時間：2022-03-08 06:20:05
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驗證性實驗強調(diào)證明科學(xué)事實、概念、理論的活動，通過完整的實驗框架和實驗過程的完成，重新驗證實驗結(jié)果是否達(dá)到原理所描述，目的重在使學(xué)生理解和掌握這個實驗，以達(dá)到熟悉生物相關(guān)原理的目的。一般常規(guī)是通過介紹相關(guān)原理，回顧重要的概念，再介紹實驗步驟分析實驗結(jié)果，提出注意事項，或針對學(xué)生普遍容易出現(xiàn)錯誤的實驗操作進行示范，最后引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)結(jié)論驗證。
驗證性虛擬實驗教學(xué)過程
(1)驗證性虛擬實驗網(wǎng)頁組成驗證性虛擬生物化學(xué)實驗室的網(wǎng)頁頁面由圖1所示。(2)實驗例證基因體外擴增技術(shù)(PCR實驗)①原理:先圖示或動畫PCR原理、過程和應(yīng)用，并解釋相關(guān)概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②樣品、材料準(zhǔn)備:包括相關(guān)試劑、PCR儀、手套、無菌操作臺、槍、槍頭等，并配上相關(guān)圖片。③PCR擴增:包含PCR過程、結(jié)果，用動畫和圖片，充分讓學(xué)生了解其原理和過程。④PCR結(jié)果檢測:對出現(xiàn)的結(jié)果分別進行分析。有單一條帶是表明PCR是特異性擴增，無條帶可能是什么原因，條帶不單一可能是什么原因，每一結(jié)果都用不同的圖片來顯示給實驗者，讓學(xué)生在虛擬情況下就能分析實驗結(jié)果。用虛擬PCR儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器來進行數(shù)據(jù)處理，觀察和分析實驗結(jié)果，結(jié)合實驗圖片或動畫將每個步驟的過程展現(xiàn)給實驗者，把每個步驟中容易出錯的部分給標(biāo)記出來，并對實驗的不同結(jié)果進行分析，這樣能有效地幫助學(xué)生理解問題并對錯誤操作有感性認(rèn)識。
綜合性虛擬實驗教學(xué)組成
虛擬實驗室也可增加綜合性實驗。在虛擬實驗室中，嘗試用已有的報道的研究資料作為綜合實驗的來源。將生物實驗研究的學(xué)習(xí)置于探究的背景下，將綜合性實驗已有報道看成“問題是什么”，“用何種實驗?zāi)芑卮疬@個問題”，“如何設(shè)計實驗進行驗證”，也就是“What?How?Why?”從而重視在探究過程中獲得綜合素質(zhì)的提高，使科學(xué)知識能在不斷的設(shè)問中得到升華。(1)綜合性虛擬實驗網(wǎng)頁組成本實驗室所作的綜合性實驗網(wǎng)頁如圖2所示。其中研究文獻包括本實驗的研究報告及相關(guān)文獻。綜合性實驗還可通過讓學(xué)生自由選題，設(shè)定實驗方案后，利用虛擬儀器進行實驗，并作出結(jié)果預(yù)測，從而來提高學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力。(2)實驗例證研究干旱對植物抗氧化酶的影響［6］。①寫出本實驗的研究背景，研究目的。首先闡明植物受不良外因影響后，會出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。研究干旱地方植物抗旱生理生化狀況，對干旱地方植被恢復(fù)奠定良好的理論基礎(chǔ)。開展植物抗旱的生理抗(耐)性機理能為植物物種栽培提供依據(jù)。②列出實驗的假設(shè)，并據(jù)此設(shè)計實驗過程。植物在不良環(huán)境，會出現(xiàn)相應(yīng)生理生化變化，測定相應(yīng)氣體交換參數(shù)，測定相關(guān)的抗氧化酶的活性變化。各種抗氧化酶在生物體中的作用，并分別寫出相關(guān)酶的測定方法。③結(jié)果分析。對不同狀態(tài)下的結(jié)果進行分析。④后續(xù)實驗的進一步完善。對實驗證明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，運用多種實驗方法加以改進研究。本實驗則可以在測定生理生化變化后，進一步進行基因表達(dá)的研究，檢測不同條件下基因表達(dá)的變化。再將相關(guān)的文獻附上［7－9］，即可讓學(xué)生明白研究具體課題的一個基本步驟，為其今后的科研打下良好的實驗基礎(chǔ)。本實驗室的綜合性實驗包括植物的抗氧化酶研究、內(nèi)生菌的抗菌物質(zhì)提取、多糖的抗腫瘤研究等8個實驗。這些實驗，通過選取不同的實驗材料，采用不同的實驗方法，讓學(xué)生對科學(xué)研究的過程有一個深入的了解，能彌補簡單的獨立實驗不足，對學(xué)生今后的更進一步的深造打下堅實基礎(chǔ)，效果顯著。學(xué)生普遍反映對其生物化學(xué)知識有了深入的了解，并對科研論文有了基本認(rèn)識，提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的實驗設(shè)計能力與實際動手能力。
虛擬實驗視頻
實驗視頻是通過現(xiàn)場錄制，展示實驗所需儀器、操作過程、實驗要點。通過視頻，教師進行詳細(xì)講解并作出示范，可給學(xué)生直觀認(rèn)識，并在視頻中詳細(xì)指出實驗過程中易錯之處，對出現(xiàn)的不同結(jié)果進行分析實驗。大型精密儀器也可以在虛擬實驗室中全面展現(xiàn)，諸如基因測序儀、細(xì)胞流式儀、核磁共振等。學(xué)生還可掌握生物醫(yī)學(xué)中前沿實驗技術(shù)如酵母雙雜交技術(shù)和蛋白質(zhì)雙向電泳。通過虛擬的過程了解其原理、操作條件、操作過程，在無消耗的情況下可節(jié)省資源、節(jié)約時間、節(jié)省場地，并可加深實驗認(rèn)識，開拓視野，增強學(xué)生的動手能力。
物理探究性實驗教學(xué)的開設(shè)，激勵了學(xué)生的個性和已有經(jīng)驗得到充分的發(fā)揮，改變了過去由教師包攬教學(xué)的局面，給了學(xué)生更多的思考、探索、實踐的時間和空間。訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會合作探究的能力，體現(xiàn)和提高學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想和研究方法，提高了學(xué)生的建模能力，展示了學(xué)生的研究思路和才能，延伸了學(xué)生的學(xué)力。使學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神和可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì)都有較大的提高。
[關(guān)鍵詞]：
質(zhì)疑探究能力、合作交流、學(xué)會研究、可操作性
課題背景
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，對物理教學(xué)來說其重要方面之一是實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，因為通過實驗可以更有效地讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)展和知識形成的思想和方法。通過聯(lián)系實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神、可持續(xù)發(fā)展和適應(yīng)將來社會的生存能力?！岸谡n改”總體要求，就是要確立在學(xué)習(xí)中以“學(xué)生為主體”的地位，關(guān)注學(xué)生已有經(jīng)驗、興趣愛好和個性特長。實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀為一體的教學(xué)目標(biāo)。
