科學實驗總結與反思

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科學實驗總結與反思范文第1篇

【關鍵詞】微世界；科學發現學習；教學策略：行動研究

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）09-0035―06 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2013.09.007

一 研究問題

科學發現學習本質上是一種良好的問題解決活動。小學科學發現學習實際上是小學生通過探究科學實驗，從而發現并獲得科學知識、科學現象，培養科學探究的技能的活動過程。微世界（Mircroworld）是一個經過實證研究證明十分有效的認知學習環境與心智工具（mental tool），尤其適合于發展科學（技）學科的探索與發現學習活動。國外已經有許多微世界應用于科學發現學習的教學經驗和實踐案例。但在國內，特別是小學科學教學中，還很少有關于微世界的教學應用研究。如何運用微世界促進小學科學發現學習是值得我們深入研究的問題。為此，本研究提出如下三個具體問題：

（1）小學科學發現學習有什么特點，其活動過程是什么？

（2）微世界的功能特性是什么，它在小學科學發現學習中起什么作用？

（3）如何有效地運用微世界支持小學科學發現學習？

二 微世界支持的科學發現學習

1 科學發現學習的含義

科學發現學習（Scientific Discovery Learning）是指學習者通過構造科學實驗而進行的發現學習，即學習者像科學家一樣，針對某個科學問題，通過提出假設和設計實驗的方法，探究、發現并建構其中的基本規律和原理的學習活動。因此，科學發現學習是指在科學教學中，教師通過提供一定的支持和幫助，引導學習者針對某一個科學問題，通過提出假設、設計實驗、檢驗假設、得出結論等步驟探究科學實驗，發現并建構其中的基本概念、規律和原理，從而提高科學素養的學習活動?？茖W發現學習的目標、過程都十分強調學生自己的發現經歷，并希望能在這一過程中培養學生的科學探究思維、方法，建構起有關的概念、原理，發展有關的認知技能。

2 科學發現學習的活動過程

De Jong和Nioo曾把科學發現學習稱為“探索性學習”（Exploratory Learning），并對科學發現學習的過程做了具體分析，認為這一過程主要由兩類活動組成：轉化性過程和監控性過程。張建偉和陳琦對科學發現學習進行了結構化分析，認為在科學發現學習過程中，學習者需要完成問題表征與假設形成、實驗探索、自我監控與反思概括三種相互聯系的活動，這三種活動構成了科學發現學習中相互交織的三條線索。同時還強調，在整個科學發現學習過程中學習者原有的知識經驗：領域性知識（domain knowledge）和元知識（meta-knowledge）具有重要的作用。陳剛提出了計算機模擬支持的科學發現學習的活動結構，認為科學發現學習實際上就是學習者在實驗空間和假設空間中展開的雙重搜索，包括有三個子過程：搜索假設空間、搜索實驗空間和證據評估。

綜合上述所有觀點，筆者認為科學發現學習實際上是學習者通過開展科學實驗進行學習，它可歸納為三個基本活動過程：科學探究活動（提出問題、形成假設、設計實驗、探索實驗、分析實驗、得出結論）、自我監控活動（自我計劃、自我監控、自我評價）、反思概括活動。在這三種活動中，學習者原有的知識基礎（領域性知識、元知識）具有重要的作用。其中，科學探究活動是科學發現學習的基本探索活動。

3 微世界支持的科學發現學習中存在的困難

雖然科學發現學習受到了教育界的普遍歡迎，但是，許多實驗研究表明，科學發現學習的實際效果并不一定優于傳統的講授型學習。究其原因，是因為學習者在科學發現學習過程中遇到了各種新的問題與挑戰。而通過教學實踐發現，在微世界支持的科學發現學習中主要存在以下兩方面困難：

（1）學習者在使用微世界開展科學實驗探究時，容易將其等同于“游戲”，導致無法發揮微世界的學習功能；

（2）由于受到知識背景和認知發展水平的限制，學習者對科學實驗的相關知識和方法理解不夠，不知道如何開展科學實驗，具體表現在：①不知道怎樣從具體的任務情境中選擇自己的研究問題；②不能正確地完成實驗設計：⑨不知道應該記錄哪些實驗數據；④較難通過分析實驗現象和數據來得出結論：⑤對自己的實驗過程不能進行很好的監控和調節，經常是隨意地、沒有邏輯地開展實驗探索。

三 研究方法

為了最終形成一套能夠有效促進微世界支持小學科學發現學習的教學策略實施過程和方法，本研究采用行動研究的方法。

1 總體目標的確定

本行動研究的總目標是根據理論分析提出的微世界支持小學科學發現學習教學策略的總體思路，開展行動研究，通過不斷修正、完善，提出具體的微世界支持小學科學發現學習的教學策略實施過程與操作原則。根據實際情況，本行動研究將設計成三輪循環，每輪的目標分別為：

（1）第一輪行動目標：探索微世界的使用方法，細化各個并微世界支持小學科學發現學習的活動過程中各個環節的策略，即“知識解釋支持策略”、“實驗探索支持策略”和“反思支持策略”：（2）第二輪行動目標：修正、完善各個環節的策略；（3）第三輪行動目標：總結微世界支持小學科學發現學習的教學策略和方法，同時分析微世界支持小學科發現學習的教學策略的實施對提升小學生科學素養的作用。

2 實驗對象和內容的選擇

本研究的實驗對象是廣州市體育東路小學五（3）班的學生（共30人），確定如表1所示的部分教學專題作為實驗教學內容。

“種植外星植物”、“生態瓶”、“維護生態平衡”三個專題是小學科學的重要內容?！胺N植外星植物”內容側重于將引導學生根據問題情境提出研究的問題，并根據問題設計對比實驗，學會如何從收集的數據中，分析整理信息，從而得出正確的結論；“生態瓶”幫助學生探索在封閉條件下建立良性生態系統的方法，再用于實際生活的研究，從而培養學生的科學探究能力，幫助孩子們形成愛護動物、珍愛生命的意識；“維護生態平衡”引導學生認識自然界的生態系統是一個和諧的整體，需要很長時間才能形成，其中任何一個環節受到破壞，生態系統都可能會失去平衡。

