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【关键词】 初中物理 物理实验 实验探究 教学经验
自课改以来,长海县与大连市所用的物理教材是相同的,前四年用的是上海科技版新教材,近五年用的是人教版新教材,两个版本的新教材与老教材相比较最大的变化就是增加了大量实验探究性的内容,几乎每一个概念、规律、公式的得出都是通过实验探究来完成的。而实验探究主要包括以下步骤:提出问题、假设猜想、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据,分析与论证、评估、交流与合作。多年的物理教学工作使我在实验探究教学方面有了点滴的心得体会。
初中物理教材上的探究实验主要是以能力取向为主,在训练各种能力的内容安排上,都要注意前后知识的联系性,特别是注意加强基本知识的训练。对于实验探究的各个环节都有不同的要求。因此在实验探究教学中要着重于以下几个方面。
1.提出问题
探究实验的教学首先要提出所要探究的问题,老师要注意问题的提出要新,要有一定的趣味性,能充分调动学生的积极性。如在学习《摩擦力》时提出:我们都会走路,走路靠的是摩擦力吗?但是我们发现有时我们走得很稳,可是下雨天走路容易摔跤,想知道是什么原因吗?那我们就一起来探究“摩擦力的大小与哪些因素有关”。
2.猜想与假设
要引导学生根据已学过的物理知识和生活经验,对问题进行科学猜想,鼓励大胆提出假设,开展讨论,分组设计检验猜想的实验方案,包括选用哪些实验器材、先后测量哪些物理量、具体如何操作等。例如:在《重力》一节的教学中,“探究重力的大小与哪些因素有关”,要引导学生猜测重力的大小可能与形状,体积,质量等因素是否有关,并设计选用相关材料进行探究;在《摩擦力》教学中,“探究影响摩擦力大小因素”的实验中,让学生以实验组为单位,猜测“可能与接触面的大小、接触面的粗糙程度有关、压力大小有关”。
3.制定计划与设计实验
设计实验是多种多样的,但主要要注意该方案的可行性,可设计多种实验方案,然后选择一种最好的,最易实施的方案。例如:在研究电流做功与哪些因素有关时,我们可以用教材中的方法,也可以采用生活中的例子来完成。
4.进行实验与收集证据
实验中要注意控制变量法的应用。遵循安全、易行的原则。如:对部分电路欧姆定律实验的观察时。第一步,先定性观察电阻变化或电压变化都能引起的电流变化;第二步,固定电阻,定量观察电压变化对电流的影响;第三步,固定电压,定量观察电阻变化对电流的影响。
5.分析与论证
实验结论的得出要注意有层次性,例如:在研究物体的温度变化快慢与什么因素有关时,加热相同质量的水和沙子,得出的结论中就不要写物体的温度变化快慢与比热有关而应该写与物质的种类有关。
利用上述问题的结论可以解决“内陆地区为什么比沿海地区温差大?”的问题。
当然,在实验探究活动中我们也要注意一些问题:
(1)开放性决不意味着放任自流,整个教学事态的发展必须处于教师的引导、控制之下;也不意味着教师可以更轻松一些,而是对教师提出了更高的要求:如何使学生的自主活动能够有序、有效?这就要求设计者更充分地估计学生学习现状、教学内容的难度,同时更恰当地进行环境设计、媒体设计等。
(2)真实的教学环境相比,在探究教学设计中教师有充足时间对整个教学过程进行周密计划、反复检查。因此,教师要对探究教学所涉及的各个因素进行反复的预演,达到能够比较精确地控制这些因素,特别是对整个探究过程的把握,是设计的难点之一。
(3)鼓励提问,科学的发展、技术的进步都是从发现问题开始的。教师该从一开始实施实验探究教学时,就要保护、促进学生提问的积极性,因为多数学生还未养成发问的习惯,而且此时心中即使有问题也顾虑重重地怕自己提的问题太简单、怕提错了问题被别人笑话而不愿和大家一起探讨,更不用说进行深入的实验探究了。鼓励学生提出各种问题是完成设计的关键为此,我们应该深刻理解著名物理学家李政道先生曾讲过的这句话:“错了也没关系,错了马上改,可怕的倒是提不出问题,迈不出第一步”。
探究实验目的:对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察,学会完整地观察物质的变化过程及其现象。
