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摘要:科学是一门以观察、实验为基础的自然科学,科学规律都是在观察和实验的基础上,认真总结和思考得来的。课堂演示实验能直观形象地为学生提供感性认识,是学生形成概念、理解规律的基础。科学的核心是探究,这就要求我们教师在初中科学课中落实实验教学,通过活用演示实验,优化课堂教学,创新实验形式,穿插生活小实验,让学生擦出思维之花。
关键词:初中科学;课堂实验;演示实验;探究
科学的原理起源于实验的世界,知识应该从实验中来,实验是最好的老师。在科学课堂教学中实验教学有着不可缺少的替代作用,作为实验教学中的演示实验是用来启发学生思维、调动学生积极性、建立概念、揭示规律、解决疑难问题、培养以实验为基础的思想方法和科学修养的一种重要方式,是培养学生操作技能的标准示范。但是教材中的一些课堂演示实验并不能达到预期的教学目的或者成功率较低,因此需要我们教师改进和精心设计这些课堂演示实验,才能发挥实验最好的作用。下面笔者就课堂演示实验的要求及教学中对几个演示实验的探究过程谈一谈自己的想法。
一、 科学课堂演示实验的要求
(一) 课堂演示实验成功率要高
一个成功的演示实验所起的作用能胜千言万语。但实验的失败往往直接影响概念和规律的正确建立。教材中的很多实验实际上操作起来是很难成功的,我们常常说要突破难点,但是难点又哪是这么容易突破的,需要我们花大量的时间去研究探索最优的方法。
(二) 课堂演示实验可见度要高
清楚明显、可见度高的现象才能触动学生的视觉和听觉,激发学生兴趣,而兴趣与求知欲密切相关。作为演示实验,要有较大的可见度,要使全班同学都能集中注意力去看清楚现象,对仪器尺寸的选择、摆放高度、选材上都要精心研究。
(三) 课堂演示实验效率要高
实验过程中教师指导学生对演示的现象进行有准备、有目的的观察,并在实验过程中,不断提出问题,让学生思考,可以促进学生积极思维,在学生目睹实验后,能因势利导,充分利用实验所激发的学生求知欲,大胆引导学生讨论实验现象和结果,让学生从生动活泼的讨论中得出结论,可以进一步培养学生独立分析、解决问题的能力。
二、 课堂演示实验存在的疑难问题探索过程
(一) 铜和硝酸银溶液反应
铜与硝酸银溶液反应时从理论上应该看到的现象是铜表面会析出银白色物质,溶液变成蓝色。但实际实验操作中常常会看到铜表面上有黑色物质出现,而溶液也没有变成蓝色。笔者查阅资料发现出现这个现象可能的原因。铜与硝酸银容易反应的产物是:硝酸铜和金属单质银。但是单质银的细小颗粒很快被光催化而生成氧化银,氧化银是黑色的。为了减少黑色物质的出现,可以采用的方法是:1. 避光环境,装入暗箱或者黑塑料覆盖;2. 反应期间避免晃动,减少与氧气的接触。通过几次实验发现,把铜丝放入到硝酸银溶液中后,放在试管架上不要动,要耐心等上一段时间,可先进行方程式原理的书写,先预测实验现象,再去观察,发现铜丝表面出现了大量的银白色针状物质出现,现象非常明显,溶液也会变成蓝色,蓝色可能比较淡些,但可以观察到,应该说这样的操作实验是比较成功的。若把铜丝放入硝酸银溶液中后马上展示给学生,时间太短,且反应期间有晃动,就会出现黑色物质,容易造成实验失败。
(二) 铁和硫酸铜溶液的反应
铁和硫酸铜溶液反应,从理论分析看到的现象是铁丝表面出现红色物质。但按照教材用铁丝做实验实际看到的是铁丝表面出现的是黑色物质,很难看到红色物质。于是我尝试换用圆珠笔中的弹簧,效果比实验室拿来的细铁丝效果好些,但是效果也不明显。然后想到是否能增大铁的面积,换用铁片,于是换用生活中常用的小刀刀片,这样也可以使实验更生活化,将铁片浸在硫酸铜中马上取出就可以看到刀片表面变成明显的红色,效果十分显著。
