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【摘要】兴趣是开发智力的催化剂，而实验就是科学学习的催化剂。但研究表明，我国的学生实验和动手操作能力存在着严重的不足，这样培养出来的学生缺乏创新精神和创新能力，新课程理念下的科学教学也不仅要求学生具有自主学习的能力，而且还要学会在科学探究中自主实验和动手操作，促进学横整体素质和创新能力的发展。鉴于当前实验教学所存在的普遍问题，本文提出创新的教学模式：课本启发式探究教学和学生自主探究教学。通过对教学模式的改变来提升学生的操作能力和创新能力。
【关键词】课本启发式探究;学生自主探究;实验教学
实验是科学学科的基础，科学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。新课标中已经把科学实验探究列为科学课程目标和内容体系中最关键、最基本的要素。实验有助于激发学生学习的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解科学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。然而，在现实的科学课程实验教学中，不少教师和学生都习惯于画实验，讲实验，听实验，背实验，忽视了对学生实验操作能力的培养，而且有的教师认为，只要让学生做了实验，就是以学生为主体，学生的实践能力就得到了培养，但忽视了学生做实验中所存在的问题，如：实验册已为学生确定了实验器材，规定了实验步骤，学生只要按要求做好就行。这种“照方抓药”的实验方式造成了学生缺乏实验的设计能力，缺乏对实验过程、目的的理解和思考。当前这种实验教学状况势必会严重制约学生创造能力的提高，与现行的“以学生发展为本”的素质教育理论对立，所以，如何改革科学实验教学，建立激发学生创造力的新型教学模式，成为当前课程改革的重大课题。我们应当根据新课标的要求，结合学科特点，创建以学生探究为主的，灵活开放的教学模式，故本文提出“课本启发式探究的教学模式与学生自主探究的教学模式”。在教学过程中，教师应结合学生实际和教材内容的特点，灵活多变的进行实验教学。
1.课本启发式探究的教学模式
课本启发式探究，是指在实验教学中根据书本上本来就有的实验，通过课本上提供的实验方法进行探究。但不机械按照课本给定的程序和步骤实施教学，而是注重充分挖掘实验原型所蕴涵的创造性因素来组织教学，其一般过程如下：
分实 得提实得交
析验 出出验出流
课 ＝＞ 操＝＞初 ＝＞新＝＞进 ＝＞新 ＝＞评
本 作步的行的价
实结问操结应
验论题作论用
设
计
教学示例1：
空气中氧气含量测定的实验
1.1了解实验原理，并会选择仪器。
1.2进行实验操作，并根据实验所得数据，归纳结论
1.3提出新的问题
（1）空气中燃烧的物质很多，为什么要选择用磷，能不能用其他物质替代？
（2）剩余的气体是什么气体？所占比例又是多少？
（3）如果红磷不足，会出先什么情况？
（4）对做完实验后的原因分析？
1.4引导学生讨论，交流，设计可行的实验方案，并进行实验操作
（1）当形状不规则固体直径较大时，方案一：考虑用用木炭、硫粉、镁条或者蜡烛都能在空气中燃烧消耗氧气。但是讨论得出由于考虑到最终如果生成气体，实验结束后瓶内压强不会降低，水不会被吸入瓶内，所以不能用硫粉、木炭等。 同时镁条由于会和二氧化碳发生反应，所以会导致测量不准确。
（2）氮气体积含量约占空气体积的4/5：空气主要由O2和N2组成的，因为实验测得空气中O2约占空气体积的1/5，则剩余气体体积基本为N2。
（3）红磷量太少，消耗O2太少，做完实验后吸入瓶内水太少。
（4）吸入瓶内水太少，可能是因为1）红磷量太少，消耗O2太少。2）气密性差，漏气。3）实验前弹簧夹没夹上。4）必须是完全冷却后观察。
1.5学生相互交流，评价
通过空气中氧气含量测定的实验各种改进和分析，可以让学生的发散思维和对问题的全面性思考得到加强。通过这样的教学，力求实验的多变，思维的发散，从而逐步培养学生的创新意识和能力。
2.学生自主探究式教学模式
学生自主探究式教学模式指根据学生的实际问题，让学生自行设计实验方案，并通过实验操作解决问题形成结论的教学模式。
这种模式在课题的确定上具有更大的开放性，教学的时空更加开放，学生在实验设计和操作过程中具有更多的自主性，因而更有利于他们创造能力的培养。教师在其中的作用是给予学生适当的指导，而绝不包办，放手让学生自己去做，有时候即使学生的方案中有错误的内容，也不必在一开始就指出，而是让学生学会在错误中不断的修正，不断的摸索。这样的学习过程不仅可以培养学生的操作能力，创造能力，而且，还是对他们的意志品质的锻炼，在情感上对热爱科学，追求真理的执着精神的一种体验。
