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实验教学是物理教学的一个重要环节,物理实验也逐渐向探究性转变,虽然探究性实验不受时间与空间限制,但是如果组织不好,就会收到不好的效果.那么,怎样在一定的时间和空间及有限的教学资源条件下,组织好探究实验的教学呢?下面来谈谈笔者对探究-熔化与凝固实验探究的点滴体会.
1竭尽全力准备器材
在熔化与凝固实验中,笔者按班上人数把探究实验分10组,其中2组做蜡的熔化探究,其余探究海波的熔化,每组准备好铁架台、酒精灯、铁圈、石棉网、烧杯、铁夹、试管、温度计、挂钩、火柴、水和酒精、海波和蜡若干,几块湿布备用,还要学生自制了坐标纸,准备好笔,结果进展很顺利.还节约了时间.常言到:兵马未动、粮草先行.要想顺利完成实验探究任务,课前一定做好充分准备.不打无准备的仗.
2故事引入提出课题
师:同学们,今天我给你们讲个故事,(一说讲故事,学生顿时安静下来),在很久以前,有一位王子,冬天非常爱堆雪人了,每天王子还将自己的烦恼向雪人讲,后来雪人会开口说话了,王子更爱雪人,一日不见如隔三秋.一天,天气很冷,王子怎么说,雪人也不理,终于雪人说:“我好冷,再冷我就冻硬了”,王子用衣服给雪人挡风,不一会儿,太阳出来了,雪人不停地流泪,王子非常心疼为好遮阳,可仍然不行,雪人说:“我怕热,太热我就活不下去”,王子肝胆俱裂.同学们,谁能为王子想个办法.大家也非常着急.这时笔者顺势提出,熔化和凝固在什么条件下发生?不同物质熔化与凝固相同吗?下面我们就来探究这个课题,等我们一一探究,就一定会有办法解决.此时,学生的积极性大为高涨.
3积极讨论大胆猜想
师:自然界物质千千万万,每种物质都来探究,我们没有时间,就取两种代表性的物质海波和蜡为对象来研究吧,同学们大胆地猜想:它们熔化过程温度可能有什么变化?完成熔化需要什么条件吗?
学生众说纷纭,个个举手发言.大多数猜想是以下观点.
生(猜想):它们熔化过程,温度可能会上升.
生(猜想):它们熔化过程,要加热.
生(猜想):它们熔化过程,蜡一加热就熔化,海波可能不是.
4出谋划策设计实验
师:同学们有各种猜想!我们怎样设计一个检验猜想的实验呢?同学们个个开动脑筋,形成了两种方案.甲方案是直接用酒精灯给装有海波和蜡的试管加热,温度计测海波和蜡的温度;乙方案是用酒精灯给装有水的烧杯加热,再利用烧杯中的水给试管中的海波和蜡加热,温度计测海波和蜡的温度.
5周密分析确定方案
方案设计出来了,可哪个方案更好,更可行呢?同学们经过讨论,甲方案不可行,原因有二:一是酒精灯火焰太高,可能烧破试管;二是既使试管没烧破,熔化过程太快,不易观察现象,也不易记录温度的变化.而乙方案可以使试管受热均匀,便于观察,实验也有安全保障.大家一致确定采用乙方案.
6注意事项提前告知
为了保证实验效果明显,使学生们少走弯路,节约探究时间,为了学生安全,在开始实验探究之前,通过投影展示实验注意事项:
(1)绝对不允许用一个酒精灯去点燃另一个酒精灯,装置安装要牢固;
(2)装入试管中的海波和蜡不宜太多,烧杯中水要宜适量;
(3)加热应缓慢,一般做到试管内、外温度的示数差保持2 ℃~3 ℃左右;
(4)最好待海波升至40 ℃时,开始记录,而蜡,开始加热时就记录.
7探究过程一丝不苟
设计了可行实验方案,明确了实验注意事项,就引导学生开始探究,要求学生操作正确规范,观察仔细认真,认真做好记录.
