科学实验总结与反思

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科学实验总结与反思范文第1篇

【关键词】微世界；科学发现学习；教学策略：行动研究

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009-8097（2013）09-0035―06 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2013.09.007

一 研究问题

科学发现学习本质上是一种良好的问题解决活动。小学科学发现学习实际上是小学生通过探究科学实验，从而发现并获得科学知识、科学现象，培养科学探究的技能的活动过程。微世界（Mircroworld）是一个经过实证研究证明十分有效的认知学习环境与心智工具（mental tool），尤其适合于发展科学（技）学科的探索与发现学习活动。国外已经有许多微世界应用于科学发现学习的教学经验和实践案例。但在国内，特别是小学科学教学中，还很少有关于微世界的教学应用研究。如何运用微世界促进小学科学发现学习是值得我们深入研究的问题。为此，本研究提出如下三个具体问题：

（1）小学科学发现学习有什么特点，其活动过程是什么？

（2）微世界的功能特性是什么，它在小学科学发现学习中起什么作用？

（3）如何有效地运用微世界支持小学科学发现学习？

二 微世界支持的科学发现学习

1 科学发现学习的含义

科学发现学习（Scientific Discovery Learning）是指学习者通过构造科学实验而进行的发现学习，即学习者像科学家一样，针对某个科学问题，通过提出假设和设计实验的方法，探究、发现并建构其中的基本规律和原理的学习活动。因此，科学发现学习是指在科学教学中，教师通过提供一定的支持和帮助，引导学习者针对某一个科学问题，通过提出假设、设计实验、检验假设、得出结论等步骤探究科学实验，发现并建构其中的基本概念、规律和原理，从而提高科学素养的学习活动。科学发现学习的目标、过程都十分强调学生自己的发现经历，并希望能在这一过程中培养学生的科学探究思维、方法，建构起有关的概念、原理，发展有关的认知技能。

2 科学发现学习的活动过程

De Jong和Nioo曾把科学发现学习称为“探索性学习”（Exploratory Learning），并对科学发现学习的过程做了具体分析，认为这一过程主要由两类活动组成：转化性过程和监控性过程。张建伟和陈琦对科学发现学习进行了结构化分析，认为在科学发现学习过程中，学习者需要完成问题表征与假设形成、实验探索、自我监控与反思概括三种相互联系的活动，这三种活动构成了科学发现学习中相互交织的三条线索。同时还强调，在整个科学发现学习过程中学习者原有的知识经验：领域性知识（domain knowledge）和元知识（meta-knowledge）具有重要的作用。陈刚提出了计算机模拟支持的科学发现学习的活动结构，认为科学发现学习实际上就是学习者在实验空间和假设空间中展开的双重搜索，包括有三个子过程：搜索假设空间、搜索实验空间和证据评估。

综合上述所有观点，笔者认为科学发现学习实际上是学习者通过开展科学实验进行学习，它可归纳为三个基本活动过程：科学探究活动（提出问题、形成假设、设计实验、探索实验、分析实验、得出结论）、自我监控活动（自我计划、自我监控、自我评价）、反思概括活动。在这三种活动中，学习者原有的知识基础（领域性知识、元知识）具有重要的作用。其中，科学探究活动是科学发现学习的基本探索活动。

3 微世界支持的科学发现学习中存在的困难

虽然科学发现学习受到了教育界的普遍欢迎，但是，许多实验研究表明，科学发现学习的实际效果并不一定优于传统的讲授型学习。究其原因，是因为学习者在科学发现学习过程中遇到了各种新的问题与挑战。而通过教学实践发现，在微世界支持的科学发现学习中主要存在以下两方面困难：

（1）学习者在使用微世界开展科学实验探究时，容易将其等同于“游戏”，导致无法发挥微世界的学习功能；

（2）由于受到知识背景和认知发展水平的限制，学习者对科学实验的相关知识和方法理解不够，不知道如何开展科学实验，具体表现在：①不知道怎样从具体的任务情境中选择自己的研究问题；②不能正确地完成实验设计：⑨不知道应该记录哪些实验数据；④较难通过分析实验现象和数据来得出结论：⑤对自己的实验过程不能进行很好的监控和调节，经常是随意地、没有逻辑地开展实验探索。

三 研究方法

为了最终形成一套能够有效促进微世界支持小学科学发现学习的教学策略实施过程和方法，本研究采用行动研究的方法。

1 总体目标的确定

本行动研究的总目标是根据理论分析提出的微世界支持小学科学发现学习教学策略的总体思路，开展行动研究，通过不断修正、完善，提出具体的微世界支持小学科学发现学习的教学策略实施过程与操作原则。根据实际情况，本行动研究将设计成三轮循环，每轮的目标分别为：

（1）第一轮行动目标：探索微世界的使用方法，细化各个并微世界支持小学科学发现学习的活动过程中各个环节的策略，即“知识解释支持策略”、“实验探索支持策略”和“反思支持策略”：（2）第二轮行动目标：修正、完善各个环节的策略；（3）第三轮行动目标：总结微世界支持小学科学发现学习的教学策略和方法，同时分析微世界支持小学科发现学习的教学策略的实施对提升小学生科学素养的作用。

2 实验对象和内容的选择

本研究的实验对象是广州市体育东路小学五（3）班的学生（共30人），确定如表1所示的部分教学专题作为实验教学内容。

“种植外星植物”、“生态瓶”、“维护生态平衡”三个专题是小学科学的重要内容。“种植外星植物”内容侧重于将引导学生根据问题情境提出研究的问题，并根据问题设计对比实验，学会如何从收集的数据中，分析整理信息，从而得出正确的结论；“生态瓶”帮助学生探索在封闭条件下建立良性生态系统的方法，再用于实际生活的研究，从而培养学生的科学探究能力，帮助孩子们形成爱护动物、珍爱生命的意识；“维护生态平衡”引导学生认识自然界的生态系统是一个和谐的整体，需要很长时间才能形成，其中任何一个环节受到破坏，生态系统都可能会失去平衡。

