课件61张PPT。从细节处提高 科学实验的教学功能 陈胜钢
绍兴市教育教学研究院实验教学的现状社会
教师
学生 一、实验是科学形成和发展的基础 文艺复兴
技术进步
实验方法（卡文迪许实验、弯曲杆菌的故事 、中考物理题） 达·芬奇
自画像达·芬奇的《神秘的晚餐》达·芬奇的
《蒙娜丽莎 》达·芬奇的
人体结构图爱因斯坦对伽利略的评价： “伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开始。”巴里·马歇尔 罗宾·沃伦 澳大利亚科学家澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦共享诺贝尔医学奖 2OO6年无锡市初中考试物理试卷 29．挂在竖直墙壁上的石英钟，它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时，其秒针往往停在表盘上的 ( )
A．“3”的位置
B．“6”的位置
C．“9”的位置
D．“12"的位置二、实验是科学教学的重要方法和主要内容 1．实验是重要的教学方法
2．科学实验也是科学教学的主要内容
（1）以实验方式检验的价值观是科学
教学的目标之一
（2）实验本身具有科学的知识和规律
（3）实验设计等包含了逻辑思维等各种能力
（4）实验运用了大量的科学方法 二、实验教学的功能与作用1．科学实验的基本内容
2．科学实验的教育功能
1．科学实验的基本内容 科学实验最鲜明的特色是控制变量（条件），突出主要问题，另一个特色是重复性，可以在不同地点进行同一实验，并获得相同结果。 浙教版《科学》教材中，课时安排每册的实验安排根据不同的标准分类 （1）按照现象：定性 、定量
（2）按思维方法：对比、模拟、理想化、仿真
（3）按教学功能分：仪器使用性、观察测量性、
验证性、探索性
（4）按教学方式分：演示性、学生、计算机仿
真、家庭（课外） 无论怎样的实验，在教学上，总具有内容、目标和要求的三个关系。2．科学实验的教育功能 《辞海》对“实验”的解释是：根据一定目的，运用仪器、设备等必要的手段，在人为的条件控制下，模拟自然现象，观察研究事物本质和规律的一种实践活动。可纯化、简化或强化和再现科学研究对象，可延缓或或加速自然过程。是科学认识的基础。是判断认识是否具有真理性的标准。（1）科学实验的认知功能
（2）科学实验的能力功能
（3）科学实验的方法功能
（4）科学实验的情感功能
（5）科学实验的创新功能 （1）科学实验的认知功能①建立科学的情景
②建立科学概念、模型和科学量
③建立科学规律中的方法
④实验本身的科学知识①建立科学的情景 科学需要就物论理，或者说对事物作出介绍，对现象进行分析，那么首先需要建立对现实的认识，在头脑中建立起一幅科学情景图，实验就能帮助学生建立这样的科学情景图。
①碱使无色酚酞呈红色
②条形磁铁的立体性磁场 ② 建立科学概念、模型和科学量 科学是反映科学的现象、过程中本质属性的一种抽象，是在大量观察实验基础上运用一定的逻辑思维的方法，把事物的本质特征和共性集中起来，加以概括而形成的。这就需要大量的感性认识，而实验就能帮助完成这样的任务。
力的概念建立，作用效果和相互性 ③ 建立科学规律中的方法 科学规律是自然界中事物客体本质属性的内在联系，是事物发展变化趋势的反映，既科学规律揭示了科学概念之间的关系。从无数的科学规律的建立过程可以发现，她总是通过实验归纳得到。 氢氧化钠与硫酸铜反应④ 实验本身的科学知识误差理论