著名物理學(xué)家楊振寧說：“我在中國學(xué)的方法是演繹法，我發(fā)現(xiàn)這完全不是費米、泰勒等人的研究方法，他們是從實際實驗的結(jié)果中歸納出原理，是歸納法。我很幸運這兩種研究方法的好處都吸收了，這對我的研究工作有很大的影響?！边@段話表明實驗作為一種研究科學(xué)方法，對人的培養(yǎng)有著一種特別的作用。
探究性實驗是努力改變學(xué)生“接受學(xué)習(xí)”的傳統(tǒng)方式，建立一種讓學(xué)生“主動參與、樂于探究、交流合作”的學(xué)習(xí)方式。配合“二期課改”中的拓展性課程和研究性課程，使之相輔相成。通過探究實驗，有效地促使學(xué)生關(guān)注和聯(lián)系實際問題，體驗科學(xué)發(fā)展和知識形成的思想和方法，掌握知識的本意和正確的結(jié)論。使學(xué)生的意志、毅力、情感、價值觀以及與他人的合作交流精神有所提高。也促進了學(xué)生在理論學(xué)習(xí)方面的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生的總體學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平。
一、探究性實驗在教學(xué)中的作用
普通實驗是在已有的規(guī)范程式下由教師指導(dǎo)、幫助完成的，主要為解決學(xué)生的基本知識、基本方法、基本技巧，要求學(xué)生達(dá)到會做規(guī)定實驗的基本目標(biāo)，但缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的功能。為促使學(xué)生在新材料、新情境、新問題面前勇敢地質(zhì)疑，提出問題。改變學(xué)生傳統(tǒng)的“接受學(xué)習(xí)”方式，建立一種讓學(xué)生“主動參與、樂于研究、交流合作”的學(xué)習(xí)方式。探究性實驗教學(xué)的開展，能在已有的基礎(chǔ)上有效地激勵學(xué)生的個性和已有經(jīng)驗得到充分的發(fā)揮，改變過去由教師包攬教學(xué)的局面，給學(xué)生以更多的思考、探索、實踐的時間和空間，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會獨立和合作探究的能力。不但要能做引入性實驗、驗證性實驗，還要能做探索性實驗，不但要能做實驗、巧做實驗，還要能根據(jù)學(xué)習(xí)和社會生活中的碰到的事例提出問題、選擇課題、設(shè)計實驗，探究事物的運動規(guī)律。通過探究性實驗的學(xué)習(xí)和研究，可幫助學(xué)生擺脫傳統(tǒng)教學(xué)思想的束縛，鼓勵學(xué)生的獨立意識和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)思想和研究方法，提高建模能力，提高學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀，延伸學(xué)力，展示學(xué)生的研究思路和才能。使學(xué)生的動手實踐能力、學(xué)習(xí)理論的內(nèi)部需要、學(xué)習(xí)水平等綜合素質(zhì)有較大提高。
二、探究性實驗應(yīng)注意的原則
1、探究性實驗課題的選擇，有較強的開放性、實踐性、探究性，所以要注意不同學(xué)生的學(xué)習(xí)群體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異、學(xué)生的基礎(chǔ)水平，做到有所區(qū)別、有所側(cè)重、有的放矢。既要體現(xiàn)學(xué)生的自主性，也要結(jié)合教師的指導(dǎo)、參謀服務(wù)作用，創(chuàng)設(shè)師生平等、互相尊重、合作交流的教學(xué)氛圍。從學(xué)習(xí)、社會生活生產(chǎn)中選擇具有實際意義的事例作為課題，但并不是每一項知識都適合學(xué)生用探究方法來實驗的，應(yīng)根據(jù)具體情況，作合理的選擇，使課題有較強的科學(xué)性和可行性，突出知識本身的特點，安排探究方向和重點，由易到難，逐步提高。使學(xué)生從中既能學(xué)到探究的思想方法，實踐操作的本領(lǐng)，又能通過質(zhì)疑、反思、實踐操作，交流、討論、歸納、修正數(shù)據(jù)獲得成果，得到成功的愉悅。
2、任何實驗必須根據(jù)確切的物理原理，如天平就是根據(jù)力矩平衡的原理設(shè)計制作的，這些實驗原理可以是物理定理、定律或規(guī)律。探究實驗是在學(xué)生學(xué)習(xí)了一定的基本概念、定理、規(guī)律，掌握了一定的儀器使用方法，控制變量的實驗方法等基礎(chǔ)上進行的，所以，設(shè)計和進行一個實驗，必須有清晰的物理原理。這也是一個對學(xué)生所學(xué)知識的梳理、選擇、整合的過程。
3、由于探究性實驗中涉及較多的儀器器材的應(yīng)用，有些還需學(xué)生自己動手制作相應(yīng)的實驗構(gòu)件，所以要注意幾個設(shè)計原則。
(1)科學(xué)性，科學(xué)的方案必須有科學(xué)的理論依據(jù)和正確的表達(dá)方式。
(2)安全性，方案設(shè)計時必須考慮安全、可靠，不會對人和儀器、器材造成傷害或損害。學(xué)生由于生活實踐經(jīng)驗不足，有時考慮會欠妥，所以，教師在安全方面必須予以指導(dǎo)、提醒和把關(guān)。
(3)可操作性，方案的設(shè)計應(yīng)便于操作、觀察、數(shù)據(jù)測定、數(shù)據(jù)處理，以便得出正確的科學(xué)的結(jié)果。
(4)精確性，所使用的儀器應(yīng)選擇相應(yīng)的精密度，操作人員應(yīng)把握正確的觀察測量方法，如在測時、測距要能讀取正確的數(shù)據(jù)。盡可能選擇誤差小的方案，并在實驗具體實施前應(yīng)對方案進行評估，使實驗誤差控制在允許的范圍內(nèi)。
三、探究性實驗的教學(xué)過程
1、問題的提出
物理研究始于問題，問題的提出對物理研究意義重大。物理學(xué)家海森堡說：“提出正確的問題，等于解決了問題的一半”。從這個意義上講，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的“問題意識”，鼓勵學(xué)生提出問題，使學(xué)生在新材料、新情境、新問題面前勇敢質(zhì)疑，這樣學(xué)生就不再是消極的接受者，而是積極的探索者。在學(xué)生提出的問題中，可以選擇探究性學(xué)習(xí)的課題，同時，作為指導(dǎo)性學(xué)習(xí)，教師可提出問題讓學(xué)生討論，從中選擇課題方向或內(nèi)容。實踐中，學(xué)生提出的問題和方案很多，如：測彈簧玩具手槍子彈出口速度；測彈簧玩具手槍槍機彈簧的勁度系數(shù)；自行車行駛中所受阻力和風(fēng)阻對自行車的影響；家用電器實際功率的測定；不用卷尺測樓房高度；太陽輻射功率等等。
2、方案的確定
問題提出后，要進行選擇評估，由于各人思路不同，同一問題會提出多個方案，有的方案在科學(xué)性方面，即理論上是成立的，但在探究性實驗中，實際操作上不可行的，有的方案在科學(xué)性方面存在明顯的缺陷，是不可行的，對于這類問題，我們不能簡單地否定，而要給予適當(dāng)?shù)慕忉尅⒁龑?dǎo)，否則會影響學(xué)生的積極性。經(jīng)過大家的合作交流探討，確定方案后，就要制定計劃，安排各人分工負(fù)職，準(zhǔn)備測量器具，制作相關(guān)實驗構(gòu)件，記錄實驗數(shù)據(jù)，撰寫探究實驗報告等工作。
3、方案的實施
如：測彈簧玩具手槍子彈出口速度實驗。
A根據(jù)豎直上拋運動規(guī)律，只要測出彈丸上升到最高點所用時間t，據(jù)v=gt，就可測出彈丸的出口速度。該方案理論上成立，但在實驗中發(fā)現(xiàn)彈丸處于動態(tài)中，從出口到最高點的時間t測不準(zhǔn)。于是改為測彈丸經(jīng)最高點返回原出發(fā)點的時間，然后忽略空氣阻力，據(jù)運動的對稱性，得運動時間t，計算出速度。實際上這是同一類問題，都是測運動時間t時不能正確測定，不能得到正確結(jié)果。于是有學(xué)生提出，在槍口同一水平面上置一紙板，中間開一小孔，讓彈丸從小孔射出，彈丸返回時擊中紙板，聽到響聲立刻停表，這方法很好，解決了返回時刻不可測難題。但馬上又發(fā)現(xiàn)新問題，聽到響聲立刻停表，這里還存在一個人的反應(yīng)時間，即使用千分之一秒表替換百分之一秒表，也不能解決這難點。顯然實測時間大于實際運動時間，實驗誤差太大，結(jié)果不理想。
