实验工具生成科学实验论文

摘要小学科学实验课中探究性问题的生成不同于简单的提问，而是在实验中学生结合真实实验情境以及自己原有经验，为了进一步探究事物本质或规律而产生疑问的过程。探究性问题的产生主要源自实验材料投放差异、实验操作差异以及学生思维方式。今天小编给大家找来了《实验工具生成科学实验论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

实验工具生成科学实验论文 篇1：

利用开源硬件掌控板开展小学科学实验教学

数字化时代，实验方式、实验工具、实验手段越来越智能化，随着时代的发展也越来越贴近生活。实验教学应为学生的发展赋能。为解决传统的科学实验教学中存在的问题，笔者尝试在科学实验中应用开源硬件，将创客教育融入小学科学教学中，并以项目式学习的方式积极开展实验活动。

一、利用开源硬件改进小学科学实验教学的需要

《义务教育小学科学课程标准》强调：“科学学习要以科学探究为核心。”探究既是科学学习的方式，又是科学学习的目的，而实验则是探究的主要方式。传统的实验工具已难以满足当下小学科学实验教学需求。比如，由于存在安全隐患，水银温度计将于2026年全面禁止生产。酒精灯、火柴等实验器具也面临同样的问题。在传统环境下由于实验室工具和设备短缺，并受环境、资源影响，小学科学实验教学的过程和效果都不太理想。

（一）开源硬件与掌控板

开源硬件是与自由及开放原始码软件相同方式设计的计算机和电子硬件。这类计算机和电子硬件的所有设计信息是公开的，学生可借此深入学习和个性化地开发。与开源硬件功能类似的智能设备已经在生活中得到大量应用，如智能家居、智慧校园，这些设备和应用贴近学生的学习和生活。同时，它们在安全性、可拓展性、智能化程度上相较于传统的科学实验工具有了很大提升。小学五、六年级的学生已经具备了一定的图形化编程的知识基础，他们通过选择和使用编程模块，设定相关参数，给模块连线并上传到掌控板等控制器板，便能轻松快速地做好开源硬件使用前的准备。掌控板非常适用于创客教学，它是一款开源的Micro Python微控制器板。通过板载的各类传感器，它能科学地检测得到各种准确可靠的信息，不仅可以用于青少年编程学习，而且是科学实验中非常好用的智能小工具。

（二）使用开源硬件开展科学实验教学的优势

相较传统的实验方式，用开源硬件开展科学实验教学具备以下优势。

1.创设“真实”的科学实验环境

作为数字原住民的当代学生，他们对于信息技术有着天然的亲近感。他们对新技术、新事物充满好奇。教師利用传统的科学技术手段、工具和方法，也能让学生了解科学知识，培养他们的科学精神。面向未来，培养学生解决不可知问题的能力，需要更好的教学方式。教师为学生提供多种实验方式、多种实验工具，让他们自主选择，帮助学生提升面向未来的能力和竞争力，是数字时代教育发展的必然。

巧用开源硬件，既能帮助学生解决存在于科学实验中而又难以用传统方法解决的问题，又能培养学生的创新能力与实践精神。笔者在实验教学中的运用开源硬件，为学生深入探究提供技术支持。正如许知远先生所说：“教育不是首先着眼于实用性的，而是要去‘唤醒’学生的力量，以使他们能在目前还无法预料的未来局势中做出有意义的选择。”

2.提高学生适应数字时代的能力

笔者利用开源硬件开展小学科学实验教学，以跨学科的核心素养和关键能力为载体，指向实验中真实的问题解决，帮助学生对不同学科知识与技能进行整体理解与融合运用。通过科学知识与智能硬件的融合，笔者为学生设置了真实的、有吸引力和复杂的实验问题，培养学生数字化能力，鼓励学生用数字工具分析问题和解决问题，引导学生主动适应数字时代。

