探究实验设计范文

探究实验设计范文（精选12篇）

探究实验设计 第1篇

1利用转换法测量温度

例1:一般金属材料的电阻奉随温度的升高而增大, 如图1甲所示是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图像, 若将该电阻与电池 (电动势E=1.5V, 内阻不计) 、电流表 (量程为5mA, 内阻Rg=100Ω、电阻箱) R'串联成如图1乙所示电路, 用该电阻作测温探头, 把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度, 就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

(1) 电流刘度较欠处对应的温度刻度___ (填“较大”或“较小”) 。

(2) 若电阻箱阻值R'=50Ω, 在图1丙中指针位置所对应的温度数值为___。

(1) 如图1甲所示, 该金属材料的电阻R虽温度t的增大而增大, 电流较大时, 该电阻的电阻较小, 对应的温度也较小。

(2) 图1丙中指针所指的电流I=5mA, 设对应的电阻为R, 根据闭合电路欧姆定律:E=I (R+Rg+R') , 代人数据得R=150Ω由图1甲图象可知, 该金属材料电阻R随温度, 变化的函数为R=kt+Ro, 其中

R0=100Ω, R与t的关系为R=t+100Ω, 将R=150Ω代入, 得t=50℃, 图1丙指针位置所对应温度为50℃。

本题利用“转换法”设计了探究性实验, 题中金属材料电阻随沮度变化, 并由此引起电流变化, 电流的变化对应温度的变化, 将这一物理现象所对应的物理量 (温度) 转化成易测量的电学量 (电流) , 从而达到测沮目的。

2利用等效替代法探究电源输出功率与外电阻的关系

例2:电源的输出功率P跟外电路电阻R有关, 图2是研究它们的关系的实验电路, 已知蓄电池电动势为E, 内电阻为r0, 为了便于进行实验和保护蓄电池, 给蓄电池事联了一个定值电阻Ro。

(1) 用E、ro和Ro表示电源的输出功率, P=___ (安培表、伏特表为理想电表) 。

(2) 表1中给出了6组实验数据, 请将其填充完整, 然后根据这些数据, 在相应的图表中画出相应的P-R的关系图像。

根据图像可只电源输出功率的最大值是W, 这时对应的外电阻R=___。

若已知定制电阻R0=4.5Ω则由表中给出的数据, 还可以求得该电源的电动势E=___V, 内电阻r0=___。

解析 (1) 蓄电池串联了一个定值电阻R0, 把它们一起看做等效电源, 内阻r0和定值电阻R0之和, 根据闭合电路欧姆定律:

得出

填表2及作图4如下。

根据图像可知, 当R=5Ω, 电源的输出功率有最大值为0.8W。

(3) 将表中第一列和第六列中的R、P数据代入相应的方程可解出E=4V, r=5Ω, 等效电源内阻r=r0+蓄电池内电阻r0=r-R0= (5-4.5) Ω=0.5Ω。

本题利用“等效替代法”设计了实验, 物理量的等效替代在高中物理中使用比较普遍, 如等效电源和电阻、等效重力和加速度、等效场等, 替代必须是等效的, 即要求物理规律之间效果相同, 便可使二者相互代替.将物理量等效替代观点应用到实验设计中, 可以使我们的实验设计变得更为便捷和流畅。

3利用图形所围面积计算电容器电容

例3:如图5甲所示是一种测量电容的试验电路图, 实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器光电至电压U时其所带的电荷量Q, 从而再求。

出待测电容器的电容C, 某同学的一次实验状况如下:a.按图5甲所示的电路田接好电路;b.闭合开关S, 调节电阻箱R的阻值, 使小量程电流表刚, 针偏转接近满制度, 记下此时电流表的示数C=490μ, 电压表的示数U0=8V, I0、Uo分别是电容器放电时的初始电流和电压;c.断开开关S, 同时开始计时, 每隔10s测读一次电流I的值, 将测得数据填入表格, 并标示在图5乙的坐标纸上 (时间t为横坐标, 电流I为纵坐标) , 结果如图5乙中小黑点所示。

(1) 在图5乙中画出I-t图线;

(2) 图5乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是___;

(3) 该电容器的电容为___F。

解析: (1) 将措出的各点连成平滑的曲线即为I-t图线 (图略) 。

(2) 利用微元的思想, 在图5乙中把时间无穷细分, 每一时间元内由于时间极短可认为电流不变, 对应的面积即为对应的放电的电荷量, 再对微元结果叠加可, 知图5乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是电容器充电完毕时储存的电荷量, 即放电的总电荷量。

(3) 根据近似处理的物理思想, 图线与坐标轴所围部分的格数 (边缘部分大于半格的算一格, 小于半格的可忽略) 乘以每一格所占面积。估算出整个过程中电容器所释放的总电荷量, 则Q=32 (所估读格数) ×5×50×10-6C=8×10-3C, 求出电容C的值。

利用图像面积法设计探究性物理试验, 首先应对图像多代表的物理过程有基本的理解和认识, 在弄清各个坐标所代表的物理量, 弄清图线与坐标轴所围面积的物理意义, 如速度-时间图象 (v-s图) 中图线与坐标轴所围面积表示“位移” (s) ;力-位移图象 (F-s图) 中图线与坐标轴所围面积表示“功” (W) 等。

参考文献

[1]邱建新.电学探究性实验设计例析[J].数理化解题研究 (高中版) , 2011 (5) .

