体验式学习在小学《科学》教学中的地位和作用

第一篇：体验式学习在小学《科学》教学中的地位和作用

*小学《科学》教学论文*

上好小学《科学》课关键是让学生体验生活

小学《科学》课是衔接初中课程的基础要素，而初中又是衔接小学和高中的一个桥梁，因此，良好的小学《科学》学习方法是掌握科学要素的重要基础。

学习，一般指个体经验的获得及行为变化的过程。体验，指学习者通过时间来认识事物。生活，来自小学生的课堂教育、家庭、社会感受。想象，是小学生在课堂上、体验生活当中思维能力得到提升的过程。小学《科学》课是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，因此，小学《科学》课必须呵护儿童与生俱来的好奇心，兴趣和求知欲。

科学素养是知识、技能、态度的综合体，无法像知识那样直接“教”给学生，是一种科学生活的亲身感受、体验并内化的复杂产物。由于小学生的身心发展特点有别于青少年和成人，儿童是以“直观”形式来学习而不是靠“原理”来表达。在课堂上，小学生总是对尝试、想象、寻找缘由、追根问底特别感兴趣。

小学《科学》课是培养学生的创造能力为目的，而创造来源于生活，想象也来源于生活，知识也来源于生活。五年的《小学》科学教学经验告诉我，《小学》科学课的授课必须遵循：学习（体验、生活）——想象（灵感）——结论——知识——创造的教学程序。如果以科学“原理”为主的讲授方式上课，对教科书一字不漏地照本宣读，首先学生难以理解这样抽象的知识，因此，引发了心烦意乱的头脑，不愿意听课、头脑开小差、搞小动作的现象层出不穷。

为了提高教学效果，我先后运用了“LED抢答器”在课堂上针对一些容易开小差的同学进行“归顺”处理，大大地提高了这部分同学的学习积极性。第二步，把教学内容集中在课堂的实验上，把要讲的知识，都通过实验得出结论，最后成为学生自己的知识。这样一来，近80人的课堂简直“疯”了起来，大家都抢着回答问题，一些同学还想通过“走后门”得到回答问题的机会。开小差的、打闹的、不听课的少多了。同时，我还鼓励全体同学，只要想到的就可以回答，充分发挥全体同学的想象力和积极性。回答错的同学他们不甘落后，回答对的他们更加踊跃，课堂一直保持在积极向上、团结共勉的气氛中。

因此，小学《科学》的授课，如果按部就班，一字不漏地照本宣读，带来的后果犹如蜻蜓点水，起不到学习迁移的作用。应以实验为主，从实验中引导出科学知识才有利于小学课堂教学。

第二篇：体验式学习在小学科学课中的地位

体验式学习在小学《科学》教学中的地位和作用

学习，一般指个体经验的获得及行为变化的过程。体验，指学习者通过时间来认识事物，在亲身经历的学习与探究活动中获得情绪感受，融入自身的经验之中，并对原有经验发生影响，是影响学习者情感、态度和价值观的重要活动。体验式学习泛指学习者亲身介入实践活动，通过认知、体验和感悟，在实践过程中获得新的知识、技能、态度的方法。常见的体验式学习方法有 “探究活动”、“情 景模拟”、“参观调查”、“角色扮演”（如师范生的教育实习活动）和“实验制作”等等。

一、体验式学习是小学生学习科学的主要学习方式

小学《科学》课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养作为公民素养中一重要组成部分，主要包括必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理解，科学的态度与价值观，以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。科学素养的形成是长期的，但早期的科学教育将对一个人科学素养的形成起决定性作用，尤其是科学的思维方式和对科学的态度与价值观。小学《科学》课程必须呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们对科学的兴趣和求知欲，引领他们学习与周围世界有关的科学知识，帮助他们体验科学活动的过程和方法，使他们了解科学、技术与社会的关系，乐于与人合作，与环境和谐相处，丰富生活，发 展个性，开发创造潜能，为终身学习和全面发展打下基础。

科学素养是知识、技能、态度的综合体，无法像知识那样直接“教”给学生，它是个体与社会文化融合、再创造的结果，是个体在社会化的过程中对科学活动、科学生活的感受、体验并内化的复杂产物。小学生的身心发展特点使他们学习的特点有别于成人甚至于青少年，儿童通过“直观”而不是通过“原理”来学习，通过生活经验的积累来学习。心理学研究表明，对于儿童，态度的形成需要实践的过程，技能的形成需要反复的模仿练习，而知识的获取主要通过感性经验的积累。因此，体验式学习应该作为培养小学生科学素养的主要途径。孩子乐于尝试，乐于想象，乐于寻找缘由。知识只有由学生自己构造出来的才对他们有意义，才变得可以理解。有效的科学教育，应根据经过系统研究并认真验证和亲身体验的 学习原则进行。

随着对“科学”认识的不断深入和对“科学教育”理解的不断成熟，国际上科学启蒙课程大多包含科学探究、科学知识和情感-态度-价值观等领域的内容。这三个领域的课程目标的落实与具体化，都必须通过体验式学习来实现，并且在具体的体验式学习中有机的整合：以科学知识为探究对象，以科学探究为情感、态度、价值观体验、成长的载体。以“科学探究”为例，它包含着“认识科学探究——提出问题——猜想假设预测——制定计划——搜集整理信息——思考与 结论——表达与交流”一系列实践与体验过程，如体验工具的有效性、体验证据在科学探究中的重要性。