3 微世界的設計與開發

本研究中所使用的微世界的設計理念是為小學生提供模擬真實世界現象的發現式與探索式的學習環境，通過操作微世界中的元件或命令進行模擬實驗活動，促進小學生主動探究進行科學發現學習，從而激發小學生主動參與解決問題的能力。

“種植外星植物”這一專題是根據小學五年級《科學》上冊（教科版）中“生物與環境一”單元中“設計種子發芽”、“種子發芽實驗”、“從實驗中獲得信息”三個專題內容所涉及的知識點進行設計的拓展內容，該軟件在課堂上為學生提供一個虛擬科學實驗研究環境，通過探索三種養料A、B、C中，哪種是外星植物“小菱花”生長需要的養料，并找出該養料的最佳分量范圍，從而幫助“小菱花”生長得最好，以打破宇宙高度，操作界面如圖1。

“制作生態瓶”微世界是針對小學科學五年級內容“生物與環境（二）”中有關生態瓶的內容，主要目的是讓學生在構建、觀察、改變“微型生態系統”的過程中，加深對生態系統及生物圈的理解，明確非生物、植物、動物之間的依賴關系，軟件操作界面如圖2。

在“維護生態平衡”微世界軟件中，呈現了一條由“草”、“兔子”、“狐貍”三種生物組成的食物鏈，學生可以通過操作軟件開展對比實驗，觀察這一生態系統50年里草原生物數量的變化，軟件操作界面如圖3。

4 總體行動方案

（1）將微世界應用于小學科學課堂，探索微世界的使用策略與方法，并制定第一輪行動計劃；（2）實施第一輪行動；（3）觀察并收集數據，分析效果；（4）反思第一輪行動結果并總結；（5）改進教學，細化策略與方法并制定第二輪行動計劃；（6）實施第二輪行動；（7）收集并分析數據，觀察結果；（8）反思第二輪行動結果，并改進：（9）以同樣的模式進行第三輪行動研究。

四 研究過程、結果與反思

1 第一輪行動方案、過程、結果與反思

本輪行動研究的主要目的是探索微世界的使用方法與策略。作為一種計算機模擬軟件，微世界為學生提供了一種模擬真實實驗的虛擬環境，因此需要讓教師和學生熟悉和適應利用微世界開展科學學習，克服因真實實驗和虛擬實驗之間的差異造成的困難。

在本輪行動研究中，教師根據教學的需要，在不同的教學環節為學生提供了較為有針對性的支持策略。首先，在開展科學實驗探究前，教師利用微世界的演示功能給學生創設了問題情境，并聯系舊知識，幫助學生提出研究的問題：接著，教師使用“任務驅動式教學”將微世界中的科學實驗分解為兩個任務，要求學生借助實驗方案和其它輔助工具來完成一定任務，在整個實驗探索過程中，教師還采用了搭建“腳手架”、同伴輔導、提供輔助工具（如Excel）、反思等策略。

筆者通過課堂觀察、課后對教師和學生的訪談發現，學生對微世界這一新的學習軟件充滿了好奇和興趣，并且大部分學生在明確了任務要求后，很快就能熟練操作微世界；學生能夠明確實驗研究方案的重要性，多數學生能夠認真閱讀并填寫實驗方案，但也有不少學生在實驗探索過程中不作記錄：部分學生利用了Excel進行數據處理，通過分析直觀化的圖形來得出自己的結論。圖4（a）、（b）是學生利用Excel處理的收集到的實驗數據所得到的“小菱花”生長曲線圖。

但是，通過調查和觀察，發現還有以下一些問題有待解決：（1）學生對微世界的“熱情”過高，導致他們忽視了對教學目標、教學問題等重要信息的理解，少數學生甚至將操作微世界當做玩游戲，直接影響了教學目標的達成。（2）教師對學生的指導還不夠到位。主要體現在兩個方面：一是未能把握學生進行科學發現學習的關鍵環節給予及時和恰當的指導；二是未能對所有學生進行指導，導致學生間學習效果差異較大。針對以上兩方面的問題，我們認為可以嘗試采取以下措施對微世界支持的小學科學發現學習教學策略加以改進：

（1）在開始實驗操作前，對學生的操作權限加以控制，不讓學生動手操作微世界，由教師引導學生明確了教學目標和探究任務、提出研究問題、形成了假設并制定了實驗計劃后，再給予學生操作的權限。

（2）教師加強對教學關鍵環節的把握，并針對關鍵的教學環節進行精心的設計，引導學生的概念轉變和思維發展。同時，采用同伴輔導和小組協作相結合的策略加強學生之間的互助和協作，最大限度地照顧到學生的水平差異。

2 第二輪行動方案、過程、結果與反思

本輪行動研究的主要目的是細化微世界支持的小學科學發現學習活動過程中各個環節的教學策略，即知識解釋支持策略、實驗探索支持策略和反思支持策略，并通過課堂觀察、課后反思、調查和訪談等方式收集信息，進一步總結三種教學策略的具體應用方法，并及時發現存在問題從而加以改進。

在本輪行動研究中，教師在教學的關鍵環節，設計了較有針對性的教學策略。在提出問題和形成假設的階段，教師提供的知識解釋支持策略主要包括了講授法、案例教學法、概念圖支架等，為了幫助學生能夠理解所要探究的科學問題，教師除了直接講授，還提供了相關的案例供學生觀摩學習，同時還讓學生學會利用概念圖工具對相關的科學知識進行分析和梳理，訓練學生的思維能力，從而建構有關的科學概念。在實驗探索階段，教師分別針對設計實驗、檢驗假設和分析實驗三個關鍵環節為學生提供了相應的實驗探索支持策略，包括：搭建“腳手架”、操作示范、提供輔助工具等。

