发布时间：2023-03-15 15:02:11
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的科学设计样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
良好的材料是实验成功的基础和保证。选择实验材料时，首先考虑从实验室获取，但很多小学科学实验材料从实验室不易得到，这就要求我们教师自制教具，从生活中获取简易的、实验现象明显的材料。比如，小学科学教材《固体的热胀冷缩》实验，选择材料是铜球，加热用酒精灯，冷却用冷水，观察方法用铁圈套铜球。这个实验有两个弊端，一是铜球温度很高，易烫伤学生，有危险性；二是加热时间比较长。因此，我将实验材料改为PP-R塑料，因为PP-R塑料热膨胀系数远远大于铜的热膨胀系数，实验现象特别明显。再如教材《马铃薯在水中是沉还是浮》一课，我把马铃薯改为葡萄，在烧杯中就可以做。这样既节省实验用品，实验效果又明显。
二、方法“妙”才能一目了然
（一）充分利用对照实验和对比实验
对照实验是提前控制“因”，然后观察“果”；对比实验是通过对“果”的对比，让学生发现“因”，探究性更强一些。在实验设计中我们要有意识地采用这两种方法。例如五年级上册第一单元第一课《小苗的诞生》中的实验采用了对照实验，适宜的温度、水、空气等诸多条件中，每次只能改变其中的一项。需要指出的是，为了节省时间，可以一次设置多个样本，根据排列组合的原则使样本间条件有所区别，最后通过将样本两两对照得出结论。本实验要求设计记录表，能对浇水量、光照时间等进行记录。同时，教师鼓励学生课后对自行控制变量的种类和数量进行研究，激发兴趣，巩固知识。
（二）改进实验，一切为了效果
实验设计时，参照课本、参考书、网上所设计的实验方法，从各角度思考，找出它们的优缺点，结合自己的设计确定最优方案。比如“光的直线传播”实验中，教材中提到森林中的光线直线传播，但缺点是远离生活只能想象；观察教室窗户中的一缕光线，实施起来也有困难。为此，我设计了利用激光笔大角度倾斜打在黑板上的方法，很方便地证明了光的直线传播，效果很好。
（三）方案周密，预知可能的败笔之处
实验设计时，对可能影响实验效果的不利因素要提前预知并加以避免。如五年级上册《风的形成》一课中“风的形成”实验，学生需要制作自己的实验箱，在实验设计阶段要引导学生注意以下事项：实验箱密封效果一定要好，任何地方不能漏气，否则蚊香的烟会溜走；实验箱要有一定的高度，否则点燃的蜡烛会引起燃烧，不安全。
三、让学生积极参与实验设计
【关键词】科学科；探索研究；实验为基础
科学课程是以实验为基础的一门学科。让学生通过亲自参加实验获得知识是科学课教学的关键。教学实践证明，精心设计实验，实验设计的好坏直接影响到教学的成功与失败。搞好科学教学的实验设计应注意以下几方面：
1、实验设计要符合科学学科特点
一切科学科学都来自实践，都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的，小学科学也不例外。教师在教学时，要让学生充分感受到大科学的丰富多彩，培养学生探求科学知识的兴趣、爱好，增强学生学科学、用科学的能力。
认识科学始于观察科学，让学生用观察的方法认识科学。如“四季星空”的教学，由于教学内容分散、抽象，学生很难形成对四季星空的整体认识。教师在实验设计时，要科学地安排学生观察四季星空，保证观察的持续、完整。指导学生用正确的方法观察，写出观察日记，积累有关四季星空的感性认识和材料。并引导学生归纳总结出：不同季节星座交替出现，北极星始终停留在原位置不动，周围的星座绕着它逆时针转圈，且一年转一圈等有关四季星空的变化规律。“水的循环”的教学设计则可以采取另一种方法。教师充分利用学生已有的对水的感性认识。如：天上有下不完的雨、雪；淋湿的衣服会干，冬天关在屋子里洗澡窗玻璃上会有水珠等。引导学生通过实验归纳总结出：水或冰受热变成水蒸气，水蒸气遇冷变成水或冰的循环规律。让学生通过实验的方法认识科学现象，总结科学规律，使感性认识上升到理性认识。为培养学生科学世界观创造条件，增加学生探索宇宙奥秘的兴趣爱好。
2、实验设计要符合学生的认知规律