基础教育课程改革对教师最突出的教育能力要求，是根据国家基础教育课程改革纲要精神和具体的课程内容标准，针对学生的实际，设计具体的课程，开展有利于每位学生发展的教育实践。对“课程”的理解和对“课程”的驾驭，对职前缺乏课程理论学习，长期不甚了解课程理论发展前沿动态，教学只钻研教法很少涉及课程设计的小学教师是一个迫切需要解决的难题。怎样解决？理解需要通过思考的参与，领悟则通过动作或行为来认识事物和原理。理论的学习与研究是必要的，在此指导下的体验式教育实验、教育实践更具不可替代的地位和优势。由实践检验的理论才有推广应用的可能，理论经过实践检验和针对具体教育条件 的本土化、特色化，将发展得更为成熟、更具生命力。

小学课程内容应从小学生原有经验出发，选择最必要的基础科学知识和基本技能，选择具有时代感和社会普遍关注的有关内容，选择具有综合性、关联性的内容，以便于学生体验、理解，有利于学生亲历科学学习过程，有利于培养学生的情感、态度、价值观。以《科学》为例，新的课程标准围绕着“科学探究”、“情感、态度、价值观”、“生命世界”、“物质世界”、“地球与宇宙”内容标准，在学习中以具体的专题综合地体现。课程目标不仅有知识和技能的目标，还增加了体验性目标，它分为经历（感受）、反映（认同）、领悟（内化），强调 “操作”、“实践”、“考察”、“调查”活动，重视学生的直接经验，鼓励学生对教科书自我解读、自我理解，尊重学生的个人感受和独特见解。基础教育新课程强调体验性学习，即用自己的身体去亲身经历，用自己的心灵去感悟，这不仅是理解知识的需要，更是激发学生生命活力、促进学生成长的需要。

二、体验式学习是小学科学课教师专业成长的重要途径 ㈠体验式学习有利于小学科学课教师研究性学习动机的激发

学习行为一般由学习动机引起的，学习动机是学习需要的一种重要的表现形态，它包括学生的学习意图、学习愿望（求知欲）、学习兴趣等需要成分。学习兴趣是在学习活动中产生的，是学习动机中最现实的和最活跃的因素。兴趣是一种力求探究某种事物，并带有强烈情绪色彩的心理倾向，它使学习活动变得积极、主动，并富有成效。激发学习者的学习兴趣是促使他们积极地进行学习的一个重要方式。小学科学课教师针对教学实际、专业成长的在职学习，无论是自发性的，还是“政策、校规”使然，以研究性学习成效最大。研究性学习的特点是主要围绕问题（或专题、课题）的提出和解决来组织学习活动，重视结果，更注重学习过程及学习者在学习过程中的感受与体验，并能使他们从新的体验中获得启迪,即具有解决问题的性质，因此深受小学教师的欢迎。体验式学习强调学习者切身体验的介入,体验的深入使提出的“问题”切实教育实际、反映教育改革的前沿热点、难点。“问题”的解决、突破有利于教学水平的提高，实效性强，进一步 激发小学科学课教师研究性学习的主动性和积极性，两者相得益彰，互相辉映。

㈡体验式学习有利于小学科学课教师专业知识技能学习的迁移，从而建构有 个人风格的教学理论与实践体系迁移广泛存在于各种知识、技能、行为规范中。学习迁移是指一种学习对另一种学习的影响或习得的经验对完成其他活动的影响。迁移对于解决问题的能力具有直接的促进作用。迁移是习得的经验得以概括化、系统化的有效途径，是能力与品德形成的关键环节。首先，在学校情境中，大部分的问题解决是通过迁移来实现的，迁移是学生进行问题解决的一种具体表现，小学科学课教师职前学习的许多课程都需要不同方面、不同程度的体验式学习进行学习迁移。其次，学习的最终目的并不是将知识经验储存与头脑中，而是要应用于各种不同的实际情境中，解决未来小学教学现实中的各种问题。小学科学课教师职前学习（尤其是教育实习之前）学习的教育理论、专业知识技能，在与实际教学实践结合之前，只能被称为“准教育能力”，只有通过广泛的迁移，原有的“准教育能力”才能成为“教育经验”；只有通过广泛的迁移，经验才得以改造，才能够概括化、系统化，使原有的经验结构更为完善、充实，不断整合为稳定的心理调节机制，从而广泛、有效地调节个体的活动，解决实际的问题。因此，体验式学习，尤其指教育实习和走上具体教学岗位后的教学实践，是一名小学科学课教师“准教育能力”的迁移、整合，从而建构有个人风格的教学理论与实践体系，教育能力走向成熟的重要环节。

㈢体验式学习有利于小学科学课教师科学教育观的养成

情感的体验对每个人人生观、世界观的形成有深远的影响，尤其是童年时代。小学科学课教师的科学教育观影响他们的教育实践，从而在很大程度上影响了小学生的人生观、世界观，尤其是对待自然的态度、对待科学的态度、对待科学学习的态度、对待生命的态度，对待他人的态度。教师的态度影响着小学生学习科学的积极性和自信心。因此，每位教师的道德养成、教育观念的锤炼对社会对良知是一份沉甸甸的责任。有表及里的道德观、教育观教育是有效的；由体验、感悟、内化而形成的道德观、教育观是牢固、可靠的；由内而外的道德操守、教育行动是真实、稳定的。体验式学习以无可比拟的情感优势，成为小学科学课教 师科学教育养成的最重要方式。

三、必须在小学科学教师职前、职后教育的课程中加强体验性学习

小学科学课教师职前、职后教育的课程目标主要是：培养小学教师自身科学文化素养和进行小学科学教育能力。职后教育包括以提高学历、获取专业课程教师资格证书为主要目标的继续教育和为获取最新科学教育思想和优化教学模式的主题式在职学习。大多数小学教师工作繁忙，在职学习的机会少、时间有限，因此要求继续教育目的明确、针对性强。而继续教育的成效高低，取决于继续教育课程与教师们已有的经验及面临问题的相关程度。因此继续教育课程必须介入 学习者的切身体验,并能使他们从新的体验中获得启迪,即具有解决问题的性质。