本輪行動研究中，筆者發現：大部分學生已經適應了微世界支持的小學科學發現學習活動，開始將注意力轉移到“我要利用微世界來發現”，因此更加重視實驗研究方案的閱讀和填寫，部分學生能自己積極主動地尋找輔助工具進行數據記錄和分析。由于本輪行動研究中教學內容所涉及的知識較為復雜，學生在操作微世界和理解實驗研究方案的過程中還存在一定的困難。

通過訪談教師發現，在實際教學中，問題提出和假設形成階段在整個課堂中處于很關鍵的地位，需要充分引起學生探究的積極性，在明確問題基礎上開展實驗的探索。因此，除了在教學過程中要為學生提供知識解釋支持策略、實驗探索支持策略和反思支持策略外，還應考慮在最初的教學環節中，加入任務驅動策略，通過提出任務、分析任務、解決任務等步驟，使學生積極投入探究過程。

通過訪談學生發現，學生主要在兩方面還存在著較大的困難：一是不知道如何根據研究問題進行猜想和假設，較難根據分辨猜想和假設選擇相關信息：二是不知道應該如何對收集的證據進行推理和解釋，從而形成正確的結論。雖然教師在設計教學時，已經針對這兩方面的困難提供了相關的學習支持，但還有待于進一步深入分析和解決。

本輪行動研究對教學策略進行細化并改進了相應的實驗研究方案，較第一輪行動研究有了較大的改進。但也發現以下問題，針對這些問題，提出改進措施。

（1）發現問題

學生在形成假設和得出結論兩個環節還存在著較大困難，需要教師提供更有針對性的教學策略和方法的支持。

（2）改進措施

發揮小組協作探究的優勢，利用“同伴輔導”使學生之間互相幫助和促進。

3 第三輪行動方案、過程、結果與反思

本輪行動研究的主要目的是總結微世界支持小學科學發現學習的教學策略的操作過程及方法，分析微世界支持小學科學發現學習教學策略對學生的科學素養發展所起的作用。

在本階段的教學實驗中，主要針對前兩個循環中出現的問題進行觀察分析，重點關注所提出的教學策略在促進學生開展科學發現學習活動中的有效性。

通過執教教師的反思，可以發現：（1）各種策略的運用有助于學生開展科學發現學習活動，也促進了學生科學素養的發展；（2）教師認為微世界很適合于支持小學科學中部分難以在課堂中完成的科學實驗探索，大大提高了學生參與科學探究的積極性，增加了學生體驗科學探究過程的機會。

學生對微世界的使用表現出極大的興趣，訪談發現，學生在科學知識的掌握、科學探究能力、情感態度價值觀的發展方面取得了較大的進步。主要表現在：（1）能夠應用課堂上所學的知識去解釋生活中的科學現象或解決生活中的實際問題；（2）完整地體驗了科學探究的過程，增強了動手操作的能力；（3）極大提高了對科學探究的興趣，并愿意與他人合作和交流。

五 總結與評價

通過三輪行動研究，總結出微世界支持小學科學發現學習的教學策略的實施過程如圖5所示，并得出如下結論：

1 微世界支持小學科學發現學習的教學實施步驟包括“明確探究任務――建構問題空間――制定實驗計劃――開展微世界探索――形成結論――反思評價”六個環節

微世界支持的小學科學發現學習的實施步驟分為：明確探究任務、建構問題空間、制定實驗計劃、開展微世界探索、形成結論和反思評價。學生在實驗探究過程中必須是一名參與者和行動者，實驗方案和操作都應盡可能由學生來完成，讓學生真正成為知識的探索者。教師在開展教學時，首先要通過設計真實的任務情境幫助學生明確實驗探究任務。在科學發現學習活動過程中，教師要引導學生不斷地設計實驗、開展微世界探索、收集數據，并猜想背后的規律，直到實驗數據能夠支持所猜想的規律，最終進行總結和反思。教師可通過簡單的講解和示范讓學生迅速了解微世界的操作方法和注意事項，以減少學生在實驗探索過程中所遇到的困難。

2 微世界支持小學科學發現學習的教學策略包括任務驅動策略、知識解釋支持策略、實驗探索支持策略、反思支持策略和多元評價策略

通過對微世界支持的小學科學發現學習的教學試驗的歸納總結，得出微世界支持小學科學發現學習的教學策略包括了任務驅動策略、知識解釋支持策略、實驗探索支持策略、反思支持策略和模糊評價策略。在微世界支持的小學科學發現學習中，學生始終是進行探究和發現的主體和中心。在微世界操作中，但由于受到背景知識、思維水平等各面的限制，小學生在利用微世界進行科學發現學習時會遇到各種各樣的困難。為了更好地幫助學生激活有關背景知識、提出問題和假設，教師可利用情境、協作、會話等學習環境要素，充分發揮學生的主動性、積極性和創造性，指導學生自主完成實驗設計、微世界探索和實驗分析與總結，并能對整個學習過程進行有效的計劃、監控和調節。

3 微世界支持小學科學發現學習的教學策略的實施對小學生的科學素養發展有促進作用

科學實驗總結與反思范文第2篇

一、要高度重視科學實驗教學

現在的應試教育使得教育成了快餐，很多時候我們更希望能花最少的時間，最小的成本，取得最好的成績。而實驗教學往往需要花費很多的時間，但是似乎短時間內又看不到成果。所以大多數學校往往把學生分組實驗集中在中考實驗考試前一個月，甚至還是選擇一些來做。根據調查，有的實驗室形同虛設，甚至有的還沒有符合標準規范的實驗教室，常規儀器以及實驗藥品短缺比較普遍，也有少數教師怕麻煩，就懶得及時去做了。原因固然挺多，最重要的是部分教師也包括少數學校管理者對科學實驗教學不夠重視，沒有從根本上認識科學學科的特點以及培養學生“素質”的真正內涵，學校為了省錢、教師為了省力，忽視了科學實驗這一重要環節和手段，這樣必然影響學生各種能力的培養和技能的訓練、提高。對此，我們無論是科學教學人員還是學校管理層都必須對科學實驗教學予以高度重視。

