導(dǎo)語：如何才能寫好一篇改變世界的科學(xué)實(shí)驗，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1月18日，我國發(fā)射的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子號”圓滿完成了4個月的在軌測試任務(wù)，正式交付用戶單位使用。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、西安衛(wèi)星測控中心、中科院國家空間科學(xué)中心等單位相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在交付使用證書上簽字。

那么，咱們來了解一下，“墨子號”到底有多牛。

世界上第一顆空間量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星

“墨子號”是由我國完全自主研制的世界上第一顆空間量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星，于2016年8月16日發(fā)射升空。該衛(wèi)星從科學(xué)概念的提出到關(guān)鍵技術(shù)突破，從有效載荷研制到科學(xué)成果的產(chǎn)出，由中國科學(xué)院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主導(dǎo)完成。 “墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星掠過阿里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗平臺上空（2016年12月9日攝。）

面對在國際上首次開展空間尺度量子科學(xué)實(shí)驗這一全新的領(lǐng)域，從2003年開始，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中科院上海技術(shù)物理研究所、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、中科院光電技術(shù)研究所、國家天文臺、國家空間科學(xué)中心等單位的研究人員經(jīng)過長達(dá)10余年的協(xié)同攻關(guān)，創(chuàng)新性地突破了包括星地量子信道、空間單光子探測、高亮度空間量子糾纏光源等多項國際領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)，確保了衛(wèi)星的成功研制，為各項科學(xué)實(shí)驗任務(wù)的順利開展奠定了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

星地量子保密通信，千公里級量子糾纏分發(fā)

“墨子號”的主要應(yīng)用目標(biāo)是通過衛(wèi)星和地面站之間的量子密鑰分發(fā)，實(shí)現(xiàn)星地量子保密通信，并通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)可覆蓋全球的量子保密通信?！澳犹枴笨梢栽谇Ч锿獾耐馓找?0kbps的速率給地面站分發(fā)量子密鑰，比地面同距離光纖量子通信水平提高了15個數(shù)量級以上。該項技術(shù)突破不僅使得我國具備了對光纖無法覆蓋的地^――如我國的南海諸島、駐外使領(lǐng)館、遠(yuǎn)洋艦艇等――直接提供高安全等級量子通信保障的能力，并為我國未來構(gòu)建覆蓋全球的天地一體化量子保密通信網(wǎng)絡(luò)提供可靠的技術(shù)支撐。

“墨子號”的另一前沿研究目標(biāo)是在量子物理基本問題檢驗領(lǐng)域：即通過千公里量級的量子糾纏分發(fā)，首次在空間尺度檢驗量子力學(xué)的非定域性，并利用量子糾纏在地面和衛(wèi)星之間實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。通過“墨子號”的星地糾纏分發(fā)，我們能夠在相距1200公里以上的兩個地面站之間以1對/秒的速度建立起量子糾纏，將使得人類首次具有在空間尺度開展量子科學(xué)實(shí)驗的能力，并為未來在外太空開展廣義相對論、量子引力等物理學(xué)基本原理的檢驗做好了堅實(shí)的技術(shù)準(zhǔn)備，成為我國在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域?qū)κ澜绲挠忠恢匾暙I(xiàn)。

測試階段性能卓越，超過系統(tǒng)指標(biāo)要求

量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星在軌測試階段全面完成了衛(wèi)星平臺測試、有效載荷自測試和天地一體化鏈路測試，衛(wèi)星平臺和有效載荷工作一切正常，成功構(gòu)建了星地單向、星地雙向、地星單向量子信道，系統(tǒng)信道效率、時間同步精度、跟蹤瞄準(zhǔn)精度均超過系統(tǒng)指標(biāo)要求，可以滿足空間量子科學(xué)實(shí)驗的要求。

在交付儀式前，量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星工程常務(wù)副總師王建宇研究員向與會領(lǐng)導(dǎo)和專家做了衛(wèi)星在軌測試總結(jié)報告，并表示量子衛(wèi)星已經(jīng)在世界上首次建立了天地一體化量子通信實(shí)驗測試平臺，具備了開展空間量子科學(xué)實(shí)驗的條件。量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士代表科學(xué)研究團(tuán)隊做了量子衛(wèi)星壽命期工作安排報告。據(jù)潘建偉介紹，目前研究團(tuán)隊正在有條不紊地開展相關(guān)科學(xué)實(shí)驗工作，已獲取了初步的實(shí)驗數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊對順利完成星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗、廣域量子密鑰應(yīng)用演示實(shí)驗、星地雙向量子糾纏及地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗全部預(yù)先設(shè)定的科學(xué)實(shí)驗任務(wù)充滿信心。

改變世界的十大創(chuàng)新技術(shù)

篇2

8月16日1時40分，備受矚目的以“墨子號”命名的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星在酒泉成功發(fā)射升空。“墨子號”量子衛(wèi)星成為浩瀚夜空中最亮的“星”，開啟為期兩年的太空科學(xué)旅程。

星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項科學(xué)實(shí)驗任務(wù)是“墨子號”量子衛(wèi)星的主要任務(wù)。業(yè)內(nèi)人士指出，此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，將使我國在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗體系。有媒體稱，在這場“特殊的太空競賽”中，中國“邁出了一大步”。

科學(xué)之路任重道遠(yuǎn)，量子世界迷霧重重，“第一顆量子衛(wèi)星”的頭銜來之不易。從最初的研制到發(fā)射，量子衛(wèi)星承載了太多關(guān)注的目光與期許。那么，這顆舉世矚目的“新星”到底有多牛？技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度又有多高？

信息安全的“終極武器”

量子科學(xué)對絕大多數(shù)人來說十分高冷。但當(dāng)它與信息技術(shù)相連，就與我們每個人息息相關(guān)。當(dāng)今社會，信息的海量傳播背后也充斥著信息泄露的風(fēng)險。而量子科學(xué)則為信息安全提供了“終極武器”。

在物理王國里，量子理論是一個“百歲的幽靈”，愛因斯坦也曾被它的“詭異”所困擾。在量子世界中，一個物體可以同時處在多個位置，一只貓可以處在“死”和“活”的疊加狀態(tài)上;所有物體都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波;兩個處于“糾纏態(tài)”的粒子，即使相距遙遠(yuǎn)也具有“心電感應(yīng)”，一個發(fā)生變化，另一個會瞬時發(fā)生相應(yīng)改變……

正是由于量子具有這些不同于宏觀物理世界的奇妙特性，才構(gòu)成了量子通信安全的基石。在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和測不準(zhǔn)的特性，所以一旦存在竊聽就必然會被發(fā)送者察覺并規(guī)避。

“傳統(tǒng)的信息安全都依賴于復(fù)雜的算法，只要計算能力足夠強(qiáng)大，再復(fù)雜的保密算法都能被破解。量子通信能做到絕對安全，是由量子自身的特性所決定的，計算能力再強(qiáng)也破解不了，因此它是革命性的，可從根本上、永久性解決信息安全問題?！绷孔涌茖W(xué)實(shí)驗衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士說。

潘建偉形象地比喻，量子通信的基本特征就是利用微光世界的最小單元，比如15瓦的燈泡，每秒都會發(fā)射一些能量，如果用放大鏡來看它是由小顆粒組成，大概每秒鐘可以釋放百億個小顆粒。如果在量子通信中將這種小顆粒用來做信號，就不能被分割成半個小顆粒，就像水分子一樣，不能分成1/2個水分子。

量子保密通信能從三個方面保障信息安全。第一，發(fā)送者和接收者之間的信息交互是安全的，不會被竊聽或盜取。第二，“主仆”身份能自動確認(rèn)，只有“主人”才能使喚“仆人”，而其他人無法指揮“仆人”。第三，一旦發(fā)送者和接收者之間的傳遞口令被惡意篡改，使用者會立刻知曉，從而重新發(fā)送和接收指令。

“四種武器”挑戰(zhàn)四大實(shí)驗任務(wù)

8月17日，中科院遙感與數(shù)字地球研究所所屬中國遙感衛(wèi)星地面站密云站，在第二十三圈次成功跟蹤、接收到了量子衛(wèi)星“墨子號”的首軌數(shù)據(jù)。“墨子號”首軌任務(wù)時長約7分鐘，接收到的數(shù)據(jù)量約為202MB，經(jīng)驗證，衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量良好。

據(jù)悉，“墨子號”量子衛(wèi)星上搭載了自主研發(fā)的“四種武器”：量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源和量子試驗控制與處理機(jī)。同時，在地面建設(shè)了科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，包括1個中心――合肥量子科學(xué)實(shí)驗中心;4個站――南山、德令哈、興隆、麗江量子通信地面站;1個平臺――阿里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗平臺。

這顆量子衛(wèi)星的壽命為兩年，將完成四大任務(wù)：星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗、星地量子糾纏分發(fā)實(shí)驗和地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗。

潘建偉介紹，實(shí)驗大致分為三類：第一類是進(jìn)行衛(wèi)星和地面之間的量子密鑰分發(fā)，實(shí)現(xiàn)天地之間的安全通信;第二類相當(dāng)于把量子實(shí)驗室搬到太空，在空間尺度檢驗量子理論;第三類是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面千公里量級的量子態(tài)隱形傳輸。

