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《科学》是以实验为基础的一门综合课程。科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标，并从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个纬度建立了新的科学课程目标体系，倡导以科学探究为主的多样化的学习方式，重视学生的亲身经历和体验，强调创设生动活泼的学习情境。
在实际教学过程中，很多教师对科学知识比较重视，忽视学生科学过程和技能以及科学价值观的养成等现象。认为学生做实验要浪费大量的时间，为了提高“课堂效率”把分组实验变为演示实验，甚至取消实验。通过一个阶段的学习，结果与意愿往往是相违背的，学生的能力不但得不到培养，学到的科学知识容易遗忘，而且对科学的学习兴趣也明显下降。
一、“山重水复疑无路”——学生学习困难的原因及分析
1.困难现状
随着与科学“接触”时间的增长，有的学生觉得学习科学越来越难，对科学的学习兴趣也逐渐下降。为了比较准确地了解学生学习科学的现状，我们进行了调查，对我校初中各年级学生的科学学习情况进行分析。
我校初中各年级学生的科学学习情况调查结果比对表
■
由表可知，当前初中学生对科学的难易评价、对科学的学习兴趣和关心生活中的科学问题等这三个方面，比例总体上随着年级升高而递减，问题随着年级升高而愈发突出。因此，笔者认为学生学习科学困难主要表现在以下几个方面：
一是某些知识、原理、概念难以理解。科学知识是反映人类对自然本质的认识，对自然现象的解释和预见。科学概念具有很强的概括性，原理往往是几代科学家的智慧结晶。对于初中学生来说，要理解、掌握这些抽象、高度概括的原理和概念本来就存在很大难度。
二是学生对科学学习兴趣下降，对自然现象缺乏好奇心和求知欲。教师对实验的重视程度不够，认为用“粉笔”“课件”代替实验，然后用大量练习来弥补代替实验所造成的缺陷就够了，长此以往会导致使学生的求知欲大大减弱。
三是没有养成良好的科学探究习惯，缺乏创新意识。在科学探究过程中，老师往往按照课本的要求按部就班地指导学生实验，对实验缺少改进和创新，并且重视科学探究的结果而忽视探究最重要的过程和方法。
2.原因分析
科学是以实验为基础的学科，浙教版《科学》教材中共有各类实验324个，其中物理实验127个，化学实验83个，生物实验85个，地理实验22个，综合性探究实验7个，几乎每一节课都安排了实验。教材编排大量实验的意图是以实验为载体，充分发挥实验的功效，以提高每个学生的科学素养来完成课程目标。
学生在学习科学中存在上述的问题，是由于在很大程度上没有发挥实验的各种作用所造成的。实验具有解决上述这些问题的功能，比如，实验能激发学生兴趣，学生对实验怀有强烈的好奇心；实验具有直观、形象的特征，教师通过实验教学能帮助学生在较短时间内认识和理解相关的科学知识；实验作为科学研究的基本过程，能有效地培养学生的探究能力，让学生能在实验的体验中养成科学的思维方式，初步形成科学精神，从而帮助学生理解科学和社会的互动关系，以体现科学教育的本质。
随着新课程改革的进行，实验教学虽然得到了加强，但是目前教材提供的有些实验存在很大的缺陷，有些实验现象不明显、实验周期长，不能在课堂上完成；甚至有些实验根本不能达到实验目的；有些实验现象虽然比较明显，由于处理的方法不同，实验的效果也会有明显差距。有些教师在思想上对实验不够重视；还有些教师缺少对教材中的实验进行整合甄别的能力；对教材中的实验方案麻木迷信，缺少修改和完善的勇气。所以，在科学教学中，实验仍然是很薄弱的环节，这是影响学习科学困难的根本原因。
二、“柳暗花明又一村”——学习困难生的导引策略的建构与实践
