适用场景:科学教师备课参考、实验课程设计规划
报告要点:红糖制白糖实验、烧不坏的手帕实验、污水变纯净水处理
行文逻辑:分析问题→分类实验→举例说明→总结价值
小学科学教材中包含了许多趣味性的化学实验,通过实验来帮助学生理解化学理论知识,有助于降低教学难度,激发学生的学习兴趣,唤醒学生的探索欲和求知欲,促使学生更加积极踊跃地投入到教学活动中,对于小学科学教学的开展大有助益。由于教师在实际的教学活动中往往会忽视趣味实验活动的设计,对学生也没有做出明确地要求,导致趣味实验过于形式化,无法达到培养学生科学素养和探究能力的作用。对此,教师必须积极转变教学观念,确保趣味实验能够有效地开展,以夯实学生的基础知识,提高学生的综合能力。(实验动机)一般来说,趣味化学实验的类型可分为夯实基础型、生活实践型、拓展延伸型和探索创新型。下面将在每个类型中分别列举1~2个实验,以供广大教师参考和借鉴,希望对提高小学科学教学质量能够有所帮助。
一、夯实基础型
夯实基础型的实验可以看作是基础类化学实验,其设置目的是为了加深学生对知识点的理解和记忆,转变单调乏味的教学模式,营造生动活泼的课堂氛围,以调动学生的主观能动性,使之养成主动学习的良好习惯。此类型的实验有红糖制白糖和烧不坏的手帕。
(一)红糖制白糖
活性炭是化学实验中经常使用的材料,具有较强的吸附性能,利用活性炭的这一特性实施红糖制白糖实验,温习《各种各样的液体》相关知识。具体操作步骤如下:首先,向学生展示本实验需要用到的材料和化学仪器,主要有红糖、水、活性炭、烧杯、玻璃棒、漏斗等;其次,将红糖和水充分搅拌混合并加热,向烧杯中加入活性炭,用过滤设备将红糖水滤出,所得无色液体经过蒸发浓缩处理,直到所剩液体为原来的1/4;最后,将烧杯放在常温下冷却,会发现杯底有白糖析出。
(二)烧不坏的手帕
讲《雨天中的布料》时,可以反向设计实验“烧不坏的手帕”,学生既可以巩固原有知识,又学习了新知识。实验流程:将2份酒精和1份水制成混合液,手帕全部浸入到液体中,用镊子夹住手帕放在酒精灯下,一边燃烧,一边甩动手帕,此时会发现手帕并没有燃烧起来。教师也可以进行对比实验,将没有浸泡酒精的手帕用酒精灯燃烧,发现手帕会迅速烧起,学生就会产生疑问,为什么同样的材料产生的实验效果截然不同呢?接下来教师要解释实验原理,虽然乙醇燃烧释放了热量,但是水分和乙醇的蒸发会带走部分热量,同时晃动手帕也会散发热量,这就使得手帕的温度被一再降低,不能达到着火点,理所当然地就无法燃烧了。教师解释过后学生会产生恍然大悟之感,他们对知识点的印象也会更为深刻。
二、生活实践型
生活实践型实验的设置主要是为了锻炼学生的动手操作能力,这类实验的材料易于获取,教师可以将其布置成家庭作业,让学生独立完成。比如说碘遇到淀粉会变蓝,反应后的溶液加入维生素c会变成无色液体,根据这一原理来检验蔬菜和水果中是否含有维生素c。值得注意的是,在实验中需要学生能够注意操作的规范性和安全性,及时观察和记录实验现象,并在实验过后加以总结,明确实验过程和实验原理。通常情况下,生活实践型实验与现实生活有着密切的联系,能够让学生了解生活中的科学,发掘化学的趣味性,进而学会用化学知识来解答生活中的现象,养成善于观察、勇于实践的品质,在此情况下学生的化学水平也会有显著的提高。
三、拓展延伸型
通过趣味化学实验能够将学生带入科学知识的海洋中,让学生了解生活中的一些化学知识和原理,教师还可以尝试延伸课堂知识,设计一些拓展延伸型的小实验,引导学生亲自动手,探索化学知识,开阔视野,增强对科学知识的兴趣和探索精神。例如在学习《化学变化伴随的现象》一课时,为了让学生了解更多的化学现象,体验化学变化,教师可以设计“魔棒点灯”趣味化学实验,具体实验方法是:将高锰酸钾晶体研细,放在蒸发皿上,在晶体上滴入几滴浓硫酸,用玻璃棒轻轻地将高锰酸钾与浓硫酸混合,混合均匀之后用一根较长的金属棒或者玻璃棒蘸取混合物,用其点燃灯芯。该实验的原理是:高锰酸钾与浓硫酸混合后会发生化学反应,生成mn2o7,该物质具有非常强的氧化性,当遇到易燃有机物时会立即发生燃烧现象。四、探索创新型创新是一种宝贵的品质,无论各行各业都亟须创新型人才。在小学科学教学的趣味化学实验中引入探索创新型实验,有助于激发学生的探索精神,培养学生的创新意识;促使学生的知识面得到进一步的扩展和深化;学生也会对化学实验保持较高的参与热情。比较有代表性的探索创新型实验有透明的铝片和污水变纯净水,这两项实验的操作流程如下所示:
(一)透明的铝片
