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摘 要： 科学是一门以实验为基础的学科。在教学中，实验不仅在使学生理解和巩固科学基础知识、培养学生分析和解决问题的能力等方面有十分重要的意义，而且是激发学生学习科学的兴趣的源泉，所以加强实验教学是提高科学教学质量的重要环节。然而，大量的资料信息表明：中国基础教育在落实过程中最为突出的弊端之一，就是教师忽视了对学生进行动手能力的培养。作者结合“学习金字塔理论”，再多次尝试新的其他实验教学方法后，总结并介绍了优化实验教学的几个要点。
关键词： 科学实验教学 学习金字塔 动手能力 创造能力
一
科学是一门以实验为基础的学科，在教学上，实验不仅在使学生理解和巩固科学基础知识、培养分析和解决问题的能力等方面有十分重要的意义，而且是激发学生学习科学的兴趣的源泉。所以加强实验教学是提高科学教学质量的重要环节。然而，大量的资料信息表明：中国基础教育在落实过程中突出的弊端之一，就是教师忽视了学生动手能力的培养。
平时有些科学教师不乐意上实验课，原因是他们认为让学生进实验室做实验不容易控制场面，并且有些实验有一定的危险性，做了怕学生受伤；有些实验操作过于简单，做了怕学生浪费时间。而部分学生一进入实验室，由于兴奋过度，老师讲的那些注意事项根本没听进去，等要实际操作时，就愣在那儿。所以采取“以讲代做”的实验教学方式大有人在，但这样做的结果平时越不让他们进实验室，学生偶然有机会做一次实验，越是会出现老师意想不到的结果。而实验教学也因长期未受到应有的重视而成为科学教学中的薄弱环节。
为此，作为实验教师，我一直在思索怎样上实验课，即能让老师高效率地完成教学任务，又让学生乐意上呢？一次偶然的机会，知道了美国学者发现的“学习金字塔理论”，受这套理论的启发，我认为可以根据这套理论优化实验教学。
下面我先复述“学习金字塔理论”的大致内容。
美国缅因州National Training Laboratories做过这样的研究，他们的金字塔如下图所示：
学习金字塔理论告诉我们：不同的学习方法达到的学习效果不同，研究表明在两周之后，学生对知识的保留度，从5%—90%不等；用耳朵听讲授，知识保留5%；用眼去阅读，知识保留10%；视听结合，知识保留20%；用演示的办法，知识保留30%；分组讨论法，知识保留50%；练习操作实践，知识保留75%；向别人讲授相互教，快速使用，知识保留90%。
由此可见，学习方法不同，学习效果大不一样，因此，实验教师要学会调整甚至改变教学方式，让学生由被动听转到主动学，学生学习要综合使用多种感官，如耳、眼、脑、口、手等。
根据学习金字塔理论，我把某些实验课的课堂形式由两人一组照课本按部就班做实验改成了四人一组做自主探究实验。下面我以研究最方便与安全的氧气制取方法这一实验为例具体讲讲做法：我在桌上尽可能放着实验时要用到的仪器和药品，仪器有锥形瓶、广口瓶、长颈漏斗、分液漏斗、双孔塞、单孔塞、导管、水槽，药品有高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰、双氧水。让组内学生自己选取仪器和药品制取氧气，再讨论自己组选用的方法有哪些优点和缺点（这点是根据理论中“分组讨论法，知识保留50%”而设计的）。再把所有制取氧气的方法都尝试一遍，找出自己组认为最方便、最安全的制取氧气的方法。每个同学在实验后写一份报告，记录自己组选用的制取氧气的方法和注意点、优缺点，作为当天的家庭作业。
