資源簡介

(共58張PPT)
開展科學(xué)探究實驗
培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
一、關(guān)于科學(xué)探究實驗的基本問題
　二、 課程改革的主要目標(biāo)
三、新教材實驗教學(xué)的特點
四、實驗教學(xué)存在的主要問題
五、實驗教學(xué)應(yīng)思考的主要問題
六、開展科學(xué)探究實驗教學(xué)的重要意義
七、科學(xué)探究實驗室的建設(shè)方案
八、科學(xué)探究實驗儀器應(yīng)具有的功能
與特點
一、關(guān)于科學(xué)探究實驗的基本問題
１、什么是科學(xué)探究
２、什么是探究性實驗
３、什么是科學(xué)探究實驗儀器
４、什么是科學(xué)探究實驗室
５、科學(xué)探究實驗室的構(gòu)成
1、什么是科學(xué)探究
科學(xué)探究是學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。
新課程所提倡的科學(xué)探究性學(xué)習(xí)承載著科學(xué)知識的掌握、科學(xué)探究技能的發(fā)展、科學(xué)精神和科學(xué)思維習(xí)慣的培養(yǎng)等多重任務(wù)。這樣的任務(wù)也決定了“探究性教學(xué)實際上是一種精心設(shè)計的教學(xué)活動”。
２、什么是探究性實驗
　　探究性實驗，是指學(xué)生在不知道實驗結(jié)果的前提下，以教師所給的啟發(fā)性問題為指導(dǎo)，通過實驗設(shè)計、實驗操作、思考分析得出結(jié)論的實驗形式。
教師給出的探究問題：
1、同時握住相同的金屬棒，為什么沒有明顯的變化？
2、同時握住不同的金屬棒，為什么會有明顯的變化？
3、左端的鋁棒與右端的銅棒組合，右端的鋁棒與左端的銅棒組合，為什么電流方向不同？
4、手握緊或握松，對實驗會有什么影響？
案例：探究蓄電池的工作原理
　　南京師范大學(xué)
課程資源研究所研制
３、什么是科學(xué)探究實驗儀器
　具有探究性教學(xué)特點，體現(xiàn)探究性教學(xué)思想，主要在探究性教學(xué)中使用的實物和模象直觀教學(xué)器具。
南京師范大學(xué)課程資源研究所研制的：
數(shù)字化探究實驗儀器
非數(shù)字化探究實驗儀器
４、什么是科學(xué)探究實驗室
科學(xué)探究實驗室是指能夠充分支持學(xué)生進行多方面探究性學(xué)習(xí)的環(huán)境。
科學(xué)探究實驗室與傳統(tǒng)的實驗室有著本質(zhì)上的不同:
傳統(tǒng)實驗室: 學(xué)生的實驗主要是按照現(xiàn)成實驗的步驟，來體驗前人已經(jīng)完成的實驗的步驟和結(jié)果，提供的是一種演示和驗證的實驗環(huán)境。
科學(xué)探究實驗室: 提供各種各樣的探究儀器設(shè)備和工具，創(chuàng)設(shè)一個面對真實事物進行探究的環(huán)境。探究性實驗是由學(xué)生自己設(shè)計實驗步驟，進行實驗得出結(jié)論。因而，探究性實驗室所進行的實驗活動更能體現(xiàn)學(xué)生主體性，增加學(xué)生的參與度，既有利于學(xué)生基本知識技能的形成，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和精神。
５、科學(xué)探究實驗室的構(gòu)成
科學(xué)探究實驗室主要由一系列探究實驗儀器設(shè)備和工具及配套設(shè)施組成。實驗可以認為是“借助于儀器的觀察”。觀察可以是定性的，也可以是定量的，通過測量能夠使觀察精確和量化。由此,探究實驗室可分成三類：
5.1 非數(shù)字化的探究實驗室
5.2 數(shù)字化的探究實驗室
5.3 非數(shù)字化的與數(shù)字化的探究實驗儀器相結(jié)合形成的探究實驗室
５.１非數(shù)字化的探究實驗室
----南京師范大學(xué)課程資源研究所研制
非數(shù)字化的探究實驗室
----南京師范大學(xué)課程資源研究所研制
５.２ 數(shù)字化的探究實驗室
數(shù)字化的探究實驗室主要由“計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DIS）”及配套的專用實驗儀器等組成.