(三) 酚酞试液的指示实验
酚酞试液滴到碱性溶液中会变成红色,滴到酸性或中性溶液中不变色。但有次把酚酞滴到水中却变浑浊了,重新试了几次还是如此,产生疑惑,为什么会出现这个现象?酚酞试液的配置是酚酞粉末溶解在酒精中得到的,酚酞试液易溶于酒精,不易溶于水。所以若酚酞浓度太大,当把酚酞试液滴到水中时,酚酞量比较大不能溶于水,就有酚酞析出,出现白色浑浊。因此,只要重新配置一瓶比较稀的酚酞溶液就能解决这个问题。
(四) 光的直线传播实验
光在空气、水中、玻璃中传播的实验中,把光射在空气和水中时是看不到实验现象的,因为光传播的过程中没有光进入眼睛,于是需要在其中加入一些颗粒物的介质,才能有光反射进入眼睛看到光路。通过多次实验尝试,我选择用大试管,将点燃的线香伸入试管中停留几秒即可取出(不可停留时间太长,否则烟雾太浓,看不到现象),再将激光从试管口垂直射入,现象非常明显。而水中只要加入几滴牛奶,切不可加多,将激光从水面上方射入,避免烧杯壁对光的干扰。本节课的一个实验难点是光在同一种不均匀物体中传播会发生偏折的实验,尝试过用海波溶液和硫酸铜溶液加到水中制造不均匀现象,但是没有出现光偏折现象,可能是溶液混合速度太快。接着查阅资料尝试在水中溶解大量蔗糖,配成过饱和的蔗糖溶液,底部剩有大量蔗糖,用激光照射到水和蔗糖的分界线,现象非常不明显。最后经过尝试,将蔗糖和水先配置成质量为3∶2的浓溶液,加几滴牛奶,再准备一杯加有几滴牛奶的水,通过漏斗将蔗糖浓溶液加入到水中,蔗糖溶液会沉在底部,形成不均匀的蔗糖溶液,将激光从水面上斜射入水中,会明显看到光射到蔗糖和水的分界面上出现偏折,可见性很高,并且30分钟内不会明显扩散。接着用玻璃棒搅拌溶液,形成均匀溶液,再用激光照射,会看到光又沿直线传播。这样的实验设计可以充分说明光在同一种均匀物体中是沿直线传播的。
(五) 课堂演示实验中的疑难问题
氧化铜溶液和盐酸溶液反应理应溶液变成蓝色,但是实际为绿色,尝试多次,改变溶液难度,改变反应时间,仍然不能解决这个问题,可能是反应产生了络合物。但是出现这样的实验现象该如何进行解释,是否有必要解释?澄清石灰水和氯化铁、氯化铜、碳酸钠反应都不会出现预期的实验现象,由于氢氧化钙的溶解性很低,即使飽和的澄清石灰水浓度也很低,所以不会出现沉淀,这个实验一直不知如何改进和处理。像这些实验现象和理论不符的实验,暂时又没有找到解决方法的,是否需要避开演示实验,用理论分析更好,还是尊重实验事实,寻找其中的原因进行解释?
以上只是我在实际课堂教学中遇到的疑惑,在我自己的思考以及其他教师的指导谈论下,对一些课堂演示实验做了一些改进,但仍然存在一些未能解决的问题。还需要在今后的教学中继续不断地探索。在课堂教学中,实验教学是任何其他手段所不能替代的,它是教学的重要组成部分,是加强基础知识教学不可缺少的环节,它在形成和发展学生能力的过程中,有着不可估量的作用,如何使实验教学更好地发挥其提高教学质量,培养创造人才的作用是当前教学改革的重要课题之一。不要因为教材上要求做一实验而做一实验,而要思考怎样设计这一实验,通过这一实验达到怎样的目标,精心设计细节,发挥实验的有效性。个人的智慧毕竟是有限的,要发挥出课堂实验的成效,结合自身进行优化教学,同时鼓励开发实验器材,资源共享,合众人之长提高实验的成效。
参考文献:
[1] 朱清时.科学教学参考书[M].浙江教育出版社,2013.
[2] 朱清时.义务教育教科书科学[M].浙江教育出版社,2014.
[3] 张天宝.新课程与课堂教学改革[M].人民教育出版社,2003,6.
[4] 刘锋.对物理教学中科学探究的一些认识[M].物理通报,2005,3.
[5] 周宁怀,吴连斌.微型实验与化学创新教育[M].广西师范大学学报自然科学,2002,1.
