时间:2024-02-17 11:40:04
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生活科学小实验及其原理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:G623.6 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2016)31-0070-01
在传统的课堂教学中,教师俨然是不可代替的主角,这种模式很难带给学生更多的思考启发和生活实践经验,而对生活小实验的倡导和重视恰好有利于课堂之外需要带给学生智慧。生活小实验不同于课堂教学中的演示和验证类实验活动,而是需要学生独立自主地去完成实验的一系列过程,更多地体现为一种实验探究活动和学生的生活创意。
一、结合教材,有效拓展
如同高楼需要坚实的地基一样,学生在做生活小实验时,需要先掌握教材中的基础知识和原理。例如,在做“硬币和纸片谁先着地”实验时,学生要先了解其中蕴含的知识原理,即空气产生的气压对物体的影响。最为重要的是实验中的知识拓展,即如何用现有知识去更好地完成这个生活小实验。而拓展中最为重要的则是思维拓展和辐射,即如何大胆地用不同的实验方式去得出不同的实验结果,从而获得新知识。在实验过程中,要考虑纸片和硬币应该一样大小吗?不一样会怎么样?它们落下的方式是怎样的?可以要求学生做两组实验:第一组纸片和硬币的大小不一样,那么不管其放置的位置如何,都会受到空气的阻力而不能同时落地,这组实验得出的结论是硬币先落地。第二组实验是把纸片剪成和硬币一样大小,拓展点在于纸片和硬币的放置位置不同。第一种是将纸片放在硬币上面并紧贴,结果是两者同时落地,其原理是硬币阻挡了下落空气产生的气压,而纸片则避免了气压;第二种是纸片和硬币分开,不紧贴,那么两者都会受到空气的阻力,其结果是硬币先落地。学生做生活小实验,基础固然十分重要,更难能可贵的是知识的迁移和辐射,让学生从中得到思维的拓展。
二、注重过程,交流得失
对于学生来说,实验过程既是知识运用的过程,也是思考、开动脑筋的过程,他们从实验过程中得到的东西是不一样的,也因此有了交流得失的必要。例如,学生在做“如何加快溶解”实验时,注重过程对于他们来说就是自主完成实验方案的设计,实验器材的准备,以及有条件、有能力去实践操作。而交流得失是在过程之后,过程中的所思所想所获就是学生需要交流探讨的。在上述实验中,实验方案包括实验猜想、实验目的、实验器材、实验步骤和实验结果。实验器材:两个杯子,一只筷子,些许冷水和热水,四颗方糖,一支计时器。接下来便是重要的实验过程,可以分为两组进行实验。第一组,将两块糖分别放入冷水和热水中,计时器开始计时,观察两杯水中糖块的大小,一段时间后,将会发现热水中的糖块比冷水中的糖块要小得多,通过比较便可得出温度的高低会影响方糖溶解的速度;第二组,将两块糖分别放入两杯冷水或热水中,并开始用筷子在一个杯子中进行搅拌,也用计时器计时,观察两个杯中糖块的大小变化,将会发现被搅拌的那个杯子中的糖块比没有搅拌的那个杯子中的糖块要小得多,由此得出搅拌会加快溶解的速度。实验结束后,学生之间的交流很重要,可以谈谈实验中出现哪些难题,又是如何解决的,还可以谈谈新认识以及其他猜想。比如:如果用其他溶解物,也会有这样的实验结论吗?学生在做生活小实验时,要学会享受实验过程,在过程中发现趣味,巩固旧知识,探究新知识,也要懂得交流和分享自己的心得体会。
三、就地取材,废物利用
学生没有购买许多实验器材的能力,这就需要老师和家长的帮助。老师要选择合适的课题,使其实验器材简单易找,而家长更要引导学生寻找周边能利用的东西,变废为宝,培养学生“就地取材,废物利用”的思想。例如,学生在做“带电报纸”实验时,其实验器材有报纸和铅笔,非常简单,对学生来说很方便。报纸作为一种快餐消费,使用价值很有限,一段时间过后就可以说是废物了,但在做“带电报纸”实验时就能够废物利用;铅笔,几乎每个学生都有。再者,如上述的溶解实验中,糖块、杯子、水、筷子等都是生活用品,这些都可以就地取材。能不能就地取材、废物利用,在于老师对学生所做的生活小实验的把握和引导。更为重要的是,学生多是利用课外时间去独立在家完成,所以家长的支持和帮助显得尤为重要。比如学生在做实验时,父母将报纸按在墙上,然后学生用铅笔使劲在报纸上画几笔,将会发现报纸不容易掉下来,其中的原理是因为摩擦产生了静电。当然,如果做有关电路方面的小实验,就需要购买一些必备的器材。学生做的大部分生活小实验,都与生活息息相关,更重要的是,学生能够通过小实验提高发现生活中蕴含着的科学知识的能力。
四、结束语
学生做生活小实验无疑益处多多,既是学生在课堂之外的一种有趣实践,也是学生对生活常识和经验的积累。教师要有创意,不能“按书就班”,家长也要摒弃“书面作业最重要,做实验就是玩”的思想。传统的课堂教学固然十分重要,但教学科学之“真”则体现在学生能够真正理解并将所学知识运用于学习和生活。
参考文献:
关键字:初中化学实验课探究性教学
一、“实验探究法”的基本内涵
“实验探究法”是指在教师的指导下,使学生运用已有的知识和技能,以新知识的探索者和发现者的身份,通过实验亲自去发现问题、思考问题和解决问题的一种方法。该法要求课堂教学以实验为线索,通过教师引导,由学生通过直观、鲜明的实验现象和实验数据,经过处理、分析、归纳来研究元素及化合物的性质、探索化学规律,让学生参与到发现问题、科学探索、解决问题、运用新知的全过程中。
二、初中化学探究性实验课堂教学的原则
1.初中化学基础知识和实验活动结合
初中化学是化学教育的启蒙阶段,化学教学中要突出对基础化学知识的学习、理解与应用,把基础知识和实验活动有机结合在一起进行学习,更有利于培养学生良好的化学学习意识和习惯。把实验作为提出问题、探究知识的重要途径和手段,要求学生根据实验事实或实验史实,运用实验法探究物质的本质及其变化规律,提高实验的智力价值。
2.以学生主动探究为重点进行实验
强调教学的探究性是针对传统的注入式教学而言的。传统的学科教学,“大量地灌输权威性的事实”,以至于“这些科学事实与结论是怎样产生的”往往被忽视,这种现象在总复习中尤为突出,而如果教师通过设计一些富有创造性、探究性的实验,鼓励学生主动去参与探究,则不仅可以帮助学生在实验中把知识梳理出来,还能使学生更好的把已有的知识系统化、整体化和网络化,并对知识进行拓展与深化。同时促使他们在技能的掌握和能力的形成过程中,逐步形成科学的学习态度和良好的学习行为习惯。
三、初中化学探究性实验课堂教学方法
1.联系生活实际,使学生大胆地分析问题
在初中化学实验中,学生通过观察乐于提出问题,这是学生思维积极性的开端。为了充分调动学生学习的积极性,在初中化学教学中,教师要从学生熟悉的生活实际中引导学生去认识和探究,让化学走进生活,让学生感受到生活中充满化学,化学就在我们身边。如在探究燃烧的条件时,教师先提出如下问题:1.有液化气灶,而没有液化气,能产生燃烧吗?能煮出饭和菜吗?2.有液化气灶,又有液化气,而不点火,能产生燃烧吗?3.有液化气灶,又有液化气,而将液化气灶上的空气阀门关闭,燃烧能进行吗?然后组织学生讨论,大胆分析燃烧需要哪三个条件,由学生探究出燃烧的概念和燃烧需要的三个条件。在日常生活中,如果破坏燃烧的条件,使燃烧反应停止,就可以达到灭火的目的。教师先提出一些灭火的实例,然后要求学生分析灭火的原理:1.堆放的棉花着火时,可用水扑灭;2.炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;3.扑灭草原上的大火措施之一是将大火蔓延线路前的草迅速割掉。
通过对灭火实例的分析,学生会牢固地掌握灭火的原理。
2.通过实验,使学生乐于提出问题
把实验跟探究性学习融合起来,不仅能让学生获得知识,学到技能,更重要的是让学生受到科学方法、科学思维的训练,在掌握科学内容的同时,养成科学精神和科学品德,从而激发学生的学习兴趣,养成勤于思考和乐于提问的习惯。如把红热的铁丝缓慢插人盛有氧气的集气瓶中,学生看到铁丝在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,并有黑色的物质落在集气瓶中的水面上。这时学生就会提出:黑色的物质是什么?实验激发了学生求知探究的欲望。又如实验:在A,B两个小烧杯中装入20mL酚酞溶液,小烧杯C中装入5mL浓氨水,用一个大烧杯罩住A,C两个小烧杯,小烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟后,学生就会发现小烧杯A中的溶液慢慢地变红了。而小烧杯B中的溶液颜色没有变。这个探究性的实验引起了学生思考。此时,教师提出:“是什么物质使酚酞溶液变红?”学生经过讨论、交流后就会得出是氨分子运动的结论。
总之,为了使学生了解科学探究的一般过程,教育工作者应该积极探索探究方法,努力摸索培养和发展学生探究活动能力的方法,使课程改革顺利进行。
参考文献:
1.徐承波.吴俊民.化学教学设计实践[M].北京:民主与建设出版社.1997.