計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DIS）的構(gòu)成(有兩種方法):
數(shù)據(jù)采集器(自帶屏幕)+傳感器+軟件系統(tǒng)
計算機+數(shù)據(jù)采集器(不帶屏幕)+傳感器+軟件系統(tǒng).
教育部2006年7月19日發(fā)布的《中小學(xué)理科實驗室裝備規(guī)范》（JY/T 0385-2006、JY/T 0386-2006、JY/T 0387-2006）中第一次將”計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”列入裝備標(biāo)準(zhǔn)中,是新配備標(biāo)準(zhǔn)增加的重要內(nèi)容之一:
編號
名稱
規(guī)格 型號 功能
學(xué)科
01002
計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DIS）
軟件系統(tǒng)，智能接口，溫度、聲、壓強、力、運動、位移、光、磁、電等傳感器，在線和離線系統(tǒng)，配套專用實驗儀器
物理
01003
物理實驗微機接口及輔助教學(xué)系統(tǒng)
智能接口，多種傳感器，配套專用實驗儀器和軟件系統(tǒng)
物理
01002
計算機數(shù)據(jù)采集處系統(tǒng)
（DIS）
軟件系統(tǒng)，智能接口，溫度、濕度、pH值、溶解氧、光等傳感器，在線和離線系統(tǒng)，配套專用實驗儀器
化學(xué)
01002
計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
（DIS）
軟件系統(tǒng)，智能接口，溫度、濕度、光、pH值、溶解氧等傳感器，在線和離線系統(tǒng)，配套專用實驗儀器
生物
01002
計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)（DIS）
軟件系統(tǒng)、智能接口、溫度、濕度、pH值、溶解氧、光等傳感器，在線和離線系統(tǒng)，配套專用實驗儀器
地理
教育部新標(biāo)準(zhǔn)要求:
“計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”應(yīng)具有在線和離線功能。即數(shù)據(jù)采集器必須自帶顯示屏幕 .
我們研究所研制的“計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”,具有在線和離線功能，即自帶顯示屏幕，屏幕大小150*120mm ，分辨率：320×240
二、中學(xué)課程改革的主要目標(biāo)
1、改變課程過于注重知識傳授的傾向
2、改變課程結(jié)構(gòu)
3、改變教材
4、改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、老師的教學(xué)
方式
5、改變評價方法
6、改變課程管理
1、改變課程過于注重知識傳授的傾向
強調(diào)積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，獲得知識與技能的過程，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、形成正確的價值觀。
2、改變課程結(jié)構(gòu)
關(guān)注初中課程的整合，強調(diào)高中課程的時代性、多樣性、基礎(chǔ)性、藝術(shù)性和選擇性。
3、改變教材
使新教材既能囊括社會發(fā)展的各種新成果，又從學(xué)生的生活出發(fā)，引起學(xué)生的興趣。
4、改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、老師的教學(xué)方式
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探索、積極動手、獲取新知的能力，提高分析解決問題的能力和要求合作的能力。教師要不斷給學(xué)生體驗、探索的機會，給學(xué)生開設(shè)研究性學(xué)習(xí)的課程，加強綜合能力的實踐，拓展學(xué)生的知識面，促進學(xué)生非智力因素的發(fā)展。
5、改變評價
把評價當(dāng)作一個過程，不斷開展多元化的考試，進行多種類型的評價，促進學(xué)生健康發(fā)展。
6、改變課程管理
三、新教材實驗教學(xué)的特點
1、實驗內(nèi)容的先進性
2、實驗方式的探究性 3、實驗資料的多樣性
4、實驗過程的完整性 5、實驗形式的開放性 6、實驗實施的協(xié)作性? 7、實驗操作的主體性
