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摘 要：本文通过笔者十几年的物理，化学和生物方面的教学，特别是对新课程实行以后的学生的科学实验教育的思考和研究，分析了科学实验在初中教学中的重要性和必要性，提出了科学实验教学的原则、方式、方法，应该注意的问题，及科学实验和学生的思维发展的关系，揭示了科学实验是培养学生创新思维的有力工具，也是提高学生科学成绩的有效手段。
关键词：科学实验教学原则；科学实验方法；科学实验教学的方式；思维；创新
一、科学实验的重要性和必要性
科学的内容主要包括物质科学，生命科学，地球空间科学方面的三大知识板块，差不多涵盖了自然科学的科学现象和规律，因此，在初中阶段，对学生进行科学知识的教学，培养学生的科学意识，培养学生关注自然，发现问题，寻找和验证科学结论，既是科学这一学科的要求，又是人成才过程的需要，更是人作为有思维动物适应环境，改造自然，创造新事物，解决新问题的渴求。
科学新课程关于实验部分的内容差不多贯穿了整个科学教学的过程，意在强调科学实验对于学生掌握科学知识，培养动手能力，发展学生思维，提高创新意识的意义。
二、科学实验教学的原则和方法
科学实验教学的原则，是前人对于科学实验教学的原理的总结，也是教师更好地发挥实验唤起学生思维活动，掌握学生思维全过程的杠杆。它包括以下四项：
理论联系实践原则。就是通过实验得出结论，运用结论指导新的科学实验的原则；实验和见习相结合的原则。就是教师的演示实验和学生的动手实践相结合的原则。实验设置有的放矢原则。就是教师在设置实验时有清晰的安排和布置，有明确的实验方向和实验目的的原则。全程追踪原则。就是教师跟踪整个实验过程的原则。
科学实验的方法，是科学活动研究方法的归纳，是思维活动正确开展的载体，教师一定要灵活运用科学实验的方法，才能更好地调动学生的实验积极性，发挥创造性。常见的方法有以下几种：
模型法：即将抽象的科学现象用简单易懂的具体模型表示。
叠加法：科学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来，测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。控制变量法：自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。实验＋推理法：有一些科学现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正確结论，这也是一种常用的科学方法。
转换法：一些看不见，摸不着的科学现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。
等效法：在研究科学问题时，有时为了使问题简化，常用一个科学名词来代替其他所有科学名词，但不会改变科学理解的效果。
描述法：为了研究问题的方便，我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。
类比法：在认识一些科学概念时，我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比，以帮助我们理解它。
三、科学实验课的的六大环节
1.观察：观察是所有实验的第一环节，包括对实验器材的选取，器材的使用规则，器材的使用范围，以及器材的精确度等。不同的观察方式可能产生不同的实验结果
2.调节：它是进行实验的一个准备阶段，调节是否适当，对实验的成功有决定性的作用。
3.操作：即做实验，它是学生实际动手操作参与实践的具体过程。每一种仪器，都有它的使用规则和要求，我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带危险性的或损坏性的实验时，应先通过教师的检查，避免一些不必要的损坏和意外。
4.记录：在实验中，正确的读取和记录数据，它包括：读取的姿势（例：刻度尺数值的读取时，眼睛应水平垂直或竖直垂直刻度）；读取的方法（读到分度值的下一位）和准确的记录（数字与单位要准确）。在此过程中，我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法，加深学生对错误和差的了解，加强学生对动手操作的掌握。同时，也应注重实验的事实，而不能任意加大或减小实验数据，有意迎合实验的真实结果，应着力培养学生实事求是的科学态度。
5.分析：由于操作者不同，实验器材的不同，操作方法的不同等，可能导致同一实验结果的不同。我们应及时加以总结和分析。帮助学生分析哪些是错误导致的结果，哪些是误差造成的原因，与学生共同探求对实验器材和实验方法的改进，进一步激发学生学习兴趣，拓宽他们的思维。例：做动滑轮可以省一半力的实验过程中，实验的结果与理论的数值存在偏大的现象，我们应帮助学生指出，这并不是错误实验的原因，而是由于摩擦力存在的导致的结果，为了使实验结果更趋于理想，我们应想办法，减少摩擦。