教学活动是教师教与学生学的双边活动，学生是学习的主体。教师在实验设计时要充分考虑学生的主体地位，让学生在学习过程中能够通过自己的观察、思考、实验得出结论，达到认识周围科学现象的目的。低年级学生年龄小，注意力不易集中，感知世界往往从兴趣出发，抓不住事物主要特征等特点。设计实验时要采取多种方式，调动他们的各种感官有意识地直接观察事物。如：“植物的根”的实验设计，教师可通过提供大量的可供学生观察的有代表性的实验材料――植物的根，让学生在观察、比较的基础上，归纳总结出：植物的根有直根和须根之分。常见的萝卜、胡萝卜等直根，土豆、红薯等须根，它们可以储藏养分即贮藏根。学生可以通过观察直接获得知识，而中高年级学生已初步具备了观察事物的能力，且能自己动手做一些实验。他们对神秘的科学界充满了好奇，对探索科学奥秘充满了自信。这时教师设计实验，主要是以一种引路的方式让学生多动手，多动脑，自己动手实验获得结论，并自己设计实验验证结论。这种设计可满足学生强烈的求知欲，达到事半功倍的效果。
3、实验设计要联系科学条件
教学大纲规定：“科学课要密切联系科学条件。”我县地处鄂西山区，有丰富的动植物资源和矿产资源。这些抬头可见，垂手可得的实验材料，为丰富科学教学实验提供了方便。教师在设计实验时，充分利用这一科学优势，通过多种形式，使原本生动的科学课教学更加丰富多彩。
关键词：小学科学；游戏设计；科学兴趣
在小学科学中设计游戏有很多优点。首先，可以激发学生的学习积极性，小学科学本身便是一门观察和探索的学科，而探索过程如果以游戏为开端，那么学生必然积极参与；其次，游戏可以培养学生的创新精神，对科学的探索有很多方式，而小学生也正处于对世界充满好奇的年龄段，让学生自己在游戏中寻找答案，必然起到很好的效果。最后，游戏中的科学教育可以促进学生的全面发展，游戏本身具有竞争性与合作性，同时也能培养学生学会在集体活动中锻炼自己的品格。
一、用游戏来激发学生对科学的兴趣
用游戏来体现科学原理，打破学生的固定思维，让学生了解科学的乐趣。在讲解六年级上《杠杆的科学》一课的时候，可设计游戏“巧用力气”，挑选班级中身体最壮的男孩子与比较娇小的女孩子，让学生判断谁的力气大，学生都以为这还比什么，肯定男生力气大啊！
但是当老师要求两人到班级门口处，让小女孩站在门外，在门把手处向里推；男生站在门里，在门铰链处向外推，学生惊人地发现，男生竟然抵不过小女孩，门竟然一直在向里移动。这是什么科学原理？让我们这节课来一探究竟。
二、用游戏来激发学生的创新能力
教师需要保证科学游戏的目的性与安全性，但是在具体的游戏过程中，需要放开手脚，让学生自己动脑，主动地参与游戏，进而获得科学知识。例如，在讲解浮力的时候，我们可以设计游戏“究竟什么可以漂浮”，准备一盆水以及木制品、泡沫制品、竹制品、橡胶制品、玻璃制品等各种材料，让学生自主判断、自主观察、自主表达，在游戏结束后，要组织学生交流心得体会。
三、用游戏来促进学生综合发展
一、环境艺术设计素描定义
大百科全书把素描解释为：“素描是单色的徒手画；素描是用线条或块面进行造型的绘画形式；素描主要是以线条表现物体、人物、风景、象征符号、情感创意或构想的艺术形式”。笔者认为，这种解释准确地说是解释了什么是素描作品的问题。参照按照（美）大卫•罗桑德在其著作《素描精艺》对素描的理解，素描这一概念还应该包含“素描的动作或事件”。
对设计素描的认识是从上世纪80年代对艺术设计教育改革和探索开始的。起初，设计素描是作为对瑞士巴塞尔设计学校的素描训练课程翻译介绍而提出的一个词语。这种注重研究对象的形体结构，强调用线条来刻画对象的形体结构的方法和形式也被翻译作“结构素描”。后来，人们约定俗成地把那些更能为艺术设计教育服务的新的素描形式称为设计素描。并在艺术设计基础教育中，把过去沿用的素描教学定义为传统素描或基础素描，努力搜寻设计素描和它们的差异性，以此来界定什么是设计素描。经过近30年的争论，现在人们似乎弄清楚了什么是设计素描这一问题，但至少达成了一个共识：那就是设计素描是与传统素描（基础素描）具有明显区别的一种艺术形式，是在观察方法、表现形式和手段、思维方式和方法、素描性质和目的等方面与基础素描有着明显差异的素描形式，如表1所示。
这种认识对艺术设计素描教学起到了决定性的指导作用。但笔者更愿意从设计素描一词的多义性来进行理解：（1）设计出来的素描，强调素描是设计思维在设计程序下的一种产物，重在素描的创作过程。（2）设计的素描，强调是记录设计思维创造过程的一种语言形式。（3）设计素描，强调对素描的设计，是指的一种设计形式。（4）为设计服务的素描，强调了设计素描的目的。（5）设计素描，强调素描，是指素描的一个子系统，一种素描类型。