第一步:按书中组装装置,点燃酒精灯;
第二步:要求每小组一人看时间,一人读温度计示数,一人护好实验装置,其它人每隔1分钟记录一次温度计的示数,直到固体完全熔化,再过2分钟后,停止加热;
第三步:要求学生设计记录里,将测温时间和温度记录在表格中;
第四步:每组在坐标纸上将测的数据分别用点标出;
第五步:将描的点用平滑曲线连接起来,就是海波和蜡的熔化图像;
第六步:两种探究情况汇总.
8合作交流分析数据
根据学生实验绘的图像,让学生讨论交流后填空,海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48时,海波开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到全部熔化后,温度才继续上升.
蜡的熔化过程不同,由图像可知,随着不断加热,蜡的温度不断上升,在此过程中,蜡逐渐熔化,最后熔化为液体.
9检验假设反思评估
师:实验结束了,回过头来,同学们想想,在实验探究过程中,我们的猜想,哪些是对的?哪些没有想到?
生:没有想到海波在熔化过程中,温度不变……
通过反思,同学们为自己正确的猜想而自豪,也为探究实验获得新知而好奇.
10知识归纳穿针引线
经过探究总结向学生讲解:固体物质分为晶体和非晶体两类,晶体在熔化过程中虽然吸热,但温度保持不变,这个保持不变的温度叫该物质的熔点;非晶体在熔化过程吸热,没有确定的熔化温度.晶体熔化条件有两个,达到熔点和不断吸热;液态晶体凝固条件有两个:达到凝固点和不断放热.
11联系实际学以致用
在学生阅读了物质的熔点后,教师提问,学生讨论.
师:能否用铝制的容器熔化铜或锡?
生:铝的熔点660 ℃,铜的熔点为1083 ℃,锡的熔点为232 ℃,显然在达到660 ℃,铜没有熔化,铝却可能熔化,故不可用铝制的容器熔化铜,而熔化锡可以.
师:在南极考察站能使用水银温度计测气温吗?
生:水银的凝固点为-38.8 ℃,南极气温可能低于-40 ℃以下,这时,水银凝固,温度计不能工作.
师:用酒精温度计可以吗?
生:酒精的凝固点为-117 ℃,南极不会低至-117℃,不会凝固,酒精温度计能工作.回顾探究的过程,结合初中的几个探究实验,不同的实验课题,探究方法也有差异,但无论什么探究实验,都不能依赖模仿和验证,动手实践、自主探索与合作交流才是探究实验的本质,教师的作用重在服务和引导,学生才是探究的主角.
1竭尽全力准备器材
在熔化与凝固实验中,笔者按班上人数把探究实验分10组,其中2组做蜡的熔化探究,其余探究海波的熔化,每组准备好铁架台、酒精灯、铁圈、石棉网、烧杯、铁夹、试管、温度计、挂钩、火柴、水和酒精、海波和蜡若干,几块湿布备用,还要学生自制了坐标纸,准备好笔,结果进展很顺利.还节约了时间.常言到:兵马未动、粮草先行.要想顺利完成实验探究任务,课前一定做好充分准备.不打无准备的仗.
2故事引入提出课题
师:同学们,今天我给你们讲个故事,(一说讲故事,学生顿时安静下来),在很久以前,有一位王子,冬天非常爱堆雪人了,每天王子还将自己的烦恼向雪人讲,后来雪人会开口说话了,王子更爱雪人,一日不见如隔三秋.一天,天气很冷,王子怎么说,雪人也不理,终于雪人说:“我好冷,再冷我就冻硬了”,王子用衣服给雪人挡风,不一会儿,太阳出来了,雪人不停地流泪,王子非常心疼为好遮阳,可仍然不行,雪人说:“我怕热,太热我就活不下去”,王子肝胆俱裂.同学们,谁能为王子想个办法.大家也非常着急.这时笔者顺势提出,熔化和凝固在什么条件下发生?不同物质熔化与凝固相同吗?下面我们就来探究这个课题,等我们一一探究,就一定会有办法解决.此时,学生的积极性大为高涨.
3积极讨论大胆猜想
师:自然界物质千千万万,每种物质都来探究,我们没有时间,就取两种代表性的物质海波和蜡为对象来研究吧,同学们大胆地猜想:它们熔化过程温度可能有什么变化?完成熔化需要什么条件吗?
学生众说纷纭,个个举手发言.大多数猜想是以下观点.
生(猜想):它们熔化过程,温度可能会上升.
