科學實驗研究全文(5篇)

摘要：中小學科學實驗教學是最直觀地讓中小學學生感受科學事實、科學現(xiàn)象的教育方法。但傳統(tǒng)方式的實驗教學都是基于傳統(tǒng)設(shè)備、傳統(tǒng)方式，欠缺吸引力，過于教條化。該文探討了引入魔術(shù)教學這種新穎的教學方法，以及引入此教學法的作用和意義。

關(guān)鍵詞：科學實驗教育魔術(shù)教學法教學創(chuàng)新

1魔術(shù)與科學

魔術(shù)是根據(jù)科學的原理，綜合物理學、化學、心理學等不同科學領(lǐng)域知識和技術(shù)形成的表演藝術(shù)[1]。魔術(shù)通過抓住人們好奇、求知的心理特點，制造出種種讓人不可思議、變幻莫測的假象，從而達到以假亂真的藝術(shù)效果[2]。顯而易見，魔術(shù)的載體是科學。既然魔術(shù)可以利用科學的原理來達到自己的表演目的，為什么不能反哺科學教育，實現(xiàn)“魔”為“科”所用。在一些歐美國家，很多家庭在對孩子的教育中都會用魔術(shù)的方式向孩子進行科學知識普及，既可以跟孩子互動交流，增近感情，又可以提高孩子的認知能力，寓教于樂，獲得雙贏的局面[2]。另外，魔術(shù)的展示需要很強的動手能力和創(chuàng)新思想，更是對其中所含科學原理的正確應(yīng)用，所以，國外很多家長都會鼓勵孩子去接觸魔術(shù)、設(shè)計魔術(shù)、表演魔術(shù)，使家庭魔術(shù)成為了一種非常有效的科普活動[3]。

2《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學的意義

在這里，魔術(shù)教學不是指如何講授魔術(shù)方式方法的教學，而是指引入魔術(shù)從而達到更加有效地講授科學原理的教學，作為一種有效的教學方法，可以將其概括地稱為“魔術(shù)式科學教育教學法”。《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學有很大的意義。在中小學傳統(tǒng)的科學實驗教學中，都以嚴謹?shù)?，或者?guī)格化的教學設(shè)備來演示講解對應(yīng)的科學現(xiàn)象，不可否認這能使經(jīng)典的、嚴謹?shù)?、一絲不茍的科學現(xiàn)象得以重現(xiàn)，但是，同時不可否認的是，這種教學方法是比較保守的、呆板的、死氣沉沉的。對于中小學尤其是小學科學課程來說，很多科學實驗都是定性實驗，而不是定量實驗，課堂教學只要能表明相應(yīng)的科學原理就可以，并不需要精準的數(shù)據(jù)，因此也就沒有必要通過嚴謹?shù)?、一絲不茍的科學教學儀器來呈現(xiàn)科學現(xiàn)象。相對來說，這樣的教學方法遠不能達到讓學生更好地感受科學原理的效果。而魔術(shù)中的很多現(xiàn)象都是中小學課程中的實驗內(nèi)容，魔術(shù)又是很多學生所喜愛的、強烈感興趣的。因此，《中小學科學實驗研究》課程在教學課堂中引入魔術(shù)來展現(xiàn)相應(yīng)的科學原理，包括基本的知識，更能引起學生的興趣，更能拉動課堂氣氛，也更容易調(diào)動學生的好奇心和求知欲，最終形成一生的追求和愛好。這樣的教學方法當然對教學和學生都大有裨益。2017年2月教育部通知，要求從2017年9月起，全國小學科學課程起始年級調(diào)整為一年級。通知要求小學一年級要單獨開設(shè)科學課，每周安排不小于1課時，三至六年級的課時數(shù)保持不變。新修訂的《義務(wù)教育小學科學課程標準》也同時。這個消息對于科學教育師范專業(yè)來說既是一個就業(yè)機遇，也是一個教學挑戰(zhàn)。小學低年級學生相對于高年級學生來說，認知能力、課堂注意力等都較為薄弱，而科學教育又是一個比較嚴謹?shù)恼n程，這就極大程度地要求科學教育課程的教師能在課堂中更好地調(diào)動學生的注意力，增強他們的好奇心，而魔術(shù)教學恰恰能利用魔術(shù)的視覺震撼效果帶動課堂教學氛圍，能有效避免將課堂實驗教學變成教條式、灌輸式、機械式的教學[4]。這就需要將魔術(shù)教學首先引入師范大學的科學教育實驗課程中，首先引導(dǎo)師范大學生對魔術(shù)引入科學教育教學的嘗試和發(fā)掘，從而引發(fā)他們的思考，強化他們的實驗講解能力，真正達到學為所用、學以致用的目的[4]。最終使得他們在畢業(yè)走上中小學教師崗位后，能夠通過所學所得，引導(dǎo)中小學生更好地認識和接觸魔術(shù)，切實感受魔術(shù)教學的魅力，達到科學的教育教學的目的。