无论是职前教育还是以提高学历、获取专业课程教师资格证书为主要目标的继续教育，都必须以小学教育的从业教育作为一个全新的、完整的专业，去构架这一专业的培养模式，并进而去设计整个专业的课程设置方案。其专业课就不应该是传统教育学专业、培养中学教师的师范专业等课程的简单移植或删繁就简，而是按照高学历小学教师的培养目标和培养规格的新要求，在重新设计各门课程标准和编写教材的基础上，对这一专业的课程体系实现全新的整合，这也是成功地建立小学教育专业的真正难点之所在。如何设计切合小学教育发展、真正对小学教师有提高、借鉴、开拓视野作用的课程标准？如何编写有切实指导意义的教材？如何对这一专业的课程体系实现全新的整合？体验式学习对研究小学教育的理论工作者、承担培养小学教师重担的师范院校、教育学院的老师们而言，更是不可或缺的重要研究、实践方法。实践是检验真理的唯一标准，只有将教育理 论、教育模式与真实的教育实践相结合，重视现实又不囿于现实，才能实现“用书教”转变为“用课程标准教”的转变。

科学教育课程中，预备教师和现职教师都必须上一些通过探究活动来学科学的科学课，使自己有机会像他们的学生那样来扩大自己的认识能力。①科学教育实验室的建设，不应简单照搬理科具体学科的实验设置，应体现综合性，并且成为预备教师和现职教师根据具体的科学课程内容标准而自行设计科学实验、科技活动，开发教学、实验资源，获取科学教育信息资讯的重要场所。小学教育专业课程设置应包括本体性知识（即普通知识）、条件性知识（即教育教学专业知识）和实践性知识。杜威早就指出，教师的本体性知识不同于科学家，需要将其“心理学化”，以学生易于理解和接受的方式传递给学生，并帮助学生将知识“内化”，教育教学专业的知识必须由教育教学活动中解决具体问题的知识来整合，使其内化为教师自己的专业素质。高效的科学教师要具备这样一种特殊的知识，它能把教师对学习、教学、课程和学生的了解与对科学的理解结合起来，这种独特形式的知识主要通过职前和在职期间的学习体验发展起来。教育见习与实习是未来的小学科学课教师职前学习中集中、综合性的体验式学习阶段，可以有机结合专题和具体课程，“零敲散打”地使用，并提前开展，贯穿职前学习的中后阶段。学业后期可以采用“混合编队”教育实习模式，即由高师院校的小学教育专业学生和音乐、美术、体育、英语、计算机、电教等其他专业有志于小学教育专业并修完小学教育理论课程的学生组成一支10余人的实习队，到一所小学实习，并完全委托该校全面、全程地指导实习工作的实习模式。理论的有效迁移来自于体验。如果人才的基础不能转化为实际的应用，基础再好也没有价值。有些学校的具体课程往往以概论的方式开出，学生学过之后如蜻蜓点水，起不到学习迁移的作用。②师范教育小学教育专业中同样存在着这些痼疾，甚至于基本照搬本已驾轻就熟的学科教育的课程模式，仅对某些课程的教学内容略作删繁就简。因此，在具体的课程中，即使内容“拥挤”课时紧张，教师也要尽可能地选择有代表性、典型性的知识点加以联系实际、结合其他学科研究成果“纵深”地讲解，让学生理清内容体系，触类旁通，领会学习方法，体验课程内容的现实作用与意义。

摘自小学科学探究网

第三篇：浅谈体验式学习在小学科学教学中的应用

谈谈体验式学习在小学科学教学中的应用

-----从《养蚕》谈体验式学习

作

者：香草

工作单位：云南省楚雄州牟定县

邮

编：675500 内容摘要：新课程标准提出：“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，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”体验式学习就是一种有效方式。体验的过程，就是实践的过程，是对未知领域的探索过程，对学生来说，有着无穷的乐趣。老师应充分利用学生对此的好奇和兴趣，引导学生主动参与学习探究的全过程，在体验中去思考，在思考中创造，培养、发展创新思维和实践能力。体验式学习，一方面强调个体的亲身经历与自我认识，增强自信；另一方面，在价值观上，又强调人与人的理解与合作，重视人的全面发展。笔者以《养蚕》为例，简要阐述“体验式学习”在小学科学课中的应用。

关键词：体验式学习

教学

应用 正 文：

新课程标准提出：“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，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”体验式学习就是一种有效方式。所谓“体验”，就是“体会和验证”，就是“通过实践来认识周围的事物”。学生通过亲身经历，凭借自己的情感、直觉、灵性等直观感受，去再认识、再发现、再创造的这个过程，就是体验式学习的过

程。这不仅是理解知识的需要，更是激发学生学习激情、促进学生成长的需要。同时，良好的科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，教师必须组织一个个科学探究活动，让学生在亲自参与活动的过程中，获得感受、体验并内化。

《养蚕》是苏教版教材四年级下学期第二单元的内容。教材以蚕的生长、发育、繁殖、死亡的生命历程为主线构建本单元，重点让学生亲历饲养的全过程，了解怎样照顾蚕的一生的饮食起居并记录蚕一生的变化，总结归纳动物的特征。城坝区里的孩子，除了电视和书本上，从来没有亲自养过蚕，有的甚至没有见过活生生的蚕。这样的情况给这一课的教学带来了很多不便，是简单地将蚕的生命历程告诉孩子，还是让孩子自己去体验、去发现、去验证自己曾有的关于蚕的知识？