一、根据物理学科的特点,把物理总复习分为三个阶段:
第一阶段:
以章、节为单元进行单元复习练习,时间上约从高三上学期到高三下学期期中考试前,即头年九月到第二年三月初,大约需要六个月,这一阶段主要针对各单元知识点及相关知识点进行分析、归纳、复习的重点在基本概念及其相互关系,基本规律及其应用,因此,在这一阶段里,要求同学们把握基本概念,基本规律和基本解题方法与技巧。
第二阶段:
按知识块(力学、热学、电磁学、光学、原子物理、物理实验)进行小综合复习练习,时间上第二年三月到四月,大约需要二个月,这个阶段主要针对物理学中的几个分支(力学、热学、电磁学、光学、原子物理)进行小综合复习,复习的重点是在本知识块内进行基本概念及其相互关系的分析与理解,基本规律在小综合运用。因此,在这一阶段要求同学们能正确辨析各知识内的基本概念及其相互关系,总结小范围内综合问题的解题方法与技巧,初步培养分析问题和解决问题的能力。
第三阶段:
进行大综合(包括理科综合和学科内综合)复习练习,时间为第二年五月至六月,这一阶段主要针对物理学科各个知识点间和理、化、生各学科之间知识点进行大综合复习练习,复习的重点是进行重要概念及相互关系的辨析、重要规律的应用,因此,在这一阶段里,要求同学们进一步总结解题的方法与技巧,培养分析和解决综合、复杂问题的能力。
二、复习方法
在制定好复习计划后,就要选定科学的、适合本人具体情况的复习方法,而且要根据不同的复习阶段确定不同的复习方法:
第一阶段:
以章或相关章节为单元复习时,首先要求同学们自己分析、归纳本单元知识结构网络,并在老师的指导下进一步充实、完整、使之系统化。其次,要对本单元的基本概念及其相互关系进行辨析,对本单元的典型问题及其分析方法进行有针对性的分析与归纳,并着重总结解题方法与技巧,然后对本章知识点进行针对性练习,但练习题不宜过多,应精选练习题,不能搞题海战术,最后要根据练习中和考试中出现的问题进行有针对性的分析和小结。
第二阶段:
本阶段可根据各知识块的特点,将有关内容分为几个专题,进行专题复习,着重进行思维方法与解题技巧的练习。
第三阶段:
本阶段主要是练习知识的大综合,较为复杂问题的分析方法,并将整个物理知识分为几个重要大专题,着重练习某些重要规律的应用,或某些重要的解题方法。如:动能定理及其在解题中的应用、变力做功问题的分析方法、极值问题的分析方法、临界问题的分析方法、假设法解题技巧等等。
本阶段要突出练习同学们的思维能力、分析问题的能力。具体方法有进行一题多解、一题多变、多题一解等方法,在本阶段要进行大综合模拟考的套题练习,试题要求在难度、覆盖面上均接近高考或达到高考的要求。
三、处理好几个关系
高考物理总复习中要处理好以下几个关系:
(一)“考纲”与“教纲”的关系
“考纲”即“考试说明”,它是高考复习的纲领;而“教纲”即“教学大纲”,它是中学物理教学的纲领,两者有相同的地方,也有不同之处,在高考总复习备考时,应以“考纲”为准。
(二)课本与复习资料的关系
目前,各种高考复习资料很多,往往会造成你以复习资料代替课本的现象,这是大错特错的,将会直接影响复习效果,因此,在复习备考时,应以课本为本,充分发挥课本的主导作用,并选择适合本人具体情况的复习料辅复习,有利于提高复习效果。
(三)点与面的关系
在高考复习备考时,既要抓住本学科的重要知识点,也要全面、系统、完整地复习所有必考的知识点,要做到重点突出、覆盖面广。只有这样做,才能达到复习的效果。
(四)基础与能力的关系
在高考总复习中,要处理好与能力的关系,非凡是在第一阶段的复习过程中,重点是复习基本概念、基本规律及其应用,基本解题方法与技巧等基础知识,只有在打好基础的前提下,才能逐步提高自己的分析问题和解决问题的能力,假如忽视基础知识,专门做难题、怪题,是达不到培养能力的目的的。
四、要培养的几种能力
(一)加强信息迁移问题的练习,提高阅读能力、理解能力和分析问题的能力。
信息迁移问题一般都是给出一段文字或图片信息,要求通过阅读该信息去回答或解决一些物理问题,信息迁移问题着重考查学生临场阅读,提取信息和进行信息加工、处理,以及灵活运动基本知识分析和解决问题的能力,如:给出有关磁悬浮列车的文字资料和图片,要求学生通过阅读资料,去回答和分析有关磁悬浮列车的问题。
(二)加强科技应用问题的练习,提高运用物理知识去分析和解决实际问题的能力。
科技应用问题一般都是运用物理科学知识、原理和方法去解决生活、生产科学技术中的实际问题,如:用物理科学技术原理去分析和解决我国在实施的“南水北调”“西电东送”“西气东输”几大重点工程中有关问题。
(三)加强实验技能练习,提高实验能力。
物理是一门以实验为基础的学科,物理实验技能的练习是高考物理复习的重要组成部分,通过以下几个方面的练习可以提高实验技能:
1、对基本仪器使用的练习
物理实验要通过各种基本仪器来完成,因此,只有熟练把握各种基本仪器的构造原理、使用方法和注重事项,才能做好各种实验,并提高实验技能。
如:要把握各种电表、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤等仪器的原理、使用方法和注重事项。
2、注重联系实际进行操作的练习
物理实验中的实验操作技能是很重要的实验技能,加强这方面的练习,有助于提高实验技能。
3、加强物理实验思想、原理、方法与技巧的练习
物理实验思维、原理、方法与技巧是衡量学生实验能力的核心,如:伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别点的舍弃、图线的“曲化直“(验证牛顿第二定律时画 图象)等等,只有加强这方面的练习,才能提高实验能力。
4、加强设计
性实验的练习,培养学生创新思维能力和实验能力
物理设计性实验,是要求学生根据给出的实验仪器,按要求设计出实验的原理、方法、步骤,最后得出实验结论:或只给出实验课题,由学生自选仪器、自己设计实验原理、方法与步骤,得出实验结论,这就要求学生具有较强的创造性思维能力和综合分析能力及实验技能与技巧。
如:在电学实验中,要求测电源的电动势和内电阻,自己设计方案,自选器材进行实验,看谁设计的方案多(有十几种方案),哪种方案最佳?通过这样的练习,可培养创新思维能力和实验能力。
(四)加强创新思维练习,提高创新思维能力
创新思维题是近几年高考物理试题或理科综合能力测试题中考查学生能否寻求独特而新奇的,并具备社会价值的思维方法解决尚无先例的问题的能力,这些题大多数属于开放性的实际应用题,创新思维的主要成份是发散性思维和集中性思维。所谓发散性思维是一种不依常规,寻求尽可能多种多样的答案的思维,它具有流畅性、变通性和独创性的特点;而集中性思维则是依据已有的信息和各种设想,朝着问题解决的方向求得最佳方案和结果的思维操作过程,发散性思维以寻求解决问题的各种可能性为主,而集中性思维则在这些可能的途径中选择和比较出最优的解决方案,两者相互联系,缺一不可。
1、类比推导法
将已知或新给出的原理、知识或方法横向类推到类似的新情境中去,以解决新问题或得出新知识,即已知(或新知a)类推新知(或新知b),其要害在找好横向类比迁移的“参照点“。
2、逆向思维法
物理学中有些问题按常规正向思维分析不方便,此时可改变思维方向,由正向思维改为逆向思维,就能使问题迎刃而解,如光学中的光路可逆原理,匀减速运动倒过来考虑就变为匀加速运动等。
3、等效思维法
物理学中的问题,有时直接分析有困难,此时,可用效果相同的模型来等效代换,使问题便于分析解决,如:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,力的分解与合成等。
(五)加强学科渗透练习,提高综合分析问题能力
一、观察和实验是形成化学概念的重要环节
观察和实验既是学生学好化学的基本方法,也是培养学生多种能力的重要途径,对培养实事求是的科学态度,激发学生学习兴趣都有不可替代的重要作用。因此,义务教育的教学大纲和教材编入的实验不仅在数量上比传统教材有了大篇幅增加,而且实验的内容取材新颍、贴近生活、趣味性强、材料易找、操作简便,适合于广大学生自己动手,就地取材。对课本上规定的探究性实验,要求学生全做并做好,比如“油和水的分层”与“有机溶剂和水”的实验。通过实验得出规律,通过实验发展新知。这样,观察和试验为学生提供了生动具体的感性材料,是形成化学概念的重要环节。
