实验能力范文

时间:2023-04-09 16:47:22

导语:如何才能写好一篇实验能力,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

实验能力

篇1

关键词: 初中物理教学 演示实验 潜力 能力培养

物理学是以实验为基础的一门科学。这门学科的特点决定了演示实验是完成物理教学的必要环节,即使在各种教学手段不断完善的今天,传统的演示实验也具有不可取代的作用。在教学改革的今天,正因为演示实验具有以下特点,所以为素质教育的实施提供了得天独厚的条件:演示实验结构简单、原理一目了然,运用起来灵活、方便,看起来直观,有亲切感、真实感。它增加了理论讲授的说服力,使抽象的问题直观化,复杂的问题简单化。首先,演示实验能引起学生的极大兴趣,激发学生的求知欲。兴趣是最好的老师,是学好物理知识的潜在动力。有了兴趣,学生学习会变被动为主动,会勇于思考、善于思考,产生探索未来世界的好奇心。其次,演示实验有利于培养学生的能力。在素质教育的今天,能力的培养尤为重要。通过对演示实验现象的观察,学生在头脑中形成感性认识,再通过对现象的分析及严格的逻辑推理等上升为理性认识,在获取知识的同时,锻炼学生的各种能力。

因此,我们应适应新时期的需要,把学生培养成为具有自己获取知识能力和创新能力的人才。精心设计每一个演示实验,在把实验融进物理教学的过程中的同时,在培养学生能力上多下工夫,为其走出校门,适应社会奠定坚实的基础。所以我们要根据不同的教学内容用不同的方法演示实验,设计出不同的实验方案,从不同的角度,调动学生的积极性,寓能力培养于其中。

1.在学生亲自参与演示实验的过程中,培养其能力

如:在讲完刚体绕定轴转动的转动定理时,在已知M=J的基础上,让学生自己动手演示实验,让学生在自己设计实验的过程中,在对公式的讨论中,能力得到提高。首先给出实验器材:一个可以绕竖直轴转动的茹柯夫斯基凳、一对哑铃,然后找两名学生设计演示下面两种情况:

(a)M=J≠0,当J一定时,看M与的关系;

(b)M=J=0,看J与ω的关系。

要求一位同学坐在凳上表演,另一位同学在配合表演的过程中加以解释,即在(a)种情况下,只有不断施加轴向外力矩M,才能观察到M与的关系,而其中J一定是意味着对转动轴的转动惯量不变,也就是人的质量及其各点到轴的距离不变,即人坐着不动。在(b)种情况下,是轴向外力矩等于零。此时Jω=Jω必须在转动起来以后,取消施加的外力,然后改变各质量相对轴的距离,即改变手臂的位置。坐在凳上的学生手握哑铃,手臂一屈一伸,角速度明显随之变化。学生演示到此,兴趣大增,课后兴致也不减。这样学生带着问题有目的地去设计、分析、演示,身临其境地做,分析问题、解决问题的能力提高了,同时这样远比做书本上同样一道题效果好,也促使学生勤于思考、大胆地探索,为他们发挥想象力提供了条件。

2.同一个实验我们可以采取不同的方法,从不同的角度激发学生去思考、探索,以此锻炼学生的能力。

如:宽度可变的单缝衍射实验。

(1)可以用演示实验引入新课,提出问题。“好的开端等于成功的一半”,良好的开端,能调动学生的学习积极性,一个个悬念,能使学生处于积极主动的思考中。首先将一束激光照射在调得很宽的缝上,屏幕上看到的是一条亮线,这是中学已掌握的光沿直线传播的规律。当缝宽逐渐变窄,亮线渐渐模糊,进而变成一组明暗相间的条纹时,由于与中学学过的知识截然不同,学生就会提出疑问,课堂的气氛也就活跃了。

(2)可以在单缝衍射讲解之后,观察单缝演示实验。此时已得出暗条纹中心的衍射角满足asinθ=±Rλ(R=1,2,3…),对给定波长的光,当单缝宽度a渐渐变窄时,各级衍射条纹相对应的θ角渐渐变大,即衍射效果越明显;反之,当单缝宽度a渐渐变宽时,各级衍射条纹相对应的θ角渐渐变小,衍射条纹将向中央明条纹靠拢,逐渐分辨不清。当宽度a继续增加时,就符合光的直线传播规律了。通过理论与实际结合,学生认识更加深入,思维也更活跃。

(3)可以下课后让学生自己动手做此实验。这样便于学生自己去分析,去理解,从而真正认识到单缝衍射的特点:衍射屏对入射光限制得越厉害,衍射花样扩展得越厉害。否则往往学生对此理解得很浅,但当学生自己亲自调出衍射花样、自己改变缝宽,观看花样随缝宽变化时,就能够完全掌握了单缝衍射的特点。同时也培养了学生严谨的科学态度。

以上几种方法可以单独使用,也可以结合起来使用,使之恰到好处。

3.精心设计演示实验,人为设置一些障碍,以增加问题的复杂性,从而提高学生的观察能力、分析能力,以及解决问题的能力。

如:用傅科摆演示涡流现象时,先不给产生磁场的线圈通电,此时没有磁场,让一整块摆及一齿状摆同时、同幅摆动,观察、分析在磁场中应出现什么现象。没有出现此现象的原因何在。

4.多创造条件做演示实验,使之善于观察,勤于思考。

如:利用身边薄厚不同的玻璃,相同厚度的两两绑在一起,观察等厚干涉现象,哪些可以看到干涉现象,哪些看不到干涉现象,看不到的又是为什么。又如:配制等厚干涉的液体时,浓度适当才能出现等厚干涉现象,所以,不妨将没有出现等厚干涉现象的液体一同拿给学生看,进行分析比较。身边有许多类似陀螺的玩具(如有的塑料冰棍杆),拿到课堂让学生在动手演示的同时,分析陀螺绕自己对称轴高速旋转时而不倾倒的原因。引导学生用掌握的知识去分析身边随处可见的物理现象。从寻常中找出不寻常,不断去发现问题、解决问题。