3《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學的案例

摘要：中小學科學實驗教學是最直觀地讓中小學學生感受科學事實、科學現(xiàn)象的教育方法。但傳統(tǒng)方式的實驗教學都是基于傳統(tǒng)設(shè)備、傳統(tǒng)方式，欠缺吸引力，過于教條化。該文探討了引入魔術(shù)教學這種新穎的教學方法，以及引入此教學法的作用和意義。

關(guān)鍵詞：科學實驗教育；魔術(shù)教學法；教學創(chuàng)新

1魔術(shù)與科學

魔術(shù)是根據(jù)科學的原理，綜合物理學、化學、心理學等不同科學領(lǐng)域知識和技術(shù)形成的表演藝術(shù)[1]。魔術(shù)通過抓住人們好奇、求知的心理特點，制造出種種讓人不可思議、變幻莫測的假象，從而達到以假亂真的藝術(shù)效果[2]。顯而易見，魔術(shù)的載體是科學。既然魔術(shù)可以利用科學的原理來達到自己的表演目的，為什么不能反哺科學教育，實現(xiàn)“魔”為“科”所用。在一些歐美國家，很多家庭在對孩子的教育中都會用魔術(shù)的方式向孩子進行科學知識普及，既可以跟孩子互動交流，增近感情，又可以提高孩子的認知能力，寓教于樂，獲得雙贏的局面[2]。另外，魔術(shù)的展示需要很強的動手能力和創(chuàng)新思想，更是對其中所含科學原理的正確應(yīng)用，所以，國外很多家長都會鼓勵孩子去接觸魔術(shù)、設(shè)計魔術(shù)、表演魔術(shù)，使家庭魔術(shù)成為了一種非常有效的科普活動[3]。

