们决定在“中级仪器分析”这门课程中引进表征原子尺寸的有关手段。然后，尽管在各大高校中Stm和aFm等仪器已不罕见，但是此类仪器常常放置在研究中心或重点实验室供科研、创新项目使用，所以本科教学的实验中引入这类仪器的教学环节还是有一定的难度。早在2002年，美国纽约州立大学宾汉顿分校分析/材料系就有过报道，关于本科生动手做Stm的检测实验进而对原子和分子概念有了较深刻、全面的理解，并且该校本科生的这一实验过程均已录制存档。考虑到我们的“中级仪器分析”课程是双语授课，（下转第137页）（上接第50页）所以我们利用该校的实验摄像和网络版动画作为教学中演示实验（Demo）的工具。并且在Demo观摩实验前后，我们对本科生进行了一些有关于原子、分子尺度问题的调查，来评估他们在这样的教学模式中获益的程度。在Demo观摩实验过程中，我们给学生进行了详细的讲解，如下：
（1）Demo（演示实验）程序。考虑到“中级仪器分析”课程是双语课，所以我们利用国际合作课题组以本科生的Stm动手实验过程为素材制成的录像和网络版动画作为教学中演示实验（Demo）的工具。在理论课程中，详细讲解Demo的实验步骤和关键性问题。在Demo演示过程中，使用了Stm对具体的样品（如高度有序的热解石墨，HopG）进行了成像。
（2）数据处理和讨论的额外方向及注意事项。在Demo实验观摩过程中，学生们记录的图像实际原子分辨率各异。但是因为我们的目的是培养学生具备基本的成像概念去观摩实验，所以允许这样的差异存在。
在Demo实验观摩过程中，学生们思考了许多有关于理论方面的原子级概念的引导性问题，让其在实验报告中阐述。例题包括：样品为什么观察到“六元环中的三个原子”这样的排列而不是“六元环中的六个原子”排列;怎么计算原子个数/平方厘米或摩尔数/平方厘米形式的表面堆积密度等等。
（3）对学生的评估。在介绍Spm讲座和观摩Demo实验之前我们对学习过相关理论课程（仪器分析类）学生进行了内部调查，目的是为了评估Demo实验观摩前后本科学生在学习原子尺度的概念时取得的任何进步。得到的结果是平均分低，验证了我们的最初估计：学生对原子尺度的概念了解甚少。在最后的测试中，我们设计的问题也涉及到了这些概念。我们发现通过这些练习使得学生们对原子尺度概念的感知有了显著的改善。以Demo观摩实验的观察、测试、口头报告以及分析仪器方法特殊项目和分析化学导论课程的最终报告等作为基础，对这方面进行了进一步的研究。
总之，我们已经在理论与实践结合的中级仪器分析双语课程中引入一种新的Demo观摩实验，使得本科生可以不进入实验室即可了解到Stm。Demo观摩实验强调晶体材料的原子尺度可视化。学生们从观摩实验中掌握了原子尺度的概念将会对他们进一步的探究性学习和实验活动有益。我们鼓励其他人也考虑将本观摩实验引进本科的理论与实践教学中来。
本文是上海应用技术学院引进人才基金项目（no：10120K156009-YJ2015-9）、2015年“上海高校青年教师培养资助计划”（no：1021ZK151009005-ZZyy15099）研究成果
参考文献
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科学小实验以及原理篇8
自主学习(selfGregulatedlearning)是指学习者在一定程度上从元认知、动机和行为方面积极主动地参与自己学习活动的过程,这一过程可能需要有教师的引导、启发和扶持,但其核心是学生积极主动控从学生自主学习的内在与外在条件来说,绝大部分大学生具备充分的心理发展水平和知识储备,具有较好的内在学习动机,也就是“想学”,但学习策略欠缺,即在没有指导和帮助下,对既定学习任务缺少相应的问题解决策略,学习过程中的自我管理和监控不够,缺少相应的自主学习引领环境,遇到学习困难和干扰时意志控制维持不够,以致自主学习效果不佳.而一般说来,在学生学习的过程中,受到的引导、监督和启发越多,学生从中获得的学习经验就越多,就能更明确地意识、指导和调节自己的学习过程.现阶段,大学教师对学生自我学习的引领和指导不够,是造成这些问题的主要原因之一[5].
