NO4.學校實驗室的建設與活動指導
學生科學實驗製作的意義
實驗與製作是具有較強的實踐性和創造性的科技教育活動，它是學校課堂教學的一個重要補充，在培養學生科學素質方麵可以起到課堂教學難以起到的作用。
加深學生的知識理解
無論是在課堂教學還是在課外活動的教學過程中，教師都要引導學生形成一些科學概念，學製基本的科學原理。概念的形成、原理的理解，往往要從揭示事物的屬性入手。
不少事物的屬性，隻有借助實驗和製作才能顯露出來，才能被認識。例如，水是無色、無嗅、無味、透明的液體。這些屬性單憑教師的講述，學生很難理解，如果做一組實驗，把水同牛奶、豆漿、灑精等液體作對比研究，學生就很容易認識和掌握水的這些屬性。
再如，揭示空氣是不是一種單純的氣體。讓學生做一個實驗：把一根小蠟燭點燃，固定在盛有一層水的水槽裏，然後將玻璃杯倒扣在蠟燭上，蠟燭點燃了一會兒後就熄滅了，燒杯裏的水麵上升了一截。這個小實驗就說明了空氣中至少有兩類氣體，一類是能夠幫助燃燒的，另一類是不能夠幫助燃燒的。這樣學生就很容易認識空氣不是一種單純的氣體。
培養學生的科學誌趣
誌趣是推動人們成才的起點，也是推動學生進行學習活動的內在動力。一個學生對某一學科有了濃厚的誌趣，他們就會產生強烈的求知欲望，就會如饑似渴地學習和鑽研。曆史上許多有卓越成就的科學家，就是對科學有較大的誌趣。
心理學認為，誌趣是一個人力求接觸和認識某種事物的意識傾向。誌趣不是天生的，而是在後天的生活環境和教育的影響下產生和發展起來的。小實驗和小製作是培養學生科學誌趣的極好活動。
1.幫助學生認識自然
自然界許多奇妙的現象，許多奧秘都可以通過小實驗和小製作來揭示。學生經常進行實驗和製作活動，不斷揭示自然界的奧秘，對自然科學的誌趣就可以逐步形成。
2.增強學生學習趣味性
這符合小學生喜歡動手，喜歡接觸新奇有趣事物的特征，達到以趣激趣的目的。
3.幫助學生理論聯係實際
小實驗和小製作大都是實用性較強的活動，它和工農業生產、科學研究、日常生活實際具有密切的聯係。學生通過這些活動，可以把現實與理性聯係起來，這無疑對培養學生的誌趣是有積極作用的。
培養學生的動作技能
技能是指完成一定任務的活動方式。實驗和製作技能屬於動作技能，其動作主要是由人手的活動來完成的。動作技能有初級和高級兩個階段，前者是初步學會階段，後者是技能形成階段。對學生來說，不論是初級階段還是高級階段，都必須由學生親自動手進行操作練習才能形成。這是其他任何教學形式所不能取代的。
小實驗和小製作所涉及的實驗儀器和製作工具較多，這些儀器和工具對剛剛接觸自然科學的學生來說是很陌生的。在實驗和製作過程中，學生通過觀察思考和動作操作，將會逐步熟悉儀器和工具的性能和使用方法，初步掌握某些技能。
在實驗和製作過程中，學生要手腦並用，要在操作的基本功上、技術上由學會過渡到靈活、準確、協調，甚至接近自動化的程度；更要明了該怎樣，不該怎樣，為什麼要這樣而不要那樣的道理，由操作練習的機械性轉變為理解性。這樣，實驗和製作的技能就能逐步形成。
發展學生的創造思維
在小實驗、小製作活動的初級階段，學生的操作往往以模仿為主。比如，重複教師做過的實驗，複製簡單的器具。但是，不要小看這些活動，它們是學生能夠獨立操作的先期準備，其中包含了技能、經驗、思維等方麵的因素。
隨著活動的深入展開，小實驗、小製作必然要求學生的主體的積極投入，小實驗必然逐步從一般操作練習過渡到驗證性實驗，過渡到探索性實驗，小製作也逐步由易而難，工藝逐步變得複雜，而且這種勞動逐步著上了有創造意味的色彩。在這個過程中，學生的創造精神得到了陶冶，創造性思維也必然獲得很好的鍛煉。
鍛煉學生的良好品質
小實驗和小製作並不是很容易完成的活動，它需要實驗和製作者克服許多困難。因此，小實驗和小製作能培養學生克服困難、堅韌不拔、百折不撓的毅力。