8、實驗信息的交流性 9、實驗教學(xué)的情感性 10、實驗評價的過程性
1、實驗內(nèi)容的先進性 新教材中實驗教學(xué)在實驗項目、內(nèi)容、方法等方面，出現(xiàn)了更加新穎、具有發(fā)展性的形式。
實驗 探究溫度對水生植物光合作用的影響
光合作用有強弱，我們用定量的探究單位時間內(nèi)單位面積葉片同化CO2的量或放出O2的量，表示光合強度。隨著環(huán)境因素的改變植物的光合強度也會發(fā)生變化，本實驗即是探究環(huán)境溫度的改變對光合強度的影響。
2、實驗方式的探究性 新教材中實驗部分大多為探究性實驗，以促進學(xué)生科學(xué)探究能力的形成。探究性實驗相對于驗證性實驗，兩者原理不同。探究性實驗是指人們在結(jié)果、現(xiàn)象未知的情況下通過實驗設(shè)計去探索，進而獲得結(jié)論，而在探究中往往有新發(fā)現(xiàn)，因而指向性不強。
實驗 觀察水的三種狀態(tài)及特征
實驗?zāi)康?認識水的多種存在狀態(tài)及溫度變化特征。
實驗原理:水在不同溫度下的狀態(tài)和特征不同。
實驗器材:DIS系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器、計算機、鐵架臺、試管夾、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈、碎冰塊、250mL錐形瓶等。
3、實驗資料的多樣性 新課程標(biāo)準(zhǔn)實施建議：“在重視定性實驗的同時，也應(yīng)重視定量實驗，讓學(xué)生在量的變化中了解事物的本質(zhì)。” 新教材中實驗資料類型有定性、定量等多樣性，多處以條形圖、格等形式表示有關(guān)數(shù)據(jù)，展示對實驗結(jié)果進行定量分析的數(shù)據(jù)處理基本簡單方法，使學(xué)生了解多種的實驗資料的分析方法。
4、實驗過程的完整性 新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探索活動時不僅讓學(xué)生參加科學(xué)探究的某些方面的活動，也應(yīng)該注意讓學(xué)生有機會參與若干完整的探究活動，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。”
5、實驗形式的開放性 新教材中實驗教學(xué)的開放性，一方面體現(xiàn)在實驗內(nèi)容、方法、設(shè)計等方面的開放性，另一方面許多探究性活動，由課堂內(nèi)向課堂外開放活動空間。實驗中許多具體內(nèi)容(材料、步驟、方法等)在教材中不作硬性規(guī)定，具有靈活性，這有助于進行開放性實驗。
6、實驗實施的協(xié)作性? 新教材實驗教學(xué)倡導(dǎo)合作性學(xué)習(xí)方式，由于學(xué)生之間存在知識、習(xí)慣、心理、能力等方面的差異，因此應(yīng)合理搭配，使實驗?zāi)芰姷膶W(xué)生得到更大進步，同時也使實驗?zāi)芰ο鄬θ醯耐瑢W(xué)，得到及時的輔導(dǎo)和幫助，獲得鍛煉與提高。促進實驗小組協(xié)作性的形成，合理組合實驗小組并定期交流，充分發(fā)揮實驗小組對實驗教學(xué)的作用。這有助于集體主義、科學(xué)精神和情感等的培養(yǎng)，增強了學(xué)生之間的溝通交往和信息交流。
7、實驗操作的主體性
新教材實驗教學(xué)強調(diào)學(xué)生收集處理、分析總結(jié)、觀察和創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)，我們可以通過學(xué)生的主動探究、討論、自主思考來達到自我不斷完善的過程，使學(xué)生始終處于實驗全過程的積極狀態(tài)，以發(fā)揮學(xué)生的主體性。
8、實驗信息的交流性 實驗信息交流是科學(xué)研究重要環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)實驗缺少實驗信息的交流。新教材強調(diào)表達交流實驗報告，而探究性的實驗豐富多彩的信息，為學(xué)生進行交流創(chuàng)造了廣闊的交流機會和內(nèi)容空間。通過交流培養(yǎng)學(xué)生的綜合、總結(jié)、表達等能力，體驗不同觀點的碰撞，經(jīng)歷人際的交往。
9、實驗教學(xué)的情感性 實驗教學(xué)中必須有機滲透情感教育。積極的情感能調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。實驗教學(xué)力求營造一種和諧、民主的情感氛圍。根據(jù)中學(xué)生好奇的心理特點、激發(fā)他們對實驗課的興趣和情感。