B根據(jù)平拋運動規(guī)律，利用平拋運動中物體的水平方向位移和豎直方向位移的等時性，摒棄了運動的時間量，只要測出落點高度和水平位移即可計算出彈丸的出口速度。用公式：h=?.at2.s=vt,即可計算出v=s/t。我指出了方案的可行性，并為提高實驗精度，提醒應(yīng)注意的幾個問題：1）用水平儀校正彈丸出口速度的水平方向。2）適當(dāng)增加槍口離地高度，以增加運動時間，減少誤差。學(xué)生們理解了實驗中注意的要領(lǐng)，操作時互相探討改進，提高了實驗的精確度。對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析時，學(xué)生考慮的相當(dāng)全面。由于空氣阻力的影響，水平位移的實測值會小于理論值；彈丸運動的時間將大于理論值。據(jù)對公式v=s/t的分析，可知測量結(jié)果計算得到的值將小于彈丸的實際出口速度。又考慮到玩具手槍彈丸的運動速度不大，空氣阻力對它的影響較小，故只對計算結(jié)果略作修正。經(jīng)多次實驗測定，取其平均值。最后學(xué)生得到了較為精確可信的玩具手槍子彈的出口速度。
這個探究性實驗的結(jié)果較為理想，在此基礎(chǔ)上我們又有意識地進行了問題的拓展，既然我們得到了子彈的出口速度，那么，相應(yīng)地我們可以求得子彈出口時的初動能；根據(jù)動能定理，又求得了槍機彈簧對彈丸做功的值以及槍機彈簧被壓縮時具有的彈性勢能；進一步，我們又測出槍機彈簧被壓縮時的形變量X，據(jù)W=?KX2，又測出了槍機彈簧的勁度系數(shù)K。通過對實驗中出現(xiàn)的問題，再一步步予以解決的過程，使學(xué)生了解到科學(xué)探究的過程中會碰到許多困難，不會象純理論學(xué)習(xí)中那么簡單，每一步都要經(jīng)過艱苦的探索。
學(xué)生掌握的知識有感性具體階段、理性抽象階段和理性具體階段，這三個階段反映了三個不同的認(rèn)知水平，它們既有區(qū)別，又有聯(lián)系，并且呈遞進關(guān)系。它引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的整合和重組。而從認(rèn)同到重組，從接受到探究，是學(xué)習(xí)心理質(zhì)的飛躍，這種飛躍不是自然形成的，而是由外部的激勵和內(nèi)部需要的知識量的積累，而導(dǎo)致的質(zhì)的變化。探究的過程，反映了學(xué)生由認(rèn)同思維向創(chuàng)新思維發(fā)展的過程。探究性實驗教學(xué)的目的，正是有意識地促進這一演變的進程。
我們又做了其它幾個探究性實驗，如測定自行車行駛時所受的阻力與車速的關(guān)系。車所受的阻力，包括輪子與路面間的阻力，自行車內(nèi)部的機械摩擦阻力，相對于車速的空氣阻力等，學(xué)生應(yīng)用控制變量法，在路況、車子內(nèi)部機械摩擦一定的情況下，空氣阻力就較容易測出。對不同風(fēng)速下的空氣阻力的進行分析、處理，我們就可以得到風(fēng)阻影響的關(guān)系及其圖線。通過這些探索，學(xué)生們逐步掌握了科學(xué)實驗的一般思想方法和技術(shù)方法。
四、探究性實驗教學(xué)的評價
1、物理探究性實驗的開設(shè)，加深了學(xué)生對物理概念和物理規(guī)律的理解。物理知識來源于實踐，特別是科學(xué)實驗的實踐，通過創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)或?qū)W科研究的情境，使之與前人探索物理知識或規(guī)律的過程有許多相似之處，讓學(xué)生在實驗中發(fā)掘已有經(jīng)驗，運用已學(xué)知識，感悟和體會研究物理的思想和方法。通過問題的提出、方案的選擇，培養(yǎng)了學(xué)生的擴散思維，通過方案的評估、確定，又培養(yǎng)了學(xué)生的聚斂思維。這整個討論、交流、實驗的過程，也正是學(xué)生對所學(xué)物理知識、物理規(guī)律的梳理、整合、重組的過程，通過探究實驗，也使部分學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的缺陷和不足，開始努力予以改進
2、探究性實驗教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和研究問題的探究能力，動手操作的實踐能力。通過問題的提出、方案的選擇、設(shè)計，儀器設(shè)備的選擇操作，實驗需用構(gòu)件的動手制作，數(shù)據(jù)的收集處理，歸納推理等系列訓(xùn)練，使學(xué)生的個性、興趣愛好和已有經(jīng)驗得到充分的發(fā)揮，觀察能力、實踐操作能力得到提高。建模能力和空間想象能力的提高，使學(xué)生能對不同設(shè)計方案進行可行性評估，舍去不科學(xué)的或雖理論上成立但實踐操作上不可行或不精確的方案，這種靈活的思維方式，使學(xué)生跳出了死讀書的怪圈。也為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新精神、實踐能力和可持續(xù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
3、探究性實驗促成了學(xué)生的解題能力。學(xué)生學(xué)習(xí)物理，做練習(xí)題是不可缺少的重要一環(huán)，是幫助學(xué)生理解鞏固物理知識的重要手段之一。有些學(xué)生往往有這種感覺，聽教師講解時懂了，自己解題時卻又不行了。特別使碰到與實際聯(lián)系密切的問題更是無從下手。究其原因，就是學(xué)生對自然現(xiàn)象和生活中的物理現(xiàn)象疏于觀察，缺少聯(lián)想，不會靈活運用已有知識。通過探究性實驗的設(shè)計、操作，能引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識與實際現(xiàn)象聯(lián)系起來，建立起清晰的物理模型和物理情境，提高分析問題的空間想象能力，有利于克服片面性，拓展解題思路。比照探究性實驗開展前后，學(xué)生的解題思路和能力有了相當(dāng)大的提高。
根據(jù)新的《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（試用稿），要求學(xué)生能獨立根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計正確的實驗方案，科學(xué)地完成較復(fù)雜的實驗任務(wù)。物理探究性實驗的開設(shè)，給學(xué)生提供了相應(yīng)的時間、空間和環(huán)境，學(xué)生在教師的指導(dǎo)幫助下，通過自主設(shè)想、合作交流，實驗探究的學(xué)習(xí)方式，在實踐過程中逐漸學(xué)會收集、處理和運用信息，合作交流選擇方案，自己動手制作和操作實驗器材，分析歸納得出正確結(jié)論，使理論和實踐有機地結(jié)合起來。通過這樣的訓(xùn)練，為學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神和可持續(xù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)、以及將來面對社會的生存能力打下了良好的基礎(chǔ)，探究性實驗教學(xué)，對于實現(xiàn)“二期課改”的教學(xué)目標(biāo)，也是一個有效的措施。
[主要參考文獻]：
1、《教學(xué)科學(xué)研究方法基礎(chǔ)》上海教育出版社，1998年版。
2、《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（試用稿），上海教育出版社，2004年10月版。
