实验探究论文范文

2023-12-31

实验探究论文范文第1篇

生物学是以实验为基础的自然科学。实验是培养学生科学方法、科学态度和创新精神的重要手段。近几年高考生物试卷中,实验题所占的比例越来越大,其中又以实验设计题居多。因此,在实验教学过程中,正确引导学生勤于动脑和动手,搜集和处理相关的科学信息,分析和解决问题,培养实验设计能力,就显得尤为重要。

实验设计是科学探究的关键步骤,是当前素质教育在生物实验教学中的具体表现。实验设计是指实验者根据一定的实验目的和要求,运用有关的科学知识、原理,创造性地设计出新的实验方案,并能独立地根据实验方案来处理相关的实验问题。

近年高考的生物实验题将实验设计和完成实验设计能力的考察作为一项十分重要的内容,因此,教师可引导学生掌握简单的实验设计方式,学会科学的实验设计。

1 掌握实验设计的基本原则 培养

学生科学的设计方法

在生物实验教学中,教师要让学生放开手脚,允许他们自主设计实验探究过程,但在实验设计的过程中,需要让学生掌握实验设计的基本原则。

1.1 主体性原则

“教为主导,学为主体”是新课程倡导下的教学方式。实验设计关注学生的自主性,教师应把学习的主动权交给学生,放手让学生自主学习,使学生在学习中善于发现问题,设计具体的实验方案,并进行验证。

1.2 科学性原则

实验目的要明确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法不能违背生物学基本原理和其他科学原理。

1.3 指导性原则

实验设计是一个构思、磨合、实现的过程,思路应该以所学的概念、原理、规律等知识作指导,教师不能指挥学生去做,更不能代替学生做,应当让学生充分发挥各自的能力进行实验设计。

2 拓展实验思路 引导学生进行自主实验设计

实验设计应面向全体学生,确立学生学习的主体地位。在实验教学中,首先应尊重学生的主体地位,相信学生是“有想法、有个性、有创造力”的学生;其次,要创设民主平等的气氛,善于启发和指导学生动脑动手,引导学生正确地分析思考问题。

2.1 开放实验室 给学生充分的自主空间 发挥学生主体地位

实验室是实验教学的主要场所,而开放实验室更是以学生为主体的自主活动。开放实验室就是让学生动起来,按自己的要求,自己的实验课题,自己的实验设计提出申请,由实验室提供仪器材料,实验教师协助完成的一种教学模式。如在学习了《显微镜的使用》这一节内容,除了完成教材规定的实验内容外,笔者还让学生准备了不同的实验材料,比如自己的头发、随手可捉的小虫和随处可见的叶片等,他们兴致盎然地在显微镜下“乱”做一通,有学生惊奇地发现:“哎呀,我的头发这么粗?”“哇,怎么我的头发一端开叉了,好像一条叉路似的?”“小虫身上有这么多毛!”另一个同学很气恼地说:“蚊子在显微镜下是这么大的,原来是用这根‘针’来吸我们的血!”……同学们七嘴八舌地说出自己的发现,通过这种方式让学生更多地体会到实验成功的喜悦,充分满足学生的好奇心,激发学生探究学习的兴趣,收到较好的教学效果。

2.2 把部分实验改为探索性实验 充分发挥学生的自主思维

实验课中仅仅根据课本实验中的材料、要求、步骤进行实验,难免限制学生的思维。在实验过程中,学生会有各种想法,有的想法也有一定的价值;有时也会提出种种问题,得到各种不同的结论,甚至是错误的结论。教师不能打击他们学习的积极性,应该肯定学生的想法,尊重他们,善于发现他们的优点。因此,除了完成课本实验外,更应鼓励学生进行一些探究性的实验。如:“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验中,教材中用0.3g/ml的蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离,完成实验后,有部分学生提出问题:为什么要选用0.3g/ml的蔗糖溶液呢?如果用浓度小于0.3g/ml或者大于0.3g/ml的蔗糖溶液来做实验,实验现象是否一样呢?带着这些疑问,笔者让学生分组进行不同的探究:探究洋葱表皮细胞在不同浓度的蔗糖溶液中是否发生质壁分离与复原,分离情况如何,复原状况又如何?表1是学生记录的数据。

