网上有关“幼儿园科学活动教案”话题很是火热，小编也是针对幼儿园科学活动教案寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

　作为一名辛苦耕耘的教育工作者，时常需要用到教案，教案是教学活动的依据，有着重要的地位。那么优秀的教案是什么样的呢？下面是我为大家整理的幼儿园科学活动教案6篇，希望对大家有所帮助。

　 教学思考：

　生活中的许多用品都需要用到电池，如各种遥控器、门铃、手电筒、玩具、手机等。玩具与孩子关系最密切，有时候玩具遥控车不会动了，孩子还会把电池拿出来左看看右看看，拿着电池在地上推滚，或是放在嘴巴里咬。而这些行为都有可能让孩子们处于一种危险的状态，所以，我们就此组织相关的活动帮助沙子们正确地认识电池。

　 活动目的：

　1．通过摆弄、拆卸电动玩具，让幼儿对电池有初步的了解。

　2．激发幼儿参与活动的兴趣，并乐意用短句进行表达。

　 活动灌餐：

　每个幼儿一个电动玩具，内有电池；另备电池若干；讲解废旧电池危害自光碟。

　 活动过程：

　1．寻找会动的玩具

　导入教学主题，幼儿自由玩带来的电动玩具。

　2．找电动玩具能动的原因

　教师：为什么电动玩具会动？(幼儿自由回答)’

　教师：找找看电动玩具里的电池在哪里？

　3．了解干电池基本特征

　(1)出示实物，请幼儿观察它的外观。

　教师：我们一起看看电池是什么样的？

　(2)电池有正负极之分，凸起的地方是正极(+)，平面的地方是负极（一）。

　(3)电池产品可分一次干电池（普通干电池）、二次干电池（可充电电池，主要用于移动电话、计算器）、铅酸蓄电池（主要用于汽车）三大类。我们最常用的是普通干电池。

　(4)电池有3号、5号、7号等不同型号。不同的生活用品也不一样。

　4．干电池的作用

　教师：电池有什么作用？（幼儿自由回答。）

　5．于电池的危害

　(1)播放废旧电池给我们造成的危害的光碟片段。

　教师：电池主要含铁、锌、锰等，此外还含有微量的汞池不能随地丢弃，要放进专用的废旧电池回收箱里

　(2)讲述幼儿因为电池而受伤的新闻。

　一个叫浩浩的小朋友晚上回家后，一个劲地嚷“耳朵疼”，家人询问后才得知，下午在幼儿园，浩浩将一个纽扣电池塞进了左耳朵里。于是，家人连夜将浩浩送进了医院。根据给浩浩动手术的吴医生介绍，直到第二天上午，浩浩耳中的小电池才取出。取出来的电池直径有7毫米，当时藏在距外耳道口2厘米的骨部与软骨部相接处，是外耳道狭窄的地方。电池虽已顺利取出，但浩浩耳朵有点充血，需要消炎处理。

　教师：电池里面是有毒的化学物质，对人体健康和生态环境危害很大，小朋友们千万不能把电池放进嘴巴，也不能像浩浩那样放到身体的某个器官里。

　6．正确使用干电池

　教师：小朋友们知道怎么安装电池吗？（幼儿尝试安装电池。）

　教师总结：先检查电器和电池接触面是否清洁，必要时用于布擦净，再按电正确极性装入。不要将新旧电池混用，同一种型号但不同种类的电池也不能混用。

　 活动延伸：

　1.在科学区提供“我会玩电池宝宝”的游戏材料，让幼儿操作。

　2.发放“变废为宝好办法”记录表，家长与幼儿共同完成。

　活动动评析：

　幼儿对周边的事物具有强烈的好奇心，他们年龄小，缺乏生活经验，喜欢通过手口等去触摸和感知。通过游戏、实物操作和观看光碟等活动让幼儿了解电池的作用和危害，学习正确使用电池的方法。

　活动建议；

　1请家长在家引导幼儿正确使用电池。

　2此活动适合大班孩子以小组形式进行。

　安全儿歌：

　电池，个头小，作用大。

　电筒，遥控器，电玩具，

　没它，动不了，响不了。

　 一、活动题目

　大班科学教案――水变干净了

　 二、活动目标

　通过实践活动，感知污水通过多层毛巾过滤可以变干净。培养幼儿观察、分析及动手操作的能力。

　 三、适用对象

　5～6岁幼儿。

　 四、活动所需资源

　装满脏水的容器、干净的空杯、笔、纸、毛巾、纱窗网、纱布、海绵、大个果冻盒。

　 五、活动过程

　引入：猜谜语。刀砍没有缝，枪打没有洞，斧子劈不开，没有牙齿也能咬。(谜底是水)。

　幼儿讨论：水有什么用?

　(1)水能洗衣服。

　(2)水能浇花、养鱼。

　(3)水能洗澡、洗脸。

　(4)水能做汤、煮稀饭。

　探究的问题：这里有一盆很脏的水，请小朋友想一想，怎样使水变干净?

　幼儿讨论。

　(1)我用纱布把脏东西捞出来。

　(2)我用海绵把水吸上来就干净了。

　(3)我用毛巾把水弄干净了。

　试一试，怎样把水变干净。

　(1)我把纱网放在空瓶口上，用果冻壳把脏水舀起来倒在上面，我发现水一下子就漏到瓶子里，但水还是很脏。

　(2)我把纱布放在空瓶口上，把脏水倒进去，瓶子里的水还是很脏，纱布上也有点脏。

　(3)我把海绵放在空瓶口上，把脏水倒在海绵上，流到瓶子里的水有点变干净了。

　(4)我把一条干净的毛巾放在空瓶口上，把脏水倒进去，水变干净一点但毛巾变脏了。

　说一说，为什么实验结果不一样。

　(1)纱窗和纱布的“眼”太大，脏水一下子都漏过去了。

　(2)海绵“眼”小，能把水变干净一点。

　(3)毛巾有许多毛毛，能粘住脏水里的泥，所以水变得有些干净了。

　怎样用毛巾过滤使水变得更干净?

　(1)我把毛巾叠起来变成两层，放在瓶子上，把盆里的脏水倒进去，发现流下来的水干净一点了。我又拿一条毛巾叠起来放在第一条毛巾上，把瓶子里有点干净的水倒进去，流到新瓶子里的水又干净了一些。我再拿一条毛巾叠起来放在第二条毛巾上，把瓶子里又有点干净的水倒进去，再流到新瓶子里的水又干净了一些。最后，我在瓶子上放了5条毛巾，把瓶子里过滤4遍的水倒进去，流出来的水已经变得非常干净、透明了。

　(2)我把两条毛巾放在空瓶口上，把盆里的脏水倒进去，发现流下来的水干净一点了。我拿走用过的毛巾，重新放上两条新毛巾放在空瓶口上，把过滤一遍的水倒进去，水又干净一些。最后我换了6次毛巾，水变得非常干净、透明了。

　画一画自己的实验过程。

　 六、注意事项

　1．引导幼儿用毛巾过滤时不应用手拧，要让脏水慢慢从毛巾中滴人到干净的容器中。

　2．空杯子要透明，便于幼儿观察比较。

　3．将脏水慢慢地倒在毛巾上，提醒幼儿倒水的速度要慢，毛巾要把瓶口封严，防止脏水直接倒人容器中，影响实验效果。

　4．可将过滤出来的水，反复倒在毛巾上，进行过滤。

　5．为便于操作，可将纱布缝在铁丝圈上。纱网可用四根木棍固定。

　●活动目标

　1．感知比较3种常见的纸，发现它们的不同。

　2．乐于用语言表述自己的发现和感受。

　3．通过染纸活动，初步发现3种纸具有不同的吸水性。

　●材料准备

　宣纸、画画纸、牛皮纸、颜料、标签、表格、染纸样品、塑料筐、抹布、旧挂历纸、泡沫板。

　●活动过程

　1．感知3种纸的不同

　(1)教师出示3种纸，并问孩子：“这是什么纸(了解名称)?”