生(猜想):它们熔化过程,要加热.
生(猜想):它们熔化过程,蜡一加热就熔化,海波可能不是.
4出谋划策设计实验
师:同学们有各种猜想!我们怎样设计一个检验猜想的实验呢?同学们个个开动脑筋,形成了两种方案.甲方案是直接用酒精灯给装有海波和蜡的试管加热,温度计测海波和蜡的温度;乙方案是用酒精灯给装有水的烧杯加热,再利用烧杯中的水给试管中的海波和蜡加热,温度计测海波和蜡的温度.
5周密分析确定方案
方案设计出来了,可哪个方案更好,更可行呢?同学们经过讨论,甲方案不可行,原因有二:一是酒精灯火焰太高,可能烧破试管;二是既使试管没烧破,熔化过程太快,不易观察现象,也不易记录温度的变化.而乙方案可以使试管受热均匀,便于观察,实验也有安全保障.大家一致确定采用乙方案.
6注意事项提前告知
为了保证实验效果明显,使学生们少走弯路,节约探究时间,为了学生安全,在开始实验探究之前,通过投影展示实验注意事项:
(1)绝对不允许用一个酒精灯去点燃另一个酒精灯,装置安装要牢固;
(2)装入试管中的海波和蜡不宜太多,烧杯中水要宜适量;
(3)加热应缓慢,一般做到试管内、外温度的示数差保持2 ℃~3 ℃左右;
(4)最好待海波升至40 ℃时,开始记录,而蜡,开始加热时就记录.
7探究过程一丝不苟
设计了可行实验方案,明确了实验注意事项,就引导学生开始探究,要求学生操作正确规范,观察仔细认真,认真做好记录.
第一步:按书中组装装置,点燃酒精灯;
第二步:要求每小组一人看时间,一人读温度计示数,一人护好实验装置,其它人每隔1分钟记录一次温度计的示数,直到固体完全熔化,再过2分钟后,停止加热;
第三步:要求学生设计记录里,将测温时间和温度记录在表格中;
第四步:每组在坐标纸上将测的数据分别用点标出;
第五步:将描的点用平滑曲线连接起来,就是海波和蜡的熔化图像;
第六步:两种探究情况汇总.
8合作交流分析数据
根据学生实验绘的图像,让学生讨论交流后填空,海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48时,海波开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到全部熔化后,温度才继续上升.
蜡的熔化过程不同,由图像可知,随着不断加热,蜡的温度不断上升,在此过程中,蜡逐渐熔化,最后熔化为液体.
9检验假设反思评估
师:实验结束了,回过头来,同学们想想,在实验探究过程中,我们的猜想,哪些是对的?哪些没有想到?
生:没有想到海波在熔化过程中,温度不变……
通过反思,同学们为自己正确的猜想而自豪,也为探究实验获得新知而好奇.
10知识归纳穿针引线
经过探究总结向学生讲解:固体物质分为晶体和非晶体两类,晶体在熔化过程中虽然吸热,但温度保持不变,这个保持不变的温度叫该物质的熔点;非晶体在熔化过程吸热,没有确定的熔化温度.晶体熔化条件有两个,达到熔点和不断吸热;液态晶体凝固条件有两个:达到凝固点和不断放热.
11联系实际学以致用
在学生阅读了物质的熔点后,教师提问,学生讨论.
师:能否用铝制的容器熔化铜或锡?
生:铝的熔点660 ℃,铜的熔点为1083 ℃,锡的熔点为232 ℃,显然在达到660 ℃,铜没有熔化,铝却可能熔化,故不可用铝制的容器熔化铜,而熔化锡可以.
师:在南极考察站能使用水银温度计测气温吗?
生:水银的凝固点为-38.8 ℃,南极气温可能低于-40 ℃以下,这时,水银凝固,温度计不能工作.
师:用酒精温度计可以吗?
生:酒精的凝固点为-117 ℃,南极不会低至-117℃,不会凝固,酒精温度计能工作.回顾探究的过程,结合初中的几个探究实验,不同的实验课题,探究方法也有差异,但无论什么探究实验,都不能依赖模仿和验证,动手实践、自主探索与合作交流才是探究实验的本质,教师的作用重在服务和引导,学生才是探究的主角.