3 微世界的设计与开发

本研究中所使用的微世界的设计理念是为小学生提供模拟真实世界现象的发现式与探索式的学习环境，通过操作微世界中的元件或命令进行模拟实验活动，促进小学生主动探究进行科学发现学习，从而激发小学生主动参与解决问题的能力。

“种植外星植物”这一专题是根据小学五年级《科学》上册（教科版）中“生物与环境一”单元中“设计种子发芽”、“种子发芽实验”、“从实验中获得信息”三个专题内容所涉及的知识点进行设计的拓展内容，该软件在课堂上为学生提供一个虚拟科学实验研究环境，通过探索三种养料A、B、C中，哪种是外星植物“小菱花”生长需要的养料，并找出该养料的最佳分量范围，从而帮助“小菱花”生长得最好，以打破宇宙高度，操作界面如图1。

“制作生态瓶”微世界是针对小学科学五年级内容“生物与环境（二）”中有关生态瓶的内容，主要目的是让学生在构建、观察、改变“微型生态系统”的过程中，加深对生态系统及生物圈的理解，明确非生物、植物、动物之间的依赖关系，软件操作界面如图2。

在“维护生态平衡”微世界软件中，呈现了一条由“草”、“兔子”、“狐狸”三种生物组成的食物链，学生可以通过操作软件开展对比实验，观察这一生态系统50年里草原生物数量的变化，软件操作界面如图3。

4 总体行动方案

（1）将微世界应用于小学科学课堂，探索微世界的使用策略与方法，并制定第一轮行动计划；（2）实施第一轮行动；（3）观察并收集数据，分析效果；（4）反思第一轮行动结果并总结；（5）改进教学，细化策略与方法并制定第二轮行动计划；（6）实施第二轮行动；（7）收集并分析数据，观察结果；（8）反思第二轮行动结果，并改进：（9）以同样的模式进行第三轮行动研究。

四 研究过程、结果与反思

1 第一轮行动方案、过程、结果与反思

本轮行动研究的主要目的是探索微世界的使用方法与策略。作为一种计算机模拟软件，微世界为学生提供了一种模拟真实实验的虚拟环境，因此需要让教师和学生熟悉和适应利用微世界开展科学学习，克服因真实实验和虚拟实验之间的差异造成的困难。

在本轮行动研究中，教师根据教学的需要，在不同的教学环节为学生提供了较为有针对性的支持策略。首先，在开展科学实验探究前，教师利用微世界的演示功能给学生创设了问题情境，并联系旧知识，帮助学生提出研究的问题：接着，教师使用“任务驱动式教学”将微世界中的科学实验分解为两个任务，要求学生借助实验方案和其它辅助工具来完成一定任务，在整个实验探索过程中，教师还采用了搭建“脚手架”、同伴辅导、提供辅助工具（如Excel）、反思等策略。

笔者通过课堂观察、课后对教师和学生的访谈发现，学生对微世界这一新的学习软件充满了好奇和兴趣，并且大部分学生在明确了任务要求后，很快就能熟练操作微世界；学生能够明确实验研究方案的重要性，多数学生能够认真阅读并填写实验方案，但也有不少学生在实验探索过程中不作记录：部分学生利用了Excel进行数据处理，通过分析直观化的图形来得出自己的结论。图4（a）、（b）是学生利用Excel处理的收集到的实验数据所得到的“小菱花”生长曲线图。

但是，通过调查和观察，发现还有以下一些问题有待解决：（1）学生对微世界的“热情”过高，导致他们忽视了对教学目标、教学问题等重要信息的理解，少数学生甚至将操作微世界当做玩游戏，直接影响了教学目标的达成。（2）教师对学生的指导还不够到位。主要体现在两个方面：一是未能把握学生进行科学发现学习的关键环节给予及时和恰当的指导；二是未能对所有学生进行指导，导致学生间学习效果差异较大。针对以上两方面的问题，我们认为可以尝试采取以下措施对微世界支持的小学科学发现学习教学策略加以改进：

（1）在开始实验操作前，对学生的操作权限加以控制，不让学生动手操作微世界，由教师引导学生明确了教学目标和探究任务、提出研究问题、形成了假设并制定了实验计划后，再给予学生操作的权限。

（2）教师加强对教学关键环节的把握，并针对关键的教学环节进行精心的设计，引导学生的概念转变和思维发展。同时，采用同伴辅导和小组协作相结合的策略加强学生之间的互助和协作，最大限度地照顾到学生的水平差异。

2 第二轮行动方案、过程、结果与反思

本轮行动研究的主要目的是细化微世界支持的小学科学发现学习活动过程中各个环节的教学策略，即知识解释支持策略、实验探索支持策略和反思支持策略，并通过课堂观察、课后反思、调查和访谈等方式收集信息，进一步总结三种教学策略的具体应用方法，并及时发现存在问题从而加以改进。

在本轮行动研究中，教师在教学的关键环节，设计了较有针对性的教学策略。在提出问题和形成假设的阶段，教师提供的知识解释支持策略主要包括了讲授法、案例教学法、概念图支架等，为了帮助学生能够理解所要探究的科学问题，教师除了直接讲授，还提供了相关的案例供学生观摩学习，同时还让学生学会利用概念图工具对相关的科学知识进行分析和梳理，训练学生的思维能力，从而建构有关的科学概念。在实验探索阶段，教师分别针对设计实验、检验假设和分析实验三个关键环节为学生提供了相应的实验探索支持策略，包括：搭建“脚手架”、操作示范、提供辅助工具等。

