如何提高小学科学课演示实验的有效性

小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，学生科学素养的高低直接影响相关课程的学习和将来的生活质量。在积极推进和全面实施素质教育的今天，科学课的大部分知识是要求学生动手实验去发现、理解、运用的。实验是学好科学的重要手段之一。通过实验，可以激发学生爱科学的情感，有效的训练学生的思维，提高学生的科学素养，发展学生的能力。那么，作为一名小学科学教师，怎样才能提高科学实验的有效性呢

一、做好课前准备

1教师的准备：教师在实验之前要做好充分的准备，首先教师要熟练的把握教材，明确实验目的，做好相关器材的准备，课前教师要试做一遍，并为可能出现的问题准备好弥补方案，设计好实验记录表，如：四年级的《物体的传声》实例设计:

① 我们的实验：研究声音在水中能否传播。

② 我们的猜想:能。

③ 我们的探究方案：把小金鱼放在水中，周围用纸挡住它的视线，—同学在玻璃缸旁大声击掌。

④ 我们看到的现象:

⑤ 我们对现象的解释:

⑥ 我们的实验结论:

⑦ 我们的新问题:

2 学生的准备：①让学生明确实验内容，要求学生搜集好第一手资料，引导和教会学生在试验中观察、测量、记录、统计和做统计图表的方法。②引导学生在着手解决问题前先思考行动计划，包括大胆推测可能出现的结论、制定实验步骤、选择方法、准备好相应的器材，设计好相应的表格和设想安全措施等。

二、激发学生参与实验的兴趣

1、创设情境，激发学生的实验兴趣

创新教学情境的目的是根据小学生的身心特点、认知规律，帮助他们建立一个有利于学习的心理环境和认知环境，使他们在良好的心理环境和认知环境中产生对科学学习的需要，激发起学习探究的热情，调动起参与学习的兴趣，良好的教学情境就像一个“磁场”，它吸引着学生进入一个充满问题、充满思考和探究的科学世界。如在教学六年级的《杠杆的科学》时，教师让学生上台进行演示：先让学生运用省力杠杆很容易将一捆作业本撬起来，然后教师改变支点，变成费力杠杆，再让这位学生撬起这捆作业本，这时他会感到非常吃力，甚至撬不动。让学生说出其缘由，引入本课的学习，这样激起了学生的学习兴趣，产生了探究的欲望。

2、巧设悬念，促使学生去实验

悬念是对一个问题还没有得到答案的“紧张与期待的心情”，它是学生对新知识的兴趣来源。我们在教学中要抓住小学生的心理特征及认识规律，结合学科特点，巧设悬念，诱发学生学习兴趣，使学生产生强烈的实验愿望。

三、关注实验过程的有效性

1 明确实验目的

实验切忌毫无目的，随心所欲，实验的最终目的是为教学服务的，为的是在实验过程中发现规律，理解规律，从而掌握规律。在教学《我们周围的空气》一课中，证明空气存在的实验，无论是利用吹大的塑料袋钉个洞来吹动小纸条，还是利用吹大的塑料袋钉个洞放到水里，让水冒出小泡，都是为了说明空气是存在的。如果只是为实验而实验，没有明确的目的性，只会让学生浮于实验过程与表面现象，是不会获得科学知识的。

2 明确观察任务

在实验前教师要使学生明确观察任务，再根据具体的实验提出观察要求。学生在观察实验时，如果教师不加指导或指导不明确，学生往往会出现无目的、漫不经心地观察情况，他们常常只是注意那些感觉新奇或有强烈刺激的现象，而放过实验目的所要求观察的主要内容。这就需要教师去引导、去帮助，所以教师要提醒学生运用一切感觉器官去全面观察。一是用眼、科学地看，时刻提醒学生注意用眼观察每一个微小的地方，每一步细小的变化。二是用手摸、用耳听、用鼻闻，在确保安全的前提下用嘴尝，借用工具观察等等，这就是科学地听，科学地做，它能帮助学生更全面的感知事物。