3. 培养学生的创新精神和实践能力

教师引导学生使用开源硬件参与科学实验，有助于培养学生的创新精神和实践能力。学生自主选择开源硬件，参与科学实验，改变了传统的按部就班的实验方式，突破了传统科学实验对于实验时间、地点的限制。学生可以使用开源硬件，在合适的地点和时间，根据需要开展科学实验活动，还可以对实验的过程和方法进行改进。

二、小学科学实验教学中掌控板的应用要领

（一）利用传感技术获取实验数据

传统的小学科学实验教学中，学生依赖主观判断和人工采集来获取相关实验数据。比如，对于光线亮度的判断，学生可以通过视觉来感受光线的明暗和强弱，但是对于具体的光线值则难以判断，而大多数小学科学实验室缺乏相应的检测设备。实验者通过掌控板加载的光敏传感器和LED显示屏及模块化的编程软件，可以观察光线强弱的模拟值。学生可以通过前后的数值对比，跟自己的主观判断相互印证，加深对知识的理解。相较于传统方式，学生使用掌控板获取实验数据，更加精准，能够采集到以往难以获取的实验数据。

（二）物联网技术助力实验数据的积累、整理、分析

教师整合掌控板、Mind+和Siot，可以组建一个小型的本地物联网，方便学生在科学实验中收集、整理和分析实验数据。有些科学实验耗时较长，需要长时间的数据采集，可是小学生每天还有其他的学习任务，不可能长时间通过人工的方式采集数据。教师利用掌控板、Mind+和Siot，实现物物相连，赋予每个实验对象以生命，创建本地物联网服务器。系统将动态采集的数据数字化，并生成相应的数据模型，为小学生参与科学实验提供精准的数据支持。

（三）支持项目式学习

项目式学习理念坚持以真实问题驱动教学，注重持续探究和学生核心素养的培养。在小学科学实验教学中，项目式学习越来越多地被教师采用。在传统的实验条件下，由于教学方法和实验工具受限，以及安全考虑，教师对于部分实验教学还是以体验为主，探究则被放在次要位置。“教师演示，学生模仿”，甚至以教师演示来替代学生实验操作是常态。教师借助掌控板等开源硬件可为学生合作探究实验提供技术和硬件支持。由于实验安全性大大提升，教师可以通过问题驱动，引导学生以持续探究的方式参与实验学习。相关物联网技术为学生课后参与小组合作探究提供了硬件和平台支持。

（四）拓展学习时空

传统的小学科学实验教学受制于实验条件和工具，往往只能在科学实验室完成，实验过程跟学生在生活中见到的实际情况有一定的距离。借助掌控板等开源硬件，学生可以根据学习需要，在更多合适的地点和时间开展科学实验活动。实验的场域可以是科学实验室和班级课堂，也可以是校园或郊外等地方。实验的时间也可以从课堂延伸至课后、假期。

（五）促进学科深度融合

掌控板在科学实验中的应用促进了学科深度融合。信息技术与科学在开源硬件领域互融互通，不仅可以促进技术在学生科学学习中的应用，而且可以促进教学环境、教学方式和学习方式的改进。基于真实问题和学习需求的学科深度融合，促进了学生跨学科学习能力和学科核心素养的提升，也为教师的专业成长开辟了路径。以前，科学实验教学中学科之间的融合是浅层次的，比如在实验中使用电子表格记录或录制视频来记录和演示实验等。在掌控板等开源硬件的支持下，学科壁垒被打破，学生可以融合各学科的知识、技能与方法，在实验中探索与解决问题。

三、掌控板在科学实验教学中的应用及分析

（一）精准记录实验环境数据并控制实验环境

在小学科学实验中，使用开源硬件附载的各类传感器，能够更精准、更科学、更快捷地获取实验对象的各种数据，控制实验环境，为科学实验提供技术和数据支撑。以“养蚕”为例，它是小学科学传统的实验项目，教学目标是培养学生的科学精神和态度、动手实践能力和正确的劳动价值观念。以前，学生是以传统的方式养蚕，存在“以喂代养”的问题，实验流于形式，很少深入探究问题。这样的做法不仅与现在工厂现代化养蚕的实际相脱离，而且不利于学生深入开展科学实验活动。笔者引导学生智慧养蚕，基于学生在养蚕过程中遇到的问题，让学生使用掌控板、温湿度传感器、气压温度传感器、物联网环境、智能手机或平板电脑等开展实验。