二、了解教材所涉及的实验的特点、要求和目的
1.实验内容上的特点
充分考虑了学生的可接受性,增强了实验的趣味性,特别注重所选择的实验技能,对学生今后的生活和生产具有实际应用价值。同时,强调这三方面的效果,都应注重学生理解和掌握概念及规律,注意培养学生的观察能力和实验能力。
2.实验要求方面
对不同类型的实验及其技能分不同层次的要求。中学化学实验大体可分类为:演示实验、探究实验、小实验。新课标对这三类试验的要求各不相同。对演示实验而言,比如钠与水的实验,只要求教师根据实验原理熟练地示范操作,并引导学生了解为什么做这个实验、要观察什么、怎样观察,学生边观察边思考,所观察的现象能揭示什么规律。而对探究实验来说,比如元素周期律的实验要求每个学生必须在了解实验的目的及其有关原理的基础上,会熟练地掌握基本仪器使用,能按规范的操作程序进行实验操作和记录试验结果,得出结论,并写出简单的实验报告。至于小实验,比如“醋酸与碱的反应”,仅要求学生在课外时间能进行简单的现象验证即可。
三、重视化学史教育,培养学生观察能力、实验操作能力以及良好的实验习惯
1.重视化学史教育
化学学科的发展史本身就是一部不断创新的历史,能在教学中引导学生领悟前人知识创新过程中的思维方式,还是培养学生创新思维的很好材料。例如,人们对原子结构的认识,从道尔顿模型、汤姆生模型、卢瑟模型、波尔模型发展到如今的电子云模型等,无不是一个不断创新的过程。教师通过这些科学发现的事实教育学生,使他们懂得,科学成果只属于有创新意识、创新精神和创新能力的人。培养创新勇气,使学生敢想,敢说,敢闯,敢于创新;培养创新意志,使学生在创新过程中不畏艰苦,不怕失败。
2.观察能力培养
观察是人们对客观事物、现象感知过程的一种最直接的方法。观察可以使学生从现象获取各种各样、鲜明生动、印象原始的“信息”,为学生理解化学知识提供事实根据,这就需要教师及时地诱导学生思考现象的本质属性或现象之间的因果关系,通过分析、透过现象抓住本质,归纳总结出一些规律性的结论。
3.培养实验能力
实验能力是指,要了解实验的目的,会正确使用仪器,会记录必要的数据,会分析整理数据得出结论,会写出简单的实验报告等一系列的能力。培养学生的良好试验素质,以便更好地掌握实验操做技能,为以后独立操作奠定基础。
4.养成良好的实验习惯
培养学生良好的实验习惯,使学生逐步形成尊重事实、科学求实的精神,并领会理论来源于实践又指导实践的辩证唯物主义思想。学生要养成爱护实验仪器和用品、勤俭节约的优良品质;养成严格、认真、细心、有条理、有层次地进行实验操作的习惯;养成乐于动手、善于观察,手、眼、脑并用,边实验、边观察、边思考的良好习惯,培养学生可持续性发展的能力。
关键词:伯努利方程 说课设计 应用
一、说教材
(一)教材中的地位与作用
伯努利方程及其应用,编排在教材的第五章第五节中的第三小节,是在学生初步了解理想流体、稳定流动等基本概念及连续性原理的基础上提出的,具有两大特点,一是综合性强,要综合运用前面的质点运动学和功能原理的知识;另外一个特点是与实际生活紧密相关,力求运用所学的知识分析和解决实际问题。同时,它还是下一节要学习的《黏性流体的运动》的基础。所以无论从大纲的要求上看,还是从物理学知识的扩展上看,本节都具有承前启后的重要作用。
(二)教学目标
根据学生的知识结构及水平,确定教学目标如下:
1.知识目标。掌握伯努利方程的推导过程及适用条件;
2.能力目标。通过对实例的定性分析,培养学生对实际问题建立物理模型和分析推理能力。
3.情感目标。让学生体会到生活中处处蕴含物理知识,从而进一步培养学生学习物理的兴趣。
(三)重点与难点
从标题可以看出,这节课主要包括两方面,伯努利方程和方程的应用,推导方程及运用方程解释和分析物理现象很自然就成为学习的重点,同时也是本节课的难点。
二、教法和学法
本着教学有法,但无定法,贵在得法的原则,本节课采用以教师为引导,学生探究和实验为主的启发式教学方法。
三、教学程序设计
伯努利方程看起来是一个高深的物理名词,当同学们从历史上一次撞船事件进入学习,欣赏过形象的动画演示、利用身边的喷雾器、漏斗、乒乓球、白纸亲自动手做试验后,就能体会到生活中处处蕴含着物理规律,不由自主地激发求知欲和探索自然规律的热情。
本节课的特色是:学生从问题开始进入探究学习,在整个教学活动中,学生始终观察、思考、动手、实验,然后学生又带着问题离开课堂。教学中以理论为基础,以实验和多媒体为手段,充分发挥教师的启发引导作用,调动学生的学习主动性,将探究问题延伸到课外。
(一)历史故事导入新课(2分钟)
1912年秋,当时世界上最大的邮轮之一“奥林匹克号”,以25公里/小时的速度向前航行,比它小得多的英国铁甲巡洋舰“哈克号”以34公里/小时的速度同向航行。“哈克号”从后面赶上“奥林匹克号”,两船横向距离不超过110米。当“哈克号”巡洋舰的船首与“奥林匹克号”邮轮的船尾相并列后,巡洋舰好象受到了一种不可见的巨大力量的作用,竟不顺从舵手的操纵,自动扭转了船头,几乎笔直地向邮轮冲去,结果“哈克号”的船头把“奥林匹克号”的右舷撞了一个大洞。事后,海事法庭进行了审理。判定“奥林匹克号”船长没有下令给横着开来的“哈克号”让路,造成过失。这个案件就如此糊里糊涂地结束了。其实,这是一起错案。撞船事件的发生,不是由于船长或舵手的操纵失误,而是一个物理规律作用的结果。这就是今天我们要学习的内容――伯努利方程及其应用。
(二)课程总体设计
1.伯努利方程的推导(20分钟)
(1)基于连续性原理和功能原理的推导
伯努利方程是理想流体作稳定流动时的基本方程,它指出流体在流管中各截面上的压强、高度和流速之间的关系。它是根据连续性原理和功能原理而得出的,下面应用这两个原理推导这个方程。
由功能原理,外力和非保守内力对系统所做的功等于系统机械能的增量。因为理想流体没有黏性,所以在我们的问题中,不存在非保守内力,只需考虑外力作功就可以。
由于在推导过程中方程等号两端同除以体积V,所以可以说伯努利方程的物理含义是:理想流体作稳定流动时,在流管中任何截面处,单位体积流体的动能、单位体积流体的势能和该处单位体积流体的压强能之和是一恒量。
(2)伯努利适用条件
伯努利方程是在理想流体、稳定流动和同一流管这三个条件下推导出来的。如果流管很细,流管就是流线,所以我们可以说,伯努利方程的适用条件有三:理想流体、稳定流动和同一流管(或流线)。
2.应用(18分钟)
伯努利方程是流体动力学的基本方程,在航空、航海及日常生活中有着广泛的应用,我们通过分析两个实例来体会伯努利方程的作用。
(1)喷雾器
这是一个小型喷雾器,下部为一个玻璃容器,上部为一个粗细不均匀的导管,一端连着一个气囊,中间有一个竖直管通至容器中。我
演示一下。压缩气囊,形成喷雾。喷雾器的工作原理是什么呢?接下来,做以分析。
在生活中喷雾器的使用十分广泛,例如农民们喷洒农药的装置、香水瓶等。
(2)撞船事件
那么前面提到的撞船事件的真正原因是什么呢?一起来分析一下!
根据伯努利方程,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小;反之亦然.用这个原理来审视撞船事件,就不难找出事故的原因了。两船撞在一起,是由于两船并行时,两船之间的水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强小于外侧水对两船的压强。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。又由于“哈克号”较小,在同样大小压力的作用下,它向两船中间靠拢时速度要快的多,因此,造成了“哈克号”撞击“奥林匹克号”的事故。现在航海上把这种现象称为“船吸现象”。所以在海上航行的船只横向距离不能太近。同样道理,在火车飞驰而来时,严禁人们进入安全线以内的区域。
3.课外延伸(3分钟)
和同学们来做两个小实验,亲自感受一下伯努利方程的存在。
(1)漏斗大口向下、将乒乓球放在漏斗中,从上向下吹气,请一个同学来做这个实验。大家注意观察会出现什么现象?乒乓球并不会因为吹气和重力作用下掉下去。这是什么原因呢?
(2)请同学手握两张白纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下吹气,两张纸怎样运动得呢.两张纸没有因为吹气而分开,却贴近了?这又是什么原因呢?这些问题留给同学们课下探讨!