一、以学生活动为中心，培养学习兴趣。

新课标强调：“不再单纯以学科为中心组织教学内容，不再刻意追求学科体系的严密性、完整性、逻辑性，注重与学生的经验结合在一起，使新知识、新概念的形成建立在学生现实生活的基础上。”而在传统的科学教学中，规定每节课的教学任务，没有完成任务就是教学的失败。这样因时间和空间的狭隘将答案迅速抛给学生，使学生不能充分体验到自己研究问题，自己寻找答案获得知识的快乐和成功感，久而久之，必然导致学生失去学习科学的兴趣。体验式学习打破教学任务的旧框，以学生的充分活动为中心。以《养蚕》这一主题为例，若是教师在教学时只是将蚕的生长过程机械地告诉学生，学生就仅仅知道了这个过程，而他们对蚕的兴趣，对科学的兴趣，科学的探究精神得不到培养。老师在教学这一课时，设计一个科学探究活动，组织学生分小组合作养蚕，做好观察记录，学生兴致勃勃地参与了这次活动，活动中不断提出新问题，不断有新发现。这样，学生实践活动在前，教师点拨在旁，给予学生充分的思考、活动，交流的时间，学

生真正成为学习的主人，教室是学生的“研究所”，学习兴趣自然高涨。

二、在实践过程中，发展学生思维，渗透科学探究精神。

体验的过程，就是实践的过程，是对未知领域的探索过程，对学生来说，有着无穷的乐趣。老师应充分利用学生对此的好奇和兴趣，引导学生主动参与学习探究的全过程，在体验中去思考，在思考中创造，培养、发展创新思维和实践能力。就如《养蚕》这一单元教学活动，我们让学生亲自喂养，亲身经历蚕一生的变化，在体验中感悟科学探究的真正乐趣，减少学生对科学的畏惧感和枯燥感。在喂养观察的过程中，学生所观察到的一些现象与过去他们头脑里的关于蚕的一些知识相印证，在脑子里形成概念的同时，又不断引起他们的思考。例如在蚕吐丝结茧这个阶段时，有学生提出了这样的问题：“蚕蛾是怎样从蚕茧里出来的？”学生们进行了大胆的猜想，有的认为是蚕蛾用嘴咬开了蚕茧，有的认为是时间到了蚕茧自然裂开„„经过十几天的观察，学生们发现，蚕蛾在快出茧时，茧的一端会变得湿湿的，原来蚕蛾会吐出一种液体溶解粘着蚕丝的丝胶，使丝分离。然后用头和足把这部分丝拨开，形成一个大孔，从孔里钻出来，进行交尾和产卵。学生又提出新的问题：“我们帮蚕蛾将蚕茧剖开，不就节省些时间吗？”“人工剖开蚕茧后出来的蚕蛾与自己钻出来的蚕蛾有什么不一样吗？”猜想，讨论，众说纷纭。于是我们进行了多次试验。试验结果告诉学生们，自己从蚕茧里钻出的蚕蛾比人工剖开钻出的蚕蛾身体健康，交尾产卵有力，人工剖开钻出的蚕蛾瘦小无力，极易死亡。有疑问，才有猜想，有了猜想，再通过实践来证明。这样既在学生头脑里形成了明确的科学概念，又将对任何问题都要“知其然，知其所以然”的科学探究思想自然而然地渗透进学生的意识里，培养他们思维的独立性和创造性。

三、在体验探究的过程中，培养自信，学会理解与合作。

体验式学习，一方面强调个体的亲身经历与自我认识，增强自信；另一方面，在价值观上，又强调人与人的理解与合作，重视人的全面发展。

“你的成就大小，往往不会超出你自信心的大小。”可见自信心是获得成功的重要保证。自信心是促进学生学习的动力之一，自信心可使学生不怕困难，积极尝试，奋力进取，获得更多的知识和经验，有充分的信心去有效地使用已具有的技能技巧。教师作为学生学习的引导者，要站在发展学生思维的高度，相信学生的认知潜能，大胆舍弃过多过细的铺垫和暗示，更不能越俎代庖，让学生像科学家一样自己去思考、研究、实践、发现，在自主探究中体验，在体验中建构知识，建立自信。

在科学探究活动中，小组合作学习是一种行之有效的方式。学生在合作小组中，为了达到共同的学习目标，小组成员之间必须相互信任和理解。经常互教互学，彼此之间交流信息，互相帮助和支持，还需要妥善地解决可能出现的各种难题和矛盾，同学之间建立起一种融洽、友爱的亲密伙伴关系，使学生能体验到一种被他人接受、信任和认同的情感，对一个人的合作能力与团队精神的形成也具有奠基作用。仍以《养蚕》这一教学活动为例，每个孩子选择了自己感兴趣的活动小组，并承担了其中的一项任务，大家齐心协力完成了这次的科学探究活动，共享其中的苦恼和喜悦，这尤其给那些平时因为机会少而只能旁观的学生一个充分发挥的平台，建立他们的自信，激发他们对科学探究的兴趣和热爱，满足了每个学生“影响力”和“归属”方面的情感需求。

保德、科恩和沃科曾经说过：“我们发现，脱离体验谈论学习没有任何意义。体验不能被忽略；它是所有学习的核心思考点。学习建立并源自于体验：不论刺激学习的外部因素是什么---教师、材料、有趣的机会---只有当学习者进行了体验，至少某种程序上进行了体验，学习才会发生。只有通过转化学习者的体验，这些外部影响因素才能起作用。”苏教版科学教材明显增添了让学生通过各种形式的探究活动，亲自体验科学探究过程的内容，再结合学生的已有经验，形成科学概念，获得新的知识，培养学生的个性、创新精神以及合作意识，发展创造力，并为其它方面的学习创造有利条件，以促进学生全面和谐发展。因此，无论是在形式上、或实践过程中，体验式学习都是值得采用的一种全新的教学方法。

第四篇：试验在药理学教学中的地位和作用

实验在药理学教学中的地位和作用

摘要：药理学是一门基础医学科学，它的研究手段是实验，所以，药理学实验课在整个药理学教学中具有举足轻重的地位和作用。它可以通过实验结果的直观性和趣味性激发学生的学习兴趣，加强学生对理论的理解和提高学习效果，培养学生的观察、分析、解决问题的能力和动手能力。