本轮行动研究中，笔者发现：大部分学生已经适应了微世界支持的小学科学发现学习活动，开始将注意力转移到“我要利用微世界来发现”，因此更加重视实验研究方案的阅读和填写，部分学生能自己积极主动地寻找辅助工具进行数据记录和分析。由于本轮行动研究中教学内容所涉及的知识较为复杂，学生在操作微世界和理解实验研究方案的过程中还存在一定的困难。

通过访谈教师发现，在实际教学中，问题提出和假设形成阶段在整个课堂中处于很关键的地位，需要充分引起学生探究的积极性，在明确问题基础上开展实验的探索。因此，除了在教学过程中要为学生提供知识解释支持策略、实验探索支持策略和反思支持策略外，还应考虑在最初的教学环节中，加入任务驱动策略，通过提出任务、分析任务、解决任务等步骤，使学生积极投入探究过程。

通过访谈学生发现，学生主要在两方面还存在着较大的困难：一是不知道如何根据研究问题进行猜想和假设，较难根据分辨猜想和假设选择相关信息：二是不知道应该如何对收集的证据进行推理和解释，从而形成正确的结论。虽然教师在设计教学时，已经针对这两方面的困难提供了相关的学习支持，但还有待于进一步深入分析和解决。

本轮行动研究对教学策略进行细化并改进了相应的实验研究方案，较第一轮行动研究有了较大的改进。但也发现以下问题，针对这些问题，提出改进措施。

（1）发现问题

学生在形成假设和得出结论两个环节还存在着较大困难，需要教师提供更有针对性的教学策略和方法的支持。

（2）改进措施

发挥小组协作探究的优势，利用“同伴辅导”使学生之间互相帮助和促进。

3 第三轮行动方案、过程、结果与反思

本轮行动研究的主要目的是总结微世界支持小学科学发现学习的教学策略的操作过程及方法，分析微世界支持小学科学发现学习教学策略对学生的科学素养发展所起的作用。

在本阶段的教学实验中，主要针对前两个循环中出现的问题进行观察分析，重点关注所提出的教学策略在促进学生开展科学发现学习活动中的有效性。

通过执教教师的反思，可以发现：（1）各种策略的运用有助于学生开展科学发现学习活动，也促进了学生科学素养的发展；（2）教师认为微世界很适合于支持小学科学中部分难以在课堂中完成的科学实验探索，大大提高了学生参与科学探究的积极性，增加了学生体验科学探究过程的机会。

学生对微世界的使用表现出极大的兴趣，访谈发现，学生在科学知识的掌握、科学探究能力、情感态度价值观的发展方面取得了较大的进步。主要表现在：（1）能够应用课堂上所学的知识去解释生活中的科学现象或解决生活中的实际问题；（2）完整地体验了科学探究的过程，增强了动手操作的能力；（3）极大提高了对科学探究的兴趣，并愿意与他人合作和交流。

五 总结与评价

通过三轮行动研究，总结出微世界支持小学科学发现学习的教学策略的实施过程如图5所示，并得出如下结论：

1 微世界支持小学科学发现学习的教学实施步骤包括“明确探究任务――建构问题空间――制定实验计划――开展微世界探索――形成结论――反思评价”六个环节

微世界支持的小学科学发现学习的实施步骤分为：明确探究任务、建构问题空间、制定实验计划、开展微世界探索、形成结论和反思评价。学生在实验探究过程中必须是一名参与者和行动者，实验方案和操作都应尽可能由学生来完成，让学生真正成为知识的探索者。教师在开展教学时，首先要通过设计真实的任务情境帮助学生明确实验探究任务。在科学发现学习活动过程中，教师要引导学生不断地设计实验、开展微世界探索、收集数据，并猜想背后的规律，直到实验数据能够支持所猜想的规律，最终进行总结和反思。教师可通过简单的讲解和示范让学生迅速了解微世界的操作方法和注意事项，以减少学生在实验探索过程中所遇到的困难。

2 微世界支持小学科学发现学习的教学策略包括任务驱动策略、知识解释支持策略、实验探索支持策略、反思支持策略和多元评价策略

通过对微世界支持的小学科学发现学习的教学试验的归纳总结，得出微世界支持小学科学发现学习的教学策略包括了任务驱动策略、知识解释支持策略、实验探索支持策略、反思支持策略和模糊评价策略。在微世界支持的小学科学发现学习中，学生始终是进行探究和发现的主体和中心。在微世界操作中，但由于受到背景知识、思维水平等各面的限制，小学生在利用微世界进行科学发现学习时会遇到各种各样的困难。为了更好地帮助学生激活有关背景知识、提出问题和假设，教师可利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，指导学生自主完成实验设计、微世界探索和实验分析与总结，并能对整个学习过程进行有效的计划、监控和调节。

3 微世界支持小学科学发现学习的教学策略的实施对小学生的科学素养发展有促进作用

科学实验总结与反思范文第2篇

一、要高度重视科学实验教学

现在的应试教育使得教育成了快餐，很多时候我们更希望能花最少的时间，最小的成本，取得最好的成绩。而实验教学往往需要花费很多的时间，但是似乎短时间内又看不到成果。所以大多数学校往往把学生分组实验集中在中考实验考试前一个月，甚至还是选择一些来做。根据调查，有的实验室形同虚设，甚至有的还没有符合标准规范的实验教室，常规仪器以及实验药品短缺比较普遍，也有少数教师怕麻烦，就懒得及时去做了。原因固然挺多，最重要的是部分教师也包括少数学校管理者对科学实验教学不够重视，没有从根本上认识科学学科的特点以及培养学生“素质”的真正内涵，学校为了省钱、教师为了省力，忽视了科学实验这一重要环节和手段，这样必然影响学生各种能力的培养和技能的训练、提高。对此，我们无论是科学教学人员还是学校管理层都必须对科学实验教学予以高度重视。