实验用品:一支新蜡烛、火柴、一支干净烧杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。
实验步骤与方法:
1.观察蜡烛的颜色、形状、状态、硬度;嗅其气味。
现象:蜡烛是白色、较软的圆柱状固体,无气味,由白色的棉线和石蜡组成。
2.用小刀切下一块石蜡,放入水槽,观察其在水中的现象。
现象:石蜡漂浮在水面上,不溶于水。
结论:石蜡是一种密度比水小,不溶于水的固体。
3.点燃蜡烛,观察其变化及其火焰和其各层温度的比较。
现象:石蜡受热时熔化、蜡烛燃烧时发光、冒黑烟、放热。
烛焰分三层:外焰、内焰、焰心,外焰温度最高,焰心最低。
结论:石蜡受热会熔化,燃烧时形成炭黑。
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4.干燥的烧杯罩在烛焰上方,观察烧杯壁上的现象片刻,取下烧杯,倒入少量石灰水。振荡,观察其现象。
现象:干燥的烧杯壁上出现了许多小水珠。取下烧杯后迅速倒入澄清石灰水,振荡,石灰水变得浑浊。
结论:蜡烛燃烧时产生了水和能使石灰水变浑浊的二氧化碳两种物质。
5.熄灭蜡烛,观察其现象,用火柴点燃刚熄灭时的白烟,观察有什么现象发生。
现象:熔化的石蜡逐渐凝固,白色棉线烛心变黑,易碎。用火柴点燃刚熄灭时的白烟,蜡烛会重新燃烧。
结论:石蜡遇冷凝固,燃烧时产生炭黑,棉线炭化,白烟由细小的石蜡颗粒构成,有可燃性。
实验结论:
蜡烛在空气中能够燃烧,在燃烧过程中和过程后能产生许多新的物质。
关键词:探究性实验;自主学习;鉴别方法
文章编号:1008-0546(2012)11-0087-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.036
日常教学中可以让学生自己通过探究性实验复习的形式,激发他们的探究兴趣,利用化学实验巩固所学的知识。作者在教学实践中以“浓硫酸和稀硫酸的鉴别”的探究性实验为例,让学生复习浓硫酸的特性,掌握相应的知识,同时使学生进一步体会化学实验的过程与魅力。
一、设计思路
学习完浓硫酸的性质以后,学生认识到浓硫酸和稀硫酸因为浓度的不同(这里浓硫酸指质量分数为98%的硫酸,而稀硫酸一般指质量分数小于20%的硫酸),性质上差别很大。一般情况下教师直接通过归纳总结的方式复习有关内容,但在这样的复习过程中学生自己并没有进行真正的思考,缺乏学习的主动性,课后也很容易淡忘相关知识,复习的效果不好。故作者尝试引导学生通过探究性实验自己对相关知识进行归纳总结的方法,体现学生学习的自主性。
本节课设计思路如下:由学生独立设计实验方案来鉴别两个没有标签的试剂瓶中哪瓶盛放的是浓硫酸,哪瓶盛放的是稀硫酸。因为学生刚刚学完浓硫酸的性质,遇到这样的问题让学生觉得所学的知识可以解决实际问题,容易投入到这项实验探究中。
探究性实验过程如下:(1)学生以实验小组为单位,自行设计实验方案。(2)各小组基本确定实验方案后,教师提供相应的实验药品和相关仪器,各组学生根据自己设计的实验方案领取相应的实验仪器和药品。(3)学生开展实验探究,教师巡视并提供适时的指导和帮助。学生能够在自行设计、开展实验探究的过程中体验自主学习的乐趣,培养合作学习的意识。
实验总结汇报过程如下:实验结束后,组织学生小组汇报、展示成果,学生根据各组的实验结论,根据实验原理总结比较可行的鉴别方法,从而得出最佳方案。上述由学生自己实验、汇报、展示得出的鉴别方法,学生记忆深刻,从而也掌握了浓硫酸和稀硫酸性质上的差异,这种复习方法比简单归纳总结的方法效果要好得多。
教师在复习过程只是担任组织者和引导者,既能体现学生学习的自主性,又能让学生在探究过程中少走弯路,帮助学生更好地掌握相应的知识点。
二、教学目标
1.掌握浓硫酸和稀硫酸的性质,能根据浓硫酸稀硫酸性质上的差异找出鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法;
2.经历设计实验方案、收集相关材料、得出结论等实验探究的过程,体验研究化学问题的科学方法。
三、实施过程
1.创设问题情境
[教师]大家都刚刚学完浓硫酸的性质,知道浓硫酸和稀硫酸在性质上有很大的不同,展示一瓶稀硫酸和一瓶浓硫酸,但是没有标签,请同学们比较它们在外观上有何不同?
[学生]外观上很难区别。
[教师]那么怎样区分哪瓶是浓硫酸哪瓶是稀硫酸?