从两组实验中看到:用0.1g/ml的蔗糖溶液时,细胞发生轻微的质壁分离,但现象不明显,滴加清水复原较慢;用0.6g/ml的蔗糖溶液时,分离很明显,滴加清水但不能复原;而用0.3g/ml蔗糖溶液时,分离较明显,而且分离速度快,有一部分细胞原生质层已经脱离细胞壁,滴加清水,复原较快,现象明显。通过实验对比得出:蔗糖溶液浓度过小,不容易发生质壁分离而且分离速度慢;蔗糖溶液浓度过高,导致细胞失水过多而死亡,不能复原。因此,同学们得出一个结论:浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液最适合做洋葱细胞质壁分离及复原的实验。

3 巧挖课本 强化训练 提高学生

实验设计能力

在教学过程中,巧挖课本,从不同角度,增加一些相关的实验设计内容,进行训练,这样才能真正提高学生设计实验的能力。

3.1 从实验过程出发进行实验设计

在教材的实验中,大多数实验都已提供了具体的方法和步骤。在实际教学中首先要引导学生思考实验步骤设计中隐含的科学方法,引导学生了解实验的思维过程,提出探究性的问题;其次根据实验可能的各种条件,让学生自行设计实验,进行实验操作,并做认真记录,引导学生分析实验结果,由结果推导出结论。如在学习《DNA分子结构》时,在简要介绍DNA分子结构的基础上,指导学生制作DNA分子双螺旋结构模型,指导学生进行制作的具体程序如下。

(1)讨论确定本组制作DNA分子双螺旋结构模型的大小,设计方案,制作方案,确定使用的各种材料;

(2)按照设计的方案进行具体分工,逐步完成DNA分子双螺旋结构模型的制作;

(3)对所制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检验,并进行必要的修补;

(4)回顾制作过程,复述DNA分子的结构,重点是双螺旋结构的构成方式;

(5)展示各组成果,开展交流活动,取长补短,并小结。

在DNA分子模型的制作过程中,每一位同学都有自己的工作,每一位同学都会在主动的参与中获得自己的体验,学会分析,学会研究,学会合作与分享共同的成果。最终使学生形成提出问题→作出假设→设计实验方案→探究过程→得出结果→分析评价实验设计的方法。

3.2 利用实验习题进行实验设计

实验设计题都是以课本中的知识点为依据的,这样既能考查学生的基本知识,又能使学生在设计实验时不至于无从下手。例如有一道习题:“被子植物花粉管的萌发与环境条件有很大关系”。为了探索微量元素硼对花粉的萌发有无影响,笔者向学生提供了如下的实验材料和用品:新鲜葱、兰花、葡萄糖溶液、琼脂、硼酸溶液、稀盐酸、蒸馏水、滴管、镊子、载玻片、显微镜等,让学生自行选择,自主探索,设计实验方案并写出实验步骤,让学生在实验过程中获得学习的乐趣。

4 体会与反思

探究式实验设计模式是素质教育的具体化和深化,它有利于充分调动学生学习的积极性,把学习的主动权交给学生,使学生成为教学过程中的积极参与者,真正体现教为主导,学为主体的理念。在具体实施过程中,应注意以下几点。

(1)在实验过程中,让学生勤于“动脑想”,不要局限于课本的实验探究,鼓励学生在日常生活或学习中勤动脑,发现问题并解决问题。

(2)鼓励学生大胆“动手做”,让学生在操作过程中理解知识。

(3)注重学生“动口说”,在探究过程中给学生

提供讨论、交流、各抒己见的机会,充分体现以学生为主体的教学模式。

实验探究论文范文第2篇

摘要:本文主要内容是在高考改革的背景下对物理实验教学做出的一些思考与实践,对怎么样才能更好的落实核心素养的教学做了一次探索,在物理教学中突显物理实验的教学的重要性是非常有必要的,而做好物理实验的探究和模型构建也是贴合从物理教学到物理教育转化的理念及自然学科学习的规律。

