学生科学实验中存在问题之浅析

姜浩

摘要：由于学习者和执教者等各方面的因素，在实验过程中，初学者会犯各种各样的错误，从而在实验中产生各种误差，甚至实验的失败。学习者灰心丧气，久而久之会失去参与实验的兴趣，学生的实验技能得不到提高，更谈不上科学探究了，对于培养学习者的科学素养显然是不利的。在本文中，笔者就针对学生科学实验中存在的问题展开浅要的分析，希望能有利于实验教学效率的提高。

关键词：学生；科学实验；存在的问题

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）02-0076

义务教育阶段的科学学习中非常注重学生的实验探究能力，实验的重要性不言而喻。目前的科学实验在原有自然科学的基础上又添加了有关天文、地理的知识实验，除在以往注重实验操作能力的同时，更强调学习者的科学探究能力。实验的基本操作只是实验入门，教师对学生的更高要求是学会探究。由于学习者和执教者等各方面的因素，在实验过程中，初学者会犯各种各样的错误，从而在实验中产生各种误差，甚至实验的失败。学习者灰心丧气，久而久之会失去参与实验的兴趣，学生的实验技能得不到提高，更谈不上科学探究了，对于培养学习者的科学素养显然是不利的。

一、学生在科学实验中经常存在的问题类型

1. 由于实验的基本操作不到位引起的问题

学生在接受科学实验时，首先要学习实验的基本操作，如：化学实验中的化学实验基本操作；生物实验中的显微镜的结构和使用等。在学习中，学生的关注点及教师传授的方式等各种原因，都会导致学生在初学时出现很多错误。如：图省事，直接加热外壁沾有水的试管，致试管破裂；连接导管和橡皮管时，没有用水先湿润连接处，造成导管断裂，手被扎伤；胶头滴管使用时，直接伸入试管内；闻气体气味时，或鼻离得太远或凑得太近。

2. 学生对相关的科学原理理解不透彻引起的问题

应该说，学生对实验是抱着极大的兴趣的。调查发现，有78%的学生对实验课非常喜欢。但是，科学实验仅仅有兴趣是不够的。实验的目的是为了加深对理论的理解和有效地扩大知识领域。很多科学实验中要用到相关的科学原理，实际上是科学知识的应用或验证。如果学生对基本的科学原理无法理解，而只凭兴趣，是无法达成实验的目的的。

例如，在教学实践中经常有实验小组无法完成加热固体制氧气实验中装置气密性的检查，原因很简单，手是湿的；再如，对制取二氧化碳气体所用的启普发生器的简易装置气密性的检查，采用了与上述实验相同的方法，是大气压原理的应用不理解造成的。又如：在伏安法测量小灯泡的电功率时，无法正确地连接各元件，特别是电压表的连接；在浮力——验证阿基米德原理时，只能照本实验，操作者懵懵懂懂，做完实验还不知道做了什么；在观察细胞时，不清楚在载玻片上是滴清水还是生理盐水；制血涂片时，盖玻片错误放置。

3. 学生对实际问题探究能力的欠缺而引起的问题

科学实验中，有一类是属于探究性实验。这就不仅需要实验者有熟练的操作技能，还需要有较好的实验设计能力。如研究压强大小受哪些因素的影响；研究欧姆定律实验等。大多数学生对实验的基本操作都能较好地掌握，但不少学生在进行探究性实验时，表现得束手无策，不能将简单操作的兴趣转移到解决问题的兴趣上来。应该说，探究性实验是高级别的实验。目前的现状是学生可以轻松地解答试卷上的题目，却无法完成实际的问题即实验。例如，在欧姆定律实验中，研究电流的大小与电阻大小的关系，在改变电阻的大小时，没有相应地移动滑动变阻器，使定值电阻的电压保持不变，造成实验的结论与原理相悖；在化学实验中，有一个收集气体的问题，取一个广口瓶，塞上橡皮塞，塞子上插入两支一长一短的玻璃管，利用该装置来收集氢气、氧气时，气体应该从哪一端进？瓶子倒立时，该如何收集气体？瓶子装满水时，又该如何用来收集气体……在学生中始终存在各种错误，好不容易解决了，如何将贮存在里面的气体排出，又成了问题。