無線電報機
探究問題：
1、研究莫爾斯電碼的特點。
2、理解發(fā)報規(guī)則和掌握發(fā)報技巧。
3、利用常用電子元件設(shè)計簡單電路。
4、無線電波的傳播條件和應(yīng)用。
10、實驗評價的過程性 新課程倡導(dǎo)發(fā)展性評價，特點為過程性，重在促進評價對象的轉(zhuǎn)變與發(fā)展，使評價日常化。在實驗教學(xué)中也體現(xiàn)了上述新課程評價特點，重視對學(xué)生探究實驗?zāi)芰Φ确矫娴脑u價。在進行實驗和觀察等項活動后，學(xué)生采用自評、互評、教師評定等多種方式進行評價，以促進學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點。
四、目前教學(xué)實驗存在的主要問題
1、重視對理論知識的驗證，忽視科學(xué)探究能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)
（1）過分重視實驗技能的訓(xùn)練。
（2）用計算機模擬實驗代替具體實驗
2、實驗儀器裝備相對滯后，跟不上課程改革發(fā)展的步伐
3、裝備配置不平衡
1、重視對理論知識的驗證，忽視科學(xué)探究能力和綜合
素質(zhì)的培養(yǎng)
（1）受應(yīng)試教育的影響，往往只重視知識的傳承，對實驗教學(xué)不夠重視，忽略了學(xué)生動手能力和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；
（2）“畫實驗”、“講實驗”、“背實驗”多，學(xué)生動手實驗機會少；
（3）驗證性實驗為多，探究性實驗較少；
（4）學(xué)生對實驗的興趣停留在層次較低的感知和操作層面，多數(shù)未形成相對持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣；
（5）實驗局限于書本、缺乏與生活、生產(chǎn)、社會的聯(lián)系、導(dǎo)致學(xué)生解決實際問題的能力較低，創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)受到抑制。
2、實驗儀器裝備相對滯后，跟不上課程改革發(fā)展的步伐
從某種意義上說，實驗教學(xué)水平的高低，往往能夠反映出一所學(xué)校的教學(xué)水平。
新教材配套的課程資源，特別是相應(yīng)的科學(xué)探究實驗儀器設(shè)備不足。
3、裝備配置不平衡
中小學(xué)教育技術(shù)裝備的投向過于偏重于電子設(shè)備，忽略了理科實驗儀器裝備，造成對實驗儀器的尚需量很大，與新課程教學(xué)及素質(zhì)教育有關(guān)的基本設(shè)備不足。
五、目前實驗教學(xué)應(yīng)思考的主要問題
應(yīng)思考的問題之一：
實驗教學(xué)效果如何？
傳統(tǒng)實驗在數(shù)據(jù)處理過程中，可以充分培養(yǎng)學(xué)生的計算能力，作圖能力及利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。但由于計算過程太過冗長，學(xué)生用于探索研究的時間就很少很少。
應(yīng)思考的問題之二：
實驗教學(xué)重實踐、技術(shù)還是重思辨？
實驗教學(xué)重視技能和技術(shù)，無可非議。但什么是基本技能和基本技術(shù)難以確定。
一般來說，科學(xué)與技術(shù)相比，技術(shù)陳舊的速度要快；理論科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)相比，應(yīng)用科學(xué)陳舊要快；基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識相比，專業(yè)知識陳舊要快。
基礎(chǔ)教育中的實驗教學(xué)要重視動手實踐和技術(shù)，也要重視實驗中的思辨。
應(yīng)思考的問題之三：
實驗教學(xué)要不要重視直覺思維培養(yǎng)？
傳統(tǒng)實驗在能力培養(yǎng)方面重視邏輯思維能力的培養(yǎng)，通過分析和歸納解決科學(xué)問題的能力。而對直覺思維能力的培養(yǎng)重視不夠。
1981年，Sperry由于醫(yī)學(xué)上的貢獻獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎。他做的裂腦人實驗揭開了左右腦特異化的秘密。
左腦半球：被稱為“邏輯”半球。主管語言區(qū)。作為分析性的半球，可以對實際情況進行理性分析，負責(zé)理解文字的字面意思、知覺時間和順序，另外它還負責(zé)識別單詞、字母和書寫的數(shù)字等。