　(2)提出问题：“每人都有3种纸，大家看一看、摸一摸、揉一揉、听一听，它们有什么不同?”

　(3)幼儿自己取3种纸进行感知比较，发现纸的软硬、厚薄、颜色、光滑度等的不同。

　(4)鼓励幼儿相互交流，用语言表达自己的发现和感受。

　(5)在幼儿表达基础上，利用表格形成集体记录。

　2．制作有趣的染纸画

　(1)引入染纸画，出示染纸样品。

　(2)幼儿取纸，教师介绍染纸基本方法。

　(3)幼儿操作。

　(4)相互交流。

　提问：“你们看一看这3种纸染出来的画，你们发现了什么?”“哪种纸做染纸最漂亮?”“为什么?”

　小结：宣纸做染纸最漂亮，它吸水多。把这一结果记录在集体记录表中。

　利用记录表，梳理3种纸的不同。

　3．提出问题，引出新活动

　“今天是用这3种纸来做染纸画，如果用这3种纸叠成小船，放在水里会怎样?”

　 ●活动评析

　《有趣的纸》作为纸的系列活动的一部分，是一个有着科学领域的明显特点并与艺术领域有机综合的活动。

　这个活动的结构化程度比较高。这种高结构不仅体现在从目标到材料的严谨设计。而且体现在用一系列关键问题引导着幼儿的探究活动逐步走向深入。在活动的每个阶段，不仅在开始时有关键问题的引导，而且在探究告一段落时有共同的讨论和回顾，引导幼儿根据自己的发现和记录的事实信息，概括、总结和提升已经获得的经验。

　在探究式科学教育活动中，关键问题起着至关重要的作用，它们引领着幼儿探究的方向，保证探究的深度和有效性。在《有趣的纸》中，在探究活动的不同阶段，教师主要使用了4个关键问题，它们在引发和引导幼儿深入探究中发挥着不同的作用。

　关键提问1：这是什么纸?这个问题的主要作用在于引发幼儿回忆、确认已经熟悉的纸，同时为了交流的方便，对纸的名称达成基本的共识。

　关键问题2：“看一看、摸一摸、揉一揉、听一听，它们有什么不同?”这个问题的主要作用在于提示幼儿运用多种感官、采用多种方式进行探究；同时这个问题也在提示幼儿关注自己的探究结果――发现纸的不同，让幼儿明确探究的任务。在这个问题的引导下，孩子们会关注到纸的很多外在特性，颜色、薄厚、结实程度、光滑程度等等。

　关键问题3：“看一看这3种纸染出来的画，你们发现了什么?”这个问题主要是为了引导幼儿关注3种不同的纸的吸水性。虽然这是一个具有一定方向性的问题，但也是一个比较宽泛的问题。孩子们的发现可能会有很多。

　关键问题4：“哪种纸做染纸最漂亮?为什么?”这个问题比上一个问题具体，它能引导着幼儿发现宣纸做出的染纸最漂亮，通过思考原因，孩子们会关注到纸的吸水性，并对纸的吸水性发生兴趣。

　探究纸的吸水性可以成为孩子们继这个活动之后更进一步的探究活动。因为纸的吸水性已经超越了探究纸作为单一物质的物理特性，涉及到纸与水两种物质的相互作用所发生的变化。老师们可以在美工区投放颜料和各种各样的纸，鼓励和支持幼儿继续进行染纸活动；还可以提供毛笔、毛刷、棉签和海绵棒等工具材料，鼓励幼儿自由选择各种质地的纸进行作画，他们会发现不同纸的吸水性和用不同的纸作画所产生的奇妙效果。当然，在这种似游戏、似探究、似美术的区域活动中，孩子们会体验到游戏的快乐、探究的魅力、美术的奇妙……总之，孩子们的获得与发现会有很多很多!

　 活动班级： 大班

　 活动时间： 10月

　 设计意图： 秋天的到来使得周围的树木发生了一些变化，大班幼儿对周围事物的观察能力也较中班有了较大地提高。班上幼儿近些天来总在谈论幼儿园大门外一颗大树的变化，他们已经观察到树叶和树枝被大风吹下时状态的不同，因此，抓住这个机会我设计了该次活动，通过引导幼儿对其在日常生活中观察到的现象进行探索，从而推动幼儿科学概念的获得以及对周围世界进行探索的兴趣。

　 活动目的：

　1、通过幼儿动手实验发现物体抛向空中后会下落，激发幼儿主动探索自由落体现象的兴趣；2、幼儿能使用至少两种不同的物体进行自由落体实验，并能观察、记录这两种物体的下落的方式和快慢；3、绝大部分幼儿能用语言正确表述自由落体现象，在活动中能表现出合作的意向和能力。

　 科学原理：

　1、自由落体--自由落体运动源于地心引力，物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动。它有三层基本含义：物体开始下落时是静止的即初速度V=0；物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力（包括空气阻力）或外力的合力为0；任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同。

　2、空气阻力--指空气对运动物体的阻碍力，是运动物体受到空气的弹力而产生的。在现实生活中，自由落体也受空气阻力的影响，其速度，接触面积，空气密度等都会影响空气阻力的大小。

　 活动准备：

　人手一份操作材料：树叶、报纸、沙袋、橡皮擦、记录单、笔。

　 活动形式： 集体教学和个别探索结合活动过程：

　 环节教学

　 活动内容

　一、引发幼儿兴趣，调动幼儿已有经验

　1、幼儿自由表达已有经验，引发幼儿兴趣。

　"说说你们见到树叶落下的情形。"2分钟集体

　2、教师引导幼儿用语言准确表达观察到的树叶下落现象。

　"树叶从空中轻轻的飘落。"2分钟探索活动开展部分

　二、探索活动一教师出示材料，引导幼儿探索自由落体现象

　1、教师活动材料，引导幼儿选用1种材料，将它抛向空中，观察下落时的情形；注意：给幼儿活动较大空间，以保证幼儿的安全。3分钟个别

　2、请幼儿分享活动体会。

　"抛上去后都会掉下来。"2分钟集体三、探索活动二教师材料，引导幼儿比较不同物体落下时不同的状况1、引导幼儿观察2～3种物体落下时的情形，并记录下来。5分钟个别2、引导幼儿分享和讨论：你选用了什么材料？它是怎样落下的？

　：不同物体因其形状、重量不同，在空中受到的阻力不同，所以落下的情形不同。3分钟集体

　三、探索活动三引导幼儿实验：哪个掉得快？

　1、在前面活动基础上，新的`材料，要求幼儿两两进行比较，比较之前让幼儿猜想一下：哪个物体掉得快？

　2、教师记录表，引导幼儿做实验，验证哪个落得快。

　要求：幼儿选择两两比较时，要求同一高度并同一时间放下物体。7分钟个别3、引导幼儿交流实验结果，分享经验，启发幼儿探索：为什么有些物体掉得快，有些掉得慢？3分钟集体结束部分四、教师引导幼儿自由落体现象五、活动延伸1、启发幼儿探索同样重量的物体，不同速度的落下。

