科学实验设计

科学实验设计（共12篇）

科学实验设计 篇1

科学是一门以实验为基础的学科。初中科学中, 每一个概念、规律的发现与确立都依赖实验。实验不仅仅是技术操作过程, 更是包含了丰富的科学思想、科学方法。因此, 在实验教学过程中, 教师要善于从多种角度优化实验设计, 使学生学会“手脑并用”, 让学生在亲身参与科学实验过程中, 发现问题、提出质疑、感受过程、获得事实证据, 逐步形成科学思维的习惯。

一、改变反应物药品用量, 促进求异思维

“量变引起质变。”初中科学教学中很多实验, 教师若有意改变实验中药品用量, 与教材中规定用量的实验现象进行对比, 会达到“出其不意”的实验效果。这样教师设下疑团, 引导学生质疑, 使学生思维的火花在一次次撞击中闪耀。

如华师大九上第二章实验活动:“用新制的Cu (OH) 2检验葡萄糖”。课本要求:用2ml10%NaOH滴加4～5滴5%CuSO4溶液制成Cu (OH) 2再加入2ml10%葡萄糖加热煮沸, 通过观察Cu (OH) 2颜色变化, 检验葡萄糖的存在。

改进实验方案:分组实验, 每组做2次。第1次按课本药品用量及步骤进行实验, 加热煮沸观察Cu (OH) 2颜色变化;第2次用4ml10%NaOH滴加8～10滴5%CuSO4溶液制成Cu (OH) 2 (即Cu (OH) 2过量) , 再加入2ml10%葡萄糖加热煮沸观察Cu (OH) 2颜色变化与第1次实验现象进行比较。

实验过程中, 有学生纷纷提出问题:“第1次实验Cu (OH) 2加热煮沸后变成红色。第2次实验Cu (OH) 2加热煮沸后为什么一部分变成黑色, 一部分变成红色?”教师趁声追击问道:“同学们, 根据第一次实验现象你能得出什么结论?你们猜想第二次实验中生成的黑色物质是什么?红色物质是什么?说出你们猜想的理由。”学生提出多种猜想:有的认为黑色物质是碳, 红色物质是Cu。猜想理由是Cu (OH) 2使C6H12O6脱水碳化生成了碳;有的认为黑色物质是CuO, 红色物质是Cu。猜想理由Cu (OH) 2是不溶性碱加热能分解成CuO和H2O;还有的认为黑色物质是CuO, 红色物质是Cu和Cu2O。他的理由Cu (OH) 2不可能使C6H12O6脱水碳化, 否则第一次实验中Cu (OH) 2也能使C6H12O6脱水碳化生成黑色物质, 红色物质猜想是Cu和Cu2O, 理由是从H2还原CuO实验了解到红色生成物可能是Cu和Cu2O混合物想到的;以上学生的猜想及理由似乎都很合理, 但教师不急于评价对错或抛给学生答案, 而是接着让学生通过设计实验来验证黑色物质是C还是CuO, 这红色物质是Cu还是Cu2O。学生又提出了多种实验方案:1.取黑色物质加入少量的稀硫酸微热看溶液是否变成蓝色, 若变蓝色说明黑色物质是CuO而不是C。2.用石棉网灼热黑色物质, 用内壁附有澄清石灰石水的小烧杯罩住, 观察内壁是否变浑浊, 若浑浊说明黑色物质是C。3.将黑色物质灼热后, 立即放入盛满氢气的集气瓶, 看是否变成红色, 若变红色说明黑色物质是CuO。4.在红色物质中滴加稀硫酸微热, 若不能反应则红色物质是Cu, 若能反应则是Cu2O。

以上实验教学过程充分体现了“药品用量变, 促进学生思维的质变。”所以教师只要留意在一些化学反应中“改变药品用量会出现不同实验现象的实验”巧作设计, 设下迷津, 让学生从观察到的现象中发现不同, 从而激发他们去猜想, 去探究。这样的实验设计能有效激发学生学习的积极性, 使他们所学知识得以综合运用获得成功的喜悦, 更能培养他们从多种角度寻求解决问题的方法, 促进学生求异思维发展。

又如:探究“空气中氧气的体积分数”实验中, 白磷足量或不足量充分燃烧后, 钟罩内水面上升刻度不同, 从而启发学生思考影响氧气体积分数偏小的各种原因。还如探究“用H2O2溶液和MnO2催化剂制取氧气”实验时, 让学生用溶质质量分数分别为2%、5%、8%的H2O2溶液和等质量的MnO2混合制取氧气, 观察到氧气速率明显不同, 从而激发学生探究“影响化学反应速率可能与哪些因素有关?”。再如探究“Na2CO3溶液与盐酸反应”实验时, 若在Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸, 与加入足量稀盐酸时观察到产生气泡现象不同, 从而激发学生探究“Na2CO3与少量稀盐酸反应生成产物是什么?”等等都可选择这种实验教学方案, 在教学中渗透“量变到质变”的辨证思想。

二、改变实验器材, 培养发散性思维

在实验教学中, 教师要有强烈的课程资源整合意识。同一实验中要善于改变实验器材, 采用多种探究方法的实验设计。引导学生从多种角度寻求解决问题的方法, 开阔学生的视野, 启迪学生的发散性思维。

如在复习电学实验:测标有“3.8V”小灯泡的电阻及额定功率时, 先让学生回顾用伏安法测小灯泡电阻及额定功率的实验原理、实验步骤及电路图设计。接着教师创设情景提出问题:“若在该次实验中, 甲实验小组伏特表损坏不能使用, 但实验桌上有一定值电阻R0=10欧, 其他实验器材都齐全。你有什么办法测出该小灯泡的电阻及额定功率?请设计电路图。”学生纷纷动脑设计了多种实验方案如下图所示:

接着教师让学生当裁判评价哪种设计方案最佳?并说出理由。学生七嘴八舌展开了激烈的讨论。有的从实验的操作是否简单分析;有的从有无滑动变阻器考虑电路中电表是否安全;有的从实验的准确性分析看能否多次测量减小误差;有的从实验可行性考虑认为要测小灯泡的额定功率设计的电路就必须能知道小灯泡何时达到了正常发光等等。学生的思维一旦被打开, 就能从不同的视角、不同的层面对问题进行思考。虽然有的答案尚需完善, 但毕竟是学生亲自思考而获得的, 应该说这思考的过程更具有价值。

实验教学中, 改变器材的设计方法有:1.同一实验让学生设计不同的装置进行实验。2.通过教师展示不同实验装置让学生分析各装置的实验原理。3.同一实验, 教师改变某一实验器材让学生设计多种不同的实验方案等等。

三、改变实验操作步骤, 培养学生逆向思维

只有经历错误, 真理才变得更可贵。在实验过程中, 教师可有意“颠倒、改变或省略必需的实验操作步骤”, 使实验结果出错。让学生在找错改错中, 培养学生严谨求实的科学态度, 提高学生逆向思维能力。

如在学习浓硫酸稀释时, 如果教师让学生由浓硫酸的性质, 推测出稀释时应将浓硫酸倒入水中, 再让学生实验。这样的实验, 学生照方抓药显得被动、缺乏思维。我试着改变实验操作步骤, 在保证安全情况下, 向一只大烧杯中先滴入几滴紫色石蕊试液, 倒入一定量的浓硫酸。学生观察到石蕊试液变红———马上说出这是酸与指示剂的作用, 接着红色褪去———学生想到浓硫酸使石蕊脱水, 接着向该烧杯中加入水, 看到酸液剧烈飞溅, 大烧杯内、外溅满了液滴。学生既惊慌又兴奋, 积极性受到极大调动, 几乎都异口同声地说:“不能将水倒入浓硫酸中。”让学生从发现错误到寻求真理, 逆向思维得以发展, 并且印象深刻。

又如:在探究“Fe2O3样品中Fe2O3的质量分数”实验时, 教师出示如图装置, 并提出问题:“如图通过哪些方法可以求得Fe2O3样品中Fe2O3的质量分数?”