右腦半球：被稱為“直覺”半球。更多地從圖形圖像而非文字來獲取信息。它
從語境，包括身體語
言、情緒和語音等方
面來了解語言，而不
是通過文字的字面意
義來了解。右腦半球
還專門負責(zé)空間知覺
和創(chuàng)造性地發(fā)揮。
六、開展科學(xué)探究實驗教學(xué)的重要意義
1、開展科學(xué)探究實驗教學(xué)是理科教育觀念的更新和課程教材改革的重要保障
新課程將“科學(xué)探究”作為改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式的突破口，強調(diào)科學(xué)探究是重要的學(xué)習(xí)活動。為使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生根本性的變革，保證學(xué)生自主性、探索性的學(xué)習(xí)落到實處，此次課程改革首先通過課程結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使學(xué)生的活動時間和空間在課程中獲得合法地位。與此同時，課程標(biāo)準(zhǔn)通過改變學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，使學(xué)習(xí)過程變成學(xué)生不斷提出問題、解決問題的探究過程。
開展科學(xué)探究活動要有相應(yīng)的探究環(huán)境，因此，我們應(yīng)有意識、有目的地研究開發(fā)和利用各種資源，研制便于學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)的儀器設(shè)備，創(chuàng)設(shè)一種科學(xué)探究實驗環(huán)境，以滿足學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的需要，培養(yǎng)學(xué)生主動參與、樂于科學(xué)探究、勤于動手的習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神
我們的裝備工作必須適應(yīng)傳統(tǒng)教學(xué)模式向現(xiàn)代教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。總的來說，今后的教學(xué)會體現(xiàn)多樣化，會體現(xiàn)人與環(huán)境的融合。我們的裝備要更多地創(chuàng)設(shè)環(huán)境，這個環(huán)境可以是教室、實驗室，可以在校園里，也可以在社會上。我們的裝備要為教學(xué)改革服務(wù)，任務(wù)非常艱巨，任重道遠。
2、開展科學(xué)探究實驗教學(xué)是實施素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)
全面推進素質(zhì)教育，實踐教育和創(chuàng)新教育是我們各級各類學(xué)校的重要使命。新的教育質(zhì)量觀強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，強調(diào)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。開展科學(xué)探究實驗是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。知識要轉(zhuǎn)化為能力，必須通過科學(xué)探究實驗，知識要轉(zhuǎn)化為素質(zhì)也必須通過科學(xué)探究實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新精神更離不開科學(xué)探究實驗。
3、開展科學(xué)探究實驗教學(xué)，適應(yīng)新的考評方式方法
焦點：考試曾經(jīng)是，現(xiàn)在是，也許將來依然是一個學(xué)校，一個家庭所關(guān)注的焦點。
問題：現(xiàn)行中小學(xué)評價與考試制度與全面推進素質(zhì)教育的要求還不相適應(yīng)，突出反映在強調(diào)甄別與選拔功能，忽視改進與激勵的功能；注重學(xué)習(xí)成績，忽視學(xué)生全面發(fā)展和個體差異；關(guān)注結(jié)果而忽視過程，評價方法單一；尚未形成健全的教師、學(xué)校評價制度等。
上海市及全國許多省市已開始實行新的考試方法試點。
熱點：以實驗為載體、考查科學(xué)探究學(xué)習(xí)的試題將成為考試的熱點。在全國高考的試卷中，探究性實驗考試題已占一定比例。
對策：探究性實驗考試方法研究：