此外，在设计素描教学改革和探索中，人们还发现艺术设计不同的研究方向对设计素描教学的要求存在明显的差异性。比如：环境艺术设计专业需要学生空间、结构、光影、构造和材质上具有很好的认识和运用能力。而染织则需要学生在图形、形态、工艺技术、色彩等方面有过人之处等等。试图把服装、工业设计、环艺、染织、视觉传达等研究方向的设计素描课程按照设计素描的一定程式规范起来不切实际。虽然这种方法可以节约师资力量、有利于教学管理，但却与各研究方向的内在需求和特征不相适应。正是基于上述的这种认识，笔者在环境艺术专业设计素描的教学改革实践中，立足环艺艺术专业的内在要求，从学生的环艺设计综合能力培养和知识体系建构出发，结合设计素描教学的成果，逐步形成了一种观点：即环艺设计素描教学不但要培养学生的审美能力和表现能力，更重要的是要培养学生的设计思维和设计创造能力，树立学生的设计观念；要引导学生初步理解和认识环艺专业知识中的空间、结构、光影、材质和构造，要培养学生对本专业的学习兴趣；要把素描课程看做专业知识体系的重要组成部分，是基础素描向专业知识的过渡和桥梁；要使教学内容、培养模式、训练方法和教学目标更能体现本专业的特点；要积极主动地应用相关课程的知识和成果来充实和丰富素描教学。
在上述认识的基础上，笔者从环艺素描教学的角度把环艺设计素描进行如下较为科学的定义。
定义1：环境艺术设计素描的概念
环艺设计素描是以线条、块面来表现环艺题材的建筑、风景、景观、物体、象征符号、情感创意或构想的素描表现形式，是一种徒手绘制的单色绘画或设计作品，是环艺设计素描动作或事件。
定义2：环境艺术设计教学素描的概念
环境艺术设计专业设计素描是运用一定的素描和设计素描知识，在设计思维和设计观念的指导下，以培养学生设计能力、综合表现能力、素材搜集与整理能力、审美能力、设计观念和专业学习兴趣为目的，服务于环境艺术专业的一种素描训练手段和表现形式，是艺术基础教育和专业设计教育的纽带和强梁，是环境艺术知识体系的一个具体组成部分。
这一概念至少包括以下几层次的内容：（1）素描、设计素描和环艺设计素描组成一个有机的系统。素描是母系统，设计素描是素描的子系统，而环艺设计素描又是设计素描的子系统。环艺设计素描必定包含一定的素描或设计素描知识，比如：画面层次、画面空间、画面构图等。（2）环艺素描的教学内容紧紧围绕着环艺专业展开，把环艺专业中的空间、光影、结构、材质等知识和设计素描结合起来，使学生在进行设计素描的过程中对这些知识有朴素的认识，并培养学生的专业兴趣。（3）设计观念和设计能力的培养是环艺设计素描的核心。以学生图形创造能力和综合表现能力为重点。这些能力的培养是通过素描训练课题而得以展开的。（4）环艺设计素描是学生进入专业学习的一个过渡阶段，起着学生绘画艺术向设计艺术转变的转化作用。（5）作为一种表现形式，环艺素描具有一定的工程图纸性质，素描所记载的是设计思维的轨迹，体现着明显的过程性和图纸功能。
定义3：环境艺术设计素描的外延
环艺设计素描除了专业设计教学素描这一基础课程主体外，其外延非常广泛。广义的环艺设计素描还应该包括以下的内容：环艺速写、风景素描、建筑素描、构思草图、素描语言表现或具有素描风格的表现图纸和以环艺为题材的素描绘画。
二、环境艺术设计素描的属性
1.空间属性
空间是环境艺术设计的最基本要素之一，也是环境艺术设计中所需要解决的首要问题，环境艺术设计最终要在空间里得以实现。环艺专业设计素描是为专业设计服务的一种训练方法和手段，是表现环境艺术题材的风景、建筑、物体等的素描形式，无疑带有一定的空间属性。这种属性表现在课题训练中就是要善于引导学生对建筑空间、室内空间、景观空间的观察和体验，把它们作为描绘的对象，素材的来源，然后对其进行合乎自己意愿的组合和调整；体现在素描创作过程中的空间意识和空间思维；也体现在环艺设计素描作品的透视空间和画面空间当中，也体现在特定素描形式的矛盾空间里……这种属性是由环境艺术内在的空间属性所决定的。例如，上世纪90年代，鲁迅美术学院对环境艺术设计专业素描教学便很好地体现了这一点。素描作品以室内特定空间等为描绘对象，运用设计化了的素描表现语言重新进行了合乎作者意愿的空间再造，即形成了一种素描形式，也体现了素描为专业服务的目的，自然也让作品带有明显的空间属性。