2.自主设计实验方案
[教师]请大家以实验小组为单位,自行设计实验方案来鉴别一下讲台上的浓硫酸和稀硫酸。各个小组能不能设计出别人不易想到的实验方法来鉴别。
[学生]以学生自组的实验小组为单位,查阅相关资料、找出鉴别方法、设计实验方案、精心准备实验。
3.提醒实验注意事项,提供实验须知
[教师]因为本实验中用到的一些药品如浓硫酸属于危险品,提醒学生使用这些试剂时一定要注意操作过程,不能将酸溅到手上或实验桌上。
讲解“实验须知”,提醒学生实验中的注意事项。要求每个实验小组选出组长、实验员、观察员、记录员,落实每个学生的实验职责。
4.学生自己动手开展实验
[学生]动手实验,同时观察、记录实验现象,填写实验报告单。
[教师]提供实验所需的药品和仪器。在各个实验小组之间巡视,对学生不规范的实验操作进行指正。
5.各组代表汇报展示成果
学生设计的方法比教师预计的多,而且有些方法思路非常巧妙。学生使用的方法分类小结如下:
教师评价:稀释浓硫酸时温度升高的这种方法是同学们比较容易想到的;而设计用密度计的这组同学想到这种方法的原因是他们在初中见过密度计,并了解它的特点,用这种方法也让更多的同学对密度计有了认识;设计第三种方法的同学找到一种有色溶液,它不与硫酸反应且密度介于浓硫酸、稀硫酸之间,根据密度不同来区别,设计得比较巧妙;最后一种方法设计得非常好,把浓硫酸的吸水性和浓盐酸的挥发性结合起来,而且现象明显,试剂用量也不多,说明这组同学能够将所学的化学知识进行综合运用。
教师评价:前两种方法是课本上的内容,学生对相关的浓硫酸的特性印象很深刻,用量少,现象也很明显。第三种方法也是课本上的内容,但是对实验操作有较高的要求,学生在探究过程中提出是不是操作太繁琐,我们鼓励他们这样可以培养自己的实验操作能力,事实上,该组学生的能力还是比较强的,能够比较顺利地进行实验探究,得出结论并进行展示。利用钝化原理设计的第四种方法操作简单,现象明显,效果很好。而最后一种方法的设计源于我们曾经介绍过氯化氢的实验室制法,现象非常明显,这组同学能够想到,并且成功地鉴别出来,应该说非常不容易。
四、实施反思
本节课的特点是从学生的实际出发,将复习巩固交给学生,完全由学生自主进行探究性实验,体现了通过学生的自主学习激发其创造性思维的思路。
关键词: 初中物理 实验探究 课堂教学
在当前的初中物理教学过程中,实验探究活动还存在着学生被老师“牵着鼻子走”,只追求形式、不讲实效等现象,削弱了探究活动应有的价值。如何提高课堂探究活动的有效性,是值得思考和研究的问题。
一、实验探究的课题要符合学生实际
科学的本质是对未知事物的探究。探究活动不仅可以使学生学到科学知识,体验科学探究过程、了解科学方法,而且可以使学生受到科学价值观的熏陶。课堂探究活动不同于实际生活与科学研究中的探究活动,因为结论是已知的,教师如果处理不当,就不易激发学生对整个探究活动的兴趣和动力,探究活动就不能成为验证的过程。这就要求教师根据教材安排、学生实际和实验室资源状况,合理、有效地选择探究课题,激励学生的探究欲望。我在教学实践中有以下几点体会。
1.以旧促新,选择探究课题。如在学习力的三要素之后,选择课题“三要素怎样影响力的效果”;在学习压力的作用效果之后,选择课题“压强大小的影响因素”;在学生了解光的反射现象之后,选择课题“探究光的反射时的规律”。
2.原型启发,选择探究课题。如在学生认识了电位器之后,选择课题“滑动变阻器如何控制电流大小”;在学生了解投影仪、照相机、放大镜的成像特点之后,选择课题“探究凸透镜成像的规律”;在学生知道飞机、风筝等的升空原理之后,选择课题“压强与流速的关系”。
3.根据学生的需要选择探究课题。如“探究串、并联电路的特点”、“探究声音产生的原因”等。还包括根据学生的认知需求选择探究课题,如“探究决定电阻大小的因素”、“探究电流的热功率跟电阻大小的关系”等。
以上这些课题往往都是学生了解某些物理现象或已有知识与这些现象发生碰撞之后,急于想进一步深入探究其规律的问题,既是学生所需、实验室条件可以保证、课堂教学适合,又符合物理教学的目标要求。教师要善于发现,把握学生的学习心理,适时选择、设计合适的课堂探究课题,探究活动才有有效进行的可能。
二、实验探究实施要巧妙组织
课堂探究活动的一般流程包括提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、分析和论证、评估、交流等七个要素。科学探究要遵循由简单到复杂、由低级到高级、由此及彼、由表及里、循序渐进等原则,并贴近学生心理特点和认知规律。