[2]龙家良.浅谈探究性实验的教学[J].青海教育, 2003 (Z1) .

[3]邵忠德.探究性实验的设计与开发研究[J].安徽教育学院学报, 2004 (6) .

[4]汤华.例谈探究性实验的设计[J].实验教学与仪器, 2003 (12) .

科学探究实验设计四步法论文 第2篇

摘要：科学课标指出要培养学生的探究能力。实验操作能力是科学课的重中之重，学生在实验学习中缺乏兴趣，实验过程不得法，教学效果底。因此，笔者从多年实践中总结出明、明、精、巧、全四步实验设计法，来提高探究实验效益，为学生及教师提供可借鉴的经验。

关键词：科学;探究;实验

一、明——明确操作目的，引领学生把握科学探究方向

在小学科学课堂里，将孩子们眼中一个个复杂难解的科学现象转变为生动有趣的科学探究实验，教师恰当的点播会使学生进一步明确科学探究实验的目的，把握好总的目标和方向，这样学生在进行实验的过程中才不会盲目，达到提高学生科学探究能力的目的。在明确操作目的时我的做法是：有效引导，鼓励学生提出科学问题。方案的设计首先要从选择问题开始，有效引导提出问题，让学生们感觉有疑惑的问题或者产生想探究的问题，从而引起他们认知的冲突，继而想探究问题。课堂生成的问题，教师要善于抓住课堂上生成的问题，鼓励他们从不同的角度去思考，在事实支撑的情况下大胆猜想，让学生形成良好的思维习惯。组内探讨的问题。查阅资料，夯实实验设计的基础。在科学课堂上，学生结合已学过的科学知识，对要研究的内容进行认真思考，教师要引导学生广泛阅读和收集相关的文章和资料，注意引用新观念、新信息，在实验前的准备阶段注重知识积累，收集整理相关资料。明确目的，探究科学实验的原理。学生明确自己在探究过程中要做什么，解决什么问题，实验目的和科学原理是什么，以小组形式通过研讨，对交流中积攒的问题进行提炼，不断给予学生鼓励、指导。教师为学生提供丰富的科学资料，经过互动交流解决课程中能自我解决的问题，对于解决不了的主要问题，作为本课的探究内容。学生在操作时会有明确清晰的方向,这是提升科学探究有效性的前提。

二、精——选择材料精准，为科学探究实验提供保障

学生在进行科学探究实验操作时所选用的材料要精准，引导他们根据科学探究的`主题选择需要的、适合本次实验的实验用品，给学生提供了多种多样而且有结构的材料，学生从中筛选出对科学探究最适合的。在指导学生实验器材的选用方面我是这样做的：多维思考，选择精准的实验仪器和材料。学生所选择的仪器、药品要依据科学探究实验的目的和原理来确定;依据清晰实验结果选材，选择的实验材料要以能非常容易的展现清晰的实验效果为首选;依据满足现有条件选材，首选实验室中现成的实验器材。依据实验简约性选材，较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短，效果好等基本要求。师生搜集、补充“有结构的实验材料”对于实验探究中缺少的材料，设立“有结构的材料超市”，这些材料既能揭示与探究内容有关的现象，又符合学生的年龄特征和认知水平，使他们有能力通过对材料的摆弄来发现问题，认识问题，对学生的探究学习有很大的帮助。

三、巧——设计方法巧妙，培养创新精神和思维能力

指导学生设计方案时，要运用巧妙的方法引导他们多思考：“为了搜集需要验证的证据，我们要做什么?首先完成什么?”组织好严谨而周密的语言步骤来。在探究过程中教师给学生提供大量的可供学生观察的有代表性的材料，让学生多动手，多动脑，在观察、比较的基础上，进一步启发学生思考、归纳总结并设计实验步骤，满足学生强烈的求知欲，达到事半功倍的效果。在课堂上可以引导学生运用以下方式进行方案的设计：互动交流，创设情境完善实验方案。思维碰撞，反复实践改进方案。在实验中学生考虑到了安全注意事项，因此顺利完成探究实验，培养了学生的综合分析能力及应变能力化繁为简，巧用词语确定实验方案。将“科学实验方案设计四部教学法”与科学课型有机的结合，达到教学效果最优化。区分类别，采用不同模式设计方案。根据不同类别的实验探究课，教师引导学生根据具体教学实际需要灵活变换运用教学方法和教学策略，套用“方案设计四步法”的教学模式，进入某一种课型的学习，进一步解决本课的重、难点问题。

