時間：2023-07-17 09:48:45
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇震撼的科學實驗，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
本人任教的學校中，學生普遍對科學及技術有濃厚的興趣和好奇心。為了讓學生在課余時間參與有趣的科學實驗，從而提升他們對學習科學的興趣，本人于數年前已開始在學校內舉辦“科學實驗工作坊”，并由科研特工隊負責協助示范及帶領活動。經過本人與科研特工隊約2個月的商討，我們的探索終于有了成果。我們把4個能施展“魔法”的科學實驗做了創新及改良，并設計了一個活動方案。我們希望能通過此活動，讓全校學生體會科學的奧妙，并于校園內凝聚研習科學的氣氛。于是，我向校長提交計劃書，建議沖出傳統的實驗室，走到校園的操場進行實驗活動，并與校長詳述活動的理念和可行性，結果成功取得校長的批準和無限量支持。
活動內容與過程
概況
活動對象為全校中一級至中六級學生，所涉及的人數約為1000人。活動日期為2011年5月26日至5月27日；活動地點是學校風雨操場；形式是在操場內設置攤位，展示4個能施展“魔法”的科學實驗，并由科研特工隊帶領全校學生參與活動。4個能施展“魔法”的科學實驗為隱形墨水、牙簽水上漂、反斗沙桶和水柱識轉彎。
有關科學原理
隱形墨水。“隱形墨水”其實是酚酞溶液。由于酚酞溶液是無色的，所以我們不能看到用酚酞溶液所寫在紙上的字或符號。但是只要用蘸有氫氧化鈉溶液的毛筆在紙上輕輕一掃，酚酞溶液會由無色轉為粉紅色，隱藏的信息就會忽然現形，效果如同魔法一樣。
牙簽水上漂。肥皂或洗潔精的成分含有表面活性劑，可以使水的表面張力減弱。所以牙簽沾了肥皂或洗潔精的那一端，附近水面的表面張力比較弱，另一端水面的表面張力相對比較強，因此牙簽就被張力較強的那方牽引而自動前進了，效果非常震撼。
反斗沙桶。固體的沙子也會產生浮力，但沙子的流動性不像液體那么好，因此需要敲打沙桶的邊緣，幫助固體的沙子流動。由于乒乓球的密度低于沙子，因此在敲打沙桶期間，原本埋藏在沙堆的乒乓球會忽然浮出到沙堆的表面，讓觀眾吃驚。
水柱識轉彎。由儀器滴定管流出的水柱本是垂直向下的，但只要利用1根帶電荷的棒靠近水柱，水柱便會被帶電荷的棒所吸引。這是因為水是一種極性溶劑，水分子會按其極性而被吸引，讓水柱出現“識轉彎”的嚇人場面。
以上4個“科學魔法”均有一個共同點，就是在進行期間會出現讓觀眾感到有震撼性的場面，從而刺激其好奇心，在不知不覺間很想探索相關的科學原理。另外，就是這4個“魔法”的背后均同時涵蓋初中與高中的課程知識。
活動預期效果
基于以上提及的設計及選材理念，可預期的效果是，無論就讀初中或高中的學生在看見“魔法”后，都會不期然感到共鳴，聯想起相關的科學知識，達到不同層次的反思及探索。再者，通過不同班級的學生一同欣賞“魔法”表演，可以預期這種形式能促進同班同學問、甚至是跨越級別的朋輩間的討論。經驗告訴我，這種朋輩之間互相討論和學習往往勝過傳統的老師單向式教學。
活動所需的資源
“隱形墨水”需要酚酞溶液、氫氧化鈉溶液、過濾紙、燒杯、毛筆。演示“隱形墨水”不受場地條件限制。
“牙簽水上漂”需要牙簽、肥皂（或洗潔精）、盛水的器皿、自來水。盛水器皿須具一定的大小，否則牙簽在水上漂移的空間會有所限制。由于在每次表演后，自來水必須更換才能成功重新施展“魔法”，所以表演場地附近最好有充足的水源，例如靠近水龍頭或是洗手間。
“反斗沙桶”需要裝沙子的桶、沙子、乒乓球。沙子分量不能太少，否則乒乓球基于敲打時的震蕩也會冒出來，違反了“魔法”背后的精神。演示“反斗沙桶”不受任何場地限制。
“水柱識轉彎”需要滴定管、自來水、發泡膠杯（或塑料尺子）、燒杯（用于補充自來水）。使用滴定管的好處是可隨時控制水柱的流動，這樣可節省用水量。演示“水柱識轉彎”不受場地限制，雖然涉及用水，但只要表演前用燒杯裝夠自來水，便可不斷補充，連番施展“魔法”。
4個“科學魔法”所需的大部分物資均是生活中容易找到并且廉價的，而所能施展的“魔法”卻有出人意外的震撼力。因此，“科學魔法擂臺”活動可謂“要求低、效果大”。
場地安排方面，由于“牙簽水上漂”涉及使用較多的自來水以及必須頻繁更換自來水，所以表演場地附近最好有充足的水源。其余的3個“科學魔法”則不受任何場地限制，對表演者實在非常便利。
活動方案的創新點及重點
“科學魔法擂臺”活動方案有以下的創新點及重點。
科學知識的包裝。活動中的“魔法”所涉及的科學知識并非復雜及難以理解的，有些更是傳統課程建議在實驗室內進行的課堂活動。然而，只要加上適當的包裝，這些實驗活動的吸引力便會大增，感覺上會更加生活化。
走出實驗室。構思活動方案時，我銳意突破常規，走出傳統的實驗室，在校園公開場所進行帶有“魔法”的科學實驗。一方面，不用學生專門去實驗室；另一方面，這種活動形式能一次惠及更多學生。沖破實驗室在空間上的限制，也有助于灌輸“科學無所不在”的理念。
朋輩互相學習。活動由科研特工隊向全校學生演示“科學魔法”，而老師則刻意退居幕后。通過這種“朋輩間互相學習”的模式，學生會產生“他能做到，我也能做到”的想法，有助于提升學生的學習動力及自信心。