5.将物理学的新技术引入课堂,在运用新知识所演示的实验中,培养学生的能力。

对新知识学生有新鲜感,兴致更浓。从而,对物理知识的学习更主动,对深层知识的探索更自觉。如:超导磁悬浮实验,内容新颖,在演示的过程中学生的问题一个接一个提出来。如悬浮物是什么材料制成?为什么能浮起来?液氮的温度是多少?磁悬浮列车靠什么驱动?对这样学生感兴趣的内容,教师讲解不必过细,让学生广泛开展讨论,指导学生查阅参考书,给学生留有思考、探索的空间,从而锻炼学生自己查找资料解决问题的能力。

许多演示实验相当简单,花费时间也不多,但对物理理论课的教学和培养学生的素质所起的作用是积极的,是其他手段取代不了的。因此,我们既要充分利用现有的演示实验,又要充实一些时代气息浓厚的演示实验,提高学生的学习兴趣,使枯燥的物理课堂更充实、更有生机,使学生在对万千变化的物理演示实验的观察与思考中,大胆想象,勇于创新,素质得到培养,能力得到提高。

篇2

一、重视基础——创新之源

创新之根源在于基础,而扎实的基础不仅来源于牢固的知识基础,更来源于知识所体现的基本研究方法和思考方法,这些都为我们创造性地进行实验设计提供了坚实的理论基础。抓好课本上基本的学生实验和演示实验的教学,是培养学生实验设计能力的重要基础。

例:有两杯不同的液体,现提供以下器材:(1)托盘天平;(2)弹簧测力计;(3)两个质量和形状完全相同的烧杯;(4)拴着细线的物块(密度大于这两种液体);(5)刻度尺。请你用两种方法比较它们密度的大小,要求写出:所选用器材的序号,并简要说明比较的方法。

分析:本题涉及实验原理的确定、实验器材的选择、实验方法的设计与表达,注重学生的综合实验能力,有一定的开放性。本题可以从密度、浮力等知识入手进行解答。

用相同体积比质量的方法,来判断密度大小。相同体积的判断上,可用刻度尺测量,质量的比较用天平,此方法实质是探究密度概念的实验的迁移。

用浮力的知识比视重的方法,分别测出物体浸没在两种不同液体中时弹簧测力计的示数,因为液体密度越大,物体受到的浮力也越大,视重就越小,所以视重小的液体密度大。此种方法实质上是浮力中称重法的一个具体应用。

因此,我们必须重视基本实验的教学,教学中要特别引导学生认真领会各类实验的设计思想和认真掌握基本实验技能的运用,同时还要注意实验方法的拓展,培养实验中的发散性思维,达到举一反三,触类旁通的目的。

二、重视实验问题设计,有的放矢——创新之法

新教材在演示实验和学生实验中提出的让学生独立思考的问题更多,这些问题大多要亲自设计和动手实验才能解答。由于设计性实验具有相当的难度,学生在完成中由于认知水平的限制通常会卡壳。因此,教师不能把“充分发挥学生主观能动性”理解为“完全放纵”,而应充分理解学生有限的认知水平和知识迁移能力,有的放矢地给予必要的启发和点化。同时,要鼓励学生大胆实践,允许学生在实验中走弯路,犯错误,但老师要及时予以指出和纠正,只有这样,学生的实验设计能力才能稳步提高。

有的放矢作为一种创新思考方法是指思考一个较复杂的问题时,在掌握了一定的有关情况之后,首先应当弄清,需要紧紧盯住和瞄准的目标是什么?在设计实验中,这个目标就是实验目的。它可以引发我们的定向思维,在实验目的的引领下,根据题目的要求和给出的条件,运用储备知识和科学思维方法,分析相关物理情景,精心构思实验原理,确定需要测量的物理量,安排实验方案和实验操作程序,最后进行实验数据记录和处理实验数据。

例:探究不同物质的吸热能力是否相同的实验设计时,如果教师不给以恰当的引导,学生很难自主完成实验设计。实际教学中可设置以下几个问题逐层分析,化解难点。

(1)物质的吸热能力强弱通过哪些物理量的变化反映出来?

(2)物质吸热多少与哪些因素有关?

(3)物质的吸热能力与温度的变化及其质量的大小等因素都有关,因此要研究物质的吸热能力与物质的种类是否有关时,要采用什么方法?怎样实现这些方法?

通过以上问题的分析,使学生认识到比较物质的吸热能力强弱,实质上只需要用相同规格的加热器材,加热相同质量的不同物质,升高相同的温度,比较加热时间的长短即可比较吸热能力的强弱,根据这些条件学生即可自行选择实验器材,设计实验表格需要记录哪些数据,在此基础上设计并完成实验。

三、重视课外小实验、小制作和小发明活动

开展课外小实验、小制作、小发明活动,是培养和提高学生实验设计能力的延续和补充。要想真正提高设计性实验的教学效果,仅在课堂内是不够的,还必须辅之以生动活泼的课外小实验、小制作和小发明活动,才能达到最佳效果。如在学了“光的色散”一节知识后,可以增设“室内彩虹的形成”这一课外小实验。学了磁场后,可增设“指南针制作”这一课外小制作等。因为在这些活动中,学生的手脚充分解放,思维充分活跃,更有利于充分发挥学生的潜能,激发灵感,实验技能不知不觉中得到充分地开发和提高。

虽然教科书中课外小实验和小制作,丰富了学生的课外实验活动,但仅有书上的这些还不够,教师在教学中还应当适时的补充一些。如主要利用矿泉水瓶借助其他辅助材料,可自行设计完成哪些实验,说明了哪些物理原理。学生通过查阅资料,动脑思考,设计出几十种实验方案,涉及到力、热、光等的许多知识点。通过类似的训练,培养学生动手、动脑、勤于思考的好习惯,并且在实验中,还培养了学生观察、分析、整理、概括等能力。

四、重视科学调查

加强实验设计能力教学,是素质教育的一个方面。设计一些只知实验目的不知实验结论的设计性实验,让学生独立设计实验方案,独立实验和独立撰写实验报告并独立得出实验结论,将使学生克服对老师过分依赖的习惯,以及提高学生对物理规律的理解和运用能力,能提高学生独立创造能力和实际动手操作能力。不仅有利于物理思想和物理方法的形成,同时会养成科学而严谨的思维习惯,激发探索自然规律的热情。这可以通过分阶段、有组织、有计划、有目的地学生科学调查来得以实现。如在学习光的反射时,课后可布置学生对城市建设中的光污染现象进行调查,调查玻璃幕墙给居民的生活带来哪些不便或危害?如何预防光污染?提出哪些合理化建议?