四、全——资料记录全面，养成严谨求实的科学态度

化学实验方案的设计与实验探究 第3篇

一、化学实验方案的设计

1.实验方案设计的基本要求

根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

（1）制备实验方案的设计思路（如图1所示）

（2）性质实验方案的设计思路（如图2所示）

（3）物质的检验实验方案的设计思路

①对试样进行外观观察。

②对固体、液体样品只能取少量进行检验，留一定的试样备用。

③检验时除了要考虑各物质的特征反应外，还要排除物质间的干扰。

④充分利用离子的特征反应。

⑤确定检验操作顺序要“先简后繁”。

⑥确定物质检出顺序要“先活后惰”。

2.了解实验设计的基本步骤

（1）首先必须认真审题，明确实验的目的，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而确定实验原理。

（2）选择仪器、药品根据实验目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、反应物和生成物是否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围等，选择合理的化学仪器和药品。

（3）设计装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型实验装置图的能力，实验步骤应既完整又简明。

（4）记录现象、数据全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）分析得出结论

根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等方法，得出正确的结论。

二、化学实验探究

化学实验探究的基本程序梳理，可用如图3所示的流程图表示：

1.提出问题

要提出问题，首先得发现问题，在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。通过探究能更好地理解并掌握物质的性质。此外，实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。

2.提出猜想

在实验中，发现了问题不要轻易放过，要查阅资料并与同学和老师交流、讨论，这时有许多问题就可能得到解决，而有一些问题的结论有多种可能（这就是猜想），只能通过实验进行验证。所谓猜想就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。

3.设计验证方案

提出猜想后，就要结合实验室的条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，最关键的是试剂的选择和实验条件的控制。在进行实验的过程中，实验方案可能会出现问题，要及时进行调整。

4.观察实验现象，得出结论

根据设计的实验方案，认真进行实验，观察实验中出现的现象并及时记录，根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论，如不能得出结论，则要加做实验，或进行对比实验，或将设计的实验改进。若实验中遇到新的问题，则可以推出新的问题进行探究。

例（2015·新课标全国卷Ⅰ）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其

K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图4所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是，由此可知草酸晶体分解的产物中有

。装置B的主要作用是。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和图5所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。

（3）设计实验证明：

①草酸的酸性比碳酸的强。

②草酸为二元酸。

答案：（1）有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验

（2）①F、D、G、H、D、I CuO

②H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊。

（3）①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生。

②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。

解析该试题属于典型的化学实验综合能力测试题，问题（1）与（2），为化学实验基本知识的考查，问题（3），注重侧重能力的考查，考查化学实验探究能力和创新应用能力，具体解答见答案部分。

设计生活实验 促进科学探究 第4篇

一、观察实验, 引发探究问题

进行科学探究, 首要的是发现“问题”。生活小实验可以给学生提供感性的素材, 让需要探究的问题在情境中自然诞生, 让学生自然产生探究和解决“问题”的欲望, 使探究活动成为学生的一种心理需求, 从而激发学生的探究兴趣, 引领学生主动进行探究。

如在“探究凸透镜成像规律”教学时, 笔者是这样设计小实验引发问题的:上课开始先发给每个学生一个放大镜, 让学生在一张白纸上写一个字, 透过放大镜观看这个字, 并改变放大镜与白纸之间的距离。

教师:同学们在刚才的活动中看到了什么现象?

学生:当放大镜离白纸较近时, 看到的字是放大、正立的;当将放大镜与白纸的距离增大时, 字变成倒立了;当继续增大放大镜与白纸的距离时, 倒立的字会变小。

教师:放大镜是一个凸透镜, 写在白纸上的字是一个物体, 人眼通过放大镜看到的字实际上是物体经凸透镜成的像。根据这些现象, 对于凸透镜, 同学们想弄清楚什么问题呢?

学生:我们想弄清楚物体经凸透镜所成的像究竟跟凸透镜与物体的距离有什么关系?

这样在进行深入探究之前, 先用一个小实验创设问题情境, 引出本课将要探究解决的问题。从而改变了学生按照给定的实验方案“照方抓药”的传统教学方法, 使验证性实验变成了探究性实验, 引领学生一步步走上了科学探究之路。

二、分析实验, 引导科学猜想

猜想是科学教学中需要培养的重要思想方法, 也是科学探究活动的重要组成部分。但实际教学中, 不少学生或者按照教材的提示说出一点猜想, 或者没有科学根据、不假思索地列举许多因素, 因而往往使“提出猜想”成为一种形式, 学生很难通过这个环节领悟科学方法。在探究教学中, 教师应当在这个环节上下些工夫, 逐渐提高学生猜想的层次水平。尤其对于学生缺少足够经验的一些科学问题的教学时, 教师更应提供某个或某些生活小实验, 让学生通过分析实验现象, 并通过联想, 再提出科学的猜想。

如“探究浮力的大小”教学时, 笔者是这样设计的:

教师:浸在液体中的物体受到的浮力的大小可能跟哪些因素有关呢?请同学们充分发表意见, 说出理由。

生1:浮力的大小可能跟液体的密度有关, 密度越大, 浮力越大。

生2:浮力的大小可能跟物体的形状有关。

生3:浮力的大小可能跟物体浸没液体的深度有关。

……

学生们虽然说出了很多种猜想, 但因为没有实验作感性的支撑, 很难联想到与被物体排开液体重量有关。如何引导学生想到去考察被物体排开的那部分液体的重力, 从而使学生能够在有限的课堂时间内将精力集中到猜测的关键点上呢?于是我设计了两个学生实验活动。

【活动一】将一只空塑料瓶瓶底朝下浸入水中, 逐渐将瓶下压, 感受一下空瓶所受浮力的大小, 猜一猜, 瓶子所受浮力大小可能与哪些因素有关?