2.材质属性
早在约翰•伊顿执教包豪斯的初步课程时便设计一个特别重要的练习，那就是“让学生把玩各类质感、图形、颜色和色调”，来进行平面和立体的练习。随着设计艺术的发展和新材料的发现，材质媒介凭借其自身的物理特性和审美价值逐步成为一种具有鲜明特色的现代设计艺术表现形式和方法。环境艺术专业中的材质指的是装饰材料，不同的材料质感与触觉产生不同的审美感受，设计师也正是通过不同的材料组合来完成设计作品的艺术创造。在环艺设计素描中不但要追踪这些材料特性，还要突出表现那些有趣味的材质特性，可以把一些材质特性作为素描图形创作的一个题材。在环艺素描教学训练中，要有意识地培养学生对不同材质的感受能力和组合表现能力。我们可以选择不同的装饰材料作为素描的描绘对象，然后要求学生任意地进行组合并通过具象写实的方法进行描绘。
3.光影属性
在传统基础素描中，我们对光影的概念并不陌生，正是这微妙的光影关系使得我们的素描作品更加真实。从某种程度上来说，没有光影便没有真正意义上的素描。对于设计素描而言，光影似乎并不那么重要了，人们借助于抽象的方法把对象概括成单纯的图形，并运用构成原理把这些图形进行重新组合来完成带有装饰性、抽象性、意向性的素描作品。但对环境艺术来说，光影关系是环艺设计的一个基本内容。有了光影可以让人们感受空间、结构、材质，创造空间范围和意境。而在景观照明中，更是把光影当作一个结构形态来加以运用。在素描训练或创作中应体现出对光影的关注和表现。我们可以通过对建筑空间、室内空间、景观空间等的光影进行观察、临摹、表现，运用不同光影来进行二维或三维图形和图像的创造。事实上，约翰•伊顿早在包豪斯任教期间，便认为明暗对比是最具表现力之一。他在教学中强调对建筑空间进行明暗素描的练习，他要求学生们专注于建筑空间的明暗关系和亮度层次表达，忽略对建筑形体的勾画，并在此基础上设计了一个重要的练习——“黑卡纸素描”，即是约翰•伊顿在包豪斯任教期间所组织的一个课题，他要求学生们用白色的或其他亮色的笔来在黑色的卡纸上单纯勾画光的形态和光的丰富层次，每一笔就代表一个光亮度的状态。时至今日，这种方法对设计素描教学来说还具有重要的现实指导意义。
4.结构属性
环艺设计中的结构是体现设计风格和满足功能需要的重要手段和表现。对于环艺专业的素描训练而言，不但要理解什么是结构，还要清楚结构的组合方式和集合构成。学生对建筑结构、室内局部结构等内容的观察和临摹，对结构为题材的形态进行加工、概括、提炼、变形、整合出新的结构形态或二维图形，并把这些过程用素描语言记录下来等诸如此类的行为和事件都或多或少地体现着环艺设计素描的结构属性。而对于素描绘画而言，环艺设计领域具有非常多的迷人的结构形式和组合样式，这些都可以转化为有趣味的素描图形或绘画作品，从而让这些艺术充满结构特征。
此外，因为环艺素描是设计思维过程或设计创造过程的具体素描体现，具有记录的功能。再加上广义的环艺素描还包括了设计草图、素描性表现图纸等类型，使得环艺素描更多具有图纸属性而不是绘画属性。
一、预习任务的设计要具有明确的指向性
“预习”是学生对他的课堂表现做心理和知识准备的过程。让学生漫无目的地去预习，大部分学生可能看不懂，也可能抓不住重点。教师设计的预习任务是学生课外预习的导向，是对学生预习的一种提示和指导，所以预习任务的设计必须体现教学目标和课本要求，对预习的要求必须有明确的任务指向，即通过“任务”驱动学生的预习，为课堂学习作好知识准备。预习任务一般可采用“预习任务单”的形式呈现给学生，将知识技能要求转化为具体任务。“预习任务单”包括课时预习目标、课前导学和预习任务等几个部分。“预习目标”、“课前导学”部分主要体现对知识技能的目标要求、对学生预习所作的知识铺垫以及对学生作预习方法上的指导；“预习任务”要和学习目标结合起来，让学生明白预习的重心所在。根据需要，布置预习时可将新课中的重难点设计其中，用具有明确指向性的任务，引领学生有针对性地探究，查阅有关资料，最终达到预习目标。