老少成宜。舉辦一般科學活動時往往因為相關的科學知識要求或其難度，導致活動對象有所限制。然而，“科學魔法擂臺”活動的設計理念涵蓋初中與高中的課程知識，能達到老少成宜、甚至老少一同討論科學的效果。再者，透過不同班級的學生一同欣賞“魔法”表現，可以預期這種形式能促進同班同學間、甚至是跨越年級的朋輩討論。這種朋輩之間互相討論和學習往往勝過傳統的老師單向式教學。
活動的效果
“科學魔法擂臺”活動一共舉辦2天，活動期間師生反應均非常熱烈，活動氣氛及效果良好。活動期間更有學生向科研特工隊查問為何只有這4個“科學魔法”實驗和為何只舉辦2天，可見這類型的活動的確頗受歡迎。我在現場也觀察到，學生在欣賞“魔法”之余，也不斷與身旁的同學互相討論有關原理，達到朋輩間互相學習及研習科學的目標。
活動可能出現的問題及解決方案
“科學魔法擂臺”活動可能出現的問題及解決方案如下。
隱形墨水。假如表演者一時緊張混淆了酚酞溶液和氫氧化鈉溶液（兩者均為無色），“魔法”的效果便會頓時失色。由于表演“魔法”所使用的物品不宜用標簽標示，所以應該使用兩種不同大小的燒杯分別裝兩種溶液，并且分開左右放好，以免造成混亂。經過多次隱形墨水“魔法”表演之后，原本無色的溶液可能因為多次使用毛筆的“交叉感染”，而自動變成了粉紅色，如果繼續使用變了色的“隱形墨水”，根本就沒有“魔法”可言了。建議使用兩種不同款式的毛筆，以資識別。同一種款式的毛筆只用于某種指定的溶液，這樣可減慢“交叉感染”情況。一旦發現任何一種溶液已變成了粉紅色，應該及時更換。
牙簽水上漂。表演者必須清楚牙簽的哪一端沾了肥皂，否則當牙簽放在水面時，因為反轉了方向，牙簽便會很快撞向器皿。表演者應把牙簽沾了肥皂的那一端處于下方，這樣也可方便表演者利用手來遮掩肥皂。放牙簽時，切記要把沾了肥皂的那一端貼近器皿的邊緣，這樣便能成功發揮“牙簽水上漂”的威力了。假如表演者在完成演示后忘了換水，由于器皿中水的表面張力已被影響，表演者將不能繼續施展“魔法”。因此表演者應至少預備2個盛水的器皿交替使用。當觀眾注意其中一個器皿時，在旁的工作人員可悄悄地更換另一器皿中的自來水。
反斗沙桶。演示時，桶內的沙子分量不能太少，否則乒乓球由于敲打時的震蕩也會冒出來，露出馬腳之余，也違反了“魔法”背后的精神。沙子分量也不宜太多，因為太多沙會導致敲打時間增長，導致表演變得沉悶。表演者應在正式表演前進行足夠的測試，記錄敲打時的力度、頻率和完成“魔法”所需的時間，看看表演時間是否合適和判斷是否需要改變沙的分量。表演者一旦找出最適當的沙子分量后，便應在沙桶上劃上記號。為了精益求精，表演者在每次演示前都應檢查沙的分量是否合適。
水柱識轉彎。當滴定管中水量較少時，水柱會變得不穩定和不流暢，影響演示效果。因此表演者應注意及時補充水，或者至少預備2個滴定管交替使用。發泡膠杯經過多次使用后，即使強烈的摩擦，其帶電荷的能力也會逐漸減弱，所以應適時更換膠杯，以延續其施展“魔法”的能力。
除了以上的注意事項外，由于以上4個“科學魔法”的其中3個均涉及使用水或溶液，故此每個“魔法”的現場應備有足夠數量的毛巾，以便隨時清理表演區域。此外，“魔法”表演場地附近（建議在洗手間內）應備有拖把，以備不時之需。
活動的改善方向及延續性
我認為如果再次籌辦“科學魔法擂臺”活動，可從以下的方向作出改善和探索其延續性。
問卷調查量度活動成效。這次活動完成后，我并未向全校學生發出問卷調查活動的成效。如果再次籌辦“科學魔法擂臺”活動，我會設計一份問卷，務求以量化的形式量度活動成效，從而加強活動成效的客觀性。
這次活動完成后，我并未運用明確的工具跟進學生通過活動所學到的科學知識。如果再次籌辦這個活動，我會針對不同級別的學生設計一系列的工作表，從而評價學生能否通過活動增進對相關科學知識的理解，這也可以作為具體反映活動成效的一項工具。
經過這次活動后，相信學生更能掌握如何設計出具吸引力的“科學魔法”。故此，我計劃日后定期向科研特工隊、甚至向全校學生征求有趣實驗，讓有興趣的學生自行研發出自己的“科學魔法”。再進一步說，甚至可將這個模式設計成個人或班際比賽，變成人人有機會表演，以真正達到“擂臺”的效果，以此推進朋輩互相學習及學生主導學習。
該項目獲得第27屆全國青少年科技創新大賽科技輔導員創新成果科技教育方案類一等獎。
作為國內唯一以聲、光為主題的公益科技館，“索尼探夢”科技館是索尼最具特色的公益項目之一，科技館創立的根本目的，就是讓前來參觀的孩子們對科技產生更大興趣。“索尼探夢”科技館負責人認為，其實科技館面臨的最重要挑戰，是將科學知識和創新結果介紹給孩子們時所用的表現手法。2000年開館至今，索尼公司在“索尼探夢”項目上累計投入人民幣超過4.5億元，至今已接待超過154萬名參觀者。同時，面向偏遠地區和更多城市的“愛心助學”活動，更是惠及全國各地11萬名中小學生。
創新之心
隨著科技不斷進步，“索尼探夢”科技館不斷創新館內展品的同時，獨特、創新的趣味實驗也一直是它最吸引孩子們的特色之一。開館至今“索尼探夢”已開發出200余個趣味實驗，通過寓教于樂的方式激發青少年對科學的興趣。
