二、科学实验目的及要求上的差距

    在我国中学的科学教育中，理科各科的教学目标主要放在科学基本事实和基础知识上，这种忽视科学方法的教学最突出的表现是普遍忽视实验。我国的科学课程与发达国家相比，前者更注重事实和原理，后者更重视理解和应用。

    在美国的实验教学中，教师在学生实验前不对实验内容进行详细解释，而是提出一系列问题供学生在实验过程中进行思考，有时甚至是由学生先上网查找相关资料，然后向教师提交实验准备报告，教师再据此准备实验器具。学生一般分成小组进行实验活动，做完实验后再阅读教科书、查阅有关的参考资料以验证实验的结果。各实验小组得出自己的结论后，还要与其他小组的实验结果进行比较和交流。最后，师生共同总结实验并推出理论。由于是带着问题做实验，因而这种方法能够有效地培养学生的独立思考能力和解决问题的能力。

    相比较，我国学校的实验课一般是在相关的理论概念学习之后进行。在实验前，教师已详尽地向学生讲解了实验的理论依据、基本要求、整套的实验方法、所使用的各种实验仪器乃至最终的实验结果。然后，学生按照事先被告知的实验步骤做实验。我国科学教育的基本特点是，以理论概念为学习的核心，用做习题的方式来加深理解，实验只是补充说明理论概念的辅助工具。美国科学教育的特点是，以观察实验为学习的核心，不仅由实验推演出理论概念，而且通过实验来加深对理论概念的理解。

    我国的科学课程讲授得太快是因为省略了很多实验过程，多数实验是教师做演示，学生只是观看，而看实验与自己动手做实验其效果相差甚远。学生好不容易有了动手实验的机会，可时间往往太少，实验的要求也不高。尤其是教师的指点过多，对实验中容易出错的地方，教师事先都做了提醒。学生这样做实验往往没机会犯错误，没犯错误也就没经历挫折，没经历挫折就不能有深刻的体会，没深刻体会的实验其效果则十分有限。

值得注意的一个普遍现象是，我国教材里规定做的实验本来就少，但即使是这么少的实验也会因各种原因被某些基层学校省略掉，而对于那些不仅没做过、连演示都没看过的实验，学生们则要依靠硬背的方式来死记实验的结果。实验的缺乏所带来的能力缺陷是显而易见的，因为使学生能力提高的不是记实验的结果，而是做实验的过程。

  发达国家的科学教育重视科学实验，是因为充分意识到在设计实验、动手操作、观察现象、分析实验数据、检验实验结果、提出解释和预测、撰写并提出研究报告这个实验的全过程中，学生对科学研究过程能形成较透彻的了解，同时在此过程中可掌握一整套的科学研究方法。重实验的教学法不仅可以激发学生的探索精神，而且使基本科学概念的建立是靠内在的领悟而不是外在的灌输。

    在我国，做实验是为了证明课本上的理论和结果，学生只需用相同的方法和仪器，做相同的实验，并被期望得出相同的结果。然而，在美国，动手操作的目的是发现课本内外的理论和结果，学生由此受到鼓励进行不同的实验，用不同的方法和材料，并得出不同的解决问题的方案和结论。实验教学的目的不同，培养出来的人在创造力和解决问题的能力方面自然会有差异。

    掌握科学方法的重要性在于通过一定的科学手段探索未知，科学实验的重要性不仅体现在动手操作上，还体现在从操作中领悟科学的奥妙、引发自主性思考上。美国科学课程强调的是，学生自己动手通过实验寻找答案，而不是由教师提供现成答案，并将所有实验课程都作为科学探究的过程。

    发达国家基础教育阶段的科学教育之所以搞得好，离不开政府和全社会的支持。譬如美国，中学生可以进入大学或国家实验室，在专家教授的指导下进行自己的科学研究，甚至有机会与获得诺贝尔奖的大师们一起探讨问题。对于很多美国中学生来讲，进入大学实验室和国家顶级科研人员一起工作，并完成自己长达两三年的课题，并不是一件新鲜事。与国外孩子相比，我国孩子平时难得接触那此尖端技术，而那些先进的仪器设备、大学的实验室、学识高深的教授，则更是没机会接触。

    从中学的科学课程来看，美国中学的科学课程不仅生物课难于我国，而且物理和化学的优秀生课程也难于我国，往往要求有微积分基础，并有一年大学实验室工作经历。由于微积分和大学实验室工作经历都是我国优秀生所不具备的基础，因而美国理科优秀生的基础实际上远远胜过我国优秀生。可以说，实验能力上的差异是中外学生最明显的能力差异。