2自主趣味实验促进自主学习
2．1自主趣味实验的提出
自主学习既是一种学习活动,又是一种学习能力,这种能力的发展过程是从他主向自主不断转变的过程,这一过程中需要教师的有效引导,为学生创造一个有利于自主学习的环境尤为重要.大学中的自然科学多以实验为基础,很多理论规律的得出与应用都与实验密不可分.在传统大学教学过程中,常以教具、演示实验及生活实例为课程资源辅助理论教学,其课堂氛围和教学效果明显优于单纯的理论讲授,而引导学生根据所学知识进行自主设计和演示趣味实验,是提高学习兴趣、促进自主学习成效的又一个良好途径.自主趣味实验是指在教师的引导下,由学生运用所学知识、概念和规律,自主设计和演示一些实验现象明显、趣味性强的实验或小型科学玩具,或者对现有的实验及科技作品进行改进创新.实验作品强调自主性和趣味性.这些作品可以由学生在课堂上操作演示,也可以供学生课下交流切磋.整个过程符合青年学生对事物具有强烈好奇心和敏锐观察力的特点,易于使他们产生探究缘由的兴趣.在探索、操作和改进趣味实验的同时,强化了对理论知识及规律的理解,增强了学生的动手能力,发掘了学生的创造力,促进了自主学习能力的提高.
2．2自主趣味实验的独特教育功能
2．2．1趣味性强,激发探究兴趣在这种演示实验或科学玩具中,特别强调作品要有较强的趣味性,产生的科学现象一目了然又较为奇特,这就使实验有了较强的吸引力,激发了学生强烈的好奇心和探究欲望,引导他们进一步看明白、弄清楚现象背后的原理,这是传统教具和实验仪器所不能比拟的.学生在操作玩耍的同时,就是探究和学习的过程,寓教于乐,符合青年的认知规律,也符合自然科学以实验为基础的学科特点.2．2．2小巧简便,易于操作演示传统的教具和实验仪器大多结构复杂、精密,操作过程中不仅搬动困难,而且有较为严格的操作规范,有的甚至需要多人共同完成,因此往往由教师亲自操作演示或者指导学生操作完成,而自主演示实验或科学玩具,则不存在以上问题.它们一般结构小巧、操作简便、携带方便,科学原理和规律的应用清晰明了.因此,可以使学生轻松参与演示,探究机理.2．2．3探究空间广,利于科技创新传统教具和实验设备一般只能选择一些小型轻便的在课堂上演示使用,使用完毕后要按使用规定及时归回实验室,学生没有更多的时间操作演示和研究仪器本身,而自主设计和演示的趣味实验或科学玩具相对来说,就不受空间限制,普及性较强.它不但能在课堂上教室里发挥教学功能,更能延伸到课外,让每一个学生都有机会进一步看清结构、弄懂道理.一些结构小巧、制作简单的相对成本也比较低,甚至可以每人亲自模仿制作一套,随时随地自主学习探究,这也为学生之间相互讨论、共同学习创造了良好的氛围.2．2．4自主性强,培养综合能力实验作品由学生自主设计方案,现象明显、趣味性强,能集中体现科学知识和规律.这促使学生自主学习、准备阶段查阅相关实验和理论文献、弄懂科学原理,开动脑筋设计实验方案并分组讨论,也只有具有良好的小组协作能力,才能共同设计出演示效果好的实验作品.实验设计过程中出现的各种实际问题能够及时解决,并应用所学知识不断完善实验作品,这是一个对理论知识深入探讨、学以致用的过程.在传统的实验教学中,实验目的、原理、步骤甚至数据表格,都是给定的,限制了学生自主学习的开展,而自主设计调试实验作品,要学生自己用原理、做步骤、列表格,给他们提供了足够的自主学习、探究的机会[6].实验展示部分在课堂上进行,这对学生的实验操作能力、科学思维能力、语言表达能力、心理素质、临场应变能力、小组协作能力等都是一种检验和锻炼.可以说,自主趣味实验实际上就是为学生提供了一个小型科研平台,是对学生自主学习能力、沟通能力、合作能力、心理素质等多方面能力的综合锻炼.