自2000年以來，“索尼探夢”定期推出“特別主題展”：如以科技為主題的“機器人大展”、“觀看日食活動”、“模式識別展”；以環保為主題的“清涼地球展”、“多彩生命――保護生物多樣性”、“綠能風潮2012”；以科學實驗為主題的“創意水火箭”、“科學實驗廣場――狂歡集市”……“索尼探夢”創意出一個又一個流行科普話題和活動，用生動有趣的形式，帶領孩子們走進了科學天地。
“索尼探夢”還推出了精彩紛呈的現場表演活動，其獨創的“科普童話劇”，以光、聲音、環保為主題，巧妙地融合了知識和趣味，將新穎的科學實驗與離奇生動的劇情相結合，配以變幻多樣的音樂、夸張幽默的風格，成為科普界的亮點。此外，“探夢實驗室”、“閃電百科二選一”、“親實驗夢工房”、“PICO冒險奇兵”等，也都成為青少年關注的熱點。
科普之夢
“索尼探夢”融匯了索尼創新科技和美國舊金山Exploratorium展館經典科普展示經驗，館內的展品、展示以“光和聲音”為主題，通過展示未來科技與數碼技術發展前景，為青少年打造出了一個能親身體驗科學的神奇、了解科學的意義、培養對科學濃厚興趣的場所。
館內的展品以互動、體驗為特色，追求創意新鮮、科技頂尖、質量上乘。為了讓孩子們感興趣，館內展品運用了索尼在數碼、IT、音視頻等領域的先進技術，其策劃、設計和制作大都來自日本和美國，注重科普教育的趣味性和互動性，孩子們可在這里盡情體驗獨特新穎的科技展品帶來的樂趣。館內最新呈現的“CG夢工場”、“CG魔法鏡”等展品，融合了動畫制作技術和數碼網絡技術，能讓孩子們體驗高科技帶來的震撼和趣味，培養對科學的濃厚興趣，幫助孩子們開啟科學夢想。
公益之路
“生活中如何測量質量？”王亞平以提問的方式開始講課。地面課堂的同學們有的說用天平，有的說用電子秤，還有人提到用“曹沖稱象”的辦法。但是，這些方法在太空失重的環境下都將“失靈”，那么航天員如何測體重？
王亞平用天宮一號上的質量測量儀現身說法。他們從艙壁上打開一個支架形狀的裝置，聶海勝把自己固定在支架一端。王亞平拉開支架，一放手，支架便在彈簧的作用下回復原位。裝置上的LED屏上顯示出數字：74.0，這表示聶海勝的實測質量是74千克。
王亞平向同學們解釋，天宮一號中的質量測量儀，應用的物理學原理是牛頓第二運動定律：F（力）=m（質量）×a（加速度）。質量測量儀上的彈簧能夠產生一個恒定的力F，同時用光柵測速裝置測量出支架復位的速度v和時間t，計算出加速度（a=v/t），就能夠計算出物體的質量（m=F/a）。
演示完質量測量，王亞平又取出一個物理課上常見的實驗裝置——單擺。王亞平沿切線方向輕推小球，奇妙的現象出現了，小球開始繞著懸掛點做圓周運動——而在地面對比試驗中，需要施加足夠的力，給小球一個較大的初速度，才能使它繞懸掛點旋轉。
原來，這也是因為在太空中重力消失，小球在獲得初速度后，單擺不會做往復運動而只做圓周運動。
接下來的陀螺試驗顯示，高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性，在太空失重環境下，這一特性更加直觀地呈現出來。
王亞平介紹說，高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在天宮一號目標飛行器上，就裝有各式各樣的陀螺定向儀，以精準地測量航天器的飛行姿態。
本次太空授課最令學生感到震撼的是失重環境下液體表面張力的演示。王亞平也吊足了學生們的胃口，用“見證奇跡的時刻”來引發更大期待。
她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中，慢慢抽出金屬圈，便形成了水膜。輕輕晃動金屬圈，水膜也不會破裂。然后王亞平利用水膜造了一個大水球，并向水球內注入空氣，在水球內形成兩個球形氣泡。隨后，奇特的現象發生了，兩個氣泡各自游移，并未融合。
“王亞平在太空授課中所做的5項科學實驗，‘瞄準’的是微重力環境下物體運動的兩種特性——測質量、單擺運動以及陀螺的動態與靜態實驗，展示的是失重環境中的剛體動力學特性；水膜及水球實驗，展示的是失重環境中液體表面張力作為‘主導因素’的奇異特征。”
在太空授課前夕，參與在軌科學實驗演示論證的兩位力學專家——中國科學院力學研究所國家微重力實驗室副主任、研究員康琦和研究員趙建福，向《中國科學報》記者詳細闡述了微重力科研的獨特價值及其對人類未來的意義。
微重力科學涉及一個龐大的學科體系，這難免會讓公眾產生理解上的困惑。然而，提起“微重力”的另一個稱謂——“失重”，大家則不會感到陌生了。對公眾而言，此次太空科學實驗授課無疑是一次新奇的體驗和難得的科普經歷，然而其背后蘊藏的對于我國載人航天工程的特殊意義，人們則知之甚少。
比如，航天器在飛行過程中，設備和燃料都涉及液體管理和熱管理，特別是航天員生存所必需的氧氣和水的供應，都離不開對液體形貌的控制。
“航天員出艙活動時需要對航天服內部的濕度進行控制，如果出汗產生的水蒸氣導致航天服內部濕度過大，就會影響到宇航員的體能與動作。因此，這就須將水蒸氣冷凝變成液體排掉，而氣與液之間的界面在常重力與微重力情況下會有很大差異，需要我們認真研究。”康琦說。