但要完成“作業(yè)”并不輕松。目前，國際上還沒有一個國家將量子科學(xué)實(shí)驗送入空間，量子衛(wèi)星的研制沒有任何經(jīng)驗可循，過程充滿了困難和挑戰(zhàn)。 科研人員模擬地面望遠(yuǎn)鏡向量子衛(wèi)星發(fā)射信標(biāo)光（新華社 劉坤 攝） 在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星在與運(yùn)載火箭適配器對接（圖/新華社）

天地一體化連通：

從太空向地面存錢罐扔硬幣

在量子通信中，最大的難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)天地一體化的量子聯(lián)通。這就好比在太空往地面的一個存錢罐里扔硬幣，需要準(zhǔn)確地將硬幣投擲于儲蓄罐的狹小入口。如果出現(xiàn)一點(diǎn)偏差，信息的傳遞便會功虧一簣。

“量子的編碼就像計算機(jī)編碼0101一樣，有正負(fù)、垂直、水平等不同狀態(tài)，要把量子的偏振方向檢測出來，才能變成密碼。”量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星常務(wù)副總設(shè)計師、衛(wèi)星總指揮王建宇介紹，量子里面有兩組狀態(tài)，一組是正交的，一組是傾斜45度的，所以，一共有四個不同的偏正狀態(tài)。

不僅如此，地面上的“存錢罐”（接收裝置）和天空中的“投擲者”（量子衛(wèi)星）也不安分，它們都在不停地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

“這就是瞄準(zhǔn)和檢測偏正的最大難度所在，我們要在雙方都處于運(yùn)動狀態(tài)的情況下完成信息傳遞。”王建宇強(qiáng)調(diào)，稍微對不上都不行，如果這樣，地面上收到的就是誤碼。

據(jù)王建宇介紹，一旦誤碼率高于3.5%，信息傳輸就沒有意義?！?.5%是個底線，通常我們會把誤碼率控制在1%至2%之間。”

探測器靈敏度：

在地球上看到月球的火柴光

如果說從太空向地面存錢罐扔硬幣已經(jīng)讓人咋舌，那接下來的技術(shù)則更讓人驚嘆。

量子衛(wèi)星采用的是單光子探測器，目的是實(shí)現(xiàn)對每一個光子的捕捉。這是一個什么概念？

“一個60瓦的燈泡每秒發(fā)射的光子數(shù)大約是1021，而一根火柴的最大光亮大約是3瓦至5瓦?！蓖踅ㄓ钫f，量子衛(wèi)星探測器靈敏度相當(dāng)于在月球上點(diǎn)根火柴，我們在地球上用望遠(yuǎn)鏡可以看到它的亮光。

如果考慮到火柴點(diǎn)燃后光的擴(kuò)散效應(yīng)，其觀測難度可想而知。“探測器的靈敏度必須達(dá)到這種程度，才能捕獲來自太空中的一顆顆光子。否則，天上的量子衛(wèi)星就沒有存在的意義了?！蓖踅ㄓ钫f。

時間同步設(shè)置：

一秒鐘給一億個光子排排隊

在太空中，量子衛(wèi)星每秒鐘大約向地面發(fā)射一億個光子，需要地面接收裝置對所有光子進(jìn)行接收。然而，這個接收過程并非來者不拒，而是要講究先來后到。

“我們必須知道每個光子是第幾個發(fā)出來，信息傳遞要求發(fā)送端和接收端能對得上，要有一個完整的序列。”王建宇說。

將光子們一一對接的辦法就是時間同步?！拔覀儸F(xiàn)在的接收頻率能做到一個納秒，也就是在一秒鐘之內(nèi)，把一億個光子全都排列好?！蓖踅ㄓ罱榻B。

為何取名為 “墨子”

對于很多人來說，量子科學(xué)非常神秘，而世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星命名為“墨子號”也讓很多人迷惑不解――墨子不是先秦諸子百家中墨家的創(chuàng)始人嗎，他跟量子有什么關(guān)系？

“墨子號”之得名，是為了紀(jì)念墨子在早期物理光學(xué)方面的成就，他最早提出過光線沿直線傳播的觀點(diǎn)，進(jìn)行了小孔成像實(shí)驗?！瓣P(guān)于這顆衛(wèi)星的命名，我們考慮了好久?！迸私▊フf，最終命名為“墨子號”，緣起于已故著名教育家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授錢臨照。

錢臨照作為老一輩光學(xué)、科技史研究者，早年對墨家經(jīng)典著作《墨經(jīng)》有過深入研究，他對《墨經(jīng)》的研究發(fā)現(xiàn)被英國學(xué)者李約瑟獲悉，后者對此驚嘆不已。錢臨照發(fā)現(xiàn)《墨經(jīng)》中有不少與現(xiàn)代科學(xué)知識相通的記載，比如墨子在《墨經(jīng)》中提出的“光學(xué)八條”。

“墨家邏輯是全球三大古老邏輯體系之一，而邏輯體系是科學(xué)的基礎(chǔ)。”潘建偉說，墨子在兩千多年前就發(fā)現(xiàn)了光線沿直線傳播，并設(shè)計了小孔成像實(shí)驗，奠定了光通信、量子通信的基礎(chǔ)。

墨子的貢獻(xiàn)還遠(yuǎn)不止于此，用一代宗師、中國思想史研究專家楊向奎先生的話來說：“墨子在自然學(xué)上的成就，絕不低于古希臘的科學(xué)家和哲學(xué)家，甚至高于他們。他個人的成就就等于整個希臘?！?/p>

“就像國外有伽利略衛(wèi)星、開普勒望遠(yuǎn)鏡一樣，以中國古代偉大科學(xué)先賢的名字來命名全球首顆量子衛(wèi)星，將提升我國的文化自信?！迸私▊フf。

“量子星群”引領(lǐng)量子互聯(lián)網(wǎng)時代

據(jù)專家介紹，量子衛(wèi)星發(fā)射后，天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)將投入正式運(yùn)行，而“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)工程預(yù)計今年下半年交付。 在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，星罩組合體在轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射塔架（圖/中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院）

“大規(guī)模推廣量子通信應(yīng)用后，將極大提高人們信息傳輸?shù)乃矫苄院桶踩?。”潘建偉說，建好“量子互聯(lián)網(wǎng)”后，人們不用再擔(dān)心任何信息泄露，從而避免惡意攻擊和欺詐行為。

信息安全從根本上需要解決的就是傳輸內(nèi)容不被別人知道、保證接收者是和發(fā)送者對話，以及信息不被篡改。潘建偉說，僅僅發(fā)射一顆衛(wèi)星是不夠的，只有形成星座才能建構(gòu)起網(wǎng)絡(luò)，而且需要地面配置相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施，確保網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到千家萬戶。

篇3

短短幾十分鐘，丁肇中用5個科學(xué)研究故事，以及總結(jié)的五個科研體會貫穿了整個演講。生動有趣的語言引來陣陣掌聲，讓現(xiàn)場聽眾受益匪淺，懂得了做任何事情都要有勤奮工作、勇于探索的精神。

第一個故事：測量電子的半徑。**年前，有理論稱電子是沒有半徑的。**年，哈佛大學(xué)和康奈爾大學(xué)的專家們證明電子有半徑。剛拿到博士學(xué)位的丁肇中決定重復(fù)這個實(shí)驗。**年，在德國他用不同的方法重做了這個實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)電子的半徑確實(shí)小到不可測量。

體會：對于一個做科學(xué)的人，不要盲從專家的結(jié)論。

第二個故事：新粒子家族的發(fā)現(xiàn)。上世紀(jì)70年代，人們已知的基本粒子已經(jīng)有幾百個，可以歸結(jié)為由三種夸克所組成。為了尋找新夸克，丁肇中建立了一個高靈敏度的探測器，目的是尋求新粒子。這個實(shí)驗不受物理學(xué)家們的歡迎，都認(rèn)為這個實(shí)驗是沒有意義。同時，他們也認(rèn)為世界上沒有人能做出這樣困難的實(shí)驗。到了**年，丁肇中終于在美國紐約的布魯克海文國家實(shí)驗室完成實(shí)驗后，發(fā)現(xiàn)了新的粒子。新粒子的發(fā)現(xiàn)，改變了世界上只有三種夸克的觀念，改變了人類對物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

體會：做基礎(chǔ)研究，要對自己有信心，做你認(rèn)為正確的事，不要因為大多數(shù)人的反對而改變。

第三個故事：膠子的發(fā)現(xiàn)。在上世紀(jì)70年代，人們都知道，原子核里面有夸克，那夸克里面的力量是怎樣傳輸?shù)哪?？理論上說是由膠子來傳輸?shù)?。?shí)驗的結(jié)果表明，膠子果然存在。這就很快、很簡單地把一個很重要的物理現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了。這次實(shí)驗中，有27名中國科學(xué)家參加了主要實(shí)驗，中國是第一次在科學(xué)實(shí)驗的國際合作研究史上作出重大貢獻(xiàn)。

體會：做科學(xué)，要對意外現(xiàn)象有充分的準(zhǔn)備。因為此次實(shí)驗的原有目標(biāo)是測量電子，根本沒有想到會發(fā)現(xiàn)膠子。