4.小结(2分钟)
以上学习了伯努利方程及其应用,让我们共同回顾一下这节课的主要内容:首先利用连续性原理和功能原理,推导出伯努利方程,给出方程适用条件,运用方程分析了两个实际例子:喷雾器和撞船事件。希望大家通过这节课的学习掌握方程的推导方法-理论分析方法,牢记重点内容伯努利方程及适用条件,灵活运用方程解释生活中的物理现象。
5.板书设计
伯努利方程与应用
一、伯努利方程
(一)推导
(二)适用条件
二、伯努利应用
(一)喷雾器
本文笔者将依据教材人教版九年义务教育初中《物理》第一册第五章第一节对此做一探讨。
关键词:摩擦起电 橡胶棒 玻璃棒 正电 负电 电荷
一、教学内容和任务
从教材的安排来看,本课让学生认识摩擦起电现象的
基础上,知道原子可分为“探究更小的微粒”做准备,故
在教学中应给学生更多的探究时间和空间,有利于培养学
生的创新意识、合理科学的思维。
二、教学目的
知识与技能:(一)认识摩擦起电现象,了解电荷的
种类及电荷间的相互作用。(二)了解验电器的原理,会
用验电器判断物体是否带电。(三)了解电荷量及其单位。
(四)了解导体和绝缘体。(五)了解原子结构,认识元电荷、
自由电子和电荷的移动。过程与方法:在认识自然界中只
有两种电荷的过程中,感受人们所用的推理方法。情感态
度与价值观:注意观察静电实验现象,对电荷种类的研究
产生兴趣,能主动利用简易器材动手做静电小实验。
三、教学重点和难点:
(一)重点:两种电荷及其电荷之间的相互作用。
(二)难点:电荷之间的相互作用。
四、教学准备
玻璃棒两根,橡胶棒两根,丝绸一块,毛皮一块,支
架两个,验电器一个,碎纸屑若干。
五、教学过程
(一)创设情境,引入新课
提问(1):日常生活中,当空气干燥时用塑料梳子梳头
发,会出现什么现象?生答:头发会随梳子“飘起来”;
提问(2):如果我们身上穿了件化纤毛衣,在晚上脱衣时,
有时会发出响声,甚至出现火花;你知道上面提到的两种
现象发生的原因吗?生答:摩擦起电。
师小结:同学们,在小学科学课的学习中已经了解了
一些关于摩擦起电的知识,摩擦起电的现象在日常生活中
会经常看到。那么,带了电的物体具有哪些性质?在这一
节我们将进行探究和学习。
(二)讲授新课
(1) 物体带电与使物体带电的方法的演示实验:
A、物体带电的演示实验:①先分别将橡胶棒、玻璃
棒靠近纸屑,观察现象。②用毛皮摩擦橡胶棒,然后把橡
胶棒靠近纸屑,验电器等轻小物体,观察现象。 ③用丝绸
摩擦玻璃棒,然后将玻璃棒靠近纸屑,验电器等轻小物体,
观察现象。我们看到,先分别将橡胶棒、玻璃棒靠近纸屑时,
都不具有吸引轻小纸屑,而被毛皮摩擦过的橡胶棒,被丝
绸摩擦过的玻璃棒,都具有了吸引轻小物体的性质。物体
具有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或说
物体带了电荷。习惯上把带了电的物体叫做带电体。如在
空气干燥的时候,用塑料梳子梳头发,头发会随着梳子飘
起来,就是因为梳子带了电,能吸引头发的缘故。
点评:摩擦后的橡胶棒和玻璃棒能吸引纸屑,学生并
不陌生,通过演示实验再现实验现象,帮助学生回忆知识。
从而通过演示实验引出概念,理解新知识。
B、使物体带电的方法:①摩擦起电:用摩擦的方法
使物体带电叫摩擦起电,这种方法简单、常见。②接触带电:
除摩擦外,用接触的方法也可以使物体带电。③感应起电:
用带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带电。两物
体带异种电荷。
点评:通过介绍使物体带电的方法和演示实验,使学
生学习知识化,系统化,便于学生理解和掌握。
(2) 两种电荷:
个人简介:田进才,男,(1965年8 月―),一级物理教师。优秀教师、先进工作者。论文《怎样
当好寄宿学校教师》被教育局评为三等奖。论文《如何正确理解欧姆定律》获市评比二等奖。《教
师如何重视学生作业》、《巧用数学知识解电学题》在市优秀论文评比中,分别获得一等奖和二等奖。
城市建设理论研究 •77•
城市建设理论研究2011 年11 月25 日
我们已经知道了什么叫带电现象,知道了被毛皮摩擦
过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒都带上了电荷,那么
它们带的电荷是否相同呢?演示:①将被毛皮摩擦过的橡
胶棒悬挂在支架上,用另一根被毛皮摩擦过的橡胶棒去靠
近它,结果它们互相排斥。将被丝绸摩擦过的玻璃棒悬挂
在支架上,用另一根被丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近它,结
果它们也互相排斥。②将被毛皮摩擦过的橡胶棒悬挂在支
架上,用被丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近它,结果它们互相
吸引。这两个实验现象说明什么?被毛皮摩擦过的橡胶棒
和被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷不同。
总结:在历史上,人们通过大量的实验研究发现,用
摩擦起电的方法可以使各种各样的物质带电。带电后的物
体凡是跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相吸引的,必定跟毛皮摩
擦过的橡胶棒互相排斥;凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相
吸引的,必定跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥。这些事实
使人们认识到自然界中只有两种电荷,美国科学家富兰克
林对这两种电荷做出规定:绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷
叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。
①正电荷和负电荷 正电荷:指被丝绸摩擦过的玻璃
棒所带的电荷,可用“+”表示。
负电荷:指被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷,可用
“-”表示。
②电荷间的相互作用性质: 同种电荷互相排斥,异
种电荷互相吸引(如图)。
点评:认识自然界只有两种电荷及其相互作用的规律
是本节的重点和难点,让学生观察实验,这样能帮助学生
理解知识。
(3) 检验物体是否带电的方法
①利用带电体具有的性质来判断。例1. 如果一个带电
体排斥一个轻小物体,能否判断这个轻小物体也带电?分
析:可以。因为若轻小物体不带电,它们之间只能相互吸引,
不会发生排斥现象。例2. 如果一个带电体吸引一个轻小物
体,能否判断这个轻小物体也带电吗?分析:不能。如果
轻小物体与带电体带异种电荷,它们之间可以相互吸引;
如果轻小物体不带电,由于带电体的性质,它们之间也可
以相互吸引。
点评:通过例题分析要利用带电体具有的性质,又要
用到电荷间的相互作用规律的知识,从而帮助学生理解透
彻,加深对刚学知识的融会贯通。
②用验电器来检验:验电器是实验室里常用的一种检
验物体是否带电的仪器。它是由金属球、金属杆、金属箔
等几部分构成的(展示实物)。它的原理是利用了电荷间
Cheng Shi Jian She Li Lun Yan Jiu•教育教学•
的相互作用的性质―同种电荷互相排斥。当用带电体接触
验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属
箔片上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。
演示:用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,观
察验电器金属箔片张开的角度,思考此时金属箔片带什么
电?用力多摩擦几下玻璃棒,再去接触验电器的金属球,
观察验电器金属箔片张开的角度有什么变化?张开角度的
变化反映了什么?换用毛皮摩擦过的橡胶棒,重做上面的
实验。
总结:验电器金属箔片张开的角度不同,反映了带电
体传给验电器的电荷的多少不同。点评:验电器是检验物
体是否带电的一种方法,通过介绍使学生掌握验电器的构
造和原理。
(4) 电量
电荷的多少叫电荷量,电量的单位是库仑,简称库,
符号是C。库仑是一个比较大的单位。如一根摩擦过的玻
璃棒或橡胶棒所带的电荷,大约只有10-7C。一片雷雨云
带电的电荷,大约有几十库仑。想一想:为什么摩擦过的
玻璃棒或橡胶棒所带的电与雷雨云带的电会相差这么大?