　2、探讨什么物体不会落下？3分钟集体

　 活动目标：

　1、了解生活中各种绳子及其用途。

　2、乐意开展创造活动，喜欢和同伴交流、分享。

　 活动准备：

　1、汉字卡片：挂、系、扎、串（已认识过这四个汉字）。

　2、将衣服、毛巾、图画；没穿鞋带的鞋子；各种有孔的珠子；包装盒分四组摆放。

　3、收集一些关于绳的照片。

　4、宝物筐：各种材质不同、粗细不同、长短不同的绳子、衣架、夹子、剪刀等。

　 活动过程：

　一、了解材料，引出绳子的主题

　（出示各种材料包括各种绳子）师：你们瞧，桌子上都有些什么？

　（出示四个汉字）师：这几个字能用绳子和桌子上什么东西做好朋友？

　 二、分组试一试，绳子的用途

　1、师：老师把它们分成了四组，每组的中间有一个字，看了这个字后，你们四人为一组就要动脑筋把桌子上的东西变一变！

　2、每组幼儿展示自己的成果

　师：你们桌子上的是什么字？怎么变了？

　 三、说一说用过的绳子

　师：刚才你们干什么了？

　你们都用到了哪些绳子？教师与幼儿一起总结绳子的用途，让幼儿了解各种绳子的特性。

　如：棉绳很软，打在脸上也不痛：尼龙绳比较坚固，可以用来挂重的东西；塑料绳用来做跳绳…

　 四、合作玩绳子

　师：绳子还可以用来玩呢，我这里就有一些绳子，带得太少了，不能每个人一根，你们可以几个好朋友一起玩一条绳子，看看哪几个小朋友绳子能玩出新花样。

　玩的过程中及时发现新的玩法，引导幼儿合作完成。

　 五、生活中的绳子

　师：小朋友真棒！刚才我们用不同的绳子进行了扎、串、系、挂的活动，在我们的生活中，你还在哪里发现了绳子？

　1、幼儿自由讨论

　2、播放各种绳子的照片

　师：生活中还有很多绳子可调皮了，躲起来很难发现，金老师就把这些绳子找出来，我们一起来看看，这些绳子藏在哪里了？有什么用呢？

　 六、结束

　原来生活中还有那么多有用的绳子，那楼下的小朋友肯定等不及了，我们把今天看到学到玩到的赶快去告诉他们吧！

　探索求知：信息是如何传递的

　1、 活动目标：

　1）幼儿能够积极的从不同途径、用不同的方法收集传递信息，

　2）幼儿在活动中了解信息传递的不同渠道，学习使用不同的信息工具。

　2、 活动准备：幼儿通过查询、采访等方式了解相关知识。

　3、 活动过程：

　1） 交流：我所知道的信息传递的方式。可启发幼儿从物体发信号、用声音发信号、用文字发信号等几个方面考虑。如：通过手势、旗语、烟火等物体发信号；通过吹号、打铃、敲鼓、广播电话等声音发信号；用信鸽捎带、邮局传递、发传真、发电子邮件等多种文字形式发信号。

　2） 教师配图讲述有关人们传递信息的故事。如：古时候长城的烽火台上燃烟火传递敌情；抗日战争时期，用放倒消息树的办法报告敌人的去向等。

　3） 讨论：现在人们怎样传递信息？引导幼儿了解常用的通讯工具。

　4） 组织幼儿玩通讯游戏传电话：教师将幼儿分为两组，分别向每组的第一个人说一句悄悄话，开始后，再一个一个的往后传，各组最后一个报告电话内容，传的又快又准的一组为胜。

　4、 活动延伸：

　1） 组织幼儿自己操作电脑。

　2） 在活动区内提供半成品材料，学习制作这些通讯工具，为幼儿开展角色游戏提供道具。

　 活动目标：

　1.有兴趣进行影子创意造型。

　2.探索发现影子的重叠与错位现象。

　 重点难点：

　进行影子创意造型。

　 活动准备：

　幼儿用书、电子资源《影子变魔术》、礼帽、木棍等

　 活动过程：

　一、导入

　1.幼儿欣赏电子资源中的，感受影子造型的美。

　2.这些影子造型有趣吗？

　3.这些影子造型和它们的主人一样吗？

　4.为什么会产生这种奇妙的现象呢？大家可以猜一猜。

　二、幼儿用书，尝试发现叠影与光影错位的现象。

　1.除了大人能玩影子造型的游戏，小朋友也可以。看看书上的小朋友怎么做的，为什么他们能做出这样的效果？

　2.有两个小朋友，为什么影子里只有一个脑袋一个身体？

　3.小朋友没戴帽子，为什么小朋友戴着帽子？

　4.为什么小朋友没牵手，影子里却可以握手呢？

　三、幼儿结伴尝试进行影子造型，激发幼儿的创造力和想象力。

　1.找你的小伙伴进行影子造型吧，看谁的造型最有意思。

　2.如果需要道具，可以向老师提出。

　四、对幼儿的影子造型讨论，激发幼儿更多的思考。

　1.你和谁做了影子造型？你们的造型是什么？你们是怎么做出造型的？

　2.谁的影子造型最有趣？为什么？他们是几个人进行造型的？少一个人行不行？

　3.身材不同的小朋友能不能在一起做个造型？怎么利用他们身材高矮胖瘦不同的特点？

小学科学小发明

科学实验

scientific experiment

包含步骤

科学的方法应该包括六个重要步骤：

1.观察：观察即对事实和事件的详细记录

2.对问题进行定义：定义是有确切程序可操作的

3.提出假设：对一种事物或一种关系的暂时性解释

4.收集证据和检验假设：一方面要能提供假设所需的客观条件，一方面要找到方法来测量相关参数

5.发表研究结果：科学信息必须公开，真正的科学关注的是解决问题

6.建构理论。孤立的问题无法建立理论，科学的理论是可以被证伪的

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科学实验

一、科学实验及其特点

科学实验是观察的一种形式。由于科学实验在经验自然科学研究中具有特殊重要的地位，因此，需要对科学实验单独加以论述。

当人们不满足在自然条件下去观察对象，要求对被研究对象进行积极的干预时，这就导致科学实验的产生。

在古代社会，科学实验就已在人们探索自然界奥秘的过程中逐步酝酿产生。但是那时的实验还只是以原始朴素形式出现，它还没有成为一种独立的社会实践活动形式。严格意义上的科学实验是从近代开始的。实验方法的运用成为近代自然科学的主要特点。这种情况之所以在近代出现，根本原因在于工业生产在这时得到了长足的发展。恩格斯说：“从十字军远征以来，工业有了巨大的发展，并产生了很多力学上的（纺织、钟表制造、磨坊）、化学上的（染色、冶金、酿酒）、以及物理学上的（眼镜）新事实，这些事实不但提供了大量可供观察的材料，而且自身也提供了和已往完全不同的实验手段，并使新的工具的制造成为可能。可以说，真正有系统的实验科学，这时候才第一次成为可能。”（《马克思恩格斯选集》 第3 卷人民出版社1972年版，第523-524页）从近代到现代，科学实验经历了很大发展，科学实验的社会性也逐步提高。到了1940年代以后，科学实验的规模愈来愈大。科学实验再也不是科学家个人的事业，而成为整个社会事业的一个有机部分。

科学实验之所以受到人们的重视，之所以能比自然观察优越，这是和科学实验本身的特点密切相关的。

具有纯化观察对象的条件的作用

自然界的对象和现象是处在错综复杂的普遍联系中的，其内部又包含着各种各样的因素。因此，任何一个具体的对象，都是多祥性的统一。这种情况带来了认识上的困难，因为对象的某些特性或者是被掩盖了起来，或者受到其他因素的干扰，以致对象的某些特性，或者是人们不容易认识清楚，或者是通常情况下根本就不能察觉到。而在科学实验中，人们则可以利用各种实验手段，对研究对象进行各种的人工变革和控制，使其摆脱各种偶然因素的干扰，这样被研究对象的特性就能以纯粹的本来面目而暴露出来。人们就能获得被研究对象在自然状态下难以被观察到的特性。例如，肉汤腐败这个常见的现象究竟是什么原因引起的？巴斯德认为煮沸的肉汤后来又变质，这是由于空气中的微生物进入肉汤造成的结果。但是，在自然的条件下，肉汤总要接触空气，而空气中又必然会有无数尘埃，尘埃上则携着微生物。所以在自然条件下，要使空气中的微生物不进入肉汤里是不可能的。于是，巴斯德就求助于实验的纯化作用。他设计了一种曲颈瓶，把肉汤注入瓶内并加热杀菌。由于瓶子是曲颈的，它使外界空气中的尘埃很不容易进入瓶内。结果肉汤并不腐败。这就是通过一定的实验手段，排除了空气中的微生物对肉汤的作用，观察到了肉汤在比较纯粹的状态下是不会腐败的。