二、實驗教學中的誤區：實驗教學就是實驗操作

“做實驗啦，去玩了！”這可能是很多學生實驗課前的寫照?？茖W實驗是科學的基礎，對科學的建立和發展一直起著十分重要的作用。但是，多年來，初中科學實驗教學在很大程度上流于形式。實驗課教學比較注重實驗儀器的準備和操作事項，教師對學生的要求往往停留在看到什么現象，怎樣按課本或教師給出的步驟順利完成實驗操作、記錄數據、得出預期的結論，課后要求學生記住實驗結論。甚至有的教師把實驗技能與實驗能力畫上了等號，把科學實驗能力僅僅歸結為實驗操作活動的能力。這些教學觀念上的偏差，勢必會影響實驗能力的培養，其結果可能導致很多學生做完實驗，根本不知道他為什么要做這個實驗，他們知道實驗結果但不知道是怎么得出的，這個實驗又給了他什么啟示也一概不知，這種重過程和結論而忽視實驗引導、反思和總結的做法，把實驗能力培養變為實驗考試應付能力的培養，嚴重妨礙了現實意義上的科學素養的提高，很大程度上削弱了學生實驗的實踐能力和創造才能。從而讓學生產生實驗就是去實驗室玩玩的心理，這對實驗嚴謹性的培養也是一種妨礙。

三、如何讓實驗成為學習科學的主旋律

（一）重視課堂演示實驗，關注學生實驗

有人說好媽媽勝過好教師，由此可見日常生活中潛移默化的作用非常重大。那么一個科學教師在引領學生在科學道路上跋涉時，特別是在初中基礎教育階段，對科學素養的形成，影響也非常大。我們常說現在的學生不喜歡動腦，更不喜歡動手，這可能與學生的成長環境有關，因為現在的孩子大多是獨生子女，從小飯來張口、衣來伸手，所以動手操作能力差。這就更需要我們教師加以引導和指導。首先我們演示實驗要盡量都做，并且在做課堂演示實驗前，必須準備充分，確保萬無一失。讓學生知道實驗的重要性，實驗技能是學好科學的一項重要素養。另外“教學的本質是信息的交互，是認識的交換，是學生的人際交往”。學習的過程也是學生自我教育的過程，是學會交流、合作、與人相處的過程，這在學生分組實驗中最能充分體現。以往，學生分組實驗經常合作不順，導致失?。挥袝r明明是一個小組的活動，最后卻只有少數學生在活動；有時小組合作表面上轟轟烈烈，學生發言七嘴八舌，實際上只是東拉西扯，甚至嬉鬧說笑，缺乏實效。這嚴重違背學生實驗的初衷，也影響學生學業成績的提高。

經過認真反思總結，我積極參與學生的活動，特別是對班級同學進行合理組合，設計與創造合作學習的情境，做好合作的表率，讓學生在合作中感到自己的成功與小組分不開，小組的成功離不開個人的努力與成功?，F在學生充分認識到合作的必要性，體會到合作的互惠性，絕大部分學生樂于合作、主動合作，學業成績大有提高。所以作為一個科學教師，如不重視實驗教學，不研究實驗教學，不注意深入挖掘每一個實驗的教學功能，那么學科的教學效果自然會受到很大影響。

（二）充分挖掘實驗素材，讓實驗更貼近生活

我們知道學習科學的目的是為了解釋和解決生活中的事物，所以我們首先要能夠用最直觀的現象證實或解釋一些科學道理。親自動手操作，觀察實驗現象，在有趣的實驗中可以讓同學們對科學產生強烈的興趣，興趣是學習科學的基礎，有了興趣，同學們就有了學習科學的動力。

（三）針對課堂重難點，設計課外強化實驗

課堂實驗易受時間、空間的制約，往往限制了學生思維探索的深度，不能有效地發揮他們的創造才能，也大大束縛了學生的動手操作能力。學生在家中可根據家庭條件尋找各種可利用的器材或廢品，進行制作，進行深入實驗，這更能營造以學生為主體的實驗與創新環境，更利于他們個性化、獨立自主品質與動手能力的培養。

科學實驗總結與反思范文第3篇

基于傳感技術的科學實驗的設計思路

科學教育領域的傳感技術系統由傳感器、數據采集器、計算機及工具軟件構成。其中傳感器是該系統的核心，計算機及工具軟件為輔助設備。若將該系統比做人體，那么傳感器就是人體的五官，其功能的多樣性直接決定了傳感技術在科學實驗系統的應用范圍。同樣，實驗中能否引入傳感技術，關鍵在于傳感器能否直接或間接測定待測量，即儀器的支持作用是該類實驗開發首先考慮的因素。

1.確定實驗選題

根據教材、課程標準、學生的知識背景、傳感技術的功能等選擇合適的學習內容，確定實驗主題。

2.選定實驗觀測量

(1)直接測定。根據實驗的研究對象和特點，選擇合適的實驗觀測量，依據對傳感器功能的認識，初步尋找合適的傳感器，進行直接測定。例如利用溶解氧傳感器可以直接測定水體中溶解氧氣的濃度，用壓強傳感器監測一天內大氣壓的變化，用溫度傳感器研究化學變化中的溫度變化等。

(2)“轉化”后再檢測。若無法找到直接支持的傳感器，則必須將待觀察量轉化為可直接檢測的物理量進行實驗，我們把這一環節稱作“轉化”。轉化是科學實驗中的重要思想，自然科學的研究正是將內隱的、微觀的和具體的變化外顯化、宏觀化和抽象化的轉化過程，基于傳感技術的實驗活動更能揭示科學活動這一轉化的本質。

