为什么科学学习要做实验？|地球|宇宙|火柴|科学实验

在日常工作中，笔者经常会和家长交流科学学习的问题，有几次家长来咨询说孩子的学习比较忙，还有其他课要复习，没时间做科学实验，光看网课行不行。笔者本身刚好也是初中生的家长，不管是小学科学，还是初中科学，都有接触，所以想就这个问题来谈谈个人看法，欢迎大家来交流，说说自己的经验。

通过实验掌握科学的思维方式

关于要不要做实验，我想先举个例子。五下科学课本的第一单元《生物与环境》中，前三节都是关于绿豆种子发芽需要什么样的条件，以及发芽后需要不需要阳光的问题。

如果是长年做饭或是有种花、种菜经验的家长估计都觉得很简单：植物生长肯定是需要阳光的。而种子发芽就不一定了，厨房角落里扔着的土豆、红薯、大蒜什么的，放久了也会悄悄地发芽。

这就是典型的有意栽花花不发，无心插柳柳成荫了

学了半天，其实前两节课的知识点就归结为一句话：

绿豆种子发芽需要充足的空气、适宜的温度和一定的水分，三个条件要同时具备。

对于孩子来说，记住这句话也是轻轻松松，考试不成问题。

那么，花两节课的时间来学这么点内容是浪费时间吗？为了学这么点内容，还要准备绿豆、杯子、水、土等材料，观察记录发芽的过程，是折腾家长吗？

并不是，这些都是为了教会孩子怎么用科学的方法观察世界。

第一步是要发现问题：春天到了，我们很容易观察到万物生长的现象，树叶长出来了，小草也开始发芽，那么是因为春天，才会发芽吗？发芽到底和什么因素有关系？象这样问题的答案，其实很多大人也知道一些，但不一定能清晰、完整地给出结论。

其次是提出观点——这点非常重要，因为没有自己的观点和假设，后续的验证就没法进行。先不管对还是错，是不是天马行空，不着边际，但至少说明孩子思考问题了，而且也能表达出自己的结论和看法。

再次是通过对比实验的方式去求证。对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系。对比实验要求在实验中只能改变我们选择的那一个条件，同时保证其他条件不变。

在探究种子发芽是否需要土壤的实验中，需要孩子自己去把握实验细节，比如选什么样的种子，选几颗种子，怎么确保只有一个条件不一样，其他都完全一样。

通过一次次的对比实验探究，孩子就会熟悉、掌握这套科学验证的方法，知道怎么样通过严谨的实验设计来得到结论。

这其实也是科学研究中非常常用的一个方法。早在1747年，为了研究坏血症，詹姆斯·林德做了人类历史上第一个随机对照实验。虽然他最后没有得出一个明确的结论，但林德的实验标志着检验药物有效性的方法从蒙昧走向科学。

所以，知识的学习只是一方面，更重要地是让孩子能够学会科学的思考方式和严谨的逻辑证明过程。

通过实验更好地理解科学现象

小学阶段的科学实验，除了对比实验，还有不少的模拟实验。顾名思义，就是通过现象模拟来得出相应的结论。

语文课上的这篇古文《两小儿辩日》，大家都应该比较熟悉。故事讲的是孔子到东方游历，见到两个小孩在争辩，就问他们在争辩什么。一个小孩说：“我认为太阳刚出来的时候离人近一些，而到中午的时候距离人远。”另一个小孩说：“我认为太阳刚出来的时候离人远些，而到中午的时候距离人近。”一个小孩说：“太阳刚出来的时候像车盖一样大，等到正午就小得像一个盘子，这不是远处的看着小而近处的看着大吗？”另一个小孩说：“太阳刚出来的时候有清凉的感觉，等到中午的时候像手伸进热水里一样热，这不是近的时候感觉热而远的时候感觉凉吗？”

模拟日食实验

从生活经验的角度来说，两个小孩的说法都有道理，所以孔子才做不了决断。但从科学的角度来看，这些日常经验并不适用于太阳与地球的关系。对于太阳、地球、月球这样的宇宙天体来说，我们虽然天天能看到，但是要理解自转、公转、日食、月食这样的抽象概念，对于孩子来说，很难观察和理解。所以在科学课本里，会通过一些模拟实验，让孩子更好地理解概念。

比如，太阳的直径是地球的109 倍，大约是月球的400倍，太阳其实要比月球大很多。但是我们仰望天空的时候，经常会发现两个差不多大，那是因为太阳距离地球远，月球距离地球近，所以看到的时候就是差不多大小了。上图就是通过太阳和月球的观察模拟实验，让孩子了解科学知识和生活经验之间的差异是怎么造成的，为什么会形成这种差异。

光的折射对孩子来说也是个难点，用这样的演示实验，孩子一看就明白了

通过实验提升孩子的动手能力

浙江宁波早已将科学实验纳入中考范围。考试采取考生现场实际操作、平台设备摄录考生操作全过程、考后评卷教师通过观看考生操作视频集中统一网上评分的形式。2021年的试题共有6个，考生在电脑上随机抽取1个实验进行操作测试，每批次安排时间为30分钟，操作测试时间为15分钟。

实验本身并不难，都是课本上必须要掌握的，而且也事先公布了范围，方便同学练习。据媒体报道，有多位科学老师反馈，平时的实验操作中，出现问题较多的竟然是偏生活技能方面的，比如绳子不会系、火柴不会划等。

在测量物质（小石块）的密度这一物理实验中，有一部分同学竟然卡在系绳子这个环节。有的同学一次两次打不好结，影响实验时间；有的同学因为绳子系得太松，小石块掉进量筒里；还有的打成死结，导致后面解不开……“现在有些孩子，到了小学高段甚至初中，还不会系鞋带，实验中遇到系绳子就出现了问题。”宁波市海曙外国语学校教务处主任、初三科学老师钟意定说。

在实验室制取二氧化碳这一实验中，需要用点燃的火柴靠近容器，火柴熄灭则表明二氧化碳制取成功。但在此前多所学校的实验练习中，老师们发现不少同学尤其是女生不会划火柴。“有的女生一开始有点怕，不敢划，有的同学则是用力过猛，老是把火柴折断，多次练习以后才慢慢好转。这与现在生活中不大用到火柴有关。”

其他如抹布使用过后不会折叠好等现象也比较常见。

所以，做实验的过程，其实也是让孩子动手进行生活实践的体验。比如实验材料怎么摆放才能井然有序，不会搞错，实验过程中经常会需要给绳子打结、绑皮筋、给酒精灯点火等等，这些操作的注意事项又有哪些，实验结束后，要怎么收拾整理。在培养规范的实验操作同时，也培养了孩子的收纳、整理习惯。