背景資料：影響種子萌發(fā)的非生物因素可能涉及光、水、溫度、空氣、土壤等，你能否通過實驗找出哪個是種子萌發(fā)的必要條件？提供的實驗器材：大豆種子、水、培養(yǎng)皿、紗布等。要求：請根據(jù)提供的實驗材料，針對一個因素，提出一個可重復(fù)操作的問題，設(shè)計一組對照實驗，完成工作單并進行實驗。1.提出問題：%%%%%%%%%提出假設(shè)：%%%%%%%%%2.設(shè)計探究方案：寫出實驗設(shè)計方案或?qū)嶒灢襟E（可以用文字表述，也可以畫圖或設(shè)計表格）3.收集和展示數(shù)據(jù)（設(shè)計觀察記錄用的表格，記錄實驗現(xiàn)象）4.完成實驗5.分析和解釋結(jié)果6.你的實驗結(jié)果是否與假設(shè)相一致，如果不一致，請分析原因。你對該實驗有哪些改進？
二、評價方法
科學(xué)探究能力的主要能力結(jié)構(gòu)是科學(xué)知識的掌握、科學(xué)方法的應(yīng)用、表達(dá)和交流三個方面，科學(xué)探究每個維度都可以從這三個指標(biāo)進行評價，從而形成科學(xué)探究能力的評價體系。1.科學(xué)知識的掌握評價標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實驗材料，設(shè)計出簡單、合理、易操作的實驗裝置，實驗過程符合科學(xué)邏輯。分值3：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實驗材料，設(shè)計出合理可行的實驗裝置，實驗過程符合科學(xué)邏輯。分值1：實驗材料選擇不恰當(dāng)，實驗裝置設(shè)計不合理，實驗過程缺乏基本科學(xué)邏輯。2.科學(xué)方法的應(yīng)用評價標(biāo)準(zhǔn)分值5：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，實驗裝置應(yīng)考慮適宜的萌發(fā)條件，科學(xué)合理設(shè)置對照實驗，考慮相同環(huán)境因素，保證某一外界因素這一單一變量，有明確可信的數(shù)據(jù)記錄。分值3：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，科學(xué)合理設(shè)置對照實驗，保證某一外界因素單一變量。分值1：未考慮實驗的變量控制，設(shè)計的實驗方案與檢驗假說沒有邏輯上的關(guān)系。3.表達(dá)與交流評價標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠簡明有條理地敘述探究方案，實驗裝置描述清晰易懂，易被他人重復(fù)。分值3：能詳細(xì)敘述出探究方案，基本能被他人理解和重復(fù)。分值1：探究方案的表述不完成，邏輯混亂，不可重復(fù)。
案例1：
（1）先在2個紙杯上分別標(biāo)上“A”和“B”。
（2）分別在A杯和B杯內(nèi)放入250g土。
（3）再在A杯和B杯內(nèi)分別放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆種子。
4）在A杯內(nèi)每天澆水，B杯不澆水。
（5）仔細(xì)觀察一周并記錄種子萌況。評價：科學(xué)知識的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用5分；表達(dá)與交流5分。
案例2：
（1）取兩個燒杯，都放入相等泥土。
（2）分別放入10粒種子，每天澆等量的水。
（3）一個放于溫暖陽光下，另一個同樣放于陽光下，但不讓它照到光。
（4）連續(xù)觀察一周，每天記錄萌發(fā)數(shù)量。待修改問題：
（1）燒杯未標(biāo)記。
（2）表達(dá)可再詳細(xì)、具體些。評價：科學(xué)知識的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用3分；表達(dá)與交流3分。
案例3：在土壤里均勻播種種子和水，在溫度37度時會不會發(fā)芽。多試幾次，每次不同濕度溫度。待修改問題：
（1）未用標(biāo)記。
（2）沒有設(shè)置對照實驗，沒有控制實驗變量，變量不唯一。
（3）表達(dá)沒有條理不清楚，沒有可操作性。評價：科學(xué)知識的掌握1分；科學(xué)方法的應(yīng)用1分；表達(dá)與交流1分。
三、結(jié)果與思考
通過對162份工作單的評價，發(fā)現(xiàn)七年級學(xué)生在設(shè)計探究方案中存在以下問題：
1.器材的選擇：學(xué)生在沒有選擇探究溫度因素的情況下選用冰箱放置實驗組。
2.大豆數(shù)量：三分之一的學(xué)生選擇每組5粒以下的大豆種子進行實驗。
3.實驗組和對照組的編號：只有少數(shù)同學(xué)給培養(yǎng)皿或燒杯貼標(biāo)簽編號。
4.單一變量的控制:
（1）探究光：陽光下和陰暗處有溫差，出現(xiàn)光和溫度兩個變量。
（2）探究溫度：冰箱里無光，與室溫下做對照，出現(xiàn)溫度和光兩個變量。
5.實驗裝置的合理性和可操作性：用玻璃罩密閉如何抽除空氣，密閉后的容器如何保證水分供應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】中學(xué)化學(xué)；實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，而化學(xué)實驗則是化學(xué)學(xué)科的靈魂，化學(xué)實驗不僅是學(xué)生獲取直觀信息、認(rèn)識化學(xué)世界的窗口，而且是幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識、提高各種能力的重要途徑，化學(xué)實驗以其獨特的優(yōu)勢，在學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上發(fā)揮著重要的作用。
1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維
實驗設(shè)計通過學(xué)生自己思考、設(shè)計，既可以培養(yǎng)學(xué)生動手動腦解決問題的能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。在組織學(xué)生開展實驗設(shè)計時，要引導(dǎo)學(xué)生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品及儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關(guān)資料，以開闊學(xué)生的視野，拓展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。同時，提出一些能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問題，然后讓學(xué)生獨立進行實驗操作，盡量給學(xué)生一些動手的機會，讓學(xué)生在手腦并用的活動中迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。
學(xué)生在設(shè)計實驗時，大腦中必須運用與這個實驗有關(guān)的全部舊知識，并考慮使用哪些儀器，如何裝配？采用哪些藥品，怎樣操作？以及會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？能說明什么問題等。例如，在一次證明氫氧化鈉和二氧化碳確實發(fā)生了反應(yīng)的實驗設(shè)計中，根據(jù)學(xué)生提出的多個方案，讓大家進行討論、比較，激起學(xué)生設(shè)計實驗更大的熱情。又如要求學(xué)生利用氫氣還原氧化銅生成水的反應(yīng)來設(shè)計一個實驗，以測定水分子的組成。學(xué)生利用已學(xué)過的氫氣實驗室制法來設(shè)計二氧化碳的實驗室制法，設(shè)計好后立即付諸實驗，并一舉成功。
通過以上學(xué)生自己思考設(shè)計的實驗，不僅鞏固強化了學(xué)生的基礎(chǔ)知識，還有效拓展了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
2.挖掘探究性實驗，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新精神