例如，在学习“金属锈蚀的条件及防护”时，课前布置的预习任务有：调查收集生活中金属防腐蚀的方法；这些方法可以归纳为哪几种类型；根据金属防腐蚀的方法，猜测金属锈蚀的条件是什么。通过这些具有明确目标的预习任务，引领学生从自己熟悉的实际生活着手，有序地进行探究活动和阅读资料，并在课堂上展示他的预习成果。这种有明确指向性的“预习任务单”，使学生的预习不再仅仅停留在口头，流于形式，而是以书面的形式记录下学生完整的预习过程。
二、预习任务的设计要瞄准学生的最近发展区
儿童发展有两种水平：一是现有的发展水平；二是借助于他人的启发帮助可以达到的较高水平。这两者即儿童现有水平与经过他人帮助可以达到的较高水平之间的差距，就是“最近发展区”。预习任务的设置，不仅要让学生完成和解决处于现有发展区的内容和任务，更要提出处于“最近发展区”的问题，逐步培养他们的阅读思考能力和科学探究能力。因此，预习题的设计要把握好难度要求。如果任务都比较容易，预习内容只是教材内容的翻版，缺少对教材内容的整合和筛选，不但预习作业量较大，而且学生不经思考就完成的任务也不能使他们获得成就感；如果任务太难，思维跨度较大，内容指向深层次目标，学生很难独立完成。因此，教师在设计预习任务时要选择“跳一跳能摘桃”的难度，让学生在“预习任务单”的引导帮助下，通过自己的努力，最终获得成功的体验。
例如，在学习摩擦和二力平衡知识时，布置如下预习任务：用一个10牛顿的水平力推水平地面上的桌子，桌子仍保持静止，地面对桌子有无摩擦力？如果有，摩擦力为多大？如果将上题中的力增大到20牛顿，仍未推动桌子，摩擦力为多大？归纳该摩擦力有何特点？要使物体保持静止状态，除了牛顿第一定律描述的情况外，受到怎样的力作用时也可以实现？这些问题既是对摩擦力和牛顿第一定律知识的巩固和提高，又是对二力平衡条件的理性思考，学生在“预习任务单”的一步步诱导下，经过分析思考应该可以得出结论。对学生来说，这比单纯地填写二力平衡概念和条件更有挑战性和成就感，可让学生获得成功的体验，激励学生积极思考。
三、预习任务要重视观察和实验内容
“科学”是一门以观察和实验为基础的学科，学生的课外预习也离不开观察和实验，而且有的观察和实验由于需要较长的时间，必须在课外进行。为此教师既要考虑哪些观察实验适合于学生课外探究，又要研究如何设计观察实验的预习任务，更要考虑如何对学生的预习情况进行检测。对于实验观察类的预习任务，教师必须进行事先的指导，将实验器材的替代方案予以提示，将如何观察现象、得出结论的要领教给学生，为学生的课外探究活动打好基础。
由于能够接受双语教学的学生必须具有较强的英语听、说、读、写能力和自学能力。另外，环境科学导论这门课程涉及一些较深的环境科学的理论知识和方法，因此具备一定的专业背景知识，对于提高学生接受能力也是十分必要的。已有的研究表明［1－2］，目前由于受英语水平和专业背景的限制，大部分学生对双语教学还不是很适应，认为在大学低年级开展双语教学是不理想的。因此，综合考虑学生的外语水平、专业知识和以往学生对双语教学的反馈，我们将环境科学导论双语教学的对象定位为大学二年级第二学期的学生，他们在高中和大学一年级阶段对环境保护的相关内容在中学的地理和生物课有一定的接触，具备一定的基础知识，同时经过3个学期的学习和适应，具备一定的自学能力和理解能力;同时，完成了大学基础英语的学习，有些同学还通过了四、六级英语考试，具有一定的英语听说读写基础。这些都为双语教学的顺利开展奠定了良好的基础。
二、教材的选择
为了做好环境科学导论课程的双语教学，根据学生的状况选择一本合适的教材是保证教学质量的前提条件。环境科学学科的迅速发展使英文原版教材更新速度不断加快，而国内环境科学教材的内容相对陈旧，尤其是环境科学双语类教材更是只有南开大学鞠美庭等主编的《环境学基础》，但是其英文内容相对偏少，只是对一些专业词汇给出了英文翻译。目前在我国已有较多影印出版的环境科学教材，考虑到教材的编写理论、内容安排、深度、涵盖范围以及教材的价格和课程学时数(本校环境科学导论为50学时)等因素。经反复比较，我们选用了由G.TylerMiller主编，高等教育出版社出版的LivingInTheEnvironment(ThirteenthEdition)(影印版)，作为本课程的主要教材。这套教材为国外优秀教材畅销榜的上榜教材，面向大学生;编写理念较为新颖、结构合理，包括提纲、总结、复习题、思考题和关键术语，并给出相关网络站点资源，给学生课后拓展知识面和了解最新信息指明了方向。