【活动二】在一只塑料袋中装满水, 用弹簧测力计悬挂着水袋将其浸入水中, 并逐渐地使浸入水中的部分加大, 观察弹簧测力计读数的变化, 猜一猜, 水袋所受浮力大小可能与什么因素有关?当水袋中的水面与容器中的水面相平时, 弹簧测力计的读数是多少?由此能否猜想一下, 浮力的大小到底遵循什么规律?

学生在此实验的基础上交流猜想, 再通过实验分析, 就可以得到如下的猜想:浸在水中的物体所受浮力的大小等于被物体排开水的重力。接着, 再通过实验验证, 并得出结论。

这样, 当学生的猜想没有进入探究的核心范畴时, 教师不断再现学生已有知识, 设计一些小实验加以分析与引导。这种铺垫为学生提供了思维的背景, 再辅以思维方法上的指导, 就能给学生合理、科学的猜想搭建平台。

三、改编实验, 验证假设结论

科学探究需要对假设的结论进行检验, 这就要求我们对实验结果进行比较、分析, 进行科学解释。同时, 为了防止以偏概全, 需要收集更多的证据支持、验证假设的结论, 并强化学生对结论的理解和掌握。

如浮力的成因一直是初中科学教学中的一个难点, 在教学中, 我按照教材 (华师版八上) 第74页提供的装置进行实验:先把一个两端蒙有橡皮膜的圆桶水平放入水中, 观察到橡皮膜的凸凹情况相同;再把圆桶竖直放入水中, 观察到橡皮膜的下表面凹陷的程度比上表面要大。要求学生根据上述现象得出浮力成因的假设结论。这时, 有部分学生得出了“作用在物体上下表面的压力差是浸在液体里的物体受到浮力的原因”的假设结论。但是, 有几个学生对此结论提出了质疑:在手工蒙扎两端的橡皮膜时很难控制两面薄膜的松紧情况, 因此圆桶竖直放入水中时, 上下薄膜的凸凹形变程度差异, 不一定仅仅由上下表面的压力差引起。

我不禁为学生敢于质疑的科学探究精神而欣慰, 同时为让学生信服这个结论, 将圆桶改用可乐瓶再进行实验, 对“浮力产生的原因”进行验证。实验的方法是:取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的无盖可乐瓶, 去掉其底部将瓶口倒置。 (1) 放入一只乒乓球, 然后向瓶里注水, 发现水从瓶口流出, 乒乓球不上浮; (2) 用手指堵住瓶口, 再向瓶里注水, 不久就发现乒乓球上浮。

这个实验取材方便, 简单易做, 为第一个实验得出的结论提供了强有力的证据, 且实验现象更为明显。学生对此实验过程印象深刻, 从而对浮力产生的原因有了更清晰的理解。

四、设计实验, 培养探究能力

指导学生自行设计科学实验, 是培养学生探究能力的重要环节, 也是培养学生实践能力的重要途径。既有利于培养学生的科学精神, 又有益于学生领悟、运用和巩固科学知识。同时, 还可以将科学探究从课内向课外延伸。

如“探究种子萌发的条件”教学时, 教师先将实验所探究的影响种子萌发的多种因素, 分解成一个个的单一因素, 让学生通过单个因素考虑种子萌发与外界条件的关系, 进而引导学生设计出教材中所呈现的对照实验, 探究并得出种子萌发所需的外界条件。然后给学生布置了一个课外探究作业:同学们能设计另外的实验方案来探究种子萌发的条件吗?课后学生纷纷寻找身边的器材, 设计实验方案, 并进行实际试验。学生设计的其中两个方案为:

【方案一】材料:大豆种子50粒, 有盖相同塑料瓶5个, 小勺1个, 餐巾纸10张, 标签5张, 清水。

实验方案:取5个洁净的塑料瓶, 分别贴上写有1—5的标签, 每个瓶中放入2张餐巾纸, 并在餐巾纸上均匀地放上10粒种子, 然后依照下表中处理方式操作。

【方案二】材料:大豆种子6粒, 相同玻璃杯3只, 一次性筷子3根, 标签3张, 棉线, 清水, 如图1。

实验方案:

通过这样的自行设计, 并在课外亲历实验的观察、比较和分析的探究活动, 学生对种子萌发所需的外界条件就铭记在心了。

又如在学习“功和功率”时, 我布置学生测出自己跑步上楼时的功率。课后学生自行设计方案, 几个同学一起合作, 很好地完成了任务。这不仅巩固了知识, 还强化了学生使用秒表、刻度尺等基本仪器的技能。

实验《探究平面镜成像》教学设计 第5篇

教学目标

一、知识与技能目标：了解平面镜成像的特点，并且能根据成像特点作图，理解日常生活中平面镜成像的现象，初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。