在课堂探究活动中,教师适当地启发和保证学生的主体地位,是提高课堂探究活动有效性的关键。下面我以几个具体的实验探究为例谈谈如何组织探究活动的实施。
1.在独立探究中激发学生的实验探究的动机。
激发学生的探究动机,关键是学生有探究需要,所以课堂探究的问题最好由学生自己提出,但如果没有教师的启发和引导,课堂上学生就难以快速命题,造成放得过开、费时费力的后果。例如,在实验中探究敲击装水瓶子的发声体和决定音调高低的因素,我循序渐进地设计了三个探究实验。
探究实验一:探究敲击装水瓶子时,声音产生的原因是不是瓶内空气振动。
在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验结果是:两个瓶子发出声音的音调明显不同,灌装入水的瓶发出的声音音调较高,灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。
探究实验二:探究声音产生的原因是不是瓶内水振动。在啤酒瓶中灌装入水,比较用筷子敲击啤酒瓶发出的声音和用手摇晃酒瓶发出的声音,实验结果是:用手摇晃酒瓶时瓶中水振动厉害,但发出的声音一点不像用筷子敲击啤酒瓶发出的声音,两次发声明显来源于不同的发声体。
探究实验三:探究当用筷子敲击瓶子时,决定产生声音音调的因素。分析上述探究实验的结果,可以得出如下结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产生的原因不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验现象是:灌装入水的瓶发出的声音音调较高,灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。
这样一步步引导学生自己发现问题,初步学习使用控制变量法进行科学探究,经历提出问题猜想设计实验进行实验分析和论证评估和交流等科学探究环节,发展了学生的科学探究能力,培养了学生的创新精神。
2.在合作探究中解答学生的疑惑。
实验是物理学的基础,实验已不再是物理课堂教学的辅助手段,而是成为贯穿于整个教学过程中创设情境、探索知识的重要手段.因此,实验探究式教学模式的研究就显得非常必要和有实际意义.
实验探究式教学模式就是教师根据教学内容创设尽可能真实的情境,学生通过一系列比较、观察和记录,然后对实验结果进行归纳、分析,在此基础上提出一定的猜想与假设,并在实验中得到检验.
1实验探究式教学设计原则
实验探究式教学模式的教学设计必须遵循两个原则:
(1)主体性原则.即教学的设计必须保证学生始终处于主动探索、主动思考、主动实现意义建构的认知主体地位.学生从行为主义教学理论中被动的听课者成为主动参与各项学习活动的探索者;教师从单纯的讲授者转变为教学过程的设计者、组织者和双向交流的引导者.
(2)实验性原则:即教学活动必须围绕实验展开.学生通过观察和实验使概念得到意义,一切猜想、假设和结论必须得到实验事实的支持,而不是依据于书本或教师结论性的描述.
2实验探究式教学模式的程序
实验探究式教学模式的程序可以归纳为“设置实验、创设情境――感性认识、探究分析――上升理论、指导实践”.下面结合《超重与失重》一课进行说明.
2.1设置实验、创设情境
这里的情景不能简单地理解为课堂环境、教师的提问设疑等.建构主义理论认为,学习情景应该是通过以学生为中心的活动,提高学生参与程度的广泛而综合的系统.该系统的广泛性和综合性体现在设置实验这个环节上就是实验的设置要结合学生已有的知识、生活经验,符合学生的思维性格特点,教师的教学风格,甚至人格魅力,师生关系等.
在《超重与失重》的教学中,教师可以站在台式体重计上,让学生来读教师的体重.教师故意做各种各样的动作,甚至可以舞蹈起来,让学生读不准.然后提出问题,人在称体重时乱动,为什么秤的读数会不断变化?进而提出一个探索性的问题,哪些动作可以使读数偏大?哪些动作可以使读数偏小?要求学生分组实验,操作、观察、记录.
从这样一个很生活化的事例引入,很容易激发起学生的认同感和探究欲,而教师略显夸张的表演又为学生营造了一个宽松的氛围,使学生能够以一种轻松愉悦的心理状态投入研究,这又有助于学生的创造性思维的涌现和发挥.
2.2感性认识、探究分析
这一过程就是实验的设计、操作、观察,信息资料的收集、整理、归纳、分析.