先准备一片高纯铝片,测量铝片厚度,进行清洗和抛光处理,再将其放入到草酸溶液中,去除铝片中的铝基并扩孔。最后将实验所得的铝片放在电镜下观察可以发现,铝片上出现了众多均匀排布的小孔,每个孔径都在0.1μm以下,且铝片的厚度也远远低于最初状态,近似透明的效果,这就是“透明的铝片”的由来。实验原理为,铝片和草酸在电流作用下发生了阳极氧化和电解反应,导致铝片厚度变薄,同时出现了小孔。
(二)污水变纯净水
烧杯中加水并滴入3~4滴红墨水,待其扩散均匀后加入纳米二氧化钛,静置一段时间后发现水从红色变为无色透明状态。该实验的原理为,红墨水中含有大量的有机色素,这是其呈现红色的关键原因,而二氧化钛在可见光的照射下具有催化作用,可以将有机色素降解成为水和二氧化碳,达到了良好的污水处理效果。总而言之,小学科学教材中的趣味化学实验不胜枚举,需要教师能够充分认识到化学实验的重要作用,将理论知识和实验教学有机结合到一起;同时为学生提供更多动手实践的机会,从而加强理论和实践的融合渗透,促进学生综合素质能力的全面发展。
适用场景:物理实验教学改进、实验课程设计规划
报告要点:强化实验操作规范、提升学生自主探究能力、优化实验教学模式
行文逻辑:确定指导思想→探索教学模式→利用模拟实验→总结实施效果
一、确定实验教学指导思想,强化实验教学目标。
在中学物理实验教学过程中确定以实验为基础,用实验来展开激发学生的实验兴趣,发挥学生参与教学的主动性和积极性,培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创造能力,加强实验教学的研究,尽量把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为边讲边实验,通过挖掘教学内容的学术性,有机地把课内探索延伸到课外。总之,尊重科学,实事求是,面对群体,以实验创新教育为前提,使学生达到掌握物理实验技能和科学方法,养成科学态度,学会运用实验手段解决物理问题的能力为指导思想,强化实验教学目标,要求学生在实验的全过程中自始至终抓好“七个正确”:其一,选择仪器正确;其二,安装调试实验装置正确;其三,操作规程正确;其四,观察方法正确;其五,测量读数正确;其六,处理数据正确;其七,实验结论正确。
二、探索改革实验教学模式,发挥主导、主体功能。
大力探索改革不适应新时期形势的中学物理实验教学模式,建立起按科学设计实验教学程序、优化实验教学过程、指导实验方法、培养创新能力的教学模式。这种教学模式应充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。教师充分相信学生,使学生主动参与实验。课本让学生看,实验让学生做,思路让学生想,疑难让学生议,错误让学生析。让学生独立设计实验,利用物理实验,发挥学生的`主观能动作用,限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。
三、充分利用学校的模拟实验室和网络上的仿真实验来弥补我校实验条件的不足。
四、全体师生在思想上都很重视。
1、每次实验,教师都能够认真的准备,并事先演习一遍。学生都能够做到先预习,熟悉实验的目的、原理、步骤及注意事项,并严格按实验要求进行操作。
2、通过做实验,培养了同学们的观察能力和动手能力,同时,通过对实验数据的处理和对实验的总结,增强了学生们运用数学知识解决问题的能力。
3、通过做实验,使同学们学习物理的兴趣有了很大程度的提高。培养了学生实事求是的科学态度。
本学年的实验工作能够圆满完成是和师生的共同努力分不开的。以后的实验工作我们将会更加严格要求,力争做的更好。
适用场景:物理教学备课准备、实验课程设计规划
报告要点:体会实验思想、掌握实验方法、处理实验数据
行文逻辑:分析实验原理→体会实验思想→掌握实验方法→重视验证条件→处理实验数据
仔细分析和研究近几年的高考试卷,可以看出高考中对学生实验能力的考查已明显加强,而考查学生实验能力的一种主要手段就是对学生探究性实验和设计实验的考查。探究性实验和设计性实验不同于教科书上的学生实验及演示实验,但其实验原理、实验方法、实验思想均来源于教科书上的学生实验,因此,要想做好探究性实验和设计实验就必须要认真研究和体会教科书上的学生实验,而教科书上的学生实验中,验证性实验所占的份量是最重的,所以,深刻理解和掌握验证性实验是做好探究性实验和设计实验的基础。
1、在学习验证实验中体会实验思想