养蚕实验项目是学校传统的科学实验项目，学生或多或少在养蚕过程中遇到问题。笔者鼓励学生根据蚕的生活习性，分析在养蚕过程中遇到的问题。学生提出的问题集中在两方面：一是对蚕生长环境的营造和监控。蚕的生长发育与环境关系紧密，温度、湿度、空气与气流、光线等因素直接影响蚕的生长发育。二是蚕沙的收集。蚕沙又名蚕屎，是家蚕的粪便，也是一味中药。如何收集蚕沙又保证干净卫生是学生养蚕实验中的难题。针对这些问题，笔者鼓励学生结合已学习的开源硬件知识，提出解决问题的方法，设计方案，并准备相关材料。为解决蚕生长环境的问题，学生使用掌控板、光线传感器、温湿度传感器，实时观察蚕的生长环境，同时在蚕盒上部安装风扇，将蚕盒光强、温度、湿度控制在一个适合蚕生长的范围（如图1）。学生借助掌控板搭建养蚕盒环境监控系统，既可以通过掌控板的OLED屏幕实时了解蚕盒的环境信息，又可以通过掌控板与物联网MQTT（EasyIot）的结合应用，远程了解蚕的生长环境，自动记录蚕生长环境相关数据（如图2和图3）。为解决收集蚕沙的问题，笔者引导学生使用激光切割技术制作双层蚕盒，设计镂空的中间隔板，以便收集蚕沙。

在养蚕实验的教学过程中，笔者借助技术引导学生主动探究，培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力。在实验过程中，笔者坚持科学学科的育人理念，通过问题驱动，将大项目分解成多个小项目，让学生参与实验探究。

（二）支持长周期观察实验活动

在小学科学实验中，有的实验所需测量工具多，测量周期长。如果在实验中融合应用开源硬件，采集到以往小学阶段科学实验中不易测量的相关数据，可为学生提供长期、精准、实时的数据，为深入探究提供技术支持。以“观测天气”为例，以往由于实验时间跨度大，学生需要记录不同天气甚至不同季节的天气数据，操作难度较高。同时，在实验中还需要用到气温计、雨量器、风向风力计、空气质量检测仪等工具，很多学校难以为每个小组配齐配足实验工具。实验者利用掌控板以及光线传感器、温湿度传感器、空气质量传感器、闪电传感器、雨量计、风向风力计等传感器，可以实现智慧化、网络化的长周期天气观察。

为解决“观测天气”实验中遇到的问题，笔者鼓励学生分析问题，并提出智能化的解决方案。学生使用掌控板将其与物联网平台MQTT（EasyIot）联通，借助系统自动收集天气收据，自动传输、存储数据，解决了天气数据记录、存储的问题。同时，使用掌控板自带的温度传感器、光线传感器等，外接空气质量传感器、闪电传感器等，检测校园内的空气质量（如图4和图5），为学习、生活提供便利。掌控板与物联网平台互联互通，能够实现相关数据自动记录和快速查询的功能（如图6）。

在“观测天气”教学过程中，笔者注重实验的持续性和设备、技术的不断更新。在实验过程中，做好指导工作，并充分与学生交流，尊重学生的个性化选择;引导学生通过小组合作完成任务，创设平台，让实验成果对学生的生活有用。

（三）综合解决复杂观察問题

在传统的实验条件下，学生参与复杂的观察实验，需要用到多种实验工具，非常不便。掌控板具有集成化、数字化、智能化、多功能化、系统化以及物联化等特性。在实验中，学生用一块掌控板就可以综合解决复杂的观察问题。这样既能节约准备实验器具的时间，又大大节省实验的经济成本。