二、实验教学中的误区：实验教学就是实验操作

“做实验啦，去玩了！”这可能是很多学生实验课前的写照。科学实验是科学的基础，对科学的建立和发展一直起着十分重要的作用。但是，多年来，初中科学实验教学在很大程度上流于形式。实验课教学比较注重实验仪器的准备和操作事项，教师对学生的要求往往停留在看到什么现象，怎样按课本或教师给出的步骤顺利完成实验操作、记录数据、得出预期的结论，课后要求学生记住实验结论。甚至有的教师把实验技能与实验能力画上了等号，把科学实验能力仅仅归结为实验操作活动的能力。这些教学观念上的偏差，势必会影响实验能力的培养，其结果可能导致很多学生做完实验，根本不知道他为什么要做这个实验，他们知道实验结果但不知道是怎么得出的，这个实验又给了他什么启示也一概不知，这种重过程和结论而忽视实验引导、反思和总结的做法，把实验能力培养变为实验考试应付能力的培养，严重妨碍了现实意义上的科学素养的提高，很大程度上削弱了学生实验的实践能力和创造才能。从而让学生产生实验就是去实验室玩玩的心理，这对实验严谨性的培养也是一种妨碍。

三、如何让实验成为学习科学的主旋律

（一）重视课堂演示实验，关注学生实验

有人说好妈妈胜过好教师，由此可见日常生活中潜移默化的作用非常重大。那么一个科学教师在引领学生在科学道路上跋涉时，特别是在初中基础教育阶段，对科学素养的形成，影响也非常大。我们常说现在的学生不喜欢动脑，更不喜欢动手，这可能与学生的成长环境有关，因为现在的孩子大多是独生子女，从小饭来张口、衣来伸手，所以动手操作能力差。这就更需要我们教师加以引导和指导。首先我们演示实验要尽量都做，并且在做课堂演示实验前，必须准备充分，确保万无一失。让学生知道实验的重要性，实验技能是学好科学的一项重要素养。另外“教学的本质是信息的交互，是认识的交换，是学生的人际交往”。学习的过程也是学生自我教育的过程，是学会交流、合作、与人相处的过程，这在学生分组实验中最能充分体现。以往，学生分组实验经常合作不顺，导致失败；有时明明是一个小组的活动，最后却只有少数学生在活动；有时小组合作表面上轰轰烈烈，学生发言七嘴八舌，实际上只是东拉西扯，甚至嬉闹说笑，缺乏实效。这严重违背学生实验的初衷，也影响学生学业成绩的提高。

经过认真反思总结，我积极参与学生的活动，特别是对班级同学进行合理组合，设计与创造合作学习的情境，做好合作的表率，让学生在合作中感到自己的成功与小组分不开，小组的成功离不开个人的努力与成功。现在学生充分认识到合作的必要性，体会到合作的互惠性，绝大部分学生乐于合作、主动合作，学业成绩大有提高。所以作为一个科学教师，如不重视实验教学，不研究实验教学，不注意深入挖掘每一个实验的教学功能，那么学科的教学效果自然会受到很大影响。

（二）充分挖掘实验素材，让实验更贴近生活

我们知道学习科学的目的是为了解释和解决生活中的事物，所以我们首先要能够用最直观的现象证实或解释一些科学道理。亲自动手操作，观察实验现象，在有趣的实验中可以让同学们对科学产生强烈的兴趣，兴趣是学习科学的基础，有了兴趣，同学们就有了学习科学的动力。

（三）针对课堂重难点，设计课外强化实验

课堂实验易受时间、空间的制约，往往限制了学生思维探索的深度，不能有效地发挥他们的创造才能，也大大束缚了学生的动手操作能力。学生在家中可根据家庭条件寻找各种可利用的器材或废品，进行制作，进行深入实验，这更能营造以学生为主体的实验与创新环境，更利于他们个性化、独立自主品质与动手能力的培养。

科学实验总结与反思范文第3篇

基于传感技术的科学实验的设计思路

科学教育领域的传感技术系统由传感器、数据采集器、计算机及工具软件构成。其中传感器是该系统的核心，计算机及工具软件为辅助设备。若将该系统比做人体，那么传感器就是人体的五官，其功能的多样性直接决定了传感技术在科学实验系统的应用范围。同样，实验中能否引入传感技术，关键在于传感器能否直接或间接测定待测量，即仪器的支持作用是该类实验开发首先考虑的因素。

1.确定实验选题

根据教材、课程标准、学生的知识背景、传感技术的功能等选择合适的学习内容，确定实验主题。

2.选定实验观测量

(1)直接测定。根据实验的研究对象和特点，选择合适的实验观测量，依据对传感器功能的认识，初步寻找合适的传感器，进行直接测定。例如利用溶解氧传感器可以直接测定水体中溶解氧气的浓度，用压强传感器监测一天内大气压的变化，用温度传感器研究化学变化中的温度变化等。

(2)“转化”后再检测。若无法找到直接支持的传感器，则必须将待观察量转化为可直接检测的物理量进行实验，我们把这一环节称作“转化”。转化是科学实验中的重要思想，自然科学的研究正是将内隐的、微观的和具体的变化外显化、宏观化和抽象化的转化过程，基于传感技术的实验活动更能揭示科学活动这一转化的本质。