点评:电荷量是以后学习电流的关键,老师一定要强
调。同时通过介绍电荷量的单位,让学生对库仑及其大小
有了认识。
(5) 元电荷
1897 年,英国科学家汤姆(1856-1940)发现了比原
子小得多的带负电的粒子――电子,揭开了原子具有结构
的秘密。原子核带正电,电子带负电。电子是带有最小电
荷的粒子。人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e 表示。
e=1.6×10-19C。任何带电体所带电荷都是e 的整数倍。原
子结构:原子核和电子组成。在通常情况下,原子核所带
正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等,整个原
子呈中性,也就是原子对外不显带电的性质。
上接78 页
取两相同验电器A、B,使A 带电,B不带电。用金属棒把
A 和B 连起来,可观察到A 的金属泊张开的角度变小,B
的金属泊张开。
实验现象说明:有电荷由金属棒从验电器A 流动到B,
使B 也带了电。从而说明金属棒上有电荷的定向移动。
(7)物体导电性
善于导电的物体叫导体。各种金属、水银、石墨和各
种酸碱盐的溶液都是导体。人体、大地也是导体。导体内
部有大量的自由电荷使导体能够导电的根本原因。不善于
导电的物体叫绝缘体。玻璃、陶瓷、橡胶、木材、塑料等
属于绝缘体。空气、纯水也是绝缘体。绝缘体内几乎没有
能够自由移动的电荷,是绝缘体不能导电的原因。
导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下导体与
绝缘体可以转化。
点评:通过这部分内容要求学生了解,不用详细阐述。
在演示实验的基础上,注意帮助学生理解电荷定向移动,
从而了解电流的形成。
六、板书设计
(一)带电体的性质:具有吸引轻小物体的特性。
(二)电荷间的相互作用:自然界只有两种电荷;同
种电荷相排斥,异种电荷相吸引。
•80• 城市建设理论研究
(三)验电器的作用:检验物体是否带电。其原理:
由同种电荷互相排斥的原理制成的。
(四)电荷的多少叫电荷量。单位:库仑(C)。
(五)人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e 表示。
e=1.6×10-19C。
(六)物体导电性――善于导电的物体叫导体;不善
于导电的物体叫绝缘体。
总评:本节课是一节堂公开课,有可圈可点之处,课
题用学生熟悉的现象引入,非常好。从而用生活中的现象
引入物理知识,再用物理知识解决实际问题。教师讲解很
细心,重、难点突出,视频大大吸引了学生的注意力,并
通过史料寻找答案。作为物理老师,有责任引导学生多了
解物理学及相关的历史背景,从而意识到科学发展的艰辛
和曲折,因此要引导学生形成尊敬事实、探究真理的科学
态度(其点评由本校副校长徐义德评议)。
七、教学反思
本节知识不难理解,但其中两种电荷及其相互作用规
律是进一步学习电学,理解许多电现象的基础,而电荷量
是后面理解电流的关键,因此,本节作为初中电学起始课,
具有很重要的地位。希望补充资料,有助于学生提高对物
理知识的兴趣和积极性,同样也有助于电学的学习。
(6)正、负电荷的中和
演示:把用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,
使金属箔片张开一定的角度;再用毛皮摩擦过的橡胶棒去
接触验电器的金属球,观察金属箔片张角的变化。这个现
象说明:正、负电荷放在一起会互相抵消。如果实验中的
玻璃棒和橡胶棒带的电荷量相等,验电器的金属箔片将不
再张开,即正、负电荷完全抵消。放在一起的等量异种电
荷完全抵消的现象,叫做正、负电荷的中和。我们知道,
金属中有些电子可以自由移动,把这些可以自由移动电子
叫自由电子(或自由电荷),这些自由电荷定向移动,就
在导体中形成电流,关于电流我们下一节再学习。演示:
取两相同验电器A、B,使A 带电,B不带电。用金属棒把
A 和B 连起来,可观察到A 的金属泊张开的角度变小,B
的金属泊张开。
实验现象说明:有电荷由金属棒从验电器A 流动到B,
使B 也带了电。从而说明金属棒上有电荷的定向移动。
(7)物体导电性
善于导电的物体叫导体。各种金属、水银、石墨和各
种酸碱盐的溶液都是导体。人体、大地也是导体。导体内
部有大量的自由电荷使导体能够导电的根本原因。不善于
导电的物体叫绝缘体。玻璃、陶瓷、橡胶、木材、塑料等
属于绝缘体。空气、纯水也是绝缘体。绝缘体内几乎没有
能够自由移动的电荷,是绝缘体不能导电的原因。
导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下导体与
绝缘体可以转化。
点评:通过这部分内容要求学生了解,不用详细阐述。
在演示实验的基础上,注意帮助学生理解电荷定向移动,
从而了解电流的形成。
六、板书设计
(一)带电体的性质:具有吸引轻小物体的特性。
(二)电荷间的相互作用:自然界只有两种电荷;同
种电荷相排斥,异种电荷相吸引。
•80• 城市建设理论研究
(三)验电器的作用:检验物体是否带电。其原理:
由同种电荷互相排斥的原理制成的。
(四)电荷的多少叫电荷量。单位:库仑(C)。
(五)人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e 表示。
e=1.6×10-19C。
(六)物体导电性――善于导电的物体叫导体;不善
于导电的物体叫绝缘体。
总评:本节课是一节堂公开课,有可圈可点之处,课
题用学生熟悉的现象引入,非常好。从而用生活中的现象
引入物理知识,再用物理知识解决实际问题。教师讲解很
细心,重、难点突出,视频大大吸引了学生的注意力,并
通过史料寻找答案。作为物理老师,有责任引导学生多了
解物理学及相关的历史背景,从而意识到科学发展的艰辛
和曲折,因此要引导学生形成尊敬事实、探究真理的科学
态度(其点评由本校副校长徐义德评议)。
七、教学反思
本节知识不难理解,但其中两种电荷及其相互作用规
律是进一步学习电学,理解许多电现象的基础,而电荷量
是后面理解电流的关键,因此,本节作为初中电学起始课,
具有很重要的地位。希望补充资料,有助于学生提高对物
【摘要】化学实验是学生获取知识和形成能力的重要内容和途径,它不仅可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,而且还可以提高学生的综合素质,培养学生的创新能力。
【关键词】化学教学;化学实验;创新意识
化学是一门以实验为基础的科学。化学实验能提高学生学习兴趣,培养学生的观察能力,逻辑思维能力,分析问题和解决问题能力。化学实验是学生获取知识和形成能力的重要内容和途径,它不仅可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,而且可以提高学生的综合素质,培养学生的创新能力。正如课程标准所说:“化学实验是进行科学探究的重要方式,学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。”因此,化学实验教学对提高学生整体素质具有重要的作用,不可等闲视之。
1. 利用实验培养学生的创新精神 化学的科学特点为实施创新教育提供了独特的优势。化学实验教学既能为学生正确认识事物及其变化规律提供实验事实,又能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力和方法,更能以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创新精神方面发挥其独特的功能和作用。做实验的目的,并不是仅仅让学生学会操作,更高的目标是要求学生熟悉实验原理,突破教材的框框,大胆设想,寻找完成实验最佳途径。让学生尽可能的动手实验,针对教材中实验的不足之外,引导学生大胆改革,以增强可视效果或简化操作等。通过让学生对实验的反复设计、修改、推理、完善,能有效的强化学生对原理的理解,掌握基本的实验操作技能,培养其科学的态度,掌握科学的方法,增强学生的创新意识,培养学生的创新思维。实践证明,化学实验是培养学生良好科学素养的重要途径,教师可创设条件增强学生分组实验内容的探索性。但设计探索性的实验,绝不可能脱离教材,应从教材的重点知识出发,与学生已学过的内容相联系,源于教材,又高于教材,并贴近生活和生产实际,使学生切实感受到已学知识的实用性。与此同时,指导学生查阅相关文献,把实验过程和结论写成小论文,以让他们充分享受成功的喜悦,从而进一步激发他们的创新意识。
2. 组建课外兴趣小组,培养学生的实践能力 爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”为了进一步培养学生的兴趣,可以组建课外兴趣小组,让每位学生按自己的兴趣参加活动。学校可利用双休日,节假日和课外活动时间,有计划的开放实验室,为学生搞科技小制作、小实验、小发明提供广阔的空间。还可以引导学生关注身边的环境,探讨社会的可持续发展等热点问题,让学生将所学到知识应用到社会实践中去,缩小化学与学生的距离。如在学了溶液的PH的测量以后,引导学生测定雨水的pH值,了解空气的污染情况;还可测定自家土壤溶液的酸碱度或本区域河流的污染情况,并提出可行性合理化建议。化学教学还可从节约资源、能源、加强保护环境的意识入手,对学生进行防止环境污染、保护臭氧层、防止温室效应的教育,既提高了学生学习化学的兴趣,又使学生明确了以实际行动保护环境的重要意义,从而培养了他们的实践能力。