2《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學的意義

在這里，魔術(shù)教學不是指如何講授魔術(shù)方式方法的教學，而是指引入魔術(shù)從而達到更加有效地講授科學原理的教學，作為一種有效的教學方法，可以將其概括地稱為“魔術(shù)式科學教育教學法”。《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學有很大的意義。在中小學傳統(tǒng)的科學實驗教學中，都以嚴謹?shù)?，或者?guī)格化的教學設(shè)備來演示講解對應(yīng)的科學現(xiàn)象，不可否認這能使經(jīng)典的、嚴謹?shù)?、一絲不茍的科學現(xiàn)象得以重現(xiàn)，但是，同時不可否認的是，這種教學方法是比較保守的、呆板的、死氣沉沉的。對于中小學尤其是小學科學課程來說，很多科學實驗都是定性實驗，而不是定量實驗，課堂教學只要能表明相應(yīng)的科學原理就可以，并不需要精準的數(shù)據(jù)，因此也就沒有必要通過嚴謹?shù)?、一絲不茍的科學教學儀器來呈現(xiàn)科學現(xiàn)象。相對來說，這樣的教學方法遠不能達到讓學生更好地感受科學原理的效果。而魔術(shù)中的很多現(xiàn)象都是中小學課程中的實驗內(nèi)容，魔術(shù)又是很多學生所喜愛的、強烈感興趣的。因此，《中小學科學實驗研究》課程在教學課堂中引入魔術(shù)來展現(xiàn)相應(yīng)的科學原理，包括基本的知識，更能引起學生的興趣，更能拉動課堂氣氛，也更容易調(diào)動學生的好奇心和求知欲，最終形成一生的追求和愛好。這樣的教學方法當然對教學和學生都大有裨益。2017年2月教育部發(fā)布通知，要求從2017年9月起，全國小學科學課程起始年級調(diào)整為一年級。通知要求小學一年級要單獨開設(shè)科學課，每周安排不小于1課時，三至六年級的課時數(shù)保持不變。新修訂的《義務(wù)教育小學科學課程標準》也同時發(fā)布。這個消息對于科學教育師范專業(yè)來說既是一個就業(yè)機遇，也是一個教學挑戰(zhàn)。小學低年級學生相對于高年級學生來說，認知能力、課堂注意力等都較為薄弱，而科學教育又是一個比較嚴謹?shù)恼n程，這就極大程度地要求科學教育課程的教師能在課堂中更好地調(diào)動學生的注意力，增強他們的好奇心，而魔術(shù)教學恰恰能利用魔術(shù)的視覺震撼效果帶動課堂教學氛圍，能有效避免將課堂實驗教學變成教條式、灌輸式、機械式的教學[4]。這就需要將魔術(shù)教學首先引入師范大學的科學教育實驗課程中，首先引導(dǎo)師范大學生對魔術(shù)引入科學教育教學的嘗試和發(fā)掘，從而引發(fā)他們的思考，強化他們的實驗講解能力，真正達到學為所用、學以致用的目的[4]。最終使得他們在畢業(yè)走上中小學教師崗位后，能夠通過所學所得，引導(dǎo)中小學生更好地認識和接觸魔術(shù)，切實感受魔術(shù)教學的魅力，達到科學的教育教學的目的。

3《中小學科學實驗研究》課程引入魔術(shù)教學的案例

摘要：對實驗研究法的優(yōu)勢與特征進行闡述，從實驗研究方法以及實驗方法學科特征兩個方面，對如何強化公共管理實驗研究提出建議，最后就公共管理實驗研究在我國應(yīng)用的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)進行分析，以期為我國公共管理實驗研究的推廣應(yīng)用做出貢獻。

關(guān)鍵詞：公共管理；實驗研究法；強化措施

公共管理實驗研究是以實驗研究法作為基礎(chǔ)提出的學科研究法，現(xiàn)階段，不少學科已經(jīng)形成了具有自身特點的實驗研究方法，例如心理學科。實驗研究作為一種經(jīng)典的論證方法，在我國公共管理區(qū)域無法有效使用，原因之一就是由于實驗法的缺失。

一、實驗研究的優(yōu)勢與特征

（一）實驗研究的優(yōu)勢

人們進行科學研究的目的就是為了發(fā)現(xiàn)相關(guān)變量之間存在的因果關(guān)系以及作用機制，而發(fā)現(xiàn)因果關(guān)系最直接有效的方法就是進行實驗。雖然非實驗法在進行科學研究時存在一些限制，但是在使用時并不存在局限性，在實際的實驗研究法中調(diào)查法占據(jù)十分重要的地位[1]。實驗研究法常用到的思維方式是逆向思維，即在開展實驗研究時，研究人員始終都存在“假如此事沒有發(fā)生，那么它的結(jié)果會是怎樣的”的一種思維方式，通過該思維方式，研究人員可以確定構(gòu)建相關(guān)變量之間的因果關(guān)系結(jié)構(gòu)，與最常用的研究方法———調(diào)查法相比較，實驗法可以人為地對實驗變量進行操控，并對其他干擾因素進行控制，效率相對提高許多。因此，實驗法具有非實驗法所不具備的優(yōu)勢。構(gòu)成因果關(guān)系的三個要素分別是：時間先后、公變以及不存在干擾量[2]。在這三個要素當中，首先，變量之間的發(fā)生是存在時間先后關(guān)系的；其次，變量之間的變化應(yīng)當是相關(guān)的，有著共同變化的趨勢；最后，變量之間的關(guān)系變化不是由于其他量的變化導(dǎo)致的。實驗法可以很好地滿足變量之間的因果關(guān)系驗證需求，因此，此非實驗比較，其更加具有研究的優(yōu)勢。