6.整理：实验器材的适当选取，实验过程的正确操作，实验数据的准确读取，记录和分析，并不意味着实验的完整结束。实验后器材的归类、整理是各类实验的扫尾工作，也是一个不可忽视的工作，它培养学生爱护仪器，培养学生有始有终的科学态度的重要内容。
初中科学实验的各个环节，都是学生思维活动的过程，注意学生在实验过程中的六大环节，是培养学生思维的根本方式。
四、科学实验教学的方式
1.探究型实验教学方式：新课程倡导探究式的学习，注重学生自己动手、动脑探究科学规律，体验科学研究的方法，科学探究既是一种重要的教学方式，又是学生的学习目标。因此，在初中科学实验教学中，不仅要教给学生科学知识，更重要的是要引导学生经历一次科学知识的“再发现”的过程，从而培养学生获取新知识的能力，收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。
2.多媒体工具的模拟实验教学方式：有的实验，因为条件或者时间上的限制，或者存在一定的危险性，教师可以利用多媒体作为辅助的实验手段，在课堂上给学生进行科学实验的教学，让学生明白这一科学结论得到的正确过程，从而帮助学生建立这方面的科学知识结构。
探究型实验教学和多媒体工具的模拟实验教学不单是教师自己的研究过程，同时又是学生的思维研究发展过程。
五、设置科学实验的基本要求
1.科学性：实验复现的科学现象要力求真实、正确、符合科学。
2.操作性：实验操作应明确，结构设置应合理。
3.目的性：实验的目的应清楚。
4.直观性：面对初中学生，科学实验的现象应该直观，明了，能引起学生的兴趣，开拓他们的思维和想象。
5.趣味性：实验过程中应该有比较丰富的科学现象出现，让学生在实验之中体会各种科学现象带给他的感官上的刺激。
6.时间性：学生所做的实验，必须以普通的学生能在规定的课时里可以完成为标准，不能过于难做，也不能过于简单。
7.研究性：给学生的科学实验，一定要有基本的思维空间，不能一目了然，不然就失去了实验的意义。
六、探究型实验课应该怎么进行
1.合理设置问题情境。问题与疑问是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中科学探究型实验课教学，必须努力创设科学问题情境，让学生在科学问题情境中不断地发现问题，提出问题。在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示雾，霜，雪，冰凌，雨，水；然后向学生提出问题，“雾、霜、雪、冰、雨是怎样形成的”“水为何会变成白气”“白气又为何会变成水滴”等一系列科学问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题，然后就可以让学生动手做实验，比如把水放在试管里，下面点上酒精点，看水是怎么样变成水蒸气的，变成水蒸气需要有什么条件等。
2.合理设置实验的步骤。情境有了，学生对科学知识的探索的兴趣已经建立起来了，那么，在实验步骤方面的设置，就成为左右学生实验是否能够成功的条件，合理的实验步骤设置，有利于学生的实验的顺利进行，让学生在探索的过程中时时享受操作过程的成功所带来的快乐，刺激学生继续做好这个实验，从而掌握这一科学结论成立的条件
3.教师范演和学生动手实验应该有机结合。教师的范演，一是给学生正确的实验方法，让学生明白实验过程和实验步骤，二是通过实验，激发学生的兴趣。学生实验，可以是单个实验，也可以分组实验，通过讨论、合作学习的方式，让所有学生的科学实验的积极性全面发挥，特别是合作实验，可以避免有些学生的实验过程的错误，纠正不当的操作方法，掌握实验得到的科学结论，同时还可以培养学生的集体主义精神。
4.以科学实验教学的原则为指导，全程跟踪学生的实验过程。在学生的实验过程中，学生由于基础，或者是对实验操作的模糊，或者是实验过程中突发的偶然，肯定会出现这样那样的问题，老师必须时刻注意各个学生的实验操作的过程，及时发现和解决学生在实验之中的问题。
5.注重总结。这个总结应该根据实验内容的不同而随机应变，简单的，可以由学生自己总结的实验过程和实验结论，应该让学生自己去完成，比较复杂的，学生虽然通过实验，已经有了一定是知识，但是还不是非常清楚，那么教师一定要和学生一起总结。
6.实验课以后，必须让学生写出实验报告。实验报告是学生做好实验以后的再回忆，而写实验报告，可以让学生重温这一过程，有利于学生进一步弄清这一科学实验的步骤，掌握科学实验以后得出的结论，因此这一环节不能缺少。
七、科学实验如何培养学生的创新思维