3. 以实验入手,培养学生的动手能力 在教师做演示实验时,学生已产生了动手的欲望。当然,他们的心理是又想做又怕做,这时教师可选择简单的演示实验让学生上台来充当“小老师”,教师则在一旁引导。如在做镁带燃烧实验时,实验前准备好两条镁带,教师做完后请学生上台再作一次。由于有了教师的示范,学生做起来往往没有什么难度,一般都能成功。成功的感觉往往使他们非常兴奋,增强了学生的自信心。
在学生分组实验时,要求每个学生都动手实践。在实验时,学生往往既紧张又兴奋,差错是不可避免的。如在一氧化碳还原氧化铁实验时,尽管教师在课前一再强调实验完毕后要先熄灭酒精灯,仍继续通一氧化碳直到试管完全冷却为止。一开始试验,学生仍然手忙脚乱。尽管错误不可避免,但由于是学生自己动手做的,虽然做错了,造成了一定的后果,但给学生留下的印象特别深刻,效果比教师在讲台上不厌其烦的讲解正确操作步骤要好的多。
为了提高学生的动手能力,教师还要让学生做好家庭实验,增加家庭小实验是新教材一个显著特点。家庭小实验所用的器材都是家居生活中较常见的,因此,教师要从取材、安装到操作步骤、观察顺序、记录要点等方面进行引导,为学生自己动手实验铺平道路,调动学生学习的积极性,使学生动手能力得到进一步提高。
知识经济时代的国际竞争是创新能力的竞争。同志指出:“创新能力是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”做为一名教育工作者,我们还需要不懈的努力、探讨培养学生创新能力的新途径。
共同必修——物理1﹑物理2:这是全体高中学生的共同学习内容。在该模块中,学生通过学习运动描述﹑相互作用和运动规律﹑机械能和能源﹑抛体运动和圆周运动﹑经典力学的成就与局限性等物理学的核心内容,经历一些科学探究活动,初步了解物理学的特点和研究方法,体会物理学在生活、生产中的应用以及对社会发展的影响。
选修系列1——选修1-1﹑选修1-2:本系列课程模块以物理学的核心内容为载体,侧重物理学与社会的相互关联和相互作用,突出物理学的人文特色,让学生体验科学家们的科学态度和科学精神,注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合,强调物理学对人类文明的影响。
选修系列2——选修2-1﹑选修2-2﹑选修2-3:本系列课程模块以物理学的核心内容为载体,侧重从技术应用的角度展示物理学,强调物理学与技术的结合,加强学生实验,让学生在动手、动脑中学习物理,着重体现物理学的应用性、实践性。
选修系列3——选修3-1﹑选修3-2﹑选修3-3﹑选修3-4﹑选修3-5:本系列课程模块侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容,进一步了解物理学的研究思想和方法,较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济﹑社会的影响。
二、高中课改物理课程设置分为选修课和必修课
选修课分为三个模块,第一个模块有两本书,适用于文科学生选修,第二个模块有三本书,适用于技术类学生,第三个模块有五本书,适用于理工类的学生。
新课改物理教材(人民教育出版社)内容第一个变化是所有的物理学名词后面都标有英文专业术语,体现与国际化的接轨。信息化的元素非常明显,教材里面列举了许多的网站供教师和学生查询相关的物理学知识。第二个变化是教材编著考虑到了学生接受知识的心理特点。如新教材将“运动的描述”作为高中必修物理的第一章,把原来教材中的第一章“力”放到第三章,还有必修2中第七章的10节内容顺序发生变化等,降低了物理学知识的难度,使初中物理知识与高中物理知识衔接更加自然。第三个变化是教材里面的实验新颖,比如必修2中第五章曲线运动的方向演示实验,使学生更容易总结接受知识,体现了科学与生活的紧密联系。第四个变化是教材中的“说一说”,“做一做”;“思考与讨论”;“科学漫步”等充分调动学生学习的兴趣,在讨论、小实验中轻松地获取了物理知识。
三、个性的“饮食”特色
选修系列1的内容编排特色:除了基本的知识与技能外,(1)特别关注知识的产生与发展的过程;(2)特别强调科学、技术、社会的协调发展;(3)特别注重物理学与生活的联系。
例如,本系列中选择了电视机、微波炉、洗衣机、空调机、太阳能热水器等大量的日常生活用具,让学生通过阅读说明书等的学习方式,了解其原理、结构、技术参数及使用方法等。
又如,同样是学习能源知识,本系列首先从“认识蒸汽机的发明和应用对人类开发和利用能源所产生的影响”切入,让学生了解物理学对社会“第一次工业革命”的促进作用。
通过本系列的学习,学生会真正感受到“物理学是有用的”。
选修系列2的内容编排特色:本系列选择内容的特点是“学生要了解一些与技术直接相关的知识”以及“认识一些用科学知识解释技术问题的基本途径”。
例如,同样学习电视机的相关内容,除了其原理结构外,本系列更强调让学生了解“高清晰度电视与普通电视在技术处理上的主要区别”。在热机的内容标准中,要求学生“了解内燃机、气轮机、喷气发动机的工作原理及主要技术参数”。在核技术方面,要求学生“知道χ射线、β射线、γ射线及其在生物、医疗技术等方面的应用”,别的系列是没有这样的要求的。
如果系列1是“有用的物理”的话,系列2可以称得上是“聪明的物理”,通过它的学习可以使人变得更加聪明。
选修系列3的内容编排特色:本系列除了学习物理学的核心概念和主干知识外,使学生能充分感受到物理的简洁、和谐及高度抽象、概括、逻辑之美,能让学生体会到科学之本质所在。本系列是高考中理工类考生所考内容,因为它能充分反映学生的物理能力。
四、全面的“营养”搭配
除对知识的学习提出要求以外,物理课程通过大量的行为动词对过程方法、情感态度价值观方面也提出了具体全面的学习要求。
例如,第12页中:“经历匀变速直线运动的实验研究过程”,“体会实验在发现自然规律中的作用”,“体会数学在研究物理问题中的重要性”;第13页中:“通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系”;第14页中:“关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义”;第15页中:“关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系”,“通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性”;第16页中:“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”。
五、学生的“差异性”选择并不算错
因为每个学生都有自己的躯体,自己的感观,自己的头脑,每个学生只能用自己的器官吸收精神营养,也只有通过自己器官的运用才能增进自己器官的功能。“体验、探究、合作、交流、自主”是新的课程标准所倡导的学习方式,也是我们在课堂教学中需努力追求的。
在初中科学教材中,与化学实验有关的内容和实验活动占有较大比例,可以看出,化学实验仍是贯穿整个初中化学教学的一个重要内容。
然而,在现实的初中化学教学过程中,实验教学的功能并没有得到充分的实现。实验教学存在一些问题,主要表现在:(1)部分教师教学方式单一,还是比较传统的黑板教学,让学生听实验、记实验、背实验。其主要原因是意识滞后,有些教师认为只要实验知识足够应付考试就可以了,对于实验抱有应付心理。(2)部分老师实验时只是照搬照抄教材,缺乏趣味性、创新性。(3)教师在演示实验之前没有做好足够的准备,导致在实验中失败,对学生有错误的引导。(4)实验与生活联系不大,缺乏学习价值。(5)教师过多地借助于信息技术手段,使学生几乎没有实验体验。(6)在进行学生实验时,教师没有对学生起到正确的引导作用。
因此,面对当前化学实验教学的种种问题探讨,如何进行有效的实验教学显得尤为重要,这关系到教学的最终效果。笔者在对初中化学实验教学的现状进行了认真的调査和分析后,针对如何提高初中化学实验教学的有效性提出几点建议。
二、提高初中化学实验教学有效性的策略
1.实验教学中联系生活实际,激发学生对实验的兴趣
生活无处不化学,充分利用化学实验与生活的联系可以提高学生的学习兴趣,也可以使学生在学习化学知识的基础上,了解这些知识的用途。例如“用鸡蛋壳代替CaC03制取CO:‘制作水果电池”“证明蜡烛的成分里含有碳和氢”等。另外,可以在日常生活中选取实验的素材,以这些素材为实验内容,学生熟悉,易于理解,能够引导学生在注意身边的实验现象的同时学习到课本中的知识,更好地学以致用。例如“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”实验等。选取与化学有关的社会问题为实验内容,对学生形成用化学视觉解释问题和解决实际问题的观念具有重要作用,如“温室效应实验”等。因此,通过化学实验解释日常生活中遇到的问题,对于提高学生的实验兴趣及科学素质,具有十分重要的意义。
2.做好演示实验,引导学生自主学习