事實上，在國外載人航天的發展歷程中，嘗試在微重力狀態下進行科學研究一直貫穿始終，并且是重要內容之一。20世紀60年代，美蘇展開太空競賽，微重力實驗成為兩國角力的焦點，但這些研究成果大多處于保密狀態。
此次太空授課活動，由中國載人航天工程辦公室聯合教育部、中國科協共同主辦。其中，中國科協在參與總體方案制定與實施的同時，主要負責組織授課專家組、提出授課內容、編寫教案腳本、準備課件等，同時負責協助天地演練。
在經過反復討論并綜合了各方面專家的意見后，授課專家組約定：太空授課要同中小學生常識與知識結構接軌，凡演示科學實驗涉及物理學概念時，必須使用通俗語言表述，比如用“失重”而不用“微重力”講解，使用“測體重”而不用“測質量”的說法……
科普展項的互動性更加突出
本屆活動中互動性科普項目的比例超過85%。不論是模擬航空駕駛、數字4D影院、云技術通訊體驗、新能源電動汽車、虛擬智慧旅游以及與青少年科技教育緊密結合的KNEX模型構建、飛機模型制作、通用技術工作坊、環境教育大擂臺、智能機器鼠表演等，都為公眾帶來全方位的科學體驗，科學傳播與教育、娛樂、時尚緊密結合，煥發出格外的魅力。
國際科普組織為北京科普活動帶來新鮮血液
本屆活動中，共有12個國家（地區）和港澳的20個科普組織帶來51項互動科普項目。愛丁堡國際科學節的造泥實驗、德國科學日的物理玩具、新加坡科學節的視覺迷蹤、美國北卡科學節的聲學與光學實驗都吸引了眾多觀眾。在愛丁堡國際科學節的造泥實驗區里，每天都站滿了排隊等候的小朋友，10名來自北京高校的志愿者身穿白色工作服與國際科普工作者一起，指導孩子們一起動手實驗。孩子們在一些白色的粉末中，不斷加入各種試劑，最終變成了各種顏色的膠質“泥土”，現場不斷發出“哇哇”的驚嘆聲，孩子們在這種眼見為實的親身實驗中學到了化學變化的基本原理。
科普傳播的形式更加多元
本屆活動中的互動科普展覽、科學秀表演、科學游戲、科普圖書等多種形式，吸引了公眾的眼球，今年的主場活動，首次引進澳大利亞、南非的科學秀表演。其中，來自西澳大利亞科技館的科學秀表演極具震撼力。只見她們在臺上擺滿一堆各式各樣的化學器皿，一會兒表演液氮如何將物體冷縮，一會兒手持噴槍，讓觀眾領略光與火的變化，更有跌宕起伏的背景音樂營造活力的氛圍。來自南非尤里祖爾科學中心的科學實驗表演者，身穿印有南非國旗的服裝，帶領公眾一起分享聲音的科學。表演者通過形形的樂器，讓大家了解聲音是如何發出的，以及音樂與噪音的區別，并通過電子屏幕顯示聲波的圖形，讓大家“看”到聲音。
關鍵詞：演示實驗；改進；科學
中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0116
科學是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學，科學實驗以其本身的特點和獨特的魅力，在培養學生創新能力上發揮著重要的作用，對于提高科學教學質量有著其他教學形式不可比擬的優勢。科學實驗不僅是研究科學的重要方法，也是科學教學的重要手段，是科學學科素質教育的重要組成部分。作為科學教師一定要重視實驗的作用，充分挖掘教材中實驗的科學之美，引導學生對科學之美的追求。
初中科學實驗教學的基本類型有演示實驗、獨立實驗、分組實驗、課外實驗等。而演示實驗是直觀教學的一種高級形式，是由教師或部分學生參加的，為演示自然現象、自然規律等，結合課堂教學進行的實驗活動。科學演示實驗有助于學生直觀、形象地理解科學概念、科學原理和科學規律，促進和提高學生的科學素養和創新能力。但在新居民學校中，科學演示實驗教學的現狀不容樂觀，大部分教師普遍為考試而做實驗。因此，必須改變實驗教學，就地取材改進實驗，積極開發新實驗，把實驗與課堂教學有機地融合，發揮實驗在課堂教學中的功效，使演示實驗成為科學課堂中最精彩的片段。
一、教學中演示實驗存在的問題
1. 客觀的原因
(1)學校的原因
在農村學校的實驗室內，實驗儀器、實驗設施比較缺乏，一些易損易耗儀器和藥品得不到及時的修理或補充，致使一些演示實驗無法正常開展或開展較少。另外這些學校由于辦學經費不足，往往在實驗設備上的投入很少，從而導致實驗設備落后。
(2)演示實驗本身的原因
教材中的演示實驗設計和操作雖然經過反復驗證，但具體操作中仍存在一些瑕疵，如現象不明顯、不安全、藥品用量大、污染嚴重、操作復雜費時等。有些教師碰到這樣的實驗往往就放棄了。
2. 主觀的原因
(1)在課堂教學中，很多教師由于受到傳統的教學理念以及自身的教育教學水平等因素的影響，平時在做演示實驗的時候，顯得匆匆忙忙。在教學需要做演示實驗的章節時，才到實驗室領取器材，然后到教室里準備實驗，這樣，既浪費了時間，又不能完美地完成實驗。
(2)教師把演示實驗當作方便自身教學、驗證自身想法的教學手段。而不是從學生的需要出發，為學生的學習做實驗。這樣的實驗，其實是教師在為自己、為教材做實驗。因此，學生學習的積極性、興趣都很低，課堂教學效果很差。
二、教學中演示實驗的設計與改進
1. 演示實驗的現象應準確明顯，實驗直觀性強
現行的科學教材中有些實驗比較難做，結果不很明顯，這勢必會影響學生做實驗的情緒，挫傷學生的實驗積極性，甚至使學生對實驗產生懷疑。反之，如果實驗內容準確地揭示了化學反應的本質，現象一目了然，使人產生過目不忘的感覺，并能引起學生強烈的驚嘆。對于這樣的實驗，我們如何進行改進？下面試舉兩例說明：