首先让学生按照设计进行实验、记录数据.要让学生认识到,记录的目的是为了分析处理,因此表格的设计要为数据的比较分析服务.接下来各组学生交流汇总数据.然后教师引导学生进行数据分析,采用列表法,按照使读数增大、减小、不变,将动作分类,寻找这些动作的内在共同特征.
建构主义理论认为,实验的目的不仅仅是验证规律、培训实验技能,而是要让学生通过实验的过程在科学的学习和方法上获取感性体会,同时,使实验中的分工、协作、交流的意识和能力得到提高.“感性认识、探究分析”的过程能够很好地体现这些目标,它是由感性到理性、由特殊到一般、由生活到物理的必经阶段.是培养学生严谨科学态度、求实科学精神的重要途径.
2.3上升理论、指导实践
“上升理论”就是学生通过教师的帮助和相互交流,依据实验事实,运用自己已有的知识,总结出一个理论,并去指导实践,在实践中得到检验或修正.这是一个体现创造力的过程,是实验探究学习的关键阶段.
由于长期受行为主义理论的影响和高考升学模式的压力,我们的学生演绎运算能力异常强大,而归纳能力则很低.而分析归纳能力对于物理学却是不可或缺,甚至有时是决定性的.实验数据只是对实验事实的客观真实的记录,而归纳则是在数据处理的基础上总结出具有一定普遍意义的规律性的结论.实验探究前期的工作只有依靠归纳才能最终体现出来.随着中学生知识技能水平的提升,现象的观察、数据的收集、处理能力不断提高,归纳过程的训练为提高中学生逻辑思维能力,并进而全面提升科学素质提供了良好的途径.
教师在这一阶段起到很重要的引导作用.面对这么多引起读数变化的现象,如何发现其内在本质,对学生来说是有一定难度的.教师可以这样启发,这是一个力学现象,而记录的动作是运动学现象,应该从动力学的角度找出一个或几个物理量来进行比较、归纳.在此基础上逐步归纳到物体的加速度状态引发超重与失重的结论并导出理论上的证明.
从有限事实归纳出的结论是否具有普遍意义,一要看其是否得到理论支持,更要看其能否指导更广范围的实践.接下来,教师可提出一些与超重、失重有关的小的实验课题,让学生依据所归纳的理论进行分析,预见结果,操作,验证.
3教师的作用
实验探究式教学模式中教师的作用主要有,设计与引导、处突和升华.
3.1设计与引导
建构主义教学观对教师的要求是,根据学生学习心理的特点,创建有利于知识建构的学习环境,以支持学生的知识建构活动.
设计的原则前面已有论述,实施的过程中教师的作用在于引导,而不是主宰.教师对学习过程有一个整体的把握,以确保课堂教学的方向性.而对过程中的一些细节,学生的每一项具体活动,不宜过多地干涉,对学生独特的实验操作、新观点、新思路,要加以保护,同时也要善于把学生个性化的发散性表现引导到课堂教学的目标上来.
教师与学生的关系就如同导演与演员的关系.导演说戏,设置情境,以使演员入戏,但也应当允许演员有自己的理解,在交流中确定表演方案,实际拍摄时则应允许甚至鼓励演员有灵光一现的自由发挥,只要其个性发挥的表演不偏离剧情的需要,导演就不要中断拍摄,给演员以展现才华的机会.只有这样,才是真正高明的导演,也才能造就表演艺术家.一切唯唯诺诺,完全听从导演的演员是不会有大成就的.
3.2处突
处突就是处理突发事件.教学过程中的突发事件主要是指随机发生的超出教师事先预料之外的事件.
由于教学围绕实验展开,而实验又是一个开放性很强的活动,往往会出现许多意想不到的干扰,使得结果往往与教师所预期的不同.教师在处理时要根据事件的性质不同区别开来对待.
大多数情况是学生操作错误、观察不细致造成的,这时,教师要本着忠于实验现象的科学态度指导学生重做、重新观察,而不应简单地否定,直接给出所谓正确数据.一部分情况是由于环境干扰所致,带来量的偏离,但不是质的变化.这时,教师可以带领学生做简单的误差分析,难度比较大的也要有所交待,而不能视而不见,或者随意修正数据.极少数情况下,可能实验设计上存在漏洞,这时,教师首先要勇于承认问题,言传不如身教,这是科学精神教育的好机会,然后与学生一道改进,甚至另起炉灶.总之,处理突发事件要有科学求实的态度,要遵循学生为主体的原则.