[6] 王海燕.新课程的理念与创新[M].北京师范大学出版社,2001.
[7] 宋乐勋.说课与新课改[M].陕西人民教育出版社.
作者简介:蒋一铭,浙江省临海市上盘中学。
关键词:初中科学;课堂实验;演示实验;探究
科学的原理起源于实验的世界,知识应该从实验中来,实验是最好的老师。在科学课堂教学中实验教学有着不可缺少的替代作用,作为实验教学中的演示实验是用来启发学生思维、调动学生积极性、建立概念、揭示规律、解决疑难问题、培养以实验为基础的思想方法和科学修养的一种重要方式,是培养学生操作技能的标准示范。但是教材中的一些课堂演示实验并不能达到预期的教学目的或者成功率较低,因此需要我们教师改进和精心设计这些课堂演示实验,才能发挥实验最好的作用。下面笔者就课堂演示实验的要求及教学中对几个演示实验的探究过程谈一谈自己的想法。
一、 科学课堂演示实验的要求
(一) 课堂演示实验成功率要高
一个成功的演示实验所起的作用能胜千言万语。但实验的失败往往直接影响概念和规律的正确建立。教材中的很多实验实际上操作起来是很难成功的,我们常常说要突破难点,但是难点又哪是这么容易突破的,需要我们花大量的时间去研究探索最优的方法。
(二) 课堂演示实验可见度要高
清楚明显、可见度高的现象才能触动学生的视觉和听觉,激发学生兴趣,而兴趣与求知欲密切相关。作为演示实验,要有较大的可见度,要使全班同学都能集中注意力去看清楚现象,对仪器尺寸的选择、摆放高度、选材上都要精心研究。
(三) 课堂演示实验效率要高
实验过程中教师指导学生对演示的现象进行有准备、有目的的观察,并在实验过程中,不断提出问题,让学生思考,可以促进学生积极思维,在学生目睹实验后,能因势利导,充分利用实验所激发的学生求知欲,大胆引导学生讨论实验现象和结果,让学生从生动活泼的讨论中得出结论,可以进一步培养学生独立分析、解决问题的能力。
二、 课堂演示实验存在的疑难问题探索过程
(一) 铜和硝酸银溶液反应
铜与硝酸银溶液反应时从理论上应该看到的现象是铜表面会析出银白色物质,溶液变成蓝色。但实际实验操作中常常会看到铜表面上有黑色物质出现,而溶液也没有变成蓝色。笔者查阅资料发现出现这个现象可能的原因。铜与硝酸银容易反应的产物是:硝酸铜和金属单质银。但是单质银的细小颗粒很快被光催化而生成氧化银,氧化银是黑色的。为了减少黑色物质的出现,可以采用的方法是:1. 避光环境,装入暗箱或者黑塑料覆盖;2. 反应期间避免晃动,减少与氧气的接触。通过几次实验发现,把铜丝放入到硝酸银溶液中后,放在试管架上不要动,要耐心等上一段时间,可先进行方程式原理的书写,先预测实验现象,再去观察,发现铜丝表面出现了大量的银白色针状物质出现,现象非常明显,溶液也会变成蓝色,蓝色可能比较淡些,但可以观察到,应该说这样的操作实验是比较成功的。若把铜丝放入硝酸银溶液中后马上展示给学生,时间太短,且反应期间有晃动,就会出现黑色物质,容易造成实验失败。
(二) 铁和硫酸铜溶液的反应
铁和硫酸铜溶液反应,从理论分析看到的现象是铁丝表面出现红色物质。但按照教材用铁丝做实验实际看到的是铁丝表面出现的是黑色物质,很难看到红色物质。于是我尝试换用圆珠笔中的弹簧,效果比实验室拿来的细铁丝效果好些,但是效果也不明显。然后想到是否能增大铁的面积,换用铁片,于是换用生活中常用的小刀刀片,这样也可以使实验更生活化,将铁片浸在硫酸铜中马上取出就可以看到刀片表面变成明显的红色,效果十分显著。
(三) 酚酞试液的指示实验
酚酞试液滴到碱性溶液中会变成红色,滴到酸性或中性溶液中不变色。但有次把酚酞滴到水中却变浑浊了,重新试了几次还是如此,产生疑惑,为什么会出现这个现象?酚酞试液的配置是酚酞粉末溶解在酒精中得到的,酚酞试液易溶于酒精,不易溶于水。所以若酚酞浓度太大,当把酚酞试液滴到水中时,酚酞量比较大不能溶于水,就有酚酞析出,出现白色浑浊。因此,只要重新配置一瓶比较稀的酚酞溶液就能解决这个问题。