3 实验的规范性

课前教师要试做实验，要做到心中有数，做到实验的设计科学有效，全强地设计操作过程，选定基本的实验方法，注意编定具体的操作细节，设计要合理规范、切实可行。演示实验仪器要做到可见度大，实验现象清晰可辨。在日常课堂演示实验中，教师的一举一动都会成为学生独立操作的依据和榜样，对学生的实验技能操作起着示范作用。教师应严格按实验基本知识要求进行实验操作，不仅要做到有条不紊，还要注意科学实验的严谨性。如教学温度计的使用方法时，手拿温度计的上端，且要拿稳，读数时，视线与温度计的液面持平；在液柱停止上升或下降时再读数时，尽量屏住呼吸，因为呼出的热气能使温度计中的液柱上升，影响测量的准确性。这样让学生养成规范的科学实验的习惯。

4 注意小组合作实验的有序性

小组合作实验能充分调动学生的实验兴趣，让学生人人参与到实验中去，教师要注意正确引导和调控：①指导合作学习小组如何分配实验任务、实验角色。②指导小组成员学会倾听同伴发言的情况下向同伴提问或提出自己的看法。③指导小组成员学会共用讨论、相互讨论、相互交流。④指导合作学习小组如何协调小组成员的分歧，归纳小组成员的观点，这样有助于学生科学知识的共用增长。

四、激励学生搞好探究活动

科学探究既是学生学习的目标，又是学生的学习方式。让学生体验学习科学的兴趣，增长探究的能力，逐步形成实事求是、善于质凝，勇于探索的科学态度。让学生积极参与科技小制作活动，自制标本展橱，开展课外观察实验、栽培、饲养、小制作、小发明、小课题研究、科学知识竞赛等实践活动，让学生将所学的知识运用到生活实践中去，达到学以致用的目的。

总之，小学科学实验教学，是科学教学的重要组成部分。作为一名科学教师，应努力提高小学科学实验的有效性，才能真正地提高科学质量，真正地实施素质教育。

由分析可知，先天性行为是指动物一出生就有的一种行为方式，是动物的一种本能，由体内的遗传物质决定的．学习行为是动物出生后在成长的过程中通过环境因素的影响，由生活经验和“学习”逐渐建立起来的，是在先天性行为的基础上建立的一种新的行为活动，如果将小鸭放在一只猫的周围并放母鸭的录音，小鸭就认为猫是它们的母亲．

故选：D．

　　对于中学生来说，科学素养是指学生在接受一定的科学知识的过程中所形成的适应社会发展和人类自身完善所需要的基本品质和能力。著名化学家戴安邦教授指出：“化学教学既传授化学知识和技术，更训练科学方法和思维，还培养科学精神和品德。”因此，在化学教学过程中，要根据化学学科的特点和学生的实际情况，优化课堂教学，精心设计教学过程，突出趣味性、全体性、全面性、探究性、过程性、实践性，让学生直接感受和体验，探究和发现。就化学学科特点而言，为了做到以上几方面，我们应从以下几点着手：

一、适时鼓励，激发情感

在化学教学中,教师应该加强鼓励性教育。在教学过程中,适时对学生进行鼓励性的评价,是激发学生情感的关键性措施。在学生获得成功时,及时进行鼓励性评价,使学生及时体验到成功的喜悦,认识自己的能力和价值,并将价值进一步观念化,进而转化为获得成功的动力。相反，在学生失败时,帮助学生在失败中挖掘积极因素并且寻求失败的原因,更要及时进行鼓励性评价,使学生体验到温暖,认识自己具有的能力、不足和教训,进一步激励学生的情感,争取获得成功。尤其是教师对待差生的态度直接制约着他们的情感培养。教师应该在全面了解学生的过程中,分析、思考差生学习差的原因，对他们进行适当的鼓励教育,以使其尽快走出失败的阴影。