演示实验是由教师在课堂上结合课本内容进行的实验。演示实验能紧扣课堂教学环节,以多变的实验方式形象生动地展示科学知识,有效地配合科学课堂教学,提高学生对科学的兴趣,启发学生的思维活动,有利于学生对知识的掌握;更重要的是演示实验能发挥演示教学的示范作用,培养学生正确的实验方法,提高实验操作的精确性和规范化。在演示实验中,教师的实验能力决定着演示实验作用的大小。因此教师在进行演示实验前,要认真备课,精心设计好实验程序,选择好实验材料、实验装置、实验方法和应当提出的问题。在进行演示实验时,教师应该做到实验能见度高,创设问题情境,引导学生积极思考。没有学生的主动参与,就没有成功有效的课堂教学。例如在学习“二氧化碳实验室制法”时,教师可以要求学生当小设计师,根据实验室制二氧化碳的原理设计出二氧化碳的发生装置。这时教师再次强调决定气体发生装置的因素,联系制二氧化碳的原理,让学生通过讨论设计并让学生介绍他们的设计意图和他们所设计的装置的优点。教师对学生的设计及时给予点评,充分肯定其设计中的优点’在这样的课堂气氛中进行学习,学生学习化学的兴趣越来越浓厚,在自己的设计成果得到同学和老师的肯定和赞许后,学生学习的自信心加强了,为今后主动学习化学又迈出了成功的一步。
1.组织好学生分组实验,使学生有亲身体验的机会
学生分组实验是学生在教师指导下,亲自动手,利用实验仪器设备和材料,独立操作实验。分组实验课不仅可以培养学生的自我思考和动手能力,也能培养学生进行化学实验的规范性。当然教师必须从旁做好正确的指导,以免学生发现不了自己在操作中所犯的错误。在实验课前,为了防止学生在实验进行时手忙脚乱,教师应让学生充分做好预习工作,尽量做到心中有数。实验前,教师可以将实验中需要注意的问题及其要思考的问题告诉学生,让他们带着疑问进行实验,伴有一定的目的性,才能学习到更多的化学知识。
2.布置家庭小实验,使课堂内外知识有效融合
“如何用厨房里的物品设计熄灭蜡烛的实验”“如何用废弃的医疗器械如注射器、药水瓶、旧电池等设计一些气体制取和性质的实验装置”等一系列生活化、趣味化的家庭生活小实验,能给学生以开放的问题情境,增强培养学生独立思考、学会学习、探究问题的良好习惯。从査阅资料到设计实验最后到完善实验细节,学生充分体验到实验成功的乐趣,深刻体会到化学就在自己身边,更加密切关注课程知识与现实生活的联系,在兴趣中培养学生的创新精神和实践能力。
化学实验的有效教学是为学生学习科学知识服务的,学习不仅仅是为了分数和考上好一点的高中,更重要的是技能的掌握,科学素养的提高和价值观的形成。教师只有转变自己的教学观念和方式,才能促进学生学习方式和方法的改变。在新课程理念的要求下教师要做到:由教师单方面的知识传授向学生共同探究的方向转变,培养学生的主体意识和自学意识。引导学生在教师的指导下积极参与到课堂中来,在课堂中培养动口、动手、动脑的能力,变被动学习为主动,从而获取知识、掌握技能、提高科学素养、树立正确的世界观。
一、演示实验教学及功能
演示实验可以培养学生的观察能力和思维能力。教师在演示实验中要引导学生观察反应中产生的多种现象,特别注意引导学生对实验现象要作全面观察,及时纠正学生的片面性。如:铁丝在氧气中燃烧,学生往往只注意火星四溅而忽视瓶底产生的黑色固体(Fe3O4),此时教师应多引导学生多角度观察,培养学生的全面观察能力。又如酸碱中和实验,酸碱中和到达等当点时,酚酞指示剂变色的时间很短,指导学生捕捉瞬间突变的现象,培养学生的敏锐性。在实验过程中,不但要“看”还要让学生“摸”(如反应中的放热、吸热现象)“闻”(气体的气味,如氨气、二氧化硫)从而增加学生的感性认识。
教师在课堂上做演示实验,要精心组织实验、设计一系列问题,要由浅入深、由表及里,在教学中循循善诱,适时点拨,逐步培养具体、全面、深入地认识物质及其变化的本质和内在规律性,使学生的思维从表象到本质,从感性到理性认识。如:在做二氧化碳的性质实验时,【6-4】实验 向放有燃着的蜡烛的对面与同侧倾倒二氧化碳产生现象一样吗?【6-6】实验 二氧化碳与水反应实验,设计实验分四步进行:取四朵用石芯溶液染成紫色的干燥的小花,(I)第一朵小花喷上稀醋酸,(II)第二朵小花喷上水,(III)第三朵小花直接放入满二氧化碳的集气瓶中,(IV)第四朵小花喷上水后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中,观察四朵花的颜色变化。在逐步引导学生分析得出结论的过程中,我让学生讨论:实验(II)、(III)的目的是什么?这样就让学生更加理解二氧化碳与水反应生成的酸性物质(碳酸)使紫色石芯溶液变红的性质。
教师在课堂上做演示实验要充分地借助先进的教学设施,放大实验现象,增强实验的可见度,从而防止前面学生看门道,后面学生热闹的现象。例如:教学《分子》时,为了让学生明确分子在运动,我把加入约2/3体积水的一小烧杯放在数字视频展示台上面,然后用药匙取一小粒品红,放入小烧杯中,静置观察。品红是一种红色染料,最初在水中缓缓溶解,渐渐地明显分成几支,待片刻后,扩散完成。此时,分子运动的全过程通过数字视频在电视机上放大展示,这样全班学生都能真实清楚地观察到,并透过观察到的现象,认识分子是处在不停地运动状态中。这就避免了以往教师枯燥无味的说教,又能把微观物质运动状态,直观地展现在学生眼前,激发学生的学习热情,从而加深对分子概念、性质、结构的理解,有利于培养学生的观察能力。
教师在课堂上做演示实验时,要做到实验操作的规范性、实验结果的准确性,这样学生在观看教师的演示后能了解正确的实验操作方法。同时也从小养成严肃、认真、实事求是的科学态度。
二、探究性实验教学及功能
化学科学的形成和发展都离不开实验。学生通过探究性实验,可以探究自己还未认知的世界,帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,掌握实验技能,激发学生学习化学的兴趣,拓宽学生的知识面,培养学生的观察能力、思维能力、实验能力和探究能力,使学生学会科学研究的方法。
如:学生做“对蜡烛及其燃烧的探究”的实验。此实验是学生刚接触化学不久的第一个探究实验,学生对实验室实验感到非常新鲜,于是课前我让学生熟悉“对蜡烛及其燃烧的探究”活动的内容、步骤,课堂上把学生带入化学实验室,首先【1】我提出问题:①点燃前的观察(蜡烛的颜色、状态、形态、硬度和密度)②点燃蜡烛的探究(火焰哪层温度最高?蜡烛燃烧后生成什么物质)③刚熄灭蜡烛后可再点蜡烛吗?④检验生成物时可用一只干燥冷的烧杯罩在火焰的上方,先把烧杯口罩着外焰,然后把烧杯慢慢向下移,观察火焰在哪个位置烧杯内壁出现明显的现象?⑤点燃蜡烛刚熄灭时的白烟,可多做几次,探究出点燃哪个位置的白烟蜡烛最容易重燃?然后【2】让学生猜想和假设上述的问题②④⑤。这时动脑的过程,猜想必须符合逻辑,同时必须考虑到是否可以检验;再次【3】通过实验检验:在实验时,分组活动,我在来回巡视中鼓励学生敢想、敢做、敢于突破“老师没讲过”的束缚;最后【4】实验结束后,小组总结、讨论探究活动的特点,完成探究活动报告。
三、家庭小实验及功能
化学实验作业,是学生综合运用基础知识和实验技能的一种多边活动。学生通过完成实验作业,将进一步加深理解和消化知识,是又一次灵活运用知识的再实践。如:教学完“溶液的酸碱度的表示方法―PH”时,我发给部分学生一些广泛PH试纸,要他们回家后测定本地土壤的酸碱度,提出土壤改良的建议。结合生物课中所学的知识,试提出适合本地区土壤种植的方案。另一部分学生回家收集刚剪下未经任何处理的头发(可到理发店收集)分成3份,分别放入不同的PH溶液中(PH=1、PH=7、PH=13)约30分钟,取出、吸干,观察头发的光泽性,分别取一根头发,用两手拉直至拉断。让学生切实感受到了解掌握化学知识,对社会、对自己在日常生活中的作用,从而增加社会责任感,增强学习化学的兴趣,树立学好化学知识的信心。
[关键词]教学地位 教学现状 教学方式改进
一、高中物理实验教学的地位
回顾物理学产生和发展的过程,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。所有的物理知识,都是在实验的基础上建立起来的。高中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分,它既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段,在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。物理实验有其特殊的教学功能。(1)通过实验可以使物理教学理论联系实际,引起学生学习兴趣,引导学生发掘问题,激发其求知欲望,从而调动他们学好物理的主动性和积极性,引导他们热爱科学。(2)通过加强实验,不仅可以使学生具备一定的感性认识,更重要的是使学生进一步理解物理概念和定律是怎样在实验基础上建立起来的,从而有效地帮助学生形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会物理知识。(3)通过实验培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力,并且在此基础上进一步培养他们的独立工作能力和创新能力。(4)通过实验培养学生从事科学研究应当具备的严格的科学态度,科学的思维方法,严谨的科学作风,逐步学会物理研究中基本的科学方法。
二、高中物理实验教学的现状
目前在中学物理教学中,实验教学是一个薄弱的环节。笔者在几年的高中物理实验会考及学业水平考试实验考查监考中,发现很多问题,主要有:
(1)对基本测量仪器的使用不规范。①使用某些仪器不知道调零或不会调零;②不明确仪器的测量范围,不会正确选用合适的仪器进行测量;③没有掌握仪器正确的使用方法;④不能正确地读取数据。