3自主趣味物理实验的教学实践
3．1主要工作内容
我们在大学物理教学过程中,尝试实施了自主趣味实验和科学玩具的自主设计和演示,在提高学生自主学习能力方面取得了较好的效果.实施过程本着循序渐进的原则,主要做了以下几方面的工作.首先,由教师自主设计几个趣味性较强的实验,学期初在课堂上演示.一方面是直观地向学生说明应该怎样做,另一方面是抛砖引玉,调动学生参与其中的积极性.实践表明,学生探究意识很强,而且他们非常乐于接受这种方式.接着,布置课外任务,将班级学生每4~5人分成一个小组,每组经过讨论选定并负责一个题目,按规定时间在课堂上演示讲解8~10min.内容由自主设计趣味实验、自主设计科学玩具、现有科技作品的改进、较复杂系统的专题研究等几部分组成,学生可以自由选择.为了突出探究精神,避免学生认为只有复杂的问题才是要解决的,特别指出问题可大可小,但大问题要清楚,小问题要深入.任务布置后,先给学生一定的时间准备课题,然后对课题进行汇总,给出指导意见,再根据课题内容类别,安排与力学、热学、电磁学等大学物理教学内容相一致的时间段进行演示[7G8].学期末,对活动内容和每组表现进行总结,根据每组表现统计评价成绩(由其他组的学生进行即时评价),将评价结果计入期末平时成绩,并给予一定物质奖励.除了在日常教学中穿行自主趣味实验外,还积极指导积极性高、实验能力强的学生参与科技创新等活动,受到了动手能力较强学生的欢迎.
3．2趣味实验列举
下面列举一些学生自主设计或在原有基础上升级的物理趣味实验和科学玩具[9G10].3．2．1力学类回转滚筒:用易拉罐、橡皮筋、螺母等做成滚筒,将滚筒用力推出后,它能够自动回转.学生对现象感到好奇,进而思考自动回转的物理原理.让他们分析这个过程中动能与弹性势能之间的相互转化关系.同理可做成依靠回拉上弦获得动力的玩具汽车等.跟头虫:把小钢珠装入大小类似的胶囊中,将其放在硬板上,稍微倾斜硬板时,胶囊就会自动翻跟头.在观察到现象时,学生都感到很神奇,以为胶囊中有磁铁之类的东西.揭示其中的奥秘之前,可以先请学生猜测原因.3．2．2热学类蒸汽船:用易拉罐、毛细管、蜡烛等做成蒸汽船,加热毛细管时蒸汽喷出,船向前行.仅仅一根毛细管中的水就可以使船前进,观后学生为之惊叹.请学生分析其中的动量变化与守恒条件.3．2．3电磁学类魔棒:将大小相同的铝块和磁铁块分别放入竖直放置的金属铝管中,铝块能够自由下落,而磁铁块的下落速度远小于铝块.学生为此现象感到迷惑不解,想知道里面到底是怎么回事.提示学生利用学过的电磁感应原理,分析涡流的电磁阻尼现象及能量守恒问题等.进一步深入,请学生对仪器进行改进,以观察到磁铁块在铝管中的运动情况.3．2．4光学类立体漂浮魔镜:两面凹面镜组成底座和盖子,在底座内放入一物体后,可通过盖子上的圆孔看到稍大的物体的像,好似物体悬浮在圆孔之上,实验现象较为奇特.旋转式立体漂浮魔镜:在立体漂浮魔镜的基础上,在底座里加入旋转式投射灯,镜中的物体可以旋转,观察到的像就是动态立体的.
4实践的意义与感想
科学小实验以及原理篇9
关键词：CDio；理论与实验；应用研究型课程；科研兴趣；创新能力
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）32-0167-02
一、前言
随着我国素质教育改革的不断深化和推广，国家教育部适时引入了国外CDio教学理念[1]，旨在不断提高学生的实践能力和综合素养。CDio代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（implement）和运作（operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验，是一种将实践教育与理论教育相结合的教育理念。针对目前大多数本科生的创新及实践能力较差、科研兴趣不浓、难以适应市场需求的现状，通过各种方式及途径来提高学生的科研兴趣、创新及实践能力的课程改革与实践也应运而生。