在上述两个案例中，笔者既解决了实验中环境数据采集、环境控制、长周期记录等问题，又让学生在面对真实的复杂观察实验时能够充分利用开源硬件解决观察问题。掌控板附载的传感器以及外接的传感器的组合应用，不仅让实验者的触觉、味觉和嗅觉得到延伸，而且能采集到很多用传统的方式难以采集的数据，比如在“观测天气”实验中，实验者还可以用其检测空气质量，采集闪电次数等数据。

四、应用前景

（一）开源硬件将在小学科学实验教学中得到普及和应用

在传统的实验条件下，教学前期，科学教师要做大量的器材准备工作。教师在小学科学教学中应用开源硬件，可大大缩短准备科学实验器材的时间，有效促进科学实验教学的常态化实施。同时，相比传统的科学实验工具，开源硬件更为安全，其应用符合数字时代要加强对学生人文关怀的价值追求，也有利于培养学生解决未来未知问题的能力。随着模块化编程软件的普及，掌控板附载传感器越来越丰富，将会受到越来越多师生的认可和欢迎。

（二）开源硬件的应用让科学实验与学生生活联系更紧密

以掌控板为代表的开源硬件是很好的教学工具。实验教学中应用掌控板可满足数字时代学生对于多元化学习工具选择的需求，符合当代学生的成长经历和需求。它贴近学生当下的生活，又能够为学生未来的生活做准备。掌控板为跨学科的项目式学习提供了有力的平台和工具，可促进学科深度融合和课堂教学变革。

（作者系江苏省常州市雕庄中心小学教师）

作者：芮清

实验工具生成科学实验论文 篇2：

小学科学实验课堂中探究性问题的有效生成

摘 要 小学科学实验课中探究性问题的生成不同于简单的提问，而是在实验中学生结合真实实验情境以及自己原有经验，为了进一步探究事物本质或规律而产生疑问的过程。探究性问题的产生主要源自实验材料投放差异、实验操作差异以及学生思维方式。教师可以通过在单元教学主线中寻找延伸点，引导学生聚焦现象差异的原因，帮助学生明确解决问题的方式，从而促进小学科学实验课堂中探究性问题的有效生成。

关键词 小学科学 实验课 探究性问题 有效生成

科学课堂有价值问题的产生是一堂探究性实验课的开始，同时也是一堂实验课是否具有深度的评价指标之一。以往的科学实验课，教师常把问题直接给出，让学生动手验证，或者以任务的形式一起去探究某事物。这些做法都与当今“先学后教，以学定教，以学生发展为本”等教育理念相违背。[1]小学科学课程标准指出，中段学生要能从具体现象与事物的观察、比较中，提出可探究的科学问题。高段学生能从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出适合自己探究的科学问题。可见小学科学实验课应当将探究性问题的生成作为教学的重点。

一、何为实验课中探究性问题的有效生成

美国教育家加里·D·鲍里奇指出：“有效的问题是那些学生能够积极组织回答并有效参与学习过程的问题。”问题的生成不同于问题的提出，我们通常说的问题的提出是预设的，具有很强的目标指向性，如教师的课堂提问，学生课堂中按要求提问。而探究性问题的生成则更强调由事实材料或实际现象引出，依据学生认知需要而自然产生。鉴于小学科学探究性实验主要为“物质科学”领域，笔者将本文讨论的有效生成界定为：学生在实验中，结合真实实验情境以及自己原有经验，为了进一步探究事物本质或规律而产生出疑问的过程。其具备以下三个特点。