在小實驗和小製作過程中，學生都努力爭取自己的實驗做成功，努力使自己製作的作品美觀、好用、受到教師的表揚和獎勵，這能激發學生的好勝心和進取精神；小實驗和小製作需要學生認真、細致、實事求事、團結協作，這對學生形成良好的學風，促進非智力因素向積極的方麵發展具有重要作用。
學生科學實驗活動指導
科學實驗製作活動過程的指導，包括製訂活動計劃，指導實際操作和活動總結等。
製訂活動計劃
為了加強活動的計劃性，保證實驗與製作任務的順利完成，必須認真周密地製訂科學的計劃。有了計劃，才能避免活動的盲目性，不致出現吃一節剝一節的狀況。在製訂計劃時要注意許多問題。
1.要深入了解學生
主要了解學生對參加科學實驗製作活動的態度、基礎知識水平、技能、智力等情況。特別要根據學生的特點，從實驗出發，了解他們當前的主要要求是什麼，傾聽他們的反映，盡量采納他們的意見。
2.要研究活動計劃
教師在深入了解學生的基礎上，要結合學校的設備和各方麵的條件，根據科學實驗製作活動特點，著眼於科技素質的形成，認真研究活動的總體安排和具體內容。
主要包括：本學期科學實驗製作活動的目標；活動的基本情況分析；活動內容及其安排；完成活動任務的條件、困難和主要措施等。
3.把教師計劃變成學生計劃
教師有了計劃，就應當考慮怎樣把計劃變成學生自己的計劃，才有利於調動學生實驗和製作的積極性，才能使計劃真正落到實處，變為學生的自覺要求和實際行動。
實際操作輔導
1.操作內容上要從簡易到複雜
學生初次操作時，缺乏認識基礎，對較複雜的操作掌握比較困難，因此，應當先排簡易的小實驗與小製作，不妨帶點機械模仿，然後逐漸過渡到複雜操作，適當加快速度。例如，分析土壤成分的實驗就應先安排在沉澱、過濾、蒸發等實驗之後，因為前者的實驗包含後者，是複雜的實驗。
學生隻有先學會基本的實驗和製作，才能比較順利地完成較複雜的實驗和操作。
2.以知識作基礎，指導實際操作
小實驗與小製作雖然屬於動作技能的範疇，但是它與基礎知識是緊密聯係在一起的，學生掌握了與這些活動有關的基礎知識，才能比較順利地進行操作。
因此，在指導學生操作與製作方法時，不能隻講操作與製作方法，而不介紹有關原理。例如，在製取氧氣的實驗中，教師除了要介紹操作方法外，還要講清楚試管口為什麼要略向下傾斜，加熱時為什麼要先預熱試管，實驗完畢為什麼要先把導管從水中拿出來，然後再移開酒精燈等等。學生明白了這些問題，就能更正確地進行操作。
3.操作前學生明確操作目的要求
教師在指導學生實驗和操作前，要向學生講清楚為什麼要進行這個實驗和製作，應達到什麼要求，應該注意什麼問題，基本過程是怎樣的等等。
這樣學生就會在教師指導下朝著既定目標發揮自己的主動性和積極性，避免操作中的錯誤，避免盲目行動，並且在操作過程中，能比較自覺地根據活動的要求，隨時對自己的行為作出比較恰如其分的評價。
4.教師需要進行一些必要的示範
小學生的理解力比較差，而模仿力較強。他們進行小實驗與小製作，在初級階段，主要靠模仿掌握其方法。因此，每進行一個小實驗或小製作，教師都應把操作中所用儀器、工具的標準名稱、用途、使方法、操作步驟、注意事項交待清楚；邊交待邊示範。這樣，才能讓學生在實驗或製作前頭腦裏形成一個動作映像，為順利地進行操作奠定良好的基礎。
學生不僅模仿力強，先入為主的識記性也很強。他們喜歡以教師為榜樣，處處模仿效法。他們第一次接觸到的知識，一旦掌握了，就不容易忘掉。因此，教師要特別注意示範的正確性。如果在操作示範時動作不規範，會給學生留下一個錯誤的印象，當這個錯誤的印象成為學生頭腦中記憶表象後，進而形成習慣，糾正起來，將是十分困難的。
5.保證實驗中的人身安全問題
在小實驗小操作的實際操作過程中，常要用到有毒、有腐蝕性或易燃易爆的化學藥品，容易破碎的玻璃儀器，還有酒精燈、電源以及一些物理器械。對這些客觀條件掌握不當都可能發生事故。如果在實驗中發生事故，將可能給學生身心帶來無法估量的損害，同時也不利於學生誌趣、情感、意誌等非智力因素的發展。