（二）實驗研究的特征

摘要：科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力，學校和教師應(yīng)當從小學階段就開始重視科學教學，而科學教學中的一個重要部分就是科學實驗教學?？茖W實驗教學有利于培養(yǎng)學生的科學思維以及動手能力，能夠從小激發(fā)學生對于科學的興趣和喜愛之情。因此，在小學階段，科學實驗教學是非常重要的。筆者就新課改背景下的小學科學實驗課程教學應(yīng)該如何實施來進行探究和分析，給相關(guān)教育工作者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：小學科學；科學實驗；教學策略

眾所周知，現(xiàn)階段新課改對于各個年級和各個學科的教學提出了新的要求，那么科學實驗教學也應(yīng)當依據(jù)新課改的要求，積極地調(diào)整教學模式。在新課改背景下，小學科學教師應(yīng)當去思考如何提高小學科學實驗教學的效率和質(zhì)量，從而給學生未來從事相關(guān)的科學工作奠定好良好的基礎(chǔ)，激發(fā)其研究、探索的興趣。因此，小學階段要重視培養(yǎng)學生的科學思維和動手動腦能力，可以說學生的思維與能力很大一部分都是在小學科學實驗教學的實際動手操作與思考中形成的。

一、小學科學實驗教學概述

眾所周知，小學是培養(yǎng)學生習慣和思維的重要階段，而教師又是學生成長的領(lǐng)路人和啟蒙人。那么在小學階段，教師的角色是非常重要的，教師要注重對學生的智力開發(fā)和教育。小學階段的科學實驗教學，大多會涉及自然現(xiàn)象或者一些常識的驗證，如果從一個成人的角度來說，這些科學實驗往往是非常簡單和易操作的，這時候教師就要耐心地教導(dǎo)學生，引導(dǎo)學生去親自動手驗證這些常識，去感受這些自然現(xiàn)象的發(fā)生。教師都知道興趣是最好的老師，因此，教師在教學的過程中，必須要注重學生興趣的激發(fā)和課堂趣味性的提升。同時，教師要明白小學科學實驗教學不是純理論性的，一定要注重實驗，要注重對學生動手能力的培養(yǎng)和對理論知識的正確應(yīng)用，而不是照本宣科，只知道傳授理論知識，讓學生失去對科學學習的興趣。

二、新課改背景下的小學科學實驗教學

新課改提出之后，研究科學實驗教學是教師必須要進行的步驟。教師有必要去研討新課改的要求，然后將其結(jié)合到本學科之中，積極地去改進學科的教學方式和教學方法，以適應(yīng)新課改的要求。但是，一提起科學的時候，有些教師通常認為這是一個非常抽象的概念，有時候科學是一些理論性的知識，倘若不結(jié)合實驗進行教學的話，科學知識就會顯得非常抽象。如果其僅是一些理論會讓人感覺難以理解、難以琢磨，況且小學學生的理解能力比較低，這時候就要進行實驗，讓學生眼見為實，通過看去加深對理論知識的理解和科學知識的認知。但學生的年紀尚小，可能動手能力不是很強，這時候就要求教師在教學的過程中必須要進行適當?shù)难菔荆處熢谘菔镜倪^程中可以對重要的步驟進行講解，并且可以生動地解說理論知識，這樣更能夠引起學生的興趣，加深學生對知識的理解。其實在這個過程中，如果學生自己動手做一個實驗并且成功，通過實驗可能非常全面地理解了原來不是非常明白的知識，這時候?qū)W生就能獲得成就感，并且還能明白自己動手豐衣足食的道理，要想得到成果就必須通過自己的努力去動手操作。倘若學生的實驗失敗了也不要緊，其必定也能從中領(lǐng)悟一些東西。例如，學生會明白，科學探索是一個漫長而又艱辛的過程，必須要通過自己的不懈努力才可以有所收獲。假如連續(xù)多次失敗，教師也要對學生進行鼓勵，可以給他們講愛迪生發(fā)明燈泡的忽視，鼓勵他們、引導(dǎo)他們。筆者相信在這個過程中，學生不僅能夠鍛煉自己的動手能力還可以豐富自己的思想，更能產(chǎn)生對科學的興趣。但不管怎樣，教師在教學過程中要注重課堂教學目標的完成情況和學生對知識的掌握情況，以及實驗進行的情況。教師要明白，課堂上的時間都是非常寶貴的，在進行課堂教學的時候不能浪費時間，要保證課堂教學的質(zhì)量和效率。并且，教師在教學的過程中要注意多個學科之間的交叉。雖然說科學是一個獨立的學科，但是它也有與其他學科交叉的地方，教師要在明白學科是一個整體的情況下，再去聯(lián)系其他學科，把握整體，聯(lián)系其他學科。在這個過程中，對于教師教學水平的要求就比較高，學校要注重師資力量的建設(shè)，要注重對各個學科教師能力的嚴格要求和把握。因為教師個人的素質(zhì)比較高，才能更好地教育學生，而且教師的教育教學水平比較高，對多個學科都有較好的理解，更有助于幫助學生全面把握小學科學課程中的實驗探究部分。