具有强化观察对象的条件的作用

在科学实验中，人们可以利用各种实验手段，创造出在地球表面的自然状态下无法出现的或几乎无法出现的特殊条件，如超高温、超高压、超低温、超真空等等。在这种强化了的特殊条件下，人们遇到了许多前所未知的在自然状态中不不能或不易遇到的新现象，使人们发现了许多具有重大意义的新事实。例如，人们能通过一定实验手段，造成接近绝对零度的超低温，从而使我们能把几乎所有的气体液化。在这种超低温下，人们也能发现某些材料具有特殊优良的导电性能，即具有无电阻、抗磁等超导态特性。

具有可重复的性质

在自然条件下发生的现象，往往是一去不复返的，因此无法对其反复地观察。在科学实验中，人们可以通过一定实验手段使被观察对象重复出现，这样，既有利于人们长期进行观察研究，又有利于人们进行反复比较观察，对以往的实验结果加以核对。例如，英国化学家普利斯特列在1774 年用聚光镜加热汞的化物而分解出一种气体，它比空气的助燃性要强好多倍。普利斯特列把这种气体称之为失燃气体。当普利斯特列把这个消息告诉法国科学家拉瓦锡后，拉瓦锡马上动手重复了这个实验，使他终于发现加热氧化汞而分解出来的能助燃的气体不是别的，而是氧气。

正是由于科学实验具有这些特点，因此科学实验越来越广泛地被应用，并且在现代科学中占有越来越重要的地位。在现代科学中，人们需要解决的研究课题日益复杂，日益多样，使得科学实验的形式也不断丰富和多样。

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科学实验的分类和构成

目前，人们对利实验类型的分类，还缺少较系统的研究。我们也只是粗略地介绍以下两种分类：

按照实验的目的不同，可以把科学实验分为定性实验、定量实验和结构分析实验。定性实验是用以判定某种因素、性质是否存在的实验。定量实验是用以测定某种数值或数量间关系的实验。结构分析实验是用以了解被研究对象内部各种成份之间空间结构的实验。

根据实脸手段（仪器、设备工具等）是否直接作用于被研究为标准，实验可分为直接实验和模型实验。直接实脸就是实验手段直接作用于被研究对象的实验。模型实验就是根据相似原理，用模型来代替被研究对象，即代替原型，实验手段则直接作用于模型而不是原型的一种实验。在现代自然科学中，模型已不限于与原型具有同样物理性质的物理模型，而是又发展出数学模型、控制论模型等等。数学摸型是建立在模型和原型的数学形式相似的基础上。控制论模型是建立在控制功能的相似性基础上的。因此，人们就可以在具有不同运动形式的对象之间进行模拟实验。

无论何种类型的科学实验，它们都是由三个部分构成的。

第一，实验者。这是组织、设计和进行科学实验的人。实验目的的确定，实验方案的设计、实验步骤的制定、实验过程的操作、实验结果的处理解释等，没有一个环节可以脱离实验者。实验者是实验活动的主体。实验者从事科学实验是为了取得对自然界特定对象的认识。因此，从认识论上看，实验者又是认识的主体。没有实验者这个认识主体，科学实验就不会发生。不过在此需要指出的是，不能把实验者理解为孤立的个人。在任何情况下。实验者都不是作为孤立的个人在活动，而是作为社会的人在活动。实验者继承着前辈们所已经建树起来的积极成果，也借鉴着同时代的成功经验与失败教训，同时还依赖着人们之间进行的各方面的协作劳动。因此，实验者所取得的任何一点有益成果，都将融汇到社会精神财富的总体中去。这样说，并不是要否认实验者个人的创造能力，而是说这种创造能力只有不脱离社会这个基础时才能得到发挥。

第二，实验对象。这是实验者所要认识的对象。实验对象可以是自然界的物体及其现象，例如太阳光，也可以是人们生产出来的物体及其现象，例如机床、布匹。但是，不管何种种实验对象，它既是实验者进行变革和控制的对象，又是实验者的认识对象。因此，从认识论上看。实验对象是处于认识客体的地位。

第三，实验手段。实验手段是由实验的仪器、工具、设备等客观物质条件组成，实验仪器是其中的主要成分。实验手段的作用主要表现在两个方面：一方面是实验者通过实验手段把自己变革和控制实验对象的意图传递给实验对象，使实验者的意图得到物化。另一方面，实验手段又显示实验对象的特性，而把实验对象在经受变革与控制后呈现的状态传递给实验者，使实验者能够获得关于实验对象的有关认识。所以，实验手段是实验者和实验对象之间的中介环节。没有适当的实验手段，实验对象的某些特性就不能暴露出来，人们就不能获得对这些特性的认识。在这个意义上，实验手段的状况，决定着科学实验所能达到的认识水平。实验手段的每一步改进，都意味着人们对实验对象的可观察量的增加，意味着科学实验水平的提高。从科学史上可以看出，新的实验手段的采用，往往会带来科学理论上的重大突破和发展。因此，有意识地改进实验手段是一项具有战略意义的措施。但是，一个时代的实验手段又是那个时代生产力水平的具体表现，为当时的生产力发展状况所制约。因此，实验手段的改进，新实验手段的装备，只有伴随着整个社会生产力水平的提高才能实现。

模型实验产生以后，人们用模型来代替原型进行实验。那么模型在科学实验的结构中是属于哪一部分?在科学实验中，模型具有双重的性质。就模型是实验者运用实验手段而对之进行实际的变革和控制的对象来说，模型是实验对象。实验者是对模型进行各种实验，从而取得关于模型的各种认识。但就模型只是原型的替代物，实验者的真正目的是要获取关于原型的认识这一点来说，实验的真正认识对象是原型，而模型则不过仍然是实验者所运用的实验手段。这是一种扩展了的手段。也许正是由于模型的这种双重性质，使它在科学实验中占有特殊重要的地位。

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科学实验的程序

如何从事科学实验呢？科学实验的程序是怎么样呢？

科学实验的准备阶段

（一）科学实验过[1]程的第一个阶段，可以叫做实验的准备阶段。

一项科学实验的价值，它的成功或失败，很大程度上取决于科学实验的准备阶段。在这一阶段，人们需要进行四项工作。其中的每项工作，都不能离开理论的运用，不能离开逻辑思维活动。

1．确立实验目的。这是为了明确我们为什么而进行实验。例如，迈克尔逊和莫雷关于光的干涉实验，其目的就在于检验当时流行的以太理论是否正确。这个目的的实现，对于推动物理学的发展有着十分重要的作用。确定实验目的是一个理论的逻辑演绎的过程。

2.明确指导实验设计的理论。在确立实验目的之后，并不能马上着手设计实验，而是要先明确以什么理论来指导实验的设计。这种指导性理论，就是启发实验者应采用什么方法并从什么方向上去实现已确立的目的。没有这一步骤，就不能从实验目的过渡到具体的实际设计上去。例如，恩格斯早就提出生命是通过化学进化的途径产生的。在恩格斯之后，很多科学家都想用实验来检验恩格斯的论断。但在很长一段时间里，人们始终不能进入具体的实验设计。其原因就在于实验设计所依据的指导性理论还不具备，人们还不知从何处着手去设计这种实验。也就是说，在实验目的和具体实验设计之间还缺少一个把两者联系起来的中间环节。进入20世纪后，人们才提出了一个理论：在原始的不同于今天的大气条件下，在漫长的岁月里，非生命物质可以转化为生命。以后，海登又提出了原始大气和原始汤液的概念。这些理论相继提出之后，实验设计就有了依据，有了方向。人们就可以根据这些理论进一步作出逻辑推理：假定我们模拟了原始地球的大气成分，并创造相应的条件，那么就可以进行模拟原始地球时期使无机物转化为生命所必需的有机物的实验。1953 年米勒的实验就是依据这种指导性理论而进行设计并取得成功的。指导性理论不仅关系到一个实验目的应从何处着手实现的问题，而且还直接影响到实验设计的成效。