其一般过程如下：
确 查获设实处总
定 找取计验理结
实＝＞ 资 ＝＞相 ＝＞ 实 ＝＞ 操 ＝＞ 信 ＝＞评
验 料关 验 作息判
课信 方 成
题息 案 果
中学科学实验课题的来源，一般有：教材上的实验习题；课本上与实验有关的基础知识点的拓展；实验改进和创新；对实际问题的研究；实验中异常现象的分析研究等。
教学示例2：
在学习金属活动性顺序中，教材中安排镁、铝、铁、锌分别与硫酸的反应，从反应快慢及剧烈程度来归纳出活动性强弱，但是铝片与硫酸的反应现象反常不合规律，可以就此作为课题进行研究。
对案例的研究：
（1）选题：对铝与稀硫酸的反应不明显的初步研究
（2）查找资料，获得信息：铝的表面有一层致密的氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀性。
（3）设计实验方案
设计思路：除去这层保护膜使铝与稀硫酸的直接接触。
方法一：用物理方法（如沙皮打磨）除去保护膜
方法二：用化学方法（如选某种试剂和表层保护膜发生反应）而除去保护膜，查找资料后，选择氢氧化钠溶液。
实验步骤：
①取二片铝片进行适当的处理（用上述方法除去表层保护膜）
②将二片铝片分别放入试管中，加入稀硫酸，观察反应现象。
（4）按设计的实验方案进行操作
（5）观察现象，并归纳结论
（6）总结评判成果
实践表明，经砂皮打磨的铝片与稀硫酸反应效果不明显，可能原因是砂皮打磨不能很好的除去保护膜。实验还发现铝与氢氧化钠反应产生大量气泡，但经氢氧化钠处理过的铝片与稀硫酸反应现象仍不明显。需要进一步查阅资料，改进实验方案，再进行实验验证。这个研究过程很好的培养了学生实事求是的科学态度和遇到挫折不轻易放弃的执着精神。
课题研究这一教学模式的试行，改变了学生的学习方式，培养了学生自主学习的学习习惯，学会了怎样查找资料，怎样筛选有用信息，怎样根据具体情况设计实验方案，并予以评价和优化，能通过实验收集有关数据，科学的加以处理，能对实验现象作出合理解释。
总之，理论和教学实践都证明，在实验教学中采用创新教学模式，能使学生全面理解科学的真正含义，促使他们用联系的，发展的观点看待实验科学，能不断培养学生的学习兴趣，提高他们科学探究的欲望，全面提高每一个学生的科学素养，实现素质教育所倡导的培养具有创新精神和实践能力的新世纪人才的目标。■
【关键词】课本启发式探究;学生自主探究;实验教学
实验是科学学科的基础，科学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。新课标中已经把科学实验探究列为科学课程目标和内容体系中最关键、最基本的要素。实验有助于激发学生学习的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解科学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。然而，在现实的科学课程实验教学中，不少教师和学生都习惯于画实验，讲实验，听实验，背实验，忽视了对学生实验操作能力的培养，而且有的教师认为，只要让学生做了实验，就是以学生为主体，学生的实践能力就得到了培养，但忽视了学生做实验中所存在的问题，如：实验册已为学生确定了实验器材，规定了实验步骤，学生只要按要求做好就行。这种“照方抓药”的实验方式造成了学生缺乏实验的设计能力，缺乏对实验过程、目的的理解和思考。当前这种实验教学状况势必会严重制约学生创造能力的提高，与现行的“以学生发展为本”的素质教育理论对立，所以，如何改革科学实验教学，建立激发学生创造力的新型教学模式，成为当前课程改革的重大课题。我们应当根据新课标的要求，结合学科特点，创建以学生探究为主的，灵活开放的教学模式，故本文提出“课本启发式探究的教学模式与学生自主探究的教学模式”。在教学过程中，教师应结合学生实际和教材内容的特点，灵活多变的进行实验教学。
1.课本启发式探究的教学模式
课本启发式探究，是指在实验教学中根据书本上本来就有的实验，通过课本上提供的实验方法进行探究。但不机械按照课本给定的程序和步骤实施教学，而是注重充分挖掘实验原型所蕴涵的创造性因素来组织教学，其一般过程如下：
分实 得提实得交
析验 出出验出流
课 ＝＞ 操＝＞初 ＝＞新＝＞进 ＝＞新 ＝＞评