关键词：实验;药理学;地位和作用

中专卫校药理学实验可分为学生操作、教师演示# 种方式。通过实验，可使学生学会认识药物作用从何而来的科学方法，并为临床合理用药提供可靠的理论依据。通过实验，还可培养学生观察、分析、解决问题的能力，同时，对发展学生智力起着重要作用。

药理学实验的直观性和趣味性能够激发学生的学习兴趣中专卫校的学生，是从初级中学过渡而来，他们在初中阶段学到了不少自然科学知识，有了对自然界粗浅的认识，并充满神奇的遐想和对知识的渴望，而对医学这门科学，尽管日常接触的不少，但真正了解的却不多。大多数学生对化学、物理感兴趣，而对生理、生物不感兴趣，对医学更是陌生。由于年龄的特征，他们的学习兴趣易激发也易转移，有些学生在学习中遇到困难和挫折时，就产生畏难情绪，甚至失去学习兴趣。教师要把握好“兴趣是最好的教师”，兴趣是推动学生探索知识、构成学习动机的一种动力的时机，除了正面教育外，直观有趣的药理学实验更能激发和巩固学生的学习兴趣。例如：《苯巴比妥抗惊厥作用》这一实验，同批号同样的药物———尼可刹米，按,3 分别对 只相同体重的小白鼠行腹腔注射，结果是“, 分钟前给了苯巴比妥的一只安然无恙，而没给苯巴比妥的另一只却惊厥死亡，学生看到了苯巴比妥的作用，也感受到了药物作用的神奇力量。又如：病理状态对药物作用的影响，讲这一内容时，正逢雨天，气候较冷，感冒的学生不少，找一位由于感冒体温升高了的学生，和一位正常体温的学生，分别服用同等剂量的复方阿司匹林片剂，结果是感冒发烧的学生通过药物的作用出了汗降了温，另一位正常体温的学生却无任何感觉和反应，这使学生感到进行药理学实验很有趣味。

药理学实验能够加强学生对理论的理解和提高学习效果理论来自实践，实践可以再次验证理论，药理学实验可以帮助学生形成概念，有助于理解和巩固理论知识。如大剂量的阿托品能扩张外周及内脏血管，解除小血管痉挛这一概念，讲完后学生总是似懂非懂，半信半疑，因为从理论上推理，阿托品阻断4 受体后，血管平滑肌至少不收缩，但也不能扩张。如进行一次这项实验，让学生亲眼看一看，然后再指出阿托品对血管的特殊作用，学生就容易理解，而且印象深刻，牢记不忘。

药理学实验能够培养学生的观察、分析、解决问题的能力要让学生积极思维，就必须培养学生敏锐的观察能力，养成良好的观察习惯。只有积极自觉地观察，才能获取正确信息，发展思维，获得知识，解决实际问题，进而认识药物的规律。如《有机磷酸酯类的中毒解救》，在这一实验时，学生可以明显地观察到，实验家兔中毒后：烦躁不安;大小便失禁，唾液腺分泌增加;瞳孔缩小;肌肉震颤;呼吸困难。解救时，每班个实验小组，分别用不同的方法，第” 组不给任何药物解救，实验家兔会由烦燥不安转入抑制状态，并且呼吸困难越来越严重，最终死亡。第# 组给阿托品解救，其它症状很快消失，但有反复情况，而且肌肉震颤一直存在。第’ 组用解磷定解救，所有症状均可消失，但作用出现得很慢。第% 组既用阿托品又用解磷定，大小便失禁、唾液腺分泌增多的现象很快消除，尤其瞳孔看着往大散，肌震颤、烦躁不安也逐渐减轻。分析这些观察到的不同现象，联系学过的理论知识，学生就会总结出有机磷中毒时，什么情况下该选什么药物，将学到的知识灵活地用于临床。

药理学实验能够培养学生的动手能力演示实验结果是教师进行实验教学的基础。教师进行操作，其目的是让学生观察、领悟、模仿，但是如果只让学生看实验，听讲实验，模仿实验，或者观看录像上进行的实验，还是远远不够的，不符合事物的认识规律。要提高学生独立操作的技能，必须让学生亲自动手做实验，体会看到实验结果时的心情。

操作技能是指一系列实验动作的合理、完善、协调的活动能力，它必须在具体活动中形成、体现、发展。药理实验按部颁计划要求，共开设个，学生亲自做这些实验，不仅可掌握动物的捉拿法，仪器设备的使用法，各种途径的给药法，还可为今后的临床课学习，以至于临床工作带来极大的方便。例如：反复练习小白鼠尾静脉注射法和家兔耳静脉注射法，就可提高学生静脉注射的实际操作技能。

生理学家巴甫洛夫曾经说过：“药理学是一门实验科学”。

临床所用的药物，无论是中药还是西药，不是人们在生活实践中实验成功用于临床的，就是从实验室中实验成功用于临床的。所以，不可忽视药理学实验在药理教学中的作用和地位。

第五篇：电磁学在中学物理教学中的地位和作用

电磁学在中学物理教学中的地位和作用

电磁现象是自然界存在着的一类极为普遍的现象，它涉及到非常广泛的领域．人类对电磁现象的观察与了解虽然可以追溯到十分遥远的古代，但是真正对它们进行比较系统的研究却是从16世纪下半叶才开始的，其代表性的成果是英国女王伊丽莎白一世御医吉尔伯特（W．Gilbert，1548～ 1603）在1600年出版的《论磁》。不过，他的全部研究也还是停留在定性的阶段上．只是到了17世纪，欧洲的文艺复兴从艺术转向科学，特别是从18世纪起，由于社会生产力发展的推动，人类才在自然科学的许多领域，逐渐地展开了积极的实验探索和定量的研究．电磁现象的性质和规律就是其中的一个重要方面，而且这种研究成果的应用在人类认识和改造世界的过程中日益展现出重大作用和无限活力；与此同时，在本是荒漠的知识原野上建造瑰丽的科学殿堂的过程，也凝炼和升华了人类的科学思维和科学方法，架起了一代又一代人们攀登新的科学之巅的金桥．