关键词:  物理实验    建模    实验探究

怎样上好物理实验课?是我们每一位物理教师都应用心钻研和努力的方向。下面就这一轮物理教学在物理实验教学上的一些做法做一些总结:

1.注重物理实验需要探究的内容

物理实验的探究性一直是我们重视的,但怎么样落实好物理实验的探究还是很值得推敲的。并不是所有的物理实验都能放手让学生自己去探究,还是需要老师的进一步引导。因此,如何根据学生的自身特点和认知规律去引导学生探究就变得格外重要。

以《研究匀变速直线运动》这个实验为例,在做这个实验之前学生已经学习了相应的运动学公式,对打点计时器也有一定的认识,但要学生自行去设计实验还是不现实的。因此适当的介绍实验的设计与过程就变得很重要,因此实验的所用仪器、实验方法都可以由老师交待给学生。而这个实验我们探究的重心就应该要在学生了解这个实验的基础上再提出问题,可以让学生探究实验过程为什么不用平衡小车的摩擦力,数据的处理为什么要用逐差法而不能依次相邻相等时间内位移相减等。在学生有一定知识认知和储备之后再让学生探究才不会无处着力变成无源之水。那么怎么样让学生自主探究更深入呢?那就要注重物理实验探究的扩容了。

2.注重物理实验探究的扩容

实验的探究并不是让我们牢记某一个实验的实验器材和步骤,最重要的是实验的原理和相应知识点的运用,也就是对学生的理解能力和实验能力的要求。我们可以发现现在高考的题型再没有一道实验题是照搬教材的实验,也是高考向考查学生各方面能力转变的最直接的证明。所以在实验教学中对实验探究的扩容是非常关键的,不仅是对高考的备考策略更是对学生理解能力和实验能力的培养。

其实对实验的扩容才是培养学生探究能力最好的方法,还以《研究匀变速直线运动》实验为例,在学生学习完这个实验的实验过程、原理、数据处理后,并不是这个实验探究的结束,而是深入探究的开始。探究的方向可以有例举两个方向:一方面已经让学生了解该实验的本质,用逐差法可以更精确的求得匀变速直线运动的加速度,那根据我们学过的运动学公式结合实验的纸带还有没有方法可以求出加速度的大小;另一方面也可以介绍光电门的工作原理,让学生设计用光电门来研究匀变速直线运动的实验。从我的实际操作情況来看在掌握了《研究匀变速直线运动》这个实验的基础上还是有相当一部分同学能做好这一部分的探究,有用对纸带上计数点对应的瞬时速度的求解直接用加速度的定义式来研究,也有能用有用的推论求解。而纸带处理明白了用光电门其实是学生知识点迁移能力的培养,对学生来说也能较好的完成。再如《验证动量守恒定律》这个实验我们也能扩容探究,我们的教材上被碰小球是直接放在斜槽的边缘,省略了测小球直径的过程。如果我们在实验后再加上一个立柱让学生再去探究实验的过程也能起到很好的效果。

3.注重实验探究的模型构建

建模一直是物理教学中最直观形象的一种教学手段,而历年的高考中每道题几乎都配有模型,而学生的建模能力其实就是对物理学科所要求的理解能力、推理能力、分析综合能力的具体表现,因此建模也是实验探究的重要组成部分。