针对转化本身，不同的实验对象存在不同的转化模式。我们可以通过分析实验对象本体的性质和特点，列举其中变化的物理量，然后选择变化明显、测量简便的物理量为实验观测量，再选用合适的传感器进行实验。比如植物的呼吸作用，在这个过程中，伴随着热量的释放、二氧化碳浓度的升高、氧气浓度的下降等等物理量的变化，我们便可以借助这些变化量来监控植物的呼吸作用。再如，盐度是土壤质量的一个重要指标，由于盐可溶于水，发生电离，盐度不同，那么土壤溶液中的离子浓度不同，电导率不同，因此，可利用电导率传感器进行测定。

3.设计实验方案

根据已确定的观测量，考虑相关影响因素，形成实验方案，并预设实验条件和仪器参数（主要指传感器和数据采集器）。

4.实施实验

实施实验方案，根据实验实施过程中遇到的问题，对实验用品的种类、用量及测定时间等进行调整，以得出较理想的符合科学性的实验数据，并对数据处理方法进行优选。

科学实验同时具有“可预见性”和“不可预见性”的特点。可预见性是指科学、合理的实验设想是实验成功的基本保证，可以使实验研究过程顺畅、有条理。而有时实验原理尽管看似完美，但在实施过程中可能会遇到各种各样的问题，这就是科学实验的不可预见性，科学实验的不可预见性有来自实验仪器的问题，也有来自实验设计的问题。

例如，初中化学实验向烧杯中倾倒二氧化碳气体，阶梯形烛台上的蜡烛从下向上熄灭，以说明二氧化碳比空气重且不支持燃烧，也许我们很容易想到用二氧化碳传感器来监控这一过程，但如果实际实施实验就会发现，倾倒的二氧化碳会超过二氧化碳传感器的量程，实验失败。由此必须将观测量进一步“转化”，转化为其他可检测的物理量。考虑到二氧化碳的增加会引起氧气浓度的减小，用氧气传感器代替二氧化碳传感器进行实验，可取得成功。如装置图1所示，用氧气传感器监测氧气浓度的变化，用光强传感器监测光强度的变化，会发现在倾倒二氧化碳的过程中，氧气浓度逐渐减小，光强度减小（蜡烛变暗），这样有力地说明了二氧化碳密度比氧气大且不支持燃烧这一性质。

再如，植物呼吸的实验研究，如前文所述，可以根据这一过程中热量的释放、二氧化碳浓度升高、氧气浓度下降等物理量的变化进行监控，但在具体的实验过程中，还要考虑热效应是否明显容易测量、热效应是否受环境温度变化的影响、二氧化碳和氧气浓度是否受光合作用的影响等等影响因素，考虑到这些因素，我们便会采取保温避光的实验条件。

科学实验这些“不可预见性”的特点可能导致实验的失败，但也会让我们发现许多值得研究的问题，这也正是科学探究的乐趣和魅力所在，那种用“思维实验”、“黑板实验”替代探究实验的做法很难增进学生对于科学的理解。

5.反思总结

反思实验过程的关键或异常环节，进行实验再设计和拓展性研究。总结实验的注意事项，提出供学生交流讨论的问题。

由上述讨论可见，从实验手段上讲，基于传感技术的实验可以分为直接测定和间接测定（转化后测定）两大类；从实验过程来讲，预见性强的实验相对简单，预见性弱的实验则有更多的影响因素需要考虑，往往需要重复设计。基于传感技术的科学实验研发的思路可以用图2表示。

基于传感技术的科学实验示例

1.污水排放对水体中溶解氧浓度的影响――直接测定法

水体污染和水体质量是初中科学课程标准和科学教材中的重要课题，而水质标准有多项内容，溶解氧浓度是其中之一，且学生对水体中溶解的氧气的作用已有了解，因此可以选取氧气浓度作为实验观测量，使用溶解氧传感器直接测得。

根据不同的教学要求，本实验活动可以有不同的设计。如果作为真实情景的综合实践活动，可由学生携带溶解氧传感器亲自到河流或湖泊进行检测；但并非所有的学校都具备靠近水体的条件，有时也没有充裕的课时支持。在这样的条件下，可以通过实验室模拟进行。例如有机污染物等还原性物质，会消耗水体中的氧气；含氮磷的物质，引起水体富营养化，经过一系列变化，导致水体溶解氧浓度降低。由于上述生化过程所需时间较长，我们可以借助还原剂Na2SO3代替污染物消耗氧气模拟上述过程。

如图3所示组装实验装置，向烧杯中加入一定量的水样，将溶解氧传感器浸没于水中，启动磁力搅拌器，搅拌。加入2M的Na2SO3溶液，每次加入5滴，充分搅拌并测定溶解氧的浓度，分析溶解氧浓度随Na2SO3溶液加入量的变化。

在未加入Na2SO3之前，随着搅拌的进行，水样中溶解氧浓度不断增加，直至达到饱和；加入Na2SO3后，水体中溶解氧浓度急剧下降，达到一定数值后趋于稳定。

传统的溶解氧滴定测定，只能测定某种状态下的溶解氧浓度，且操作比较繁琐。引入传感技术的实验，不仅实现了水体中溶解氧浓度的实时监测，将变化的过程记录了下来，且操作简单，更有利于低年级学生进行探究活动。

2.植物蒸腾作用的测定――间接测定法

植物的蒸腾作用是中小学科学课程中的一个核心概念，关于蒸腾作用的下级内容有很多，我们选取测定蒸腾作用的速率为实验主题。目前为止，没有开发出能够直接测定蒸腾作用的传感器，因此需要进行转化。