第四個故事：重視國際科學(xué)合作。我們知道宇宙是由類電子組成的，到底有多少種夸克？夸克有多大？夸克能不能分成更小的粒子？為了做這個實(shí)驗，過去幾十年里丁肇中一直在西歐核子中心工作。這是一個國際合作，有美、韓、中、印等20多所大學(xué)、600余名科學(xué)家參加實(shí)驗，約50個研究室。這個實(shí)驗得到了中國政府的支持。目前發(fā)現(xiàn)，宇宙中只有三種不同的電子。

體會：主持和領(lǐng)導(dǎo)一個大的國際活動，最重要的是要選科學(xué)上重要的題目，引起參加國的科學(xué)家的最大的興趣，只有這樣才能得到參加國政府的長期優(yōu)先支持。

篇4

一、精心準(zhǔn)備――明確目標(biāo)，分層實(shí)施

1.明確目的，計劃周密

實(shí)驗?zāi)康拿鞔_與否關(guān)乎實(shí)驗效果的好壞。在備課環(huán)節(jié)，一方面，要明確引導(dǎo)學(xué)生觀察什么；另一方面，要擬定周密的實(shí)驗方案，要求盡可能地預(yù)見被觀察現(xiàn)象的各個方面，做到有目的、有步驟地觀察。如，蛋白質(zhì)燃燒的實(shí)驗，在實(shí)驗之前筆者告訴學(xué)生：聞――在燃燒過程中聞到了什么氣味；看――什么顏色的煙。還要求學(xué)生把全部的窗戶和門關(guān)上，讓燒焦的羽毛味充斥著教室的每個角落。在實(shí)踐之后的描述環(huán)節(jié)，學(xué)生都沒有錯過稍縱即逝的重要環(huán)節(jié)。

2.分層設(shè)疑，層層落實(shí)

學(xué)生是教學(xué)的主體，實(shí)驗教學(xué)的設(shè)計目標(biāo)首先要基于對學(xué)生的分析。因此，備課要立足每一位學(xué)生現(xiàn)有的知識與技能，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，分層次，分步到位，讓學(xué)生有一個逐級攀越的過程和攀越成功后的喜悅。如，在實(shí)驗設(shè)疑時要考慮到學(xué)生層次：A層（學(xué)生能基本掌握《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的內(nèi)容，課后及時復(fù)習(xí)，遇到疑難問題及時詢問）；B層（學(xué)生能掌握《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的內(nèi)容，能正確掌握所學(xué)內(nèi)容，能力方面有所提高，勤于思考，成績較好）；C層（學(xué)生能熟練地掌握知識并能歸納總結(jié)，運(yùn)用所學(xué)知識聯(lián)系實(shí)際解決具體問題，能力上進(jìn)步明顯）。

二、走進(jìn)課堂――實(shí)驗演示，媒體演示

1.增強(qiáng)體驗教學(xué)

（1）重視演示實(shí)驗。課堂演示實(shí)驗可以啟發(fā)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣，它是教師組織課堂教學(xué)必不可少的手段。因此，設(shè)計演示實(shí)驗要充分利用視覺、聽覺吸引學(xué)生的注意，通過它獲得豐富而具體的感性認(rèn)識，從而啟發(fā)思維。如，《大氣壓強(qiáng)》教學(xué)，筆者就分組進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗，讓學(xué)生自主選擇實(shí)驗器材，動手設(shè)計、操作，進(jìn)行實(shí)驗探究。各組選擇不同的器材：玻璃管、吸管、塑料杯、針筒、玻璃板、牛奶、吸盤掛鉤等。然后各組代表上臺實(shí)驗展示：①吸盤掛鉤能吸附在玻璃板上。②針筒能吸進(jìn)水，并且吸進(jìn)水后水不會流出來。③用吸管吸牛奶，吸完后牛奶包裝盒變癟。④塑料杯裝水，蓋上紙板，倒過來，紙板不會掉下來。⑤兩個吸盤掛鉤相互擠壓后再拉開很費(fèi)力。⑥用嘴貼著塑料杯吸氣，塑料杯吸附著不掉下來……

（2）增加實(shí)驗的趣味性?？茖W(xué)實(shí)驗是激發(fā)和保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段。在教學(xué)過程中，若能精心設(shè)計演示實(shí)驗，改變傳統(tǒng)實(shí)驗過于“嚴(yán)肅”的面貌，創(chuàng)設(shè)生動活潑的學(xué)習(xí)環(huán)境，就能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的興趣，收到喜出望外的效果。

（3）激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識。新《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：科學(xué)實(shí)驗要體現(xiàn)學(xué)生的自主性和探究性。因此，在教學(xué)過程中教師要精心設(shè)計各種探究性實(shí)驗，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，逐步學(xué)會探究。

如，“水與酒精混合”實(shí)驗，通過“水與酒精混合后體積變小了”這個事實(shí)，說明分子之間是有一定空隙的。那么，如何將實(shí)驗設(shè)計成一個探究性實(shí)驗活動，以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性呢？筆者的考慮：①引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測，使學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗和知識，對可能出現(xiàn)的情況，大膽地進(jìn)行猜想與假設(shè)。②引導(dǎo)學(xué)生“設(shè)計實(shí)驗”，大膽地進(jìn)行猜想并按照“實(shí)驗條件的控制方法”進(jìn)行設(shè)計，如讓50mL水分別與50mL水、酒精混合；讓50mL酒精分別與50mL水和50mL酒精混合。③對所設(shè)計的實(shí)驗加以實(shí)施，“進(jìn)行實(shí)驗”“收集證據(jù)”，在這里應(yīng)該是對混合前后物質(zhì)體積進(jìn)行測量、記錄。④對所收集的事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行整理和加工。⑤引導(dǎo)學(xué)生對探究的問題進(jìn)行“解釋”并“得出結(jié)論”。

2.“小插曲”提升教學(xué)功能

實(shí)驗教學(xué)注重的是客觀事實(shí)的呈現(xiàn)，實(shí)驗的實(shí)施過程會有一些小插曲，有時還會出現(xiàn)失敗的實(shí)驗。此時，教師應(yīng)從諸多因素引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，尋找原因，收到意外的科學(xué)成果。

如，八年級《科學(xué)》下冊第二章第五節(jié)的《二氧化碳》。筆者讓學(xué)生分組探索二氧化碳的性質(zhì)。實(shí)驗都比較順利，完成后，相互交流。請每個小組派代表來報告實(shí)驗結(jié)果，報告了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁這一性質(zhì)。筆者表揚(yáng)了一下，然后繼續(xù)問：“你們還有其他發(fā)現(xiàn)嗎？”

這時，一位學(xué)生舉起了手，筆者點(diǎn)頭示意他發(fā)言。他站起來說：“老師，我往澄清石灰水中通入二氧化碳時，現(xiàn)象和他說的不一樣?！?/p>

“哦？”筆者有點(diǎn)意外，笑了一下：“是嗎？你說說看?！?/p>

“我把二氧化碳通入澄清石灰水，澄清石灰水是變渾濁了，可過一會兒石灰水又變澄清了?！?/p>

經(jīng)過課堂研討，一位學(xué)生舉手站起來說：“我想是這樣的，二氧化碳一開始和澄清石灰水反應(yīng)，生成了不溶于水的白色物質(zhì)。這時，如果不停止實(shí)驗，繼續(xù)通二氧化碳，繼續(xù)通入的二氧化碳就和生成的白色物質(zhì)反應(yīng)了，把它反應(yīng)掉了，生成的物質(zhì)應(yīng)該是溶于水的?！?/p>

學(xué)生紛紛點(diǎn)頭表示贊同，鼓掌。

3.運(yùn)用多媒體增強(qiáng)實(shí)驗教學(xué)效果

有些實(shí)驗，如種子發(fā)芽到開花結(jié)果，由于跨越的時間較長，一節(jié)課很難完成。如果運(yùn)用錄像快放，并將不同的生長特征點(diǎn)播放給學(xué)生看，這樣聯(lián)播的分鏡頭，就使學(xué)生有整體性的了解，有一個完整的認(rèn)識。

很多學(xué)生很想深入物質(zhì)內(nèi)部剖析問題，但由于實(shí)驗設(shè)備和操作技術(shù)的限制，學(xué)生難以觀察到微觀世界的現(xiàn)象。而利用多媒體的Flash虛擬演示，就能讓同學(xué)看到細(xì)微的結(jié)構(gòu)，如酸堿鹽的電離現(xiàn)象、花粉的構(gòu)造等，了解微觀世界的秘密。

有些實(shí)驗實(shí)際操作不僅危險，且難度較大。例如，一氧化碳還原氧化銅。實(shí)驗中，一氧化碳有毒，而且不純會引起爆炸，利用多媒體手段演示，它與真實(shí)實(shí)驗幾乎一樣，既安全也不會污染環(huán)境。這種虛擬實(shí)驗還可以重復(fù)操作，節(jié)約資源，避免真實(shí)實(shí)驗帶來的危險。