二、过程与方法目标：经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。通过定位平面镜的虚像的方法，了解替代法的含义和应用。

三、情感态度和价值观目标：在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。培养实事求是的科学态度和作风。通过对平面镜、凸面镜和凹面镜成像应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。教学重难点

1．平面镜成像特点、实验探究的方法和合作学习。2.平面镜成像原理和虚像是怎样形成的。教学准备

分组：平面镜成像实验器。

演示：平面镜、潜望镜模型、多媒体课件 板书设计

平面镜成像

一、成像规律：平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。（等大、等距、连线垂直镜面）平面镜所成的像与物体关于镜面对称。

二、平面镜成像原理 原理：光的反射 成像特征：虚像

三、平面镜的应用 1.成像——穿衣镜等。

2.改变光路——潜望镜、塔式太阳能电站等。

四、凸面镜和凹面镜

凸面镜：特点：对光线有发散作用。

应用：汽车观后镜。

凹面镜：特点：对光线有会聚作用

应用：太阳灶、汽车前灯的反光装置、手电筒的反光装置。教学过程

一、观察生活、引入新课

教师出示多媒体课课件，展示生活中小猫在平面镜玩耍、小孩对平面镜里的像好奇、水中倒景等美妙图片。引导以上美景是如何形成的？它隐含哪些物理知识？从而引入新课。

二、新知学习

1、平面镜成像规律探究

教师：出示平面镜，让学生观看镜中景物，引导同学思考：镜中像的大小与物体的大小有什么关系？镜中像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系？ 学生：思考，提出自己的猜想。

教师：我们如何验证同学们的猜想是否正确与否呢？

学生：进行实验。教师：我们如何确定镜的位置？如何比较像的大小与物体的关系？请同学提出自己的办法？ 学生：讨论、思考并回答。教师：根据学生回答情况，引导学生阅读课本《探究平面镜成像特点》实验，并思考课本上的实验是如何解决上面问题的。教师：你们明白实验的方法和步骤了吗？根据学生回答情况，播放《探究平面镜成像》视频。学生：在看完视频后，动手进行实验。教师：巡回指导，帮助学生完成实验。

学生：汇报实验数据，并分析得出结论。

教师：通过多媒体课件，再次展示平面镜成像特点。加强学生对平面镜成像特点的巩固。并板书。

2、平面成像原理

教师：我们通过实验探究，得出了平面镜成像的特点。但平面镜成像的原理是什么呢？ 教师引导学生分析：光射到平面镜上时发生射，并根据光的反射规律作出反射光线，寻找出反射光线的特点（反射延长后相交一点），教师通过多媒体课件，演示、讲解成像原理。光的反射，成的是虚像。

3、平面镜的应用

教师通过播放视频《平面镜在应用》，让学生了解平面镜在生活中应用的具体实例，然后共同总结：

平面镜的应用：成像——穿衣镜等。

改变光路——潜望镜、塔式太阳能电站等。

4、凸面镜和凹面镜

学生阅读课本“科学世界”，然后归纳总结： 凸面镜：特点：对光线有发散作用。

应用：汽车观后镜。

凹面镜：特点：对光线有会聚作用

应用：太阳灶、汽车前灯的反光装置、手电筒的反光装置。

三、课堂练习：

课本80页1、2、3、4、5题。

四、小结：本课我们通过实验探究了平面镜的成像特点，得出了平面镜成像规律，并知道了平面镜和球面镜的应用。

自主设计实验 探究教学疑点 第6篇

一、铁丝绕成螺旋状是为增加与氧气接触面积，还是提高未燃部分温度

鄂教版七年级化学第四单元第三节《性质活泼的氧气》中，探究铁丝在氧气中的燃烧现象时，要求将铁丝绕成螺旋状。为什么呢？原因主要有以下两条：一是增加与氧气的接触面积，二是对未燃部分进行预热。哪一条更准确呢？为弄清这个问题，师生共同设计了以下实验。

假设一：绕成螺旋状是为了增加与氧气的接触面积。

教师准备数根长短粗细均相同的细铁丝（10cm）及3个250mL的集气瓶（瓶中盛有等体积水并收集满氧气）。首先，让学生将一根铁丝拉直，将另两根绕成粗细不同的螺旋状；接着，将铁丝末端系一根火柴梗并点燃，当火柴剩余1/4左右时，将铁丝完全伸入盛有氧气的集气瓶中（如下图）。

实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都能与氧气产生剧烈反应，火星四射，放出大量的热，并生成黑色固体物质。实验Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ相比，剧烈程度要弱一点。在以上三个实验中，物质的性质、氧气的浓度、接触面积均相同，所以此实验中绕成螺旋状与增大接触面积关系不大。

假设二：绕成螺旋状是为了提高未燃部分的温度。

教师准备数根长短粗细相同的细铁丝（10cm）及2个250mL的集气瓶（瓶中盛有等体积水并收集满氧气），让学生将一根铁丝拉直，另一根绕成螺旋状，并与操作棒连接起来（如下图）。