仪器选择 （2）科学实验的能力功能 能力是完成某项任务（或活动）的一种心理特征，是认识事物、探索规律和运用知识解决问题的本领，也是影响活动效率的基本因素。人具有不同的能力。在实验教学中可以培养和提高观察能力、思维能力、获取信息能力、解决问题的能力和运用数学的能力等多种不同的能力，但这需要我们在科学教学中恰当运用实验的方法才能达到。①观察能力 重点观察法
对比观察法
归纳观察法 重点观察法对比观察法归纳观察法②思维能力形象思维，是以事物表象为思维材料而进行的思维，基本形式是表象、直感和想象
抽象思维，是以科学概念为思维材料，以判断和推理的形式来反映客观的运动规律和变化原因。思维过程包括：分析综合、分类比较、抽象概括整体化和系统化
直觉思维，是人们的思维对客观事物及其内在联系的直接认识和理解 形象思维抽象思维③获取信息能力 （3）科学实验的方法功能 达尔文说过；“最有价值的知识是方法的知识。”科学实验的方法包括：普遍性的科学方法、实验常用方法和特殊方法
方法主要是观察方法、控制变量方法、对比方法等一般科学方法和常用的实验方法，这以外还可以有：比较法、替代法、放大法、转换法、模拟法、等效法、理想化法等 （4）科学实验的情感功能 科学品质中最基本的是实事求是的精神
（1）培养求知欲
（2）培养科学态度
（3）团队合作精神 （5）科学实验的创新功能 实验教学的核心目标是培养学生的创新意识，它以质疑和批评思维为基础。 三、从细节处，把握实验教学的成功1．突出科学性姆潘巴实验的中国故事上海向明中学黄曾新老师正在指导庾顺禧（左一）黄佳雯（右二）叶莎莎（右一）分析实验报告 真空不
能传声
实验2．体现目标性(1)引入新课(2)建立概念和规律 (3)学生练习实验 3.实验计划性 为了达到实验的目标，实验操作必须有计划地进行。明确实验目的，可以避免学生“看热闹”的好奇心理，有针对性观察；实验原理分析、器材、药品
的介绍、仪器连接说明、
观察要点的阐述、现象、
结果的分析等。4．认识接受性图甲5．强调可靠性6．首选简便性简便直观明显7．保证安全性 8．关键价值性 实验的目的是为了教学，为了提高学生的科学素养，因此在实验教学中，价值性是衡量实验的选择、设计和操作的标准 绍兴市教育教学研究院
陈胜钢
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谢谢课件46张PPT。 “实验包”辅助实验教学的研究 实验教学的要求实验教学的现状整合实验室的资源
开发学生实验包一、问题的提出2009年杭州市科协重点学术活动第一批项目
《学生实验包的开发和实验创新能力的培养》 （1）实验教学现状的分析一、问题的提出（1）实验教学现状的分析一、问题的提出（2）学生最喜爱的课堂教学活动的调查一、问题的提出（3）实验室器材（学生实验）使用情况的统计一、问题的提出二、“学生实验包的开发”实践研究（1）实验包的界定 实验包是指针对某一实验专题，利用实验室现有资源（包括相应的仪器、药品和材料）以及日常生活中的一些替代品放入专门的贮物箱而组成的一个实验组合。教师将实验包提前分发给学生，学生借助实验包可以在课内课外、校内校外开展本专题的相关实验（包括自主拓展实验）。 七（上）测量实验包七（下）生物实验包第一阶段：（2008年9月—2009年8月）二、“学生实验包的开发”实践研究八（上）力学实验包八（上）电学实验包第二阶段：（2009年9月—2010年2月）二、“学生实验包的开发”实践研究七（下）声光实验包八（下）化学实验包第三阶段：（ 2010年3月—2010年6月）二、“学生实验包的开发”实践研究（2）实验包“硬件”的开发1 主体性原则二、“学生实验包的开发”实践研究2 安全性原则二、“学生实验包的开发”实践研究（2）实验包“硬件”的开发3 微型性原则二、“学生实验包的开发”实践研究（2）实验包“硬件”的开发4 创新性原则二、“学生实验包的开发”实践研究（2）实验包“硬件”的开发１建立实验仪器（药品）目录二、“学生实验包的开发”实践研究（3）实验包“软件”的开发2 建立实验仪器使用说明二、“学生实验包的开发”实践研究（3）实验包“软件”的开发3 建立实验基本操作指南二、“学生实验包的开发”实践研究（3）实验包“软件”的开发4 编制实验任务单二、“学生实验包的开发”实践研究（3）实验包“软件”的开发5 编制配套实验练习二、“学生实验包的开发”实践研究（3）实验包“软件”的开发组织形式
