首页 -> 2008年第5期
实验是培养学生科学素养的有效途径
作者：杨凤春
（一）实验能使学生巩固科学知识
实验能使学生更清楚地了解自然界中发生的现象，使他们看清这些自然现象之间的联系和因果关系，使深奥的理论变得浅显易懂，使抽象变得具体形象，从而轻而易举地获得一些生动而具体的科学知识。同时，随着实验的进行，问题的不断提出，强化了学生探究问题的好奇心，激发了其解决问题的欲望。这样的知识是学生自己获得的，所以记得牢固，用起来灵活。如《空气在哪里》一课，假如教师直接告诉学生：空气要占据空间，空气就在我们身边。学生虽然记住了，但对三年级的学生来说，空气看不见，摸不着，还是不明白空气会占据空间。只有通过实验让他们看到具体现象，才能真正牢固掌握知识，提高学生分析问题、解决问题的能力。
（二）实验能使学生掌握科学方法
科学方法很多，有观察的方法、思维的方法（演绎、归纳、类比）、科学探究的方法、获取和整理资料的方法等。其中实验也是学生学习掌握科学方法的重要途径。
1.实验能教给学生科学的观察方法。在实验教学中离不开观察，而观察是有方法的。首先要教会学生先整体后局部的观察方法，然后教给学生对比观察的本领，使学生知道对比观察是实验前、实验中、实验后的各种状态、现象等进行纵横的比较的观察，是同中求异或异中求同的观察。对比观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西，从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系。最后强调重复观察的必要性，使学生知道为了保证观察结果的可靠性，观察的次数要多，否则就难以区分偶然发生和一贯现象，也就是巴甫洛夫所说的“观察、观察、再观察”。重复观察深刻地揭示了观察的严肃性和科学性。诸如，学生做水的沸腾实验，教师应指导学生从试管底部开始观察最初出现的微小的气泡越集越多，接着观察气泡从底部开始漫漫上升，由小变大，越升越高，越变越大，直到气泡升到水面的现象，进而指导学生进行比较，试管口与试管上端所出现的现象有何不同。通过细心的观察，许多微妙的现象都会被一一发现，从而使学生体会到实验的乐趣，进而在快乐的实验中掌握科学的观察方法。
2.实验能教给学生科学的思维方法。少年儿童有强烈的好奇心和求知欲，他们天生喜欢大自然，面对大自然的种种现象，他们总是想知道个为什么。而实验可在人为控制下使大自然的现象重现，从而引起学生的兴趣。教师要不断鼓励学生积极大胆地实验，发现问题、分析问题，并用自己的语言表达自己的思维，使其能在实验的同时掌握科学的思维方法。例如，风是怎样形成的？这是学生很感兴趣的问题，通过模拟实验使学生观察到空气从炉灶内流动形成风的情景，并发现问题：炉灶内外的环境有什么不同？（求异思维）为什么会有冷热不同的环境？（索因）然后把这一实验推广到整个大自然，让学生思考自然界有没有冷热不同的环境？为什么有冷热不同的环境？（类比思维）学生思维非常活跃。在实验教学中，自始自终都有思维的参与，实验教学的过程其实就是思维发展的过程。
3.实验能教给学生科学探究的方法。实验为学生提供了进行科学探究、掌握科学方法的机会。实验教学中，不断地运用科学研究的基本方法和基本步骤：提出问题—→做出假设—→设计实验—→预期结果—→完成实验—→得出结论—→验证(分析)结论，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究的能力。
