浅谈科学实验室的建立和实验设计

　　摘 要 以科学课程为例，探讨实验室的建设与管理、实验方法的设计以及课外实验的加强等，并提出实验教学需要注意的问题。
　　关键词 科学；实验；科学实验室；新课改；自制教具
　　中图分类号：G482 文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2018）11-0015-02
　　1 前言
　　科学课程标准指出，“科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式”，要“使学生像科学家那样在进行科学探究的过程中体验科学的乐趣，领悟科学的本质”。实验在科学教学中具有非常重要的地位，是提高教学效率的重要手段。
　　2 科学实验室的建立
　　实验室是开展实验教学的阵地，因此，要重视科学实验室的建设。
　　提高学校对科学实验室建设与管理重要性的认识 从某种意义上来说，学校对实验教学的重视程度，决定了实验室建设与管理的好坏。只有学校领导高度重视实验室建设与管理，想方设法解决经费短缺的问题，才能使实验室建设不流于形式，让实验教学真正成为学生掌握学习方法、发展动手实践能力的重要途径。如通过成立分管校长、教导处、总务处以及科学教师组成的实验教学领导小组，开学之初就共同制订实验教学计划，可确保实验室的管理工作科学而完善，从而保障实验教学正常开展。在工作分工上，由分管副校长负责实验室的规划与建设，教导主任负责实验教学工作的规范化管理，总务主任负责实验室的物质供应等。
　　建立健全科学实验室的各项规章制度 规章制度是实验教学顺利开展的重要保障。只有建立和健全各种规章制度，才能使实验室管理走向规范化，使管理工作做到有章可循。如通过建立《仪器设备管理制度》《实验室档案管理制度》《实验室管理人员工作制度》《实验室卫生管理制度》《实验室安全管理制度》《实验教学守则》等，要求教师和学生按规章制度进行实验。这样既有利于实验室设备器材的管理，又有利于实验教学的正常开展。
　　提高实验室管理员的业务素质 实验室中的仪器种类繁多，只有管理员管理到位，才能保证实验教学顺利进行。这就需要提高管理员的业务素质，使他们以高度的工作热情和工作态度进行专业化管理，为实验教学的开展打下良好的基础。
　　建设开放实验室 实验教学的目的是提高科学教学效率，促进学生创新能力的发展。因此，为了适应教学改革的需要，就必须打破过去那种实验室的封闭状况，让实验室走向开放，以便为学生提供一切便利条件，使实验室更好地为教学服务、为学生服务。如开学之初，可将本学期的开放时间向学生公布，并根据实验内容和学生的人数做好仪器设备、实验材料等准备工作，同时做好记录，要求学生在教师的指导下开展实验，进入实验室后严格遵守实验室的各项规章制度等。
　　3 科学实验设计
　　实验设计是否合理与科学，直接关系到实验教学效率的高低。只有根据学生的发展特点和教学实际来设计实验，才能使实验教学有趣而有效，提高实验教学的效率。
　　实验设计要突出学生的主体性 新课标强调“学生是学习的主人”，因此，在设计实验教学时，要充分考虑到学生的主体性，做到“以学生为主体”，才能使实验有利于学生自主观察、思考、分析和操作。如在设计“水的浮力”实验时，可以这样设计：
　　1）让学生将各种不同类型的实验材料放入水中，观察现象；
　　2）将浮在水面的物体用手向下压，体验水的浮力，得出结论；
　　3）让学生自己设计实验，证明下沉物体也能受到水的浮力作用，并启发学生思考如何利用水的浮力，使不平衡的杠杆达到平衡。
　　这样设计既能体现了学生的主体地位，又能满足学生的求知欲，会带来事半功倍的效果。
　　实验设计要体现教师的主导性 新课标在强调学生主体性的同时，还非常重视教师的指导作用，指出：“教师是学习的组织者、引导者和合作者。”因此，在设计实验时，教师要充分考虑自己的指导作用。教师在实验前要指导学生了解各种实验器材的用途，明确各种实验材料使用方法；在实验中要对学生进行必要的启发和点拨；在实验后要帮助学生归纳总结实验结论等。
　　实验设计要具有趣味性 好奇是中小学生的天性，“兴趣是最好的老师”，因此，只有设计富有趣味性的实验，才能激发学生强烈的求知欲望，促进学生积极主动地参与实验过程。如在设计“空气占据空间”实验时，可这样设计：把一团餐巾纸塞到玻璃杯底，然后把杯子竖直倒扣入水中，让学生猜测纸巾是否会被水浸湿，并说出其中的缘由。创设这样的情境已激起学生的学习兴趣，问题的提出又能使学生产生强烈的探究欲望。
　　又如在开展“水和水蒸气”实验时，教师先用湿布把黑板擦干净，再让学生用湿布擦拭自己的课桌，然后让学生在观察的基础上思考：黑板和课桌上的水去哪里了？这样设计，让学生在观察、动手操作的基础上进一步思考水的液态和气态之间的相互转化问题，既让实验教学充满趣味性，又能激发他们的探究欲望。
　　实验设计要有探究性 自主探究是新课改一再强调的教学方式，因此，目前教材中的实验内容大多为探究性实验。为了体现新课改精神，教学时就要重点考虑如何设计实验才能促进学生探究。如在设计“斜面”一课的实验时，可首先确定探究的問题是“斜面有什么作用”，然后通过对比实验，得出斜面省力的结论。在实验中，学生会发现“物体的重量相同，而斜面的坡度不同，省力的多少也不同”等。并引导学生再通过实验，探究出“斜面的坡度越小越省力”的结论。这样经过一步一步的探究，可使问题逐渐走向深入。
　　实验设计要有创新性 创新性的实验既能激发起学生的探究欲望，又能培养学生的创新能力。要达到这一目的，可采取以下方式。
　　1）适当增加实验器材。如在设计“通电的线圈”实验时，鉴于在以前的实验中有不少学生追问“电是从哪里来的”这个问题，而这个内容在教材中没有出现，因而可增加交流电生成的仪器，通过让学生亲自动手发电，理解线圈切割磁力线生电这一问题。