在情感教学中,实施尊重、信任学生的原则,适时加强鼓励是沟通师生情感的桥梁,激发学生情感的基础,尤其针对学生苦学、厌学现象,更要发挥鼓励的动力功能,激发学生的情感,增强教学内容和方法的情趣,提高教学艺术,引导学生体验积极的情感,使苦学、厌学的现状转化为“乐学”“好学”。因此作为一名化学教师,不但要有渊博的知识,还要有一颗热爱学生的心,关心他们,爱护他们,鼓励他们,使他们树立学习的信心,战胜困难,这就要求教师要真正地成为学生的良师益友,使学生对教师产生信赖感，从心理上接纳教师,在行动上接近教师。

二、情理兼顾，培养情感

在教学过程中进行情感教育最根本的途径是教师用爱心和真诚感人、育情,情之感人往往超过理之化人。教师应该善于将深厚的情感传递给每一个学生。为此,首先,要建立民主和谐的师生关系。心理学调查表明,积极的师生关系促进教育教学活动的开展。学生在学习中需要满足交往、沟通、探索的欲望,教师应该尊重学生在教学中的主体地位,积极为学生提供交往、沟通和探索的机会。例如,在化学教学中,可以多给学生动手实验的机会,让他们在实践中主动发现问题、解决问题。在讨论和辩论时,让学生据理力争,充分发表自己的见解,促使他们在相互交流中达到启迪思路、发展思维,动情、晓理、端行。教师要尽力做到对学生不指责、不呵斥、不急躁,多给予热情鼓励和引导。这样,学生就会“亲其师而信其道”,更加热爱学习。其次,在课堂上,教师要以富有情感、生动形象的语言,点燃学生兴趣的火花,激起学生的学习热情,让学生感到教学内容生动有趣。

三、贴近学生生活,联系社会实际,激发学生的学习兴趣

化学是一门实践性很强的自然学科。在学生的社会生活中,化学物质、化学现象、化学变化无时不在,无处不在。在化学教学中,从学生身边熟悉的现象入手,寻找新的视角和切入点,引导他们发现问题,展开探究以获得有关的知识和经验,使他们感受身边的化学物质和化学变化,增强学习的兴趣,加深他们对化学知识在生活实际中应用的认识。例如，水是学生生活中熟悉的物质,在水的教学中,可以引导学生从化学的视角出发认识生活中的水,探究水的组成和性质,了解水的污染和污染源,了解保护水资源的途径和措施等。

化学也是一门实用性很强的自然学科。人们生活所需的衣、食、住、行、用等都离不开化学。因此,化学教学只有密切地与生产、生活联系,树立应用的意识,使学生觉得学有所得、学有所用,才能激发学生的学习兴趣,提高学生创新地应用化学知识来解决实际问题的能力。从学生熟悉的与人类的生存息息相关的方面引入问题,学生就产生强烈的探究兴趣,随着问题的不断解决,学生的成功感不断增加,又诱发了他们的创造兴趣。学生将始终处于主动学习的境地。

四、注重科学的教育方法,积极开展科学探究,培养学生的探究能力

科学方法是指人们对客观事物进行探索的各种方法,学生掌握了科学方法,就能更快地获得知识,更透彻地理解知识,学生一旦将科学方法内化为自己的思想方式就能促进智力的发展。因而必须彻底摒弃“满堂灌”“注入式”的教学方式，运用“引导—探究”的教学方法,积极开展科学探究活动,通过科学探究,可以使学生在获得化学知识和技能的同时,受到科学方法的训练,体验探究的乐趣,形成和发展探究能力。

自主学习是科学探究的重要特征。因此,充分调动学生的探究积极性,培养和提高学生的探究兴趣尤为重要。在教学中引导学生主动发现和提出问题,并通过积极的探究解决问题。例如，将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻棒互相靠近,出现空中生烟的奇景，引导学生在感叹实验现象的同时,思考“为什么出现这样的景象”的问题,激发学生进一步探究的兴趣和欲望。