三、引領(lǐng)實(shí)踐活動――帶好興趣小組

1.興趣小組活動設(shè)計

課后興趣小組活動是對課堂知識的有益補(bǔ)充，為學(xué)生提供了思考、動手實(shí)踐的廣闊天地，能激發(fā)學(xué)生的靈感，點(diǎn)燃猜想的火花。實(shí)驗教師應(yīng)起到指導(dǎo)輔導(dǎo)作用，避免學(xué)生無所適從。當(dāng)然，教師不可包辦代替，應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷適當(dāng)?shù)拇煺?，從而總結(jié)教訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生的主體創(chuàng)造性，體驗成功的喜悅。興趣小組活動要密切聯(lián)系實(shí)際，解決一些實(shí)際問題。

2.小制作活動設(shè)計

利用第二課堂，開展了小制作活動。學(xué)生自制量筒、密度計、彈簧秤、潛望鏡等。讓學(xué)生自選實(shí)驗器材，設(shè)計實(shí)驗方案，如用多種方法測定液體的密度，學(xué)生利用實(shí)驗器材設(shè)計出了五種方法，且動手完成了實(shí)驗和實(shí)驗報告。這些小制作、小實(shí)驗的實(shí)施過程就是對知識的再學(xué)習(xí)過程，并由此達(dá)到升華知識、提高能力的目的。

四、進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗有效性教學(xué)的反思和體會

1.新的教材必須有與之配套的實(shí)驗設(shè)備

實(shí)驗材料要為有效教學(xué)提供支撐。教師要提供讓學(xué)生有效操作的材料，明確究竟選什么材料最合適。

2.實(shí)驗操作要保證學(xué)生的有效思考

教師要給予一定的引導(dǎo)，適時設(shè)疑，讓學(xué)生在整個過程帶著疑問去探究。避免現(xiàn)實(shí)的課堂教學(xué)中出現(xiàn)學(xué)生動手很興奮，很熱鬧，有時似乎也很投入，可是討論實(shí)驗現(xiàn)象的時候，卻冷冷清清，前后形成鮮明對比的現(xiàn)象。

篇5

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗 虛擬現(xiàn)實(shí) 計算機(jī)仿真

【中圖分類號】TP391.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）01－0105－02

隨著電子技術(shù)高速發(fā)展，新器件、新電路不斷涌現(xiàn)，普通實(shí)驗室的更新速度無法跟上技術(shù)的發(fā)展。此外普通實(shí)驗室涉及儀器調(diào)試、管理、易損壞等問題。在實(shí)驗時間和一些損耗性大的實(shí)驗項目上對學(xué)生限制過死。同樣，遠(yuǎn)程教育學(xué)員一般都要在規(guī)定的時間到指定的學(xué)校集中完成實(shí)驗項目，技能培養(yǎng)質(zhì)量無法保證。院校必須考慮如何跟上實(shí)驗的時代性和先進(jìn)性，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗內(nèi)容豐富、訓(xùn)練操作扎實(shí)、不受時空限制的開放性實(shí)驗環(huán)境。近年來，由于虛擬儀器、仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，構(gòu)建虛擬實(shí)驗室將會成為一種經(jīng)濟(jì)、高效的首選方案。

一、虛擬實(shí)驗的概念及發(fā)展?fàn)顩r

1．虛擬實(shí)驗的概念

虛擬實(shí)驗是借助多媒體、仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，英文縮寫VR）技術(shù)而產(chǎn)生和發(fā)展的一種實(shí)驗?zāi)Ｊ?，它起源?0 世紀(jì)末，是以計算機(jī)為控制中心，利用軟件技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型，協(xié)調(diào)相關(guān)硬件設(shè)備技術(shù)形成虛擬實(shí)驗系統(tǒng)，并通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成虛擬實(shí)驗系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，這樣就可以讓學(xué)生通過計算機(jī)操作，像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗項目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等價于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。它是計算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，也是教育領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的一種創(chuàng)新。虛擬實(shí)驗一般是通過虛擬實(shí)驗室而進(jìn)行的。虛擬實(shí)驗室是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗的實(shí)驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)實(shí)驗室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗儀器設(shè)備、實(shí)驗對象以及實(shí)驗信息資源等，可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗室的真實(shí)實(shí)現(xiàn)，也可以是虛擬構(gòu)想成的實(shí)驗室。

2．虛擬實(shí)驗的發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬實(shí)驗是虛擬現(xiàn)實(shí)在教育重要應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步成為科學(xué)實(shí)驗和科學(xué)研究中強(qiáng)有力的工具。虛擬實(shí)驗是科學(xué)實(shí)驗領(lǐng)域中較為年輕的分支，其發(fā)展過程大致經(jīng)歷了三個階段：

（1）思維模型與邏輯分析階段。該階段以科學(xué)實(shí)驗為基礎(chǔ)，以邏輯推理為根據(jù)，在思想中塑造實(shí)驗?zāi)Ｐ偷膶?shí)驗方式。

（2）計算機(jī)仿真階段。20世紀(jì)60年代到80年代，其是以系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，在一定假設(shè)條件下利用計算機(jī)對實(shí)驗對象的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的信息處理過程。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)階段。20世紀(jì)80年代至今，其是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過模擬人與周圍真實(shí)環(huán)境交互方式而建立的觀察界面進(jìn)行實(shí)驗的過程。虛擬實(shí)驗從形象化思維到數(shù)字化分析再到直觀的虛擬現(xiàn)實(shí)階段的過程中，計算機(jī)的產(chǎn)生與應(yīng)用為虛擬實(shí)驗注入了新的活力，改革了傳統(tǒng)的實(shí)驗方法，擴(kuò)大了認(rèn)識領(lǐng)域，使虛擬實(shí)驗變得普遍，應(yīng)用得更加廣泛。

3．虛擬實(shí)驗的特征

虛擬實(shí)驗與虛擬技術(shù)一樣，具有以下三個基本特征：

（1）交互性。交互性是指用戶對虛擬實(shí)驗環(huán)境內(nèi)對象的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實(shí)時性）。虛擬實(shí)驗環(huán)境更能強(qiáng)調(diào)人與虛擬世界間的自然交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過特殊頭盔和數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。

（2）沉浸性。沉浸性是指虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能使用戶感到自己處于虛擬實(shí)驗環(huán)境中，成為其中的一員，由觀察者變?yōu)閰⑴c者，沉浸于其中并參與虛擬實(shí)驗的活動，即身臨其境。使用者在虛擬實(shí)驗環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)用計算機(jī)、多媒體與仿真技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，營造與客觀世界高度類似的虛擬環(huán)境，使人具有一種身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)模式在現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)上，采用三維圖形來表現(xiàn)虛擬世界，通過頭盔式顯示器或立體眼鏡等專用輔助設(shè)備觀察建模的三維物體，以獲得在平面顯示器上無法得到的物體深度、距離信息，并通過觀察不同的圖像，產(chǎn)生觀察視差，達(dá)到身臨其境的效果。

（3）想象性。想象性是指最大限度發(fā)揮人類的創(chuàng)造力和想象力。一方面，虛擬實(shí)驗的環(huán)境是人想象出來的，體現(xiàn)出設(shè)計者的思想；另一方面，用戶可從設(shè)計好的環(huán)境中得到感性和理性上的認(rèn)識，進(jìn)而深化概念，產(chǎn)生新意和想象，與設(shè)計者產(chǎn)生共鳴。

二、虛擬實(shí)驗在實(shí)驗教學(xué)中的意義

1．改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)概念，為教育改革服務(wù)。

虛擬實(shí)驗技術(shù)的應(yīng)用，要求教師必須改變實(shí)驗教學(xué)觀念，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗教師由演示者向指導(dǎo)者、創(chuàng)新者的轉(zhuǎn)換。要求學(xué)生由模仿者向探求和創(chuàng)造者轉(zhuǎn)換，達(dá)到由培養(yǎng)經(jīng)驗型人才向培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的轉(zhuǎn)變。要求教師善于運(yùn)用實(shí)驗教學(xué)策略，鼓勵學(xué)生將自主設(shè)計、自主探索與協(xié)作實(shí)驗研究相結(jié)合。

2．引進(jìn)最新的科學(xué)技術(shù)，滿足面向信息社會的需求。

虛擬實(shí)驗技術(shù)是一種先進(jìn)的學(xué)習(xí)工具，是多學(xué)科技術(shù)發(fā)展的綜合，代表著當(dāng)前學(xué)科技術(shù)的發(fā)展水平。隨著水平的不斷提高，虛擬實(shí)驗技術(shù)將不再是純虛擬環(huán)境。很多軟件都能和互聯(lián)網(wǎng)連接，和實(shí)際的實(shí)驗設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗，實(shí)現(xiàn)軟件對實(shí)驗的控制和對實(shí)驗數(shù)據(jù)的處理和分析。要使用計算機(jī)來進(jìn)行實(shí)驗并對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，學(xué)生只有掌握這種先進(jìn)的學(xué)習(xí)技能，才能更好地學(xué)習(xí)和工作。

3．節(jié)省實(shí)驗經(jīng)費(fèi)，豐富實(shí)驗資源。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)因為實(shí)驗設(shè)備、實(shí)驗場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的不足，豐富實(shí)驗資源，使學(xué)生可以做一些危險或危害人體的實(shí)驗。虛擬實(shí)驗環(huán)境可以獲得與真實(shí)實(shí)驗一樣的體會，豐富了學(xué)生感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。