过程指导
展示交流
评价激励二、“学生实验包的开发”实践研究（4）实验包“制度”的开发三、学生实验包辅助实验教学的研究（1）利用实验包开展课堂教学 探索1：实验包教学与超前自主学习的研究案例1：《电路图》案例1：学生课前设计可以工作的电路案例1：学生课内展示交流自己设计的电路三、学生实验包辅助实验教学的研究（1）利用实验包开展课堂教学 探索2：实验包教学与有效教学的研究案例2：《二氧化碳》课前探究案例2：《二氧化碳》课内探究练习使用显微镜练习使用量筒三、学生实验包辅助实验教学的研究（2）利用实验包开展课外实验三、实验包辅助实验教学的研究光与颜色的实验光的色散实验绿豆种子的萌发过程实验绿豆种子的萌发过程实验
记录1：在有光和无光条件下植物种子都能萌发，但有光条件下植物种子的胚芽底部和胚轴部分呈现紫红色，且幼苗较为粗壮；而无光条件下植物种子的胚芽底部和胚轴部分颜色偏白，且幼苗细长。
记录2：在种子萌发过程中，完全浸没在水中的种子也较快萌发，可能是种皮较快被浸胀而利于种子的萌发，按道理种子的萌发应有空气这一条件，可能是水中溶解了一部分的空气，也满足了这一条件。学生的部分观察记录：三、实验包辅助实验教学的研究（3）利用实验包开展自主探究实验 空气中二氧化碳含量的测定实验三、实验包辅助实验教学的研究实验（二）：不同浓度的葡萄糖水对绿豆种子生长发育的影响 实验（一）：探究不同液体对绿豆种子在土壤中生长的影响（3）利用实验包开展自主探究实验 三、实验包辅助实验教学的研究（4）实验包辅助实验教学的展示三、实验包辅助实验教学的研究（4）实验包辅助实验教学的展示三、实验包辅助实验教学的研究（4）实验包辅助实验教学的展示三、实验包辅助实验教学的研究（4）对学生评价激励的实践 1 过程评价三、实验包辅助实验教学的研究（4）对学生评价激励的实践 2 多元评价教师的评价三、实验包辅助实验教学的研究（4）对学生评价激励的实践 2 多元评价学生借助于校园网及其它展示平台对实验的评价家长借助于校园网及家联本对学生家庭实验态度的评价三、实验包辅助实验教学的研究（4）对学生评价激励的实践 2 多元评价四、实验包辅助实验教学的效果研究1 对学业知识的掌握四、实验包辅助实验教学的效果研究2 实验的设计、操作、现象描述和思维品质的培养 课件16张PPT。（第5章 第二节）余姚市舜水中学 施利明电 磁 感 应电 磁 感 应（第5章 第二节）余姚市舜水中学 施利明奥斯特实验引发的思考:电流
磁场一"找"电流活动一 你能否借助桌上的实验器材，连成电路，利用磁场“找”到电流？观察灵敏电流计活动二观察并思考：
1.表头的字母用什么表示？
2.有几个接线柱？
3.它的“0”刻度线在什么位置？为什么这
样设计？灵敏电流计的特点 符号是“ G ’’
“ 0 ”刻度线在表盘中央 可以从指针的偏转方向察知电流的方
向：电流从左端流入，指针左偏；电流
从右端流入，指针右偏 可以检测微弱的电流，电流越大，
指针偏转角度越大再"找"电流活动三用灵敏电流计代替电流表
（或小灯泡）连成电路，再
“找”电流。三"找"电流活动四用线圈代替铜导线连