针对学生学习科学困难存在的原因，笔者通过对教材中的实验进行整合甄别，对其中的某些实验适当“放大”“缩小”以及对实验器材的改进或改造，来发挥实验的功能，从而使学生爱上科学，感悟科学本质。
1.实验导入，拉近师生距离
用实验创设情境进行引课，既朴实又有效，能调动学生主动参与的学习热情。相反，不成功的引课，会打消学生学习的积极性。因此，引课情境好坏，将直接影响教学效果。特别在各种比赛课中，往往都是借班上课，老师和同学可能是初次接触，彼此比较陌生，用实验引入会消除学生的紧张，容易营造活跃的课堂氛围，也容易拉近教师和学生的距离。
两位老师上《生物是怎样呼吸的》这节课。第一位老师用语言描述呼吸的特点，介绍不同生物的呼吸情况引入课题，老师在引课上花了很长时间，说了很多话，也讲得很累。学生坐在下面一动没动，很紧张。第二位老师用学生憋气比赛来引课，全班同学兴高采烈地参与这个实验。整节课中，学生对呼吸作用的研究积极性极高，学生在整节课中都处于兴奋状态。
第二位老师以憋气比赛为实验，通过设置这样一个充满情趣与快乐的比赛情境，课堂上学生参与的热情、活跃的气氛令人赞叹，学生把老师早已看成朋友。这样的教学，学生还会有厌学的情绪？
2.实验“放大”，走进“宇宙”空间
有很多学生反应《地球绕日运动》等宇宙空间课题难学。主要原因是七年级学生的立体空间想象能力比较弱，很难想象宇宙天体空间的位置以及它们运动的情况；另外，老师也很难用语言来描述宇宙空间中的天体运动，也没有合适的实验来模拟，如果用教材提供的模拟实验器材，由于形状太小，很难把学生带进天体运动的情境。
在观摩《地球绕日运动》公开课后，笔者改变了对宇宙空间课题难上的看法。他们把这类模拟实验放大，把整个教室甚至整个操场模拟成所要教学的宇宙空间，选择合适的实验器材进行教学，会极大调动学生的积极性，不但能有效帮助学生理解相关的知识，还会给学生带来愉悦的成功感，甚至学生从此喜欢上天文知识。
3.实验“缩小”，利于分组操作
有些实验时间比较长，给随堂实验带来困难，如果在实验中引入微型实验，将大大地缩短实验的周期，节约药品，使随堂实验得以开展，为探究式教学创造条件，能有效培养学生的研究性学习能力。
在2006年省优质课比赛中，课题是《物质微观粒子的组成》，一位老师用实验研究水在通电情况下电解，在塑料滴管中加入1-2ml水，在塑料滴管上方的两侧插入大头针充当电极，接上一节干电池的电源。通电不到一分钟，用火柴点燃滴管的管口气体，能听到暴鸣声。实验现象非常明显，每个学生都有动手的机会，学生的积极性高。如果用教材提供的电解水的装置来做实验，则装置麻烦，需要电压高，所需时间长，不适合学生的分组实验。
4.实验改进，培养创新能力
教材中大多数实验可操作性强、现象明显，但也有少数实验，看似非常简单，但做起来却经常遭遇失败，或者因为成本过高，不宜开展学生实验。实际上，这些实验可能是引发学生进行实验创新的最佳素材，通过这些机会能很好地锻炼学生的创新能力。通过教师和学生共同对实验器材的改进，会给学生带来强烈的成功感。
八年级（下）《叶的蒸腾作用和结构》探究植物蒸腾实验。教材中的实验使用了水银。水银不但有毒，并且密度很大，颜色不明显，所以液面上升根本看不清。教师和学生一起对实验进行了改进。一位女学生建议把与树枝相连的玻璃管的清水用红墨水来代替，水银用清水代替，这样能使清水和红墨水的分界限比较明显。如此改进后，实验现象确实明显了许多，教师在讲台上做演示实验时，下面的同学也能看清楚。
5.合作实验，亲历探索时空
一切创造都源于实践。科学兴趣的培养也离不开学生的实际操作。学生是课堂的主人，是探究活动的主体。因此，在教学中我们不仅要让学生亲手操作实验器材，用各种器官去感知实验现象的发生、发展和变化过程；而且要鼓励他们自己设计实验方案。学生自己设计实验方案的过程，使学生学习从被动变为主动，真正使学生成为学习的主体，从而极大地提高了实验教学的效率。