1.问题产生的主体为学生

实验课可视为问题的解决过程，发现问题和表征问题是实验课的起始[2]，往往教师追求目标的达成，在这种价值取向下，类似这样的教学用语开始出现：“我们的馒头遇碘变蓝了，那么其他食物遇碘又会怎样呢？请同学们带着这一问题开始实验。”“铁钉放入硫酸铜，铁钉会改变吗？如果会，那会发生怎样的现象呢，赶快动手试试吧。”以上列举的教师课堂用语看起来自然、有逻辑。但是不难看出教师这样的引导其实已经将发现问题这一环节省去，而是直接呈现问题，学生只需表征问题，将教师的引导听懂即可。结果是学生将实验当作任务完成，探究的对象已经给出，被动地产生一点探究欲望。相反，若放慢节奏，教师提示一句：“请同学们观察自己桌上的实验材料，你想做点什么？”“我想看看我们小组带的材料中，红薯、萝卜以及菠菜在碘滴上去后的颜色。”这样做虽然看似多余，但正是这样，学生自己提出问题的同时表征问题也就形成了，接下来的探究实验才是学生自己愿意做的事。

2.问题形成源自真实现象

建构主义认为学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验。[3]在情境性学习中，教师不是将准备好的内容给学生，而是提供解决问题的原型，并指导学生探索。而科学实验课能为学生提供的原型更多的是实验材料和工具，这样学生才能由事实提出问题。“我发现我杯子里的马铃薯刚上课时都是浮在盐水上面的，现在怎么沉下去了？”“老师，你昨天让我养的蝌蚪，今天一看不知道怎么少了4只？”这些源自学生自己的观察体会而得出的问题无疑会激发他们学习探索的兴趣，具备较高的探究价值。

3.生成的问题值得进一步探究

问题的提出是为了进一步的探究学习，不能是空中楼阁，也不能是原地打转，而是让学生尽可能地在“最近发展区”内跳一跳。例如课堂中学生会问：“白醋为什么能和小苏打反应？”“磁铁为什么能吸铁？”这样的问题虽然我们鼓励学生问，但是其实都是无效的问题，没办法进一步探究。“小苏打粉与白醋反应和将小苏打粉调入水中再与白醋的反应有什么区别？”“磁铁隔着水可以吸铁吗，我猜测磁铁隔着手也能吸铁？”这样的问题才是符合学生认知发展的问题，而且是能马上动手探究的问题。

二、探究性问题有效生成的条件

什么情况会使课堂生成有效的问题？首先得让学生看到现象，在探究性实验中，应更多地让学生发现现象的不同。而小学科学在选择实验、设计实验和安排实验上，都有很大的灵活性和自由度，也具有很大的创造性空间[4]，因此造成的现象不同就有很多来源，学生就有更多的问题空间。

1.源自实验材料投放差异

实验材料的不同会使实验现象不同，学生在关注不同的实验现象或结果时自然会产生疑问，当这种疑问用话语表达时，探究性的问题很可能就产生了。比如在教科版科学四年级上册的溶解单元，教师执教时，并没有先讲第五节“溶解的快与慢”，而是直接讲第六节“100毫升水能溶解多少克食盐”。在准备材料时，教师故意将某些杯子的水换成热水。在实验开始时，就有学生问“老师，怎么我们组有个杯子的水是烫的啊？”当时教师采用冷处理方式，让学生关注实验要求但没有解决这个问题。这杯不同的热水则会让实验现象出现不同。

2.源自实验操作差异

这种差异对于学生来说是自然的、无意识的，学生按照自己认为理所当然的方法做出来的，最后因为存在差异，实验现象不同，从而提出探究问题。在教科版科学三年级下册磁铁单元最后一节“做一个指南针”中，按照预设学生利用摩擦磁化绣花针的方法制得一个磁针。由于不同学生磁化的方法不同，最后得到的指南针有的针尖指向北方，有的针头指向北方。此过程中生成的问题须是学生留意到自己在相同实验器材下自己的操作不同而造成结果不同，学生可能会问：“我应该怎样做才能磁化出符合要求的磁针？”