科学调查活动要求做到以下几点:

(1)成立若干课外活动兴趣小组,小组中的每一个成员都有明确的分工。

(2)教师要经常性地指导和培养学生如何完成自己的任务。

(3)将教材中设置的和教师自己补充的小实验和小制作内容,按教材知识的编排特点分阶段以各小组为单位有计划地组织实施,要求学生在课外独立设计、独立操作、独立完成实验报告或产品更新换代制作。

篇3

关键词:化学课堂演示实验 知识传授型演示实验 知识验证型演示实验 探究型演示实验

正文:化学是一门实验学科,其教学离不开课堂演示实验,而化学课堂演示实验具有较强的直观性与示范性,且操作简便、现象明显。通过实验演示,学生不仅可较轻松地接受新知识,还可掌握仪器及试剂的使用方法和正确操作过程,以便提高学生实验能力。化学实验能力是高考重点、热点,而演示实验是提高学生实验能力最重要的直观手段之一。根据中学化学教材,从演示实验的目的看,可以把演示实验分成传授新知识的演示实验、验证或巩固所学知识的演示实验及探究性演示实验三种类型。

一、知识传授型演示实验

这是以让学生获取新知识为目的而进行的演示实验,通常是边讲边演示。从逻辑上看,是一个由特殊到一般的学习过程。教师在演示时,先讲述实验原理、条件及注意事项;当学生观察到实验现象后,教师再通过启发引导学生对所观察到的现象进行分析、解释,为学生顺利地得出正确的结论奠定基础。

例如,在讲"铵离子的检验"时,采取的方法是先演示"氯化铵和硫酸铵分别与氢氧化钠溶液作用"的实验,然后总结得出检验铵离子的一般方法。为此在开始演示实验之前,要突出强调铵盐能跟碱起反应放出氨气。实验过程中,要引导学生观察湿润的红色石蕊试纸接近装有铵盐与氢氧化钠混合液的试管口时,试纸颜色的变化及闻到的气味,然后由学生根据实验现象或结果来回答,并由教师加以总结得出正确的结论。像这样通过演示实验来进行新知识的教学,就具有较强的真实感和说服力,使学生容易理解和记忆所获得的新知识。

在进行知识传授型演示实验教学时,应注意以下几点:①在演示实验时,学生并未掌握有关实验的理论知识,在没有理论的指导下,学生观察实验时往往会忽略掉最关键的内容。因此,教师要有意识地引导学生注意实验的条件、环节和实验的主要结果(亦即告诉学生观察什么、如何去观察),使学生能看懂实验,准确地观察到实验的现象和结果。这是这种演示实验的感性阶段。②在演示实验结束后,教师不要急于做出结论,应通过谈话启发学生自己去做结论,以培养学生的思维能力,促进其对知识的消化理解,并加强对所学知识的巩固。这是这种演示实验的理性阶段。③要注意把实验中所得出的特殊(或个别)的结论推广到一般(或同类的其它对象)中去,使学生类推地掌握带有规律性的知识。这是对这种实验的归纳。④应要求学生用文字或图表把实验的结论记录下来,或结合指导学生读书把教材中的有关内容做上记号或摘录下来以巩固知识。

二、知识验证型演示实验

这是以验证或巩固已学过的知识为目的而进行的演示实验,通常是在讲授完新知识以后进行的实验。从逻辑上看,是一个由一般到特殊的学习过程。教师讲课时,先通过新旧知识的联系与对比,结合使用各种直观教具讲授新知识,待学生初步掌握了这些知识后,再进行有关的演示实验以验证和巩固所学过的知识。

例如,在讲"氧气的实验室制法"时,先结合有关氧气制取与收集的挂图,讲解实验室制取氧气的化学原理与收集方法,使学生对这部分内容先具有初步的认识,然后课堂现场演示实验室制取及收集氧气的过程。使学生通过观察教师的演示,进一步加深印象,提高当堂课的巩固率。

在进行演示实验法教学时,应注意以下几点:

①在演示实验前,因学生对有关内容已有初步的印象,所以教师在演示时,要引导学生运用已初步掌握的知识来观察实验的过程及现象,同时应该强调操作过程中的关键步骤,即有目的、有针对性地观察。

②在演示实验过程中,常以设问的方式启发学生积极思考。

③演示实验结束后,教师要敦促学生用学过的知识来解释实验现象和结果。

三、探究型实验

恩格斯说:"单凭观察所得的经验,是决不能充分证明必须性的".要跳出单纯的经验的圈子,要敢于提出有科学根据的假设,并能通过设计实验加以检验。探究性演示实验正是以指导学生进行正确实验、实习等实践活动为目的而进行的演示实验。在学生上分组实验课时,为了使学生能正确而迅速地进行实验操作和观察,避免在实验方法或使用实验仪器和试剂方面出现大错误,教师一般都要先进行部分实验的演示。

例如,在完成一个实验探究课题时,教师应首先为学生能顺利地设计实验方案、正确地进行实验、准确地观察到实验现象、明确地归纳出结论而作好各方面的准备工作,如在学习钠与水的反应时,首先给出下面的问题:在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中。你看到什么现象?