接着，教师让学生将铁丝末端系一根火柴梗并点燃，当火柴剩余[14]时，将其完全伸入盛有氧气的集气瓶中。两组实验中铁丝均没有燃烧（重复3次，现象相同）。上述实验，Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅴ中铁丝和氧气的浓度均相同，但现象明显不同，导致这种不同现象的原因是金属弯曲的方式不同。实验Ⅳ、Ⅴ中，由于火柴燃烧火焰及空气对流的因素，热量向上散失，没有对下面的金属进行加热，因而温度没有达到铁丝的着火点，所以铁丝不能正常燃烧。

由此可以得出结论：铁丝绕成螺旋状的原因是对未燃部分进行预热。

二、蜡烛一扇就灭是降低了温度还是移走了可燃物

在学习“燃烧与灭火”时，同步训练上有一道题“为什么炉火越扇越旺，而蜡烛却一扇就灭呢？”一般的解释是：炉火燃烧剧烈，放出的热量多，用扇子扇动，空气流动带走了一部分热量，但温度不足以降到燃料的着火点以下，反而为燃烧提供了大量的氧气，所以燃烧更旺了；蜡烛火焰小，放出的热量少，用扇子一扇，热量迅速散失并降到石蜡的着火点以下，所以蜡烛熄灭了。

教学过程中，有学生提出异议：蜡烛的着火点大约在190℃，用扇子扇不可能把温度降到着火点以下。蜡烛熄灭的原因究竟是什么呢？课前查阅过资料的学生提出：蜡烛燃烧，实际上是石蜡蒸汽在燃烧，用扇子扇，可能是将石蜡蒸汽吹跑了，即移走了可燃物，这才是蜡烛熄灭的真正原因。

怎样证明这种推测？师生经过讨论，设计了以下实验：将两个易拉罐（一个除去顶、底，一个只去底部）连接起来，自制金属带柄活塞；教师准备两盏酒精灯（目的是加大烧热面积）、一支温度计（量程500℃）以及火柴、蜡烛，铁架台，并按下图装置。

实验开始，教师点燃酒精灯，当温度高于280℃时，请学生推动活塞，将热空气迅速推出，蜡烛火焰立即熄灭。实验中，从活塞中推出的是热空气且温度很高，它不会降低蜡烛的着火点，但蜡烛还是熄灭了。由此，学生自然而然地得出结论：蜡烛一扇就灭的原因是移走了可燃物，不只是降低温度。

三、浓硫酸的稀释是否一定要将浓硫酸注入水中

鄂教版化学教材八年级上册设计了浓硫酸的稀释实验。由于该知识点是考试重点，教学时，教师设置了如下问题：1.在实验室中，我们一般用稀硫酸来做实验，而从药品店买到的都是浓硫酸，如何将浓硫酸变成稀硫酸呢？学生异口同声地说：加水稀释（学生根据生活经验很快想到这一点）。2.在稀释浓硫酸的过程中，能否将水注入浓硫酸中呢？学生思考猜测，有的说能，有的说不能。

教师引导学生自学教材，得知：在稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里，并不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸里。为什么呢？因为浓硫酸的密度为1.98g/cm3，水的密度为1g/cm3。如果将水注入浓硫酸中，水的密度小，会浮在浓硫酸上面。浓硫酸溶于水放出大量的热，会酸液四溅，造成危险。然而现象是这样的吗？

学生分组讨论，从安全的角度选择仪器设计了如下两种实验。实验一：将蒸馏水通过长颈漏斗缓缓地注入浓硫酸中（图I）。水和浓硫酸分层，水浮在上层。片刻后，钟罩内壁和锥形瓶内壁有大量水雾，偶尔有大的液滴溅起。究其原因，可能是没有用玻璃棒搅拌散热。

师生经过讨论，将装置I改装成Ⅱ（如上图Ⅱ）：将蒸馏水通过长颈漏斗沿烧杯壁缓缓地注入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌。钟罩内壁有水雾，但烧杯中溶液没有沸腾和溅出。由此，得出结论：在稀释浓硫酸时，只要滴加速度慢，并且用玻璃棒不断搅拌，不论浓硫酸加入水中，还是水加入浓硫酸中，实验都可以安全完成。

以上三个实验探究中，虽然还有很多的不足，但是学生在认识到自己的知识疑点后，敢于质疑并结合生活实际及实验原理，利用生活中常见的物品，设计实验证实自己的猜想。这不仅升华了学生的认识，培养了学生的创新能力，而且提高了学生的学科素养，让他们享受到了战胜挫折的快乐。这，正是化学实验的魅力和价值所在。