第一个班级做实验，大多数学生先选择了书本的实验，用加热高锰酸钾制取氧气（装置一）。实验时，他们发现虽然用高锰酸钾制取氧的速度比较快，但是在做实验过程中若是不小心，则会把桌子和实验仪器全都染上颜色，有的同学甚至把自己的手染成棕色。这些同学虽然手上染了颜色，但还是很开心地做实验，做得快的同学一直在告诉其他组做得比较慢的同学，放高锰酸钾时，可以用纸槽把高锰酸钾放到试管里，这样不会把高锰酸钾撒在桌上，也不会把手弄脏了。有个组的一位女同学甚至忘了结束时应先把导管从水中移出再熄灭酒精灯的这个步骤，不小心把试管炸裂了，情况非常糟糕，试管内的物体溅的到处都是，学生自己从容地处理掉杂物。虽然处理起来比较麻烦，但这些东西对学生而言都不是老师用言语描述就能体会的。这位同学可能会永远记得自己所犯错误带来的后果，如果下次再做相同实验时，就会注意这些了。所以，老师都应该给学生动手的机会，只有学生亲身体验了，才会有印象。
有些组的学生则先采用其他办法制取氧气，有些学生用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制取氧气，他们认为即使试管破了，也好处理些，不像高锰酸钾有强氧化性，会把其他物品弄脏。但在做实验过程中，又出现下面的情况：有些同学把试管倾斜过度，里面的混合物沿导管滑出，有些甚至滑到了水槽。学生碰到这些情况，举手向我报告，我让告诉他们可小心地把试管的粉末集中后，换个带导管的橡胶塞继续做实验。在实验结束后洗试管时他们还发现：加热后残留的混合物会出现结块现象，而且很难取出残留物。我先让学生把试管冷却后再用水冲洗，把残留物用玻璃棒取出，倒入废水池。
有些组的学生先选了装置二用二氧化锰和双氧水来制取氧气，但做实验过程中又出现如下问题，或者有些组的装置内氧气还没有收集满就没有气泡，或者有些组的装置内氧气装置氧气收集了满了，气泡还在往外冒。为此，有的学生提出，有没有更好的方法呢？既能控制反应速度的，又能获得稳定的气流，还能节约反应物。有些同学们想到了，能否用锥形瓶和无塞的分液漏斗做反应装置（装置三），更有同学提出了，可用针筒或带旋塞的分液漏斗代无塞的分液漏斗，广口瓶代替锥形瓶后，应该能获得比较平稳的气流（装置四）。这些同学都非常认真地开始了实施自己的实验设计，并且完成得相当好。有些同学不会做，就让同组已经会做的同学手把手地教她如何做实验，这些原先不会做实验的同学很快就掌握了。（这点是根据向别人讲授相互教，快速使用，知识保留90%而设计的，因为学生要教给其他同学，他必须先把知识内化成自己的，才能转教给别人，而学生间的思维方式比较近，被教的那位学生比较容易接受）。这次的实验课上处处体现着学生的灵动，学生在课堂上不是被动地做实验，而是真正主动地做实验，成为了课堂的主人。 唯一的遗憾是这个班有些小组同学由于能力差异太大，不能尝试所有氧气制作的方法。就不能比较出方法最简便，最快捷。所以我让这些没完成任务的组多向完成任务的组学习讨教，等到实验室开放日时再进行实验。一天后的调查结果显示，该班的学生对自己所选的制取氧气实验的操作过程及要注意的事项掌握得很不错。
有了在第一个班级上课的经验，第二班我在上课前先让学生根据材料把每种制取氧气的方案制订好，然后让小组成员自己分配好工作，每人完成一个方案。并把每个实验要注意的事项写在了黑板上，再让学生在实验后总结自己所做的实验的优缺点，这样每个小组都能完成任务了。还能方便地比较出哪种方法制取氧气的速度快，再从小组中派出代表当场总结发言。果然效果比前个班要好得多了。
二
教师不可能把所有的学生实验都改成自主探究实验，所以我结合“学习金字塔理论”，再多次尝试新的其他实验教学方法后，慢慢地总结出了要优化实验教学的几个要点：
1.教师在实验课前做好准备工作。
要取得比较好的教学效果，教师每次在上实验课之前必须做好大量的准备工作，其中包括知识和实验方面的准备。同时也要预见实验时可能会出现的事件及应对措施。对于学生在实验中初次接触到的仪器、实验操作中的难点和关键点，实验操作开始前教师必须给予适当的指点。
2.教师在实验中注意培养学生良好的习惯。
在学生实验的过程中，必须注意促使学生养成良好的实验习惯，如使用仪器要正确，实验操作要谨慎；让学生在遇到突发事件时要从容应对；尊重客观事实依据，不拼凑修改数据；实验完毕后及时反馈总结，发现问题及时补救，还必须自觉整理并爱护仪器，等等。