教师在教学过程中，要学会用激励性语言，不断调动学生学习的积极性和主动性，不断改进教学方法，使实验教学成为生动活泼、学生乐于从事的实践活动。实验开发无疑既激活了学生的探索科学的兴趣，增加了学习的信心和动力；又促进了师生合作，为生态课堂注入活力与动力。
6.课外延伸，夯实探索情趣
科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学的延伸，开展课外活动不仅拓宽了学生的知识面，活化知识，使学生掌握了研究问题的科学方法，同时也提高了学生思维能力与实践能力。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外活动，将课堂教学与课外活动紧密结合起来，使探究教学更加完善。
根据所学知识让学生回家做一些生活小实验：①用ph试剂测定家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋的ph值，测定土壤的ph值。②让学生回家指导家长合理施肥、浇花、移栽植物等。③除去热水瓶的水垢。④熟悉家庭电路，换接保险丝等。也可以组织部分对自然特别感兴趣的学生结合日常生活和社会实际选择研究性课题进行研究性学习的实践。
学困生是目前科学学科教学中值得高度关注的话题，如何改善学困生的学习困境、提升他们的学习兴趣和成绩是教师的责任。教师可以采取各种有效的方法，其中，利用“实验”的优化则能起到一定的教学效果。实验优化有各种途径，其基本准则是要为学困生提供实验的情趣和学习的乐趣，并以此为基础逐步提升学生的科学爱好与学习成绩。
总之，要发挥实验的优势，让实验成为学习科学的铺路石。我们要多从学生的实际出发，通过各种途径有效地创设实验情境；利用一些简单的实验器材，设计出更具有吸引力的实验，使学生真正主动地参与学习，成为学习的主体。科学实验教学为学生创造了更多的参与机会，增强了他们的参与意识，使学生主动地进行学习；增强了科学探究动力，体验到了探究过程的曲折和乐趣；学习了科学方法，培养了探究能力，加深了对知识的理解。通过实验的改进与优化，必将营造出一道靓丽的课堂教学风景线。
在实际教学过程中，很多教师对科学知识比较重视，忽视学生科学过程和技能以及科学价值观的养成等现象。认为学生做实验要浪费大量的时间，为了提高“课堂效率”把分组实验变为演示实验，甚至取消实验。通过一个阶段的学习，结果与意愿往往是相违背的，学生的能力不但得不到培养，学到的科学知识容易遗忘，而且对科学的学习兴趣也明显下降。
一、“山重水复疑无路”——学生学习困难的原因及分析
1.困难现状
随着与科学“接触”时间的增长，有的学生觉得学习科学越来越难，对科学的学习兴趣也逐渐下降。为了比较准确地了解学生学习科学的现状，我们进行了调查，对我校初中各年级学生的科学学习情况进行分析。
我校初中各年级学生的科学学习情况调查结果比对表
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由表可知，当前初中学生对科学的难易评价、对科学的学习兴趣和关心生活中的科学问题等这三个方面，比例总体上随着年级升高而递减，问题随着年级升高而愈发突出。因此，笔者认为学生学习科学困难主要表现在以下几个方面：
一是某些知识、原理、概念难以理解。科学知识是反映人类对自然本质的认识，对自然现象的解释和预见。科学概念具有很强的概括性，原理往往是几代科学家的智慧结晶。对于初中学生来说，要理解、掌握这些抽象、高度概括的原理和概念本来就存在很大难度。
二是学生对科学学习兴趣下降，对自然现象缺乏好奇心和求知欲。教师对实验的重视程度不够，认为用“粉笔”“课件”代替实验，然后用大量练习来弥补代替实验所造成的缺陷就够了，长此以往会导致使学生的求知欲大大减弱。