例1： 關于分子之間有間隔的實驗，100亳升水和100亳升酒精混合后其體積小于200亳升。
按照教材中的實驗過程來進行操作，實驗結果就很不明顯，如果能夠將該實驗裝置略做改進，如圖1所示，那么效果就會比較明顯。
實驗過程：
(1)先加入100亳升水(記住液面刻度100亳升)；
(2)再加入100亳升酒精(記下液面刻度200亳升)
(3)反轉振蕩；
(4)觀察最后液面刻度(小于200亳升)
實驗現象：最終液面刻度小于200亳升。
實驗結論：說明分子之間是有間隔的。
這個實驗的目的是為了揭示分子的一個極為重要的性質――分子之間有間隔，而實驗的改進只是裝置選擇的不同，實際操作并不困難。改進后的演示實驗現象更明顯，實驗效果也更好。
例2：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，可將紅磷換為白磷，廣口瓶換為大試管。實驗時只需把白磷直接放入試管中，塞緊塞子，此時把試管放入熱水中，白磷自燃，冷卻后打開止水夾，實驗完成。由于試管較長，該改進結果更準確，現象更明顯。
2. 演示實驗的改進應有助于理解科學概念
運動學中有些理論因演示實驗一閃即逝的現象而難以觀察及同步分析，導致難以導出結論。
如浙教版科學七年級下冊《機械運動》中學習機械運動的概念時，教師可以借助于多媒體的播放視頻，并截取其中的片段進行演示。
過程：a先播放神舟火箭發射視頻；b根據三張圖片(如上圖2、3、4)觀察火箭與塔的位置變化。
本演示實驗通過多媒體播放神舟發射現場，學生不僅體驗了激動的時刻，感受了震撼的場景，激發了學生愛國的情懷，同時還開闊了學生的視野，當然也深刻地理解了機械運動的概念。
3. 演示實驗的改進應體現環保、綠色化學的理念
上世紀末以來，國際上提出“綠色化學”的理念。綠色化學是預防污染的基本手段，既要使原料充分利用，又要在化學反應過程中實現零污染。環保意識在工業發展迅猛的今天顯得尤為重要。這關系到一個國家，一個民族甚至全人類能否持續發展的重大問題。因此，初中科學教學中，培養學生的環保意識已顯得刻不容緩。
例如：浙教版科學八下第45頁“鈉在氯氣中的燃燒的實驗，取一支大試管，塞入帶干燥管的膠塞，用鐵夾把試管固定在鐵架臺上。在干燥管里墊一層石棉絨或玻璃絲，往試管內加入少量高錳酸鉀晶體，再注入少量濃鹽酸，立即塞緊帶干燥管的膠塞，用一小塊硬紙片蓋住干燥管口。高錳酸鉀跟鹽酸反應產生氯氣，當干燥管內投入有濾紙吸干煤油的綠豆大的金屬鈉。金屬鈉在氯氣里激烈燃燒。在干燥管里產生大量白煙，這就是氯化鈉固體。如果再向干燥管投入金屬鈉，金屬鈉仍在氯氣里燃燒。”
該實驗不需要事先用廣口瓶收集氯氣，直接省去“把金屬鈉放入燃燒，再用酒精燈給金屬鈉加熱”這一步驟，實驗操作簡單，成功率也比較高。
又如濃硫酸的脫水性實驗：燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后加入15ml溶質的質量分數為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現象。此實驗的缺點是：反應放出大量有刺激性氣味的有毒氣體如SO2等，對空氣污染嚴重，學生咳嗽不止，甚至干擾了課堂正常秩序。
改進方案：將200ml燒杯置于有少量水的玻璃水槽內的一塊大理石小墊塊上(大理石小墊塊稍微高于水面)，再在200ml的小燒杯上倒扣一個大燒杯(如圖5)。
4. 演示實驗的改進應提高實驗的趣味性
一些演示實驗可進行恰當改進，使操作簡單、現象明顯、安全可靠及聯系生活實際。它不僅可以激發學生的學習興趣，鞏固深化知識，而且能提高實驗的趣味性，使課堂更精彩。
例如，浙教版科學八上大氣的壓強一節中用“瓶口吞雞蛋”實驗演示大氣存在壓強。該實驗雖然有意思，也深受學生喜歡，但做這個實驗之前，需要煮熟一些雞蛋，并且一只雞蛋只能使用一次；實驗對雞蛋的大小要求比較嚴格，因為大的進不去，小的會自動落下，所以挑選大小合適的雞蛋也比較困難。
改進：取一個裝椰汁的易拉罐(罐口不要完全撕開，僅留一個剛好能插吸管的小口)在易拉罐中裝入深度約1cm的水，然后用酒精燈加熱，當水沸騰冒出大量水蒸氣時，用鉗子抓起易拉罐，然后快速地用橡皮泥將罐口密封，放在一邊冷卻。稍等片刻，便能聽到連續的“噼啪”響聲，只見易拉罐被嚴重壓癟，變得面目全非。
這個實驗取材簡便、方法簡單、有聲有色、現象明顯、說服力強、學生很感興趣。它能很好地證明“大氣壓的存在和大氣壓來自四面八方”這個科學道理，從而激發學生開展科學探究的興趣和熱情。
5. 演示實驗的改進應體現質疑、探究的理念
教材中屬于驗證性的演示實驗比較多，常常只要求教師把演示實驗按照教材中實驗的要求展示出來即可。如同教師只是按照劇本將情節演繹出來一樣，學生也只是像看戲一樣看著教師表演，這樣的演示實驗就缺乏創造性和探究性，也限制了學生的創造性思維和質疑能力，失去了對實驗探索的欲望。
例如，浙教版科學八上大氣的壓強中用“覆杯實驗”引入“大氣壓概念”。
傳統的演示實驗：往玻璃杯內倒滿水，用紙片蓋嚴杯口。將杯翻轉，口向下，紙片不掉下，水沒流出，由此可引入大氣壓的概念。