針對轉化本身，不同的實驗對象存在不同的轉化模式。我們可以通過分析實驗對象本體的性質和特點，列舉其中變化的物理量，然后選擇變化明顯、測量簡便的物理量為實驗觀測量，再選用合適的傳感器進行實驗。比如植物的呼吸作用，在這個過程中，伴隨著熱量的釋放、二氧化碳濃度的升高、氧氣濃度的下降等等物理量的變化，我們便可以借助這些變化量來監控植物的呼吸作用。再如，鹽度是土壤質量的一個重要指標，由于鹽可溶于水，發生電離，鹽度不同，那么土壤溶液中的離子濃度不同，電導率不同，因此，可利用電導率傳感器進行測定。

3.設計實驗方案

根據已確定的觀測量，考慮相關影響因素，形成實驗方案，并預設實驗條件和儀器參數（主要指傳感器和數據采集器）。

4.實施實驗

實施實驗方案，根據實驗實施過程中遇到的問題，對實驗用品的種類、用量及測定時間等進行調整，以得出較理想的符合科學性的實驗數據，并對數據處理方法進行優選。

科學實驗同時具有“可預見性”和“不可預見性”的特點?？深A見性是指科學、合理的實驗設想是實驗成功的基本保證，可以使實驗研究過程順暢、有條理。而有時實驗原理盡管看似完美，但在實施過程中可能會遇到各種各樣的問題，這就是科學實驗的不可預見性，科學實驗的不可預見性有來自實驗儀器的問題，也有來自實驗設計的問題。

例如，初中化學實驗向燒杯中傾倒二氧化碳氣體，階梯形燭臺上的蠟燭從下向上熄滅，以說明二氧化碳比空氣重且不支持燃燒，也許我們很容易想到用二氧化碳傳感器來監控這一過程，但如果實際實施實驗就會發現，傾倒的二氧化碳會超過二氧化碳傳感器的量程，實驗失敗。由此必須將觀測量進一步“轉化”，轉化為其他可檢測的物理量。考慮到二氧化碳的增加會引起氧氣濃度的減小，用氧氣傳感器代替二氧化碳傳感器進行實驗，可取得成功。如裝置圖1所示，用氧氣傳感器監測氧氣濃度的變化，用光強傳感器監測光強度的變化，會發現在傾倒二氧化碳的過程中，氧氣濃度逐漸減小，光強度減?。ㄏ灎T變暗），這樣有力地說明了二氧化碳密度比氧氣大且不支持燃燒這一性質。

再如，植物呼吸的實驗研究，如前文所述，可以根據這一過程中熱量的釋放、二氧化碳濃度升高、氧氣濃度下降等物理量的變化進行監控，但在具體的實驗過程中，還要考慮熱效應是否明顯容易測量、熱效應是否受環境溫度變化的影響、二氧化碳和氧氣濃度是否受光合作用的影響等等影響因素，考慮到這些因素，我們便會采取保溫避光的實驗條件。

科學實驗這些“不可預見性”的特點可能導致實驗的失敗，但也會讓我們發現許多值得研究的問題，這也正是科學探究的樂趣和魅力所在，那種用“思維實驗”、“黑板實驗”替代探究實驗的做法很難增進學生對于科學的理解。

5.反思總結

反思實驗過程的關鍵或異常環節，進行實驗再設計和拓展性研究。總結實驗的注意事項，提出供學生交流討論的問題。

由上述討論可見，從實驗手段上講，基于傳感技術的實驗可以分為直接測定和間接測定（轉化后測定）兩大類；從實驗過程來講，預見性強的實驗相對簡單，預見性弱的實驗則有更多的影響因素需要考慮，往往需要重復設計。基于傳感技術的科學實驗研發的思路可以用圖2表示。

基于傳感技術的科學實驗示例

1.污水排放對水體中溶解氧濃度的影響――直接測定法

水體污染和水體質量是初中科學課程標準和科學教材中的重要課題，而水質標準有多項內容，溶解氧濃度是其中之一，且學生對水體中溶解的氧氣的作用已有了解，因此可以選取氧氣濃度作為實驗觀測量，使用溶解氧傳感器直接測得。

根據不同的教學要求，本實驗活動可以有不同的設計。如果作為真實情景的綜合實踐活動，可由學生攜帶溶解氧傳感器親自到河流或湖泊進行檢測；但并非所有的學校都具備靠近水體的條件，有時也沒有充裕的課時支持。在這樣的條件下，可以通過實驗室模擬進行。例如有機污染物等還原性物質，會消耗水體中的氧氣；含氮磷的物質，引起水體富營養化，經過一系列變化，導致水體溶解氧濃度降低。由于上述生化過程所需時間較長，我們可以借助還原劑Na2SO3代替污染物消耗氧氣模擬上述過程。

如圖3所示組裝實驗裝置，向燒杯中加入一定量的水樣，將溶解氧傳感器浸沒于水中，啟動磁力攪拌器，攪拌。加入2M的Na2SO3溶液，每次加入5滴，充分攪拌并測定溶解氧的濃度，分析溶解氧濃度隨Na2SO3溶液加入量的變化。

在未加入Na2SO3之前，隨著攪拌的進行，水樣中溶解氧濃度不斷增加，直至達到飽和；加入Na2SO3后，水體中溶解氧濃度急劇下降，達到一定數值后趨于穩定。

傳統的溶解氧滴定測定，只能測定某種狀態下的溶解氧濃度，且操作比較繁瑣。引入傳感技術的實驗，不僅實現了水體中溶解氧濃度的實時監測，將變化的過程記錄了下來，且操作簡單，更有利于低年級學生進行探究活動。

2.植物蒸騰作用的測定――間接測定法

植物的蒸騰作用是中小學科學課程中的一個核心概念，關于蒸騰作用的下級內容有很多，我們選取測定蒸騰作用的速率為實驗主題。目前為止，沒有開發出能夠直接測定蒸騰作用的傳感器，因此需要進行轉化。