学生考虑出如下三种方案:1.待完全反应后, 通过C装置反应前后增加的二氧化碳质量, 求得Fe2O3质量;2.通过B装置反应前后减少的氧元素质量, 得到Fe2O3质量;3.把反应后的锌粒洗涤烘干, 根据反应前后锌粒质量改变量求得氢气, 再求得Fe2O3质量。

接着教师让学生评价上述三种方案求得样品中Fe2O3的质量是否准确, 若不准确, 请分析原因及应如何改进实验?教师在解决问题的过程中应始终坚持不急于指思路、抛答案, 而是要给出相关信息激发学习热情、挑战学生的思维。课堂教学目的不只是使学生获得知识, 更重要的是培养学生科学思维的能力和科学研究的方法。

四、制造实验“假象”, 培养逻辑思维能力

古人云:“疑者, 觉悟之机。”无智者往往被实验“假象”所蒙蔽, 智者往往能识破“假象”, 去伪存真。在实验教学中, 教师也不妨制造实验“假象”, 营造积极思维的氛围, 培养逻辑思维能力, 让学生争做火眼金睛的智者, 体验科学探究的乐趣。

如在探究“铝和锌金属活动性强弱”时, 用久置在空气中的铝片和存放在试剂瓶中锌粒分别和同质量分数、相等质量的稀盐酸反应, 让学生观察不同时间段金属表面产生气泡的速率变化。学生观察的结果是实验刚开始时锌粒表面的气泡远远多于铝片, 一段时间后且发现铝片表面的气泡且远远多于锌粒表面。从观察到不同现象, 学生感到非常好奇, 提出质疑, 激发他们找出实验失真的可能原因。又如在复习唾液淀粉酶对淀粉的消化作用时, 教师故意设计了这样一个实验:向淀粉糊中滴加几滴唾液, 再滴入碘液结果发现试管内物质变蓝色。教师让学生分析实验失败的原因, 并让他们比比谁“火眼金睛”最厉害, 识破迷雾最多。学生个个争做火眼金睛的智者, 思维严密, 得出多种形成假象的原因:1.淀粉糊太浓或太多。2.滴入唾液太细或太少。3.试管内物质温度太低或太高。4.原试管没清洗干净, 残留酸性或碱性物质影响酸的活性。5.操作时没有振荡等等。

制造“假象”设计实验时, 若是探究原理、规律性实验, 教师可有意让实验“假象”和“真相”同时出现。这样不仅可以使学生从实验真相中得出实验结论, 还可以通过实验“假象”激发学生质疑, 培养严密逻辑思维, 提高他们利用所学知识解决问题的能力。在拓展性实验中教师可直接展示实验“假象”, 使其与学生原认知结构中的实验现象产生矛盾, 从而激发学生的探究热情。

总之, 新课程背景下, 科学实验教学强调课堂教学过程中的动态生成, 注重课堂教学过程中学生思维能力和创新能力的培养。教师应充分发挥实验教学的优势, 优化实验设计方案, 给学生创造求异思维的情境, 提供创造性思维的机会, 营造逆向思维的环境, 建立有序思维的空间, 让课堂教学在有效预设中放出异彩, 从而促进学生主动生成, 实现教学目标的最优化。

科学实验设计 篇2

一、科学实验设计要符合学科的特点

一切科学都来自实践，都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的，小学科学也不例外。科学实验设计要符合学生的认知规律：

教学活动是教师教、学生学的双边活动，学生是学习的主体。教师在实验设计时要充分考虑学生的主体地位，让学生在学习过程中能够通过自己的观察、思考、实验。

二、实验操作

新课改后，有的科学课教师在实验教学中采取了牧羊式教学法，把实验过程完全放给学生，让学生随意操作，自由发挥。

1、规范化操作有助于知识的掌握和能力的培养。实验时，通过规范化操作和准确的观察，能使学生获得最典型，最真实的感性认识，再通过思维活动顺利地形成概念。

2、规范化操作有助于学生情感态度与价值观的培养。小学科学课中的实验都是最基本、最简单浅显的实验，如《使用天平称量物体的质量》实验。

总之，教学的实践过程也是教学方法的探索研究过程，好的实验方法有利于学生有效地掌握基础知识、基本方法，培养学生的技能和能力，有利于义务教材内容的完成，也有待教师更进一步地探索研究。

[教学反思】

科学课是少年儿童了解自然现象、探索自然科学规律的启蒙学科。怎样能有效提高农村小学科学课的教学质量呢?我在积极的教学探索研究中认为：

1、教师要具有“扎实”的教学基本功和丰富的自然科学知识。小学科学课涉及面广，揭示的自然现象复杂，教师必须具备渊博的自然科学知识

2、科学课堂教学要“实际”。在教学活动中要尽可能向学生展示实物，出示直观教具。

初中科学实验教学设计策略 篇3

一、改变反应物药品用量,促进求异思维

“量变引起质变。”初中科学教学中很多实验,教师若有意改变实验中药品用量,与教材中规定用量的实验现象进行对比,会达到“出其不意”的实验效果。这样教师设下疑团,引导学生质疑,使学生思维的火花在一次次撞击中闪耀。

如华师大九上第二章实验活动:“用新制的Cu(OH)2检验葡萄糖”。课本要求:用2ml10%NaOH滴加4~5滴5%CuSO4溶液制成Cu(OH)2再加入2ml10%葡萄糖加热煮沸,通过观察Cu(OH)2颜色变化,检验葡萄糖的存在。

改进实验方案:分组实验,每组做2次。第1次按课本药品用量及步骤进行实验,加热煮沸观察Cu(OH)2颜色变化;第2次用4ml10%NaOH滴加8~10滴5%CuSO4溶液制成Cu(OH)2(即Cu(OH)2过量),再加入2ml10%葡萄糖加热煮沸观察Cu(OH)2颜色变化与第1次实验现象进行比较。

实验过程中,有学生纷纷提出问题:“第1次实验Cu(OH)2加热煮沸后变成红色。第2次实验Cu(OH)2加热煮沸后为什么一部分变成黑色,一部分变成红色?”教师趁声追击问道:“同学们,根据第一次实验现象你能得出什么结论?你们猜想第二次实验中生成的黑色物质是什么?红色物质是什么?说出你们猜想的理由。”