三是没有养成良好的科学探究习惯，缺乏创新意识。在科学探究过程中，老师往往按照课本的要求按部就班地指导学生实验，对实验缺少改进和创新，并且重视科学探究的结果而忽视探究最重要的过程和方法。
2.原因分析
科学是以实验为基础的学科，浙教版《科学》教材中共有各类实验324个，其中物理实验127个，化学实验83个，生物实验85个，地理实验22个，综合性探究实验7个，几乎每一节课都安排了实验。教材编排大量实验的意图是以实验为载体，充分发挥实验的功效，以提高每个学生的科学素养来完成课程目标。
学生在学习科学中存在上述的问题，是由于在很大程度上没有发挥实验的各种作用所造成的。实验具有解决上述这些问题的功能，比如，实验能激发学生兴趣，学生对实验怀有强烈的好奇心；实验具有直观、形象的特征，教师通过实验教学能帮助学生在较短时间内认识和理解相关的科学知识；实验作为科学研究的基本过程，能有效地培养学生的探究能力，让学生能在实验的体验中养成科学的思维方式，初步形成科学精神，从而帮助学生理解科学和社会的互动关系，以体现科学教育的本质。
随着新课程改革的进行，实验教学虽然得到了加强，但是目前教材提供的有些实验存在很大的缺陷，有些实验现象不明显、实验周期长，不能在课堂上完成；甚至有些实验根本不能达到实验目的；有些实验现象虽然比较明显，由于处理的方法不同，实验的效果也会有明显差距。有些教师在思想上对实验不够重视；还有些教师缺少对教材中的实验进行整合甄别的能力；对教材中的实验方案麻木迷信，缺少修改和完善的勇气。所以，在科学教学中，实验仍然是很薄弱的环节，这是影响学习科学困难的根本原因。
二、“柳暗花明又一村”——学习困难生的导引策略的建构与实践
针对学生学习科学困难存在的原因，笔者通过对教材中的实验进行整合甄别，对其中的某些实验适当“放大”“缩小”以及对实验器材的改进或改造，来发挥实验的功能，从而使学生爱上科学，感悟科学本质。
1.实验导入，拉近师生距离
用实验创设情境进行引课，既朴实又有效，能调动学生主动参与的学习热情。相反，不成功的引课，会打消学生学习的积极性。因此，引课情境好坏，将直接影响教学效果。特别在各种比赛课中，往往都是借班上课，老师和同学可能是初次接触，彼此比较陌生，用实验引入会消除学生的紧张，容易营造活跃的课堂氛围，也容易拉近教师和学生的距离。
两位老师上《生物是怎样呼吸的》这节课。第一位老师用语言描述呼吸的特点，介绍不同生物的呼吸情况引入课题，老师在引课上花了很长时间，说了很多话，也讲得很累。学生坐在下面一动没动，很紧张。第二位老师用学生憋气比赛来引课，全班同学兴高采烈地参与这个实验。整节课中，学生对呼吸作用的研究积极性极高，学生在整节课中都处于兴奋状态。
第二位老师以憋气比赛为实验，通过设置这样一个充满情趣与快乐的比赛情境，课堂上学生参与的热情、活跃的气氛令人赞叹，学生把老师早已看成朋友。这样的教学，学生还会有厌学的情绪？
2.实验“放大”，走进“宇宙”空间
有很多学生反应《地球绕日运动》等宇宙空间课题难学。主要原因是七年级学生的立体空间想象能力比较弱，很难想象宇宙天体空间的位置以及它们运动的情况；另外，老师也很难用语言来描述宇宙空间中的天体运动，也没有合适的实验来模拟，如果用教材提供的模拟实验器材，由于形状太小，很难把学生带进天体运动的情境。
在观摩《地球绕日运动》公开课后，笔者改变了对宇宙空间课题难上的看法。他们把这类模拟实验放大，把整个教室甚至整个操场模拟成所要教学的宇宙空间，选择合适的实验器材进行教学，会极大调动学生的积极性，不但能有效帮助学生理解相关的知识，还会给学生带来愉悦的成功感，甚至学生从此喜欢上天文知识。
3.实验“缩小”，利于分组操作
有些实验时间比较长，给随堂实验带来困难，如果在实验中引入微型实验，将大大地缩短实验的周期，节约药品，使随堂实验得以开展，为探究式教学创造条件，能有效培养学生的研究性学习能力。