蒸腾作用具有过程属性，在此过程中，植物体内不断有水分通过气孔散失到空气中，根或茎部不断从周围的生存环境中吸收水分，以达到植物体内水分的相对平衡。因此，蒸腾作用的特性是失水和吸水，倘若将植物根或茎浸入一个盛水的密闭容器中，由于植物吸水，导致水量减少，液面上方空间变大，一定质量的空气体积变大，压强变小。可通过压强传感器进行测定（如装置图4），从而实现蒸腾作用测定的转化。实验观测量由蒸腾作用的速率转化为密闭体系中的压强。

在实验实施过程中发现，用传统的玻璃仪器如密闭的锥形瓶，由于其体积大，因蒸腾作用而减少的水的体积相对于容器的体积太小，导致压强变化不明显。笔者通过改进实验装置，用装满自来水的乳胶管代替锥形瓶，实现压强变化的放大化；数据采集器的设置中，由于蒸腾作用中水的减少是一个渐变过程，需要一段时间的积累才能完成，因此采样时间要长；另外，植物的选取，考虑到价格以及蒸腾作用强度的问题，选用花店出售的旺盛的花枝，如（约1元/朵），降低了实验成本，从而完成实验本体的开发。

科学实验总结与反思范文第4篇

【关键词】初中科学实验课程；教学方式；教学质量

初中科学课程是一门与生活密切联系的课程，其教学目标是培养学生的科学素养，帮助学生建立对科学的初步的探究能力，提高学生自主学习知识，树立科学观。传统的初中教学观念中，科学课程无法受到与语文数学等一些主要的课程同样的重视，导致科学课程的教学效果不突出，教师不重视，学生不积极。但是科学课程更能够对学生今后的生活和学习产生指导意义，尤其是科学实验课程，更能够培养学生的动手能力，促进学生应用知识去分析问题、解决问题。同时，科学实验还能够激发学生的学习兴趣，增强学生的综合素质，因此科学的教学具有更强的现实意义。根据本人的实际教学经验，本文讨论了在科学实验课程中如何利用新的教学方式，适应新课改的教学要求，做好初中科学实验课程的教学工作。

一、以兴趣为主导，创设教学情境

创设教学情境是当前教学方式改革的一个热点，适当的教学情境突破了传统教学方式的死板教学过程，将学生从枯燥乏味、教条性的授课内容中解脱出来，通过创设学生感兴趣的情境激发学生的探索欲望，吸引学生的注意力，让学生由被动学习转变为主动学习。实践证明，适当的实验教学情境可以充分调动学生的思维，促进学生以极高的热情和兴趣去探求情境背后的理论知识，主动参与到教学活动中。

在科学实验的情境创设中，教师应该充分考虑该实验与实际生活的关系，利用虚拟实际环境引发学生对知识的追求动力。精心准备的问题情境可以帮助学生在实践操作的过程中明确实验研究的方向，掌握知识内容，总结实验结论，加深自我认识。

在科学实验教学中，为配合情境教学法，教师应该尽量采用生活化的物品作为实验材料，这样能够让学生养成一种善于在生活中发现问题的能力，激发其对未知事物的好奇心和探求欲望，促使其根据兴趣的导向自主的融入到课堂情境中。

二、充分利用多媒体教学的优势，提高实验效果

科技的进步使得越来越多的现代化教辅工具被应用到课堂教学中，多媒体教学的优势在于其可以将教学内容和实验成果直观、形象、生动的展现在学生面前，为学生留下更为深刻的印象。尤其是一些需要长时间才能够完成或被感知的现象和事物，如果只依靠自然的方式对学生进行讲解可能无法达到预期小到，但是多媒体技术就可以克服时间和空间的限制，在较短的时间内将最为关键的内容呈献给学生。

随着多媒体技术在教学中的普及，教师必须转变教学方式，适应多媒体教学的要求，充分结合多媒体教学优势和科学学科所特有的学科特点，将抽象的、理论性的知识转化为具体的、感性的知识向学生传递。这样既能够弥补有些实验课程学生无法实际动手操作的缺陷，又丰富了实验成果展示，细致了实验教学方案，帮助学生更好的理解和吸收教学内容。

三、转变教学观念，以学生为主体

传统的教学方式是教师为主导，很少考虑学生的需求，无法把握学生的学习状态和知识吸收程度。为更好的适应教学需求，教师应该适当转变教学观念，将学生放在主导地位，一切教学以服务学生为基础。这样可以增进师生之间的交流，了解学生学习过程中的困惑，解决学生学习中遇到的困难，还可以形成更为活跃的自主讨论氛围，让学生在讨论中实现共同进步。

以学生为主体的教学方式要求教师要克服急躁心理和偏袒心理，改变目前学生等待老师给予答案的教学现状。只有为学生流出充分的时间，让学生在实验结果中寻找最为合适的理论结果，并通过相互讨论验证答案的正确性才能够真正教会学生如何学习。

四、注重学生综合能力的培养，多元化评价指标

科学实验的教学要求决定了教学目标是在教学中更为关注学生的动手能力、分析能力、科学态度以及探索精神。因此科学实验教学更应该注重学生综合能力的培养，通过这种培养方式提高学生的自信心和求知欲，为学生向综合素质人才方向发展提供支撑。

传统的教学评价指标注重学生的考试成绩，但是成绩并不能真实反映学生的学习能力，采用多元化评价指标可以对学生进行更全面的衡量和判断，如将科学实验能力、小组讨论和自我评价等计入考核范围，全面评价学生的综合能力，帮助学生进行自我反思和改进，促进学生不断进步。

初中科学实验课程所涉及的教学内容对提高学生的思维逻辑性、拓展学生的综合素质、培养学生的自我探究能力有着极为重要的作用，是其他学科无法替代的。探究适合当前教育需求的教学方式对优化教学结构，培养学生能力，提高教学质量都有着积极的影响。适合的教学方式可以充分体现科学实验教学的价值。