探究性實驗是先做實驗，通過觀察、記錄、分析、討論，去粗取精，去偽存真，了解事物的本質(zhì)及變化的根源，把感性的認(rèn)識上升到理性。它是在“問題——實驗——科學(xué)抽象——結(jié)論——應(yīng)用”這樣一個過程中體現(xiàn)的。能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)興趣，長期訓(xùn)練，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，更重要的是幫助學(xué)生建立創(chuàng)新思路、創(chuàng)新觀念，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新精神。
如有關(guān)硫酸根離子的檢驗，教材中說的是：先加入氯化鋇，有白色沉淀，再滴入稀硝酸，白色沉淀不溶解，則說明原溶液中有硫酸根離子。此實驗只是驗證這種方法能檢驗硫酸根離子，效果并不太好。在教學(xué)中，我先讓學(xué)生看書，初步總結(jié)硫酸根離子的檢驗方法，然后分別在硫酸和硝酸銀溶液中滴入氯化鋇溶液，再加硝酸，白色沉淀同樣不消失，硝酸銀溶液并不存在硫酸根離子。這時，學(xué)生必然疑問頓生：為什么教材中方法不行？進而講解硫酸根離子的檢驗方法。最簡單的辦法是先加鹽酸，如果沒有氣體、沉淀生成，然后再加入氯化鋇溶液有沉淀生成，則原溶液中有硫酸根離子。
這種通過推理概括來獲得結(jié)論的探索性實驗，活躍了學(xué)生的思維，激發(fā)了學(xué)生主動積極探索的熱情，增強了自信，激活了創(chuàng)新能力，其創(chuàng)新精神得到了升化。
3.加強實驗的改進，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師必須以自己的創(chuàng)造性勞動去影響學(xué)生，為學(xué)生起表率作用，讓學(xué)生對一些演示實驗、實驗裝置、操作也作合理的改革，從而促進學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
首先，教師可以在實驗教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對一些儀器進行改進或利用身邊的物品來代替或自制實驗器具。例如利用礦泉水瓶剪成條后折成槽形當(dāng)成藥匙，其使用性能明顯比紙槽好；在做驗證氫氣的密度比空氣的密度小的實驗時，要配制適用的肥皂水比較難控制，我就和學(xué)生一起使用洗潔精或洗發(fā)水來做實驗，很容易吹出氣泡；在做點燃不純的氫氣會發(fā)生爆炸的實驗時，我直接利用裝茶飲料的紙盒來做實驗，先剪掉下面一部分，讓它下端開口，然后收集氫氣，接著在飲料口處點燃即可，此實驗效果非常好；還有，在做驗證二氧化碳?xì)怏w的密度比空氣的密度小的實驗時，我直接用包裝茶葉用的那種塑料密封袋代替紙袋來做實驗，非常方便。
試驗現(xiàn)象及試件破壞形態(tài)分析
1直接拔出試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
加載初期，鋼筋應(yīng)變和加載端鋼筋滑移量均勻增長，自由端無滑移。荷載繼續(xù)增加，裂縫在加載端出現(xiàn)且迅速向自由端擴展，自由端鋼筋開始產(chǎn)生滑移，但其滑移增長速度比加載端慢，鋼筋應(yīng)變快速增大。當(dāng)接近破壞荷載時，加載端和自由端鋼筋滑移增長速度均較大;鋼筋應(yīng)變急速增大，甚至加載端鋼筋應(yīng)變超出測試范圍。試件最終發(fā)生兩種黏結(jié)破壞形式(圖5):1)試件C的黏結(jié)破壞形式為鋼筋拔出破壞(破壞時荷載開始緩慢減小，自由端和加載端滑移量急速增長);2)其余試件黏結(jié)破壞形式為混凝土劈裂破壞(破壞時混凝土出現(xiàn)裂縫且裂縫迅速發(fā)展，荷載急劇減小，混凝土喪失對鋼筋的環(huán)向約束作用)。
2梁式試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
加載初期，跨中撓度隨荷載增加而緩慢增大，加載端鋼筋出現(xiàn)滑移而自由端鋼筋無滑移。荷載增加至(0.2～0.3)Pu(Pu為破壞荷載)時，梁底面開始出現(xiàn)微小的橫向裂縫，逐漸從底面向上發(fā)展，梁底面出現(xiàn)少量的混凝土剝落。荷載增加至(0.4～0.5)Pu時，自由端鋼筋開始出現(xiàn)滑移，梁底中部出現(xiàn)1條較為明顯的縱向裂縫。隨著荷載增大，縱向裂縫開始分叉并與橫向裂縫貫通。當(dāng)荷載達(dá)到Pu時，底面縱向裂縫急劇增寬，周圍出現(xiàn)大量的分支裂縫，加載端在測試筋上表面，從試件剝落出一個扇面形混凝土凹坑。各試件的破壞形態(tài)基本類似，圖6給出了各試件的黏結(jié)破壞形態(tài)。
試驗結(jié)果及分析
1直接拔出試件試驗結(jié)果
1）平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移曲線
圖7給出了直接拔出試件平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移曲線。其中，平均黏結(jié)應(yīng)力σ可用式(1)求得。從圖7中可以看出:1)各試件平均黏結(jié)應(yīng)力σ-滑移s曲線形狀相似。加載初期，加載端鋼筋滑移量不斷增加而自由端鋼筋沒有產(chǎn)生滑移;荷載繼續(xù)增加，自由端鋼筋開始滑移，但自由端鋼筋滑移增長速度慢于加載端鋼筋滑移;達(dá)到破壞荷載時，加載端和自由端鋼筋滑移值均急劇增大。2)對比圖7a～7d可知，粉煤灰摻量越大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下產(chǎn)生的加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%直接拔出試件加載端鋼筋滑移量分別為0.84mm、0.78mm、0.69mm、0.50mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.17mm、0.14mm、0.13mm、0.11mm。因此適量加入粉煤灰有利于混凝土的黏結(jié)性能。3)對比圖7c、7e和7f可知，混凝土強度越高，自由端鋼筋開始滑移時的荷載越大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力分別為5MPa、1MPa、7MPa時，混凝土強度等級C30、C40、C50直接拔出試件的自由端鋼筋開始滑移。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時，混凝土強度等級C30、C40、C50直接拔出試件的加載端鋼筋滑移量分別為0.69mm、0.58mm、0.51mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.13mm、0.11mm、0.10mm。4)對比圖7c、7g可知，與鋼筋直徑為16mm的試件A2-16Ⅱ相比，鋼筋直徑為25mm的試件A2-25的加載端和自由端鋼筋滑移增長更快，破壞時加載端和自由端鋼筋滑移量更小。5)對比圖7c、7h可知，與配置HRB335級鋼筋的試件A2-16Ⅱ相比，配置HRB400級鋼筋的試件A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移時的荷載更大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下加載端和自由端鋼筋滑移更小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力分別為5MPa、9MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移;當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的加載端鋼筋滑移量分別為0.69mm、0.43mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.13mm、0.11mm。由此可見，HRB400級鋼的黏結(jié)性能優(yōu)于HRB335級鋼。
2）鋼筋應(yīng)變隨黏結(jié)長度的分布
