科学实验教学..ppt

思考与交流 1。 “实验”是一个使用十分广泛的术语，你知道在哪些领域使用了“实验”？ 2。 什么是实验？ 第6章 科学实验教学 ◆学习目标 1．认识科学实验教育的价值，了解科学实验教学的基本特征； 2．理解科学实验教学的目的、特点和教学基本要求； 3．掌握科学实验教学的策略和科学教师应当具备的科学实验教学技能。 ◆核心概念 科学实验；实验技能；实验教学策略 第一节 科学实验的教育价值 一、科学实验与科学实验教学 1。科学实验及其特点 科学实验，是指人们根据一定的目的，利用科学仪器、设备等，人为地控制或模拟自然现象来认识自然事物本质和规律的一种科学实践活动。 特点 （1）科学实验是以认识事物的本质及规律为直接目的 生产活动是以生产物质产品来满足人类不断增长的各种物质生活需要为直接目的，即以改造自然为直接目的。 科学实验的直接目的则是为了解决一定的科学问题，获得有关自然界的科学知识，实现科学知识的创造，其产品主要不是物质财富，而是科学理论，使之最终为有效的改造世界服务。 （2）科学实验是一种探索性、创造性的活动  由于物质及其变化的复杂性，往往使事物的科学本质及其规律不易的外露，而需要科学工作者付出艰辛的劳动，进行一系列的探索和创造性活动才能揭示出物质及其变化运动的规律 （3）科学实验是一种现实的感性的物质活动  构成科学实验的各个要素（科学实验的主体、客体和工具）中，而且还表现在实施科学实验的过程中。科学实验过程中，实验主体要操作一定的科学仪器、设备，使其作用于实验对象，并使之朝着预期的方向发生变化，从而为认识物质及其运动变化规律获取科学实验事实（包括实验现象和实验数据）。实验仪器与实验对象的相互作用是不依人的意志为转移的，因而这是一个活生生的现实的可感知的过程 （4）科学实验是一种物化的理性活动 科学实验的每一个步骤（或叫环节）都渗透着理性思维（包括比较、分析、综合、归纳和概括等逻辑思维、科学抽象和科学理论等）。具体说来，在实验的准备阶段，提出研究课题要以对一定的科学背景知识进行批判分析为前提；确定实验目的需要经历一个理论的逻辑演绎过程；进行实验设计则要运用一定的科学理论进行逻辑推理，以便在实验实施之前，先在思想中完成整个实验操作的图景，即为实现实验目的构思理性方法，从而借助于恰当的实验操作，使之物化为感性形态。 在实验的实施阶段无论是操作方法的运用还是偶然因素的处置，以及实验现象的观察和记录等方面都离不开理性思维活动。在实验结果的处理阶段，一方面要通过科学用语、线图和表格等形式对所获得的实验事实进行处理与分析，以便为揭示科学对象的本质及规律作好准备；另一方面，还要讨论整个实验的进程和成效，进行总结评估。 2．科学实验的类型 （1）探索性实验，也称为探究性实验，是指人们采用一定的实验手段和方法，去探索未知自然事物或现象的内在性质或规律的一类科学实验。其特点是人们对研究对象不了解，实验的结果往往具有发现性。 案例1 科学史上，拉瓦锡在普里斯特列（J.Priestle）发现氧气的基础上，通过各种燃烧实验揭示燃烧现象的本质，推翻“燃素说”，创立物质燃烧的氧化理论，卢瑟福通过α粒子散射现象发现原子核的实验就属于这种探索性的实验。 （2）验证性实验，即针对科学假说，为检验其正确与否而设计的一类证实性实验，这类实验大多有明确的探究对象和理论设计依据，往往采用可靠的实验方法、手段和途径来检验假设，可检验性和可重复性是这类实验的基本特点。 案例2 1919年英国天文学家爱丁顿通过观测日全食确认爱因斯坦广义相对论结论正确性的实验，1932年查德威克（J.Chadwick）证明卢瑟福中子假说的实验等就属于这一类型实验的典型事例。 （3）析因实验。即由已知结果去探寻其产生原因的一类科学实验。这类实验的一个基本特点就是追根溯源，运用实证的方式从影响物质及其变化过程多种复杂因素中找出起主导或决定作用的因素，不仅从理论上分析引起变化的原因，而且还通过实验来加以检验、证实。 （4）定性实验。这是一类以判定事物的性质及外部联系，或者某种物质的成分、结构等因素是否存在以及它们的作用是什么为基本特征的实验。 一般说来，定性实验只能达到判断实验事实是否存在的程度，常常用“有”或“没有”、“是”或“不是”来表征实验的结论，只能给出关于研究对象的一般性质及与其他方面联系的初步认识。定性实验也具有一定的探索性，不具有精确性。 （5）定量实验，是与定性实验相对的一类以精确测量对象属性为目的的科学实验。任何自然事物都是质和量的统一。定量实验着重在探测研究对象及其之间的量比关系，获得某些因素之