在教学过程中经常有这样的学生物理题做不出来不是公式记不住,也不是问的知识点没有掌握,而是看不懂题目说的情景是什么。也就是说学生对物理情景的认识不够透彻,审题不清自然也就没办法解决问题。而让学生一开始就重视建模也就是让学生自己去构建一个个的物理情景,尤其是在实验探究的过程中本来就有实物的探究情景再让学生构建模型,可以大大的减底学生建模的难度,由点及面的推广也能更好的让学生掌握建模的方法。当学生能够自主建模的时候也就是学生具有自我学生能力的时候,能更好的实现从物理教学到物理教育的转变。物理核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力、必备品格和价值观念。

在我们这一轮的教学过程中突显实验重要性的教学方法也取得一定的效果,在高一时试验的一个普通班在各种测试中的平均分能与次快班持平,优生也较突出。高二测试年级物理前10有7位同学来自试行突显实验建模式探究式教学的班级(均为次快),高二下学期的期末市统考中物理成绩体现出极大的优势,优生(90分以上)均处于试行突显实验建模探究物理教学的班级,有一个来自普通班,80分以上的也占据绝对的优势。可见重视物理实验的探究性教学及建模的推广还是有着非常积极的意义,也取得了不错的成效。

由高考的改革来看物理实验在物理考试中所占的比重也越来越大,原来全国卷总分110分实验占15分,从目前新改革来看物理总分100分物理实验的占比不少于15分。其实是突显了实验的重要性,因此无论是从物理在高考考试中的占比还是对物理本身教学的重要性都是值得我们花大力气去探索的。重视实验在教学中的地位和以科学的实验教学方法带动物理整体的学习是值得我们去钻研的问题。

参考文献:

[1]张军朋.新课改下的物理教学如何教.华南师范大学物理与电信工程学院.2019年11月9日

[2]吴  俊.回归高考真题,强化关键能力—2020年高考物理备考建议.广州大学附属中学

[3]陈信余.把握高考方向  讲究备考策略—谈物理教师研究高考的思路与方向.广州市教育研究院

(广东省肇庆市第六中学 广东省 肇庆市 526000)

实验探究论文范文第3篇

随着新课程改革的不断深入,实施实验探究教学已经是新一轮基础教育课程改革的突破口,也是培养创新型人才的重要方式。实验探究教学是科学探究的一种重要表现形式,它能充分地体现学生在教学中的积极性、主动性和创造性,也是初中物理教学中培养学生创新精神和实践能力的重要手段和基本途径。笔者根据多年的教学实践经验,从以下几个方面来进行阐述。

一、物理实验探究教学过程中应处理好的几个关系

1.处理好实验探究教学与传授式教学的关系

实验探究教学作为一种教学方式,与传统的传授式教学相比,的确有许多优点,它能提高学生学习的兴趣,培养学生的动手和动脑能力。但实验探究教学也有其不足之处,探究教学很费时间,按教学大纲要求往往一节课能够完成的教学内容若进行实验探究教学至少得两节课,多者可能是三四节课,很难完成教学任务,且学校的教学设施不能满足教学需要,在这种情况下如果完全实施实验探究教学,则学习效率是不会高的、也不能适应现行的应试需要等。因此,实验探究教学与传授式教学并不是两种绝对对立的教学。从传授式教学到完全独立的实验探究教学,其间还存在着传授中有探究、探究中有传授的混合教学。从教育实际来看,学生探究能力的形成与发展也有一个渐进过程,只有掌握一定的基础知识和技能才能实施实驗探究教学。那么,如何处理好实验探究教学与传授式教学的关系呢?本人的做法是:根据教学要求、学生实际、教材内容、实验器材,尽可能多地开展实验探究教学。例如,介绍仪器的构造时,必须采用传授式教学,实验器材的使用必须讲透,选择仪器后,很多学生不知怎样使用,而出现故障后,问题出在哪里,一窍不通。学生不知灯座和灯丝的结构,所以安装灯泡时,总是抓着玻璃泡用力旋,结果最后变成灯泡不能使用了。在进行弹簧测力计调零时使劲掰指针,这样除了把指针弄坏,什么效果都没有。而在实验仪器的选择中,采用的是探究式教学。很多学生实验做完了,却不知道为什么要使用这些器材,仪器是怎样选择的。如平面镜成像的实验中为什么使用玻璃板而不是平面镜,且玻璃板要有颜色,而不能是完全透明的。在做电流做功与哪些因素有关的实验中,为什么用电热丝,为什么用煤油,而不用水和酒精呢?等等。