学生的分组实验尽可能地遵循这一步骤，对学生好奇和感兴趣的问题，鼓励他们按此方法步骤去实践。针对实验的各个环节，一要强调观察方法的培养，要求学生明确看什么，指导学生怎么看，要引导学生运用耳、鼻、手与眼协同作战。二要注重基本操作技能的规范性和熟练性。三要重视实验过程中实验材料的选择，要学生明确“为什么选择它作实验材料？”鼓励学生思考：有无更理想的实验材料。四要强调手脑并用、手脑并重、手脑协调，加强以实验基本技能为中心的科学能力和科学方法的训练。例如教学《怎样溶得快》一课时，就可设计实验，进行科学探究。这课的题目本身就是一个问题，可指导学生提出三种假设：搅拌、捻细、加热。然后教师启发提问：要研究搅拌比不搅拌溶得快应怎么设计实验？学生讨论得出结果：把肥皂块放入两只烧杯中，要求肥皂块的大小一样，水的多少、温度一样，一只搅拌，另一只不搅拌。你看设计得多好，这不是科学研究中常用到的对比实验吗？然后，再引导学生根据设计进行实验和观察，得出结论并验证。
（三）实验能使学生发扬科学精神
1.发扬积极探索的科学精神。实验能培养学生的探索精神，实验教学有自己的结构层次和程序，实验操作中要严格按程序办事，要求学生做到：实验目的明确，实验步骤准确，实验方法正确，计算测量精确，观察细致入微，要把“任何科学的东西都来不得半点马虎”这句话印在同学们的脑海中，落实在行动上。因为现在的实验绝大多数是探究实验，鼓励学生像科学家那样进行探究，发扬积极探索的科学精神,自己获取知识，而不是把现成的知识教给学生。例如《电磁铁》一课的教学，教师为学生提供实验的器材：铁钉、导线、电池、指南针等。让学生自行研究电磁铁的性质，教师只在其中起点拨指导作用。当学生知道电磁铁通电产生磁性后教师提问：电磁铁磁性有没有南北极？让学生研究。当学生遇到有的钉子帽是南极，有的钉子尖是南极时，教师给予肯定并请学生再研究电磁铁的南北极为什么会变？与什么有关？……在实验教学中，把实验的设计权完全交给学生。学生的主动性和积极性也得到最充分的发挥，探究精神得到培养。
2.树立事实求是的科学态度。科学是来不得半点虚假的，科学实验是反映客观事物本质和规律，在实验教学中可培养学生事实求是的科学态度。针对实验现象和实验结论，要求学生客观、公正，并以带有批判性的观点去分析、探索。不仅要对有误差的结论进行分析，对正确的结论也要总结、思索。要教育学生尊重科学理论，尊重事实，要鼓励学生敢于对实验事实多问一些为什么？
在演示实验中，如果实验失败，教师不能轻易地用几句话把整个实验推倒而得出自己所需要的概念，这不是事实求是的科学态度。当实验失败而出现错误现象时，必须向学生讲清失败的原因，并用正确的实验来加以纠正。在学生实验中，要求学生如实反映自己在实验中所发生的现象和结果。如果自己的现象和结果和大多数学生所做的不一样时，可检查一下自己的实验器材、装置、步骤、方法等有无差错。如有问题应调整后重做，如没有问题，教师就应允许学生坚持自己的实验结果。
3.培养开拓创新的实践能力。实验是创新之本，是一个培养学生创新能力的好平台。科学家的发明成果大多数出自实验室，实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段。因此，要培养学生的创新精神，首先就必须使学生具有较强的实验能力。而提高实验能力方法是：“设疑—动手—观察—结论—质疑—讨论—解疑—归纳”。这里的创新指的是在学生的知识范围内的创新，是与众不同的想法和做法。如在《怎样使小灯泡发亮》一课中，要求学生研究使两中灯光同时发亮该怎么连接，有的学生把两个电珠绑在一起，直接连到电池的正负极上。非常简单的连接，这就是创新。又如在使用弹簧秤测拉力时，有的学生把钩物的和手拉的换位使用，测得的结果相同，这也是创新。
总之，培养学生的科学素养是全面实施素质教育的要求，是时代和民族发展、科学技术对未来人才素质的需要。实验课是培养学生科学素养的主阵地，在实验教学中，教师一定要采取多种有效措施，积极普及现代科学知识、倡导科学方法、弘扬科学精神，大力提高学生的科学素养。