(四) 光的直线传播实验
光在空气、水中、玻璃中传播的实验中,把光射在空气和水中时是看不到实验现象的,因为光传播的过程中没有光进入眼睛,于是需要在其中加入一些颗粒物的介质,才能有光反射进入眼睛看到光路。通过多次实验尝试,我选择用大试管,将点燃的线香伸入试管中停留几秒即可取出(不可停留时间太长,否则烟雾太浓,看不到现象),再将激光从试管口垂直射入,现象非常明显。而水中只要加入几滴牛奶,切不可加多,将激光从水面上方射入,避免烧杯壁对光的干扰。本节课的一个实验难点是光在同一种不均匀物体中传播会发生偏折的实验,尝试过用海波溶液和硫酸铜溶液加到水中制造不均匀现象,但是没有出现光偏折现象,可能是溶液混合速度太快。接着查阅资料尝试在水中溶解大量蔗糖,配成过饱和的蔗糖溶液,底部剩有大量蔗糖,用激光照射到水和蔗糖的分界线,现象非常不明显。最后经过尝试,将蔗糖和水先配置成质量为3∶2的浓溶液,加几滴牛奶,再准备一杯加有几滴牛奶的水,通过漏斗将蔗糖浓溶液加入到水中,蔗糖溶液会沉在底部,形成不均匀的蔗糖溶液,将激光从水面上斜射入水中,会明显看到光射到蔗糖和水的分界面上出现偏折,可见性很高,并且30分钟内不会明显扩散。接着用玻璃棒搅拌溶液,形成均匀溶液,再用激光照射,会看到光又沿直线传播。这样的实验设计可以充分说明光在同一种均匀物体中是沿直线传播的。
(五) 课堂演示实验中的疑难问题
氧化铜溶液和盐酸溶液反应理应溶液变成蓝色,但是实际为绿色,尝试多次,改变溶液难度,改变反应时间,仍然不能解决这个问题,可能是反应产生了络合物。但是出现这样的实验现象该如何进行解释,是否有必要解释?澄清石灰水和氯化铁、氯化铜、碳酸钠反应都不会出现预期的实验现象,由于氢氧化钙的溶解性很低,即使飽和的澄清石灰水浓度也很低,所以不会出现沉淀,这个实验一直不知如何改进和处理。像这些实验现象和理论不符的实验,暂时又没有找到解决方法的,是否需要避开演示实验,用理论分析更好,还是尊重实验事实,寻找其中的原因进行解释?
以上只是我在实际课堂教学中遇到的疑惑,在我自己的思考以及其他教师的指导谈论下,对一些课堂演示实验做了一些改进,但仍然存在一些未能解决的问题。还需要在今后的教学中继续不断地探索。在课堂教学中,实验教学是任何其他手段所不能替代的,它是教学的重要组成部分,是加强基础知识教学不可缺少的环节,它在形成和发展学生能力的过程中,有着不可估量的作用,如何使实验教学更好地发挥其提高教学质量,培养创造人才的作用是当前教学改革的重要课题之一。不要因为教材上要求做一实验而做一实验,而要思考怎样设计这一实验,通过这一实验达到怎样的目标,精心设计细节,发挥实验的有效性。个人的智慧毕竟是有限的,要发挥出课堂实验的成效,结合自身进行优化教学,同时鼓励开发实验器材,资源共享,合众人之长提高实验的成效。
参考文献:
[1] 朱清时.科学教学参考书[M].浙江教育出版社,2013.
[2] 朱清时.义务教育教科书科学[M].浙江教育出版社,2014.
[3] 张天宝.新课程与课堂教学改革[M].人民教育出版社,2003,6.
[4] 刘锋.对物理教学中科学探究的一些认识[M].物理通报,2005,3.
[5] 周宁怀,吴连斌.微型实验与化学创新教育[M].广西师范大学学报自然科学,2002,1.
[6] 王海燕.新课程的理念与创新[M].北京师范大学出版社,2001.
[7] 宋乐勋.说课与新课改[M].陕西人民教育出版社.
作者简介:蒋一铭,浙江省临海市上盘中学。