参考文献：

[1]　丁荣森.以学生为主体的初中科学实验教学实践探索[J].学生之友（初中版）上，2011（4）

[2]　黄伟坚.提高初中科学课堂教学有效性探析[J].教育界，2011（17）

[3]　黄岳权.对初中科学实验课教学的探讨[J].才智，2012（13）

科学实验总结与反思范文第5篇

关键词：科学教学；实验；边实验边学；有效性

为了巩固实验在科学课堂中的地位，更好地理解与体现学生学习科学的“自主探究”；为进一步提高科学教学的课堂效率，解决学习时间、空间紧张与实验教学重要性的矛盾，化解学生喜欢动手实验而硬件条件短缺的两难。我坚持相当长一段时间的探索，伴随一批学生的整个初中阶段，试着对“边实验边学”的教学实践展开了研究。

一、“边实验边学”的基本内涵

所谓“边实验边学”就是指学生在教师的指导下，一边进行实验一边学习，主张实验先行的教学组织形式，“边实验边学”与“边学边实验”有本质的区别。通过各种科学实验元素建构起无处不在的“超级实验室”，真正实现学习科学的主动性、探究性。

实验的形式是多样的：演示实验、分组实验、自助实验、创新实验等。在教师的指导下，学生通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索科学知识的能力。“边实验边学”课一般安排在教室里进行。每桌一套仪器，每位学生都有动手的机会，有利于学生能力的培养。因此，从某种意义上讲，“边实验边学”起到了演示实验与学生分组实验有机结合的作用。

针对初中学生的特点，在课堂教学中，若比较多地采用“边实验边学”的组织形式，让学生通过“四动”进行学习，使各种感官受到刺激，能延长学生的有意注意时间，促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析，进而提高课堂教学的思维密度。“边实验边学”应该是一条值得继续探索的科学教学之路，我也将继续深入研究“边实验边学”更深的内涵，拓展“边实验边学”更广阔的外延。

二、“边实验边学”的价值取向

布鲁姆有效教学理论指出：有效教学是指教师遵循教学活动的客观规律，以较少的时间、精力和物力的投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能多的教学效果。

1.有效关注全体学生

“边实验边学”就是让全体学生都动起来，积极主动地参与到教学环节中，而不是游离在外。“边实验边学”迫切地需要教师和学生自觉养成反思与总结的好习惯，在实验的成功与失败中反思，得到进步。

2.提高学生科学素养

我实施“边实验边学”，变演示实验为学生分组实验，提高学生体验的有效性、增强了实验教学的有效性；开展课外实验探究，提高学生科学实验素养和创新意识的有效性。

3.激发学生主动参与

学生对“边实验边学”的热情很高。首先，学生对于动手性、参与性强的活动有着天然的喜欢，因为实验的过程一定比枯燥的思考和练习来得有意思；其次，对于建构完整的知识能力体系，学生的情感参与和认知参与成正比。由于学生实验的广泛参与度使得其自身在学习过程中不断得到启发、激励，从而优化知识结构，乃至有所发现、有所创造。

三、“边实验边学”的基本要素

1.教学内容的选择

根据中学科学教学指导对能力、技能的相关要求，将对器材的要求不是很高的演示实验；将课本上的小实验和一些实验习题；将课本上的部分学生分组实验改编安排成“边实验边学”的内容。实践表明，凡是与教学过程紧密结合，便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口，有利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯，有利于发展学生智能的内容，都可选为学生“边实验边学”教学的内容。

根据对初中《科学》（7年级到9年级）的课本、作业本以及配套的实验手册的统计，一共约有121个演示实验，34个学生分组实验，158个课本上的小实验、探究活动和一些实验习题，并经分析其知识、技能、教学目标后，结合实验类型提出可实施“边实验边学”教学的可行性建议。

2.教学时间的安排

科学探究实验和课堂教学常常争夺学生有限的时间资源，我通过“边实验边学”的教学实施，充分、合理地利用时间，大大提高课堂效率。时间的安排是灵活的、随机应变的、因需而定的、一切为提高学习有效的。

3.教学形式的安排

合理的教学形式能促进“边实验边学”的顺利开展，“边实验边学”的实施也能让教学形式更为科学和丰富多彩。我经常在课堂教学中安排讨论实验的方案设计，让学生明确学习的目标和方向；把分组实验带入课堂，使分组实验常态化；把大型的、复杂的实验分解到各小组分头完成，然后交流整合，使大型实验微型化；通过课堂向课外延伸，使课堂实验家庭化。

“边实验边学”的教学组织形式，改变了教师讲、学生听，教师写、学生抄，教师做、学生看的那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况。由于学生自己阅读材料，自己做实验，还可以讨论讲述，因此，他们学习的主动性、积极性就能得到充分发挥。

4.教学仪器的选择

“边实验边学”是一种上课形式的学生实验，一般要求两个学生用一套实验仪器，对学生“边实验边学”仪器的准备要做到“五不一保证”，即仪器不宜复杂，操作技能要求不宜过高，实验规模不宜过大，一次实验所用仪器数量不宜过多，实验时间不宜过长；实验安全要有保证。

由于初中科学实验仪器一般都比较简单，多数实验都是定性的，有些定量的实验精确度要求不高。因此，我的大部分实验仪器都是自制的，可供选择的器材也很广泛。例如，没有平底试管，可用废旧的平底小药瓶来代替；没有弹簧秤，可发动学生用废钢丝绕制或直接使用橡皮筋，提出自制简易仪器。同时特别关注学生自制、使用仪器时的规范性、科学性和安全性，经常进行沟通、教育。我在这方面也做了一些尝试与探索，积累了不少资料。本人在《初中科学实验教学的创新之路》一文中已有具体的阐述。