学生提出多种猜想:有的认为黑色物质是碳,红色物质是Cu。猜想理由是Cu(OH)2使C6H12O6脱水碳化生成了碳;有的认为黑色物质是CuO,红色物质是Cu。猜想理由Cu(OH)2是不溶性碱加热能分解成CuO和H2O;还有的认为黑色物质是CuO,红色物质是Cu和Cu2O。他的理由Cu(OH)2不可能使C6H12O6脱水碳化,否则第一次实验中Cu(OH)2也能使C6H12O6脱水碳化生成黑色物质,红色物质猜想是Cu和Cu2O,理由是从H2还原CuO实验了解到红色生成物可能是Cu和Cu2O混合物想到的;以上学生的猜想及理由似乎都很合理,但教师不急于评价对错或抛给学生答案,而是接着让学生通过设计实验来验证黑色物质是C还是CuO,这红色物质是Cu还是Cu2O。学生又提出了多种实验方案:1.取黑色物质加入少量的稀硫酸微热看溶液是否变成蓝色,若变蓝色说明黑色物质是CuO而不是C。2.用石棉网灼热黑色物质,用内壁附有澄清石灰石水的小烧杯罩住,观察内壁是否变浑浊,若浑浊说明黑色物质是C。3.将黑色物质灼热后,立即放入盛满氢气的集气瓶,看是否变成红色,若变红色说明黑色物质是CuO。4.在红色物质中滴加稀硫酸微热,若不能反应则红色物质是Cu,若能反应则是Cu2O。

以上实验教学过程充分体现了“药品用量变,促进学生思维的质变。”所以教师只要留意在一些化学反应中“改变药品用量会出现不同实验现象的实验”巧作设计,设下迷津,让学生从观察到的现象中发现不同,从而激发他们去猜想,去探究。这样的实验设计能有效激发学生学习的积极性,使他们所学知识得以综合运用获得成功的喜悦,更能培养他们从多种角度寻求解决问题的方法,促进学生求异思维发展。

又如:探究“空气中氧气的体积分数”实验中,白磷足量或不足量充分燃烧后,钟罩内水面上升刻度不同,从而启发学生思考影响氧气体积分数偏小的各种原因。还如探究“用H2O2溶液和MnO2催化剂制取氧气”实验时,让学生用溶质质量分数分别为2%、5%、8%的H2O2溶液和等质量的MnO2混合制取氧气,观察到氧气速率明显不同,从而激发学生探究“影响化学反应速率可能与哪些因素有关?”。再如探究“Na2CO3溶液与盐酸反应”实验时,若在Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸,与加入足量稀盐酸时观察到产生气泡现象不同,从而激发学生探究“Na2CO3与少量稀盐酸反应生成产物是什么?”等等都可选择这种实验教学方案,在教学中渗透“量变到质变”的辨证思想。

二、改变实验器材,培养发散性思维

在实验教学中,教师要有强烈的课程资源整合意识。同一实验中要善于改变实验器材,采用多種探究方法的实验设计。引导学生从多种角度寻求解决问题的方法,开阔学生的视野,启迪学生的发散性思维。

小学科学实验教学设计点滴 篇4

一切自然科学都来自于实践, 都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的, 小学自然科学也不例外。教师在教学时, 要让学生充分感受到美丽的大自然的丰富多彩, 培养学生探求自然科学知识的意识, 增强学生学科学、用科学的能力。认识自然始于观察自然, 让学生用观察的方法认识自然。如“四季星空”的教学, 由于教学内容分散、抽象, 学生很难形成对四季星空的整体认识。教师在实验设计时, 要科学地安排学生观察四季星空, 保证观察的持续性、完整性。指导学生用正确的方法观察, 写出观察日记, 积累有关四季星空的感性认识和材料。同时, 引导学生归纳总结出:不同季节星座交替出现, 北极星始终停留在原位置“不动”的秘密, 周围的星座绕着它逆时针转圈, 且一年转一圈等有关四季星空的变化规律。“水的循环”的教学设计中, 教师可以充分利用学生已有对水的感性认识。如:天上有下不完的雨、雪, 淋湿的衣服会干, 冬天戴着眼镜从外面走进屋里, 镜片上有水雾等。引导学生通过实验归纳总结出:水或冰受热变成水蒸气, 水蒸气遇冷变成水或冰的循环规律。“热胀冷缩”现象的教学中, 让瘪了的乒乓球放在热水中会鼓起来, 冷水烧开后会溢出来等, 引导学生通过这些现象总结出:物体受热膨胀, 遇冷收缩这一规律。总之, 让学生通过实验的方法认识自然现象, 总结自然规律, 使感性认识上升到理性认识。为培养学生科学的世界观创造条件, 增加学生探索宇宙奥秘的良好兴趣和爱好打下基础。

2实验设计要符合学生的认知规律

教学活动是教师教、学生学的双边活动, 学生是学习的主体。教师在实验设计时要充分考虑学生的主体地位, 让学生在学习过程中能够通过自己的观察、思考、实验得出结论, 达到认识周围自然现象的目的。低年级学生年龄小, 注意力不易集中, 感知世界往往从兴趣出发, 抓不住事物主要特征等特点。 因此, 设计实验时要采取多种方式, 调动他们的各种感官有意识地直接观察事物。如:“植物的根”的实验设计, 教师可通过提供大量的可供学生观察的有代表性的实验材料──植物的根, 让学生在观察、比较的基础上, 归纳总结出:植物的根有直根和须根之分。常见的萝卜、胡萝卜等直根, 土豆、红薯等须根, 它们可以储藏养分即贮藏根。学生可以通过观察直接获得知识, 而中高年级学生已初步具备了观察事物的能力, 且能自己动手做一些实验。他们对神秘的自然界充满了好奇, 对探索自然奥秘充满了自信。这时教师设计实验, 主要是以一种引路的方式让学生多动手, 多动脑, 自己动手实验获得结论, 并自己设计实验验证结论。设计“水的浮力”的教学实验, 就可以通过学生自己动手将各种不同类型的实验材料放入水中观察现象, 并动手将浮在水面的物体用手向下压, 产生水有向上的浮力的直观感受, 从而得出结论。然后让学生自己设计实验证明下沉物体也受到水的浮力的作用。并启发学生思考如何利用水的浮力, 使不平衡的杠杆达到平衡。这种设计可满足学生强烈的求知欲, 达到事半功倍的效果。

3实验设计要与实际生活相联系

科学实验设计 篇5

江苏省如皋市石庄镇初级中学

226531 顾彪

1、教学目标

通过膝跳反射实验，让学生亲身体验反射的过程，帮助理解反射的概念，并激发起学生进一步认识反射弧的兴趣；

通过测定反射时间，让学生了解到不同个体的差异性； 通过本节的实验，可以增进同学间的友情，并促进有效互助、协调合作。

2、实验内容

（1）膝跳反射实验：无需实验材料。（2）测定反射时间：无需实验材料。

3、实验类型

学生实验 膝跳反射实验。

4、设计思路

重点：让学生注意观察刺激和反应、体验反射过程。

难点：受测者需要保持腿部放松、不故意控制腿部动作。测试者敲击点准确、力度适中，既能够产生预期的效果，又不让受测者有疼痛感。

作用：本实验能够让学生对反射的概念（人体通过神经系统对外界或内部的各种刺激产生有规律的反应）形成印象比较深刻的认识，并引起学生进一步学习反射形成途径的兴趣。只有两两配合默契，才 能很好的完成实验。