2.处理好实验探究教学中过程与结果的关系

事实上,实验探究教学是既重过程又重结果的。这是因为:(1)所有的科学探究离不开科学概念、科学原理

作为指导。任何一种探究都离不开人们先前获得的概念和原理,从实验探究教学的各环节来看,每一个步骤都离不开学生先前已有的知识。学生之所以会提出问题,就是因为碰到了用自己先前的知识无法解释或与自己的已有概念或原理相矛盾的情境。如果一个学生没有一定的知识准备,要他进行实验探究,发现和提出问题,那是不可能的。再从假设步骤看,学生提出的每一个假设都是基于他头脑中的已有的概念和理论,离开学生的已有知识去任意猜测,无异于建空中楼阁,只能导致实验探究失败,最后无法进行探究。由此可见,实验探究需要有一定的基础,以某种理论作为指导,在研究结论的基础上,才能加深对科学本质的理解。因此,实验探究不能轻视结果。(2)科学方法寓于科学知识中,是知识的核心和脉络,两者密不可分。科学方法必须从学习科学知识的过程获得,离开科学知识,谈论科学方法,无异于是天方夜谭。科学方法反过来又可以指导人们如何获得科学知识。科学方法与科学知识之间的关系就是学习方法和学习内容之间的关系。在实际实验探究教学过程中,必须要坚持过程与结果并重,既要让学生在探究中掌握和理解科学概念、原理,又要让学生体验知识的形成过程,培养科学素养,形成正确的情感态度和价值观,那种重过程轻结果或重结果轻过程的做法都是片面的。同时要注意实验操作对实验效果的影响,实验操作的步骤将直接影响着实验效果,从而对实验结论造成很大的影响。例如,平面镜成像的实验中,背景要比较暗,这样所成的像就比较清晰。玻璃板要与水平桌面垂直,这样才能使镜子后面的蜡烛与像完全重合。天平要放在水平台上,这样才有“物体的质量等于砝码的示数加游码的示数”。研究杠杠平衡条件的实验中要求杠杆在水平方向平衡,这样才能直接从杠上读出力臂。凸透镜成像的实验中要求蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一直线上,并且焰心、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中心,便于观察像的特点,从而得出正确的实验结论。

3.处理好实验探究教学内容与教学时间的关系

在实践中我们发现实验探究教学太费时间,严重影响教学任务的完成,甚至有人认为是一种十分不经济的教学方式。对于这个问题,首先,我们必须承认实验探究教学的确要花费大量的时间,没有足够的时间是无法真正开展有意义的实验探究的。但是花这个时间是值得的。对于一个课题的实验探究从情景探究到实践探究少则需要两节课,多则需要两周。这就需要学校在初二、初三安排课程表时有针对性地对物理课堂作适当的调整,并进行重新规划,提倡开展连堂课,这对学生进行实验探究教学将会是有力的支持。其次,要全面看待这一问题,如果单纯从知识的传授来说,实验探究教学是要比传授式教学花费的时间多得多。但是如果从知识技能、过程方法、情感态度与价值观的全面培养来看,实验探究教学则是一种比较经济的教学方式。再次,如果单纯从一节课来比,实验探究教学的时间效益是比较低的,

但是如果从一个单元或一个内容专题的教学来比,许多教学实践表明,设计合理的以探究为核心的采用多样化教学方式的实验探究教学其时间效益则不比传统教学的差。另外,研究表明,实验探究教学所花时间将随着教师对实验探究教学的开展以及学生对其认识和了解的程度、学生探究知识和能力的进一步提高而呈现缩短的趋势,如果能够坚持实施,则时间效益将会进一步提高,那时同仁们将不再为完不成教学任务而发愁了。