4．實(shí)驗教學(xué)手段多樣化

虛擬實(shí)驗的出現(xiàn)，為實(shí)驗教學(xué)改革提供了條件，教師可以采取靈活的教學(xué)方法，實(shí)行個性化教學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗教學(xué)，學(xué)生可以靈活控制學(xué)習(xí)時間，不受實(shí)驗室關(guān)閉和開放的影響，不受書本的約束，自主地選擇自己所需的實(shí)驗內(nèi)容。同時，實(shí)驗考核也可多樣化，通過網(wǎng)絡(luò)考核與實(shí)際考核相結(jié)合，更能真實(shí)評價學(xué)生的能力。利用虛擬實(shí)驗遠(yuǎn)程系統(tǒng)，將實(shí)驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容（包括理論教學(xué)）、教師輔導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的思考、實(shí)驗操作等融為一體，克服了實(shí)驗教學(xué)長期受到課堂、課時限制的因素。教師可以上網(wǎng)組織各種實(shí)時或非實(shí)時的分布式教學(xué)、回答學(xué)生問題、批改實(shí)驗報告。學(xué)生可通過上網(wǎng)接受教師指導(dǎo)、完成各項實(shí)驗內(nèi)容、提交實(shí)驗報告。

5．更利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣與能力

由于虛擬實(shí)驗利用多媒體技術(shù)來模擬真實(shí)實(shí)驗環(huán)境，使得整個實(shí)驗過程具有游戲的特點(diǎn)，將群體式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)、競賽式學(xué)習(xí)的模式靈活應(yīng)用，可以激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。其次，在虛擬實(shí)驗中，學(xué)生可以很方便地通過改變實(shí)驗參數(shù)分析不同的實(shí)驗結(jié)果。這有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識和創(chuàng)新精神?？傊?，目前虛擬實(shí)驗技術(shù)還處在發(fā)展、起步階段，但在實(shí)驗教學(xué)過程中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。它不僅彌補(bǔ)實(shí)驗設(shè)備缺乏和條件的限制，而且極大提高了學(xué)生對知識的需求和探索的積極性，提高了實(shí)驗教學(xué)效果。同時，通過虛擬實(shí)驗技術(shù)把抽象的、難以直接用一般自然手段表現(xiàn)的形象直觀地表現(xiàn)出來，有助于加快認(rèn)識客觀世界的規(guī)律，提高實(shí)驗教學(xué)的先進(jìn)性。

三、虛擬實(shí)驗發(fā)展趨勢

1．實(shí)現(xiàn)技術(shù)上必將形成多種技術(shù)相融合，優(yōu)勢互補(bǔ)的局面。

使用某個單一技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗系統(tǒng)，在某些方面有優(yōu)勢，在另一方面必然存在不足。因此，將多個技術(shù)相融合開發(fā)優(yōu)勢互補(bǔ)，對構(gòu)建一個好的虛擬實(shí)驗系統(tǒng)顯得十分重要。當(dāng)然也要考慮應(yīng)用實(shí)際，即技術(shù)使用的成本效益和技術(shù)的友好程度，選擇合適的開發(fā)技術(shù)。

2．完善分布式和協(xié)作虛擬實(shí)驗的功能

與同伴合作是實(shí)驗過程中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，因為科學(xué)實(shí)驗常常是種協(xié)作性的活動。國內(nèi)虛擬實(shí)驗室在支持分布式協(xié)作科研方面的功能還需要大力完善。目前，大多數(shù)虛擬實(shí)驗室只是局限于一個學(xué)院、一個小型的局域網(wǎng)或一個學(xué)校的校園網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)不同科研單位之間協(xié)作研究的實(shí)驗室并不多見。

3．自適應(yīng)虛擬實(shí)驗室

自適應(yīng)實(shí)驗即指能修正自己的特征以響應(yīng)規(guī)則原理的變化，并根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程生成一個反饋回路，為學(xué)習(xí)者提供一個自適應(yīng)的獲取知識和技能的實(shí)驗學(xué)習(xí)環(huán)境。該系統(tǒng)的基本特征是能從環(huán)境中獲取信息并能自動改善其性能。

總之，虛擬實(shí)驗教學(xué)可以節(jié)約成本，突破實(shí)驗教學(xué)在時間和空間上的限制，提高學(xué)習(xí)者的自主性和創(chuàng)新性。虛擬實(shí)驗室增強(qiáng)并擴(kuò)展了實(shí)驗教學(xué)的功能，以前所未有的方式將學(xué)生和實(shí)驗儀器聯(lián)系起來，為學(xué)生提供了一種嶄新的實(shí)驗方式。在使用虛擬實(shí)驗室的過程中，如果能把模擬的與真實(shí)的相比較，加強(qiáng)學(xué)習(xí)者之間的相互合作，并注重激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣、促使其進(jìn)行探究，那必將會產(chǎn)生巨大的教育價值。

參考文獻(xiàn)

1 單美賢、李 藝.虛擬實(shí)驗原理與教學(xué)應(yīng)用［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2005

篇6

一、學(xué)生分組實(shí)驗

學(xué)生分組實(shí)驗是真正所有學(xué)生和器材直接接觸的實(shí)驗，它有著無可替代的地位。同樣中考時也注重了對這方面的考察，特別是07年的試題中要求“簡要說明減少裝片中氣泡的做法”，如果沒有親自動手的經(jīng)歷，是很難表達(dá)出來的。

分組實(shí)驗可以在實(shí)驗室，也可以把器材搬到課堂，要提高分組實(shí)驗的有效性，很重要一點(diǎn)在于增加實(shí)驗的探究性。

都說興趣是最好的老師，初中科學(xué)的分組實(shí)驗，基本上是安排在學(xué)習(xí)理論之后的驗證性實(shí)驗，有的學(xué)生興趣不是很濃厚，所以效果不是特別好。老師可以改變安排的順序，我個人運(yùn)用最多的是在教第三冊電學(xué)時，基本上都是讓學(xué)生實(shí)驗之后再講理論。學(xué)生在實(shí)驗中興趣特別濃，對于實(shí)驗中出現(xiàn)的不理解的現(xiàn)象好奇心特別強(qiáng)，整體效果比較好。

二、演示實(shí)驗

相對于分組實(shí)驗，演示實(shí)驗在課堂中出現(xiàn)的機(jī)率更高。要提高演示實(shí)驗的效果，我認(rèn)為要注意以下幾點(diǎn)。

1 明確實(shí)驗的目的。只有目的明確了，才能在演示實(shí)驗時有意識的加強(qiáng)實(shí)驗效果，并在實(shí)驗之前提醒學(xué)生要注意觀察什么。當(dāng)然，有的時候故意不提醒學(xué)生，演示之后問他們看到哪些現(xiàn)象，哪些現(xiàn)象是我們更關(guān)注的，這從另一方面鍛煉他們的觀察能力和注意力，以及選擇有用信息與無用信息的判斷能力。

2 讓所有學(xué)生參與。演示實(shí)驗面對的是全體的學(xué)生，所以一方面盡量的讓學(xué)生協(xié)助完成，另一方面讓所有的學(xué)生都可以看到實(shí)驗現(xiàn)象和操作細(xì)節(jié)。所用的實(shí)驗器件要盡量大點(diǎn)，有的需要投影到屏幕上，有的實(shí)驗要老師拿著裝置走下去讓每位學(xué)生觀察。

3 增加實(shí)驗趣味性。一方面老師學(xué)習(xí)一點(diǎn)表演的技巧，象做很多化學(xué)的實(shí)驗制造一些氣氛，比如可以學(xué)習(xí)劉謙的語氣：見證奇跡的時刻；另一方面盡量增加實(shí)驗的效果，在選材時注意趣味性和夸張性。比如做桿杠演示實(shí)驗時，我選用一個長木棒，叫班上力氣最大的男學(xué)生和一個女學(xué)生，在力臂差異很大的情況下不公平競爭，效果不錯。

4 注意實(shí)驗的對照。象石蕊試液在酸性、堿性和中性情況下的顏色變化，沒有對照情況下很難區(qū)分。其他象澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁等雖然比較明顯，但如果有對照組實(shí)驗會更加直觀有效。另外象觀察有的物質(zhì)的顏色，可以選用反差較大的背景色，從而增加實(shí)驗的效果。

5 縮短實(shí)驗的時間。課堂的時間比較緊張，很多老師往往為了演示實(shí)驗而不能完成本節(jié)課既定的任務(wù)，所以要在不影響實(shí)驗效果的前提下，盡量縮短實(shí)驗的時間。比如第四冊用白磷的燃燒來說明燃燒的條件，就應(yīng)該直接用氧氣袋而不應(yīng)該用制取氧氣的裝置一邊制取一邊通入水中。另外象做第一冊的熔化實(shí)驗時，應(yīng)該選用熱水，而不能用冷水，還有要注意時間的統(tǒng)籌安排。