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一、物理实验教学和物理实验探究能力的关系

物理学是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用。在实验中,通过对一些感性材料的接触和研究,能激发学生对事物的兴趣和理性思考。物理的探究源于生活,又用其研究的成果来指导生活。物理问题的探究经历了从发现问题,提出问题,猜想、设计实验来验证猜想的正确性,总结交流实验结论,应用结论解决问题的过程,在这探究过程中大大提高了学生解决实际问题的能力,加强了对他们思维能力的培养。通过实验、观察、探究分析问题、设计实验方案解决问题的能力,它往往与一个人的动手能力和思维能力有关,主要体现在敏锐的观察力、较强的动手能力、善于思考分析能力。

各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料,在强化学生感知的同时纠正了其在感知中形成的错觉,从而达到丰富学生头脑中感性材料储存及发展智力、培养能力的目的。物理学的学科特点决定了实验不仅是物理教学的基础,也是引发学习兴趣,使学生主动获取知识,发展能力,提高科学素质的基本途径。

二、如何发挥物理实验教学在培养学生实验探究能力中的作用

教师要发挥各种物理实验在教学中的作用,注重激发学生的学习兴趣,培养学生的实验探究能力。

演示实验的生动、直观、形象,极易引起学生的直接兴趣,增强学生学习积极性。同时演示实验要有启发性,演示实验能够提供丰富的感性材料,变抽象为形象,通过观察,思考,使学生认识客观规律,发展能力,培养兴趣。

学生分组实验,是实验能力培养的主渠道,实验操作能力就是动手能力,是素质教育的基本能力之一,是培养学生实验探究能力的重要途径,让学生通过实验发现并提出问题,引发思考,对其思维造成的冲击远比被动接受强烈得多。

在教师演示实验和学生分组实验教学中应该增加实验的创造成份,培养学生创造思维的“主动探索性”。增加演示实验的创造成份,有利于培养学生的学习兴趣。而在分组实验教学过程中,可以灵活地将一些教师做学生看的演示实验改变为学生自己动手操作的实验。防止演示实验使学生“迷信权威”。将演示实验改为学生实验,这样既可增加学生实验机会,培养学生的实验操作能力,又极大地提高学生学习的兴趣和积极性。对学生的实验时间不限制,实验室随时开放,只要学生有时间,就可以进实验室去做实验,这样就保证了学生有充分的时间做实验,能按照自己的方法设计实验,观察实验现象,起到促思激趣的效果。

课外小实验和家庭实验能让物理走进生活,提高社会和家庭在物理学习中的作用。课外小实验和家庭实验主要取材于身边的物品及家庭日常生活用品,学生用这种随手取材的方法进行实验,会感到分外亲切,也能切切实实感到学有所用。

三、教师应该如何在物理实验中发挥自身的作用,培养学生的实验能力

1.要重视学生观察能力的培养――这是探究模式的重要条件。物理的认识过程多是以实验观察为基础的,观察是认知的窗口,是思维的前提。因此,教师在进行探究实验时,应该指导学生善于观察。使学生明确观察目标和初步掌握观察方法;在实验完毕后,教师应及时纠正存在问题,要根据实验重点和容易忽视的现象进行提问,指导学生进行探究。

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一、授课老师过好实验关是培养学生实验能力的前提

首先是授课老师有过硬的业务素质。前苏联著名教育学家苏霍姆林斯基说:“只有当老师的知识视野比学校教学大纲宽广的无可比拟的时候,教师才能成为教育过程的真正能手、艺术家和诗人。化学实验对激发学生兴趣,培养学生实验能力和提高教学质量有着极其重要的作用。因此授课老师应坚持亲自准备实验,反复试做,力争演示实验干净利落,完美无缺。授课老师可在教研组内积极开展演示实验的探讨,改进方案,使得实验教学取得最佳效果。笔者曾经在做“碳粉还原氧化铜”的实验时没有做成功:红色物质不明显;澄清的石灰水没有变混浊。后反复试做并对实验做了一些改进:

1.调整碳粉的用量;

2.将细铜丝用浆糊沾在试管壁上并晾干;

3.将酒精喷灯改为酒精灯,终于使试验取得了较好的效果。

其次是思想上要给予足够重视。美籍华人李政道教授说过:“实验无论怎样强调都不会过分”。而我们的一些教师对其没有足够的认识,实验教学仅是“照本宣科、照方抓药”,做实验成了走过场,只让学生死记硬背实验原理。试想,学生还有实验兴趣和求知的欲望吗?

二、改进和优化演示实验,激发学生的参与意识

有些教师演示实验善于“唱独角戏”,教师演,学生看,实验时热热闹闹,而过后“烟消云散”。如果能挖掘实验素材,针对实验的每一个环节,教师边讲边实验,多设疑问,让学生带着问题观察、思考和回忆,有利于提高解决实际问题的能力。有的实验还可以让学生上台来做,这样既增加了学生动手的机会,又便于师生间沟通信息,发现问题,及时矫正。例如:在讲Fe(OH)2被空气氧化的实验时我先让学生做,(先不讲注意事项)结果几乎看不到白色沉淀,而是看到灰绿色沉淀迅速变成红褐色沉淀。在这儿我设置了两个问题:

问题1:实验室是如何保存易被氧化的药品的?

问题2:该实验过程中生成的Fe(OH)2易被氧化,采用什么措施可以避免?

学生想到钠、钾、白磷等容易被氧化的药品的保存是用液封的原理,因此可在盛有FeSO4的溶液中先加入与水不相溶且比水轻的有机物如苯、汽油,再将胶头滴管伸入液面下滴加氢氧化钠溶液,白色沉淀就明显了,而拿出来的胶头滴管上则有红褐色沉淀。再由一名学生来做演示实验,这样做明显优化了演示实验的过程,给学生留下很深的印象。

三、设置问题情境,增强学生实验设计的能力

对于课本的大量演示实验和学生实验,我们不能采取简单的“拿来主义”,而应通过创设问题情境,指导学生运用科学的方法进行学习。指导学生沿着“提出问题设计方案实验观察讨论总结”的基本模式来进行实验设计,有意识的创造一种探索的氛围,使学生掌握基本的实验设计的思路:

例如:在高三化学复习中我布置了一道实验讨论题:如何验证碳粉和浓硫酸反应的产物?同时设计了如下问题,引导学生思考:

1.反应产物有哪些?它们单独存在时可用哪些试剂来检验?

2.检验产物的次序是什么?为什么?