初中科学是一门以观察和实验为基础的自然科学，科学的实验基础、理论体系及研究方法在学生智能结构的发展中占有非常重要的地位。通过科学实验教学，培养学生的创新思维，是激发学生创造欲望，提高创新能力的最重要的条件。
创新思维，指对同一个问题产生一种不同于常态的解答的思维形式。在科学实验时，可根据实验所提供的信息、实验提出的器材、学生掌握知识的深浅，从不同方向和不同方面来指导实验，寻找处理实验的多种方法。1.源于基本原理，处理实验问题：
如密度，它在科学技术和工农业生产中有着广泛的应用。固体密度实验，是根据密度=质量/体积，液体密度的测量，可以利用连通器原理，那么气体密度的测量呢，可从固体和液体的密度的测量中得到启发，如用天平法测气体的密度：首先用天平称出一空瓶的质量m1（空瓶内充满空气），接着用天平称出满满一瓶水的质量m2，再用量筒量出这瓶水的体积v，就可算出空气的密度为ρ水－（ｍ２－ｍ１）／ｖ。
2.换个角度看问题：
实验时，不走常人路，不随波俗流，克服思维定势。
3.强化仪器用途：
一般科学实验都有固定的仪器，那么如果不按照常规给定仪器时，学生就只能思考，用什么样的方法，才能解决给定实验的科学问题。医用针筒不单是打针用的用具，也可以成为科学实验的工具，如用它验证大气压的存在等。
4.常规实验异法做：
“空气不善于传热”的实验，火柴从远到近接近由管口向管中直到管底（火柴不能碰到试管壁），可以看到火柴在管口、管中都没有燃烧，一到管底就立即烧着了。这正说明了管底的温度远远高于管口的温度，
5.实验教具生活化：
帕斯卡“桶裂”实验证明液体压强与液体的深度相关，不用这桶，改用装满水的塑料袋在同质量的一杯水与一管水作用下不同情形，也可证明液体压强的实质
6.化演示实验为学生实验：
因为有的学生看不清老师的演示实验，这有可能影响学生对实验结论的认识，因此化演示实验为学生实验，可以培养学生的独立实验操作的能力，在实验过程中发展学生的思维。
7.深入探究：
学生在不知道实验结果的情况下，通过教师的层层设问，不断启发，实验设计，实验操作，思考分析，得出实验结果，学为中心，唤起学生的主体意识和主动精神，让学生养成探索习惯，培养学生的创新精神和创新能力。
总之，在科学实验教学中，教师应该让学生明白科学实验的意义，掌握科学实验的方式方法，重视学生在实验过程里各环节中的思维表现，及时纠正错误的实验行为，鼓励异化的非常规的思维，不断地培养学生创新思维能力，使学生对实验问题的理解不落俗套，表扬标新立异的学生；教师也应该在实验过程中不拘一格，多方设法，敢于和书本的实验方法不同，这样才可更大地唤醒学生的创造思想，培养学生運用各种思维形式解决科学问题，才能摆脱思维定势，拓宽思维范围，从而使创造性思维能力得到发展。
关键词：科学实验教学原则；科学实验方法；科学实验教学的方式；思维；创新
一、科学实验的重要性和必要性
科学的内容主要包括物质科学，生命科学，地球空间科学方面的三大知识板块，差不多涵盖了自然科学的科学现象和规律，因此，在初中阶段，对学生进行科学知识的教学，培养学生的科学意识，培养学生关注自然，发现问题，寻找和验证科学结论，既是科学这一学科的要求，又是人成才过程的需要，更是人作为有思维动物适应环境，改造自然，创造新事物，解决新问题的渴求。
科学新课程关于实验部分的内容差不多贯穿了整个科学教学的过程，意在强调科学实验对于学生掌握科学知识，培养动手能力，发展学生思维，提高创新意识的意义。
二、科学实验教学的原则和方法
科学实验教学的原则，是前人对于科学实验教学的原理的总结，也是教师更好地发挥实验唤起学生思维活动，掌握学生思维全过程的杠杆。它包括以下四项：
理论联系实践原则。就是通过实验得出结论，运用结论指导新的科学实验的原则；实验和见习相结合的原则。就是教师的演示实验和学生的动手实践相结合的原则。实验设置有的放矢原则。就是教师在设置实验时有清晰的安排和布置，有明确的实验方向和实验目的的原则。全程追踪原则。就是教师跟踪整个实验过程的原则。
科学实验的方法，是科学活动研究方法的归纳，是思维活动正确开展的载体，教师一定要灵活运用科学实验的方法，才能更好地调动学生的实验积极性，发挥创造性。常见的方法有以下几种：
模型法：即将抽象的科学现象用简单易懂的具体模型表示。
叠加法：科学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来，测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。控制变量法：自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。实验＋推理法：有一些科学现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正確结论，这也是一种常用的科学方法。