成电路，三“找”电流。 电路不闭合，导线中不会有感应电流，但导体两端确有电压——感应电压。
活动五影响感应电流方向的因素1. 切割磁感线运动方向2. 磁场方向分析:将整个电路置于磁场中做切割磁感线运动，电路中有电流吗？ 结论:只能是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才会产生电流。电学之父——法拉第 英国著名物理学家、化学家。他家境
贫寒，虽未受过系统的正规教育，但刻
苦勤奋，对科学的热爱使他在化学、电
化学、电磁学等领域都做出杰出的贡献。
法拉第是电磁场理论的奠基人，第一次
提出场的思想，建立了电场、磁场的概
念，并用“磁感线”来研究磁场，爱因斯
坦曾指出，场的思想是法拉第最富有创造性的思想，是自牛顿以来最重要的发现。 经过十年坚持不懈的努力，终于在1831年法拉第发现了电磁感应现象，这一划时代的伟大发现，实现了机械能和电能的相互转化，使人类社会从蒸汽时代进入了电气时代。实验中电流产
生了吗？2. 为什么没有被
科拉顿发现？3. 这个实验对你
有什么启发？
假如……小明与小红学习电磁感应知识后，小明说：地球的周围存在磁场，我们能否利用地磁场来生电呢？小红赶忙找来绝缘导线，灵敏电流计，两人便开始动手实验……
（1）小明想法的依据是什么？
（2）实验中满足什么条件才会产生电流？
（3）试想一下两人的实验能成功吗？
让我们课后试一试！“无”中生“有”关上灯，点亮希望课件59张PPT。提高实验有效性的实践与思考台州路桥横街中学 陈伟毅实验地位的再认识实验教学由原本从属于知识教学的地位,转变成一个重要的教学领域,实验教学的作用也随之扩增.当前,实验教学在内容、方法和仪器等方面承受着巨大的改革压力.
方红峰
科学本质科学是一系列的思维方式；科学是一套探究的方法；科学是一个知识体系；科学要与技术和社会相互作用。
基于当代科学本质观，科学教育理应从偏重于知识传授，转向注重于活动与探究的过程，注重于科学史的呈现，注重于学习方式与态度的培养，而实验教学正是实现这一目标的有效手段。媒体“实验”受宠理由方便、不会出现“撞车”
可见度好
可靠、省时、不会出现“意外”，成功率100％
数据准确，容易得出结论
能很好的与试题接轨，应试效果好
2009台州学业考试题 29. 在自然界中，有些物质客观存在，却看不见摸不着，需借助某些方法才可观察到。
（1）在探究光的反射规律时，光的路径难以观察到，你或你的老师做这个实验时，是怎样将光路显示出来的？ ▲ 。
（2）在研究磁铁周围的磁场时，你的老师又是利用 ▲ 显示磁铁周围的磁场分布的。提高实验有效性途径实验器材的改进与开发
实验课堂教学策略的优化
学生课外实践活动的开展实验的软肋可见度不高（光学实验、）
操作性差、可靠性差（熔点实验、味觉敏感区、铁在氧气中燃烧）
模拟实验难以创造真实的情景（月相、杆影）
取材难、交流难（草履虫观察、观察星空、光合作用）
实验的周期长，不利于课堂教学（种子萌发、植物向光性、食物上滋生微生物的条件、铁生锈的条件）
真实验常被媒体“实验”替代的原因可见度不高（光学实验、）
操作性差（熔点实验、味觉敏感区、铁在氧气中燃烧）
模拟实验难以创造真实的情景（月相、杆影）
取材难、交流难（草履虫观察、观察星空、光合作用）
实验的周期长，不利于课堂教学（种子萌发、植物向光性、食物上滋生微生物的条件、铁生锈的条件）
真实验常被媒体“实验”替代的原因可见度不高（光学实验、）
操作性差（熔点实验、味觉敏感区、铁在氧气中燃烧）
模拟实验难以创造真实的情景（月相、杆影）
取材难、交流难（草履虫观察、观察星空、光合作用）
实验的周期长，不利于课堂教学（种子萌发、植物向光性、食物上滋生微生物的条件、铁生锈的条件）