（1）作出猜想（假設(shè)）并設(shè)計探究方案（計劃）的考試方法研究
（2）對實驗事實作出處理的考試方法研究
（3）對探究性實驗方案作出評價方法研究
（4）綜合考查學(xué)生對探究過程理解的考試方法研究
4、積極裝備科學(xué)探究實驗室，形成學(xué)校的辦學(xué)特色
課程和課程資源是學(xué)校教育的核心。學(xué)校的辦學(xué)特色在很大程度上取決于學(xué)校的課程和課程資源特色，而科學(xué)探究實驗室是新課改課程資源的重要組成部分。因此，建立科學(xué)探究實驗室，形成學(xué)校的課程資源新特色，進而為形成學(xué)校的辦學(xué)特色打下良好的基礎(chǔ)。
５.裝備數(shù)字化探究實驗室的效益
（1）DIS實驗技術(shù)是時代、社會、科學(xué)發(fā)展帶來的一個數(shù)字化教育的平臺，體現(xiàn)了數(shù)字文化與課程標(biāo)準(zhǔn)理念完美結(jié)合，有可能開創(chuàng)嶄新的理科實驗教學(xué)全新的體系。
（2）應(yīng)用DIS實驗等技術(shù)，擴大理科實驗的教育功能。
數(shù)字化探究實驗的三大功能：
1、DIS實驗是提高實驗效果的一條途徑！
DIS實驗與傳統(tǒng)實驗相比正好相反。據(jù)測，它用于數(shù)據(jù)處理的時間只占整個實驗過程的3%，計算、描點、作圖的工作都由計算機來完成。學(xué)生的主要任務(wù)是根據(jù)數(shù)據(jù)進行探索、研究、推測結(jié)論。傳統(tǒng)實驗側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生計算、作圖、歸納等基礎(chǔ)能力；DIS實驗則更加側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對知識和規(guī)律的探求能力。
2、DIS實驗是提高實驗思辨能力的一條途徑！
DIS實驗與傳統(tǒng)實驗相比正好相反。據(jù)測，它用于數(shù)據(jù)處理的時間只占整個實驗過程的3%，計算、描點、作圖的工作都由計算機來完成。學(xué)生的主要任務(wù)是根據(jù)數(shù)據(jù)進行探索、研究、推測結(jié)論。DIS實驗則更加側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對知識和規(guī)律的探求能力和思辨能力。
3、DIS實驗是培養(yǎng)直覺思維能力的一條途徑！
豐富的想象力、廣泛而大膽、合理的直覺思維能力，是物理、化學(xué)和生物科學(xué)研究不可缺少的思維品質(zhì)，這就是創(chuàng)造創(chuàng)新能力。
許多歷史上著名的科學(xué)家就是通過對很多未知現(xiàn)象的觀察、想象、聯(lián)想，進行大膽的直覺思維，在此基礎(chǔ)上再進行深入的研究總結(jié)出規(guī)律的。所以，培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力是實驗教學(xué)改革的方向之一。
傳統(tǒng)實驗由于過分重視基本技能的培養(yǎng)，學(xué)生習(xí)慣于按部就班的做實驗。再加上實驗條件本身的限制，對學(xué)生思維的廣度、深度及靈活性的培養(yǎng)不夠，學(xué)生的直覺思維能力難以充分發(fā)展。
而DIS實驗獨特的數(shù)形結(jié)合功能，先進的測量儀器，為優(yōu)化學(xué)習(xí)方式、學(xué)會學(xué)習(xí)、倡導(dǎo)自主探究、實踐體驗和合作交流提供了空間和時間，增強學(xué)生的直覺思維能力。
七、科學(xué)探究實驗室的建設(shè)方案
我們應(yīng)根據(jù)新課程《標(biāo)準(zhǔn)》和教育部新裝備標(biāo)準(zhǔn)要求，制定新的實驗室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)探究實驗室的建設(shè)應(yīng)是其中的重要內(nèi)容之一。
1、按新課程《標(biāo)準(zhǔn)》要求，裝備科學(xué)探究實驗室
2、與常規(guī)實驗儀器有機結(jié)合，裝備科學(xué)探究實驗室
3、按素質(zhì)教育的要求，建立科學(xué)創(chuàng)新實驗室
4、應(yīng)用信息技術(shù)，整合常規(guī)實驗儀器
5、按學(xué)科或按功能建立科學(xué)探究實驗室
6、建立室外科學(xué)宮
7、21世紀(jì)的實驗室--功能教室
8、積極與高校合作，高起點，高水平自制和推廣應(yīng)用科學(xué)探究實驗儀器
9、開展科學(xué)探究實驗課題研究，建立科學(xué)探究實驗基地.