圖8給出了試件在不同鋼筋應(yīng)力下的鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布曲線。其中，鋼筋應(yīng)力σs可按式(2)計算。從圖8可以看出:1)各試件鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布曲線形狀相似。隨著荷載增大，黏結(jié)區(qū)各測點鋼筋應(yīng)變均相應(yīng)增大;加載端的鋼筋應(yīng)變增大速度較快，而自由端鋼筋應(yīng)變變化不大。2)對比圖8a～8d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同鋼筋應(yīng)力下加載端鋼筋應(yīng)變值減小。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為100MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件加載端鋼筋應(yīng)變值分別為1620×10－6(σs=104.2MPa)、1410×10－6(σs=100.9MPa)、1380×10－6(σs=101.2MPa)、1370×10－6(σs=98.5MPa)。摻20%粉煤灰的混凝土鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布曲線更均勻平滑，近似線性關(guān)系。3)對比圖8c、8e和圖8f可知，隨著混凝土強度的增大，鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布曲線由直線向凸向曲線轉(zhuǎn)變，相同鋼筋應(yīng)力下加載端鋼筋應(yīng)變值增大。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為100MPa時，混凝土強度C30、C40、C50試件加載端鋼筋應(yīng)變值為1380×10－6(σs=101.2MPa)、1490×10－6(σs=105MPa)、1510×10－6(σs=105MPa)。4)對比圖8c、8g可知，與鋼筋直徑16mm的試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應(yīng)力下鋼筋直徑為25mm的試件A2-25加載端鋼筋應(yīng)變更小。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為45MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-25加載端鋼筋應(yīng)變分別為750×10－6(σs=44.4MPa)、736×10－6(σs=44.9MPa)。5)對比圖8c、8h可知，配置HRB335級鋼筋試件A2-16Ⅱ鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布曲線接近直線，而配置HRB400級鋼筋試件A2-16Ⅲ鋼筋應(yīng)變分布曲線呈現(xiàn)凸向。與試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應(yīng)力下試件A2-16Ⅲ加載端和自由端鋼筋應(yīng)變更小;試件A2-16Ⅲ的鋼筋應(yīng)變分布曲線在測點1～4黏結(jié)區(qū)間內(nèi)增長較大，其余黏結(jié)長度內(nèi)應(yīng)變增長較小，可見HRB400級鋼筋所需的黏結(jié)長度小于HRB335級筋鋼。
3）黏結(jié)應(yīng)力隨黏結(jié)長度的分布
根據(jù)圖8鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長度的分布情況，參考文獻［6］黏結(jié)應(yīng)力計算方法，可求出直接拔出試件不同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力σ沿黏結(jié)長度的分布曲線，結(jié)果見圖9。從圖9可以看出:各試件黏結(jié)應(yīng)力沿黏結(jié)長度的分布曲線形狀相似，均呈單峰形。隨著荷載增大，黏結(jié)區(qū)各測點黏結(jié)應(yīng)力均有增長，黏結(jié)區(qū)中部應(yīng)力增長最快。2)對比圖9a～9d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力峰值減小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為5.0MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件黏結(jié)應(yīng)力峰值為25.1MPa(σ=4.8MPa)、19.2MPa(σ=5.1MPa)、18.7MPa(σ=5.1MPa)、16.4MPa(σ=4.8MPa)。3)對比圖9c、9e和9f可知，隨著混凝土強度的增大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力峰值增大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為4.0MPa時，混凝土強度C30、C40、C50試件黏結(jié)應(yīng)力峰值分別為12MPa(σ=9MPa)、15.1MPa(σ=9MPa)、15.3MPa(σ=4.0MPa)。4)對比圖9c、9g可知，與鋼筋直徑16mm的拉拔試件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下鋼筋直徑為25mm的拉拔試件A2-25的黏結(jié)應(yīng)力峰值更大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為0MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-25黏結(jié)應(yīng)力峰值分別為10.2MPa(σ=0MPa)、12MPa(σ=1MPa)。5)對比圖9c、9h可知，與配置HRB335級鋼筋試件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下配置HRB400級鋼筋試件A2-16Ⅲ黏結(jié)應(yīng)力峰值更大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為0MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ黏結(jié)應(yīng)力峰值為10.2MPa(σ=0MPa)、15.2MPa(σ=1MPa)。
2梁式試件試驗結(jié)果
1）鋼筋應(yīng)力-跨中撓度關(guān)系曲線
圖10給出了梁式試件測試鋼筋應(yīng)力σs-跨中撓度δ關(guān)系曲線。從圖10可以看出:3個梁式試件測試鋼筋應(yīng)力-跨中撓度關(guān)系曲線接近;加載初期由于試驗裝置空隙的存在，在較小的荷載作用下可能產(chǎn)生較大的跨中撓度;待試驗裝置空隙消除后，跨中撓度隨著荷載的增大近似呈線性增長;當(dāng)自由端鋼筋發(fā)生滑移后，鋼筋應(yīng)力增長速度減慢，而跨中撓度快速增大;加載至破壞荷載后，鋼筋應(yīng)力減小而跨中撓度繼續(xù)增大。
2）平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線
圖11給出了梁式試件平均黏結(jié)應(yīng)力σ-滑移s關(guān)系曲線。從圖11可以看出:3個梁式試件測試筋平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線接近;加載初期，加載端鋼筋即出現(xiàn)滑移，且滑移值隨荷載近似呈線性發(fā)展，而自由端鋼筋無滑移。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力加載至5MPa左右，自由端鋼筋開始滑移，其中一個自由端鋼筋滑移隨荷載增長較快而另一個自由端鋼筋滑移至0.4mm左右后不再增長，而加載端鋼筋滑移增長速度顯著加快，不再與荷載成線性比例增長;加載至破壞荷載后，荷載開始下降，而加載端和自由端鋼筋滑移量均急速增大。