（作者单位：广水市实验中学）

实习编辑 孙爱蓉

重视设计演示实验升华探究理论知识 第7篇

一、设计实验的目的要明确

任何一个演示实验都应有明确的教学目的。在中学物理教学中, 演示实验的目的有两类:一类是根据教学过程的需要提出的演示实验, 如新课的导入, 概念和规律的形成, 知识的巩固和深化, 知识的应用等。另一类是根据学生认知规律提出的演示实验, 如激发学生学习兴趣, 为学生学习新知识提供感性材料, 突破教学难点, 转变学生“前经验”的错误等。设计一个好的演示实验, 可以加深学生对理论知识的理解和掌握。如在“电功率”这一节教学中, 仅从概念本身理解并不难, 公式也容易记。但在实际应用中, 学生往往弄不懂额定功率、实际功率及它们间的联系和区别。为此, 在教学中我设计了以下实验:甲灯泡 (220V25W) 两只, 乙灯泡 (220V60W) 一只。实验一:取甲灯和乙灯各一只, 并联接在220V的电路上。其目的是让学生明白额定功率的概念及灯的亮度与额定功率的关系。实验二:取甲灯和乙灯各一只, 串联后接在220V的电路上, 其目的是让学生从感性上认识灯的亮度与实际功率的关系。实验三:取甲灯一只接在220V电路上, 另一只甲灯接在240V (或200V) 的电路上, 比较它们的亮度, 使学生从感性上认识实际功率与实际电压的关系。

二、引导学生学会观察

1. 明确观察目的

在指导学生观察实验时, 先让学生观察每个灯泡的铭牌, 弄清额定电压和额定功率。对于实验一, 指导学生观察两灯并联在220V电路上的发光亮度, 此时为正常发光, 电功率为额定功率。对于实验二, 引导学生观察两灯串联后发光亮度, 理解实际功率。启发提问:为什么两灯串联时实际功率都小, 且乙灯的亮度暗一些?对于实验三, 指导学生观察相同灯泡在不同电压的电路上, 可能比正常更亮, 也可能比正常更暗。通过引导学生观察灯发光的亮度, 从感性上认识额定功率和实际功率, 为进一步理解这些理论知识打下了基础。

2. 指导观察方法

当对实验的现象进行观察时, 有的学生观察是无序的、任意的, 他们或被器材、操作所吸引, 或被某一有趣的现象所打动, 或只关心结果而不关心过程。此时, 教师应引导学生按一定的顺序观察实验, 例如, 按时间的先后, 位置的远近, 先外后内, 事物发展的过程等。

三、提示要点, 启发思维

观察的过程是感知的过程, 也是思维的过程, 感知的材料是思维的土壤。因此, 教师在引导学生观察实验的同时, 应透过感知的现象, 抓住事物的本质, 提出问题, 启发思维。如上面的“电功率实验”, 对于实验一, 提出问题:灯的亮度与电功率有什么关系?对于实验二, 比较实验二中甲灯与实验一中甲灯的发光亮度, 说明它们的实际功率是否相同?为什么串联后甲灯功率小?为什么乙灯在并联时功率比甲灯大, 而串联时比甲灯还小呢?实际功率是否都比额定功率小?对于实验三, 比较相同的两个灯泡, 在不同电压下功率是否相同?哪种情况下更容易烧坏?因此在实验教学中, 教师在指导学生观察实验的同时要提出具有启发性的问题, 引导学生进行思考。

四、注意小结, 升华理论

在演示实验教学中, 教师应该用简洁的语言对实验的目的、现象、过程、方法和思路进行小结, 从而巩固和加强有关知识内容。如在上述实验教学中, 归纳小结:电灯在额定电压下工作时, 正常发光, 此时电灯的实际功率等于额定功率;当电灯在低于其额定电压下工作时, 不能正常发光, 发光亮度比正常发光时暗, 其实际功率小于额定功率, 但烧不坏;当电灯在高于其额定电压下工作时, 不能正常发光, 发光亮度比正常发光时亮, 其实际功率大于额定功率, 但很容易烧坏。

化学探究式实验设计的思维方法 第8篇

近几年来, 我们开展了题为《探究式实验教学方法和策略》的课题研究, 借鉴、改进、设计了一些探究性实验, 回味实验设计的思维方法, 得出了一些共性的思维特点, 总结如下。

一、转换法

化学学科上常常遇到要探究的问题是看不见摸不着的, 这就给我们的探究带来一定的难度。怎样把看不见摸不着的问题在探究过程中转换成明显的现象让学生清楚地观察到, 利用学生知晓的化学知识及规律进行转换设计, 是一条很好的思维途径。

例如:新教材《物质结构与性质》中, 在验证分子极性时, 采用的是H2O和CCl4分别装在酸式滴定管中, 利用带电的玻璃棒靠近从滴定管下端流出的细流是否发生偏转来说明H2O是极性分子, 而CCl4是非极性分子。这个实验的设计采用的就是转化法的思维方法。极性分子的电荷分布是不对称的, 非极性分子的电荷分布是对称的, 因此把带电体靠近极性分子时, 会产生电荷相斥现象, 而非极性分子则不会。从而把微观不能看见的性质显现出来。但这个实验也有不足之处:细流小, 发生偏转现象又不明显, 采用实物投影仪放大实现不了 (因为水是无色液体) 。为此我们可以仿此思维改进这个实验, 在两个水槽子中分别盛水和CCl4, 再分别滴入一滴苯和水, 然后用条形磁块接近液面, 并缓缓移动, 水滴跟着磁块移动, 而苯不移动。

再比如钢铁的腐蚀, 我们可以采用如下的实验设计装置, 引导学生探究。

说明:U型管中装有红色液体。

活动与探究:向铁粉中加入少量的炭粉, 混和均匀后, 撒入内壁分别用NaCl溶液和稀醋酸润湿过的两支锥形瓶, 按上图装置。

几分钟后, 观察比较上图U型管中液面的位置变化, 思考下列的问题:

(1) 向铁粉中加入炭粉的作用是什么?