3．着手实验设计。马克思说：“蜜蜂建筑蜂房的本领使人间的许多建筑师感到渐愧。但是，最蹩脚的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蜡建筑蜂房以前，已经在自己的头脑中把它建成了。劳动过程结束时得到的结果，在这个过程开始时就已经在劳动者的表象中存在着，即已经观念地存在着。”（《马克思恩格斯全集》第23 卷，人民出版社1972年版，第202 页）这就是说，人们在实际行动之前，要先考虑到自己在未来应如何行动，采取哪些步骤，每步行动可能带来什么结果，假如某些条件突然改变了，将发生什么影响等等问题。科学实验是人们为了认识自然界而进行的一种变革自然界对象的社会实践活动。人们当然更要在采取具体实验行动之前，先在思维中以观念形态大致完成这个变革的行动过程。哪些干扰因素应设法排除，哪些次要因素要暂时撇开，这一切都应在实验设计中给以考虑。实验设计的任务，就是为了在实施实验之前，先把这个实验在自己的观念中完成。

实验设计是运用一定理论进行逻辑推论的过程。实验设计的优劣很大程度上取决于设计过程中的逻辑思维是否严密。比如，在实验设计中，要细致思考到，在实验的实施中可能会有哪些偶然性因素发生，这些偶然性因素会对实验效应带来什么影响。拿某种药物效应的实验来说，在实验设计时就要考虑到，如果病人知道了是在做药物效应的实验，那么他的心理反映就可能影响到生理上，从而使实验发生偏差，如果某医生知道了哪些病人属实验组，哪些病人属对照组，那么他的心理反应也可能会影响到诊断上，从而使实验发生偏差。因此，在实验设计中就要采取相应的严格措施，以消除这种偶然因素对实验效应的影响。这些思考过程，都是运用一定理论而进行的逻辑分析和逻辑推理的过程。

当然，在实验设计中还有许多具体的工艺和技术方面的问题。但是贯穿实验设计的一根主线，则是运用一定理论而进行的逻辑推论。相应的工艺和技术问题也只有在一定逻辑思维基础上，才能联结成为一个完整的设计。

4．实验仪器、设备、材料的准备。人们往住把实验仪器、设备、材料的准备，当作是一种纯物质的活动。其实，每一种仪器都是以某种或某些理论为依据而进行设计和制造的。例如，伽利略、托里拆里等人使用的温度计，就是根据液体和气体与“受热程度”按比例膨胀的假定而制作的。1878 年国际度量衡委员会关于标准温度计的决议则作如下规定：“温度应当用化学上纯的氢在定容情况下的压力来测量，它在冰的熔解点时的压力为1000 毫米水银柱高”。所以，每采取一种仪器，实际上就意味着引进了一些理论。材料的选用也是根据一定的理论进行的。例如，孟德尔选择豌豆作为实验材料，就是因为豌豆有严格的自花授粉，易于栽培，生长期短，有明显的可区分性状等特点。离开了一定的理论和逻辑思维，实验仪器、设备、材料的准备工作就无法进行。

科学实验的实施阶段

（二）科学实验的第二个阶段，可以叫做实验的实施阶段。这个阶段就是实验者操作一定的仪器设备使其作用于实验对象，以取得某种实验效应和数据。仪器设备与实验对象的相互作用是不依人的意志为转移的合乎规律的表现。因此，这个阶段的活动是—种客观的物质活动。作为客观的感性物质活动的实验实施过程正是对人们已有认识的检验，也是提供了给人们认识的新事实。

科学实验的试验结果处理阶段

（三）科学实验的第三个阶段，可以叫做实验结果的处理阶段。

在这—阶段上，人们对实验结果进行分析。因为尽管人们在实验设计中作了周密考虑，但在实验的实施过程，仍会有一些事前没估计到的主客观因素影响到实验结果。所谓客观因素主要是指实验仪器设备的偶然变化，实验初始条件、环境条件的偶然变化、实验材料在品种规格上的某些差异等等。所谓主观因素主要是指，在实验设计时，遗漏了对一些可能产生的系统误差的考虑，在读取数据时，感官上造成的偏差，等等。这些因素造成的影响是混合在一起的。因此，人们就必须对实验最初所呈现出来的结果作出分析，以区分什么是应该消除的误差，什么是实验应有的结果。

在科学实验中，人们变革着客观的物质对象，这就使它和人们的生产活动有相同的方面。因为生产活动作为人们能动地改造客观世界的活动，也是一种变革物质对象的活动。正是由于这一点，科学实验也和生产活动一样，属于改造客观世界的实践活动的范畴，成为实践的一种基本形式。但是科学实验和生产活动又有区别。首先，它们的直接目的不同。科学实验的直接目的在于解决一定的科学研究任务。生产活动的直接目的在于提供人们生活和再生产所需要的物质财富。其次，它们产生的结果不同。科学实验产生的结果是人们获得了对事实的认识，是检验一定的理论。而生产活动产生的结果，则是使人们获得了所需要的产品。当然，这种区别不是绝对的。尤其是在现代，科学实验和生产活动已经明显地互相渗透。生产的发展为科学实验提供了前提和条件，科学实验则为发展生产指明方向、开辟道路。不仅如此，很多科学实验直接解决生产中的问题，成为生产活动的一部分，而很多生产活动又带有科学实验的性质，它在生产物质产品的同时矛也解答了某些科学研究的课题。关于科学实验与生产活动的互相关系问题，这是科学社会学研究的一个重要课题。

实验法是指经过特别安排，在人为控制下确定事物相互关系的研究方法。实验法是自然科学研究领域最早被人们普遍使用的研究方法之一，是近代自然科学建立的基础，以致国外有的学者竟认为，研究(research)就是实验、实验、再实验，反复(re)寻找(search)的过程。达·芬奇、伽利略、牛顿等人都充分利用实验方法做出了巨大的科学成就。

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实验方法的特点

一是实验法可以简化和纯化研究对象

实验方法可以利用科学仪器和设备所造成的条件，根据研究目的，突出研究对象的主要因素，排除次要因素、偶然因素以及外界的干扰，使要认识的事物的某些属性在特定的状态下显示出来，从而能更准确地认识事物的本质和规律。如1799年英国物理学家亨利·戴维把实验仪器保持在水的冰点，排除了实验物品和周围环境的热交换，证明冰融化所需要的热来自于磨擦，否定了当时占统治地位的“热素说”。

二是实验法可以强化、弱化研究对象

许多事物在常态下并不能充分暴露其本质，利用实验可以创造出自然界中不可能出现的环境，从而更好地认识研究对象。如1911年荷兰科学家昂尼斯把汞的温度降到O'C以下时，发现汞的电阻突然消失，变成了所谓的超导体，并由此打开了超导研究的大门。美籍科学家吴健雄让钴-60处于超低温这一极端状态，成功地验证了弱相互作用下宇称不守恒这一假设。

三是实验方法可以加速、延缓、再现、模拟自然过程 自然界中许多事物有的转瞬即逝，有的旷日持久，有的事过境迁，给人们认识某些事物带来了困难。而实验方法可以在人为的控制下，根据研究的需要来改变自然界中事物的状态。1953年美国科学家米勒进行地球大气及闪电的实验，他仿照地球雷电交加的自然条件，对放入真空管中的各种气体进行火花放电。经过八天的反复作用，最后得到了五种构成蛋白质和重要氨基酸，而这个过程在自然状态下要经过上亿年。