学生们经过积极讨论,最后得到一种合理的实验方案:反应产物依次通过无水硫酸铜粉末、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、澄清的石灰水。

在教学中教师要给学生充分的思考时间和空间,每个教学环节都要留有余地,能由学生动手解决的问题教师就不轻易包办代替,自己演示并解答。

对于课本上的研究性实验,我们也应积极创设问题情境,引导学生去追寻科学家思考研究的源头。他们那精巧的设计,独到的方法,值得我们继承和发扬。例如:法国科学家拉瓦锡对研究空气成分的装置设计。物理课本上的实验也可以拿来给学生思考。例如:意大利科学家阿基米德用排水法测定皇冠的体积,由此可引导学生:能否用排水法来测量气体的体积?等。

四、扩大实验成果,加大对实验的分析力度

一个演示实验完成后,不能只停留在表面只满足得出一个简单的结论,而应进一步分析,寻找它的言外之意。例如:在氯化氢的喷泉实验中,我设计了三个问题。

问题1:生活中有哪些喷泉现象?喷泉实验的原理是什么?

问题2:氨气、二氧化碳也能做喷泉实验吗?

问题3:若没有胶头滴管,该如何引发喷泉?

教学实践证明,通过增加这个实验内容就使学生对喷泉实验有了一个全面的认识,不仅知其然而且知其所以然。在学习燃烧的条件时我提出了一个问题:给热水中的白磷通入空气,白磷能燃烧吗?实验结果使学生感到惊奇:白磷竟然在水中能燃烧! 通过这个问题,不仅提高了学生的学习兴趣,而且对燃烧的条件有了深刻的认识。在化学实验中由于试剂的滴加顺序不同而导致实验现象不同的例子有很多,我鼓励学生积极讨论举出许多例子: CO32- 和H+ ;Al3+和OH-;AlO2- 和H+;Ag+和氨水等,使实验成果得到了扩展,增强了学生的实验分析能力。

总之,在实验教学中不能敷衍了事,可有可无;也不能单纯追求结果,在学生的笑声中飘飘然,而应充分唤起学生的思维,引导学生对实验进行分析,并扩展实验的成果,才能切实提高学生的实验能力。

参考资料:

1.《全国著名特级教师教学思想录》柳斌主编

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关键词:演示实验;能力培养;科学态度;探究兴趣;观察能力

新课程改革要求化学教学以提高学生的科学素养为宗旨,帮助学生获取未来发展所必需的化学知识、技能和方法,提高学生的科学能力。演示实验是化学教学中最基本、最直观的教学方法,有利于学生提高能力掌握知识,它的独特性不可取代。因此,做好演示实验对于培养学生能力显得尤为重要。

一、重视演示实验有利于培养学生严谨的科学态度

俗话说:“身教胜于言传。”一个人在青少年时期的经历对他的一生都有很大的影响作用。演示实验是开展模拟人类研究认识客观规律的过程。教师在演示实验教学中,要重视自己的示范作用,要有认真严谨的科学态度,严格规范的操做程序,一丝不苟的敬业精神,用“身教”对学生进行潜移默化的影响。

例如,在进行O2的制备演示实验时,按顺序安装连接装置后,将导管伸入水槽中,微热大试管就会观察到导管出口有气泡产生,最后撤去酒精灯待试管冷却,导管处出现倒吸现象。规范的操做才能得出装置不漏气的结论。看似简单可以忽略的倒吸现象却给学生留下了深刻印象。有教师平时试验台上干净整齐的仪器摆放、装满待学习气体的集气瓶口的向下或向上放置、实验时药品用量取用的多少、废液的处理等举动,无一不是学生养成良好的实验习惯的指导。因此,利用实验中的每一个细节都可以对学生进行无形的有意识的教育,在潜移默化中培养学生严谨的科学态度。

二、重视演示实验有利于激发学生的探究兴趣

我国古代伟大的教育家孔子说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”演示实验现象直观、生动、明显,很容易激发学生的兴趣。

例如,在喷泉实验―氨气的溶解性验证中,当教师轻轻挤压胶塞上装水的胶头滴管,打开连接集气瓶与烧杯的长导管上的止水夹,红色的喷泉一触即发。课堂“沸腾了”,学生激动,新奇感难以言表。为什么能产生喷泉呢?产生喷泉的条件是什么?哪些气体还可以产生喷泉呢?在轻松愉悦的情境下学生积极思考与讨论交流,争先恐后地表达自己的观点,得出结论压强差是形成喷泉的重要原因。将实验装置由少量水进入烧瓶改进为使烧瓶受热让气体进入水中,并且联想到只要找出相应易溶的溶剂,任何气体都可以做喷泉实验,例如二氧化碳、二氧化硫可与氢氧化钠或氢氧化钾等。

三、重视演示实验有利于培养学生的观察能力

观察是人们认识事物的开始,是获取知识的一种基本能力。观察能力对于学习化学的人而言,就好像是在黑暗中摸索前进时的指路明灯。达尔文曾说:“我既没有突出的理解力,也没有过人的机智,只是在觉察。”青少年身心特点是好奇心强,容易浮躁,缺乏认真思考观察的能力,容易滋生浮躁的心理,对周围的事物疏于观察,对知识的学习只要求其表不知其里,缺乏目的性和坚持的毅力。

化学变化过程伴随着颜色、形状、气味的变化,新物质的生成光、电、热现象的发生,在整个实验的过程中信息的影子随处可见,这些都是培养学生观察能力的好素材。

例如,在用KMnO4加热的方法制取氧气的演示实验教学中,由于已经学过基本操作,教师也演示过铜片在空气的加热方法。因此,引导学生复习回忆加热实验的操作方法和注意事项后,将制取氧气的实验操作注意事项进行归纳为:查、装、定、点、收、利(茶庄定点收利熄),指导学生完成演示实验,学生通过动手操做近距离的接触实验,对于棉花的作用及各步操作的具体原因都会在观察中找到答案。

例如,在钠的化学性质教学中,由于钠与水反应剧烈,实验现象变化快,信息多,学生被变化的现象吸引得兴奋异常,此时让学生将自己看到的现象进行交流,讨论,相互补充,不断完善。然后,教师又可以顺势提出问题,钠和硫酸铜溶液反应会有什么生成?让学生分析推理再实验证明。

学生通过动手操作,除了看到预期的现象,还有细心的学生会发现除了生成蓝色Cu(OH)2,还有少量黑色固体。“它们是铜吗?”教师提出问题,将课堂教学推向。最后教师要对于细心观察的学生给予积极鼓励与表扬,也是必不可少的。