综上所述，错误的存在，受害的无疑是学习者。结果是，在实验中，实驗者畏手畏脚，生怕做错实验；实验中相互“合作”的现象普遍存在，你拿试管我加药品。在前几年的中考实验操作考查中，许多学生严重怯场，出汗，手发抖，简单的实验变得困难重重。学习中，学生的实验设计能力得不到提高，特别是中考中的实验题（文字题）无法理解及解决等。直接影响到学生学习的兴趣，这显然不利于学生科学素养的提高。所以，解决学生实验中的错误问题，迫在眉睫。

二、科学实验中学生问题生成的避免对策

1. 加强学校实验室的硬件设施建设，提高教师的实验业务水平，规范实验基本操作

开足实验课，开好实验课，都离不开仪器设备的完善。实验基本操作都有其规范性，规范的操作有利于学生的成长，有利于学生养成良好的科学习惯。教师应该让学生清楚不规范的实验操作会带来的后果，特别是在学生第一次走进实验室的时候。教师在讲解中的细致、耐心都有利于学生良好习惯的生成。一旦形成良好的习惯，则终生难忘。曾经有一位资深的化学教师就说过：“化学实验做得好的学生，倒开水时，都是把热水瓶塞倒放在桌面上的。”虽然学习的过程是枯燥的，但成功却是喜悦的。

2. 重视科学现象的实验探究，培养学生的实验探究能力

实验是理论联系实际的重要手段，实验的目的是加深对理论的理解和有效地扩大知识领域，培养观察能力、判断能力、形象思维能力和动手操作的技能技巧，培养严肃认真的科学态度。在实验过程中，学生要逐步学会实验预测、数据分析、计算、交流、得出结论等各项技能。

一个基本的科学原理在实际中的应用都是非常广泛的。学生在学习过程中能否将理论与实际有机地结合，实际上也是是否具有良好科学素养的表现。在教学过程中，教师若能紧密联系实际，枯燥的课堂也会变得生机盎然。在教学中，笔者就努力地追求这个方面。例如：

在大气压的学习中，加做了一个实验：取一塑料瓶，在瓶中放一带导管的气球，瓶口密封。然后问如何才能将气球吹大？

在学习了蒸馏的知识后，介绍农村家庭中的谷烧（自酿烧酒）的酿造过程，提出问题：一个好的酿造师在酿造时最重要的技能是什么？对当前存在的土法酿酒有什么改进的方法？

班级中有学生在使用一种叫“特百惠”的密封罐，提出如何在家里验证该密封的密封性能？

……

3. 重视课外实验，让学生在宽松的环境中进行自主实验、自主探究

实验课中有教师在场，学生往往放不开手脚。同时，由于教师过于重视实验的成功率、实验“目标”的达成、时间的限制等各种因素，学生在实验时都有比较大的压力。课本中的很多实验、科学原理都可以通过课外实验得到补充或验证。通过课外小实验的方式，提高学生的实验能力也是比较好的办法。例如：

模拟帕斯卡实验。用塑料袋代替啤酒桶，有较长的医用橡胶管代替水管，装满水后，慢慢提起橡胶管，袋子会怎样？

自己充灌氢气球。氢气的制取比较容易，但因为受仪器的影响，要将氢气充入气球中并让气球飞起来却极富挑战性。

自己设计实验方案，同学之间比较肺活量的大小。

如何测量一个人手臂的质量。

……

类似的问题，有些是笔者在课堂中提出来的，有些是学生提出来的。如果通过合理的实验设计，在家里也可以完成这些实验。笔者就会鼓励甚至 “强迫”学生课外去完成。

三、重视存在的问题，让错误成为教学资源

对于实验者来说，错误意味着失败，一次失败就是一次挫折。但从另一个角度说，失败可以让学习者感受科学学习的艰辛，在艱辛中感悟科学真理的来之不易，养成健康的价值观和人生观，学会思考、学会承受、学会进步。对执教者而言，则是极好的教学资源。由于教师在教学中比较注重教学预设，当执教者在教学中接触比较多的学生错误时，在预设时自然而然地关注学生的错误问题，可以使教学少走弯路。教学中学生的错误现象也有利于执教者对自己的教学效果进行有效的评价。

总之，理性地对待学生在实验中出现的错误，用行之有效的手段纠正错误，善于利用出现的错误，不管是对学生还是对执教者来说，都是值得深入研究的课题。

参考文献：

[1] 杨九俊.教学现场与教学细节[M].北京：教育科学出版社，2004.

（作者单位：浙江省江山外国语学校 324100）