蒸騰作用具有過程屬性，在此過程中，植物體內不斷有水分通過氣孔散失到空氣中，根或莖部不斷從周圍的生存環境中吸收水分，以達到植物體內水分的相對平衡。因此，蒸騰作用的特性是失水和吸水，倘若將植物根或莖浸入一個盛水的密閉容器中，由于植物吸水，導致水量減少，液面上方空間變大，一定質量的空氣體積變大，壓強變小?？赏ㄟ^壓強傳感器進行測定（如裝置圖4），從而實現蒸騰作用測定的轉化。實驗觀測量由蒸騰作用的速率轉化為密閉體系中的壓強。

在實驗實施過程中發現，用傳統的玻璃儀器如密閉的錐形瓶，由于其體積大，因蒸騰作用而減少的水的體積相對于容器的體積太小，導致壓強變化不明顯。筆者通過改進實驗裝置，用裝滿自來水的乳膠管代替錐形瓶，實現壓強變化的放大化；數據采集器的設置中，由于蒸騰作用中水的減少是一個漸變過程，需要一段時間的積累才能完成，因此采樣時間要長；另外，植物的選取，考慮到價格以及蒸騰作用強度的問題，選用花店出售的旺盛的花枝，如（約1元/朵），降低了實驗成本，從而完成實驗本體的開發。

科學實驗總結與反思范文第4篇

【關鍵詞】初中科學實驗課程；教學方式；教學質量

初中科學課程是一門與生活密切聯系的課程，其教學目標是培養學生的科學素養，幫助學生建立對科學的初步的探究能力，提高學生自主學習知識，樹立科學觀。傳統的初中教學觀念中，科學課程無法受到與語文數學等一些主要的課程同樣的重視，導致科學課程的教學效果不突出，教師不重視，學生不積極。但是科學課程更能夠對學生今后的生活和學習產生指導意義，尤其是科學實驗課程，更能夠培養學生的動手能力，促進學生應用知識去分析問題、解決問題。同時，科學實驗還能夠激發學生的學習興趣，增強學生的綜合素質，因此科學的教學具有更強的現實意義。根據本人的實際教學經驗，本文討論了在科學實驗課程中如何利用新的教學方式，適應新課改的教學要求，做好初中科學實驗課程的教學工作。

一、以興趣為主導，創設教學情境

創設教學情境是當前教學方式改革的一個熱點，適當的教學情境突破了傳統教學方式的死板教學過程，將學生從枯燥乏味、教條性的授課內容中解脫出來，通過創設學生感興趣的情境激發學生的探索欲望，吸引學生的注意力，讓學生由被動學習轉變為主動學習。實踐證明，適當的實驗教學情境可以充分調動學生的思維，促進學生以極高的熱情和興趣去探求情境背后的理論知識，主動參與到教學活動中。

在科學實驗的情境創設中，教師應該充分考慮該實驗與實際生活的關系，利用虛擬實際環境引發學生對知識的追求動力。精心準備的問題情境可以幫助學生在實踐操作的過程中明確實驗研究的方向，掌握知識內容，總結實驗結論，加深自我認識。

在科學實驗教學中，為配合情境教學法，教師應該盡量采用生活化的物品作為實驗材料，這樣能夠讓學生養成一種善于在生活中發現問題的能力，激發其對未知事物的好奇心和探求欲望，促使其根據興趣的導向自主的融入到課堂情境中。

二、充分利用多媒體教學的優勢，提高實驗效果

科技的進步使得越來越多的現代化教輔工具被應用到課堂教學中，多媒體教學的優勢在于其可以將教學內容和實驗成果直觀、形象、生動的展現在學生面前，為學生留下更為深刻的印象。尤其是一些需要長時間才能夠完成或被感知的現象和事物，如果只依靠自然的方式對學生進行講解可能無法達到預期小到，但是多媒體技術就可以克服時間和空間的限制，在較短的時間內將最為關鍵的內容呈獻給學生。

隨著多媒體技術在教學中的普及，教師必須轉變教學方式，適應多媒體教學的要求，充分結合多媒體教學優勢和科學學科所特有的學科特點，將抽象的、理論性的知識轉化為具體的、感性的知識向學生傳遞。這樣既能夠彌補有些實驗課程學生無法實際動手操作的缺陷，又豐富了實驗成果展示，細致了實驗教學方案，幫助學生更好的理解和吸收教學內容。

三、轉變教學觀念，以學生為主體

傳統的教學方式是教師為主導，很少考慮學生的需求，無法把握學生的學習狀態和知識吸收程度。為更好的適應教學需求，教師應該適當轉變教學觀念，將學生放在主導地位，一切教學以服務學生為基礎。這樣可以增進師生之間的交流，了解學生學習過程中的困惑，解決學生學習中遇到的困難，還可以形成更為活躍的自主討論氛圍，讓學生在討論中實現共同進步。

以學生為主體的教學方式要求教師要克服急躁心理和偏袒心理，改變目前學生等待老師給予答案的教學現狀。只有為學生流出充分的時間，讓學生在實驗結果中尋找最為合適的理論結果，并通過相互討論驗證答案的正確性才能夠真正教會學生如何學習。

四、注重學生綜合能力的培養，多元化評價指標

科學實驗的教學要求決定了教學目標是在教學中更為關注學生的動手能力、分析能力、科學態度以及探索精神。因此科學實驗教學更應該注重學生綜合能力的培養，通過這種培養方式提高學生的自信心和求知欲，為學生向綜合素質人才方向發展提供支撐。

傳統的教學評價指標注重學生的考試成績，但是成績并不能真實反映學生的學習能力，采用多元化評價指標可以對學生進行更全面的衡量和判斷，如將科學實驗能力、小組討論和自我評價等計入考核范圍，全面評價學生的綜合能力，幫助學生進行自我反思和改進，促進學生不斷進步。

初中科學實驗課程所涉及的教學內容對提高學生的思維邏輯性、拓展學生的綜合素質、培養學生的自我探究能力有著極為重要的作用，是其他學科無法替代的。探究適合當前教育需求的教學方式對優化教學結構，培養學生能力，提高教學質量都有著積極的影響。適合的教學方式可以充分體現科學實驗教學的價值。