策略：让两位学生示范，教师说明实验方法和注意事项，然后全班学生两两合作实验。实验完毕，让学生代表说一说实验现象：膝跳反射的刺激是什么？反应是什么？实验失败的原因是什么？

5、教学过程：

同学们听到上课的铃声会走进教室。这里，上课的铃声是同学们受到的刺激，反应是走进教室。像这样，人体通过神经系统对外界或内部的各种刺激所产生的有规律的反应叫做反射。请两位同学到讲台前做膝跳反射实验示范。受测者坐姿，两手的十指交叉在一条大腿下握紧，将大腿抬高，使足离地，小腿可自由晃动。保持放松，不紧张。测试者用一手掌外侧缘敲击受测者膝盖下缘，观察实验现象。如果未有预期效果，教师代替测试者实验。示范结束，全班学生两两合作、并互换角色进行实验。

可能：座位空间小---让学生到两侧和中间的过道上实验；有胆怯不操作者---教师上前积极鼓励、师生合作实验；效果不明显者---教师帮助分析原因，尝试重做；借机胡闹者---教师及时制止、规范课堂行为；其它情况---随机应变。

6、说明：

膝跳反射实验无需实验器材，容易实施。在教学实践中发现，有一半以上的学生腿粗或偏胖，如果按照课本上设计的实验方法，受测者把一条腿搭在另一条腿上时，小腿不能自由活动，无法有效完成实验。因此，笔者对此做了如前文所说的改进。改进之后，学生不再因 为自己腿粗而不好意思，每一位学生都能完成实验，效果很好，并且激发了学习兴趣，达成了教学目标。

后续：膝跳反射是如何形成的呢？由此引导学生开始反射弧等内容的学习。反射时间实验

4、设计思路

重点：体验不同个体的反射时间长短差异，进一步培养小组成员有效合作。

难点：小组内最后两人难分上下时的解决，实验时间的控制，课堂秩序的控制。

作用：本实验能够对不同个体的反射时间存在的客观差异形成深刻认识。进一步培养学生学会合作，进一步增进同学之间的友谊。

策略：先让一小组示范，教师说明方法和要求。然后全班分小组合作实验。小组内最后两人如果难分上下，可以让第三人协助。实验完毕，让合作效果好的小组谈谈经验，失败的小组说说原因。思考、讨论问题：反射时间长好，还是短好？如何使反射时间变短？

5、教学过程：

从刺激出现到反应形成需要一段时间，这就是反射时间。不同的人的反射时间相同吗？让一小组（4人或6人）示范，每人分配一个新的称呼，如包子、油条、麻团、烧饼、馄饨、面条。一名学生（包子）先站立说“包子站、包子站、包子站了馄饨站”，该学生立即坐下。被称为馄饨的学生快速站立说“馄饨站、馄饨站、馄饨站了油条 站”，以此类推。说话、站立、坐下速度要快，如果说错、站错或未迅速站立的，即算失败。示范结束，全班分小组开始实验。

可能：有少数学生性格内向、不积极参与---教师上前积极鼓励；声音过大影响其它组---示意小声，不要影响其他组；有借机调皮捣蛋者---教师及时制止，示意按要求实验；占用过多时间---提示快速，实在不能完成的，课后继续；其它情况---随机应变。

6、说明：

科学实验设计 篇6

这是一个空气占据空间的典型实验。

教材中实验存在的缺陷:一是纸巾装得不紧容易浸湿(学生很难把握,容易引起学生认为纸巾紧压在水的底部可能不易浸湿的错觉)。影响实验效果。二是后续实验中的“水进来把空气赶跑”的现象不够直观,(需要两个实验完成)三年级学生理解起来有困难。三是一堂课下来桌上堆满了纸巾,从环保的角度看属于严重浪费。

改进后的实验装置和现象:将两个实验合二为一。用上端带孔的透明塑料杯和黄色的乒乓球代替纸团和杯子做实验。实验时,先用盖子堵住塑料杯上的小孔,再用塑料杯把黄色的乒乓球垂直扣入水中,黄色的乒乓球就停留在水底,表明空气占据了塑料杯的空间,水就进不去了。然后放开按住的小孔,空气从小孔中逃出,黄色的乒乓球慢慢浮上来,表明水进来占据了原先空气占据的空间。改进后的实验材料既可以重复使用,又克服了原先实验的缺陷,还使空气占据空间与空间水被替换的现象更加明显。

《研究不同颜色物体吸热能力强弱的对比》的实验改进

教材中的实验装置和现象:用不同颜色、相同大小的纸袋装上温度计放在有太阳的地方晒,观察温度计读数上升得快慢,得出结论,不同颜色的物体吸热能力不同,深色的物体吸热能力强。该实验存在的缺点:一是要靠天气上课(阴天或雨天效果更差),二是实验的等待时间长。

分析问题产生的原因:太阳在不同的地区光照不同(季节因素),温度计液柱上升需要的时间长。

改进后的实验装置和现象:用100W的白炽灯代替太阳照射,用不同颜色的纸袋装大小相同的试管(试管里为空气,并带有橡胶塞,橡胶塞上带有温度计)代替不同颜色纸袋装的温度计。将装置安装在圆柱体物体中,100w的白炽灯安装在圆柱体物体的中心位置,确保灯离不同颜色的,纸袋距离相等。使用时接通电源即可观察,实验效果明显,可以很轻松的发现不同颜色的物体吸热能力的大小,还可以对不同颜色的吸热进行排序(因为单位时间内红色液柱上升的距离不一样),原理就是由于空气受热膨胀速度比液体快,所以现象明显。

刍议怎样设计中学科学探究实验 篇7

一、对中学科学探究实验的一些认识

新教材的实验以探究为主, 着重培养自主学习能力。培养学生的科学设计实验能力, 是中学科学新课标明确提出的培养学生观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等四种能力之一。科学实验设计能力既是实验能力的重要内容, 也是实验能力的最高层次, 其本身具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。随着新课改的实施, 探究实验也越来越多, 学生在课堂上对探究实验挺感兴趣, 但是一让大家自己设计就手足无措了。人们对探究式教学有一定的接受过程, 学生也需要一定的时间来培养这种学习方式, 因此教师的教学方式的改变和学生学习方式的转变是一个渐进的过程, 不能急于求成。同时, 教师要对自己若干年来的教学实践进行反思和总结, 提取过去的成功之处并与新课标的要求进行对比, 往往在某个环节上与探究式有某种相似或相近之处, 对此具体案例进行方式上进行改进, 并结合自己的长处进行发扬, 不能企图全部推倒重来, 这样做也不现实。事实上, 很多有经验的教师在过去的教学中已经将科学探究实验的一些环节贯彻的非常好了, 比如主张让学生在“做中学”的思想就来自传统的教学案例。此外, 在进行科学探究实验时, 一定要打破闭门造车的研究模式, 要和课改实验区的学校建立联系, 获取素材并学习经验, 要和兄弟学校建立沟通和相互学习的机制, 放开眼界, 可以防止偏离轨道、走弯路, 从而提高科学实验的教学效率。