四、“边实验边学”的课堂结构

“边实验边学”课堂一般包含下列三个环节：“设疑引学―辨疑解难―释疑巩固”，下面略作诠释：

1.设疑引学

设疑引学是教师通过一些科学实验现象和问题情境，使学生产生疑问，提出需要解决的问题。

例如，在一次学习“电阻”的知识时，我特意开设了一堂开放性的“边实验边学”的试验课。首先给学生一个明确的任务：“测量小灯泡电阻的大小”，但是不为学生框定实验所用的器材，只为学生准备了干电池、学生电源、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、开关和若干导线等许多实验器材，由学生自己进行挑选来完成实验，让学生按照自己的想法来设计实验。

学生遇到的第一个问题就是什么是电阻？于是他们看书、问教师……当了解电阻的概念后，新的问题又来了：怎么测电阻呢？电阻跟哪些物理量相关呢？只会测电压、电流有什么用呢？形成问题链。当我提示学生联想到欧姆定律的时候，出路自然就找到了，“伏安法测电阻”的知识及其研究就此展开。

2.辨疑解难

辨疑解难是要求学生对他们所提出的问题进行假设，估计可能的结果是什么，然后引导学生讨论如何用实验进行研究，拟订实验方案，并在学生实验观察和测定的基础上开展小组或全班讨论分析。学生在这一教学环节中，通过看书、观察、实验、思考、讨论、争辩、答问、练习、应用等，做到“四动”，从而既学到了知识，又培养了能力。

3.释疑巩固

释疑巩固是在教师的指导下排除疑问，通过练习、应用、小结等来运用和巩固所学的知识。上好“边实验边学”课的关键在于放手让学生去看、去想、去做、去说，尽量让学生提出问题，大胆猜想，设计实验方案和进行实验。教师做的主要工作是巡视、集疑、布疑，对个别学困生进行适当辅导。对难点、重要的概念、分歧大的问题，组织学生讨论。在设计“边实验边学”方案时，应注意了解学生的实际，对实验教学中可能出现的问题、可能遇到的困难等，都要作充分的估计和准备。我希望通过对研究实验课题的合作解决，来学习隐含于问题背景后的科学知识，形成解决问题的技能，形成自主学习的能力。在适当的地方，教师需给予必要的点拨。

五、“边实验边学”的教学效果

“边实验边学”能够起到演示实验与学生分组实验的综合作用。在演示实验的基础上，认真做好学生分组实验，可以激发学生学习科学的兴趣，培养学生的能力，提高学生的科学素养。

1.有利于调动学生的学习兴趣和积极性

培养和提高学生的学习兴趣是当前科学教学改革研究中的重要课题之一。“边实验边学”不仅有效提高学生的学习兴趣，而且极大地调动学生的学习积极性。我对试验班级和对照班级分别在入学时和毕业前做过关于科学学习兴趣的问卷调查，结果如下：

■

数据表明：通过百分数对比，实验班学生“喜欢科学”的人数在不断增加；“不喜欢科学”的人数在不断减少。另据问卷：在试验班学生所学的课程中，科学是学生最喜欢的学科。

2.有利于学生理解和掌握知识

对照班级和试验班级都参加过全校、全区统一命题的期中、期末教学质量检测。我曾经就测试中的实验题、与实验相关的探究题等，对两个班级的学生答题情况进行分析，也把试验班学生的答题情况和全校、全区的该题得分率进行比较，表明“边实验边学”的学生学习效果有明显优势。

例题：粗细均匀小木棍长L，一端绕铁丝，直立漂浮水面，露出L1，直立漂浮于另一液体中，露出L2，求此液体的密度。

当时此题总体得分率63.4%左右，试验班得分率高达93%。得益于当时学习“密度计”时，是用“自制土密度计”来进行“边实验边学”的，学生经过制作、实验、应用、分析，对其原理已比较熟悉，此题得分率自然较高。

3.有利于培养学生的实验能力

探究能力的培养是写入初中科学教学指导纲要的，是学习科学必须达成的基本能力。中学科学实验教学的现状是学生动手的机会太少。开展“边实验边学”，极大地增加了学生实验操作的机会，因此十分有利于培养学生的实验能力。

学生在九年级参加校方每年组织的科学实验操作考查中的一次性通过率基本保持在100%；在各级各类创新、发明创造、实验操作技能比赛中，有多人获得优异成绩。这应该得益于学生平时一贯以来边实验边学习、边思考边进步。

六、结论与反思

1.结论

我建议在教学中教师应拘泥于书本，不迷信权威，不墨守成规；尽量减少对学生的限制，并适时适度地给学生以帮助，鼓励学生充分发挥想象力和主观能动性，独立思考，大胆探索，标新立异，将自己的创意、创想实验带进课堂。培养学生的观察能力、勇于探索的意志力、实事求是的科学态度，训练学生通过实验的归纳、综合、抽象等思维方式，逐步掌握学习和研究问题的基本方法。

2.反思

实施“边实验边学”的过程中发现，学生的个体差异还是会影响教学效果，人的接受能力有快有慢，动手能力、思维能力有强有弱，导致不能全部与课堂教学的步调一致。不同的学生来自不同的家庭，不同的成长环境也令学生对“边实验边学”的认可度有差异。

毕竟，知识不等于能力，“边实验边学”也不是万能的，不能涵盖所有的知识点，不能培养全部的能力，也不是所有的知识都可以实验化的。尽管“边实验边学”的有效性已经得到印证，但我也不会盲目的用它取代全部的其他优秀的教学手段和措施。