改進：第一步：先做“空杯演示”，手拿空杯，杯口向下，用紙片蓋嚴杯口，松手后紙片掉下，教師問：“怎樣才能使紙片不掉下？”這時引導學生得出：“對紙片施一向上的壓力。”
第二步：做“覆杯實驗”，方法同傳統的演示實驗，紙片沒掉下，教師誘導：“紙片受哪些外力作用？它們各自的方向怎樣？”由此引導學生聯想類比空杯演示，使學生很自然地悟出：“紙片受重力和向上的壓力作用。”教師再追問：“這個向上的壓力是誰施加的？”由于紙片只跟空氣接觸，學生頓悟：“是大氣施加的”。
在演示實驗過程中，教師設置一系列問題，可以引起學生的興趣，激發學生探究的欲望。
6. 演示實驗的改進應充分走向生活、社會
美國實用主義教育家杜威說：“教育即生活，即成長。”為了更好地體現科學教學的實用性，教師必須讓科學實驗與生活實踐相結合。當前一些學校的科學實驗室的資源不足，不能很好地滿足教學的需要，因此，我們可以充分利用身邊的物品，就地取材，做一些簡單可行、現象明顯的實驗，這樣對學習非常有幫助。
例如：選用可樂瓶，用改變灌水量的不同來學習浮沉條件；選用梳子，用手指以不同的速度撥動發出不同的聲音來探究音調和振動快慢的關系；選用筆做慣性實驗、壓強大小實驗、導體絕緣體實驗；在實驗室制取二氧化碳的實驗中，用普通廢舊塑料藥瓶代替化學實驗中反應的錐形瓶，舊圓珠筆殼代替玻璃導管，雞蛋殼代替碳酸鈣等。另外通過做教材中的實驗，如“我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同？”、“工業上水的凈化”、“酸雨危害的模擬”等，學生就能真切地感受到科學就在我們身邊、科學與我們的生活息息相關的道理。
科學是一門實驗的學科，實驗是科學學科的生命之源。演示實驗是初中科學教學中傳授科學知識的一種重要手段，對于學生形成科學觀念、理解和鞏固科學基礎知識、培養學生的觀察能力，提出問題、分析問題、解決問題的能力等方面，有著其他教學方式無法替代的作用。因此，教師應在演示實驗方面下足功夫，不斷改進創新，讓科學課堂更加精彩。
參考文獻：
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關鍵詞：信息技術 科學教學 整合
科學是人們反映自然、社會、思維等的客觀規律的分科的知識體系。隨著信息技術的發展，信息技術逐漸地進入了課堂。直觀形象的多媒體圖片，以及網絡資源共享更是學生進行科學探究的重要方式。信息技術與小學科學實驗教學的有機結合，才是逐步培養學生觀察能力、分析能力和解決問題能力的最佳方式，也是提高學生實驗技能，養成良好的實驗習慣，培養科學態度和科學作風的最佳手段。
一、信息技術與實驗教學有效整合優勢
1、多媒體能多次重復模擬自然實驗過程，再次呈現自然現象，而且它能使“靜”態變成“動”態、“微觀”變成“宏觀”、“高速”變“低速”、“連續”變“定格”，它能使許多看不見、摸不著的變化變成有“形”、有“聲”、有“色”的事物，能變抽象為直觀，變講不清道不明為“一目了然”。在教學中，若將多媒體和真實的實驗有機結合，可使實驗效果大大提高。
2、多媒體可以使過程得到控制，數據采集更精確、更理想、更智能化，還解除了實驗者繁重的勞動，解決了學校經費的不足。
3、多媒體可以將實驗過程隨時定格，可以將肉眼觀察不到或觀察不清楚的細節、微觀景象記錄并顯現給教師和學生。
4、多媒體還可以虛擬實驗、同步錄像，用慢鏡頭對實驗過程加以分析，既有實驗的真實性，又有頻閃照片的特征。使學生在輕松愉悅的環境中突破了教學難點，有助于解決實驗教學中的問題。
如何聚集起盡可能多的科學資料和信息并快速、便捷地加以利用就成了科學教學工作者一直追求的夢想。我們在教學中進行了嘗試、探索。
二、信息技術與科學實驗教學有效整合應用
1、通過信息技術形象認識自然事物
如《神秘北極》《地震》《火山》《沙漠奧秘》《太陽系》《恐龍時代》等這類課都有些共同之處：都是平時同學們不易見到的一些自然事物，要通過間接經驗獲得對這些事物的了解等很難形象化。
而現在教師就可以在具體的教學活動中，采用豐富多彩的視頻展示、模擬演示等多媒體技術來加以形象化、具體化，也可以通過學生借助網絡的廣闊平臺親身去搜尋問題的答案以及合作交流心得，在這個過程中，我們的學生就能身臨其境，通過逼真的視覺和聽覺效果近距離地感受具體事物，這必將給他們心靈帶來極大的震撼。
2、運用信息技術深層了解自然災害
如教學《地震》時，先讓學生上網查詢世界各地有關地震的資料信息，從學生最關注的地震信息，如5·12汶川大地震、地震帶給人們的影響等，激發學生的探究興趣。接下來通過課件展示：倒塌的房屋、大地的裂縫、扭曲的樹木、改道的河流、支離破碎的山峰……更有不絕于耳的地下隆隆聲。這些生動而又形象的感官刺激使學生在極短的時間內就對“什么是地震”有了深刻的認識，并產生急于了解“地震是怎樣形成的”探究欲望。這不僅有利于學生科學知識的獲取，更有利于科學知識的保持。
3、運用信息技術有機整合教學內容