二、科学探究实验需要注意的事项

探究实验的过程大家都知道是六个环节 (提出问题--作出假设—制定计划—实施计划—得出结论—表达交流) , 但是往往忽视所要注意的事项, 现在给大家讲解一下探究实验的注意事项:对照实验与实验变量, 对照实验是指:在研究一种条件对研究对象的影响时, 除这种条件不同以外, 其他条件都相同的实验。如“探究水分对种子萌发的影响”实验中, 水分的有无是实验的变量, 而且只能是唯一变量, 也就是说在设计对照实验时, 只能是水分的有无不同, 其他条件必须相同。放水量适量的装置是对照组, 而不放水的是实验组。但是, 实验组和对照组并不固定。通常, 一个实验可分为实验组和对照组。实验组是接受实验变量处理的对象组;对照组是不接受变量处理的对象组。对照组是相对于实验组而言的, 至于哪个为实验组, 哪个为对照组, 一般是随机决定的。

三、科学探究实验的一些尝试

自然界的某种现象是多种因素综合作用的结果。在设计实验时, 一方面是通过选择最佳的处理方法, 使混杂变量减少到最小, 另一方面就是设计有效的对照实验, 排除无关变量的干扰, 以减少实验误差, 增加实验的可信度。对照实际上是另一种处理, 调节着潜在的混杂变量 (不管存在与否) 。任何实验都存在许多潜在的对照实验。

实验设计中可采用的对照方法很多, 大致分为以下几种:

a.空白对照不给对照组任何处理因素 (通常把施加变量的一组叫实验组;不施加变量的一组叫对照组) 。如“口腔对淀粉的消化作用”的实验中, 每支试管都加入馒头碎屑, 第一支试管注入2毫升唾液, 第二支试管注入2毫升清水, 不作任何处理作为对照组;第一支试管注入2毫升唾液为实验组。

b.条件对照给实验组某种处理, 给对照组另一条件的处理。如观察草履虫的生命活动”实验中, 两滴培养液边缘分别加入一粒食盐和一滴肉汁, 作不同的条件对照。

c.自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。有的是同一研究对象在实验前后对照, 如“探究鱼鳍在游泳中的作用”实验, 将鱼剪去某个鱼鳍后与未处理之前的游泳姿势作对比, 从而得出鱼鳍在游泳中的作用;有的是在同一研究对象的不同部位进行对照, 如“绿叶在光下制造淀粉”实验中, 一部分遮光一部分曝光处理, 证明光合作用需要光照。

d.相互对照不单设对照组, 而是几个实验组相互对照。如“探究种子萌发的条件”的实验中, 用不同的湿度 (或温度等) 分别处理作为相互对照。

爱因斯坦曾说过一句话:“提出一个问题比解决一个问题更重要”, 我们在日常生活中应多注意观察身边的每一件事物, 做一个生活中的有心人。自己平时多参与设计实验, 相信大家的探究实验水平一定会有很大的提高!给大家一个展示自我的机会:

有一次小明上街买回来一袋黄豆芽放在阳光下, 下午去打开一看, 发现许多黄豆芽变成了“绿豆芽”, 小明觉得奇怪, 他把这一发现告诉了同学们, 他们决定把问题搞清楚, 请你和他一起去探究。

(1) 你的问题是:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿能影响叶绿素的产生吗?

(2) 针对你提出的问题, 请作出假设:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿对叶绿素的产生有影响。

(3) 设计实验方案:

A.取一定数量的新鲜的黄豆芽分成两份, 分别放在甲、乙两个容器中。

B.把甲放在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿下培养, 把乙放在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿处培养。

(4) 该实验的预期效果是:甲中的黄豆芽＿＿＿＿＿＿＿绿, 乙中的黄豆芽＿＿＿＿＿＿＿。

(5) 该实验证明了:叶绿素的形成需要＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

【解析】这样的实验设计, 使一个普通的实验由于增加了其探究成分而变得不普通了, 启发了学生积极思考和探究欲望。学生通过实验探究, 突破了思维阻碍, 完成了对知识能力的建构, 获得成就感及对科学探究过程和方法领悟。通过学习有关植物的知识, 知道叶绿素的形成与光照和温度有关, 但主要是光照能影响叶绿素的形成, 温度能影响叶绿素的分解和消失, 同时也体现了“在做中学”学习科学新知的理念。

【答案】 (1) 光 (2) 光 (3) 光暗 (4) 变不变 (5) 光

探究能力的培养是新课标中能力培养的重要组成部分, 通过实验设计能力培养、训练, 也是对学生分析、解决现实问题的能力上的培养和提高。而对照实验作为实验设计的一般原则, 是一个实验设计成功与否的重要因素, 课改之后不论是对学生还是对教师这方面的能力要求都提高很多, 应引起必要的重视。教师不仅要重视学生实验设计能力的培养, 还要深入钻研教材, 不断提高相关方面的素养, 才能真正落实新课标的要求, 将素质教育落实到实处。

探究式教学强调以学生为主体, 重在让学生通过主体参与获得对科学探究过程中的体验和科学探究方法的领悟, 同时完成情感态度、价值观的引导和培养等。提出一个问题往往比解决一个问题更重要, 提出新问题和新的可能性, 从新的角度看旧的问题, 都需要有创造性的想象力。在对未知领域的探索过程中, 通过自己的实验操作和验证, 积极地思考、探索, 从中就会迸发出更多的智慧和灵感, 十分有益于自己创造思维能力的培养。因此, 我们在日常生活应多注意观察身边的每一件事物, 做一个生活中的有心人。

参考文献

[1]]教育部中学科学课程标准 (m) , 人民教育出版社, 2003

科学实验设计 篇8

一、充分利用多媒体手段增加演示实验的可见度

有的演示实验效果明显, 学生易于观察到实验现象, 从而总结结论或验证所学知识, 如在做“探究压力作用效果的影响因素”实验时, 实验器材直观, 现象明显, 学生可根据实验现象直接得出结论。但是, 有的演示实验现象细微, 教师只能在讲桌上进行演示, 后排学生看不清楚实验现象, 这就增加了学生在理解过程中的难度, 直接影响教学效果。利用投影器将演示现象放大, 使其在银幕上清晰地显示出来。这样既有利于学生观察思考, 又缩短了观察时间。如在做“磁体周围存在磁场”的实验时, 将磁体和小磁针放在实物投影上, 学生通过大屏幕就可观察到小磁针的指向发生了偏转, 从而认识空间磁场的存在和分布情况。有的演示实验在特定的条件下不能完成, 如在做光的色散实验时, 在没有自然光的前题下, 就可以用多媒体的幻灯机作为光源, 将色散后的光谱投到大屏幕上。

二、利用已有经验创造性地设计实验

在教材中有的教学内容没有配套的演示实验, 教师可根据生活经验自己创造性的设计实验, 还可以用自制仪器模型增强演示效果, 增大演示可见度。例如, 在进行“分子间存在引力和斥力”的教学时, 可用调配好的肥皂水吹泡泡, 在自制的铁圈上缠上绵线浸肥皂水演示分子间存在引力, 用乒乓球和弹簧自制教具演示分子间的作用力和分子间的距离等。在学习“潜水艇的工作原理”内容时, 教师就可以利用身边的物品如药瓶、软胶管、口服液吸管、铁块和502胶, 自制一个潜水艇模型, 演示其工作原理。