于是，电磁学成为一个令人神往的课题、整个物理科学的重要组成部分．所以，就是在中学物理教材中，电磁学的知识也占了很大的篇幅，而且涉及到了电磁理论的众多领域．那么，概括地说来，在中学物理课程中，电磁学的教学应该使受教育者获取哪些教益呢？

（1）电磁现象的本源——物质的电结构

人类很早就知道摩擦过的琥珀能吸引轻小物体的现象．公元16世纪，吉尔伯特在研究这类现象时首先根据希腊文中的“琥珀”创造了英文中的“电”（Electricity）这个名词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有电荷．后来，人们发现有很多物质都能由于相互摩擦而带电，并且带电物体之间存在着相互排斥或相互吸引的作用．大量的实验研究还表明，摩擦后的物体所带的电荷只有两种，同种电荷相斥，异种电荷相吸．美国物理学家富兰克林（B．Franklin,1706～1790)把它们分别命名为正电荷和负电荷．

根据带电体之间的相互作用力，我们可以确定物体所带电荷的数量．物体所带电荷的数量叫做电荷量．为了同时表明物体带的是哪种电荷，通常把正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示．实验表明，正、负电荷放在一起可以互相抵消电性．正、负电荷互相完全抵消叫做中和．

在19世纪30年代以前，人们以为电荷是一种连续的流体，它的量值可以连续变化．但是，在1833年前后，人们从法拉第（M．Faraday，1791～1867）电解定律中得出一个惊人的结论：电荷存在着最小单元．后来，斯通尼（J.S．Stoney，1826～1911）把负电荷的最小单元命名为“电子”．

从1906年开始，美国物理学家密立根（R．A．Millikan，1868～1953）用油滴实验历时11年测出了电子的电量，用e表示电子电量的绝对值，密立根测出的数值为e=1.60×10-19 C.迄今为止，各种实验证明，电子是自然界中具有最小电荷量的可以单独存在的粒子，任何带电体和所有带电的微观粒子*的电荷量都是电子电荷量的整数倍．这表明电荷的量值只能取一系列分立的数值而不能连续变化，电荷的这一性质叫做电荷的量子性．

近代物理学的理论和实验证明，通常所见的各种物体（实物）由原子、分子所组成的，而原子则由带正电的原子核和围绕原子核运动的带负电的电子组成．原子核由带正电的质子和不带电的中子组成．质子的电量和电子的电量等值异号．在正常状态下，原子内的电子总数等于原子核内的质子总数，因而宏观物体或者物体的任何一部分包含的电子总数和质子总数是相等的，所以不显电性．

质料不同的两种物体互相摩擦之后所以都会带电，是因为两物体互相摩擦时，每个物体中都有一些电子挣脱原子核的束缚并运动到另一个物体上去．所以净效果是一个物体失去电子，另一个物体得到电子．失去电子的物体便显示出带正电，得到电子的物体就显示带负电，而且两者的电荷量必然等值异号．

应该注意的是，某一质料的物体分别与其他一些质料不同的物体摩擦时，得到或失去电子的情况是不同的，在与某些质料的物体摩擦时可以得到电子，而在与另一些质料的物体摩擦时则要失去电子不。仅仅是摩擦起电，我们所观察到的所有电现象和磁现象，都是基于物质具有上述的电结构以及其中的带电粒子的相互作用及其运动而产生的，所以我们说，物质的电结构是自然界电磁现象的本源．

根据物质的电结构，我们容易理解，对于一个物理系统，如果没有净电荷出人其边界，该系统的正、负电荷的电荷量的代数和将保持不变，这就是已被实验证实的电荷守恒定律．应该指出的是，代物理学研究表明，在微观粒子的相互作用过程中，电荷是可以产生和消失的．例如，一个高能光子与一个重原子核作用时，该光子可以转化为一个正电子和一个负电子，这叫做电子对的“产生”；一个正电子和一个负电子在一定条件下相遇，又会同时消失而产生两个或三个光子，这叫做电子对的“湮灭’．但是，在已观察到的种过程中，正、负电子总是成对出现或成对消失，而光子又不带电，所以这种电荷的产生和消失并不改变系统中的电荷数的代数和，因而电荷守恒定律仍然保持有效．

（2）电磁过程是构成自然界各种纷繁复杂过程的基本过程之一

在早期的电学实验研究中，主要是在实验室中用摩擦起电机和莱顿瓶进行的，因而主要是对于静电现象的研究或对短暂放电现象的研究．面对人们当时对大气中雷电现象的诸多迷信，富兰克林受到莱顿瓶放电的火花的启示，于1749年4月提出了“雷电是不是云层摩擦产生的电现象”这样一个科学问题．1752年7月的一个雷雨天，他以著名的风筝实验引“天电”到地面，使人类认识到“上帝之火”的雷电与实验室中的电现象并无二致．1791年之后，由伽伐尼（A．Galvani，1737～1798）在1780年解剖青蛙时的偶然发现所引起的电化学效应的研究，终于导致伏打（A．Volta，1745～1827）在 1800年制成了人类历史上第一个产恒定电流的电源——伏打电池，使电现象的研究开始由“静电”发展到“动电”，从而开辟了一个新的研究领域．