对现实生活中出现的一些自然现象,我们提出了猜想和假设,这些猜想和假设是否正确?是要通过实验来验证的,如果正确,假设才可上升为理论。反之,我们要验证某一物理理论或物理规律,就要从生活中寻找出符合这一物理规律特性的物理现象,这个物理现象必定在中学实验室可以实现,同时又要过程简单、操作方便,并能测量出有关的数据。因此,做好验证性实验的前提,就是要创设好物理情景,这就是验证性实验的实验思想。如在验证机械能守恒定律的实验中,我们可以创设出多种物理情景,而其中让物体自由下落在中学实验室很容易做到,过程也简单。我们只要测出物体下落的高度及对应的速度,就可以进行验证工作。物体下落的高度可由直尺直接测量出,而物体速度的测量在中学实验室很难实现。因此,我们可以联想到打点计时器,让重物带动纸带作自由下落,根据纸带测出物体下落的高度h及对应点的速度v,通过v2=2gh来验证,从而设计出了验证方案。
2、在学习验证实验中体会实验方法
在教科书中的验证实验中,给我们提供了多种实验方法,而这些实验方法在我们研究探究性实验和设计实验中经常会用到,因此,我们必须要掌握和灵活运用这些实验方法。如在验证碰撞中的动量守恒实验中,小球碰撞前后的速度在中学实验室很难测量,而该实验中采取了“转换法”,即把两个小球置于水平高台上,让两小球作对心正碰,碰
后两小球从同一高度作平抛运动,飞行时间相同,这样就可以使小球平抛运动的水平位移替代了小球碰撞前后的速度,把速度的测量转化为位移的测量,而位移的测量在中学实验室很容易实现,从而使实验顺利进行。
又如,在验证牛顿第二定律的实验中,加速度的大小即与外力的大小有关,又与物体质量有关,实验中采用了“控制变量”的方法,先让物体的质量不变,研究加速度与力的关系,然后再保持外力不变,研究加速度与物体质量的关系,从而很好地完成了验证工作。
3、在学习验证实验中重视实验的验证条件
物理规律的形成,通常会有一定的前提或必备条件,在验证工作中必须要落足这些条件才能使实验顺利进行,而这一点恰恰是我们忽视或不注意的。如在验证力的合成法则的实验中,实验的条件是“力的作用效果相同”,因此,在两个分力和一个力分别作用下,同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件。在验证机械能守恒定律的实验中,“只有重力做功”是实验的验证条件,而实验中阻力的存在是不可避免的,阻力做功过大时,实验误差大,实验将失去意义,为此,实验中要求铁架台竖直、架稳,且小球选用质量大、体积小的重锤,使重力远远大于实验中的阻力,阻力做的功可以忽略不计,从而满足了实验的验证条件。在验证碰撞中的动量守恒实验中,为保证两小球碰后能分离且在空中飞行时间相同,实验中选用了两个同种材料做成的质量较大的弹性小球而不是橡皮球、塑料球。
4、在学习验证实验中学会实验数据的处理。
教科书中的验证实验中含有定量验证实验和定性验证实验,其实验数据的处理方式也就有所不同。定量验证实验的数据处理通常采用代数计算法。如在验证机械能守恒定律实验时,根据计算求出增加的动能和减少的重力势能在“误差允许的范围内”是否相等来完成验证工作。要注意的是定量验证实验对实验数据误差的要求较一般定量实验高。一般的定量实验是通过测出某些物理量,利用代数计算法求出某些所要求的物理量。如伏安法测电阻的实验中,是通过测出电阻两端的电压和流过电阻的电流,求出该电阻的阻值,其测量值的准确程度如何是很难比较的,只能反映出其真实值大约所在的范围,因此,是个近
似值。而定量验证实验则不同,其测量值是有参照物的,即要比较一个物理量与另一个物理量是否相等,因此,测量误差的要求相应地也较高。
定性的验证实验的数据处理通常采用图像法,即根据实验数据,通过描点的方式把它们的物理属性显示出来,去验证我们所要验证的物理规律,如在验证牛顿第二定律的实验中,就是利用了a—f图像来验证加速度的大小与外力的大小成正比。所要注意的是,描绘的图像通常为直线,其目的是更便于总结出所要寻求的物理规律,如果描绘出的图像为曲线,我们就要进行“化曲为直”的工作,如利用a—图像来验证加速度的大小与质量成反比。图像描绘后要注意分析直线的斜率及直线与纵(横)坐标的交点的物理意义。
5、在学习验证性实验中实现知识的迁移
通过验证实验的学习,提高了我们对事物的理论认识及建立了科学的世界观,同时也从中学会了其实验思想和实验方法,为我们进一步研究探究实验和设计实验奠定了基础。
该实验中,我们也可以通过图像法来进行验证。以为纵坐标,h为横坐标建立如图2所示的坐标系。多次改变小球的初始位置,即改变h,测出对应的平抛运动的水平位移,标出,利用描点的方法作出其图像,如果该图像是一条过原点的直线,则完成了验证工作。其中图像的斜率k=4h,而h为小球离地面的高度,是一定值。
[摘要]环境污染的治理已经是我们国家发展的重中之重。但是高等医学院校实验室造成的污染还没有引起足够的重视,因此该文结合实际阐明了医学…[更多]