转换法：一些看不见，摸不着的科学现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。
等效法：在研究科学问题时，有时为了使问题简化，常用一个科学名词来代替其他所有科学名词，但不会改变科学理解的效果。
描述法：为了研究问题的方便，我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。
类比法：在认识一些科学概念时，我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比，以帮助我们理解它。
三、科学实验课的的六大环节
1.观察：观察是所有实验的第一环节，包括对实验器材的选取，器材的使用规则，器材的使用范围，以及器材的精确度等。不同的观察方式可能产生不同的实验结果
2.调节：它是进行实验的一个准备阶段，调节是否适当，对实验的成功有决定性的作用。
3.操作：即做实验，它是学生实际动手操作参与实践的具体过程。每一种仪器，都有它的使用规则和要求，我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带危险性的或损坏性的实验时，应先通过教师的检查，避免一些不必要的损坏和意外。
4.记录：在实验中，正确的读取和记录数据，它包括：读取的姿势（例：刻度尺数值的读取时，眼睛应水平垂直或竖直垂直刻度）；读取的方法（读到分度值的下一位）和准确的记录（数字与单位要准确）。在此过程中，我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法，加深学生对错误和差的了解，加强学生对动手操作的掌握。同时，也应注重实验的事实，而不能任意加大或减小实验数据，有意迎合实验的真实结果，应着力培养学生实事求是的科学态度。
5.分析：由于操作者不同，实验器材的不同，操作方法的不同等，可能导致同一实验结果的不同。我们应及时加以总结和分析。帮助学生分析哪些是错误导致的结果，哪些是误差造成的原因，与学生共同探求对实验器材和实验方法的改进，进一步激发学生学习兴趣，拓宽他们的思维。例：做动滑轮可以省一半力的实验过程中，实验的结果与理论的数值存在偏大的现象，我们应帮助学生指出，这并不是错误实验的原因，而是由于摩擦力存在的导致的结果，为了使实验结果更趋于理想，我们应想办法，减少摩擦。
6.整理：实验器材的适当选取，实验过程的正确操作，实验数据的准确读取，记录和分析，并不意味着实验的完整结束。实验后器材的归类、整理是各类实验的扫尾工作，也是一个不可忽视的工作，它培养学生爱护仪器，培养学生有始有终的科学态度的重要内容。
初中科学实验的各个环节，都是学生思维活动的过程，注意学生在实验过程中的六大环节，是培养学生思维的根本方式。
四、科学实验教学的方式
1.探究型实验教学方式：新课程倡导探究式的学习，注重学生自己动手、动脑探究科学规律，体验科学研究的方法，科学探究既是一种重要的教学方式，又是学生的学习目标。因此，在初中科学实验教学中，不仅要教给学生科学知识，更重要的是要引导学生经历一次科学知识的“再发现”的过程，从而培养学生获取新知识的能力，收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。
2.多媒体工具的模拟实验教学方式：有的实验，因为条件或者时间上的限制，或者存在一定的危险性，教师可以利用多媒体作为辅助的实验手段，在课堂上给学生进行科学实验的教学，让学生明白这一科学结论得到的正确过程，从而帮助学生建立这方面的科学知识结构。
探究型实验教学和多媒体工具的模拟实验教学不单是教师自己的研究过程，同时又是学生的思维研究发展过程。
五、设置科学实验的基本要求
1.科学性：实验复现的科学现象要力求真实、正确、符合科学。
2.操作性：实验操作应明确，结构设置应合理。
3.目的性：实验的目的应清楚。
4.直观性：面对初中学生，科学实验的现象应该直观，明了，能引起学生的兴趣，开拓他们的思维和想象。
5.趣味性：实验过程中应该有比较丰富的科学现象出现，让学生在实验之中体会各种科学现象带给他的感官上的刺激。
6.时间性：学生所做的实验，必须以普通的学生能在规定的课时里可以完成为标准，不能过于难做，也不能过于简单。
7.研究性：给学生的科学实验，一定要有基本的思维空间，不能一目了然，不然就失去了实验的意义。
六、探究型实验课应该怎么进行