二、实验教学中教师的问题1、对教材中的实验方案麻木迷信，缺少修改和完善的勇气；
2、实验教学中缺乏有效的教学策略
3、实验数据的处理和实验结论的得出出现教师霸权主义，教师缺乏科学精神。
4、实验资源开发单一性，忽略了学生在实验教学资源开发中的作用。 氢氧化钙与氯化铁反应2、实验教学中缺乏有效的教学策略演示实验缺乏层次性，实验的功能认识不到位
演示实验成功率太高，缺乏启发性，难以激发学生的兴趣
学生分组实验出现两种极端现象；一是机械化的探究，二是放羊式的探究
案例1：空气“我给大家三个选择，一是停止实验，从实验的现象中客观得出空气中没有二氧化碳的结论；二是根据以往老师或书上的提供的信息，就直接认定空气中有二氧化碳；三是继续实验，再根据实验现象下结论。当教师讲到第三种选择时，学生就一致地选择继续实验。（在接下来的实验过程中，教室里少了一些喧闹，多了几分思考的宁静。）大概再过几分钟，有同学就开始惊呼，“看，我的石灰水变浑浊了！”
“老师我的石灰水也变浑浊了！”
此时老师问：“你现在能得到什么结论？”
“说明空气中的确含有二氧化碳。”
老师继续问：“还有其他结论吗？”
“说明空气中二氧化碳的含量很少。”空气中氧气体积分数的测定当老师问空气中是否含氧气时，学生笑道：“这个就不用实验，空气中有支持燃烧的东西这就是有氧气的证据。”师再追问：“空气氧气的含量上多少？”学生就被难住了，陷入了深思。
师说：“我给大家一个提示：如果我们能抓出空气中的氧气，再测量就可以了。”
学生笑道：“问题是氧气不好抓。”
师又说：“请大家用逆向思维再考虑一下，师举例说如开门，推不开，就用力拉。”
这时有位学生说：“抓不出就除掉它。”
师追问：“你如何除空气的氧气。”
学生说：“可以用燃烧的办法除氧气。”
师再顺水推舟，问：“用什么东西烧？”学生未能马上回答，老师就在黑板上写出了碳、硫、磷，让学生选择。（
一是红磷的量要过量；二是点燃红磷后放入集气瓶时要迅速；三是要待集气瓶冷却后再打开止气夹
此时学生会发现自己原来也很聪明，也能想到这样实验方法，无形中提升了学生的自信心和解决问题的能力。
让学生觉得自己是聪明，我们的教学就离成功不远。
如果仅仅是老师台上演示，让学生在台下观看，最后得出空气中氧气的体积分数。这样虽然有助学生接受氧气占空气体积的五分之一这个结论。然而这样实验安排，学生只是一个观众而已，学生很难卷入到实验当中，因为不是学生发自内心需要而进行的探究活动。显然这样的实验是不利于学生理解这个实验的设计思想、不利于学生分析能力的提高。而这个实验主要营养――实验的设计思想、实验结果分析与评价，就被无意中浪费。 演示实验成功率太高，缺乏启发性，难以激发学生的兴趣
案例2：奥斯特实验 在实验前创设悬念，先问学生磁体在它的周围能产生磁场，那么不用磁体能否产生磁场？学生看了书上的介绍，就会说通电直导线能产生磁场。老师就请以学生上台演示，结果小磁针不能传动，学生就会陷入深思，难道书上错了，老师就问：“是书上错了，还是其他原因？”如果是我们的实验操作的缘故，可能是哪方面出了问题。学生会作出各种猜测：“可能是小磁针有问题？可能是小磁针放置的位置问题？也可能是电流太小的缘故？”然后让学生用实验不断去探索问题的根源。3、实验数据的处理和实验结论的得出出现教师霸权主义，教师缺乏科学精神案例3 探究感应电流的大小与哪些因素有关 在分组实验中发现导线切割速度越大，电流表的指针偏转的角度越小，从而得到了导线的切割速度越大感应电流越小这样一个错误的结论。教师就以学校的电流表不准确为由加以唐突，就这样硬生生的学生的实验结论推翻。这样结果只能让学生迷惑、不知所措。如果我们引导学生从能量的角度分析，学生就会发现导线的切割速度越大感应电流应该是越大，从而引导学生再实验再观察，这样我们就不难发现原来是我们的电流表指针显示电流需一段时间的延后，那么，我们再将切割速度放慢些且单向运动，这样就会得到正确的结论。4、实验资源开发单一性，忽略了学生在实验教学资源开发中的作用。