另外，书中信息丰富，除了常见的图表外，还有特写(close－up)、全球透视(globalperspective)等卡片式栏目转递丰富的知识。并且书中英文使用较为自然、易懂的语句，适合中国学生阅读［3］。此外，书中还列举了大量的案例。该教材思维国际化、内容先进，部分章节的内容紧跟国际最新科研动态，具有较高的实效性，对学生专业知识的教育有重要意义，并附有相关内容图片光盘，使学生能更直接地理解抽象内容。不过本书也有不足之处:教学内容中往往以美国问题为例，中国学生的认同感与熟悉程度较低;其次，价格较高，部分学生往往由于价格问题并未购买，这会直接影响教学效果。另外有部分内容程度较浅，学生在初高中就已经学习完毕。所以，我们决定将该书相关重要英文部分在课前复印给学生。学生用书方面，配套选用了南开大学鞠美庭等主编、化学工业出版社出版的《环境学基础》为中文教材。这样，英文教材和中文教材配合使用，获得了理想的教学效果。
三、教学内容的选择
由于LivingInTheEnvironment内容往往以美国问题为例，且部分内容程度较浅，所以，以该书内容为基础，从3个方面对教学内容进行了删减和补充。
(一)有利于拓宽学生的视野
如该教材中每章内容均有大量的案例介绍，这些内容国内的教材基本很少或没有，但这些对于提高学生的兴趣，拓宽知识面非常重要，因此在本门课中将其作为重点介绍。
(二)重点介绍环境科学领域的相关知识
由于该书中涉及部分生态学知识，而本校环境科学专业的学生有专门的生态学基础这门课;另外，由于中美教育的差别，其中一章关于能量的内容与我国学生在大学之前学的内容有重叠，故将这部分内容删去，不做讲解要求。
(三)注重中国和世界环境问题的接轨
由于该书的案例分析多以美国为主，学生的认同感与熟悉程度不高，因此在教学内容上补充了中国的环境发展现状，如中国的大气、水、土壤等环境问题的案例与分析。
四、教学手段的运用
教学方法是否得当直接影响到双语教学的效果。环境科学导论课程采用双语教学后，课时并没有相应增加。因此，为了不影响教学进度，首先确定该课程全部采用多媒体教学，采用动画、纯英文视频等方法。将多媒体技术应用于教学，不但增加了课堂上的信息量，使课堂生动、活泼，而且可以节省大量的课堂板书时间，生动的多媒体画面还可帮助学生消化理解一些较抽象的专业知识。为此，我们收集了多个视频，如水污染、酸雨、臭氧层损耗、地球温室效应等。另外，还利用一些与环境相关的纯英文科幻影片加深同学对所学内容的理解，并帮助提高英语听力。一般而言，双语教学分为:混合型双语教学，即采用外文原版教材或外文讲义，以汉语讲授为主，板书中的标题或主要结论用外文;半外型双语教学，即采用外文原版教材或外文讲义，以外文讲授为主，并采用外文板书;全外型双语教学，即采用外文原版教材或外文讲义，全部用外文讲课［4］［5］37－45。这3种模式对双语教师和学生要求的程度差别较大。鉴于笔者所在学校的实际情况，学生的基础英语水平参差不齐，英语听力和口语表达普遍不是很好，加上还未开设环境科学专业英语，所以几乎没有接触过专业词汇。因此，我们决定在混合型双语教学模式进行改进后进行教学，即选用国外原版教材和中文教材配套使用，部分教学内容采用英文教学，部分内容采用中文教学，英文授课比例占50%左右。多媒体幻灯片内容50%以上为英文，对一些难点和部分专业词汇或生僻词汇用汉语标注，讲授过程中以汉语为主，但夹杂50%左右的英语内容。另外采用渐进式教学，刚开始时的外语比例少一些，以后逐步加大。
五、反馈评价体系的建立
要检验双语教学的效果，并把握教学过程中学生的动态，取决于双语教学的反馈评价体系的建立。双语教学是将英语应用于专业课教学，使英语的学习与专业知识的获取同步［5］37－45，因此对它的评价主要包括对学生英语水平和专业知识水平两方面的评价。根据任海蓉等的层递性评价方法［6］，参照郑江、关瑞章的分级评价方法［7］，对这门课双语教学建立了分级评价标准:(1)英语水平的分级评价标准:单词阶段(能认识和表达专业词汇)—句子阶段(能基本理解和初步表达专业的概念、原理)—完整的理解和自由准确的表达;(2)专业知识的分级评价标准:概念的理解—原理的理解—知识的应用。通过这个标准，设计了课堂提问、随堂测验、作业、考试等考核方式进行反馈评价。其中作业、随堂测验试题题目都是英文的，以评价学生的英文应用能力。双语教学考试模式的研究显示，高年级学生认为试卷应以英文为主，低年级学生则认为应以中文为主;就答题方式来说，绝大多数学生认为应当采用客观性试题用英文，主观性试题用中文回答［8］。由于本课程的教学对象为大二下学期的学生，英语水平一般，因此我们将试卷内容的30%以英文形式出题，学生可以自由选择用哪种语言答题，但是鼓励学生用英文答题。最后，设计了一份问卷调查来了解学生对双语教学的评价、感受和建议。这样，通过分级评价标准的设立、反馈机制的建立、考试模式的选择以及问卷调查的了解，使整个双语教学的反馈评价体系基本上建立了起来。