1.合理设置问题情境。问题与疑问是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中科学探究型实验课教学，必须努力创设科学问题情境，让学生在科学问题情境中不断地发现问题，提出问题。在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示雾，霜，雪，冰凌，雨，水；然后向学生提出问题，“雾、霜、雪、冰、雨是怎样形成的”“水为何会变成白气”“白气又为何会变成水滴”等一系列科学问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题，然后就可以让学生动手做实验，比如把水放在试管里，下面点上酒精点，看水是怎么样变成水蒸气的，变成水蒸气需要有什么条件等。
2.合理设置实验的步骤。情境有了，学生对科学知识的探索的兴趣已经建立起来了，那么，在实验步骤方面的设置，就成为左右学生实验是否能够成功的条件，合理的实验步骤设置，有利于学生的实验的顺利进行，让学生在探索的过程中时时享受操作过程的成功所带来的快乐，刺激学生继续做好这个实验，从而掌握这一科学结论成立的条件
3.教师范演和学生动手实验应该有机结合。教师的范演，一是给学生正确的实验方法，让学生明白实验过程和实验步骤，二是通过实验，激发学生的兴趣。学生实验，可以是单个实验，也可以分组实验，通过讨论、合作学习的方式，让所有学生的科学实验的积极性全面发挥，特别是合作实验，可以避免有些学生的实验过程的错误，纠正不当的操作方法，掌握实验得到的科学结论，同时还可以培养学生的集体主义精神。
4.以科学实验教学的原则为指导，全程跟踪学生的实验过程。在学生的实验过程中，学生由于基础，或者是对实验操作的模糊，或者是实验过程中突发的偶然，肯定会出现这样那样的问题，老师必须时刻注意各个学生的实验操作的过程，及时发现和解决学生在实验之中的问题。
5.注重总结。这个总结应该根据实验内容的不同而随机应变，简单的，可以由学生自己总结的实验过程和实验结论，应该让学生自己去完成，比较复杂的，学生虽然通过实验，已经有了一定是知识，但是还不是非常清楚，那么教师一定要和学生一起总结。
6.实验课以后，必须让学生写出实验报告。实验报告是学生做好实验以后的再回忆，而写实验报告，可以让学生重温这一过程，有利于学生进一步弄清这一科学实验的步骤，掌握科学实验以后得出的结论，因此这一环节不能缺少。
七、科学实验如何培养学生的创新思维
初中科学是一门以观察和实验为基础的自然科学，科学的实验基础、理论体系及研究方法在学生智能结构的发展中占有非常重要的地位。通过科学实验教学，培养学生的创新思维，是激发学生创造欲望，提高创新能力的最重要的条件。
创新思维，指对同一个问题产生一种不同于常态的解答的思维形式。在科学实验时，可根据实验所提供的信息、实验提出的器材、学生掌握知识的深浅，从不同方向和不同方面来指导实验，寻找处理实验的多种方法。1.源于基本原理，处理实验问题：
如密度，它在科学技术和工农业生产中有着广泛的应用。固体密度实验，是根据密度=质量/体积，液体密度的测量，可以利用连通器原理，那么气体密度的测量呢，可从固体和液体的密度的测量中得到启发，如用天平法测气体的密度：首先用天平称出一空瓶的质量m1（空瓶内充满空气），接着用天平称出满满一瓶水的质量m2，再用量筒量出这瓶水的体积v，就可算出空气的密度为ρ水－（ｍ２－ｍ１）／ｖ。
2.换个角度看问题：
实验时，不走常人路，不随波俗流，克服思维定势。
3.强化仪器用途：
一般科学实验都有固定的仪器，那么如果不按照常规给定仪器时，学生就只能思考，用什么样的方法，才能解决给定实验的科学问题。医用针筒不单是打针用的用具，也可以成为科学实验的工具，如用它验证大气压的存在等。
4.常规实验异法做：
“空气不善于传热”的实验，火柴从远到近接近由管口向管中直到管底（火柴不能碰到试管壁），可以看到火柴在管口、管中都没有燃烧，一到管底就立即烧着了。这正说明了管底的温度远远高于管口的温度，
5.实验教具生活化：
帕斯卡“桶裂”实验证明液体压强与液体的深度相关，不用这桶，改用装满水的塑料袋在同质量的一杯水与一管水作用下不同情形，也可证明液体压强的实质
6.化演示实验为学生实验：
因为有的学生看不清老师的演示实验，这有可能影响学生对实验结论的认识，因此化演示实验为学生实验，可以培养学生的独立实验操作的能力，在实验过程中发展学生的思维。
7.深入探究：
学生在不知道实验结果的情况下，通过教师的层层设问，不断启发，实验设计，实验操作，思考分析，得出实验结果，学为中心，唤起学生的主体意识和主动精神，让学生养成探索习惯，培养学生的创新精神和创新能力。
总之，在科学实验教学中，教师应该让学生明白科学实验的意义，掌握科学实验的方式方法，重视学生在实验过程里各环节中的思维表现，及时纠正错误的实验行为，鼓励异化的非常规的思维，不断地培养学生创新思维能力，使学生对实验问题的理解不落俗套，表扬标新立异的学生；教师也应该在实验过程中不拘一格，多方设法，敢于和书本的实验方法不同，这样才可更大地唤醒学生的创造思想，培养学生運用各种思维形式解决科学问题，才能摆脱思维定势，拓宽思维范围，从而使创造性思维能力得到发展。