科學課中，教材上的教學內容非常有限，但現代多媒體網絡上有豐富的教學資源可以利用，在互聯網上有著許多專門的科普宣傳、科技博覽等網站，向我們提供了最新的研究成果和珍貴史料。有的還專門開辟了外文專欄、專版，只要知道它們的網址，我們就可以免費進入這些網站，去領略那風云變幻的科學世界。而且可以隨時訪問，獲取資料。如：中國科普博覽網（kepu.ac.cn），它分為《生命奧秘》《地球故事》《星宇迷塵》《科技之光》《萬物之理》《文明星火》六大板塊，向我們展示了古今中外的科學奧秘，以及過去、現在乃至未來科技發展動態等信息。這既拉近了科學與現實生活的距離，豐富了課堂教學的內容，又增強了科學課教師教學的引導作用以及學生學習的積極性。
4、運用信息技術有效改變教學方式
計算機環境下的教育出現了新的特點，特別是隨著網絡技術、多媒體技術的興起，新課改的不斷深入，傳統的以教師為中心的教學方式逐漸被以學生為中心的方式所取代。教師則更多充當指導者的作用，突出學生的主體地位，真正做學習的主人。只要學生的好奇心和探究欲被激發出來，他們就能自覺提出很多問題，學生根據提出的問題和自己的興趣，可以自由組織研究小組開展探究活動，從而主動去獲取知識。
綜上所述，學生對科學的學習本來就十分感興趣，再通過利用信息技術（主要是網絡技術、多媒體技術），可以讓學生模擬科學家來做科學，使學生在動手實驗過程中通過具體的實踐活動，主動體驗、探索發現，并學會自主、創造性地學習，養成正確的科學學習、研究的態度，為他們未來更遠地學習、生活之路打下良好的基礎。
參考文獻
1、《小學科學學科新課程標準》.《科學新課程標準(3-6年級)》。
一、激發興趣，樂于探究
興趣是最好的老師。興趣是推動學生進行科學探究的驅動力，有了興趣，學生才能樂于探究。教師應該利用一切條件，激發學生的探知欲。
1.提問激趣法
一個恰到好處的問題往往會起到意想不到的效果。比如在教學《云的觀測》一課時，我問學生：“你們都看過云嗎？”學生一起回答：“看過！”我又問：“云能告訴我們什么呢？”學生的回答很不到位，這時候我趁熱打鐵，對學生說：“同學們，天上的云是大自然這本‘無字天書’中的一頁，我們閱讀它，就能學到很多書本上學不到的知識！”學生的興致一下子被調動了起來，都說要仔細觀察天上的云朵獲得相關的知識。
2.實物展現激趣法
當千言萬語蒼白無力時，直觀的實物能夠直接沖擊著學生的視官，震撼著他們的心靈。如在教學《種子發芽實驗》時，當我拿出事先發好的一小盆綠豆芽，并對學生說是老師自己發的，他們驚呆了。當我說，他們也能像老師一樣發出這樣好的綠豆芽時，教室里沸騰了，他們一下子興致高漲。
3.多媒體激趣法
隨著教育技術現代化的推進，多媒體的應用越發普及。一些多媒體能夠再現我們平時看不到的東西。如在教學《用顯微鏡觀察身邊的生命世界》時，我播放了一段微觀世界中的細菌，看完了問他們：“你們平時看到過細菌嗎？”學生都說沒有，我趁勢又問：“那視頻上怎么能夠看到呢？”學生都說是靠顯微鏡。這時我提出讓學生利用顯微鏡觀察能發現什么？學生都躍躍欲試。
二、充分準備，有的放矢
在科學探究中最重要的一環就是實驗，因為所有的推測都要通過實驗驗證，通過實驗中的一系列數據就能找到有關的規律、結果。實驗的成功與否與實驗準備情況的好壞有很大的聯系。
1.常規準備
第一，實驗的器材書上都已一一標明，只要按部就班地準備好就行，但也要注意一些細節問題。比如在教學《蚯蚓的選擇》和《改變生態瓶》時，我讓學生準備相關的實驗品，最難準備的就是蚯蚓和小魚了。在上課之前，我先調查了一下學生準備的情況，根據帶來的實驗材料調整分組，學生高興地完成了實驗，不會因準備不足導致有的小組無法實驗。第二，要科學地根據實驗內容充分考慮學生的現有水平，對于有一定難度的問題，可以把這一項學習任務分割成幾個部分，并使之分層結構化。對于不同程度的學生，我設計不同的問題或內容，讓他們自主選擇，為他們取得成功做好準備。
2.應變準備
科學實驗的器材一般是固定不變的，但有的實驗會因條件改變無法完成，這就要求科學教師隨機應變，靈活地創造實驗的條件，讓學生的實驗能夠順利進行直到完成。如在教學《陽光下的影子》時，所有的實驗都要求在陽光下進行，一旦沒有太陽，就不能做有關影子的實驗，學生的積極性就可能會受到打擊。教師可以在教室內準備一個白熾燈當做太陽，這樣學生就可以興致勃勃地順利完成實驗。
三、學會方法，舉一反三
陶行知說：“好的教師不是教，而是教學，教學生學。”在科學教學實際中出現的許多現象，大都直接或間接地與學生會不會學習的問題有關。在學校學習，甚至于同一個老師、同樣的教材、同樣的教法，為什么有的學生學得輕松自如，事半功倍、成績優秀，有的學生則灰心喪氣、成績差？我認為，關鍵在于學習是否得法。
科學是一門以實驗為主的探究性學習的學科，在教學過程中要重視激發學生的學習興趣，并培養熟練應用所學的知識分析解決實際問題的能力。如：在學習《杠桿》時，我先展示在實際生活中與杠桿有關的現象，并提出問題，如一根鐵棒為什么能撬起一塊大石頭？為什么有的工具使用時會覺得省力，而有的會覺得費力？等等，從而激發學生的好奇心。引導學生共同得出杠桿的概念后猜想：杠桿是否省力可能與哪些因素有關？在學生猜想時我及時給予適當的引導和鼓勵。在猜想的基礎上引導學生設計探究實驗方案（分組討論），各小組之間交流，選擇出最合理的實驗方案。學生自己動手進行探究實驗，記錄實驗現象和實驗數據，并根據實驗現象和實驗數據分析得出結論。由于實驗方案和實驗操作過程的不同，得出的結論也有所不同。各小組相互交流，最后得出具有普遍意義的結論。在整個教學過程中，教師將學習過程交給學生，充分調動了學生學習的積極性和主動性，培養了他們的各種能力。