“科学探究”是提高学生科学素养的主要途径，它不仅是化学课程的重要目标，同时也是化学学习的重要方式。《课程标准》有关科学探究的教学要求第一点：增进对科学探究的理解。这一内容主题，要求在化学学习过程中要将科学探究本身作为研究的对象和内容，让学生真正理解科学探究过程。但是目前在教学中，学生学习化学的功利性越来越强，只关注是什么，而忽略为什么。对于不理解的知识，有些学生甚至直接背结果，而不是去动脑思考根本原因，成绩全凭题海战术。因此，科学探究创新势在必行。
1．1遵循的主要原则：
科学探究创新，应以学生的主动学习为前提，以学生体会学习过程为主线，探究能力提高为标准。实施过程中，除遵循科学探究的普遍原则以外，还要遵循以下几点原则：
1．2科学性原则：
对于科学探究中的异常现象的思考，适用原理要准确，不要对学生误导，不要为“探究而探究”。同时教师要发挥自身引领作用，引导学生关注目的、内容、方法、结论间的对应关系，把握教材各级主题之间的联系，预测学生应有经验，掌控学生动态，体现教师教学过程科学、完整的逻辑思维。
1．3简约性原则：
科学探究创新设计整体要体现“仪器常见、操作方便、便于控制、现象明显”等特点。争取实验步骤最优，化学试剂无毒，反应条件易得，总体贯穿“绿色化学”理念，如果是定量科学探究还要考虑误差最小化。如：水通电分解这一探究，可将教材中水电解器改成水槽、两等大试管，学生观察、分析、讨论起来更直观、更易理解，避免学生畏难情绪影响学生对科学探究的思考和分析，同时体现了科学探究的更强的参与性、合作性。
1．4方法性原则：
依托化学学科的基本思想和方法，培养学生的科学素养。教师的创新设计是基于一定的科学方法，目的性较强；而学生对科学探究的创新设计则更具感性，这就要求教师适时鼓励学生的参与性的同时，引领学生共同讨论学生的创新设计的合理性、可操作性。在原有基础上有质疑、有创新，促使学生开阔的思维形成，让学生在创新后意犹未尽，并有成就感。如：燃烧条件实验通入的氧气可使水下白磷燃烧，这一实验让学生激动不已，也大开眼界。教师将氧气改成空气导入这样可省去制氧装置及试剂，但如何水里让空气进入水中又是一个难题。而学生大胆撤去导管，直接用一只空试管（内有空气）罩住水下白磷，不但解决了仪器、试剂繁复的问题，而且又解决气体导入、白磷在水中不易控制等问题，成为非常成功的创新设计。
1．5发展性原则：
这一原则，要求教师在设计科学探究创新设计的问题时，充分考虑学生发展的方向、学生潜能的开发。当学生对某实验、某知识点有疑问、有不同意见时，而这刚好是学生学习知识，提高潜能的最好机会。此时，教师应有意识的引导学生提出自己与众不同的想法。同时，要求教师准确把握三维教学目标，把握教材的基础内容、深度、广度，有意的将科学探究的创新融入到新授课、复习课当中去。如：在讲述离子形成这一时机时，教师可做大胆尝试，将元素分类融入到本节课中。并引导学生思考元素的分类，不是人为规定的，而是根据原子结构和化学性质合理划分的。并比较原子核外电子层数、最外层电子数、得失电子趋势、共用电子对形成、化合价的规定体会元素周期表绘制的依据。促进学生在知识、技能、方法、过程上不断提高，从而，实验达到较好的教学效果。再讨论：氢元素在元素周期表中位置是否合理？是否还有跟适合位置？这两个问题一经提出，引起学生更为激烈的争论。虽然并没有标准答案，但却树立科学发展无止境的思想。
2科学探究创新设计中应注意的问题
一、由复习提问引入新课
这种方法是传统的新课引入法。在上新课前复习旧课，巩固知识，再由上节课的知识与本节新知识的必然联系自然引入，起承上启下的作用，使知识有连惯性，使学生温故知新。如在讲授“分子式、分子量”时，首先复习上节内容“元素、元素符号”：①听写若干个元素符号；②说出元素符号“O”、“H”意义。然后再提问：我们如何用元素符号表示物质分子的组成？再指导学生阅读课文分子式引入新课，使学生自然而然地在脑子中形成分子式是由不同元素符号组合而成，元素符号和分子式的意义不同的这个概念。这种方法普遍适用于每一堂课，是教学的基本手法。