3.源自学生思维方式

问题还得对现象经过思考后形成，同样观察到的现象，但不同学生可能因为思维方式差异形成不同问题，甚至只有部分学生能发现问题。科学课堂中常见的几种思维方式有线性思维、发散思维和逆向思维。比如教科版科学六年级下册观察铁与硫酸铜的反应，在发散思维下，有的学生会问“铝和铜能和硫酸铜反应产生现象吗？”更具发散的会问“硬币、石头这些会和硫酸铜反应吗”。比如白醋和小苏打反应的实验，教材是先倒三匙醋，再倒入一匙小苏打，然而在逆向思维下，有的学生问“白醋倒入小苏打会反应吗？难道反应会不同？”又比如探究温度和水的变化，学生看到放了冰块的烧杯壁外有水珠问：“这水珠从哪儿来的？”“刚才老师明明装水试过了，杯子不漏水的，难道水珠是从外面来的？”这些问题就是线性逻辑思维的结果。当然不同思维可以复合在一起形成高级思维，比如学生在看到烧杯中水沸腾时问：“气泡是从哪儿来的？是从杯子外还是烧杯内？”

三、怎样促使问题有效生成

学生的主体建构与教师的价值引导是辩证统一的关系[5]，问题的生成与预设也是辩证统一的[6]。要使课堂生成有效的问题，教师并不是什么都不做，相反科学课堂中教师必要的预期、引导能促使学生形成自主探究，课前课中好的预设能促使学生问题的生成。

1.在单元教学主线中寻找延伸点

教学主线是在整体解读视点的穿针引线下，教学点之间彼此相连、融通共生、建立意义关系，生成完整的意义链[7]，这条意义链在科学中就是各个主题的线索。

教师需要做的是融点成线，饱和细节，然后在线上找点，瞻前顾后，最后巩固加强主线。比如教科版科学五年级下册“时间的测量”单元：第一步，融点成线。通览教材7个小节不难得出本主题主线——“感受体会时间→分析时间与影子关系→制作太阳钟并测量时间→分析时间与滴水的关系→制作水钟并测量时间→分析摆与时间关系→用单摆测时间”。第二步，饱和细节，以怎样才能使自己做的简易装置测量的时间更准为目的，不断补充课堂需要探究的内容，并生成相应问题。比如：“水钟是怎样测量时间的？”“我们制作的滴漏水钟应该怎样打孔？打多大的孔合适？”“滴漏水钟滴的水先快后慢怎么办？”“怎样让其不影响测时间？”细节补充后就会形成更多的、更具操作性的探究小主题。第三步，主线上找点，从点延伸达到承上启下效果。比如，教师可以将摆作为重点，让学生观察摆，得出方向不变性和周期不变性的性质，再让学生想想周期不变的性质有什么用？在教学主线下的探究实验环环相扣，学生能结合更多的现象主动生成更多问题。教师需要做好预设，找准哪些是值得探究的、可能延伸探究的主题。

2.引导学生聚焦现象差异的原因

引导学生聚焦实验材料差异。前面举的溶解实验例子中，教师故意让几个学生使用热水溶解食盐，因此教师要有意识地关注这几个学生，当老师走过去时，学生说：“老师，我都开始溶解第9份了，他们才倒第6份。”又比如之前探究的用摩擦磁化针的实验，当发现现象不同时，教师并没有让学生过多地讨论，而是让学生重新拿一根针做，因为只有在做的过程中才能清楚地发现现象背后的实质。这一次，学生们你看我，我看你。由于针尖锋利，他们基本上是从针头向针尖方向摩擦磁化，只是选择的磁铁磁极不同。等还没有把第二个指南针做完，一位学生拿着手中的磁铁说：“老师，我想是因为有的同学用磁铁红色的这头去磨，而有的是用蓝色的这头磨的。”教师将学生的话用规范的语言解释：“你认为造成不同的现象是由于用磁体不同磁极去磁化针造成的。”