三、将实验有机结合再重组

中学物理实验教学从其教学组织形式来说, 可分为教师的演示实验、学生边学边实验、学生分组实验和课外小实验四种类型。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。弄清各类实验的特性和作用, 并把它们有机结合起来, 使它们在培养学生能力上发挥最佳功能。因此, 可以创造性地将演示实验变为边学边实验, 使每一个学生都参与到实验中来, 体验实验带给我们的收获。例如, 在学习“物质质量”时, 就可以把天平发给学生, 使其认识天平的结构, 知道天平的使用方法, 会使用天平测物质的质量。在学习“平面镜成像”的内容时, 可以用现有的实验室器材, 自制底座和支架, 学生分组进行实验, 增加实验的可操作性和直观性。学生边学边实验。

物理是一门以观察、实验为基础的自然科学, 物理规律都是在观察和实验的基础上, 认真总结和思考得来的。教师要尽一切可能, 在物理课堂上为学生展现出丰富多彩的物理现象和活生生的物理情景, 不仅可提高物理教学效果, 还可提高学生的实验素质, 有助于培养学生的创造性学习能力。在实验探究活动中, 让学生通过实验得出的结论所产生的效果是不能用语言来替代的, 所以说实验是最丰富的语言。

科学实验设计 篇9

物理是一门实验性学科,大家普遍认为“课堂教学中开展实验教学”是必需的,为学生学习提供丰富的学习经历的理念已经深入到每位教师的心里,所以一时间物理课堂中大谈体验、探究等,实验、工具和数据等概念无处不在。有的教师以为只要课堂热闹了,学生做了实验就可以了,殊不知学生在无任何指导的情况下做实验,根本无从下手,也没有迫切完成实验的心理需求,实验效果也就可想而知了。我通过观察发现,目前在开展实验教学时存在的最大问题,就是教师缺乏对实验必要且有效的研究,致使实验的开展比较盲目。因此,基于教学目标(任务)和学生的实际认知水平开展实验设计就显得尤为重要,下面以《阿基米德原理》第一课时的实验设计案例作简要阐述。

[案例]

《阿基米德原理》是上海教育出版社九年级物理教材第六章《压力与压强》第四节的课文,学生对生活中“浮力产生的现象”司空见惯,但学生极少关注过这种现象产生的原因,更少关注“这个力”到底是什么力。因此,本节课教学的首要目标是让学生建立“浮力”概念,完整地认识浮力三要素,以此为基础进一步探究影响浮力的因素,理解阿基米德原理。同时由于是第一课时的教学,教学必须要为下节内容——浮力产生的原因和阿基米德原理的应用做铺垫。为此我在教学过程中为学生搭建了一系列学习的实验支架,把教材中的验证型实验改为探究型实验,具体做法如下。

实验1 (演示实验)“把玩具小船放入装有水的水槽”,引导学生观察,让他们从生活中的现象出发,在司空见惯的现象中提出“物体所受力”的问题,引发他们思考,同时激发学生兴趣,引出课题。

实验2 (学生实验)“用手将浮在水面上的空饮料瓶慢慢向下按”,让学生通过体验感受手上的感觉,从而使学生在活动中感悟浮在水中的物体会受到水对它向上托的力,即浮力的存在。

实验3 (学生实验)“把空塑料瓶继续向下按直至完全浸没在水中”,体会手的感觉,使学生感受浸没在水中的物体同样也受到水对它向上托的力,并联系前一个实验的结果从而引出浮力的概念。

实验4 (演示实验)“将绑住乒乓球的红线系在紧贴在烧杯底部的小磁铁上,在烧杯底部放张小铁桌使小磁铁固定住位置,然后慢慢往烧杯中注水,直至乒乓球完全浸没”,这时引导学生观察乒乓球的情况以及红线的受力方向,并且同时“将大烧杯慢慢向左右和前后倾斜”,同样观察红线的受力方向,从而得出浮力的方向。

实验5 (演示实验)“用弹簧测力计测出石块的重力,然后把石块浸没在水中”,引导学生仔细观察此时弹簧测力计的示数,根据两次弹簧测力计示数的变化,引出测浮力大小的方法,为后面探究浮力大小的影响因素实验奠定基础。

实验6 (学生实验)“用手将空饮料瓶慢慢按入水中,直到浸没”,让学生体会整个过程中手的感觉,并适当提醒此实验的关键是手受到的力的变化情况,引导学生感受浮力的大小与排开水的体积的关系,为猜想和继续研究浮力的大小与排开水的体积的定量关系打下基础。

实验7 (学生实验)“用3个体积大小成倍数关系的铝柱体通过弹簧测力计测出浸没在水中时的浮力大小以及利用排水法测出排开液体的体积大小”,并通过对多组实验数据的分析,帮助学生归纳得到浮力的大小与排开水的体积的定量关系。

实验8 (学生实验)“用石块分别测量出在水中和硫酸铜溶液中受到的浮力和石块排开液体所受的重力”。通过反复的实验操作,让学生感受科学探究的艰辛过程,体验认真、严谨的科学态度在物理学中的重要性,最终根据多组的实验数据得到物体所受浮力的大小与物体排开液体所受的重力的关系。这样得出实验结论更加让人印象深刻。

[反思]

我参加了上海市青浦区初中物理组“围绕课堂教学目标的系列实验设计”的项目研究。通过大量的观摩和研究,以及在实际教学过程中的实践,我逐步掌握了实验设计的要领,取得了很好的教学效果。同时我对实验设计有了如下的体会:1.物理课堂教学中的实验应该是系列化的,系列中的每个实验之间都应具有一定的逻辑关系;2.实验的开展是有目的的,是为了达成某一教学目标服务的,绝不只是简单的实验操作而已;3.实验设计包含了一定的科学思想和研究方法的教育,旨在使学生在各种实验操作中获得在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的协调发展。

物理学习就是教师引导学生通过对物理现象的认知过程获得必要的感性认识,这种感性认识可以来源于学生的生活,也可以来源于实验提供的物理事实,上述安排利用实验还原了“生活”场景,提供了认知通道。

科学实验设计 篇10

一、前置作业:实践探究的自主行为

我们平时所讲的作业不应当仅仅是课后作业, 作业还涉及前置学习的作业设计以及课堂教学的当堂作业设计这两个部分。而前置作业设计比较偏向于学生的自主学习探究活动, 是基于学生的前置学习而设计的导学方案, 在小学科学教学中, 前置作业的设计应当成为学生自主探究活动的导航灯, 指引学生具体展开科学的自主性学习和探索。

教学苏教版小学科学六年级下册第2单元进化《第1课消失了的恐龙》时, 笔者考虑到学生好奇心强, 生活经验较为丰富, 对于恐龙这个话题他们并不陌生, 且兴趣十足。因此, 在授课之前, 布置了一个“寻找恐龙足迹”的前置性探究活动, 要求学生以小组为单位, 利用课余时间, 收集恐龙的相关资料, 可以是图片、视频、书籍与相关报道等, 并对材料进行汇总整理, 作出一份汇报材料, 总结材料可以辅助多媒体课件进行演示。在这个活动过程中, 笔者发现, 学生们的积极性较高, 但是无从下手, 因此, 笔者引导学生在探究之前, 先进行小组讨论, 推选出“探险小组长”, 并制订相应的活动计划, 做好任务分配, 使得每个人都有任务, 每个人都肯参与。