論文摘要：化學(xué)實驗探究題已成為中考化學(xué)學(xué)科的重要題型之一。實驗探究題既考察了學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況，又考察了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。實驗探究題要求較高，區(qū)分度也很好。
化學(xué)實驗既是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和靈魂，又是理解知識的重要方式，同時也是中考考察的重點內(nèi)容。近年來，化學(xué)實驗探究題已成為中考化學(xué)學(xué)科的重要題型之一。實驗探究題既考察了學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況，又考察了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。實驗探究題要求較高，區(qū)分度也很好，成為近年中考題的熱點，這給我們的教學(xué)提出了新的要求。為此，我們在教學(xué)實踐中應(yīng)從以下幾個方面加以改進和完善。
一、上好實驗課
在實際教學(xué)中，往往為了省事，在講到實驗時，僅停留于“紙上談兵”，“講”實驗，“畫”實驗。有時實驗“畫”都懶的畫，直接用課本投影或讓學(xué)生看課本圖示。這就使得學(xué)生是索然無味“聽”實驗，“背”實驗。對實驗中提出的問題，不是通過觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，回答問題。而是聽老師“說”現(xiàn)象，記現(xiàn)象，得結(jié)論。因此，在實際教學(xué)中上好實驗課非常重要。我們盡量將實驗課放到實驗室進行，邊做實驗邊講解。必要時實驗讓學(xué)生自己動手做，問題讓學(xué)生自己提。讓他們自己從實驗中尋找答案。這樣效果會很好。這既體現(xiàn)現(xiàn)代學(xué)生的特點，又能培養(yǎng)學(xué)生的能力。同時，借助實驗可以強化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，提高實驗?zāi)芰Α?/p>
二、遵循課程標(biāo)準(zhǔn)但是不拘泥于教材，對教材中的探究性進行創(chuàng)新。
中考考試說明中明確提出，化學(xué)學(xué)科考試內(nèi)容嚴(yán)格遵循課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，編制試題，活而不偏，適度開放。加強以實驗探究為核心的科學(xué)探究活動的考查。這就要求我們在實際的教學(xué)過程中利用好教材中的活動與探究。由于教材中的化學(xué)探究性實驗內(nèi)容的時間緊。教師在教學(xué)過程中可以針對探究性實驗內(nèi)容有所側(cè)重，選擇具有代表性的實驗重點突破并有時創(chuàng)新。用來測定空氣成分的方法很多，如圖1所示是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。
圖1圖2
實驗過程：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標(biāo)記。
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的1/5。
請回答下列問題：
（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是。
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5，
你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是、
（3）某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示），你認(rèn)為改進后的優(yōu)點是：。
將課本實驗進行改造和創(chuàng)新，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識分析問題和創(chuàng)造性解決問題的能力。使學(xué)生對知識的理解產(chǎn)生“質(zhì)”的飛躍。為學(xué)生做好實驗探究題打下堅實的基礎(chǔ)。
三、轉(zhuǎn)變教育思想，更新教學(xué)理念。
新課程理念強調(diào)：基礎(chǔ)教育的任務(wù)不僅是傳授知識，更重要的是讓學(xué)生改變單一的接受性學(xué)習(xí)，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，通過研究性學(xué)習(xí)、參與性學(xué)習(xí)、體驗性學(xué)習(xí)和實踐性學(xué)習(xí)來掌握科學(xué)知識。新課程理念要求打破以講授、灌輸為主的教學(xué)方式。使用體現(xiàn)學(xué)生參與合作，師生互動，探究創(chuàng)新的教學(xué)模式。努力引導(dǎo)學(xué)生自主專研，鼓勵他們求異創(chuàng)新，主動構(gòu)建自己的知識體系。但是很多老師仍按傳統(tǒng)的教學(xué)思想去教學(xué)，對新課標(biāo)準(zhǔn)的要求視而不見，在實際教學(xué)中仍是以講授、灌輸為主教學(xué)方式，把自己放在了主題地位。以下是我聽一位教師的課堂片段探究CO2與水的反應(yīng)實驗。
老師：取兩支試管，在A試管中加入2ml蒸餾水，滴入2滴紫色石蕊試液。問學(xué)生石蕊試液顏色是否改變？
生：沒變色，仍為紫色。
師：在試管B中加入幾小塊石灰石，再加入一定量的稀鹽酸，迅速塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞。將導(dǎo)氣管伸入試管A的溶液中。大家觀察一下紫色石蕊試液顏色是否變化了？（演示實驗）
生：紫色石蕊試液變成了紅色。
師：紫色石蕊試液為什么變成了紅色？（紫色石蕊試液遇酸變紅色）
生：因為二氧化碳與水反應(yīng)生成了碳酸。
師：給試管A加熱至液體沸騰，大家觀察一下顏色是否有變化？
生：紅色又變成了紫色。
師：紅色為什么又褪去了？
生：A中沒有碳酸了。
師：碳酸是否穩(wěn)定？
生：不穩(wěn)定，受熱分解了。
[板]CO2+H2==H2CO3
H2CO3CO2+H2O
這樣的實驗探究乍一看進展非常順利，而且?guī)熒p邊活動、課堂氣氛都很好。若仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，實際上仍是老師起主體作用。實驗是老師做的，問題是老師提的，現(xiàn)象也是在老師提示下學(xué)生回答的。這樣的教學(xué)實際上還是傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)。就像現(xiàn)在市場上銷售的感冒藥—感冒膠囊，換成的氨酚烷胺那敏膠囊，從外觀名稱看，好象是新藥，實際仍然是以前的老藥。而新課程理念提倡的是學(xué)生參與合作，師生互動，探究創(chuàng)新的教學(xué)模式。這就要求我們改變傳統(tǒng)的講授灌輸式教學(xué)，變成師生先一同進行原理學(xué)習(xí)，然后由學(xué)生自己尋找裝置，師生共同設(shè)計實驗，然后學(xué)生自己親自操作。實驗結(jié)束后進行交流與討論，總結(jié)出實驗結(jié)論。這樣可以真正體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。讓學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，在實踐中獲得知識。同時提高學(xué)生的實驗操作能力。
四．聯(lián)系現(xiàn)實生活