案例4：蜗牛带来的启发遗憾是他们没有参与捉蜗牛的亲自动手的机会，没有亲临大自然去寻找蜗牛的机会，这样他们就失去了一个了解蜗牛生存环境的感性认识的机会，为什么这个地方有蜗牛？为什么这个地方蜗牛特别多？为什么这里的蜗牛较大？他们就不知道了，今后叫他们去捉也不会的，蜗牛在他们脚边也不会留意。案例4：蜗牛带来的启发学生说：“在潮湿的菜园、草地、墙角能捉到”；另一个说：“在潮湿、松软的阴凉浅层土壤里特别多，特别大”；还有的说：“晚上，先用菜叶或湿的水草放在墙边、树根边，过1至2天掀开就能捉到许多蜗牛”。他们还知道在干燥、污染的地方难找到，这更使他们知道环境对蜗牛生存的重要性。这又进一步使他们认识到人类要生存发展更要保护环境，在他们的头脑里进一步印进了一个意识：环境高于一切，没有好环境，就没有生命，没有人类。
天哪！一堂课，二种方法，真是天上地下。这就是尊重学生，让学生动手，所取得的重要成果。收集材料的过程本身就是学生学习科学的过程，只有让学生充分经历科学学习的过程，才能提高他们的科学素养。学生种植的绿色菜园植 物 挂 牌植 物 挂 牌植 物 挂 牌气象兴趣小组在学习提高实验教学质量的关键的关键实验教师的选择、培训、评价
实验室制度变革
1、允许仪器的正常损失
2、评“卫生”到“实验开出率”
3、仪器添置减少繁琐的审批制度实验教师的地位的再认识实验员是学校实验教学的动力源，可以说一位好实验教师可以带动一个学校的实验教学。一批敬业的实验教师将改变一个地区的实验教学。
向默默耕耘在实验室的“铺路石”致敬！
课件27张PPT。阳光的传播温州市实验中学 陈庆旦日食能够自行发光的物体光源：发亮的猫眼晶莹剔透的水滴炫目的白炽灯闪闪发光的萤火虫白炽灯发光水母太阳蜡烛火焰萤火虫热光源节能灯冷光源光的传播路线是怎么样的？ 演示实验：1、观察光在空气中的传播路线2、观察光在水中的传播路线3、观察光在玻璃中的传播路线结论：光的传播路线是直线的沿直线传播在同种介质中光结论：空气水光从一种介质斜射入另一种介质中时，它的传播方向发生了改变。真空光在真空中能传播吗？光在真空中也是沿直线传播的光在同种介质中沿直线传播均匀AB不均匀介质均匀介质光源结论：光在不均匀介质中是否仍是沿直线传播？影子皮影戏手影活动：地面上的圆形光斑是什么？小夜灯挖有不同形状的黑纸片太阳树叶缝隙交流合作动手 圆形光斑是太阳通过小孔在地面上所成的像小孔成像作者：温州三中 金键豪 杨舒心 摄影时间：2009年7月22日作者：温州市瓯海区娄桥中学徐镇迪 摄影时间：2009年7月22日光在同一均匀介质中沿直线传播光源小孔光屏小孔成像小孔成像小孔成像课外活动：制作小孔成像观察仪注意安全！！探究：小孔所成的像的大小与什么因素有关？2012年5月21日 ，日环食天象再次在中国上演。 期待日食1、下列物体属于光源的是（ ）A、明亮的镜子B、炫目的钻石C、发光的手电D、弯弯的月亮C牛刀小试标尺缺口准星尖瞄准点2、射击打靶时，运动员必须将标尺缺口、准星尖和瞄准点“三点成一条直线”。其原理是_________光在同一均匀介质中沿直线传播真空大气层挑战权威3、光从太阳出发传播到地面的整个过程中，路线都是直线吗？AB作业：1、作业本
2、课外制作：自制小孔成像观察仪
3、课外探究：利用小孔成像观察仪
探究影响像的大小的因素A、地上斜影D、三点一线B、小孔成像C、列队看齐3、下列事例中与光的直线传播相关的有_____（多选）ABCD