二、实施物理实验探究教学时应注意的几个问题

1.探究的目标要明确

初中生所进行的物理探究多半是在课堂内完成的。为了便于比较、检查,探究时所用的器材、方法常常是相同的、有选择的,而教学计划中的课时是有限的,这就决定了初中物理探究实验的目标应相对集中。在教学中,教师要适时恰当地控制学生发散了的思维,充分利用各种方式突出探究的主题和目标。否则面对众多的器材学生漫无目标地进行探究,其结果只能是白白浪费宝贵的课堂教学时间。

为了提高探究实验教学的效率,在有限的时间内完成教学任务,有时还需要围绕总的探究目标将探究分成若干个适当的层次分布进行。对分布进行的各阶段目标也应明确,必要时还要控制条件。“研究杠杆平衡条件”的探究式实验如不采取措施,要在一节课内完成是很困难的。可将此实验分两步进行探究。第一步,探究支点在中间的杠杆平衡条件。第二步,探究动力、阻力在支点同侧的杠杆平衡条件。在每步探究中通过有目的地给出一些数据来控制条件,引导学生进行有向探究,使学生初步体会到分别改变动力、动力臂、阻力、阻力臂都可以使杠杆达到平衡。

2.从实际出发考虑探究实验教学的容量

初中物理实验探究教学受课时、教学进度的限制,只能在一定的时间内完成。这就要求教师根据具体情况,如实验设备情况、学生基础情况等因地制宜地确定探究的容量。

3.根据初中生的心理特点设计实验方案

探究实验教学应包括让学生尝试实验后得不到明确结论的情况,让学生知道寻找规律并不是每次探究都能成功的。考虑到初中学生心理上的不稳定性,几次探究不成就会丧失信心、兴趣;也会影响授课计划的完成。因此目前我们研究的探究实验教学总是让学生能通过实验得出明确的结论。这虽然有其片面性,但却是符合学生实际、教学实际的。为了让学生能通过实验得出明确的结论,教师就必须选择那些便于操作、便于观察,而且误差不大的实验方案,对于一些探究定量关系的实验,则更应对其实验误差做到心中有数。

(责任编辑 黄春香)

实验探究论文范文第4篇

现行的人教版化学教材中乙酸乙酯的制备实验使用的催化剂为浓硫酸,存在着一定的弊端。例如浓硫酸具有极强的腐蚀性,对学生来说存在着一定的危险性,易使有机物发生碳化而影响实验现象观察,并且对环境造成很大的污染。因此,寻找一种安全、绿色化的催化剂是极其必要的。杂多酸可替代浓硫酸,是一种合适的催化剂。通过实验对硫酸为催化剂制备乙酸乙酯存在的问题进行了探究,评价了杂多酸催化剂用于中学教材中乙酸乙酯的制备的优越性。

一、实验原理

CH3COOH+CH3CH2OH酸110-120℃

CH3COOC2H5+H2O

二、实验方法

为了探讨反应时间、催化剂种类及用量对乙酸乙酯产率的影响,统一采用以下方法进行对比实验:在50 mL的三颈烧瓶中加入12 mL无水乙醇和7 mL冰醋酸(醇酸摩尔比为1.68∶1),再加入一定量的催化剂,混合均匀后加入沸石,用电热套加热回流一定时间后,取样、水洗,用气相色谱法测定上层有机相中乙酸乙酯的含量。