1、按新課程《標(biāo)準(zhǔn)》要求裝備科學(xué)探究實驗室
新的教材，新的教學(xué)實驗內(nèi)容、新的實驗?zāi)Ｊ健⑿碌膶嶒灱夹g(shù)和實驗方法必然會對教學(xué)儀器提出新的要求，面向２１世紀(jì)的新一代教學(xué)儀器必須是先進的教育思想、完善的教育功能和先進的科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合。
科學(xué)探究實驗儀器是為探究性學(xué)習(xí)而設(shè)計的，探究學(xué)習(xí)是讓學(xué)生在主動參與過程中進行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在探究問題的活動中獲取知識、了解科學(xué)家的工作方法和思維方法、學(xué)會科學(xué)研究所需要的各種技能，領(lǐng)悟科學(xué)觀念，培養(yǎng)科學(xué)精神。這種學(xué)習(xí)方式是對傳統(tǒng)的教學(xué)方式的一種徹底的改革。
2、與常規(guī)實驗儀器有機結(jié)合，裝備科學(xué)探究實驗室
常規(guī)實驗儀器能起到鞏固書本知識和訓(xùn)練操作技能的作用，是實驗教學(xué)中不可缺少的重要組成部分。但由于其本身的性能和特點，不能完全滿足新課程教學(xué)的要求。為此，應(yīng)按新課程《標(biāo)準(zhǔn)》要求精心選擇配備常規(guī)實驗儀器，同時配備相應(yīng)的科學(xué)探究實驗儀器，使其成為一個有機的整體。
3、按素質(zhì)教育的要求，建立科學(xué)創(chuàng)新實驗室
以科學(xué)探究實驗儀器為主體，建立一批有特色的創(chuàng)新實驗室。從常規(guī)的學(xué)科驗證型實驗轉(zhuǎn)向超常的綜合探索型實驗，對學(xué)生開展課題研究，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生敢于動手的實踐能力。教育部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)指出，中小學(xué)學(xué)生具有較強創(chuàng)新欲望和創(chuàng)造潛力，他們是未來創(chuàng)新的主體。學(xué)校要普遍推廣、建立科技實驗室，有條件的學(xué)校要建立創(chuàng)新實驗室或“做中學(xué)”實驗室，并向全體學(xué)生開放，讓學(xué)生有動手實驗的條件。
建立現(xiàn)代科技實驗室的目的是將學(xué)生置于科學(xué)前沿的環(huán)境中，擴展他們的眼界，提高對未來高科技工作環(huán)境的適應(yīng)力，點燃對科研的興趣。對于創(chuàng)新實驗室在課程中的功能，我們認為至少有以下三點： 為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法提供載體、為學(xué)生開展課題研究提供載體和為學(xué)生想象、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)提供載體。
4、應(yīng)用信息技術(shù)，整合常規(guī)實驗儀器
推進信息技術(shù)與中小學(xué)其它學(xué)科課程的整合，是我國面向21世紀(jì)基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的新視點。以多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的信息技術(shù)與中小學(xué)常規(guī)實驗儀器整合，使其具有科學(xué)探究功能，構(gòu)造相應(yīng)的自主探究的實驗環(huán)境。例如，南師大蘇威爾公司研制的物理分組實驗--數(shù)字實驗系統(tǒng)平臺，就是用傳感器獲取信息，經(jīng)數(shù)據(jù)采集器由計算機對信息進行數(shù)據(jù)和圖形處理的數(shù)字實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以整合20多種中學(xué)物理常規(guī)實驗儀器，也可整合其它學(xué)科的常規(guī)實驗儀器。
5、按學(xué)科或按功能建立科學(xué)探究實驗室
（1）中學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)探究實驗室