3.3升华
实验生活化、简单化、微型化,是21世纪绿色化学的发展要求。教材中的家庭小实验和趣味实验如果能在课前布置下去,将有利于激发学生的学习兴趣和探究欲望。但多数教师只是简单的让学生课后去完成,而课后完成往往是去验证实验结果,不利于学生探究能力的养成。如:家用“冰袋”的制作、“检验发酵粉加水或加热都能产生二氧化碳”、“白纸显字”、“酸雨的检验”、“吹气生火”、“指纹检验”等,如果将它们改为课前实验,在学生不知到其原理的情况下去讨论、探究,不仅为课堂提供更好的实验素材,而且还能开阔学生的思路,增强其学习能力。
二、 认真研究教材,精心设计探究性实验问题
学起于思,思源于疑,因此一个好的问题对整个教学都相当重要。在讲述二氧化硫的性质一课时,我做了如下尝试:
首先让学生阅读教材,初步了解SO2的性质,然后提出如下问题:
(1)SO2与CO2有那些相同点?
(2)SO2与CO2有哪些不同点?
(3)请你用尽可能多的方法鉴别SO2和CO2,并指出哪些方法较好?
学生能很快对(1)(2)两问进行回答,回答问题(3)时则多数人局限在化学性质中的品红溶液褪色、酸性高锰酸钾溶液褪色以及物理法中的密度比较上,这时我进行了适时引导,让学生结合问题(1)(2),思考时尽量从二者的不同点出发,并动员学生查阅资料、相互讨论等,最后总结得出如下方法:
化
学
法
编 号 药 品 或 操 作 现象及理论依据 结 论
A 品红溶液或湿润的有色布条 观察品红、布条是否褪色(SO2具有漂白性,CO2则无漂白性) 褪色的是 SO2
B PH试纸 PH值的大小(H2SO3 是中强酸,H2CO3是弱酸) PH值小的SO2
C 酸性高锰酸钾等强氧化性溶液 颜色是否明显变化(SO2容易被氧化,CO2不易被氧化) 颜色明显变化的是 SO2
D 让氧气在一定条件下分别与它们反应,再冷却到16.8℃以下 看是否有晶体生成(SO2在一定条件下可以被氧化生成SO3,而SO3熔点较低) 有晶体生成的是SO2
E 将两种气体分别通入氢硫酸 看看是否有混浊出现(SO2能与氢硫酸反应) 有混浊出现的是SO2
F 分别将两种气体通入到灼热的炭层,再通入到灼热的氧化铜 看氧化铜的颜色是否变化(CO2与C反应生成CO,CO能还原氧化铜) 氧化铜变红的是CO2
上述方法中A、B、C、E虽然都较简单,但由于E中用到硫化氢是剧毒气体,因此该方法不用;B方法中二者PH值相差不大,故现象不够明显,所以我们在实验室中常用的是A、C。
物
理
法
编
号 操
做 现象及理论依据 结 论
溶解法 收集等试管的两种气体,分别倒扣在水槽中 看液面上升的快慢情况(VSO2:VH2O=40:1,VCO2:VH2O=1:1) 液面上升快的是SO2
称重法 称量相同体积两种气体的质量大小 SO2密度大于CO2 质量大的是SO2
嗅闻法 闻气味 是否有刺激性气味 有刺激性气味的是 SO2
降温法 降温、加压 看哪一种先液化 先液化的是SO2
从简便和可行性上实验室中常用嗅闻法
生
物
法
编
号 操
作 现象及理论依据 结 论
动物试验法 将两只小白鼠置于两个密闭透明装置内,并将两种气体分别通入到两个装置中 观察实验动物的表情(SO2刺激呼吸系统,引起咳嗽,CO2使小白鼠窒息) 小白鼠咳嗽的是 SO2
植物试验法 分别将两种气体和一棵普通绿色植物密封在一个透明装置中,并给予充足的光照 过几天观察植物生长情况是否正常(SO2不能进行光合作用,CO2能进行光合作用) 植物死亡的是SO2
霉菌试验法 分别将两种气体和一定数量霉菌作用,再通过显微镜观察 看霉菌生长情况是否正常(SO2抑制霉菌生长) 霉菌死亡或数量没有明显增加的是SO2
在这样的尝试中,加强了学生思维的广度和深度。这时我又及时的将学生的思维进行收敛,于是我又提出了以下问题:
(4)SO2是大气的污染物,那么你在实验室中如何处理?工业上又如何处理?观察教材上P1的实验6-2,分析其实验方案是否科学,如不科学应如何改进?
这一问题将思维进行了收敛,主要突出化学性质。并体现出实验室和工业的不同点来。
(5)如果CO2中混有SO2该如何除去?