本文作者：張思沖、李麗娜、宮曉磊、楊丹、王明明 單位：黑龍江省高校地理資源與環(huán)境遙感重點實驗室、哈爾濱師范大學

0引言

創(chuàng)新型國家體系建設(shè)離不開創(chuàng)新型人才，本文本著學生為主體，教師為主導(dǎo)的基本思想，理論與實驗教學并重，論述如何培養(yǎng)學生具有獨立動手能力、創(chuàng)新思維活躍、有競爭力的高素質(zhì)人才的實驗教學理念。目前在創(chuàng)新型國家體系建設(shè)中，以學生為本，以素質(zhì)教育為宗旨，在大學環(huán)境科學實驗教學中，改革和創(chuàng)新實驗教學內(nèi)容、方法和實驗教學體系，培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力具有重大意義和廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展表明，實驗?zāi)芰σ彩且环N智能，現(xiàn)代大學生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)也是一種智能的培養(yǎng)。我們所說的實驗?zāi)芰κ且环N綜合實驗?zāi)芰Γ▋蓚€方面，即基本實驗?zāi)芰蛣?chuàng)造性能力?；緦嶒?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)在一般的實驗技能、操作技能等方面，創(chuàng)造性實驗?zāi)芰t表現(xiàn)在實驗的總體設(shè)計、實驗方向的選擇、實驗方案的確定、綜合性分析、新知識的探求等方面。除此以外，實驗?zāi)芰€反映出，實驗者的科學態(tài)度，實事求是的精神，理論聯(lián)系實際的學風，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力［1］。

1設(shè)計路線

20世紀60年代，環(huán)境問題突出，環(huán)境教育開始興起。高校大量建立環(huán)境科學學科，專業(yè)的設(shè)置和人才培養(yǎng)開始進入環(huán)境科學領(lǐng)域，1995年，由聯(lián)合國教科文組織、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在希臘雅典召開“環(huán)境教育重新定向以適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展需要”地區(qū)間研討會，正式探討了如何將環(huán)境教育重新定向到可持續(xù)發(fā)展方向的問題。中國在經(jīng)濟高速發(fā)展時期，提出“科學發(fā)展觀”，即堅持以人為本，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀，實現(xiàn)中國的跨越式發(fā)展。高等教育在此形勢下，必須跟上國際可持續(xù)發(fā)展教育的趨勢，加快綠色大學建設(shè)及跨學科課程體系改革，培養(yǎng)出適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展、具有科學發(fā)展觀的復(fù)合型未來一代。實驗教學是高等學校教學過程中的重要組成部分，對培養(yǎng)大學生的理論應(yīng)用能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力具有舉足輕重的作用。本文詳細闡述了如何實現(xiàn)地理專業(yè)大學生環(huán)境科學實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，設(shè)計路線圖見圖1。

2地理專業(yè)大學生應(yīng)具備的科學研究素質(zhì)

2．1信息利用素質(zhì)