中學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)探究實驗室可分為五部分：包括數(shù)學(xué)史長廊、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、經(jīng)典數(shù)學(xué)、趣味數(shù)學(xué)、計算機與數(shù)學(xué)的應(yīng)用，一般配置40多個實驗儀器。
建立中學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)探究實驗室的研究是一個新課題，廣東省已有3個學(xué)校要求我們幫助他們建立中學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)探究實驗室。
（2）中學(xué)物理科學(xué)探究實驗室
（3）中學(xué)化學(xué)科學(xué)探究實驗室
（4）中學(xué)生物科學(xué)探究實驗室
。。。。。。。
（5）機器人科學(xué)探究實驗室


6、建立室外科學(xué)宮
有的學(xué)校實驗場地比較緊，可以精心選擇一些科學(xué)探究實驗儀器，作為校園景點，成為室外開放式實驗場地。
7、21世紀(jì)的實驗室--功能教室
在國外，已在部分國家產(chǎn)生深刻影響的道爾頓學(xué)校的教育模式，首先提出了以實驗室代替教室，形成功能教室。在明確學(xué)生長期的學(xué)習(xí)任務(wù)的情況下，充分相信學(xué)生的天性是好奇和好學(xué)的，從而創(chuàng)建適合學(xué)生個性發(fā)揮的功能教室。用功能教室代替教室，允許學(xué)生依興趣選擇課程，在功能教室里主動地探索知識，解決問題。當(dāng)然，也有共同學(xué)習(xí)的課堂，但那與其說是上課，不如說是講座和討論更合適。此種意義上的功能教室及其裝備正是我們要研究的課題內(nèi)涵。學(xué)校應(yīng)該教授給學(xué)生思考的習(xí)慣及研究和調(diào)查的技巧，使他們成長為未來世界無畏的開創(chuàng)者。
8、積極與高校合作，高起點，高水平自制和推廣應(yīng)用科學(xué)探究實驗儀器
高等學(xué)校在教育研究、教育創(chuàng)新方面的優(yōu)勢都是非常明顯的。1997年以來，南京師范大學(xué)承擔(dān)教育部“高等師范教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃”和 “新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程”等各類教育教學(xué)改革研究項目30多項，30多位老師參加了國家新課程標(biāo)準(zhǔn)的制定和新教材的編寫工作。依托學(xué)校各方面的教育資源，南師大研制了一系列科學(xué)探究實驗儀器，這些儀器遵循了學(xué)生的認知規(guī)律，滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要，解決了老師如何教，學(xué)生如何學(xué)的問題，有利于學(xué)生掌握研究方法，掌握書本知識，培養(yǎng)科學(xué)探究能力以及形成科學(xué)價值觀
9、開展科學(xué)探究實驗課題研究，建立科學(xué)探究實驗基地
我校已在教育廳和國家有關(guān)部門申報了開展科學(xué)探究實驗課題，希望有興趣的學(xué)校參加課題研究，承擔(dān)相應(yīng)的子課題。子課題研究比較好的學(xué)校，可以申請成為南京師范大學(xué)科學(xué)探究實驗基地或教育部基礎(chǔ)教育課程改革南京師范大學(xué)研究中心科學(xué)探究實驗基地。我們認為通過課題的研究，學(xué)校將會有很大的收益。
（1）通過課題的研究，可以進一步提高參與學(xué)校的知名度。
（2） 通過課題的研究，進一步提高學(xué)校的辦學(xué)水平。
（3） 通過課題的研究，進一步提高教師水平
（4）通過課題的研究，進一步了解國內(nèi)外課程資源研究與利用狀況，加快與國際接軌。
（5） 通過課題的研究，建立豐富的課程資源中心。
（6）通過課題的研究，加強與南京師范大學(xué)等高校的合作。
八、科學(xué)探究實驗儀器應(yīng)具有的功能與特點
南京師范大學(xué)課程資源研究所研制的科學(xué)探究實驗儀器具有以下功能與特點：
1、有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2、有利于分組實驗，合作交流。
3、方便于研究性學(xué)習(xí)的開展。
4、可以提高學(xué)生的動手實踐能力。
5、具有趣味性。
6、具有科學(xué)性和指向性。
7、具有真實性、簡易性和穩(wěn)定性。
8、具有安全性。
謝謝！

展開更多......

收起↑