3.抛锚式教学，边实验边生成问题

抛锚式教学也被称为“基于问题的教学”，包括以下五个环节[9]：首先是创设情境，比如教师装着不小心的样子将粉笔头落进硫酸铜溶液中，这一情境仿佛是以往科学家成功前的意外，学生的视线马上聚焦在这个粉笔头上；其次是确定问题，学生自然形成问题：“粉笔头和铁钉在硫酸铜中有什么不同反应发生”；再次是自主学习，在发散思维下，探究其他金属或非金属放入硫酸铜溶液中的现象；然后是协作学习，分工完成实验并记录如铝、铜、鹅卵石等与硫酸铜溶液的反应；最后是效果评价。

4.帮助学生明确和解决问题

很多时候学生只能意会，不能言传，尤其是教师将其作为范例让其展学时，学生容易语无伦次，甚至造成恐慌。此时教师应当成为学生的平等对话者[10]，帮助他们明确问题，并试着指导其解决问题。当他们发现自己可以更快地溶解时，教师可以引导一句：“哦，真棒，那你想一想，这又说明了什么呢？”学生的猜想其实就是一个值得探究的问题，教师再把他们的想法稍变一下：“温度真的会影响食盐溶解的快慢吗？”这样，一个在课堂中有效的问题就生成了。

教师会问不代表学生也会问，有时教师希望的只是学生多学点知识，但往往会忽略他们的提问，学生在探究实验中提出新问题并探究新问题时，其知识的达成已经水到渠成。作为核心课程的小学科学课给予学生广大的提问和探索空间，探究性实验课带给学生的发展又是其他课程无法比拟的，从学生一个“问”开始，也就是从学生自身发展开始。

参考文献

[1] 龚雄飞.“学本式”卓越课堂的教育高度[J].教育旬刊，2013（11）.

[2] 张大均.教育心理学（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[3] David Jonassonetal.Constructivism and computer Mediatedcons tructionindis tanceeducation，The Americajournal of fdistancee ducation Vol.9.No.2.1995.

[4] 叶宝生.小学科学教学观察实验设计的依据和方法[J].课程·教材·教法，2013（11）.

[5] 张天宝，王攀峰.试论新型教与学关系的构建[J].教育研究，2001（10）.

[6] 卢正之，洪松舟.教师有效课堂提问：价值取向与标准建构[J]，教育研究，2010（4）.

[7] 郑春.教育主线的建构[J].现代中小学教育，2013（4）.

[8] 吴术强，孙丽伟.小学科学教材中“物质科学”内容的比较与分析[J].物理教学探讨，2013（11）.

[9] 何克抗.建构主义革新传统教学的理论基础（上）[J].电化教育研究，1997（3）.

[10] 靳玉乐.现代教育学（2008年修订本）[M].成都：四川教育出版社，2006.

【责任编辑 陈国庆】

作者：吴开其 张晋

实验工具生成科学实验论文 篇3：

高中化学实验思想与方法教学研究现状调查

【课题项目】本研究为2010年上海市教育学会教育科研重点课题（编号：XA100019）阶段研究成果。

高中化学实验课堂充斥着零零总总的困惑，驱动着本研究试图深入化学实验教学之精髓，即探索实验思想与方法的教学生成。对于化学工作者，这从来都不是崭新的思考，对2001-2011年近十年中国知网数据库以“化学实验思想与方法”为主题检索，从研究现状和研究前瞻三个方面进行了梳理。

一、化学实验思想与方法教学生成的研究现状

1.化学实验教学的研究

实验教学与知识教学之间的矛盾越来越显著。把实验仅仅看作是为知识教学服务的工具，很容易造成实验像“使唤丫头”那样“用则唤来，不用挥去”的状况。

有学者对如实验教学现状进行了深度剖析，提出了课程标准和课程开设需要再建设、学业评价和实验考查需要再反思、实验教学软硬件和实验员配备需要再加强、教师培训需要再深化的解决实验教学现状的突破点。有学者调查显示大多数教师认为探究式实验教学是一种很好的实验教学方式，但是几乎所有教师都认为新教材课时太少，没有足够的时间“允许”教师在课堂上进行实验探究。究其各种客观原因存在外，中学化学实验教学实践改革方向不明确、实验教学中学科价值本位缺失、导致师生对化学实验的学习热情明显衰退，则是一个更为基本的原因。