二、由悬念性设疑引入新课
“学起于思，思源于疑。”设“悬”立“疑”方法引入新课，使学生激情高昂，激发学生强烈的求知欲，点燃学生思维的火花，有助于教学难点的突破。例如，讲授“气体、液体和固体的分子结构”时，学生很难想象也难以理解它的结构，又无法用演示实验加以验证。在新课引入时可采取设“悬”立“疑”方法，首先让学生想象：气体、液体、固体的形状和状态。教师发问：固体既有一定体积又有一定形状；液体有一定体积而无一定形状；气体既无一定体积又无一定形状。为什么？引起学生的悬念，挖掘学生潜在的思维能力，使学生的思维在不知不觉中转入到本课的新知识——分子结构。本节的教学难点不攻自破。
三、由实验引入新课
初中科学就是以实验为基础的一门学科。科学理论的产生来自科学实验，由实验引入新课是自然科学教学中的一种最有效的教学手段，最能激发学生的学习兴趣和强有力的求知欲。并充分挖掘学生的思维能力。演示实验还可寓教于乐，可使爱捣蛋的学生也能主动参与教学，充分调动学生的学习激情。同时又培养学生的动手能力，使学生在轻松愉快中学到知识。例如，讲授“液体、气体对流”时，可在课前布置学生自制弯曲柄的小风车和带有两个小孔瓶塞的墨水瓶。上课时让学生自己演示：①将小风车放在点燃的蜡烛火焰上方，一会儿小风车旋转起来；②演示水底火山。将带有颜色的热水灌满墨水瓶，将配好两支玻璃管的木塞塞紧瓶口，浸没到冷水中，就会看到像火山爆发一样的倒圆锥形的云雾。这样，可大大活跃课堂气氛，从而激发学生学习积极性。
四、由日常生活中的实例引入新课
初中科学知识在生产、生活中应用非常广泛。为了促使学生学以致用，科学课教学必须贯彻理论联系实际的原则，要根据工农业生产中的实际问题，日常生活中的实例，以及发生在学生身边的自然现象等提出问题，激发兴趣，开拓思维，引入新课。如讲“惯性、惯性应用”时，可提问坐公共汽车突然刹车时，乘客为什么向前倾。在讲“汽油机、柴油机工作原理”时，可提出汽车、拖拉机等机器为什么能行驶的疑问。这样引入新课，启发学生积极思考，从而激发学生的学习动机，使学生急于将感性认识上升到理性认识。
五、由电教手段引入新课
电教手段能为学生创设良好的学习情境，从而诱发学生兴趣，调动学生的积极性和主动性，寓教于乐。例如讲“丰富多彩的自然界”时，先播放一段录像：在地球上，自然界千变万化。各种动物有不同的生活习性和方式，有的独处生活，有的群聚生活；还有风起云涌、排山倒海、狂风雷雨等自然现象。这些究竟是什么原因？这要问问地球上的自然界。这样，即刻将学生注意力引到下文。利用电教手段还包括实物投影仪、幻灯片、录音等，还可以利用多媒体电脑播放教学课件。
六、巧用诗词引入新课
在科学课堂中适当引用诗词，既可导出本课的教学主题，又能在新课一开始就集中学生的注意力，吸引住学生的思维。
如在“碳的性质”的教学中，我一进教室就诵出“卖炭翁，伐薪烧炭南山中，满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑”。一诵完诗，学生就很惊讶，科学老师怎么上起语文课来了，立即激发了他们的好奇心，把注意力集中到这节课的学习中，达到了引入的目的。接着引导学生思考“伐薪烧炭”说明什么？“十指黑”表示了什么含义？学生就很自然地想到“薪”可以烧成“炭”，碳的物理性质：“黑色固体”等等。又如在学习“动物的个体发育”时，我在该多媒体课件的首页，插入南宋著名词人辛弃疾《西江月》的朗诵音频、蛙鸣的音频和江南田野风光视频，在上课伊始把学生们带入“明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。这样优美的意境中，然后设疑：“蛙声—稻花香—丰年”是怎样联系起来的？以“丰年—蛙声—繁殖—个体发育”为思路导入教学。当学习“种子的结构”知识时，我用“春种一粒粟，秋收万颗子。”引入新课，让学生体会到植物体产生大量种子所体现出的旺盛的生命力，以及种子繁育新生命的意义，从而不自觉地产生了解种子结构的好奇，这种好奇又为下一步的课堂教学打下了良好的基础。
七、由科学家的故事及有关历史资料引入新课