开展研究型课程学习是基础教育课程改革的一个重要内容，它符合素质教育对中小学教育的要求，有利于培养学生的创新精神和实践能力。研究型课程，指的是学生在教师指导下，根据各自的兴趣、爱好和条件，选择不同的研究课题，独立自主地开展研究，从中培养创新精神和创造能力的一种课程。其重要特征是坚持学生在课程实施过程中的“自由选题，自主探究和自由创造”[2，3]。而应用研究型课程是我校近年来根据教育部关于高等教育教学改革的发展方向[4]，针对本科生课程开展教学改革的重要举措之一，其目标是：培养学生具有永不满足、追求卓越的学术态度，培养学生发现问题、提出问题、从而解决问题的创新能力；其基本内容是：在提出问题和解决问题的全过程中学习科学研究方法、获取丰富且多方面的学术体验和获得科研知识；而基本的教学形式是：在教师指导下，学生自主采用研究性学习方式开展应用学术研究。本文以作者所实践的应用研究型课程为例，分析了目前大学生科研兴趣不高、实践能力不强的原因，并提出了一些改革经验及措施。
二、学生科研兴趣不高及实践创新能力差的原因分析
目前，相当一部分大学生不能对所学的理论知识和学科实践做到有机结合，导致对科研兴趣不高和实践创新意识不强[5]。针对这种情况，我们结合《纳米材料的制备及表征》应用研究型课程的学习情况，认为主要有如下几个原因。
1.基础知识薄弱。低年级学生在做基础实验的时候，老师没有将理论知识分析透彻，学生缺乏对实验原理及实验操作的提前探究，以至于每次实验都仅仅只是按照老师所给的步骤按部就班，没有做到更深层次地剖析实验的内部因素以及实验设备的使用原理，以至于做完就忘，根本不能更好地运用在今后的实验和工作中。而对于高年级的学生来说，心思主要放在了找工作和考研上，对实验马虎了事。这就导致了理论知识不够丰富，实际经验又缺乏，致使学生根本不会想着所谓的培养科研兴趣，提高创新能力。
2.不了解学科发展的新动态。由于没有浓厚的科研氛围和相关专业老师的指引，导致很多学生的科研兴趣没有得到更好地培养，创新意识也未能得到系统的训练；其次是由于缺乏对本学科的最新科研成果和研究方向的了解，使学生渐渐失去对本专业学科知识的兴趣以及对最新的科研动态的了解意识，进而未能及时打下雄厚专业基础知识、在实践中提出自己的新见解。
3.理论知识和实际操作的结合不够及时。目前本科生的课程设置通常是一、二年级全部为基础理论知识，三年级之后才开始涉及专业实验课程。因此，到三年级开设专业实验课程时，由于学生对低年级时所学的理论知识记忆不深、理解不够透彻，使其在实验过程中弄不明白实验原理，理不清实验思路，对实验仪器操作因不熟悉而产生抗拒感。如本学院的金属材料专业学生在一、二年级就学习了《材料概论》等有关于材料的结构、性质及制备的专业知识，因没有接触到任何相关实验，因此只能死记硬背，应付考试。对书中所提到的一些实验原理和方法、实验设备的原理和使用技巧以及实验数据的处理等方面的知识，没能得到及时的实际操作和体验，觉得所学的知识没用。因此，不合理的课程设置导致理论知识和实际操作的结合不够及时，使学生渐渐觉得科研遥不可及，最终丧失了对科研的兴趣，更别说创新的培养了。
三、提高学生的科研兴趣和创新能力的应对措施
在传统的本科教学过程中，多数课程主要着重于理论知识的讲授，学生很难发挥自己的思维创新能力；而应用研究型课程是着重培养学生动手和创新思维能力的课程[6]，不但能让学生收获一些关于其研究领域的知识，而且能培养学生的自主学习能力，使学生在完成一系列的实验内容过程之后，既可以进一步巩固基础理论知识，使理论与实践达到融会贯通，又能够不断提高自身的创新意识和操作技能。更重要的是，通过一系列的实践活动，可以提高学生的适应性和激发学生对科研的兴趣和创新能力。以下以应用型研究课程“纳米材料制备及表征”为例，具体阐述提高学生的科研兴趣和创新能力的措施。