因此，教師在輔導過程中，要樹立“安全第一”的思想，明確不安全因素的所在，一方麵要盡可能選擇沒有危險的內容，或對不安全因素采取積極有效的措施，另一方麵通過演示等形式使學生掌握規範化操作的要領，確保實際操作的安全可靠。
實驗製作總結
每進行一次實驗或製作活動，教師都要組織學生認真總結。因為學生在活動中所獲得的知識和技能，多是零星的、片斷的、局部的，通過總結，可以幫助他們將所獲得的知識和技能進行整理，歸類並加以鞏固。在一個學期內也要集中進行幾次總結，進一步調動學生進行實驗和製作的積極性。常用的幾種總結方式有許多，一定要運用最適宜的方法進行總結。
1.實驗表演
邀請學校領導、家長和其他學生參加，讓小組的學生向他們作實驗表演。
2.作品展覽
把小組學生自己製作的作品集中起來，放在陳列室，請教師、家長和社會各界人士來參觀。
3.組織競賽
在小組學生中進行實驗操作和製作作品競賽活動，對優勝者給予獎勵。
4.獻禮和贈禮
在有關的節日之前，安排小組學生製作一些作品，以這些作品作為禮品，獻與或贈給有關人員。如在節日時製作一些玩具，贈給低年級的小弟弟、小妹妹；在校慶日時製作一些作品獻給學校；在“教師節”時製作一些作品獻給教師等。
這些總結方式符合學生的心理特點，能充分調動學生進行實驗和製作的積極性，同時對全年級以至全校都有著推廣普及的作用。
學生科學發明活動的指導
進行啟發
啟發就是通過講清發明活動的意義，激發學生發明創造的興趣，使他們樂意參加發明活動，自覺接受創造思維和發明技法的啟蒙教育，增強創造精神和創造意識。
學生的心理具體表現在：思想單純、活潑好動。幼稚、富於想象、善於聯想和缺乏獨立活動的能力；好表現自己，對老師和家長布置的任務總是想辦法完成；對參加集體活動的熱情較高。但他們的興趣和愛好不穩定，當獲得一種滿足之後，會立即被其他興趣所代替。因此，他們喜歡參加發明活動，但不能維持較長時間。
根據學生的心理特點，在組織每次發明活動時，教師都要注意啟發，除了使他們明確每次活動的目的和意義之外，還要適時布置一些具體任務，盡量使一些個人活動轉化為集體活動；對他們在活動中所取得的成績，及時進行總結和表揚，使他們還不穩定的發明興趣和愛好逐步穩定。
做好示範
示範就是運用發明成果作為學生學習的典範，使他們從中得到教益。
榜樣的力量是無窮的。學生的好勝心較強，而且善於模仿，因此，在活動中運用一些發明成果和講一些發明家的故事作為他們學習的典範，會對他們有很大的幫助。
發明成果最好是學生自己發明的，故事最好也是學生的發明故事。因為同是學生，年齡相仿，知識水平相當，他們容易接受，對他們的啟發幫助也最大。如果用本校、本班的學生的發明成果作示範效果更佳。
在示範過程中，教師所選用的典範最好能對本次活動有一定的指導價值。比如，這次活動主要是讓學生學習“缺點列舉法”，那麼，作典範的發明成果最好是用“缺點列舉法”完成。對每一件作示範的發明成果，教師都要講清發明人是怎樣想到搞這個發明的，運用了哪些發明技法，在發明過程中遇到了哪些困難，是如何克服這些困難的等等。
引導選題
學生通過啟發和示範，會產生發明的興趣和動機，這時，教師就要引導他們尋找發明的課題。
在學生中開展的發明主要是指：學生在日常學習、生活和勞動中針對那些感到不稱心、不順手及不方便的事物和方法，運用學過的科學技術知識，創造性地設計和製作出目前沒有的產品或生產方法，或對現有的產品和生產方法進行改進與革新，從而為人們的生活、工作、學習帶來方便。因此，他們發明的課題種類不多，範圍也較狹窄。
但是，學生的想象力比較豐富，他們發現的問題，提出的發明課題卻是五彩繽紛，所以引導的時候要注意一些問題。