參考文獻：

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科學實驗總結與反思范文第5篇

關鍵詞：科學教學；實驗；邊實驗邊學；有效性

為了鞏固實驗在科學課堂中的地位，更好地理解與體現學生學習科學的“自主探究”；為進一步提高科學教學的課堂效率，解決學習時間、空間緊張與實驗教學重要性的矛盾，化解學生喜歡動手實驗而硬件條件短缺的兩難。我堅持相當長一段時間的探索，伴隨一批學生的整個初中階段，試著對“邊實驗邊學”的教學實踐展開了研究。

一、“邊實驗邊學”的基本內涵

所謂“邊實驗邊學”就是指學生在教師的指導下，一邊進行實驗一邊學習，主張實驗先行的教學組織形式，“邊實驗邊學”與“邊學邊實驗”有本質的區別。通過各種科學實驗元素建構起無處不在的“超級實驗室”，真正實現學習科學的主動性、探究性。

實驗的形式是多樣的：演示實驗、分組實驗、自助實驗、創新實驗等。在教師的指導下，學生通過自己動眼、動腦、動手、動口去獲取知識，培養學生用實驗方法探索科學知識的能力?！斑厡嶒炦厡W”課一般安排在教室里進行。每桌一套儀器，每位學生都有動手的機會，有利于學生能力的培養。因此，從某種意義上講，“邊實驗邊學”起到了演示實驗與學生分組實驗有機結合的作用。

針對初中學生的特點，在課堂教學中，若比較多地采用“邊實驗邊學”的組織形式，讓學生通過“四動”進行學習，使各種感官受到刺激，能延長學生的有意注意時間，促使大腦對各感官傳輸的信息進行綜合分析，進而提高課堂教學的思維密度?！斑厡嶒炦厡W”應該是一條值得繼續探索的科學教學之路，我也將繼續深入研究“邊實驗邊學”更深的內涵，拓展“邊實驗邊學”更廣闊的外延。

二、“邊實驗邊學”的價值取向

布魯姆有效教學理論指出：有效教學是指教師遵循教學活動的客觀規律，以較少的時間、精力和物力的投入，實現教學目標和學生的個性培養與全面發展，取得盡可能多的教學效果。

1.有效關注全體學生

“邊實驗邊學”就是讓全體學生都動起來，積極主動地參與到教學環節中，而不是游離在外。“邊實驗邊學”迫切地需要教師和學生自覺養成反思與總結的好習慣，在實驗的成功與失敗中反思，得到進步。

2.提高學生科學素養

我實施“邊實驗邊學”，變演示實驗為學生分組實驗，提高學生體驗的有效性、增強了實驗教學的有效性；開展課外實驗探究，提高學生科學實驗素養和創新意識的有效性。

3.激發學生主動參與

學生對“邊實驗邊學”的熱情很高。首先，學生對于動手性、參與性強的活動有著天然的喜歡，因為實驗的過程一定比枯燥的思考和練習來得有意思；其次，對于建構完整的知識能力體系，學生的情感參與和認知參與成正比。由于學生實驗的廣泛參與度使得其自身在學習過程中不斷得到啟發、激勵，從而優化知識結構，乃至有所發現、有所創造。

三、“邊實驗邊學”的基本要素

1.教學內容的選擇

根據中學科學教學指導對能力、技能的相關要求，將對器材的要求不是很高的演示實驗；將課本上的小實驗和一些實驗習題；將課本上的部分學生分組實驗改編安排成“邊實驗邊學”的內容。實踐表明，凡是與教學過程緊密結合，便于隨堂進行并利于學生動眼、動腦、動手、動口，有利于培養學生科學的實驗方法和良好的實驗習慣，有利于發展學生智能的內容，都可選為學生“邊實驗邊學”教學的內容。

根據對初中《科學》（7年級到9年級）的課本、作業本以及配套的實驗手冊的統計，一共約有121個演示實驗，34個學生分組實驗，158個課本上的小實驗、探究活動和一些實驗習題，并經分析其知識、技能、教學目標后，結合實驗類型提出可實施“邊實驗邊學”教學的可行性建議。

2.教學時間的安排

科學探究實驗和課堂教學常常爭奪學生有限的時間資源，我通過“邊實驗邊學”的教學實施，充分、合理地利用時間，大大提高課堂效率。時間的安排是靈活的、隨機應變的、因需而定的、一切為提高學習有效的。

3.教學形式的安排

合理的教學形式能促進“邊實驗邊學”的順利開展，“邊實驗邊學”的實施也能讓教學形式更為科學和豐富多彩。我經常在課堂教學中安排討論實驗的方案設計，讓學生明確學習的目標和方向；把分組實驗帶入課堂，使分組實驗常態化；把大型的、復雜的實驗分解到各小組分頭完成，然后交流整合，使大型實驗微型化；通過課堂向課外延伸，使課堂實驗家庭化。

“邊實驗邊學”的教學組織形式，改變了教師講、學生聽，教師寫、學生抄，教師做、學生看的那種因學生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學生自己閱讀材料，自己做實驗，還可以討論講述，因此，他們學習的主動性、積極性就能得到充分發揮。

4.教學儀器的選擇

“邊實驗邊學”是一種上課形式的學生實驗，一般要求兩個學生用一套實驗儀器，對學生“邊實驗邊學”儀器的準備要做到“五不一保證”，即儀器不宜復雜，操作技能要求不宜過高，實驗規模不宜過大，一次實驗所用儀器數量不宜過多，實驗時間不宜過長；實驗安全要有保證。

由于初中科學實驗儀器一般都比較簡單，多數實驗都是定性的，有些定量的實驗精確度要求不高。因此，我的大部分實驗儀器都是自制的，可供選擇的器材也很廣泛。例如，沒有平底試管，可用廢舊的平底小藥瓶來代替；沒有彈簧秤，可發動學生用廢鋼絲繞制或直接使用橡皮筋，提出自制簡易儀器。同時特別關注學生自制、使用儀器時的規范性、科學性和安全性，經常進行溝通、教育。我在這方面也做了一些嘗試與探索，積累了不少資料。本人在《初中科學實驗教學的創新之路》一文中已有具體的闡述。