本 作步的行的价
实结问操结应
验论题作论用
设
计
教学示例1：
空气中氧气含量测定的实验
1.1了解实验原理，并会选择仪器。
1.2进行实验操作，并根据实验所得数据，归纳结论
1.3提出新的问题
（1）空气中燃烧的物质很多，为什么要选择用磷，能不能用其他物质替代？
（2）剩余的气体是什么气体？所占比例又是多少？
（3）如果红磷不足，会出先什么情况？
（4）对做完实验后的原因分析？
1.4引导学生讨论，交流，设计可行的实验方案，并进行实验操作
（1）当形状不规则固体直径较大时，方案一：考虑用用木炭、硫粉、镁条或者蜡烛都能在空气中燃烧消耗氧气。但是讨论得出由于考虑到最终如果生成气体，实验结束后瓶内压强不会降低，水不会被吸入瓶内，所以不能用硫粉、木炭等。 同时镁条由于会和二氧化碳发生反应，所以会导致测量不准确。
（2）氮气体积含量约占空气体积的4/5：空气主要由O2和N2组成的，因为实验测得空气中O2约占空气体积的1/5，则剩余气体体积基本为N2。
（3）红磷量太少，消耗O2太少，做完实验后吸入瓶内水太少。
（4）吸入瓶内水太少，可能是因为1）红磷量太少，消耗O2太少。2）气密性差，漏气。3）实验前弹簧夹没夹上。4）必须是完全冷却后观察。
1.5学生相互交流，评价
通过空气中氧气含量测定的实验各种改进和分析，可以让学生的发散思维和对问题的全面性思考得到加强。通过这样的教学，力求实验的多变，思维的发散，从而逐步培养学生的创新意识和能力。
2.学生自主探究式教学模式
学生自主探究式教学模式指根据学生的实际问题，让学生自行设计实验方案，并通过实验操作解决问题形成结论的教学模式。
这种模式在课题的确定上具有更大的开放性，教学的时空更加开放，学生在实验设计和操作过程中具有更多的自主性，因而更有利于他们创造能力的培养。教师在其中的作用是给予学生适当的指导，而绝不包办，放手让学生自己去做，有时候即使学生的方案中有错误的内容，也不必在一开始就指出，而是让学生学会在错误中不断的修正，不断的摸索。这样的学习过程不仅可以培养学生的操作能力，创造能力，而且，还是对他们的意志品质的锻炼，在情感上对热爱科学，追求真理的执着精神的一种体验。
其一般过程如下：
确 查获设实处总
定 找取计验理结
实＝＞ 资 ＝＞相 ＝＞ 实 ＝＞ 操 ＝＞ 信 ＝＞评
验 料关 验 作息判
课信 方 成
题息 案 果
中学科学实验课题的来源，一般有：教材上的实验习题；课本上与实验有关的基础知识点的拓展；实验改进和创新；对实际问题的研究；实验中异常现象的分析研究等。
教学示例2：
在学习金属活动性顺序中，教材中安排镁、铝、铁、锌分别与硫酸的反应，从反应快慢及剧烈程度来归纳出活动性强弱，但是铝片与硫酸的反应现象反常不合规律，可以就此作为课题进行研究。
对案例的研究：
（1）选题：对铝与稀硫酸的反应不明显的初步研究
（2）查找资料，获得信息：铝的表面有一层致密的氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀性。
（3）设计实验方案
设计思路：除去这层保护膜使铝与稀硫酸的直接接触。
方法一：用物理方法（如沙皮打磨）除去保护膜
方法二：用化学方法（如选某种试剂和表层保护膜发生反应）而除去保护膜，查找资料后，选择氢氧化钠溶液。
实验步骤：
①取二片铝片进行适当的处理（用上述方法除去表层保护膜）
②将二片铝片分别放入试管中，加入稀硫酸，观察反应现象。
（4）按设计的实验方案进行操作
（5）观察现象，并归纳结论
（6）总结评判成果
实践表明，经砂皮打磨的铝片与稀硫酸反应效果不明显，可能原因是砂皮打磨不能很好的除去保护膜。实验还发现铝与氢氧化钠反应产生大量气泡，但经氢氧化钠处理过的铝片与稀硫酸反应现象仍不明显。需要进一步查阅资料，改进实验方案，再进行实验验证。这个研究过程很好的培养了学生实事求是的科学态度和遇到挫折不轻易放弃的执着精神。
课题研究这一教学模式的试行，改变了学生的学习方式，培养了学生自主学习的学习习惯，学会了怎样查找资料，怎样筛选有用信息，怎样根据具体情况设计实验方案，并予以评价和优化，能通过实验收集有关数据，科学的加以处理，能对实验现象作出合理解释。
总之，理论和教学实践都证明，在实验教学中采用创新教学模式，能使学生全面理解科学的真正含义，促使他们用联系的，发展的观点看待实验科学，能不断培养学生的学习兴趣，提高他们科学探究的欲望，全面提高每一个学生的科学素养，实现素质教育所倡导的培养具有创新精神和实践能力的新世纪人才的目标。■