2.化学实验思想内涵的研究

为什么要做实验？对这个问题的回答，构成实验的指导思想。伽利略认为，实验是判定科学理论、科学假说的最高权威，而不仅仅用来确证观测事实。他开创了近代科学实验思想，被誉为“打开近代科学大门的大师”。

在西方的近代科学发展中，有着“提出假说—实验检验—提出新假说—设计新实验……”这种促进科学不断进步的实验思想。因此，化学实验思想可定义为：在分析各个具体实验的基础上，经过归纳、提炼、总结出来的用来设计实验、解决实验问题的总体思路。

3.化学实验方法内涵的研究

化学是一门具有丰富方法论特征的学科，实验过程中都蕴涵着丰富的方法论因素，包括实验的设计方法和控制方法。

实验是在对科学现象获得清晰印象的基础之上，通过分析、归纳等科学思维方法，抓住现象本质，从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，最终形成科学概念。“动手能力实际上是动脑能力”。实验者思维的方法性主要体现在观察、思考、理解、分析、综合、归纳、演绎、抽象和推理等。

二、化学实验思想与方法教学生成的研究前瞻

每一个化学实验都是在一定的实验思想、实验方法指导下进行的。从实验原理、仪器、步骤、结果中深入挖掘实验方法、感悟实验思想，提升科学实验能力，经历作为研究者的科学历程。

1.建构高中化学实验思想与方法体系

挖掘化学实验思想与方法的内涵及构成要素是提升实验教学实效性的契机。笔者在文献基础上提出了化学实验思想与方法体系，如图1.

2.描述教材实验中蕴含的思想与方法

从教材实验走入实验课题，完成实验教学设计，需要对教材实验内容中蕴含的实验思想与方法进行描述。以教材“氯气跟水的反应和漂白作用”为例，挖掘教材实验中的思想与方法。

案例分析：

实验内容：取两瓶干燥的氯气，一瓶放入干燥的色布，另一瓶中放入湿润的色布，可以看到： 。使湿润的色布褪色的是盐酸还是次氯酸？请设计一个简单的实验来证明。

你认为漂粉精的有效成分是什么

实验思想与方法描述：该实验属于性质实验操作方法，学生在设计实验研究漂粉精成分时需要运用控制实验、实验设计研究方法，对获取的实验现象需要运用直观形象、分析与综合、类比、抽象的思维方法进行分析思考。

“化学实验”不同于“化学实验教学”，根本区别在于：是否进行了化学实验教学设计。从实验思想与方法角度挖掘每一个教材实验，沿思想与方法线索整合实验个体，形成贯穿于实验课堂中的实验系统，不断提升学生的科学探究能力。

3.实践探索实验思想与方法的教学策略

引领学生从演示实验或说明实验步入研究性实验是高中化学实验教学的核心目标。基础教育阶段验证性实验不可缺少，因此彻底改验证性实验为探究性实验也是不现实的做法，如何将探究要素导入验证性实验中形成“复合型”实验，如何在复合型实验中逐步培养学生良好的科学探究能力……从实验方法层面尽可能地提炼课堂实验中的共性是引领课堂实验逐渐从验证性走入探究性的最佳策略。

学生对实验思想与方法的认识更多地停留在感悟阶段，学生认知结构中“成熟”的实验方法与新授课中试图传授的思维方法存在一定距离，处于一种“懵懂”状态，难以迁移到类似的实验问题解决中。因此教师必需充分了解学生在实验课堂中解决某个问题时已经拥有的知识和方法，尤其对学生可能采取怎样的思维方法解决面对的新问题进行教学预设。

参考文献：

[1]陆良杰.《化学教育》1998-2007年中学化学实验教学研究情报分析.化学教育[J]，2008.09

作者：卫泽敏