总之,化学课是以实验为基础的自然科学,研究的是物质的性质变化及其规律。如何尽快使学生掌握人类已有的知识经验,从而达到提高能力。强化演示实验教学能够充分发挥学科特点对学生进行潜移默化的无声教育,从而达到提高学生能力的目的。

参考文献:

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要有计划性和针对性学生实验能力包括设计实验计划、观察操作、数据处理、分析与总结能力。它的形成和发展是循序渐进、日积月累的,不是每个实验都能把各种能力同时培养起来。教师首先要根据教学大纲和教材,将每个实验认真分析后,确定每个实验要着重培养学生哪些方面的能力。例如,在使用常用的测量仪器——直尺、天平、弹簧秤、压强计、温度计、电流表、电压表、万用电表时,就应该着重培养学生观察能力、操作能力及数据处理能力。又如,初中物理教材在实验《用电流表测电》之前的每个学生分组实验,都直接写出“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”等。而在随后的实验《用电压表测电压》,则要求学生模仿前面的表格自己设计实验表格。

在实验《用电压表和电流表测电阻》以后,完全让学生自己设计观察记录表格,自己选择实验器材进行实验。教师要抓住教材这种变化的安排,着重培养学生设计实验计划的能力。学生实验能力的培养要考虑循序渐进、逐步深入。例如,电磁打点计时器在实验《测匀变速直线运动的加速度》,实验《验证牛顿第二定律》和实验《验证机械能守恒定律》都会使用到。在做第一个实验时,由于学生对仪器比较生疏,操作时会很缓慢,学生出现这样或那样的错误在所难免。在做第二个实验时,就要要求学生对仪器的安装及使用操作程序不应再有原则性错误,熟练程度应比第一次好,速度比第一次快,不过在具体细节上允许出现些偏差。第三次实验,就要要求学生在规定的时间内正确无误地将实验安装并调好。

在进行学生分组实验时,学生即使按照教师要求在实验前做好预习准备工作,对仪器的操作步骤也比较清楚了,但一旦接触到实验仪器,仍会束手无策。因此,实验前教师应对如何正确操作仪器进行示范,必要时强调说明不按规范操作会造成什么后果。尤其在学生进行操作过程中,要抓住典型事例向学生反复示范。例如,初三年级学生做电学实验,初学阶段很容易将电表“+”、“-”号接反。可以在学生实验前,先做示范操作,将电源的正极和电表正接线柱先用红纸做上特殊标记,然后用红色导线把电源的正极与电表的正接线柱连接起来,用黑色导线将电表的负接线柱与电源负极相接(电路中有小灯泡)。

在学生动手实验时,教师再巡回视导,发现有接错的,再进行示范。教师在演示实验时,也要注意动作的规范性,给学生以潜移默化的影响。如使用天平,拿取砝码时,镊子口的凹边应当朝上,待测物和砝码都应放在砝码盘的中央;拿取盛有水银的烧杯时,应用左手托底,不能用手提住烧杯口以免杯底破裂,如果在细长玻璃管中装有水银,翻转玻璃管时,不可用双手持玻璃管的两端,而应以手挟持管的中部;做静电实验时,需要用手持绝缘柄时,应以两三个手指握持,而不应从掌心握持,并且应持离导体最远的一端,以防漏电;用手调节滑动变阻器的滑臂、电表旋钮及启动开关时,应以另一只手扶持器件。

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一、学生实验设计能力需符合其认知规律

学生和教师在课堂中始终是处于互动的状态中,教师在培养学生实验设计能力时要考虑学生实际年龄特点及认知规律,让学生通过观察、思考、分类、总结发现实验合理性、可操作性以及实验的效果。

如《校园中的植物》一课,学生往往在教师的陪同下了解校园中的各种植物,教师会适时要求学生观察植物的根、茎、叶、花、果实的形态、大小、颜色等,学生始终处于被动,能力无法提高,教师不如就让学生观察,反问学生你要观察什么?在这样的问题下,学生会下意识地观察植物各个器官,同样也达成了观察的效果,而且进一步促成学生实验设计能力的养成,潜意识中形成实验设计的意识。

教师在课堂中要以引导为主,让学生多动手操作,在实验中学会用自己的假设,设计实验验证结论。如《摩擦力》这一课,摩擦力的大小和什么有关?学生通过自己的生活经验可以脱口而出,跟接触面的粗糙程度有关,但是这只是一个方面,还有什么因素也会影响摩擦力呢?教师只要提供一个情景:推动讲台和课桌那个用的力气大?学生自然会联想猜测摩擦力的大小和物体的质量有关,通过设计实验、模拟实验来佐证自己的猜测。这其实就是实验设计能力的养成以及科学素养的培养。学生在不知不觉中已经拥有了实验设计的能力。

二、实验环节意识缺失影响学生实验设计能力

实验的目的并不是完全为了得出所谓“正确的”结论,而是在实验过程中养成科学习惯,了解科学研究的步骤。对实验每一环节充分地认识其实就能有效提高学生实验设计的能力。在教学活动中教师有时忽略了让学生设计实验这一环节,而是直接让学生上手进行实验,课堂看似非常热闹,但是细细推敲这样的活动就缺少了目的性。学生对于活动的任务不明确,计划不充分,实验过程就会流于形式或者活动杂乱无章。

如《水和冰》一课,水在凝固成冰的过程中温度是会逐渐下降、保持、继续下降,并且每个阶段温度下降的速率也是不一样的。为了能记录这些温度变化的过程,必须要确定记录的时间间隔,教师直接出示了实验的要求,尽管学生在整个实验中执行力很强,实验效果也不错,但是学生在活动中并没有提升自己的实验设计能力。这样的实验课学生的设计能力、科学意识和科学素养并没有提高。

所以在指导学生设计实验时教师更应该注意自己在课堂中引导者的身份,把生本主义放在心间,以学生的发展、能力的养成为主要目的。除了注重实验的环节外,更应该创设较为开放的课堂环境,不要害怕课堂会因为学生实验设计的讨论影响了整节课原有的设置和安排,其实正相反,学生对于实验的自主设计正是本堂课的亮点。