自制高中生物實驗教學課件是一種借助音頻、視頻、圖形圖像處理軟件等多媒體操作軟件和技術制作課件為實驗教學服務的方式。通過筆者教育教學的實踐證明，自制的高中生物實驗課件具備貼近高中生物課程標準、信息量大、形象生動、具備地區鄉土氣息的優勢，能夠廣泛運用于高中生物實驗教學的各方面。
由于高中生物實驗內容部分比較復雜抽象和結論相對嚴密，并且許多又帶有驗證和探索的特點，所以我們的實驗教學一直處在與時俱進的摸索探究之中。現代高中生物實驗教學的要求，已經從多年前的強調實證發展到了突顯能力、探究、創意的階段，不僅使原來的生物科學教學目標得到補充，而且在同現代科學技術發展基本趨勢要求大融合的多個方面能發揮其獨特的優越性。本文想通過自制生物實驗教學課件的應用淺談一些體會。
一、自制高中生物實驗教學課件在實驗教學中的優越性
1.自制的實驗教學課件內容貼近生活，生動形象，容易理解和記憶。
生物科學實驗教學有其特殊性，很多概念、理論和實驗原理較為復雜，抽象且較難理解，如細胞中的元素和化合物的作用、酶的本質和特性、基因和染色體上的伴性遺傳、雜交育種和基因工程、人體內環境與穩態、動物和人生命活動的調節、生態系統及其穩定性等復雜的生物科學內容，用傳統的教學手段（掛圖、板書、投影等）在有限的實驗教學時間讓學生不能完整準確地掌握；而利用自制的實驗教學課件將與高中生物學科理論目標相關的圖像、聲音、動畫、圖形綜合組織呈現，形象化、貼切化地表現出來，并同時有聽覺、視覺、觸覺等方面的刺激，多角度設置情境問題，引入構建相關的理論體系，能調動學生日常生活中的歷史體驗，多種感官刺激參與學習過程，激發學生興趣，從而提高實驗教學效率。
2.節約實驗時間，增加實驗信息量
利用自制實驗教學課件，教師減少了一對一實驗指導的時間，在有限的實驗課程時間內可以傳播更多的理論和技術，也為實驗重點、難點的充分表述、練習等贏得了時間。通過視覺、聽覺、觸覺等多感官創造性結合可以大大減少學生的信息盲點，擴大生物學科的信息量。現代關于生命科學的教育越來越關注生命科學原理和技術在人類經濟、社會活動中的一體化應用，新信息、新技術不斷充實到高中生物實驗教學中，例如基因工程、內環境穩態的機制、生態系統的信息傳遞等都是最近幾年被充實到了實驗教材中；另一方面，學生的實驗時間卻總是增加得不夠，因此，理論及實驗內容的逐年增加和學時的相對有限這對矛盾就明顯出現。通過自制實驗課件，為學生營造更多的實踐技能鍛煉的條件，這對于課時有限而實驗內容繁多的生物科學而言，無疑是畫龍點睛。
3.優化實驗設計，拓展實驗探索空間，使理論與現實融會貫通
根據實驗教學目的和內容的不同，我們在往年實驗課件和實驗設計的基礎上進行修善，減少了實驗準備過程中不必要的重復勞動，提高了實驗教師的工作效率。同時由于生命科學理論和實際的密切聯系，在實驗前經常需要幫助學生復習前期知識，自制生物實驗課件能圖文并茂方便地闡述，使相關知識相融合，使分子與細胞、遺傳與進化、穩態與環境等不同模塊間的知識有橫向、有縱向的聯系，使實驗內容更加完備，便于學生形成完整的知識和技能體系。
4.易于更新，拓展新的實驗知識
自制的實驗課件可以隨時增減實驗技能和知識，為學生提供、指導、更新更切合實際的學科實驗方法。同時實驗課件制作也促使實驗教師在不斷學習生物科學專業新知識、新技術的同時，學習制作課件所要求具備的操作技能，從而間接促進了業務水平的提升。
二、正視自制生物實驗課件可能帶來的不利影響
1.課件內容和實驗組織形式如果運用不當，會疏遠實驗教師與學生的探討交流，也可能限制學生的思維和實驗操做素養的發展。
有研究學者發現，教學課件部分不及傳統實驗教學，教師易淪為電影放映員，實驗課堂上學生、實驗教師之間的語言、手勢和神態的直接交流減少，這會使師生之間的關系疏遠。
2.過分頻繁隆重地使用自制的實驗課件，實驗教學效果可能不理想。
實驗課件內容若大量加入特技效果，如大量添加畫面、聲音，音樂震撼，五彩繽紛，對提升和發掘學生的實驗技能素養是非常有害的。我們自制的實驗教學課件，設計要求關注學生是主動、積極的知識能力的采集構建者，無論自制實驗教學課件預設得如何周全完美，要讓學生掌握生物實驗技能、具備生物實驗素養、達到生物實驗課程標準的要求，實驗教師生動的演示和學生之間的切實操作、交流互動、學生的獨立思考探究等都特別重要，只有這樣才能獲得最優的實驗教學效果。
眾多教育學家歷來認為，任何實驗素養的鍛煉發掘都離不開教師的啟發引導和學生的獨立思考操作，所有的自制實驗教學課件等手段都要為教學實踐服務。實驗教師應端正實驗教學態度，揚長避短，樹立良好的無私奉獻精神，將生物科學理論指導與科學實驗技能的培養有機結合，更好地為學生生物科學素養的形成服務，發揮出應有的技術優勢，提高生物實驗教學質量。
參考文獻
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