3.充分发挥教材中“小实验”的作用，训练学生的动手能力。
新课程标准强调科学实验的探究活动，要求为学生创造动手做实验的机会，同时科学实验的绿色化、安全化。但在当前的科学教学过程中，不少教师认为教材中的“小实验”是课外的知识，与考试无关，因此常被忽略。然而这些小实验却往往具有取材容易、贴近生活、简单明了、便于操作的特点，不仅能加深学生对所学知识的理解，而且能极大地提高学生学习科学的兴趣，锻炼学生的动手制作能力和独立操作能力，发展智力。因此，科学教师和实验室人员应结合教材内容因地制宜地积极开发科学教学中的课外小实验、小制作。
4.定期开放实验室，给学生创造更多的动手机会。
定期开放实验室，实验室的管理老师可在每天的自由活动时间开放实验室，让一些在实验课上没有完成任务的同学做实验，熟练操作过程。由一个已学会该实验操作的同学讲解并指导同学生做一些实验，这样可以增强学生的动手能力和发现问题的能力，也可以培养学生的应变能力，因为“小老师”要学会自己应付同学的提问，同时也促进学生的共同成长。
5.注重学生创造能力的培养，让学生自己设计实验。
由于人的个性存在差异，一些学生往往不满足于课堂，那么怎样才能发挥学生创造性。教师在实验教学中应尽可能创设问题情境，鼓励学生勇于质疑，敢于对人们“司空见惯”或认为“完美无缺”的事物提出怀疑。让学生在提出问题的基础上，独立设计实验，自己记录实验过程、现象、结果。最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性，充分发挥学生的创造才能，培养创新意识。这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识，逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维，真正感到学习科学的重要性，从而更好地探究问题，发现问题，做主动学习的学生。
老师们可以试着从以上五个方面入手进行实验教学，我想学生一定对科学教学感兴趣，这样我们就可以轻松地完成教学任务，而且能提高学生的素质。
参考文献：
[1]方献忠.科学教学如何让每个学生动起手来[J].教学月刊（中学版下），2009，03.
[2]百度文库.学习金字塔理论.
关键词： 科学实验教学 学习金字塔 动手能力 创造能力
一
科学是一门以实验为基础的学科，在教学上，实验不仅在使学生理解和巩固科学基础知识、培养分析和解决问题的能力等方面有十分重要的意义，而且是激发学生学习科学的兴趣的源泉。所以加强实验教学是提高科学教学质量的重要环节。然而，大量的资料信息表明：中国基础教育在落实过程中突出的弊端之一，就是教师忽视了学生动手能力的培养。
平时有些科学教师不乐意上实验课，原因是他们认为让学生进实验室做实验不容易控制场面，并且有些实验有一定的危险性，做了怕学生受伤；有些实验操作过于简单，做了怕学生浪费时间。而部分学生一进入实验室，由于兴奋过度，老师讲的那些注意事项根本没听进去，等要实际操作时，就愣在那儿。所以采取“以讲代做”的实验教学方式大有人在，但这样做的结果平时越不让他们进实验室，学生偶然有机会做一次实验，越是会出现老师意想不到的结果。而实验教学也因长期未受到应有的重视而成为科学教学中的薄弱环节。
为此，作为实验教师，我一直在思索怎样上实验课，即能让老师高效率地完成教学任务，又让学生乐意上呢？一次偶然的机会，知道了美国学者发现的“学习金字塔理论”，受这套理论的启发，我认为可以根据这套理论优化实验教学。
下面我先复述“学习金字塔理论”的大致内容。
美国缅因州National Training Laboratories做过这样的研究，他们的金字塔如下图所示：
学习金字塔理论告诉我们：不同的学习方法达到的学习效果不同，研究表明在两周之后，学生对知识的保留度，从5%—90%不等；用耳朵听讲授，知识保留5%；用眼去阅读，知识保留10%；视听结合，知识保留20%；用演示的办法，知识保留30%；分组讨论法，知识保留50%；练习操作实践，知识保留75%；向别人讲授相互教，快速使用，知识保留90%。