1.巩固基础知识、拓展知识面。“纳米材料的制备及表征”课程分为三个模块，分别为理论模块、实验模块及能力测试模块。这三个模块的训练实施始终贯穿于每次的授课中。授课内容基本按以下的程序进行：首先，上课前告知学生一个主题，并围绕该主题给学生留下几个问题，要求学生去查找该相关文献，收集数据，了解相关的知识。并且保证学生在每个实验项目前有充足的时间预习实验内容。其次，上课时，先组织学生对他们所收集的资料进行讨论，让同学对即将进行的实验的原理、实验步骤、可行性等方面提出自己的看法，然后集思广益，确定一个最佳的实验方案，随后各个小组根据实验方案分别进行具体实验操作。最后，学生提交实验报告，老师进行点评，并就实验过程中出现的具体问题和错误及时进行指正。在这个过程中，不仅极大地调动了学生的自主学习积极性，而且使他们的思考更有方向性和目的性，帮助学生更透彻地理解和掌握实验的原理和准确控制操作步骤。学生对实验中涉及的理论知识有针对性地查找各种相关资料的过程，本身就是一个“温故而知新”的过程，对把原有知识的融会贯通及巩固与加强具有很大帮助。此外，本课程通常还会留一些课后思考题来测试和拓展学生的知识面。这种新型课程，既使学生收获实验过程带来的快乐，又收获知识的积累。并且通过课前讨论、课堂指导、课后总结的方式，达到夯实理论知识和实践动手能力的目的。
2.介绍学科发展新动态，扩展学生思维空间。本课程通常在课前对某一主题的相关领域进行介绍，布置课前作业，让学生课外自行收集材料。如在进行“纳米硫化锌的水热法制备”这一实验项目时，授课教师先介绍纳米硫化锌的结构及物化特性，随后介绍纳米硫化锌的最新用途及应用前景，然后让学生去查询硫化锌的相关制备方法、用途及性能，重点查询水热法制备硫化锌的方法原理及操作步骤、预期实验效果等。学生开展实验时，要认真观察实验现象，并对出现的异常现象要及时分析原因，同时教师通过灵活改变实验条件，让学生发挥想象力，验证自己对实验结果的猜想，并与老师作经验分析和讨论。通过这一过程训练，不仅让学生了解了该学术领域的最新发展动态，同时也使他们的思维空间得到了扩展。
3.加强理论及实践相结合，提高实验操作技能。本课程与传统理论授课的最大区别之处是我们把实践与理论知识密切结合，将理论知识贯穿于实验项目中。如在传授纳米材料特性（如量子尺寸效应）的相关知识时，我们设计了一个实验项目“纳米金胶体的制备及吸收光谱的测定”，通过实验让学生直接观察到纳米金的颜色随其直径由大到小呈现红色至紫色的变化，而吸收光谱的最大吸收峰也随粒径的变化发生红移或蓝移现象。通过类似实验，使学生对纳米材料的相关知识了解地更加深刻。此外，在实验过程中，我们经常要使用到一些先进的分析仪器，学生通过教师指导并自己动手使用仪器，对他们认识、掌握仪器的原理、结构以及使用方法更为直观及全面。这些都是在传统课堂中没有办法学到的，对于拓展学生的知识面、帮助学生巩固学过的相关知识、提高其实验操作能力及分析问题与解决问题的能力都有很大的帮助。
四、结语
纳米材料的制备及表征是我校为材料类专业本科学生开设的应用研究型课程，主要讲授纳米材料制备及表征的基本专业知识，以利于学生拓宽知识面、开拓视野，为学生发展个性、学会选择开辟了一个比较广阔的天地。学生经过课程实际实验训练后，其科研兴趣及动手能力得到进一步加强和提高。对加强材料科学与工程专业的学科建设，使学术性与实用性并重、培养能适应未来社会发展需要的复合型、通用型人才具有积极意义。
参考文献：
[1]李阳旭，孙艳玲.基于CDio教育理念的课程教学研究[J].教育教学论坛，2011：143-144.
[2]徐仲林，徐辉.基础教育课程改革理论与实践[m].成都：四川教育出版社，2005.
[3]张伟，唐思贤，郑晓惠，许玲，周忠良.大学研究型课程的建设理念与实践[J].高等理科教育，2009，（4）：125-127.
[4]教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[Z].教育部高等教育司，2007年2号文件.