新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念是由過分注重學(xué)科系統(tǒng)知識的化學(xué)課程向貼近社會、貼近生活、體現(xiàn)STS教學(xué)思想的化學(xué)課程轉(zhuǎn)變。近年來的中考題注重體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的實際應(yīng)用研值和學(xué)科特點，體現(xiàn)化學(xué)與社會、生活的緊密聯(lián)系。因此，在教學(xué)實際中，要足于學(xué)生發(fā)展和實際需要，將生活實際與物質(zhì)的性質(zhì)及變化聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，對問題進行探究，從而獲得化學(xué)知識與經(jīng)驗。
生活中，處處是化學(xué)，留心身邊的生活現(xiàn)象，把教學(xué)研究的視角延伸到生活當(dāng)中去，豐富多彩的生活為課題設(shè)計提供了豐富的資源。
例如：（徐州市2008中考）2008年春季，特大暴風(fēng)雪襲擊了我國南方地區(qū)，在抗擊暴風(fēng)雪的戰(zhàn)斗中，融雪劑發(fā)揮了—定的作用。小明現(xiàn)有一包某公司生產(chǎn)的融雪劑，已知它由碳酸鈉、氯化鎂、硫酸銅、氯化鈉中的一種或幾種物質(zhì)組成。
［提出問題］該公司生產(chǎn)的融雪劑到底含有什么物質(zhì)呢？
［查閱資料］含鈉元素的物質(zhì)在酒精燈的火焰上灼燒時會產(chǎn)生黃色火焰。
［實驗探究］下面是小明設(shè)計的探究實驗，請你幫他完成。
實驗操作
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
①取少量融雪劑，加水溶解
得無色溶液
不含物質(zhì)
②另取少量融雪劑，滴加稀硫酸
無明顯現(xiàn)象
③向該融雪劑的水溶液中滴加氫氧化鈉溶液
出現(xiàn)白色沉淀
④
含有氯化鈉
［反思和評價］
（1）寫出③中反應(yīng)的化學(xué)方程式。
（2）融雪劑融雪的原理是。
（3）使用融雪劑有很多危害，例如會腐蝕道路、橋梁。請你再舉一例。
總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師要在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下運用多種教學(xué)方式和手段不斷完善自己的教學(xué)。在實驗探究教學(xué)中切實從有利于學(xué)生身心發(fā)展的高度，提高對化學(xué)實驗探究教學(xué)重要性的認(rèn)識。加強對化學(xué)實驗探究的教學(xué)研究，努力提高化學(xué)實驗探究教學(xué)的質(zhì)量。
參考文獻：
中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考2008，（4）
激發(fā)學(xué)生探究欲望如果沒有實驗設(shè)計的場景，大部分學(xué)生會感覺到無從下手。所以要讓學(xué)生主動探究，必須給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個形象生動的場景，既能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，又能激活學(xué)生的預(yù)備知識，讓學(xué)生的思考有明確的方向，進入實驗方案自主設(shè)計的理想思維狀態(tài)。在“氣體的等溫變化”教學(xué)中，筆者用一個小實驗設(shè)置實驗情境：取一個剝?nèi)ネ鈿さ氖禊g鶉蛋，放在一個口徑略小于它的燒瓶瓶口處，把燒瓶浸入熱水中，一會兒后，鵪鶉蛋會向上彈出；把燒瓶浸入冷水中，一會兒后，鵪鶉蛋會向下進入燒瓶。讓學(xué)生在鵪鶉蛋可以完好無損地向上彈出和向下進入燒瓶的驚奇中，設(shè)置引導(dǎo)問題，鵪鶉蛋在某一瞬間為什么會向上彈出（或向下進入燒瓶），激發(fā)學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的氣體問題產(chǎn)生濃厚的興趣，提出要探究的問題：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下其壓強與體積變化時的關(guān)系。這樣的設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
2教師引導(dǎo)
對問題進行科學(xué)猜想如果學(xué)生沒有經(jīng)過科學(xué)猜想就進行實驗設(shè)計，學(xué)生不知道實驗的目的，實驗設(shè)計就難以進行下去，不能培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力，經(jīng)歷的探究過程也不能鍛煉創(chuàng)新思維。所以教師必須引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已掌握的物理知識、隨堂實驗和生活經(jīng)驗，把學(xué)生引入科學(xué)猜想的情景，有理有據(jù)地對問題進行猜想，明確探究的方向。在探究“影響導(dǎo)體電阻的因素”的教學(xué)中，筆者通過下面3個現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生猜想：①滑動變阻器的滑片移動，電阻變化；②使用的是220V的燈泡，燈絲越粗越亮；③電線常用銅絲制造而不用鐵絲。這樣的設(shè)計給學(xué)生的探究指明了方向，學(xué)生一步一步地得出自己的科學(xué)猜想。
3教師引導(dǎo)
選用實驗器材如果教師直接給學(xué)生提供實驗器材，并介紹各種實驗器材的功能，代替了學(xué)生的探究和猜想，學(xué)生沒有學(xué)會遇到困難如何解決問題的方法。所以可以給學(xué)生預(yù)備多種器材，包括一部分無用器材，讓學(xué)生在問題的引導(dǎo)下思考實驗的原理，選用器材，思考有沒有更好的替代器材，有沒有創(chuàng)新，體現(xiàn)探究的開放性。在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，筆者陳列一些實驗器材：干電池、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、電鍵和導(dǎo)線若干根等，讓學(xué)生選擇器材，自行設(shè)計電路圖來完成實驗。筆者用下面的問題來引導(dǎo)學(xué)生選擇實驗器材：①需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么；②選擇什么規(guī)格的器材，被測干電池選內(nèi)阻較大的還是較小的，伏特表選什么量程，安培表選什么量程，滑動變阻器選阻值較小的還是較大的。通過這樣的設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生重視分析實驗器材與實驗?zāi)康暮驮淼穆?lián)系，分析為什么要選用這些器材，這些器材有什么用途，把本實驗的知識融合在一起，在分析問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。
4問題引導(dǎo)
自主設(shè)計初始實驗方案學(xué)生根據(jù)自己的預(yù)備物理知識，在教師的問題引導(dǎo)下自主設(shè)計檢驗猜想的實驗方案，包括根據(jù)實驗要求理解實驗原理、先后測量哪些物理量、具體如何操作、編寫實驗步驟、設(shè)計實驗表格等。在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，筆者用下面的問題來引導(dǎo)學(xué)生進行初始方案的設(shè)計。①物體的加速度與它受的力、質(zhì)量這兩個因素均有關(guān)，應(yīng)采用什么實驗方法得出加速度與力、質(zhì)量三者間的定量關(guān)系？②這個實驗需要測量的物理量有哪些？③怎樣測量小車的加速度？需要什么器材？請同學(xué)們設(shè)計一個可行的實驗方案。④我們要讓細(xì)線對小車的拉力等于小車受到的合力，怎樣平衡掉阻力？阻力來自哪些方面？怎樣才算平衡掉了阻力？通過以上問題的引導(dǎo)，學(xué)生知道了實驗的方法，解決了實驗設(shè)計中的困難，最后大多數(shù)同學(xué)都能設(shè)計出自己的實驗方案。
5小組合作交流