三、结果与讨论

1.浓硫酸为催化剂合成乙酸乙酯问题探究

按照人教版教材实验方法中的乙醇(3mL)冰醋酸(2mL)改变催化剂浓硫酸用量进行酯化反应实验。催化剂用量及乙酸乙酯产量和实验现象列于表1中。

从表1可以看出,按教材实验方案中的浓硫酸(2 mL,41.185%摩尔数)用量进行反应时,测得乙酸乙酯的产率为78.5%,但由于投加的催化剂用量过多,在加热条件下,有机物迅速被炭化,不但影响反应现象的观察,同时存在安全隐患;如果将浓硫酸的用量减少为1 mL(20.53%摩尔数)时,测得乙酸乙酯的含量为84.6%,而且炭化现象明显减轻。

2.杂多酸为催化剂合成乙酸乙酯

杂多酸作催化剂具有用量少、反应时间短且污染和腐蚀轻微及对学生无危险等优点,是学生实验更为理想的催化剂。此外杂多酸是一种高效催化剂,还具有绿色环保可重复使用的特点。

(1)回流时间对乙酸乙酯产率的影响

固定醇酸摩尔比为1.68∶1,杂多酸用量为2%,考察时间对该酯化反应的影响,其实验结果见表2。

(2)催化剂用量对乙酸乙酯产率的影响

固定醇酸摩尔比为1.68∶1,回流时间为1.5 h,改变杂多酸的用量,考察催化剂对反应的影响,其实验结果见表3。

实验探究论文范文第5篇

摘要:《义务教育化学课程标准(2011年版)》在前言中,全面地论述了义务教育课程的总目标,且把科学探究置于课程的总目标中。本人认为,化学实验因其独特的魅力,可以有效培养和提升九年级学生的科学探究能力。其中,化学实验的引导、改进、设计、运用是培养和提升九年级学生科学探究能力的有效手段。

关键词:科学探究  九年级学生  化学实验  实验能力

《义务教育化学课程标准(2011年版)》在前言中指出:“义务教育阶段的化学教育,要激发学生学习化学的好奇心,引导学生认识物质世界的变化规律,形成化学的基本观念;引导学生体验科学探究的过程,启迪学生的科学思维,培养学生的实践能力。引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系,理解科学的本质,提高学生的科学素养。”本文结合作者改进人教版九年级化学教材中的实验事例,在理论和实践等方面作一些探讨,目的是改进教学内容,提高学生实验探究能力。

一、通过化学实验的引导,培养学生自主实验的能力

自主性是科学探究的一个基本特征。学生能熟练地进行科学探究,有着浓厚的探究兴趣,可以显著增强他们进行实验的自主性。在化学学习中,魅力最大的就是化学实验。但是多数学生只是对实验过程中的丰富多彩的现象感兴趣,而对科学探究过程则不一定感兴趣,所以在实验过程中必须让学生亲自参与其中。

例如,在人教版九年级化学教材“对蜡烛及其燃烧的探究”实验中,我带领学生将这个实验分三个阶段:点燃前—点燃时—点燃后。其中在探究蜡烛燃烧产物时,我们设计了如下表格:

通过讨论与交流,学生们最终得出结论:蜡烛燃烧时生成了CO2和H2O。

做完这个实验,我又拿出酒精灯并点燃,让学生根据蜡烛燃烧的探究步骤,归纳出酒精燃烧的产物。学生们还针对以上探究过程,进行对比分析,发现了一些新的问题(如,为什么蜡烛燃烧过程中可以看到黑烟,而酒精燃烧时则看不到黑烟呢?)接着他们又提出了假设,并寻找资料进行验证。由此可见,学生们在实验中表现了较强的自主性,并能较熟练地操作新的实验探究。

二、设计改进验证性实验,培养学生的创新精神

化学知识就存在于在我们日常生活和学习之中,当学生认同这一观点时,就会极大地激发并持久保持着化学探究的兴趣,使得科学探究空间无限的延伸。

例如:在人教版九年級化学教材中,学完酸碱指示剂后,我布置了一个探究任务,探究生活中的哪些物质可以做指示剂,大部分学生选择了紫卷心菜作为探究目标。下面是学生设计的实验及实验内容。

【提出问题】紫卷心菜汁液能做酸碱指示剂吗?