总之，在化学教育教学过程中，尊重学生的情感，充分掌握学生的身心特点和产生的情感，充分发挥学生的非智力因素，培养和发展学生科学素养，将会收到良好的教育教学效果。

人们期盼着能拥有并使用更为人性化和智能化的计算机。在人机交互中，从人操作计算机，变为计算机辅助人；从人围着计算机转，变为计算机围着人转；计算机从认知型，变为直觉型。显然，为实现这些转变，人机交互中的计算机应具有情感能力。情感计算研究就是试图创建一种能感知、识别和理解人的情感，并能针对人的情感做出智能、灵敏、友好反应的计算系统。

情感被用来表示各种不同的内心体验（如情绪、心境和偏好），情绪被用来表示非常短暂但强烈的内心体验，而心境或状态则被用来描述强度低但持久的内心体验。情感是人与环境之间某种关系的维持或改变，当客观事物或情境与人的需要和愿望符合时会引起人积极肯定的情感，而不符合时则会引起人消极否定的情感。

情感具有三种成分：⑴主观体验，即个体对不同情感状态的自我感受；⑵外部表现，即表情，在情感状态发生时身体各部分的动作量化形式。表情包括面部表情（面部肌肉变化所组成的模式）、姿态表情（身体其他部分的表情动作）和语调表情（言语的声调、节奏、速度等方面的变化）；⑶生理唤醒，即情感产生的生理反应，是一种生理的激活水平，具有不同的反应模式。

概括而言，情感的重要作用主要表现在四个方面：情感是人适应生存的心理工具，能激发心理活动和行为的动机，是心理活动的组织者，也是人际通信交流的重要手段。从生物进化的角度我们可以把人的情绪分为基本情绪和复杂情绪。基本情绪是先天的，具有独立的神经生理机制、内部体验和外部表现，以及不同的适应功能。人有五种基本情绪，它们分别是当前目标取得进展时的快乐，自我保护的目标受到威胁时的焦虑，当前目标不能实现时的悲伤，当前目标受挫或遭遇阻碍时的愤怒，以及与味觉（味道）目标相违背的厌恶。而复杂情绪则是由基本情绪的不同组合派生出来的。

情感测量包括对情感维度、表情和生理指标三种成分的测量。例如，我们要确定一个人的焦虑水平，可以使用问卷测量其主观感受，通过记录和分析面部肌肉活动测量其面部表情，并用血压计测量血压，对血液样本进行化验，检测血液中肾上腺素水平等。

确定情感维度对情感测量有重要意义，因为只有确定了情感维度，才能对情感体验做出较为准确的评估。情感维度具有两极性，例如，情感的激动性可分为激动和平静两极，激动指的是一种强烈的、外显的情感状态，而平静指的是一种平稳安静的情感状态。心理学的情感维度理论认为，几个维度组成的空间包括了人类所有的情感。但是，情感究竟是二维，三维，还是四维，研究者们并未达成共识。情感的二维理论认为，情感有两个重要维度：⑴愉悦度（也有人提出用趋近-逃避来代替愉悦度）；⑵激活度，即与情感状态相联系的机体能量的程度。研究发现，惊反射可用做测量愉悦度的生理指标，而皮肤电反应可用做测量唤醒度的生理指标。

在人机交互研究中已使用过很多种生理指标，例如，皮质醇水平、心率、血压、呼吸、皮肤电活动、掌汗、瞳孔直径、事件相关电位、脑电EEG等。生理指标的记录需要特定的设备和技术，在进行测量时，研究者有时很难分离各种混淆因素对所记录的生理指标的影响。情感计算研究的内容包括三维空间中动态情感信息的实时获取与建模，基于多模态和动态时序特征的情感识别与理解，及其信息融合的理论与方法，情感的自动生成理论及面向多模态的情感表达，以及基于生理和行为特征的大规模动态情感数据资源库的建立等。