三、课堂师生本质交流加速学生实验设计意识

实验课的实验要求是完成实验的前提,但是实验要求的让学生明确的方法有很多,可以是教师直接出示,学生按照实验的要求进行实验,从实验的过程来看,学生主动参与了实验,但是从本质来看,学生的思考能力并没有因此得到提高。在师生的本质交流中得出实验方案更能增强学生实验设计的意识,对于实验操作更能领会,实验设计的目的更为了解。

如2013年全国小学自然优质课展评活动中来自广西南宁的邓超老师执教的《在星空中》一课,学生对于北斗七星知之甚少,仅限于七颗星组成的形状,那么就利用学生对于北斗七星仅有的这些前概念来建构水平方向上七星的模型。再进一步,这七颗星离地球的距离是不同的,如何构建这七颗星的方位,是需要学生通过计算,测量大概距离,构建准确七星模型,进行摆放的,这个过程教师并没有过多的要求,而是适时点拨,和学生有效交流,学生通过与教师交流得出建模实验的方案,在小组内有效实施方案,实验成功,而且在此过程中学生的实验设计意识得到提高,部分学生也拥有了实验设计的能力。

四、有效实验材料的选择促进学生实验设计能力的养成

实验课必然需要实验材料来支撑,而实验课的效果很大程度上也是由使用的材料决定的。在材料的选择上,教师需要花足够多的心思,有效的实验材料是可以给予学生在思维上引导和提示作用,这比教师讲述复杂的实验要求有效很多,也能较好地激发学生对于实验的理解,即实验设计能力。

很多时候我们在执教的课堂中实验材料比较单一,就是一种材料用到底,这也无可厚非,在有些实验课的确是只需要一种主要的实验材料,如《磁》这一课,学生对于磁铁的有效研究,发现磁铁两端的磁性较强,能够吸引较多磁性材料,以及在磁铁周围存在着特殊形态的磁场。这样的实验课是对这种具有特性的材料进行研究,使用这种材料足矣,但是有不排除使用其他形态的磁铁,多块磁铁共同使用的情况,这样的设计思路其实又开拓了思维的瓶颈,学生的学习探究兴趣会更加浓厚,自然会促成其研究还有怎样的实验方法。

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关键词:生物实验;中学;实验原理

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)36-0186-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.36.122

生物学是一门以观察和实践为基本研究方法的实验科学,教师通过实验教学可以激发学生学习生物课的兴趣,帮助学生形成生物学概念,获得生物学知识和技能,培养观察和实践能力,还有助于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法,把学生带向生活、带向社会、带向自然,体现人与社会和自然的和谐发展。在各种实验活动中,学生可以自己去设计、操作、独立思考,培养开拓创新的精神。因此,生物实验教学对培养创新型人才起着不可代替的作用。然而,在我们的实际教学中,有些教师却存在着对实验教学认识不清、重视不够的现象,具体如下:

一、生物实验教学存在的问题

(一)实验原理不清楚

例如,在《光合作用》一节中,有一个演示实验为“检验光合作用吸收二氧化碳”,两组实验装置的区别在于一个装置中加了清水而另一个装置中作为对照加的是氢氧化钠溶液,此时氢氧化钠溶液的作用是吸收装置中的二氧化碳气体,造成植物周围的环境中缺少二氧化碳。因为缺少了原料,所以植物即使在有光的条件下也不能进行光合作用。有一位生物教师在讲这个实验时,却说出了氢氧化钠溶液的作用是使二氧化碳含量增加,结果当然是解释不通,学生们对这个实验也是一头雾水。作为一名生物教师对实验的原理应了如指掌,才能准确地指导学生。教育主管部门也要加大对教师的培训力度,加强考核管理制度。

(二)实验设计不熟悉

例如,在《遗传和变异现象》一节中,有一个活动叫做“个体间性状的比较”,本来这是一个很有意思的活动。课本中给出了8种性状,学生先记录自己分别属于哪一种相对性状,然后,教师请全体同学起立,并说出他本人的这8种性状,当教师说到一种性状时,和教师性状不一样的同学就坐下,以此类推,当教师说完这8种性状时,班里全体同学都坐下了,以此说明性状完全相同的两个人存在的概率几乎为零。通过这样一个活动,既活跃了课堂气氛,又很好地说明了问题。可是,有一位生物教师在处理这个活动时,却对整个活动的设计不熟悉,让全体学生一会起立,一会坐下,重复了几次,却没有得出正确的结论。这个事例说明教师在备课时务必要认真,尤其是准备实验时,每一步都要做到心中有数。

(三)实验条件不具备

部分学校生物实验室及仪器药品配备不充足,造成了某些实验无法顺利进行,教师要充分发挥主观能动作用,积极创新,寻求实验改进措施,变繁为简,变难为易,提倡生物学实验的低成本、低损耗和简单易行。另外,还可使用可替代的器皿、废旧材料,只要安全性没有问题,不仅物尽其用,而且在替代设计中由于发扬学生的创造精神,把实验室中的实验变为生活中的实验,更具有教育意义。

二、生物教师应充分利用生物实验,培养学生的实验能力

(一)合作能力

生物实验基本都是分小组来进行,小组成员之间有分工,有合作。例如,学生在做“验证植物进行光合作用需要叶绿素”这个实验时,每个小组就可以让三名学生同时做实验,一个人用银边翠为原料,第二个人用银边天竺葵为原料,第三个人用彩叶草为原料,三个对照实验同时进行,另外由一名学生负责记录。这样大大节省了实验的时间,而且实验结果对比明显,实验效果非常好。像这样的小组合作研究,每位学生都明确自己的任务,认真履行自己的职责,各司其职,工作没有重要与否,功劳没有大小与否。在实验过程中小组成员之间要互相协调,紧密配合,形成一个小的集体,学生想的是小集体的成功与否,而不是自己一个人的成败,这样既培养了学生的集体荣誉感,更重要的是让学生体会到合作的重要性,体会到自己一个人的力量是有限的,很多事情要大家精诚团结,发挥集体的力量才能达成。