四、“邊實驗邊學”的課堂結構

“邊實驗邊學”課堂一般包含下列三個環節：“設疑引學―辨疑解難―釋疑鞏固”，下面略作詮釋：

1.設疑引學

設疑引學是教師通過一些科學實驗現象和問題情境，使學生產生疑問，提出需要解決的問題。

例如，在一次學習“電阻”的知識時，我特意開設了一堂開放性的“邊實驗邊學”的試驗課。首先給學生一個明確的任務：“測量小燈泡電阻的大小”，但是不為學生框定實驗所用的器材，只為學生準備了干電池、學生電源、小燈泡、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電阻箱、開關和若干導線等許多實驗器材，由學生自己進行挑選來完成實驗，讓學生按照自己的想法來設計實驗。

學生遇到的第一個問題就是什么是電阻？于是他們看書、問教師……當了解電阻的概念后，新的問題又來了：怎么測電阻呢？電阻跟哪些物理量相關呢？只會測電壓、電流有什么用呢？形成問題鏈。當我提示學生聯想到歐姆定律的時候，出路自然就找到了，“伏安法測電阻”的知識及其研究就此展開。

2.辨疑解難

辨疑解難是要求學生對他們所提出的問題進行假設，估計可能的結果是什么，然后引導學生討論如何用實驗進行研究，擬訂實驗方案，并在學生實驗觀察和測定的基礎上開展小組或全班討論分析。學生在這一教學環節中，通過看書、觀察、實驗、思考、討論、爭辯、答問、練習、應用等，做到“四動”，從而既學到了知識，又培養了能力。

3.釋疑鞏固

釋疑鞏固是在教師的指導下排除疑問，通過練習、應用、小結等來運用和鞏固所學的知識。上好“邊實驗邊學”課的關鍵在于放手讓學生去看、去想、去做、去說，盡量讓學生提出問題，大膽猜想，設計實驗方案和進行實驗。教師做的主要工作是巡視、集疑、布疑，對個別學困生進行適當輔導。對難點、重要的概念、分歧大的問題，組織學生討論。在設計“邊實驗邊學”方案時，應注意了解學生的實際，對實驗教學中可能出現的問題、可能遇到的困難等，都要作充分的估計和準備。我希望通過對研究實驗課題的合作解決，來學習隱含于問題背景后的科學知識，形成解決問題的技能，形成自主學習的能力。在適當的地方，教師需給予必要的點撥。

五、“邊實驗邊學”的教學效果

“邊實驗邊學”能夠起到演示實驗與學生分組實驗的綜合作用。在演示實驗的基礎上，認真做好學生分組實驗，可以激發學生學習科學的興趣，培養學生的能力，提高學生的科學素養。

1.有利于調動學生的學習興趣和積極性

培養和提高學生的學習興趣是當前科學教學改革研究中的重要課題之一?！斑厡嶒炦厡W”不僅有效提高學生的學習興趣，而且極大地調動學生的學習積極性。我對試驗班級和對照班級分別在入學時和畢業前做過關于科學學習興趣的問卷調查，結果如下：

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數據表明：通過百分數對比，實驗班學生“喜歡科學”的人數在不斷增加；“不喜歡科學”的人數在不斷減少。另據問卷：在試驗班學生所學的課程中，科學是學生最喜歡的學科。

2.有利于學生理解和掌握知識

對照班級和試驗班級都參加過全校、全區統一命題的期中、期末教學質量檢測。我曾經就測試中的實驗題、與實驗相關的探究題等，對兩個班級的學生答題情況進行分析，也把試驗班學生的答題情況和全校、全區的該題得分率進行比較，表明“邊實驗邊學”的學生學習效果有明顯優勢。

例題：粗細均勻小木棍長L，一端繞鐵絲，直立漂浮水面，露出L1，直立漂浮于另一液體中，露出L2，求此液體的密度。

當時此題總體得分率63.4%左右，試驗班得分率高達93%。得益于當時學習“密度計”時，是用“自制土密度計”來進行“邊實驗邊學”的，學生經過制作、實驗、應用、分析，對其原理已比較熟悉，此題得分率自然較高。

3.有利于培養學生的實驗能力

探究能力的培養是寫入初中科學教學指導綱要的，是學習科學必須達成的基本能力。中學科學實驗教學的現狀是學生動手的機會太少。開展“邊實驗邊學”，極大地增加了學生實驗操作的機會，因此十分有利于培養學生的實驗能力。

學生在九年級參加校方每年組織的科學實驗操作考查中的一次性通過率基本保持在100%；在各級各類創新、發明創造、實驗操作技能比賽中，有多人獲得優異成績。這應該得益于學生平時一貫以來邊實驗邊學習、邊思考邊進步。

六、結論與反思

1.結論

我建議在教學中教師應拘泥于書本，不迷信權威，不墨守成規；盡量減少對學生的限制，并適時適度地給學生以幫助，鼓勵學生充分發揮想象力和主觀能動性，獨立思考，大膽探索，標新立異，將自己的創意、創想實驗帶進課堂。培養學生的觀察能力、勇于探索的意志力、實事求是的科學態度，訓練學生通過實驗的歸納、綜合、抽象等思維方式，逐步掌握學習和研究問題的基本方法。

2.反思

實施“邊實驗邊學”的過程中發現，學生的個體差異還是會影響教學效果，人的接受能力有快有慢，動手能力、思維能力有強有弱，導致不能全部與課堂教學的步調一致。不同的學生來自不同的家庭，不同的成長環境也令學生對“邊實驗邊學”的認可度有差異。

畢竟，知識不等于能力，“邊實驗邊學”也不是萬能的，不能涵蓋所有的知識點，不能培養全部的能力，也不是所有的知識都可以實驗化的。盡管“邊實驗邊學”的有效性已經得到印證，但我也不會盲目的用它取代全部的其他優秀的教學手段和措施。