在2006年省优质课比赛中，课题是《物质微观粒子的组成》，一位老师用实验研究水在通电情况下电解，在塑料滴管中加入1-2ml水，在塑料滴管上方的两侧插入大头针充当电极，接上一节干电池的电源。通电不到一分钟，用火柴点燃滴管的管口气体，能听到暴鸣声。实验现象非常明显，每个学生都有动手的机会，学生的积极性高。如果用教材提供的电解水的装置来做实验，则装置麻烦，需要电压高，所需时间长，不适合学生的分组实验。
4.实验改进，培养创新能力
教材中大多数实验可操作性强、现象明显，但也有少数实验，看似非常简单，但做起来却经常遭遇失败，或者因为成本过高，不宜开展学生实验。实际上，这些实验可能是引发学生进行实验创新的最佳素材，通过这些机会能很好地锻炼学生的创新能力。通过教师和学生共同对实验器材的改进，会给学生带来强烈的成功感。
八年级（下）《叶的蒸腾作用和结构》探究植物蒸腾实验。教材中的实验使用了水银。水银不但有毒，并且密度很大，颜色不明显，所以液面上升根本看不清。教师和学生一起对实验进行了改进。一位女学生建议把与树枝相连的玻璃管的清水用红墨水来代替，水银用清水代替，这样能使清水和红墨水的分界限比较明显。如此改进后，实验现象确实明显了许多，教师在讲台上做演示实验时，下面的同学也能看清楚。
5.合作实验，亲历探索时空
一切创造都源于实践。科学兴趣的培养也离不开学生的实际操作。学生是课堂的主人，是探究活动的主体。因此，在教学中我们不仅要让学生亲手操作实验器材，用各种器官去感知实验现象的发生、发展和变化过程；而且要鼓励他们自己设计实验方案。学生自己设计实验方案的过程，使学生学习从被动变为主动，真正使学生成为学习的主体，从而极大地提高了实验教学的效率。
教师在教学过程中，要学会用激励性语言，不断调动学生学习的积极性和主动性，不断改进教学方法，使实验教学成为生动活泼、学生乐于从事的实践活动。实验开发无疑既激活了学生的探索科学的兴趣，增加了学习的信心和动力；又促进了师生合作，为生态课堂注入活力与动力。
6.课外延伸，夯实探索情趣
科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学的延伸，开展课外活动不仅拓宽了学生的知识面，活化知识，使学生掌握了研究问题的科学方法，同时也提高了学生思维能力与实践能力。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外活动，将课堂教学与课外活动紧密结合起来，使探究教学更加完善。
根据所学知识让学生回家做一些生活小实验：①用ph试剂测定家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋的ph值，测定土壤的ph值。②让学生回家指导家长合理施肥、浇花、移栽植物等。③除去热水瓶的水垢。④熟悉家庭电路，换接保险丝等。也可以组织部分对自然特别感兴趣的学生结合日常生活和社会实际选择研究性课题进行研究性学习的实践。
学困生是目前科学学科教学中值得高度关注的话题，如何改善学困生的学习困境、提升他们的学习兴趣和成绩是教师的责任。教师可以采取各种有效的方法，其中，利用“实验”的优化则能起到一定的教学效果。实验优化有各种途径，其基本准则是要为学困生提供实验的情趣和学习的乐趣，并以此为基础逐步提升学生的科学爱好与学习成绩。
总之，要发挥实验的优势，让实验成为学习科学的铺路石。我们要多从学生的实际出发，通过各种途径有效地创设实验情境；利用一些简单的实验器材，设计出更具有吸引力的实验，使学生真正主动地参与学习，成为学习的主体。科学实验教学为学生创造了更多的参与机会，增强了他们的参与意识，使学生主动地进行学习；增强了科学探究动力，体验到了探究过程的曲折和乐趣；学习了科学方法，培养了探究能力，加深了对知识的理解。通过实验的改进与优化，必将营造出一道靓丽的课堂教学风景线。