(二)科学探究能力

初中生物学课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识,领悟科学研究方法而进行的各种活动。通过探究实验可以充分培养学生的科学探究能力。科学探究能力具体包括:提出问题的能力(从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学先关的问题,书面或口头表述这些问题,描述已学科学知识与所发现问题的冲突所在);作出假设的能力(应用已有知识,对问题的答案提出可能的设想);制定计划的能力(拟定探究计划,列出所需要的材料与用具,选出控制变量,设计对照试验);实施计划的能力(进行观察、调查和实验,收集数据,评价数据的可靠性);得出结论的能力(描述现象,处理数据,得出结论);表达、交流的能力(撰写探究报告,交流探究过程和结论)等。通过生物学探究实验,可以促进学生学习方式的转变,使学生能主动地获取生物学知识,体验科学过程与科学方法,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观。

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关键词: 高中生物 实验课堂 演示实验 分组实验

生物学科是一门以实验为基础的学科,掌握一定的生物实验能力是学习生物学科必须实现的重要目标之一。实验能力作为一种综合性能力,包含实验操作能力、观察能力、归纳总结能力、创新思维能力等多种能力,因此,实验是践行新课改理念、全面培养学生综合素质的有效手段。高中生物教师要学会积极利用实验的诸多功能,不断优化实验课堂,让学生在高质量的实验课堂教学中全面提高实验能力。

一、优化课堂演示实验

在实验课堂上,演示实验在其中占据着举足轻重的地位。演示实验是教师结合教学内容,在课堂上进行的一种示范性实验。通过实验演示,可以直观地展示生物概念、规律,可以为学生的实验操作提供模仿的范本,提升学生的实验操作能力。不仅如此,课堂上的演示实验一般都紧扣教学内容,能够把文字知识转变成直观的实验现象、实验数据,这对于加深学生对知识的理解,启发学生的思维活动具有重要意义。为了保证演示实验的效果,教师在进行实验时一定要注意以下几个问题。

(一)保证实验的成功率

保证演示实验的成功率是教师要达到的最低要求,倘若课堂演示实验总是出现失败,这样不但会拖慢教学进度,还会降低学生对实验的信心,那么,怎样才能保证实验的成功率呢?这就要求教师做演示实验之前认真备课,通过备课,不仅明确了解该演示实验需要达到的目的,同时,还要处理好实验演示和讲解之间的关系,在什么时机进行演示,什么时机进行讲解等,这些教师在课前都要通过备课活动清楚地设计好,才不至于在实验演示的过程中出现手忙脚乱的情况。另外,即使是一些较为简单的实验,教师在进行演示之前也最好提前演示,以及时发现实验器材、实验材料及实验过程中可能出现的问题。

(二)保证实验的可观性

在演示实验的过程中,观察活动是学生从事的主要活动,演示实验的可观性高低直接影响演示实验教学效果的好坏。教师在进行实验操作时,首先要保证实验操作动作的规范性,同时,在进行实验操作时,要注意把操作活动同知识点的讲解结合起来,这样学生才知道观察实验过程的时候应该重点观察哪些现象。另外,演示实验的环境也是保证实验可观性的重要因素,教师要尽量选择视线较好、亮度适中的实验环境,注意把实验器材放到较高位置,以便坐在后排的学生也能观察清楚,同时,在进行操作时,要尽量面向学生,以便让全班学生都能看清楚实验过程。

(三)重视实验思想的渗透

演示实验的目的不仅是让学生观察实验现象、实验过程,通过演示实验,学生还要能够从中领悟到实验思想,学会对实验过程进行分析,这才是培养学生实验能力的关键一环。因此,在进行实验操作时,教师要注意对学生的思维活动进行引导,例如,笔者在做“酶的高效性”的演示实验时,在进行实验操作前,先给学生提出几个要求:比较两个试管的气泡产生的速度和量的区别;注意观察两个试管中卫生香燃烧的猛烈程度的区别,并思考出现区别的原因。通过实验前的问题引导,学生在整个实验观察过程中,都目的十分明确,并且思维始终处于较为活跃的状态,从而使学生在不断的思维和总结中逐渐领会整体实验思想,提高学生的综合实验意识和能力。

二、增强学生分组实验效果

在课堂实验中,学生分组实验也是其中不可或缺的内容组成部分。所谓分组实验,是指在教师的指导下,由学生亲自动手操作完成实验任务的一种实验方式。通过实地操作,学生能够切实培养实验操作能力、数据分析能力、归纳能力、总结能力等,这是学生实现实验整体能力提升的必要环节。在学生分组实验过程中,教师要注意以下几个问题,保证学生分组实验的有效性。

(一)引导学生进行课前预习

在每次实验之前,教师都要给学生留一定时间预习,通过预习活动,学生能够掌握实验目的、基本操作规律、实验原理等,有利于增强实验效果。需要注意的是,这里所说的预习不是对实验进行简单的浏览,而是要对实验内容、实验过程进行深刻的思考。为了保证预习效果,教师可提前围绕实验内容设计一些问题,让学生通过思考问题达到熟悉实验原理、实验过程的效果。

(二)注意发挥学生的实验主体作用

在学生实验中,学生应充当学习主人的角色,教师一定要保证学生亲自动手参与实验的机会。当然,学生实验大多以小组形式开展,这就容易出现一些学生在实验小组中不愿意动手的问题。当教师遇到这些问题的时候,要注意对学生进行适当的教育引导,以及适当的鼓励,务必让每个学生都真正参与到实验活动中,发挥出应有的实验主体作用。

(三)注意学生实验结束后的总结工作

实验课并不是为了单纯训练学生的动手能力,而是让学生在动手过程中学会思考,学会运用实验手段获取知识。为了实现这一目标,在学生实验结束以后,一定要让学生注意对实验过程进行总结。学生就实验过程中出现的问题、产生的疑问、取得的成果进行一系列的思考总结,在总结和质疑中不断培养思维能力,使学生逐渐养成思维缜密、条理清晰的好习惯。

总之,在新课程改革的背景下,传统实验教学思想、实验教学模式都应当顺应潮流,进行一定程度的变革,只有经过变革的实验教学,才能培养出创新性人才。高中生物教师要不断优化课堂实验教学,用高质量的实验教学改变学生的学习方式,努力发掘学生的潜能,调动学生的主观创造性,为学生综合素养的全面提升提供优良的环境和土壤。

参考文献:

[1]曹建.高中生物实验教学的实践研究[J].高考(综合版),2013(01).