由此可见，学习方法不同，学习效果大不一样，因此，实验教师要学会调整甚至改变教学方式，让学生由被动听转到主动学，学生学习要综合使用多种感官，如耳、眼、脑、口、手等。
根据学习金字塔理论，我把某些实验课的课堂形式由两人一组照课本按部就班做实验改成了四人一组做自主探究实验。下面我以研究最方便与安全的氧气制取方法这一实验为例具体讲讲做法：我在桌上尽可能放着实验时要用到的仪器和药品，仪器有锥形瓶、广口瓶、长颈漏斗、分液漏斗、双孔塞、单孔塞、导管、水槽，药品有高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰、双氧水。让组内学生自己选取仪器和药品制取氧气，再讨论自己组选用的方法有哪些优点和缺点（这点是根据理论中“分组讨论法，知识保留50%”而设计的）。再把所有制取氧气的方法都尝试一遍，找出自己组认为最方便、最安全的制取氧气的方法。每个同学在实验后写一份报告，记录自己组选用的制取氧气的方法和注意点、优缺点，作为当天的家庭作业。
第一个班级做实验，大多数学生先选择了书本的实验，用加热高锰酸钾制取氧气（装置一）。实验时，他们发现虽然用高锰酸钾制取氧的速度比较快，但是在做实验过程中若是不小心，则会把桌子和实验仪器全都染上颜色，有的同学甚至把自己的手染成棕色。这些同学虽然手上染了颜色，但还是很开心地做实验，做得快的同学一直在告诉其他组做得比较慢的同学，放高锰酸钾时，可以用纸槽把高锰酸钾放到试管里，这样不会把高锰酸钾撒在桌上，也不会把手弄脏了。有个组的一位女同学甚至忘了结束时应先把导管从水中移出再熄灭酒精灯的这个步骤，不小心把试管炸裂了，情况非常糟糕，试管内的物体溅的到处都是，学生自己从容地处理掉杂物。虽然处理起来比较麻烦，但这些东西对学生而言都不是老师用言语描述就能体会的。这位同学可能会永远记得自己所犯错误带来的后果，如果下次再做相同实验时，就会注意这些了。所以，老师都应该给学生动手的机会，只有学生亲身体验了，才会有印象。
有些组的学生则先采用其他办法制取氧气，有些学生用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制取氧气，他们认为即使试管破了，也好处理些，不像高锰酸钾有强氧化性，会把其他物品弄脏。但在做实验过程中，又出现下面的情况：有些同学把试管倾斜过度，里面的混合物沿导管滑出，有些甚至滑到了水槽。学生碰到这些情况，举手向我报告，我让告诉他们可小心地把试管的粉末集中后，换个带导管的橡胶塞继续做实验。在实验结束后洗试管时他们还发现：加热后残留的混合物会出现结块现象，而且很难取出残留物。我先让学生把试管冷却后再用水冲洗，把残留物用玻璃棒取出，倒入废水池。
有些组的学生先选了装置二用二氧化锰和双氧水来制取氧气，但做实验过程中又出现如下问题，或者有些组的装置内氧气还没有收集满就没有气泡，或者有些组的装置内氧气装置氧气收集了满了，气泡还在往外冒。为此，有的学生提出，有没有更好的方法呢？既能控制反应速度的，又能获得稳定的气流，还能节约反应物。有些同学们想到了，能否用锥形瓶和无塞的分液漏斗做反应装置（装置三），更有同学提出了，可用针筒或带旋塞的分液漏斗代无塞的分液漏斗，广口瓶代替锥形瓶后，应该能获得比较平稳的气流（装置四）。这些同学都非常认真地开始了实施自己的实验设计，并且完成得相当好。有些同学不会做，就让同组已经会做的同学手把手地教她如何做实验，这些原先不会做实验的同学很快就掌握了。（这点是根据向别人讲授相互教，快速使用，知识保留90%而设计的，因为学生要教给其他同学，他必须先把知识内化成自己的，才能转教给别人，而学生间的思维方式比较近，被教的那位学生比较容易接受）。这次的实验课上处处体现着学生的灵动，学生在课堂上不是被动地做实验，而是真正主动地做实验，成为了课堂的主人。 唯一的遗憾是这个班有些小组同学由于能力差异太大，不能尝试所有氧气制作的方法。就不能比较出方法最简便，最快捷。所以我让这些没完成任务的组多向完成任务的组学习讨教，等到实验室开放日时再进行实验。一天后的调查结果显示，该班的学生对自己所选的制取氧气实验的操作过程及要注意的事项掌握得很不错。