三、多媒體課件

隨著中小學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷推廣，多媒體課件在教學(xué)中的運(yùn)用日益廣泛。尤其是科學(xué)課，教材上有的實(shí)驗幾乎都可以在網(wǎng)絡(luò)上找到。這些多媒體實(shí)驗大致可分為三類：1.實(shí)際操作演示錄像；2.模擬操作flash；3.仿真實(shí)驗室。對于多媒體課件的運(yùn)用，我覺得要注意以下幾點(diǎn)：

1 多媒體實(shí)驗課件盡量不用。能自己演示的就不用課件。如果自己演示的效果已經(jīng)比較好，也就沒必要做了演示實(shí)驗之后，再讓學(xué)生看一次課件。太頻繁的使用課件，而不是自己動手演示，會降低學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣；并養(yǎng)成教師的惰性，和教師自身動手能力的下降，也不利于學(xué)生的動手能力培養(yǎng)；甚至對樹立教師在學(xué)生面前的威信，也有一定的影響。

2 多媒體適用的情況主要有以下幾個方面：有危險性的實(shí)驗或?qū)W校缺少設(shè)備，比如金屬鈉在氯氣中燃燒；一些效果很差的實(shí)驗；和沒辦法做的實(shí)驗，比如原子、原子核、電子等微觀世界；地球演化等虛擬世界；磁場等抽象世界；沒有摩擦等理想化世界。多媒體可以讓抽象變直觀，讓微觀變可見，也可以讓一個本來要幾天才能逐漸完成的實(shí)驗，濃縮在一兩分鐘內(nèi)呈現(xiàn)，比如硫酸銅晶體的生長。

3 多媒體課件的一大優(yōu)點(diǎn)是可再現(xiàn)。這一點(diǎn)尤其是在總復(fù)習(xí)的時候，可將相關(guān)的實(shí)驗課件整理、組合，并根據(jù)中考實(shí)驗題型的形式和要求，針對每個演示實(shí)驗都從實(shí)驗現(xiàn)象描述、實(shí)驗現(xiàn)象分析、實(shí)驗結(jié)果和結(jié)論的得出等幾個方面設(shè)計相關(guān)的問題。利用這一課件組織學(xué)生通過課堂教學(xué)和課外上機(jī)自學(xué)兩種方式，讓學(xué)生一邊觀察或操作實(shí)驗，一邊完成實(shí)驗問題解答，進(jìn)而鞏固和掌握了這些演示實(shí)驗。

4 多媒體的另一大特點(diǎn)是理想化。對一些實(shí)際效果不大好的實(shí)驗，或者是成功率較低的實(shí)驗。師生可以在實(shí)際操作之后，對照著多媒體，做個比較。一起分析為什么實(shí)際演示的效果不好，或者為什么實(shí)驗失敗，從而讓效果不好的實(shí)驗也起到它的價值，也讓學(xué)生體驗實(shí)事求是的科學(xué)精神。

四、拓展和思考

無論是哪種方式的實(shí)驗，老師自身要明確實(shí)驗的原理和實(shí)驗時的關(guān)鍵點(diǎn)、注意點(diǎn)和可能的危險所在。在分析實(shí)驗原理的時候，特別要注意實(shí)驗中的兩大科學(xué)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。即自變量要控制不同，無關(guān)的變量要控制相同，并且都是有效的；有時自變量和應(yīng)變量又是轉(zhuǎn)換為哪個可觀察的變量，比如做影響動能大小的因素實(shí)驗時，需要讓學(xué)生明確實(shí)驗中把自變量速度轉(zhuǎn)換為高度，把應(yīng)變量動能的大小轉(zhuǎn)換為小車推動的距離。

在明確了實(shí)驗原理的基礎(chǔ)上，可以對課本上的實(shí)驗進(jìn)行修改和拓展。尤其是農(nóng)村中學(xué)器材和藥品比較缺乏，修改后可以完成更多的實(shí)驗，并更深刻的理解該實(shí)驗的本質(zhì)。

篇7

1.學(xué)生缺乏科學(xué)學(xué)習(xí)的觀念

感受著臨近中考的緊張氛圍，面對老師、家長對自己進(jìn)入名牌高中的期許，學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過重的初中生們，放棄了了解科學(xué)的機(jī)會，專注于提高考試成績。他們的頭腦中充斥著無盡的數(shù)學(xué)公式、英語語法、語文篇章，科學(xué)知識難有一席之地。

2.教師本身沒有樹立正確的科學(xué)教學(xué)觀

初級中學(xué)多數(shù)的科學(xué)老師不能準(zhǔn)確引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)的認(rèn)識。面對學(xué)生備考的忙碌身影，老師們不愿再增加他們的負(fù)擔(dān)，科學(xué)得不到相關(guān)人員的關(guān)注。有些科學(xué)老師為了幫助學(xué)生獲得更多的學(xué)習(xí)時間，甚至愿意“犧牲”僅有的授課時間，讓學(xué)生去處理作業(yè)。教師忽視了學(xué)生科學(xué)探索上的潛能，沒有意識到學(xué)好科學(xué)能給學(xué)生的未來帶來多大益處。

在每年升學(xué)率的競爭中，初級中學(xué)都會根據(jù)學(xué)校的定位，與周邊教學(xué)水平相當(dāng)?shù)膶W(xué)校進(jìn)行升學(xué)率攀比。學(xué)校管理部門在課程安排中傾向于中考科目的課程，給予它們相當(dāng)大的比重，對科學(xué)類的科目則有意忽視。這在無形中影響了學(xué)校老師對科學(xué)教學(xué)的不重視，客觀導(dǎo)致了學(xué)生對科學(xué)課程的反感。

4.家長意識中缺少科學(xué)課的存在感

雖說今天的科學(xué)如此發(fā)達(dá)，然而作為初中生的家長們，又有幾人真正知道初中的課堂中開設(shè)了科學(xué)課？他們關(guān)注的只是孩子的考試成績能否滿足有名的高級中學(xué)的需要。家長是孩子的第一位老師，言傳身教的重要性不言自喻，若家長都不能正確引導(dǎo)子女的科學(xué)學(xué)習(xí)，子女本身又該以什么為出發(fā)點(diǎn)去了解并鉆研科學(xué)？

二、提高初中科學(xué)教學(xué)課堂有效性的策略

1.學(xué)生端正對科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)態(tài)度

科學(xué)的重要性體現(xiàn)在與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等學(xué)科緊密相連中，在這些學(xué)科中處處閃現(xiàn)著科學(xué)影子。學(xué)好科學(xué)是認(rèn)識相關(guān)科學(xué)的開端，學(xué)生只有端正對科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)識到科學(xué)的重要性，同時能把研究科學(xué)的態(tài)度、方法、手段應(yīng)用到其他課程的學(xué)習(xí)中才能提高學(xué)習(xí)的有效性。

2.教師樹立正確的科學(xué)教學(xué)觀

作為初中教師，教師應(yīng)樹立正確的科學(xué)教學(xué)觀，重新審視在新課程背景下科學(xué)實(shí)驗的教學(xué)價值，重新認(rèn)識科學(xué)實(shí)驗的教育教學(xué)功能，并且教師還需要采用多種教學(xué)方式，為學(xué)生展示科學(xué)的魅力，引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)真實(shí)的科學(xué)世界是極其重要的。課堂要以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主發(fā)言、動腦思考的重要性，培養(yǎng)學(xué)生課堂主人翁意識。此外，科學(xué)的學(xué)習(xí)離不開實(shí)踐活動，老師要為學(xué)生精心設(shè)計實(shí)驗內(nèi)容，著力培養(yǎng)學(xué)生觀察創(chuàng)新的能力。科學(xué)老師肩負(fù)著改變教學(xué)現(xiàn)狀的重?fù)?dān)，我們要合理安排教學(xué)課程，以最少的人力、物力、時間協(xié)助學(xué)生開啟探索科學(xué)的大門。

3.學(xué)校加強(qiáng)對科學(xué)學(xué)科的重視

由于應(yīng)試教育的緣故，許多初中學(xué)校、家長只重視中考類科目。殊不知，科學(xué)學(xué)科不僅能加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維凝聚力，還能在科學(xué)實(shí)驗中培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神，鍛煉學(xué)生的動手能力，不讓他們局限于理論的知識之中。因此，學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)對科學(xué)學(xué)科的重視，加強(qiáng)對科學(xué)的課堂教學(xué)研究，加強(qiáng)教學(xué)常規(guī)的管理，著力提優(yōu)補(bǔ)弱，重視學(xué)生實(shí)驗操作，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

三、結(jié)語

篇8

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在的問題

1. 《科學(xué)》還是“副課”。

盡管基礎(chǔ)教育課程改革順利地開展，但一些領(lǐng)導(dǎo)和教師依然教學(xué)觀念落后，始終認(rèn)為科學(xué)是“副課”。盡管有些地方把《科學(xué)》作為學(xué)生畢業(yè)質(zhì)量檢測的必考科目，依然沒有引起足夠的重視，只是按照應(yīng)試教育的老辦法去上課，把課標(biāo)拋于腦后?？茖W(xué)老師一般是語、數(shù)教師兼任的，工作量比較大，哪有時間與精力好好地教科學(xué)，他們整天就是圍著所謂的“主課”轉(zhuǎn)，鮮有每周三節(jié)科學(xué)課全上足的。因此，老師們忽視科學(xué)教學(xué)的現(xiàn)象比比皆是，更談不上進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)了，頂多為應(yīng)付考試集中時間找一些知識點(diǎn)讓學(xué)生死記硬背。