1820年，奥斯特（H．C．Oersted，1771～1851）发现了电流的磁效应，它的逆效应——电磁感应定律也在1831年被法拉第发现，人类开始认识到电现象和磁现象之间存在着联系．当法拉第在随后的一次讲座中介绍这种物理科学的成果时，在场的英国财政大臣格拉斯突然问道：“但它到底有什么用呢？”法拉第看了一眼财政大臣，认真地回答道：“啊，阁下，也许不久你就会收它的税了．”不错，电磁感应定律和电流的磁效应为制造更加有效的电源和动力机提供了科学依据，展现了电磁现象的规律在技术上可以获得重要应用的崭新前景．

与此同时，电流的化学作用如电解等也得到了有效的利用．特别应该提到的是，由于伏打电池、温差电偶等电源可以产生恒定电流，而电流磁效应又使测量电流的强弱成为可能，于是人们有可能对电流的传导规律进行研究，这就导致欧姆（G.S.Ohm，1787～1854）在 1826年至 1827年发现了欧姆定律．与此相关的、以欧姆定律为基础的电路理论的研究和应用也就“十月怀胎，一朝分娩”了．

1866年，西门子（E.W.Stemeus,1816～1892）发明了可供实用的自激发电机；19世纪末人类实现了电能的远距离输送，电动机在生产和交通运输中广泛被应用，极大地改变了工业生产的面貌．

在法拉第等人工作的基础上，19世纪50年代到60年代，英国物理学家麦克斯韦（J．C． Maxwe11，1831～1879）建立了电磁学的理论体系，得到了今天以他的姓氏命名的电磁场方程组，并推论电磁作用以波的形式传播．从这一理论中得出的电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的实际测定的传播速度相同，促使他预言光是电磁波．

麦克斯韦的理论和预言被德国物理学家赫兹（H．Hertz，1857～1894）1888年的实验所证实．从此，由波波夫（A.C.ΠΟΠΟΒ，1859～1906）、马可尼（G．Marconi，1874～1937）、布劳恩（F.Braun，1850～1918）等人所开创的无线电通讯与广播事业的发展，极大地改变了人类的生活．

电磁过程不仅渗透到物理科学的各个领域，成为研究各种物理过程的必不可少的基础，同时，它也是研究化学和生物学一些基元过程的基础．今天，人们已深切地感受到，无论是人类自身的生活，还是科学技术活动以及物质生产等各种纷繁复杂的过程，都不可能离开电磁过程．并且人们深信，在人类社会的未来，电磁理论的绚丽之花仍将盛开．

（3）电磁场是物质世界的重要组成部分

电荷之间相互作用的定量研究是从18世纪后期开始的，为科学界公认的杰出成就当属库仑（C.A.Coulomb，1736～1806）于1785年设计精巧的扭秤实验，这个实验得出了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离平方成反比，与它们的电荷量乘积成正比的科学结论．

30多年之后，在奥斯特电流磁效应的启示下，安培（A．M．Ampere，1775～1836）做了一系列电流相互作用的出色实验；毕奥（J．B.Biot，1774～1862）和萨伐尔（F.Savart，1791～1841）进行了长直载流导线对磁极作用力的实验．他们从这些实验的分析中得到了电流元之间相互作用力的规律．

此后，法拉第发现了电磁感应定律．这也许称得上是19世纪最伟大最杰出的电磁学发现，因而也使法拉第成为“科学巨人”．对于电磁现象的广泛而深人的研究使他深信，在带电体和磁体的周围存在着某种特殊的“紧张”状态，并用电场线和磁场线来描述它们．他认为场线是物质的，且弥漫在全部空间，是它们把相反的电荷和相反的磁极连结起来，也就是说电力和磁力不是通过空虚空间的超距作用，而是通过电场线和磁场线来传递的．就这样，法拉第形成了他特有的电场和磁场的观念．

电磁感应定律和场的观念为电磁现象的统一理论准备了条件，而其大功告成者则是英国卓越的物理学家麦克斯韦．麦克斯韦构想了一种媒质模型，研究了这种“媒质的张力和运动的某些状态的力学结果”，“并把这些结果与观察的电磁现象相比较”，以此来体现法拉第的场线思想．他所设想的媒质被称为“电磁以太”．此外，他还认为变化的磁场在其周围的空间激发涡旋电场，而变化的电场引起媒质“电位移”的变化，这种“电位移”的变化与电流一样在周围的空间激发磁场．他把前述的电磁现象的实验定律以及场线思想和它的涡旋电场、位移电流概念天才地用数学公式明晰地表示出来，写下了他不朽的方程组．其公式简洁和对称的美感，引起物理学家和数学家们的赞叹，以致于玻尔兹曼（L.Boltzmann，1844～1906）称许道：“这种符号难道不是出自上帝之手吗？”

麦克斯韦在把握住电磁现象本质后，舍弃了电磁以太模型，明确提出了“电磁场”的概念．他写道：“我所提议的理论可以称为电磁场理论，因为它必须涉及电或磁物体附近的空间”．通过对麦克斯韦方程组的求解，可以研究电磁场的运动状态、电磁场的能量和动量以及电磁场可以独立于场源而存在和传播等问题，这就表明电磁场不仅仅是一种描述电磁现象的方法和手段，而且和实物一样，是物质存在的一种形式，即电磁场是物质世界的重要组成部分．

尽管如此，有一件事情还不免令当年的物理学家们疑窦丛生，这就是从麦克斯韦的论文中仍然看到“电磁以太”或“宇宙以太”的影子．例如，他写道：“电磁场是空间中处于电状态和磁状态下的物体及其周围的空间”，它充满着一种“各处弥漫的，密度虽小而确实有密度的，能够发生运动，并能以很高然而有限的速度将运动从一处地方传递到其他地方的介质”．然而，人们却不无遗憾和困惑地发现，要用描述气体、固体和液体这些常见介质的方法来描述这种宇宙以太的性质，简直就是不可能的．因为在这方面的所有尝试都将导致一系列难以解决的矛盾．