(2)动手操作能力差。操作过程中手忙脚乱,不知所措,程序颠三倒四。例如,测量未知电阻的阻值时,电路图能够画出,但实际连接电路时便错误百出。
究其原因为:在物理实验教学的课堂上,经常可以看到一些见怪不怪的现象,常见现象有:
1.媒体实验就是学生通过多媒体“看实验”。过去的实验“看黑板”,如今的实验“看录像”、“看投影”。令人难以理解的是,一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示,被称为是“现代技术的运用”。现在多媒体教学非常盛行,虚拟实验,网络实验,用课件来代替实验,甚至就用虚拟的实验室代替了学生分组实验的实验教学比比皆是。当然,虚拟实验突出重点,突出原理,突出细节,对学生的学习有利,但它毕竟是虚拟的,理想化程度过高,给学生以不真实的感觉。且不利于培养学生的动手操作能力。
2.程式化实验,虽然学生动手,但以单纯的机械操作为主,教学方式呆板,没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说,从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项,面面俱到,然后学生像做广播操那样,按照规定的程式进行操作,去获取教师所要求得到的实验数据,而不需要去考虑实验为什么要这样做,怎样去做,更不必考虑实验中可能会存在什么问题,以及需要如何去解决。学生草率完成、凑数据等现象屡见不鲜。这样的实验课,实际效果很差。
3.试题实验,就是学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担,而且挫伤了学生动手实践的积极性,使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。
这些现象从一定程度上反映了高中物理实验教学存在的问题,那就是“重知识、轻方法;重讲授、轻活动;重结论、轻过程;重机械训练、轻实质体验”。长此以往,学生实验学习的积极性必然会受到压抑,实验教学也将流于形式,事倍功半甚至劳而无功。
三、高中物理实验教学方式的改进
高中物理实验教学方式的改进立足以下几点:①从学生的生活经验出发,激发学生的学习兴趣;让学生通过自己的实践感知、体验物理客观世界;②引发学生产生问题,鼓励学生想像和猜测;重视过程的自我评价;有足够的信息量;③有合作与交流的时间与空间;有信息化、生活化的学习环境;注意技能规范与思维创新的融合;④渗透物理科学方法,科学态度、科学精神。
可以从以下几方面考虑:
1.让学生上台做演示实验或协助教师做实验,或教师创造实验条件,为学生动手创造条件。
对于一些实验器材简单,实验效果明显的演示实验,尽可能让学生上台做演示实验或协助教师做实验,为学生动手创造条件。教师应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结。
2.在实验器材允许的条件下,将演示实验改为学生实验,让学生来唱主角。
学生实验给学生提供了亲自动手的机会,既调动了获得知识的积极性、主动性,又能让学生在动手过程中,通过设计、操作、观察、分析、归纳,自我解决头脑中的“为什么”,总结出合乎事物发展的新规律,使每个学生独特的个性和创新能力在动手寻找知识真谛的过程中得到发展。因此,在教学设备能够满足需要的情况下,或经过努力能够创造条件的情况下,应尽可能地变演示实验为学生实验。例如:摩擦力的大小跟哪些因素有关,所需实验仪器比较简单,容易找,让学生自己完成。演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。
3.介绍实验器材不要像“抓药方”一样罗列在学生的面前,让学生机械地搬用;而是应该用“开药方”的方法引导学生根据实验目的和实验原理来自己选取实验器材。使学生明白为什么要选用这些器材进行实验以及除了老师提供的器材外还可以选用哪些器材来代替。同时可以用例子来鼓励学生自制仪器进行实验,可以让学生收集我们日常生活中常见的物品,来替代原有的器材做各种实验。
【关键词】新课程 化学实验 教学理念
一、新教材中化学实验内容的重新构建
1.实验内容的扩展及呈现方式的多样化。义务教育人教版九年级化学实验教科书上、下两册除了配合课本内容的实验外,还安排了活动与探究、调查与研究、家庭小实验等活动内容。
义务教育化学实验教科书从实验基本操作、物质性质、物质制备、化学知识的应用等四个方面设计了80多条活动与探究的实验。这些实验都是从自然和生活现象,身边常见的物质引入问题,通过探究寻找规律,帮助学生了解它们对人类生活的影响,体会科学进步对提高人类生活质量所做出的巨大贡献,增强学生对化学的好奇心和探究的欲望。除此之外,教科书还安排了一些实验习题,如教科书第40页习题4第2小题,请同学们利用所给仪器、药品及其他必要物品自己设计:(1)寻找新的催化剂,(2)制取氧气,(3)试验氧气性质的实验方案,提交老师审阅,征得老师同意,进入实验室义,旨在培养学生创新精神和实践能力。
2.实验与生活实际紧密联系。新教材除了大力加强实验在全书中所占的比重以外,还大力改革实验内容,使实验生活化、简单化和微型化,以适应21世纪绿色化学的发展要求。例如,自制酸碱指示剂,要求学生取几种植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜、胡萝卜等)制取酸碱指示剂,并试验它们在食醋、石灰水、盐酸和氢氧化钠溶液中的颜色变化。这个实验既应用了所学知识――酸碱指示剂与酸或碱起作用显示不同的颜色,又紧密结合学生的生活实际,使学生感到化学知识是有用的,是和他们的生活紧密相联的。某些家庭小实验如利用饮料瓶、纱布、沙石等自制简易净水器,淬火和回火,清洗餐具,制作叶脉书签,保鲜膜保鲜能力测试等内容都贴近社会和学生的生活实际,使学生感到亲切,就像一块光彩的磁石极大地吸引着学生的实验兴趣和创新欲望,教师应因势利导,积极组织做好这些实验。
化学知识应用于实践,是化学实验教学的最终目的。知识的应用不仅是学习教材要求做的实验,而且更重要的是紧密联系实际,解决日常生活中的一些实际问题。上教版新教材精心编排了许多如帮助人类战胜疾病与营养保健、解决人类的粮食危机、治理日趋严重的环境污染、开发新能源等当今世界关注的热点问题的有关探究实验。例如,为了研究蛋白质的性质,新教材安排了以下探究实验:(1)取两支盛有蛋白质的试管,分别加入蒸馏水及饱和硫酸钠溶液;(2)取3支试管,各装入3mL的鸡蛋白溶液,一支加热,一支加入少量乙酸铅溶液,另一支加几滴浓硝酸溶液后微热;(3)用两把镊子分别夹一小块凝固的蛋白质与一根头发或一根棉纱线,在酒精灯上灼烧,闻其气味。
通过以上探究实验,学生不难得出蛋白质的性质以及日常生活如烹调、食用蛋白质食品时应注意些什么。此外,教材还安排了酸雨的形成、水体污染的预防、固体废弃物――“放错地方的资源”、垃圾回收等全球性问题的探究实验。让学生知道化学就在我们身边,化学与当今社会生活、实际生产密切相关,从而激发学生去努力探询,用知识、智慧和行动保护环境的责任心和光荣感。
二、加强实验教学改革
1.充分调动学生积极性,让学生参与实验。教学中,凡是学生能做的实验,教师都应积极地让学生动手去做,充分调动他们的积极性。让他们自己提出问题,进行大胆的猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。学生自己找出实验原理,设计和讨论实验方案,选取实验器材。在实验过程中,教师主要起引导作用,不仅仅是给学生提供仪器,还应检验学生实验方案的可行性,对学生实验方案中较大的涉及安全的错误进行纠正,对学生合理的建议及新颖的实验方案给予肯定和支持,尽可能提供学生实验方案中所需的仪器并指导使用。对学生实验方案中有错误但不涉及安全的问题,教师也可提供仪器让学生去实验。学生通过教师的帮助,查找原因,解决问题,提高自身分析问题、解决问题的能力。实验完毕,教师指导学生完成实验报告,指导学生从以下方面进行自我评定:①对自己实验过程和结果的评估;②分析实验中出现的问题及其原因;③在以后的实验中要进行哪些改进。最后教师评定实验结果。在实验过程中,学生参与了问题的提出、猜想与假设、制定计划、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估、交流与合作,不仅学习了化学知识,而且体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
2.开放实验室。化学新课程标准要求学生以实验室的活动为手段,自己去设计实验,选择仪器,进行实验探究活动,总结规律,得出结论,并允许学生到实验室补做或复习尚未熟练的实验内容。在开齐课本实验的前提下,开放实验室,让学生有机会进行家庭小实验和课外实验,放手让学生去设计、动手操作实验,观察、记录现象,并查阅资料、分析实验,培养学生的创新精神和实践能力。因此,教师要充分发挥实验室在培养学生创新精神和实践能力方面的作用,让学生带着自己的问题运用实验加以解决,培养实验能力。向学生开放实验室,充分发挥实验室资源的效益。
同时,教师要根据实验教学和仪器设备的现状,因陋就简,充分利用日常生活中的廉价器具、材料或废弃物,制成简易的实验仪器,或替代实验用的化学药品,这样有助于解决实验仪器、药品的短缺问题,弥补实验经费的不足,丰富教学资源,又能增强学生的节约和环保意识。例如,用贝壳或鸡蛋壳代替碳酸钙,用食用碱代替碳酸钠,用废弃小药瓶做反应容器等。