(6)如果欲验证SO2中是否含有CO2,该选哪些药品,如何操作?如欲验证SO2的还原性、氧化性哪些试剂现象明显?
通过以上问题的设置,不仅加深了学生对SO2性质的理解,而且使学生的探究意识自然而然地融入到了每一节课堂教学中去。
三、 探究性教学过程中应注意的问题
(一)问题的提出应具有针对性,不能范围太大,范围太大就会使学生感到无处下手,失去探究的兴趣、挫伤学习的积极性。
(二)给学生充分的思考时间,问题提出后不能急于做答,更不能一拿出问题就马上去启发,应给学生一个讨论的机会,让他们智力的火花相互碰撞,在碰撞中使思维得以深化,能力得以加强。
(三)多鼓励,少批评,对于学生提出的各种想法或方案,首先要肯定他们的勇气,尤其是合理而又有新意的应及时予以表扬,不足的地方要引导其自己质疑或提供必要的帮助,使学生的积极性始终保持较高的状态。
(四)掌握好课内课外时间,探究需要一定的知识基础,因而我们要把握好时机,适时提出问题,问题要在能力的基础上、在课余时间能够完成的情况下提出,这样才能保证学生课下真正的去探讨、去寻求解决的办法。
陶行知曾经说过:“解放孩子的头脑,使之能想;解放孩子的双手,使之能干;解放孩子的眼睛,使之能看;解放孩子的嘴巴,使之能讲。”我想“解放孩子们的学习,就应该使之会学习、会探究”,就要让他们的双手在课堂上动起来,让他们的眼睛在课堂上能够亮起来,让他们的嘴巴在课堂上能够响起来!充分的调动学生的各种感官,在眼观、手做、嘴讲的同时还怕脑子不想吗?只要脑子想,我们的目的自然就达到了——通过实验培养了他们的探究能力和创新精神。
参考文献:
关键词:初中物理;力学实验;初中生
初中物理对于学生未来的发展有一定的影响,因此,广大初中物理教师应当注意引导学生重视物理知识的学习过程。而作为初中物理重要组成部分的力学实验,对学生形成逻辑思维能力有着较大的帮助。然而,初中力学实验学习对于初次接触物理的学生而言有着较大的困难,这就需要广大初中物理教师积极引导学生,从而提高力学实验的教学质量。
一、初中物理力学实验教学中存在的问题
近年来,我国的初中物理力学实验教学虽然取得了一定的进步与成绩,然而由于各种因素的影响,还存在着一些较为尖锐的问题。例如,初中物理教师在力学实验教学活动中,没有按照新课程标准建议的教学计划来开展相关工作,仅依照自身的经验来制定教学计划与目标,这就导致力学实验教学活动具有一定的盲目性,在教学过程中不能兼顾一些重要的知识点以及学生的认知特点,从而导致力学实验的教学效率较低。
另外,我国大部分初中学校的力学实验设施在数量、种类上存在着严重的不足,已有的力学实验器材又大多比较陈旧。上述问题不仅在一定程度上制约着初中物理力学实验教学的发展,同时还给力学实验的操作埋下了较大的安全隐患。
除此之外,部分物理教师没有照顾到学生整体的力学实验学习。在实际的教学工作中,只关注成绩相对优秀学生的学习,使原本物理实验学习就有困难的学生更加落后,从而使得其逐渐丧失对初中物理实验学习的兴趣与信心,这显然不利于学生的物理知识学习。
二、如何改进初中物理力学实验教学中存在的不足
笔者针对初中物理力学实验教学中存在的问题,结合自身的相关经验,提出了若干改进措施,具体如下:
1.教师应当参照新课标的教学建议
初中物理新课程标准是经有关教育专家与学者细致讨论后制定的教学标准,因此具有较强的科学性与普适性。所以,广大初中物理教师应当依照新课标的具体建议,合理安排教学目标,从而使教学进度能与学生的认知规律相适应,从而充分发挥学生的物理学习潜能。
2.加大物理实验器材采购力度
俗话说:“巧妇难为无米之炊。”纵使初中物理教师不遗余力地开展物理力学实验教学工作,但如果学校的实验室缺乏必要的物理实验器材或者现有的实验器材太陈旧,学生仍旧无法正常地展开物理力学实验探究活动。因此,学校应当增加物理实验器材方面的资金投入,采购一些安全、可靠且较为新式的实验器材,同时对已经损坏、老化的物理实验器材进行维修和检查,避免安全事故的发生。
3.组织开展小组合作学习活动