任何一个实验都包括实验者、实验仪器和实验对象三个基本的组成部分。但是，从不同的角度可以把实验方法分为不同的类型：根据实验对象性质的多样性，可以分为物理实验、化学实验、生命实验、人体实验等；从实验手段和条件，可以分为直接实验和间接实验、野外实验和实验室实验等；根据实验者的预定目的，可分为定性实验、定量实验、测量实验、析因实验、对照实验、验证性实验、判定性实验、中间实验等；根据实验对象的透明度，可以分为黑箱实验、灰箱实验、白箱实验等。

研究者应充分利用实验方法来研究特定的事物，但是必须懂得实验方法的局限性，如实验不能代替理论研究；实验总是特殊的，特殊的结果与普遍的理论之间总是有距离的；实验只能是在有限的范围内进行，许多问题是无法通过实验进行研究的。

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实验方法有以下的使用原则

(1)应熟练掌握与实验课题有关的理论和经验。 实验方法是在人为的控制下对研究对象进行研究的一个过程，所以要精心设计实验方案。在设计实验方案和进行具体实验的过程中，离不开理论的指导和前人经验的积累。实验者只有具备必要的理论知识和实验技能，才能对实验中出现的新事物有敏锐的观察力，当事物表现超出原来的理论框架时，能够及时加以捕捉，并发现其本质。

(2)应事先提出假说或需要检验的观点、理论等。 实验在科学研究中主要有两种目的：一是探索和发现新现象或新规律；二是检验已有知识或理论的正确性。

1902年到1907年，德国化学家费舍尔对蛋白质的化学结论进行深入研究，提出了蛋白质的肽键理论，然后在实验中合成了18个氨基酸的多肽长链，从而验证了其反映蛋白质结构理论的正确性。

(3)应精心设计，严密组织。

俗话说，“知己知彼才能百战不殆”。对所要做的实验，必须精心设计，严密组织，做到心中有数，这样才能使成功率更大。根据一定的理论，结合具体的研究对象，可以采取不同的研究方式。如泰勒通过精心设计和严密组织，利用搬运铁块实验、铁砂和煤炭的挖掘实验、金属切削实验等，提出了科学管理的方法。

(4)应选择好实验环境，准备好实验工具。

实验环境对于实验的成功与否有很大关系，如在对天体进行观察时，要选择天气很好的时候，才能取得理想的效果。

俗话说“磨刀不误砍柴工”，实验工具是实验取得成效很关键的一个方面。它的状况决定着实验能达到的认识水平。如没有高分辨率的光谱食品，就无法认识原子光谱的精细结构。丁肇中正是由于不断把实验的精度提高，最终发现了丁粒子。

(5)应保持受实验者的常规状态。

不论研究对象是自然界中的事物，还是人类自己，为了保持实验结果的客观性，要尽量保持受验者的常规状态。只有在常态下，事物或人所表现出来的才是其真实的情况。在保持正常状态下，通过改善工作条件和环境等因素，梅奥通过照明实验、福利实验、电话线圈装配实验、访谈实验等提出了以人为本的管理思想。

(6)应能有效地控制影响实验的各种因素。

在实验过程中，要根据研究目的来尽量控制实验中的各种因素。要突出主要因素，排除次要因素、偶然因素以及外界的干扰，从而能更准确地认识事物的本质规律。伽利略的落体实验、斜面实验和单摆实验都是在突出主要因素、排除次要因素的条件下获得成功的。

(7)应仔细观察，尽可能得到精确的数据。

在科技史上，当某些重大发现公布之后，经常使一些科学家后悔莫及，因为他们也曾见到过类似现象，但由于未加注意而失去了发现的大好良机。法国的约里奥·居里在用。粒子轰击铍时打出了中子，但他没有留心而误认为是Y粒子，让它溜走了。后来，查德威克证明了不是γ射线而是中子，获得了诺贝尔物理学奖。可见，在科学实验过程中只有仔细观察，才能得到理想的结果。

(8)应从小到大、反复多次进行实验。

一般说来，在做深入的大规模的实验前，先要做一些探索性的试实验，先简单后复杂，这样可以为以后的实验工作积累相关的信息和思路。实验要注意其可重复性。只有多次重复，才能表明其成果是可以让大家认可的。1959年美国物理学家韦伯曾宣布，他的实验装置已直接收到了从银河系一天体发出的引力辐射，直接验证了爱因斯坦关于引力波的预言。但是，它的实验在世界上十几个实验室都未能重复，因而也就没有被科学界承认。

(9)应仔细核对实验后所得出的结论。

实验结束后，要对实验中获得的数据作进一步的加工、整理，从中提取出科学事实或某种规律性的理论。在分析过程中，要利用统计分析的方法，借助于计算机等手段来从数据之间的因果关系、起源关系、功能关系、结构关系等多角度、多层次地进行处理。

门 捷 列 夫

元素周期律的发现

1867年，俄国彼德圣堡大学里来了一个年轻的化学教授，他就是门捷列夫。身为化学教授的门捷列夫大部分时间不是在实验室度过，而是将自己关在书房里。手里总捏着一副纸牌，颠来倒去，整好又打乱，乱了又重排。不邀牌友，也不去上别人家的牌桌。

两年后的一天，俄罗斯化学会专门邀请专家进行一次学术讨论。学者们有的带着论文，有的带着样品，只有门捷列夫两手空空，学术讨论进行了三天，三天来讨论会场大家各抒己见，好不热闹，只有门捷列夫一个人一直一言不发，只是瞪着一双大眼睛看，竖起耳朵听，有时皱皱眉头想想。

眼看讨论就要结束了，主持人躬身说道：“门捷列夫先生，不知可有什么高见？”门捷列夫也不说话，起身走到桌子的中央，右手从口袋里取出，随即一副纸牌甩在桌子上，在场的人都大吃一惊，门捷列夫爱玩纸牌，化学界的朋友已早有所闻，但总不至于闹到这种地步，到这么严肃的场合来开玩笑吧？

只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手里，三下两下便整理好，并一一亮给大家看。大家这时才发现这并不是一副普通的扑克，每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等，共63张，代表着当时已发现的63种元素。更怪的是，这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

门捷列夫真不愧为玩纸牌的老手，一会儿功夫就在桌子上列成一个牌阵：竖看就是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别各一列，横看那七种颜色的纸牌就像画出的光谱段，有规律地每隔七张就重复一次。然后门捷列夫口中念念有词地讲着每一个元素的性质，滚瓜烂熟，如数家宝。周围的人都傻眼了。他们在实验室里钻了十年、几十年，想不到一个年轻人玩玩纸牌就能得出这番道理，要说不服气吧，好象有理，要说真是这样，又有些不甘心。

这时一直坐在旁边观看的门捷列夫的老师胡子气得撅起来了，一拍桌子站起来，以师长的严厉声调说道：“快收起你这套魔术吧，身为教授、科学家，不在实验室里老老实实地做实验，却异想天开，摆摆纸牌就要发现什么规律，这些元素难道就由你这样随便摆布吗？……”老人越说越激动，一边还收拾东西准备离去，其他人见状也纷纷站起，这场讨论就这样不了了之。

门捷列夫坚信自己是对的，回家后继续推着这副纸牌，遇到什么地方接连不上时，他就断定还有新元素没被发现，他就暂时补一张空牌，这样他一口气预言了11种未知元素，那副牌已是74张。这就是最早的元素周期表。

在随后的几年中，门捷列夫预言的11种元素陆续被发现，乖乖地住进他的元素周期表，特别是后来发现的氦、氖、氩、氪、氙和氡又给元素周期表增加了新的一族。元素世界一目了然，它就像一幅大地图，以后化学的研究就全靠这幅指南图了。

牛 顿

少年时代的牛顿不像高斯、维纳那样，从小就显露出引人注目的科学天才；也不像莫扎特那样表现了令人惊叹的艺术禀赋。他跟普通人一样，轻松愉快地度过了中学时代。

如果说他和别的孩子有什么不同的话，那就是他的动手能力相当强。他做过会活动的水车；做过能测出准确时间的水钟；还做过一种水车风车联动装置，它使风车可以在无风时借助水力驱动。