例如，光的偏振现象无可置疑地表明光是一种横波，即光所涉及的是一种横向振动，而横向振动只能在固体中存在和传播，因此必须把以太看作是一种固态物质；又由于光波的传播速度很大，而波的传播速度又与传播波动的介质的刚劲程度有关，这就要求以太是一种刚性极大的弹性固体介质．然而，倘若真是这样的话，即如此坚硬的以太充满了整个宇宙空间，那我们又怎么能够在地球上跑来跑去，鸟儿又怎能在空中自由翱翔，行星如何能够千百万年地绕太阳转动而并不明显地遇到阻力呢？

在另一方面，物理规律都是相对于一定的参考系表达出来的．如果承认以太存在，而且确信电磁场不过是以太的某种振动，那就意味着麦克斯韦方程组是在相对以太静止的参考系中表述的．特别是由麦克斯韦方程组可以导出电磁波以光速c传播，因而也就只有在对以太静止的参考系中，电磁波的传播才是各向同性的．所以这一参考系便具有了特殊的地位，而在其他参考系中，电磁场量E和B以及相应的麦克斯韦方程组就将要变为另外的形式了．可是人们已经知道，以牛顿定律为核心的力学规律在不同的惯性系中却具有完全相同的形式．于是不禁要问，难道电磁运动的规律与机械运动的规律真会有这种原则性的区别吗？

所有这些问题纠缠在一起，形成了一个似乎无法解开的“以太顽结”．传说古希腊国王考第耳斯用山莱英树皮打成了一个结，把自己的战车车轭绑在了柱子上．有一位圣人预言说：“谁要能解开这个考第耳斯结，他就会统治整个亚洲*。”亚历山大大帝挥剑砍断了这个结，达到了统治亚洲的目的.2 0世纪初，爱因斯坦（A.Eins tein，1879～1955）以他慎密的思考和清晰的逻辑一举砍断了“以太顽结”，把宇宙以太拧碎并抛出了物理学的殿堂，从而成为近代物理学中的“亚历山大大帝”．

爱因斯坦在1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了物理学的相对性原理——一切物理规律，不仅是力学的，也包括电磁学的，在所有惯性系中都具有相同的形式；同时也指出光速不随参考系而改变的见解．由此，爱因斯坦不仅得出了以太是多余的结论，而且还扬弃了牛顿（I.Newton,1642～1727）的绝对时空的观念，建立了相对论时空观．

在上述的意义上，可以说爱因斯坦的成就是电磁理论研究的结果．然而，从另一方面来看，麦克斯韦方程组等又必须在新时空观的基础上予以分析，并赋予新的形式，从而能够成为更为简洁，也更为深刻地描述电磁场运动规律的科学体系．我们可以说，只是在这项工作完成之后，电磁场作为物质世界的重要组成部分的观念以及宏观电磁场理论在科学大家庭中的权威才算完满地建立起来了．

（4）电磁作用是自然界的基本相互作用之一

人类对自然界各种物质之间的相互作用的研究由来已久，但把这种研究引上科学舞台的则是17世纪牛顿对万有引力的研究．一切具有质量的物体之间都存在的吸引力称为万有引力，它是一种长程力，在所有基本相互作用中它是最弱的．由于它与质量有关，因而在微观粒子相互作用的研究中通常可以忽略不计，但在天体物理研究中，引力却起着决定性的作用．倘若不存在引力，地球上的物体都将飞离地球，地球和其它行星也都将飞离太阳．甚至太阳和星系也将不复存在，那是一个怎样的“世界”呀？

带电物体或具有磁矩的物体之间的相互作用称为电磁作用，它的规律总结在麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式之中．电磁作用也是一种长程力，其强度要比引力大得多，而且也是目前人类研究得最为清楚的一种力．原子核和电子结合成原子，原子结合成分子，分子结合成凝聚态物质都是靠电磁作用．宏观的摩擦力、弹性力、粘滞力以及各种化学作用实质上也都是电磁作用的表现．因此可以想见，如果没有电磁作用，不要说原子、分子以及凝聚态物质将不复存在，就是以化学作用为基础的生命体，包括人类自身也都将化为乌有！

后来，物理学又在原子核衰变过程中发现一种仅在微观尺度上起作用的力程甚短的弱相互作用；在质子、中子以及其它一些亚核粒子的相互作用中发现一种力程也较短的强相互作用力．

近代物理学认为，这四种基本相互作用决定了物质世界中的一切过程．与此同时，构建一种能够对各种相互作用给予统一说明的理论，也是近代物理学继续研究的方向．在物理学发展史上，牛顿将天上的天体运动和地上物体的运动用万有引力定律和运动三定律统一起来；麦克斯韦将电作用和磁作用以电磁场理论统一起来，这曾诱发了爱因斯坦试图建立一个包括引力和电磁场力的统一场论的努力，为此他不屈不挠地奋斗了近40年，终因这项任务太超越于时代，致使像爱因斯坦这样巨大的智慧也只能抱憾而去．爱因斯坦逝世10多年之后，电磁作用与弱作用的统一理论获得成功，重又推动了统一场论的研究．人们不再为泡利（W.Paun,1900～1958）所说的那种“上帝拆散的东西，凡人永远结合不上”的信条所迷们，是坚信不应该以多样性反对统一性，这足以告慰爱因斯坦的在天之灵了．

* 20世纪下半叶，物理学家们从理论上预言多数微观粒子由若干夸克或反夸克可能带有的电量，夸克和反夸克的存在已经获得了比充分的实验证据，只是至今人们还不曾利用实验手段抉设单独存在夸克或反夸克．这种情况在物理学中称为“夸克禁闭”.*实指今日欧、亚、非三大洲相毗邻的广大地区．