学生在物理知识的学习过程中经常会遇到一些麻烦,尤其是在物理力学实验的学习中可能会感觉吃力。这是因为初中学生接触物理实验时间不长,实验技能较差。如果初中物理教师无法采取有效的方法及时地解决上述问题,可能会使学生的困难愈来愈多,积重难返。为此,笔者建议初中物理教师可以组织小组合作学习的教学活动,让学生积极参与到集体的讨论之中。
例如,笔者曾经在“光的反射”一课中,将学生分成几个实验小组,再让小组学生根据自己的爱好特点选择不同的工作。很快学生就明确了各自的职责,有的负责整理实验器材,有的做实验数据的记录工作,其他学生负责查找相关的资料。在此过程中学生都在认真地进行讨论,积极地解决实验过程中出现的问题,整节实验课的学习气氛非常浓厚。笔者通过开展小组合作学习的教学模式,在一定程度上激发了学生的学习兴趣,从而提高了课堂教学效率。
需要特别指出的是,由于初中生的自控能力相对较差,初中物理教师在开展小组讨论活动时应注意维持课堂纪律,避免部分学生出现“开小差”的现象。
4.注意提升教学趣味性
如果教师依旧采用较枯燥的教学模式展开教学工作,长此以往非常容易使得学生对力学实验的学习兴趣下降。因此教师要适当增加一些教学游戏到力学实验课堂中,并且积极提升语言的幽默性。在教学语言的节奏上应当追求抑扬顿挫的效果,如此便能极大程度地吸引学生的注意力,从而使得物理课堂教学效率得到有效的提升。
初中物理力学实验能够帮助初中生提高其科学素养及实验技能,并且学生在解决力学实验探究中遇到的问题的过程中,能在一定程度上提升其逻辑思维能力,这对学生未来的发展大有裨益。教师应当积极寻求新式物理教学方法,开展合理的教学活动,突出初中生在物理知识学习过程中的主体地位,从而引导其更好地掌握相关的力学实验技能。
参考文献:
1.课本实验
如图1甲所示,使带电的金属球靠近验电器,由于静电感应,验电器的金属箔片张开,这表示验电器受到了外电场的影响。
如图1乙所示,事先用金属网罩把验电器罩住,使带电的金属球靠近验电器,则验电器的金属箔片不张开;即使把验电器和金属网罩用导线连接,箔片也不张开,这表示金属网罩能把外电场挡住,使罩内不受外电场的影响,可见导体壳(或导体网罩)可以保护它所包围的区域不受外界电场的影响。
由于导体球上的电荷分布较分散,造成验电器处场强较弱,指针(金箔)张开的角度不大,演示效果不够理想,我们也可用感应起电机给装有小鸟的金属笼带电,而金属笼中的小鸟安然无恙,这样增强演示效果。
2.辉光球的介绍
辉光球是一件娱乐性电子产品,外表是一个高强度的薄壳玻璃球,壳内充入低压惰性气体,球内中心处有一球形电极,球形电极内由金属丝弯绕后填充,底座内装有振荡电路板,如图2所示,当电极电源接通后,球形电极上加有频率为15-30Hz的高压,在其周围形成高压电场,由于辉光球与感应线圈等实验室高压仪器相比更安全,且处在电场中的导体达到静电平衡的时间远小于辉光球的交变电场的周期,所以可以把辉光球产生的电场当着静电场处理。
3.用辉光球和氖管探究静电屏蔽现象
现象一
当我们手持氖管(可从测电笔中取)的一极从远处靠近辉光球时,氖管发光,且离辉光球越近,氖管发光越亮,这因为手持氖管一极相当于接地,氖管发光说明另一极所在空间点与接地点间有一定电势差,氖管越是靠近辉光球,氖管越亮,这说明所测点离球壳越近,与接地点的电势越大,电场越强,准备好辉光球和氖管,下面我们开始实验。
手持氖管置于辉光球附近,氖管发出辉光,然后用另一只手拿着金属笼逐渐罩住氖管,我们发现氖管不亮了,但如果给金属笼接一个绝缘柄,然后手提绝缘柄去罩住氖管,如图3所示,则氖管会发光,这是因为金属笼罩住氖管后,由于静电平衡,金属笼内部空间电势处处与笼的电势相等,而手又拿着金属笼,所以笼又与人的电势相等,这造成氖管两极间没有了电势差,因此氖管就不亮了,当手提绝缘柄去罩氖管时,虽然由于静电平衡,金属笼内电势处处相等,但并不与实验者本人的人体电势相等,所以氖管的另一极与人所持一极之间存在电势差,因此氖管发光。
现象二