15岁那年，一场罕见的暴风雨侵袭英格兰。狂风怒吼，牛顿家的房子直晃悠，就像要倒了似的。牛顿为大自然的威力迷住了，不禁想测验飓风的力量。他冒着狂风暴雨来到后院，一会儿逆风跑，一会儿顺风跳。为了接受更多的风力，他索性敞开斗篷向上跳跃，认准起落点，仔细量距离，看狂风把他吹出多远。

1661年牛顿考上了剑桥大学，尽管在中学里是个优等生，可是剑桥大学集中了各地的尖子学生，他的学习成绩赶不上别人，特别是数学的差距更大。但是他并不气馁，就像他少年时代喜欢思考问题一样，踏踏实实地学习，直到透彻地理解为止。

在大学的头两年里，他除学习算术、代数、三角外，还认真学习了欧几里得《几何原本》，弥补了过去的不足。他又钻研笛卡儿的《几何学》，熟练地掌握了坐标法。这些数学知识，为牛顿后来的科学研究打下了坚实的基础。

四年后，他从剑桥大学毕业了。1666年的一天，牛顿请母亲和弟妹到自己房间里来。房间里黑洞洞的，只从窗子的一个小孔中透过一线阳光，在墙上照出一个白色的光点。牛顿让他们注意看墙上的光点。他手里拿着自制的三棱镜，放在光线入口处，使光折射到对面墙上，光点附近突然映出一条瑰丽的彩带。这条彩带同雨后晴空中出现的彩虹一样，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色组成。牛顿和自己的亲人共同观赏了人工复现的自然景象。后来，牛顿又用第二个三棱镜把七种单色光合成白光。他用白光分解实验宣告了光谱学的诞生。

牛顿在探索光色之谜的同时，还在探索引力之谜。他从苹果从树上掉了下来的事实发现万有引力定律，而且从数学上论证了万有引力定律，并且把力学确立为完整、严密、系统的学科。他在概括和总结前人研究成果的基础上，通过自己的观察和实验，提出了“运动三定律”。这三条定律和万有引力定律共同构成了宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。这座力学大厦是近代天文学和力学发展的基地，是机械、建筑等工程技术发展的基地，也是机械唯物论统治自然科学领域的基地。构造了宏伟壮丽的力学大厦。

瓦 特

瓦特出生于英国的格林诺克，由于家境贫穷没机会上学，先是到一家钟表店当学徒，后又到格拉斯哥大学去当仪器修理工，瓦特聪明好学，他常抽空旁听教授们讲课，再加上他整日亲手摆弄那些仪器，学识也就积累的不浅了。

1764年，格拉斯哥大学收到一台要求修理的纽可门蒸汽机，任务交给了瓦特。瓦特将它修好后，看看他工作那么吃力，就象一个老人在喘气，颠颠颤颤地负重行走，觉得实在应该将它改进一下。

他注意到毛病主要是缸体随着蒸汽每次热了又冷，冷了又热，白白浪费了许多热量。能不能让它一直保持不冷而活塞又照常工作呢？于是他自己出钱租了一个地窖，收集了几台报废的蒸汽机，决心要造出一台新式机器来。

从此，瓦特整日摆弄这些机器，两年后，总算弄出个新机样子。可是点火一试，那汽缸到处漏气，瓦特想尽办法，用毡子包，用油布裹，几个月过去了，还是治不了这个毛病。

一天他又趴到汽缸前观察漏气的原因，不小心一股热气冲出，他急忙躲闪，右肩上已是红肿一片，就像被一把热刀削过一样，辣辣地疼起来，弄得他心烦意乱。他真有些灰心了，这时，是他的妻子给了他勇气，妻子用激将法又激起了继续研究下去的雄心。

他又回到地下实验室，将过去的资料重新翻阅一番，打起精神又干了起来，干累了就守着炉子烧一壶水喝茶。一天，他一边喝茶，一边看着那一动一动的壶盖。他看看炉子上的壶又看看手中的杯子，突然灵感来了：茶水要凉，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它从汽缸里也“倒”出来呢？

这样想着，瓦特立即设计了一个和汽缸分开的冷凝器，这下热效率提高了三倍，用的煤只有原来的四分之一。这关键的地方一突破，瓦特顿然觉得前程光明。他又到大学里向布莱克教授请教了一些理论问题，教授又介绍他认识了发明镗床的威尔金技师，这位技师立即用镗炮筒的方法制了汽缸和活塞，解决了那个最头疼的漏气问题。

1784年，瓦特的蒸汽机已装上曲轴、飞轮，活塞可以靠从两边进来的蒸汽连续推动，再不用人力去调节活门，世界上第一台真正的蒸汽机诞生了。

杨 振 宁

杨振宁生于安徽合肥，读小学时，数学和语文成绩都很好。中学还没有毕业，就考入了西南联大，那是他才16岁。20岁那年大学毕业后，旋即进入西南联大的研究院。两年后，以优异成绩获得了硕士学位，并考上了公费留美生，于1945年赴美进芝加哥大学，1948年获博士学位。1949年，杨振宁进入普林斯顿高等研究院做博士后，开始同李政道合作进行粒子物理的研究工作。

杨振宁是理论物理学家，他对理论物理学的贡献范围很广，包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域，其中在粒子物理学方面贡献最大。

在粒子物理学方面，他最杰出的贡献是1954年与密耳斯共同提出的杨--密耳斯场理论，开辟了非阿贝尔规范场的新研究领域，为包括电弱统一理论、量子色动力学理论、大统一理论、引力场的规范理论等现代规范场理论打下了坚实基础。

另一项杰出贡献是1956年和李政道合作，深入研究了当时令人困惑的θ－τ之谜，即后来所谓的K 介子有两种不同的衰变方式，一种衰变成偶宇称态，一种衰变成奇宇称态；如果弱衰变过程宇称守恒，则他们必定是两种宇称状态不同的 K介子。但从质量和寿命来看，它们又应是同一种介子。

杨振宁和李政道通过分析认识到，很可能在弱相互作用中宇称不守恒。他们仔细检查了过去的所有实验，确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。次年, 这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实，他们也因次获得了1957年诺贝尔物理学奖。

在粒子物理学方面，杨振宁的贡献还有费密--杨模型，与李政道合作的二分量中微子理论，与李政道和R.奥赫梅合作的关于电荷共轭变换和时间反演变换不守恒的分析，与李政道合作的高能中微子实验分析和关于W 粒子的研究。与吴大峻合作的宇称不守恒分析，规范场的积分形式理论，与吴大峻合作的规范场与纤维丛的关系。与邹祖德合作的高能碰撞理论等等。

杨振宁谨记父亲杨武之的遗训：有生应记国恩隆。他在1971年夏，是美国科学家中率先访华的。他说：“作为一名中国血统的美国科学家，我有责任帮助这两个与我休戚相关的国家建立一座了解和友谊的桥梁。在中国科技发展的道途中，我应该贡献一些力量”。杨振宁是这样说，也是这样做的。20多年来，他频繁穿梭往来于中美之间，做了许多卓有成效的学术联系工作。

戴 维

戴维小时候是一个出名的浪子，虽聪明，但就是不愿学习。他上学时总是一个口袋里装鱼钩鱼线，另一个口袋里装弹弓，上学前总要到河边打几只鸟，钓几条鱼。

父亲死后，母亲拖着五个孩子实在无法活下去，母亲只好把戴维送进一家药店当学徒。到月底时，别人领了工资，却没有戴维的份。戴维就伸手向老板要，老板却当着众人狠狠地打了戴维一下，还说：“让你抓药不识药方，让你送药认不得门牌，你还好意思伸手来要钱？”店里的师徒哄堂大笑。

戴维哪里受过这种羞辱，从此他下定决心要浪子回头、发奋读书，他利用药房的条件研究起化学。这时恰好有个贝多斯教授成立了一个气体疗养院，戴维被邀请一块儿工作，在这里，戴维发现了一种“笑气”，从此戴维的名声大振。