【猜想与假设】紫卷心菜汁能做酸碱指示剂

【查阅资料】紫卷心菜汁在不同pH值的溶液中显示的颜色。

【设计实验进行验证】

【得出结论】紫卷心菜汁在不同的酸碱性溶液中可以显示不同的颜色,但不适合做酸碱指示剂。

【反思与评价】学生发言的积极性十分高涨,很快提出了用浓度10%、20%、30%的Na2CO3溶液进行实验,且将两种变为红色和变为绿色的溶液倒在一起,有的变为紫色,有的变为蓝色,学生的思路不断得到拓展,学生的创新热情越来越高。

【表达与交流】生活中其他有色物质,如:胡萝卜汁、紫薯汁、苋菜汁等能否用作指示剂呢?

将九年级化学教科书上的一些验证性实验改为探究性实验,既体现了教师教学行为的多样性,也充分调动了学生学习化学的热情,培养了他们的创新精神。

三、进行验证性实验教学,培养学生的多向思维能力

多向思维是一种立体思维,它告诉我们思考问题可以从多方向、多角度、多层次进行,从而形成解决问题的思路、方法。在思考问题时,善于利用多向思维,可以突破“点—线—面”的限制,从而使思路更加畅通;促进学生善于随机应变,打破常规和定式。

例如,人教版九年级化学教材中,用实验验证酸和碱之间的中和反应,学生设计了许多的实验方案,如下:

方案一 向NaOH溶液中先滴入石蕊溶液,再加入稀盐酸

方案二 向NaOH溶液中先滴入酚酞溶液,再加入稀盐酸

方案三 取NaOH溶液于烧杯中,测其温度为T1,再加入稀盐酸,测其温度为T2

方案四 向稀盐酸中先加入足量的NaOH溶液,再加入铁钉

方案五 向稀盐酸中先入足量的NaOH溶液,再加入Na2CO3固体

方案六 向NaOH溶液中先加少量Na2CO3固体,再滴加稀盐酸

方案七 向NaOH溶液中先入足量的稀盐酸,再滴入酚酞溶液

学生们设计的实验方案数量超过了我的课前设计数量。特别是方案六,我带领学生们做实验,发现此实验方案很难出现预期的现象,若改成定量实验则能达到目的,但又会因此加大难度。我引导同学们对上述几个实验方案进行讨论,结合科学探究实验设计的基本要求,通过对七种实验方案的综合比较、判断,确定了最佳实验验证方案(从操作的简易程度,现象是否明显等诸多方面考虑,方案二为最佳)。

四、实施科学探究实验教学的反思

(一)注意科学探究实验的条件

探究性实验要考虑四个条件:(1)学生对科学探究实验有一定的知识、方法储备;(2)科学探究实验内容不应超过化学课程标准,可以“起点高,落点低”;(3)教师要充分利用课余时间带领学生准备、进行实验。(4)科学探究实验结束后要及时总结反思,并要求学生将实验过程转化为小论文等形式的文字稿。

(二)增加学生动手实验的次数

随着动手实验次数的增加,学生们能很快熟悉科学探究的过程和方式。这样,在探究实验过程中,学生们就能更好地发挥主观能动性,从而更高效地达到实验目的。

(三)鼓励学生寻找实验代用品

我们身边的衣食住行蕴含着丰富的化学知识,教师可增加学生动手实验的机会和次数,发动学生多利用身边的一些日常生活中的物品,来进行课本上的科学探究实验和一些家庭小实验。

总之,学生科学探究能力的培养不是一朝一夕能完成的,必须通过教师长期的课堂教学的渗透和学生亲手实验的全面锻炼,理论结合实践,才能得到满意的结果。

参考文献:

[1]陈进前.改进化学实验教学,培养科学探究能力[J].教学研究,2004(10):1314.

[2]赵坚志.化学实验方案的设计与创新思维能力培养[J].教学研究,2012(6):4344.

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