在这个前置探究活动中, 学生对新授知识有初步的认识与了解, 同时引导学生在实践的过程中, 发现并提出新问题, 为新授课程的开展保驾护航。值得注意的是, 在前置作业的设计中, 教师一定要结合新课的实际教学要求, 从可行性角度出发, 在学生能够自主实践、主动实践的基础上进行设计。

二、课堂作业:实践探究的当堂演练

课堂作业一般是以学生在课堂上刚刚学过或即将学习的知识而核心线索而设计, 旨在加深学生对知识的理解。小学科学课堂教学本身就是学生的创造性学习活动, 是对科学知识的进一步接近和探索, 作业的设计更应当符合这个基本要求, 让学生在课堂中充分发挥出自身的潜能, 增强学习的主动性。

教学苏教版小学科学四年级下册第四单元无处不在的力《第1课力在哪里》时, 笔者考虑到力对于小学生而言, 即熟悉又陌生, 在生活中他们可以深刻地感受到力的存在, 但却无法用具体的语言或形式表达出来。因此, 笔者在课前布置学生们以小组为单位准备好橡皮泥或者揉好的面粉、弹簧、海绵, 在课堂活动时, 笔者布置了这样一个任务———“研究力对物体形状的影响”。在这个课堂作业中, 笔者要求学生以小组为单位, 利用自己准备好的道具, 朝着不同的方向用力, 记录物体形状的变化。通过当堂的小组实践探究, 使得学生对于力这种抽象事物有了更为具体的了解, 使他们对“力对物体形状的影响”有了更加深入的认识, 从而化抽象为具体, 让科学奥秘变得一目了然。

笔者以为, 当堂实践的作业形式能够强化学生作为课堂主体的意识, 培养了学生的动手实践能力与创新精神, 提高学生课堂参与的积极性与主动性。因此, 教师在教学过程中应该有意识地为学生创设形式多样的实验、实践动手平台。

三、课后作业:实践探究的升华

小学科学新课程标准指出, 科学探究应当成为小学科学教学的根本方式, 更应当成为学生学习科学的核心渠道。可见, 科学探究必然贯穿于小学科学教学的始末, 应当时刻将科学探究作为学生展开科学学习的主要方式, 并让之成为学生课后继续学习科学知识的一种能力。

教学苏教版小学科学六年级下册第五单元探索宇宙《第3课看星座》这课时, 由于本课的教学内容涉及学生们十分感兴趣的星座与奥秘无穷的星空, 因此, 笔者在教学过程中, 有意识地利用古巴比伦、古雅典与罗巴关于星座的神话传说, 营造神秘气氛, 激发学生自主探究的意识。在课后作业的布置中, 笔者引导学生以小组为单位, 建立“我们的星座”图, 引导学生借助科学, 正确地找到一些有代表性的星星或星座, 以此为基础建立属于小组的星座图, 并依靠神话传说, 对本小组的星座图作出讲解。

在本课的教学过程中, 笔者有意识地将神话传说与科学技术有机地结合起来, 以神话渲染星座的神秘色彩, 激发学生探究与实践的好奇心, 以科学帮助学生形成正确的科学观, 引导学生用科学技术去探索大自然的奥秘, 去挖掘星座的内在美, 让孩子们在课后实践探索的过程中, 形成团结协作的精神, 掌握观测星座的科学技巧。

科学实验设计 篇11

关键词：实验意图；装置仪器；检验；实验结论

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）07-013-002

高中化学教学对实验探究活动相当重视，学生也很喜欢做化学实验，但每年高考实验考题的得分情况却并不尽如人意。问题到底出现在哪里呢？笔者以为，学生喜欢的是实验现象的神奇好玩，没有对现象背后的本质多加思考，更没有对实验的结论进行引申升华，故在遇到试题中的实验问题时学生就无法对实验知识进行有效的迁移。当然，这与我们高中化学教师未能在实验方法上进行正确的引导、未能在实验结论的引申上给予必要的示范有关系。笔者对高中实验化学教学和高考实验试题进行关联研究，在实验结论引申升华上做了一些工作，收到一些成效。现与大家探讨如下：

一、重视课本实验，弄清实验目的，改进实验装置

高考化学实验考题基本都是“源于教材而高于教材”，既然源于教材，那就要求我们要重视教材上的演示实验，要对教材实验进行深挖，要揣摩实验设计的意图，弄清每一步骤的目的，想明白药品和仪器选用的理由。以实验室制取氯气为例，学生都知道，氯气有毒，应用NaOH溶液吸收多余的氯气以防污染空气，但若不对实验深入研究，课堂演示的始终都是如图1所示的实验。而要对实验深入研究，学生就能够在装置搭配、气密性检验、演示实验、实验安全、装置拆卸等多方面对化学实验进行全面的认识，尤其是正常演示实验前后的气密性检验及拆卸前通空气以排尽氯气，让NaOH溶液将其吸收完全，是实验安全范畴的内容，也是绿色化学思想的重要体现。为了能通入空气，制备装置要改进为图2，从活塞处通空气，就能将残留在体系内的氯气全部吹入NaOH溶液以吸收完全。挖掘出这些内容，就升华了一个实验原本的意义，通过实验改进让学生理解了如何体现绿色化学思想，如何实现实验安全。

再如在演示完铜与浓硫酸反应后，引导学生分析实验现象，学生都发现了试管底部有白色固体，都认为是硫酸铜固体。笔者提问到，那如何检验它就是硫酸铜呢？没想到的是，学生异口同声说“加水”。笔者不动声色，不置可否，继续提问：“热试管能加冷水吗？”“硫酸铜能以白色固体形式存在，为何？”“能向浓硫酸中加水吗？”“能向热的浓硫酸中加水吗？”经过热烈的讨论和争论后，大家形成共识：“待试管冷却后，倒去上层清液，逐滴向试管中滴加蒸馏水，若能得到蓝色溶液，则证明生成的白色固体为硫酸铜。”学生在教师的压迫式提问中，在自己冷静的思考中，在和同伴的合作讨论中，对有疑问的、自以为是的问题有了深入的思考、清晰的认识。

二、对比实验装置，反思仪器变化，领会实验意图

在学生做完乙酸乙酯的制备实验（装置如图4）后，笔者及时提出如何更好地对乙酸乙酯蒸气进行冷凝。学生经过讨论、反思得出三种方法：（1）加长玻璃导管，延长热交换的时间（如图5）；（2）增大与空气的接触面积，提高热交换效率（如图6）；（3）选用水回流冷凝管（如图7）。方法二使用干燥管，既可以防倒吸，又增加了与空气的接触面积，提高了冷凝效果。也有同学将方法二设计成图8，但经引导发现，乙酸乙酯很有可能冷凝在安全瓶中而没有进入小试管中，导致总产量降低，故图8不理想；相比较而言，图6装置冷凝后的乙酸乙酯都流入小试管中，保证总产量不减少。学生都知道水回流冷凝管冷凝效果最好，于是展示了图7装置。学生看了图之后，发现除了多了冷凝管，还多了温度计和分液漏斗，这样设计有什么目的呢？于是学生在对装置6、7仪器的对比中，反复思考，不停讨论，结合乙酸乙酯制备过程中的各种条件控制，发现装置7的三个突出的优点：①增加了温度计，便于控制发生装置中反应液的温度；②增加了分液漏斗，有利于及时补充反应混合液，以提高乙酸乙酯的产量；③增加了冷凝装置，有利于收集产物乙酸乙酯。