1803年，戴维当选为英国皇家学会的会员。他知道机会难得，于是更加刻苦研究。在许多研究题目中，戴维对伏打电池的电解作用尤感兴趣。他想电能将水分解成氢、氧，那么一定也能将其他物质分解出新元素。而化学中常用的就是苛性碱，不妨拿它试一试。

于是他将一块苛性碱配成水溶液，然后通上电，溶液立即沸腾发热，两根导线附近都出现了气泡。开始戴维以为苛性碱分解了，可是后来发现跑出去的气体是氢气和氧气，也就是说分解的只是水，苛性碱根本没动。

戴维的倔劲上来了，水攻不行，那就用火攻。这回他将苛性碱熔化后，然后通上电，嘿！在导线同苛性碱接触的地方出现了小小的火舌，淡淡的紫色。这可使戴维高兴坏了，但他很快又犯愁了，怎么收集这种物质呢？熔融物温度太高，这东西又易燃，一分解出来就着火了。看来火攻也不是个好办法。

11月19日是皇家学会一年一度贝开尔报告会的日子，戴维满心希望这次能拿一样新发现的元素。可是眼看报告日期就要到了，电解苛性碱还是没有眉目。他苦苦思索了十几天，这天他突然想出了一个好法子：把苛性碱稍稍打湿，让它刚能导电又不含剩余水分。

要将苛性碱打湿很简单，只要把它放在空气中片刻，它就会自动吸潮，表面形成湿糊糊的一层。这次戴维真的成功了，他电解出了金属钾。

钱三强

在法国留学期间，钱三强在巴黎大学镭学研究所居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室从事原子核物理的研究工作。这期间，钱三强在原子核物理学领域中做出了很多成就。

首先，他与约里奥·居里合作，用中子打击铀和钍得到放射性的镧同位素，从它们的β射线能谱证明它们是同一种同位素。这对解释当时发现不久的核裂变现象是有力的支持。

他还首次从理论和实验上确定了 50000电子伏特以下的中低能电子的射程与能量的关系。并且与布依西爱和巴什莱合作，首次测出了镤的α射线的精细结构，并与电子内转换的γ谱线符合得很好。

他最大的成就是与妻子何泽慧、两个法国研究生沙士戴勒和微聂隆合作，发现了铀的三分裂和四分裂现象。这个发现使他们异常兴奋，但他们并没有立即发表，因为当时科学家们一致认为原子核分裂只有二分裂的可能。钱三强根据实验继续分析研究，最终得出了能量与角分布等的关系，对三分裂现象从实验与理论两方面作出了全面的论述。

经过十几年的考验，这一发现已得到公认，尤其是到50年代获得新的实验手段后，从第二裂片的同位素质量谱、射程、发射角度等都说明他的解释与实验证据以及电子计算机计算结果相符合。这一发现被人们认为是第二次世界大战后居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室第一个重要成果。

在钱三强要返回祖国时，约里奥·居里夫妇送给他一份鉴定书，上面写着：十年期间，在那些到我们实验室来由我们指导工作的同代人中，钱三强最优秀，我们这样说，并不言过其实。

钱三强回国后培养了一批从事研究原子核科学的人才，并且建立起中国研究原子核科学的基地。从1955年起，他参加了原子能事业的建立和组织工作，将近代物理研究所改良为原子能研究所，领导并促进了这一事业的发展以及有关科技工作的开展，对中国科学院和中国原子能事业的建设、计划和学术领导都作出了贡献。

诺贝尔

诺贝尔的父亲是一位颇有才干的发明家，倾心于化学研究，尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格，他经常和父亲一起去实验炸药。多年随父亲研究炸药的经历，也使他的兴趣很快转到应用化学方面。

1862年夏天，他开始了对硝化甘油的研究。这是一个充满危险和牺牲的艰苦历程。死亡时刻都在陪伴着他。 在一次进行炸药实验时发生了爆炸事件，实验室被炸的无影无踪，5个助手全部牺牲，连他最小的弟弟也未能幸免。这次惊人的爆炸事故，使诺贝尔的父亲受到了十分沉重的打击，没有多久就去世了。他的邻居们出于恐惧，也纷纷向政府控告诺贝尔，此后，政府不准诺贝尔在市内进行实验。

但是诺贝尔百折不挠，他把实验室搬到市郊湖中的一艘船上继续实验。经过长期的研究，他终于发现了一种非常容易引起爆炸的物质－－雷酸汞，他用雷酸汞做成炸药的引爆物，成功地解决了炸药的引爆问题，这就是雷管的发明。它是诺贝尔科学道路上的一次重大突破。

矿山开发、河道挖掘、铁路修建及隧道的开凿，都需要大量的烈性炸药，所以硝化甘油炸药的问世受到了普遍的欢迎。诺贝尔在瑞典建成了世界上第一座硝化甘油工厂，随后又在国外建立了生产炸药的合资公司。但是，这种炸药本身有许多不完善之处。存放时间一长就会分解，强烈的振动也会引起爆炸。在运输和贮藏的过程中曾经发生了许多事故，针对这些情况，瑞典和其他国家的政府发布了许多禁令，禁止任何人运输诺贝尔发明的炸药，并明确提出要追究诺贝尔的法律责任。

面对这些考验，诺贝尔没有被吓倒，他又在反复研究的基础上，发明了以硅藻土为吸收剂的安全炸药，这种被称为**炸药的安全炸药，在火烧和锤击下都表现出极大的安全性。这使人们对诺贝尔的炸药完全解除了疑虑，诺贝尔再度获得了信誉，炸药工业也很快地获得了发展。

在安全炸药研制成功的基础上，诺贝尔又开始了对旧炸药的改良和新炸药的生产研究。两年以后，一种以火药棉和硝化甘油混合的新型胶质炸药研制成功。这种新型炸药不仅有高度的爆炸力，而且更加安全，既可以在热辊子间碾压，也可以在热气下压制成条绳状。胶质炸药的发明在科学技术界受到了普遍的重视。诺贝尔在已经取得的成绩面前没有停步，当他获知无烟火药的优越性后，又投入了混合无烟火药的研制，并在不长的时间里研制出了新型的无烟火药。

诺贝尔一生的发明极多，获得的专利就有255种，其中仅炸药就达129种，就在他生命的垂危之际，他仍念念不忘对新型炸药的研究。

李 政 道

李政道出生于上海，他自幼酷爱读书，整天手不释卷，连上卫生间都带着书看，有时手纸没带，书却从未忘带。抗战争时期，他辗转到大西南求学，一路上把衣服丢得精光，但书却一本未丢，反而一次比一次多。

1946年，20岁的李政道到美国留学，当时他只有大二的学历，但经过严格的考试，竟然被芝加哥大学研究生院录取。3 年后便以“有特殊见解和成就”通过了博士论文答辨，被誉为“神童博士”，当时他才23岁。

李政道对近代物理学的杰出贡献是：1956 年和杨振宁合作，深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜，并且提出了“李一杨假说”，即在基本粒子的弱相互作用中宇称可能是不守恒的，后来这一假说被华裔女物理学家吴健雄用实验所证实，从而推翻了过去在物理学界被奉为金科玉律的宇称守恒定律，为人类在探索微观世界的道路上打开了一扇新的大门。他因此也获得了1957年度诺贝尔物理学奖。

一项科学工作在发表的第二年就获得诺贝尔奖，这还是第一次。李政道又是到那时为止历史上第二个最年轻的诺贝尔奖获得者。

李政道在其他方面的重要工作还有：

1949年与M.罗森布拉斯和杨振宁合作提出普适费密弱作用和中间玻色子的存在。

1951年提出水力学中二维空间没有湍流。

1952年与D.派尼斯合作研究固体物理中极化子的构造。同年与杨振宁合作，提出统计物理中关于相变的杨振宁-李政道定理和李-杨单圆定理。

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