科学小实验以及原理篇10
研究性学习能突出学生在教育中的主体地位，为学生提供自由活动的空间，优化学生的智能结构，在当前，它代表了教育改革的方向，那么，在初中物理教学中，如何开发和实施研究性的学习呢？爱因斯坦有句名言：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”在物理研究性学习中，首先要解决的便是研究课题的提出，下面，结合初中物理教学实践，我认为研究性学习应包括课题的提出，课题的选择，探索课题和教师原则指导四个环节。
一、课题的提出
由于研究性学习的开放性，我们往往是首先寻找课题，简单的说，就是提出问题。我认为，它大致来源于以下几个方面：、
1．物理教材内部
物理是一门以实验为主的基础性学科，在九年义务教育人教版初二物理教材中，物理的定义是：研究的是关于力的、声的、热的、光的、电的现象，找出它们发生的原因，并研究怎样利用它们来为人类服务。在课本上，很多实验或问题的探究本身就是一个研究性学习课题，下面我列举一些初二物理课本上出现的研究性课题：
类别
页面
课题
实验
11
如何利用刻度尺和三角板测出硬币的直径
小实验
13
用自制的卷尺测量身高，要求比较起床后和临睡前的身高有何不同。
习题
14
怎样用刻度尺测乒乓球的直径
小实验
27
测自己的步行速度
小实验
42
用烧瓶和铃铛做真空不能传声实验
小实验
60
纸锅烧水
小实验
78
制作针孔像机和潜望镜
习题
79
用手电筒和平面镜白纸做漫反射和镜面反射实验
小实验
97
自制平行光源和磨制冰透镜、研究物体的颜色
小实验
112
自制天平和量筒
小实验
129
橡皮筋测力计
小实验
142
筷子提米，巧找重心
小实验
158
个人对地面的压强是多大
小实验
173
观察大气压强随高度的变化
小实验
188
自制潜水艇模型和密度计
小实验
201
研究自行车的构造
小实验
218
比比谁的功率大
以上我列出了初二物理课本将近二十个实验，都是课本提出来供学生进行探究学习的。让学生进行探究性的学习，可以使学生在经过自己的一番努力之后，能够尝到成功的喜悦。
2．物理学与其它学科的交汇点
由于物理是自然科学的基础学科之一，它与其他学科的交汇点有许多可供研究的课题。这也与当前的跨学科综合不谋而合。例如，我们可以让初中学生适当的利用互联网资源优势，由老师布置题目，如：21世纪的交通、航天技术的发展、空间技术和我们的生活等为题。让他们自己去寻找资料，自己研究，从而写出这些方面的小论文和自己对未来的设想。
3．物理学科与新技术的交汇点
科技发展日新月异，但总离不开物理学的基本原理，在讲授第一章测量，讲到纳米这个单位，我们可以借机介绍一下纳米技术。并建议同学们努力学习本领，立志探究这一高科技领域。
4．物理学与社会生活的交汇点
学生学习了第3章噪声之后，知道了人类的四大公害：水污染、噪声、大气污染和固体废弃物污染，只有人人遵守社会公德，共同保护环境，我们的家园才会蓝天碧水。这时教师可以向学生布置课题：①研究我们家乡浏阳河的污染情况；②我们学校有哪些噪声；③我们平常有哪些对环境污染的不良习惯；④农村对垃圾的处理的方式科学吗？等。
5．物理学与生活的交汇点
物理是一门实践性很强的学科，研究性学习应成为联系物理学和日常生活的纽带。如吹肥皂泡，细心的人便会观察：肥皂为什么是球形的，吹出后为什么总是先升后降，为什么有时无色，其至是暗淡的？所以在学习了“光的反射与折射”后可让学生以肥皂泡为题，让学生感到物理学与生活息息相关；又如，学习了物质间的三态变化后，学生就能解释露珠、霜、大雾、冬天人呼出的“白气”到底是不是水蒸气，等形成的原因。
二、课题的选择
我认为，初中学生选择研究性课题应遵守以下原则：
1．主体性原则
研究性学习区别于常规教学的一个很重要的特点，就是学生拥有自主选择课题，确定行动方案，自主动手操作，选择合作伙伴的权利，便于发挥学生的主体作用，因此，应允许对同一活动主题出现几个层次不同的课题，确定的研究课题应能照顾到不同学生的个别差异。
2．发展性原则
研究性学习的目的，就是要使学习者在掌握知识技能的基础上，智力因素与非智力因素得协调发展和共同提高，所以可采用多种研究形式使其了解科学方法，丰富情感体验，培养多种能力，因此确定的研究课题，应含更多的教育因素，能更好地使学生各方面全面发展。
3．实践性原则
研究性学习一般应能很好的体现物理与技术、社会关系、要引导学生接触社会、认识社会、关注社会问题，获得关于社会及科技进步的直接经验，使学生在动手、动脑，体验的同时真切的体会到物理知识对人类的作用，对社会进步的推动作用，真切地体会到知识的力量。
4．可行性原则
选择研究课题时，应充分考虑到每个学生原有的知识水平，兴趣特长，学校及社区现有的教学资源，教师及指导专家的指导水平，使研究性学习真正能落到实处。
三、探索课题
在确定课题后，学生应该进行解决问题的方案设计。首先，我们要求学生搜集与问题相关的资料，或通过设计实验来解决为什么，或由学校组织教师或专家学者来校进行讲座，或者通过互联网进行讨论，征集意见。提出方案后，还应送交物理教师进行相关的审核，以免提出违背科学规律的问题。
四、教师指导