三、发现实验异常，探究背后原因，培养创新能力

学习过氧化钠的性质时，预习了的学生都知道过氧化钠与水反应时生成了氢氧化钠和氧气，滴入几滴酚酞试液后，溶液变红，就在学生为确认氢氧化钠的生成而高兴的时候，发现红色变淡，既而消失了。这异常的现象引起了很多学生的质疑，唉，为什么呢？学生对褪色原因的好奇，让笔者突发奇想，让学生来猜想原因。结果猜想的理由五花八门，反应放热，生成了有强氧化性或酸性的物质等。经由学生设计实验并实验探究发现，是生成了有强氧化性的过氧化氢的缘故。Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2。而且向褪色后的溶液中一分为二，一份再加入酚酞，溶液还可变红；另一份加入NaOH不变红，说明酚酞被H2O2氧化了。在这个过程中，学生由异常的实验现象引发质疑，既而联系已有知识、分析猜想、提出实验方案、验证判断实验结果，通过这一系列的思维过程，达到培养学生创新思维能力的目的。再如喷泉实验中胶头滴管的倒置使用、制氢氧化亚铁时，吸满氢氧化钠溶液的长胶头滴管要伸入硫酸亚铁溶液中，胶头滴管违背常规甚至是错误的使用方法，背后一定有着特殊的原因，也只有敢于质疑、充满好奇的同学才会努力地探究背后的原因。

四、联系实验事实，找准检验方法，培养发散思维

在学习卤素性质时，学生都知道：（1）向KI溶液中滴加淀粉溶液，不显色，滴加氯水等氧化性物质，显蓝色；（2）向KI溶液中滴加CCl4，有机层无色，滴加氯水等氧化性物质，再振荡，有机层显紫红色；（3）向KI溶液中滴加AgNO3溶液，有黄色沉淀，加硝酸沉淀不消失。由此三个实验事实可以总结出I-检验的三种方法：（1）取待测液适量于一干净的试管中，滴加淀粉溶液，不显色，滴加氯水，溶液变蓝色，则待测液中含I-；（2）取待测液适量于一干净的试管中，滴加CCl4，振荡，有机层呈无色，再滴加氯水，再振荡，有机层显紫红色，则待测液中含I-；（3）取待测液适量于一干净的试管中，滴加AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，加硝酸，沉淀不消失，则待测液中含I-。通过I-的检验，培养学生举一反三的本领和发散思维的能力。同时，在实验方案的表述中，强调表达的规范要求“操作―现象―结论”。再比如说，纳米材料的颗粒大小与胶体粒子的直径大小相近，那如何检验纳米材料呢？若学生仅答“丁达尔效应”肯定是不规范的，首先纳米材料不属于分散系。所以规范的表达应当是“将纳米材料加入水中，搅拌形成分散系，用激光笔从侧面照射，若从正前方能观察到一条明亮的光的通路，则证明此分散系属于胶体，此为纳米材料。”

如何正确设计实验室制取氧气实验 篇12

1 认真备好实验课教案

有部份教师认为, 实验教学, 只要把学生带到实验室, 有实验员在, 学生自已动手做实验, 这种课最轻松, 其实这种想法是完全错误的, 教师不光要认真书写纸质教案, 还要与实验员一起认真准备实验室制取氧气的各种仪器, 药品。

1.1 仪器的准备

1) 试管与试管塞的准备。通过几年的实验发现, 因为学生没完全冷却或者是洗涤时不按规则洗涤造成大试管炸裂的情况很多实验室都存在。在准备该实验前, 化学教师就要想办法准备足够的试管以备实验之需, 我们采用的是用中号试管代替大号试管, 教师们就需要用打孔机将与之配套的中号橡胶塞打孔, 在选择打孔机时先试一下钻头的大小, 以便实验室有刚好与之配套的的玻璃管连接。

2) 导气管的准备。实验室新进的玻璃都是直管, 不能用来直接做实验用, 需要教师自制, 我们没有锉刀, 就将大小各种型号的玻璃管拿到街上找铝合金门窗工人, 用他们的工具很容易就断成自已需要的长度, 将玻璃管带回学校, 找一盏喷灯, 非常容易的就吹拉出90°及其他角度的导气管, 自制的这部份如配套不漏气, 平时在放置时就套上放一堆, 并且用标签注明已检查, 气密性良好, 免得每次都很难配套。

1.2 药品的准备

教材上要求学生用KMn O4制取氧气, 这个有一定的局限性, 要求在管口塞棉花, 制得的O2可能会出现红色, 速度也比较慢, 我们在准备药品时用KCl O3和Mn O2的混合物来制取氧气, 速度快, 节约学生制的时间, 也顺便练习了催化剂的使用方法及相关现象。在准备KCl O3时应将氯酸钾放入大试管中加热, 如果只发生熔化现象而不发生轻微的爆炸或火花, 这样的KCl O3就可以使用, 否则需要用重结晶法提纯KCl O3。

Mn O2应提前一天进行高温焙烧, 除去其中的易燃物质, 以免与KCl O3混合加热后发生爆炸。

本实验要验证铁丝在氧气中燃烧实验, 故要准备细铁丝, 我们每次学生实验都是用新的石棉网上的细铁丝, 将细铁丝取下, 均匀地绕在牙签上, 一定要绕均匀, 实验效果才好, 这个最好是老师绕, 10圈左右, 前端留1~2cm, 为学生节约课堂上宝贵时间。对于没有石棉网的学校, 可以去建筑工地找捆扎钢筋的扎线丝 (需要用沙布将表面氧化物除去) 代替细铁丝使用。

1.3 集气瓶的准备

教材上规定学生完成木碳在氧气中的燃烧实验, 铁丝在氧气中的燃烧实验, 需要准备两个集气瓶, 但我们在实验中增加了硫在氧气中的燃烧实验, 所以需准备三个集气瓶, 要求学生有一个集气瓶需要用向上排空气法收集, 这与后面的CO2的制取实验作对比, 也便于学生练习排空气法收集气体以及如何检验气体是否收集满的方法。

2 实验要点的讲解

本实验主要是气体的制取, 学生首次进入实验室实验, 对规则及操作步骤需要教师反复强调, 以便学生形成良好的实验习惯, 培养学生科学的实验方法至关重要, 所以在学生开始实验前, 教师对本实验要进行细致的讲解, 让每一位学生做到心中有数, 才开始动手实验, 避免有的内容忘了, 学生做了一段时间的实验后, 才突然想起来, 又叫学生停下来再讲, 一是学生停不下来, 二是此时学生兴趣全部在做实验上, 严重影响实验效果, 将学习的主动权完全掌握在教师手中, 实验效果极为不理想。

本节实验课操作步骤用七个字总结:查、装、定、点、收、移、熄 (谐音:“茶庄定点收利息”) , 虽然教师们在上新课时已在课堂上给学生讲清楚了先后顺序, 但在实验前再一次提出来, 让学生再复习一次, 效果更好。