欧洲和美国的各大信息技术实验室正加紧进行情感计算系统的研究。剑桥大学、麻省理工学院、飞利浦公司等通过实施“环境智能”、“环境识别”、“智能家庭”等科研项目来开辟这一领域。例如，麻省理工学院媒体实验室的情感计算小组研制的情感计算系统，通过记录人面部表情的摄像机和连接在人身体上的生物传感器来收集数据，然后由一个“情感助理”来调节程序以识别人的情感。如果你对电视讲座的一段内容表现出困惑，情感助理会重放该片段或者给予解释。麻省理工学院“氧工程”的研究人员和比利时IMEC的一个工作小组认为，开发出一种整合各种应用技术的“瑞士军刀”可能是提供移动情感计算服务的关键。而目前国内的情感计算研究重点在于，通过各种传感器获取由人的情感所引起的生理及行为特征信号，建立“情感模型”，从而创建个人情感计算系统。研究内容主要包括脸部表情处理、情感计算建模方法、情感语音处理、姿态处理、情感分析、自然人机界面、情感机器人等。

情境化是人机交互研究中的新热点。自然和谐的智能化的人机界面的沟通能力特征包括：⑴自然沟通：能看，能听，能说，能触摸；⑵主动沟通：有预期，会提问，并及时调整；⑶有效沟通：对情境的变化敏感，理解用户的情绪和意图，对不同用户、不同环境、不同任务给予不同反馈和支持。而实现这些特征在很大程度上依赖于心理科学和认知科学对人的智能和情感研究所取得的新进展。我们需要知道人是如何感知环境的，人会产生什么样的情感和意图，人如何做出恰当的反应，从而帮助计算机正确感知环境，理解用户的情感和意图，并做出合适反应。因此，人机界面的“智能”不仅应有高的认知智力，也应有高的情绪智力，从而有效地解决人机交互中的情境感知问题、情感与意图的产生与理解问题，以及反应应对问题。

显然，情感交流是一个复杂的过程，不仅受时间、地点、环境、人物对象和经历的影响，而且有表情、语言、动作或身体的接触。在人机交互中，计算机需要捕捉关键信息，觉察人的情感变化，形成预期，进行调整，并做出反应。例如，通过对不同类型的用户建模（例如，操作方式、表情特点、态度喜好、认知风格、知识背景等），以识别用户的情感状态，利用有效的线索选择合适的用户模型（例如，根据可能的用户模型主动提供相应有效信息的预期），并以适合当前类型用户的方式呈现信息（例如，呈现方式、操作方式、与知识背景有关的决策支持等）;在对当前的操作做出即时反馈的同时，还要对情感变化背后的意图形成新的预期，并激活相应的数据库，及时主动地提供用户需要的新信息。

情感计算是一个高度综合化的技术领域。通过计算科学与心理科学、认知科学的结合，研究人与人交互、人与计算机交互过程中的情感特点，设计具有情感反馈的人机交互环境，将有可能实现人与计算机的情感交互。迄今为止，有关研究已在人脸表情、姿态分析、语音的情感识别和表达方面取得了一定的进展。

目前情感计算研究面临的挑战仍是多方面的：⑴情感信息的获取与建模，例如，细致和准确的情感信息获取、描述及参数化建模，海量的情感数据资源库，多特征融合的情感计算理论模型；⑵情感识别与理解，例如，多模态的情感识别和理解；⑶情感表达，例如，多模态的情感表达（图像、语音、生理特征等），自然场景对生理和行为特征的影响；⑷自然和谐的人性化和智能化的人机交互的实现，例如，情感计算系统需要将大量广泛分布的数据整合，然后再以个性化的方式呈现给每个用户。

情感计算有广泛的应用前景。计算机通过对人类的情感进行获取、分类、识别和响应，进而帮助使用者获得高效而又亲切的感觉，并有效减轻人们使用电脑的挫败感，甚至帮助人们理解自己和他人的情感世界。计算机的情感化设计能帮助我们增加使用设备的安全性，使经验人性化，使计算机作为媒介进行学习的功能达到最佳化。在信息检索中，通过情感分析的概念解析功能，可以提高智能信息检索的精度和效率。

展望现代科技的潜力，我们预期在未来的世界中将可能会充满运作良好、操作容易、甚至具有情感特点的计算机。