2. 當(dāng)前實(shí)驗教學(xué)中的低效性問題。

學(xué)生在實(shí)驗活動中思維能力欠缺，不能認(rèn)真對待實(shí)驗，仍然停留在看熱鬧的層面;學(xué)生的參與率低，相互之間合作不夠。如在小組探討活動中，有些學(xué)生只關(guān)注自己的事情，不理會老師和同學(xué)的講解與幫助，也不愿意參與活動;還有些學(xué)生把實(shí)驗儀器占為己有，沒有合作意識，這些都影響到實(shí)驗教學(xué)的開展。另外，有些科學(xué)探究實(shí)驗需要家長在課后協(xié)助完成，但是這些活動并沒有得到家長的重視與支持，再加上學(xué)生在課外實(shí)驗中缺乏主動性，勢必造成延伸實(shí)驗的現(xiàn)象，效果不理想。

3. 教學(xué)條件差，硬件設(shè)施缺乏，難以保證實(shí)驗教學(xué)的正常開展。

俗話說“巧婦難為無米之炊”。首先，大部分學(xué)校缺少實(shí)驗室，里面設(shè)備簡陋，是只能給人看不能正常使用的擺設(shè)，有些學(xué)校根本沒有實(shí)驗室。要上實(shí)驗課學(xué)生只能坐在原來的班級教室上課，根本上不了，能演示一下就不錯了。其次實(shí)驗器材缺乏，更新?lián)Q代太慢，使用的器材基本上還是原來《自然》教學(xué)時的老器材，器材老化數(shù)量又少，加之各班學(xué)生人數(shù)多，分組實(shí)驗難以開展。實(shí)驗儀器的配備與現(xiàn)行教材的內(nèi)容難以配套，更何況許多實(shí)驗材料實(shí)驗室是沒有的，實(shí)驗材料的準(zhǔn)備讓小學(xué)科學(xué)教師傷透了腦筋。最后甚至連人手一冊的《科學(xué)》教材因循環(huán)使用而難以保障，教材能循環(huán)使用是好事，但在循環(huán)使用過程中出現(xiàn)的諸多問題是始料未及的，因而導(dǎo)致學(xué)生共用教材的現(xiàn)象發(fā)生。缺少科學(xué)實(shí)驗教學(xué)所必需的教學(xué)設(shè)備，這方面的教育投入尚有不足。

二、解決對策

1. 明確《科學(xué)》教育目標(biāo)，轉(zhuǎn)變教育觀念，全面實(shí)施素質(zhì)教育。

要想改變面臨的這種名存實(shí)亡的實(shí)驗教學(xué)的狀況，需要徹底轉(zhuǎn)變教育觀念。各級教育部門的領(lǐng)導(dǎo)，更要更新教育思想觀念，要有徹底改變小學(xué)科學(xué)教育現(xiàn)狀的決心，多開展有關(guān)實(shí)驗教學(xué)、實(shí)驗操作方面的師生活動，建議在《科學(xué)》質(zhì)量檢測中要有實(shí)驗操作題。特別是學(xué)校教導(dǎo)處，要嚴(yán)格執(zhí)行《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，開齊上足科學(xué)課時。我們的科學(xué)教師要摒棄課程分“主課”與“副課”的舊思想，樹立科學(xué)與其它科目同等重要的意識，無論專職和兼職教師都應(yīng)該有愛崗敬業(yè)精神，認(rèn)真利用一切條件扎扎實(shí)實(shí)地上好每一堂科學(xué)課，讓學(xué)生的素質(zhì)得到全面發(fā)展，使學(xué)生的探究、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，并形成濃厚的學(xué)習(xí)科學(xué)的氛圍。

2. 重視實(shí)驗活動中學(xué)生的探究過程。

科學(xué)探究能力的獲得，需要學(xué)生結(jié)合所學(xué)的科學(xué)知識，親自參與探究活動，在已有的感知和體驗的基礎(chǔ)上，將教師所講授的知識充分吸收內(nèi)化?？茖W(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容是讓學(xué)生學(xué)會如何學(xué)習(xí)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)，如何用心地探究科學(xué)。為此，在實(shí)驗教學(xué)中，教師要鼓勵學(xué)生想出解決問題的方案，然后去驗證自己的方案。充分利用校園的實(shí)驗資源。校園里有一些植物和小動物，這些都有可能成為小學(xué)科學(xué)課中需要的實(shí)驗資源進(jìn)行探究活動，獲得了直觀體驗和感性認(rèn)識，也體會到了科學(xué)實(shí)驗的樂趣，為以后的探究活動打下了良好的基礎(chǔ)。聯(lián)系其它學(xué)科，讓學(xué)生體會到實(shí)驗觸手可及。最后在科學(xué)課程中，有許多知識是與其它學(xué)科密切聯(lián)系的。

3. 增加科學(xué)教育經(jīng)費(fèi)的投入，改善教學(xué)條件。

篇9

一、加強(qiáng)學(xué)習(xí)科學(xué)的重要性教育，培養(yǎng)學(xué)生興趣

美國心理學(xué)家和教育學(xué)家布魯納說：“使學(xué)生對一個學(xué)科有興趣的最好辦法是使之知道這個學(xué)科值得學(xué)習(xí)?！币虼?，要使學(xué)生對科學(xué)有興趣，就必須使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)科學(xué)的重要性。在教學(xué)過程中，教師不應(yīng)單純地把科學(xué)與升學(xué)系在一起，而應(yīng)結(jié)合科學(xué)對整個社會的巨大作用，與人們的生活和生產(chǎn)的密切聯(lián)系，造福于人類的事實(shí)，對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)目的性教育，使學(xué)生了解到人類的吃、穿、住、行都離不開科學(xué)知識，如電燈、電視機(jī)、汽車、飛機(jī)、農(nóng)藥、化肥等的制造都離不開科學(xué)知識，使他們意識到學(xué)好科學(xué)對社會和個人的重要意義，從而產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

二、聯(lián)系生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)是一門自然科學(xué)，與日常生活和生產(chǎn)有極為緊密的聯(lián)系。在教學(xué)過程中，應(yīng)從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，選擇學(xué)

生身邊的、感興趣的事物，提出相關(guān)的科學(xué)問題，努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個貼近生活實(shí)際的“生活化”問題情境。教學(xué)中滲透一些與人們的衣、食、住、行、醫(yī)療保健、環(huán)境保護(hù)、資源、能源等休戚相關(guān)的科學(xué)知識，把科學(xué)學(xué)科知識運(yùn)用于解決實(shí)際問題，可使學(xué)生了解科學(xué)學(xué)科知識的重要性和實(shí)用性，了解和關(guān)心與科學(xué)有關(guān)的社會生活問題的發(fā)生與發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和激情。

三、利用科學(xué)實(shí)驗激發(fā)興趣

科學(xué)是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，只有科學(xué)實(shí)驗才能反映科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。從許多科學(xué)家成長的歷程來看，他們都非常熱愛科學(xué)實(shí)驗，而且無不是通過實(shí)驗取得科學(xué)成就的，中學(xué)生好奇心強(qiáng)，對新奇的事物具有強(qiáng)烈的探究和求知欲?？茖W(xué)實(shí)驗具有形象鮮明、聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)，對學(xué)生具有極強(qiáng)的吸引力。科學(xué)實(shí)驗是最形象、生動、直觀地創(chuàng)設(shè)問題情境的方法之一。教師通過實(shí)驗創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生親眼看到科學(xué)現(xiàn)象，親手做科學(xué)實(shí)驗，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)興趣的重要途徑。因此，教學(xué)中不僅應(yīng)該認(rèn)真做好課本規(guī)定的每一個實(shí)驗，還應(yīng)該增加一些跟教學(xué)內(nèi)容有關(guān)趣味性實(shí)驗，以此來幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

四、利用科學(xué)探究激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取相應(yīng)的科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動。科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方

式，它涉及探索自然或物質(zhì)世界的過程，在尋求新的理解過程中，它促使人們提出問題、獲得發(fā)現(xiàn)并對這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗。在義務(wù)教育中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生能主動地獲得科學(xué)知識，體驗科學(xué)過程與科學(xué)方法，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，同時，科學(xué)探究也是培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的重要途徑。對于初中學(xué)生來說，身邊的許多科學(xué)事物令他們感到新奇，對探究身邊的科學(xué)事物有濃厚的興趣。

五、利用現(xiàn)代媒體激發(fā)興趣

計算機(jī)輔助教學(xué)是一種新型的現(xiàn)代化教學(xué)方式、集合圖、文、聲、像的綜合表現(xiàn)功能，其教學(xué)方式有動靜結(jié)合、視聽結(jié)合的特點(diǎn)，可進(jìn)行快速的信息處理和圖像傳輸，同時還配有悅耳的音樂和圖像描繪。運(yùn)用多媒體教學(xué)能使學(xué)生更直觀、生動地看到一些傳統(tǒng)教學(xué)無法展現(xiàn)的內(nèi)容，幫助學(xué)生理解較難的理論知識。這必然會使學(xué)生產(chǎn)生好奇心，激發(fā)求知欲望，在不知不覺中產(chǎn)生濃厚的興趣。例如，學(xué)習(xí)分子、原子的知識時，利用多媒體教學(xué)能使學(xué)生感到耳目一新，并大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在一定程度上使學(xué)生開闊眼界，增長知識。