有了在第一个班级上课的经验，第二班我在上课前先让学生根据材料把每种制取氧气的方案制订好，然后让小组成员自己分配好工作，每人完成一个方案。并把每个实验要注意的事项写在了黑板上，再让学生在实验后总结自己所做的实验的优缺点，这样每个小组都能完成任务了。还能方便地比较出哪种方法制取氧气的速度快，再从小组中派出代表当场总结发言。果然效果比前个班要好得多了。
二
教师不可能把所有的学生实验都改成自主探究实验，所以我结合“学习金字塔理论”，再多次尝试新的其他实验教学方法后，慢慢地总结出了要优化实验教学的几个要点：
1.教师在实验课前做好准备工作。
要取得比较好的教学效果，教师每次在上实验课之前必须做好大量的准备工作，其中包括知识和实验方面的准备。同时也要预见实验时可能会出现的事件及应对措施。对于学生在实验中初次接触到的仪器、实验操作中的难点和关键点，实验操作开始前教师必须给予适当的指点。
2.教师在实验中注意培养学生良好的习惯。
在学生实验的过程中，必须注意促使学生养成良好的实验习惯，如使用仪器要正确，实验操作要谨慎；让学生在遇到突发事件时要从容应对；尊重客观事实依据，不拼凑修改数据；实验完毕后及时反馈总结，发现问题及时补救，还必须自觉整理并爱护仪器，等等。
3.充分发挥教材中“小实验”的作用，训练学生的动手能力。
新课程标准强调科学实验的探究活动，要求为学生创造动手做实验的机会，同时科学实验的绿色化、安全化。但在当前的科学教学过程中，不少教师认为教材中的“小实验”是课外的知识，与考试无关，因此常被忽略。然而这些小实验却往往具有取材容易、贴近生活、简单明了、便于操作的特点，不仅能加深学生对所学知识的理解，而且能极大地提高学生学习科学的兴趣，锻炼学生的动手制作能力和独立操作能力，发展智力。因此，科学教师和实验室人员应结合教材内容因地制宜地积极开发科学教学中的课外小实验、小制作。
4.定期开放实验室，给学生创造更多的动手机会。
定期开放实验室，实验室的管理老师可在每天的自由活动时间开放实验室，让一些在实验课上没有完成任务的同学做实验，熟练操作过程。由一个已学会该实验操作的同学讲解并指导同学生做一些实验，这样可以增强学生的动手能力和发现问题的能力，也可以培养学生的应变能力，因为“小老师”要学会自己应付同学的提问，同时也促进学生的共同成长。
5.注重学生创造能力的培养，让学生自己设计实验。
由于人的个性存在差异，一些学生往往不满足于课堂，那么怎样才能发挥学生创造性。教师在实验教学中应尽可能创设问题情境，鼓励学生勇于质疑，敢于对人们“司空见惯”或认为“完美无缺”的事物提出怀疑。让学生在提出问题的基础上，独立设计实验，自己记录实验过程、现象、结果。最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性，充分发挥学生的创造才能，培养创新意识。这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识，逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维，真正感到学习科学的重要性，从而更好地探究问题，发现问题，做主动学习的学生。
老师们可以试着从以上五个方面入手进行实验教学，我想学生一定对科学教学感兴趣，这样我们就可以轻松地完成教学任务，而且能提高学生的素质。
参考文献：
[1]方献忠.科学教学如何让每个学生动起手来[J].教学月刊（中学版下），2009，03.
[2]百度文库.学习金字塔理论.