六、利用課外活動培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

利用課余時間開展豐富多彩的課外活動，能有效地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。教師可收集大量的趣味科學(xué)片斷、科學(xué)與社會、科學(xué)與生活、科學(xué)史，科學(xué)魔術(shù)、科學(xué)謎語、科學(xué)游戲、科學(xué)趣味實(shí)驗等資料，組織學(xué)生進(jìn)行江水污染檢測，參觀學(xué)校附近的化工廠，向?qū)W生介紹古今中外科學(xué)家的故事與成就，舉辦趣味科學(xué)小講座、科學(xué)競賽專題講座，撰寫小論文，出科學(xué)墻報等。通過開展一系列有針對性的、趣味性的、形式多樣的課外活動，一方面可使學(xué)生們增長知識，另一方面也可使學(xué)生對科學(xué)學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣，從而提高學(xué)生學(xué)科學(xué)的主動性和積極性，為學(xué)生提供源源不斷的學(xué)習(xí)動力。

七、提高教學(xué)藝術(shù)水平激發(fā)興趣

篇10

關(guān)鍵詞： 多媒體 科學(xué)實(shí)驗教學(xué) 作用

隨著中小學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷推廣，多媒體，如圖片、實(shí)物、課件、視頻等素材，通過計算機(jī)的輔助在課堂教學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢被廣大教師廣泛應(yīng)用。科學(xué)實(shí)驗教學(xué)往往是科學(xué)課堂教學(xué)的重點(diǎn)及關(guān)鍵，直接影響課堂教學(xué)質(zhì)量。適時恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體對實(shí)驗加以改進(jìn)、完善或模擬，可以克服上述方面的不足，達(dá)到突破實(shí)驗重、難點(diǎn)，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的目的。那么，如何才能充分發(fā)揮多媒體在科學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的作用呢？

一、利用多媒體，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗的興趣

興趣是最好的老師，是學(xué)生主動學(xué)習(xí)、積極思考、探究知識的內(nèi)在動力。在科學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，運(yùn)用圖片、視頻或多媒體課件，創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相吻合的教學(xué)情境，使學(xué)生有身臨其境之感，可以充分地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就必須在枯燥無味的傳統(tǒng)實(shí)驗中靈活運(yùn)用多媒體進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)。如《日食和月食》教學(xué)中，用白熾燈代表太陽，拳頭代表月球，自己的頭代表地球進(jìn)行實(shí)驗；有的選擇小皮球當(dāng)?shù)厍蜻M(jìn)行實(shí)驗，乒乓球當(dāng)月亮，電筒射出的光代表太陽光。單純的動作示范，效果不顯著。而借助多媒體演示實(shí)驗，直觀形象地再現(xiàn)客觀事物，給學(xué)生以如見其景的感受。開始上課時，出示多媒體課件：各種日食和月食的圖像，引起學(xué)生探究的興趣。接著讓學(xué)生進(jìn)行動作示范實(shí)驗，討論地球、月球和太陽三個天體在相互運(yùn)動時出現(xiàn)哪些特殊位置。然后用多媒體創(chuàng)設(shè)三個球體相互運(yùn)動形成的兩種特殊位置的情境，得出日食和月食的成因。圖像顯示模擬逼真，渲染氣氛，創(chuàng)造意境，使學(xué)生獲得直觀印象，有助于激發(fā)探究欲，培養(yǎng)學(xué)生參與實(shí)驗活動的興趣。

二、利用多媒體，增強(qiáng)實(shí)驗演示效果

有些演示實(shí)驗往往可見度小，演示效果不佳。借助多媒體輔助教學(xué)，則可解決這個難題。如在學(xué)習(xí)秒表、安培表、伏特表等原理、使用方法及讀數(shù)時，雖然學(xué)校能保證每位學(xué)生手中都有這些儀器，但由于這些儀器刻度比較小，教師講解示范起來非常吃力。教師可以將秒表、安培表、伏特表等甚至一切方便展示的實(shí)驗儀器都拿到視頻展示臺上進(jìn)行演示、測量、讀數(shù)、分析；還有些實(shí)驗只能在平面上做，可見度受到極大的限制，不利于學(xué)生觀察。利用視頻展示臺等多媒體設(shè)備的放大作用，能讓全體同學(xué)都詳細(xì)、全面觀察到教師的具體操作過程和讀數(shù)方法，從而彌補(bǔ)演示實(shí)驗的不足，增強(qiáng)實(shí)驗演示效果。

三、利用多媒體，優(yōu)化實(shí)驗操作步驟

將實(shí)驗指導(dǎo)、規(guī)范的操作方法制成CAI課件，可把實(shí)驗過程清楚地顯示出來，優(yōu)化實(shí)驗操作步驟的講解，使學(xué)生對操作步驟和方法及操作要領(lǐng)獲得深刻印象，在操作的同時，對照投影內(nèi)容及時調(diào)整，較好地解決了用大量時間講解實(shí)驗步驟的問題。使學(xué)生有充足的時間動手操作，同時教師也有時間深入到學(xué)生中指導(dǎo)，提高實(shí)驗的成功率。如用多用電表測電阻的實(shí)驗中，從認(rèn)識表盤開始到最后使用多用電表測電阻，中間實(shí)驗步驟多，難度較大，把它制成CAI課件在屏幕上顯示并結(jié)合講解，使學(xué)生較好地掌握表盤的認(rèn)識和使用方法，這樣學(xué)生的操作速度加快，錯誤減少，大大節(jié)約時間，成功率明顯提高，多數(shù)同學(xué)獲得成功。

四、利用多媒體，突破實(shí)驗教學(xué)重、難點(diǎn)

科學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動和變化的一門學(xué)科，在某些方面，用傳統(tǒng)手段教學(xué)很難表現(xiàn)科學(xué)中“動”和“變”的特點(diǎn)。多媒體形象具體，動靜結(jié)合，聲色兼?zhèn)?，所以恰?dāng)?shù)丶右赃\(yùn)用，可以變抽象為具體，調(diào)動學(xué)生各種感官協(xié)同作用，解決教師難以講清，學(xué)生難以聽懂的內(nèi)容，從而有效地實(shí)現(xiàn)精講，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，取得傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的教學(xué)效果。如在探究莖有輸導(dǎo)水分的作用時，用CAI課件顯示莖運(yùn)輸水分功能的過程和直接把新鮮的植物插入紅墨水中觀看剪斷的切面進(jìn)行對比，是后者效果明顯。但學(xué)生對莖運(yùn)輸水分的作用不能全面理解。如果把CAI課件和具體實(shí)驗結(jié)合在一起，則可以使學(xué)生全方位地理解莖的作用。因此，在課堂教學(xué)中要合理、適時地運(yùn)用CAI課件，使其能與實(shí)驗教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)最佳組合。再如演示：在三種情況下（斜面上鋪毛巾、白布、玻璃）保持同一高度，同一物體從靜止開始下滑，觀察小球在光滑桌面上的分別運(yùn)動情況。觀察效果并不理想，只是從生活經(jīng)驗中得到結(jié)論。把它制成CAI課件，學(xué)生非常直觀地看到斜面越光滑，物體在水平面上滑行得越遠(yuǎn)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生很容易理解“牛頓第一定律”所說的“一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，有外力迫使它改變這狀態(tài)為止”。

五、利用多媒體，模擬實(shí)驗

通過多媒體還可以擴(kuò)大觀察的范圍，自然科學(xué)研究的物體小到微觀粒子，如分子、原子、電子等，大到宏觀世界天體運(yùn)動的規(guī)律，用普通的辦法無法向?qū)W生演示。雖然可以用掛圖等來描述，原理解釋上總欠細(xì)膩清楚，不能反映其動態(tài)的變化規(guī)律。雖能說清“其然”，卻難以描述“其所以然”，常會造成一種教師無法準(zhǔn)確表達(dá)、學(xué)生在模模糊糊的狀態(tài)中學(xué)習(xí)的不良現(xiàn)象。在這方面計算機(jī)的輔助模擬實(shí)驗教學(xué)可以發(fā)揮很大的作用。

總之，在科學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，充分運(yùn)用多媒體這—輔助教學(xué)手段，有利于彌補(bǔ)實(shí)驗器材本身的不足、條件的限制，有利于激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗的興趣、教學(xué)重難點(diǎn)突破、實(shí)驗操作步驟優(yōu)化，有利于促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和記憶，拓寬思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗操作和探究能力。當(dāng)然，多媒體演示并不能完全替代實(shí)驗，只有恰當(dāng)?shù)睾蛯?shí)際操作結(jié)合起來。在維護(hù)實(shí)驗真實(shí)性的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮多媒體的作用。

參考文獻(xiàn)：