(2) 两个实验现象有何差异?猜想差异的可能原因是什么?

(3) 设计实验证明你的猜想是正确的。

二、逆向思维法

所谓逆向思维就是打破一般的思维程序, 即把事物反过来分析, 从结果出发探究原因的思维方法。应用这一方法进行思维有时也会给探究实验的设计带来突破。

比如:在初中科学教材中, 学生就知道分子间是有一定间隙的, 因此在通常状况下100mL酒精和100mL水混和, 总体积约变为195mL。但学生会有疑问, 分子在间隙间是否就可以穿插呢?到了高中, 学生学习了分子间作用力后, 还会进一步提出问题, 分子间不是有作用力吗?这种作用力在混和液体是否有变化呢?更有学生会根据逆向思维提出是否会两种液体混合体积增大呢?教师可以提示学生极性不同的两种互溶液体因为分子间排列的变化, 分子间作用力发生变化, 有可能体积增大, 比如乙酸和苯的混和。因为乙酸和苯易挥发, 我们可以通过测定混和液的密度来测量混和后体积的变化 (说明:PC6H6=0.8784g·ml-1, PCH3COOH=1.0538g·ml-1)

三、演绎思维法

所谓演绎思维法就是从一般规律出发, 考察与一般规律有某种联系的个体, 从而推演出针对个体的新结论的思维方法, 把这种思维方法应用于探究式实验设计, 往往可以获得创新的实验方案。

例如:在中学化学选修教材《化学反应原理》的原电池实验中, 锌半电池和铜半电池是用盐桥连接起来的。这是中学生第一次接触盐桥。在此, 学生难免产生一些疑问, 下面就学生提出的两个有关盐桥的问题进行实验探究。

1. 在原电池工作时, 除了盐桥中的K+、Cl-向两极溶液中扩散外, 电极溶液中的离子是否也相互扩散?

下面以电池Zn (s) |ZnSO4 (0.2mol/L) ||KCl饱和溶液||CuSO4 (0.2mol/L) |Cu (s) 为例, 进行实验探究 (在实验中, 把装满了KCl饱和溶液, 用棉花堵住管口的U形管作盐桥) 。其电池装置如下图所示。

实验记录

电路中电流强度维持在5.3mA左右

2. 当改变电极溶液中电解质浓度时, 电极溶液中离子扩散速度是否受到影响?

将上述锌铜原电池中ZnSO4、CuSO4溶液浓度都改为1mol/L, 再进行实验。

实验记录

电路中电流强度为7mA

上述实验结果显示, 在原电池开始工作的一段时间内, 由于盐桥中电解质溶液浓度高, K+、Cl-几乎担负了通过液相接界的全部电流的迁移。在电池工作一段时间后, 电极溶液中的离子也开始显著地相互扩散, 特别是当电极溶液中的离子浓度较大时, 这种情况发生得更早, 也更加明显。

四、彰显思维法

探究化学问题时, 我们常常会发现所探究的问题无法呈现出实验现象, 有时即便有现象也是肉眼看不见的。这就要求我们想方设法使实验的现象“显现”出来。根据生活中的经验进行彰显思维有时会使问题迎刃而解。

具体比如:在完成和Br2反应的实验时, 根据学生已学知识, 学生可能认为是加成, 也可能是取代, 我们就可以让学生进行大胆的猜想与假设, 并让学生对自己的猜想与假设, 开展实验探究。

五、改变强弱思维法

有些探究式实验虽然可以获得成功, 但实验的现象很不明显, 近处都难以观察, 更不用说处于远处的学生, 这种实验的成功率往往也很低。有时我们还会遇到一些有毒气体实验, 而使实验难以获得成功。遇到这些情况, 要分析其主要原因, 采用改变强弱对比的思维方法, 巧妙地改变影响因素的强弱, 或安全性, 可以使实验的可见度与成功率大大提高。

比如, Cu与稀HNO3的反应, 是中学化学中必须引导学生开展探究的实验, 但按教材提供的方法, 不仅实验产生的气体有毒, 而且学生难以看到无色气体转化为红棕色气体的实验现象。据此, 按下图所示组装实验装置, 一支直径2.5厘米的U型管, 一端用木塞塞住, 另一端塞单孔塞, 塞上插一铜丝, 单孔塞接一启普发生器上的活塞, 活塞另一端接试管。先按图搭好装置。拔下单孔塞, 向左边已塞有木塞的U型管中加入稀HNO3至近管口, 使U型管稍朝右倾斜。塞上插有铜丝的单孔塞 (注意此时启普发生器活塞关闭) , 反应开始, 有无色气体生成, 2分钟后打开上面活塞, 使生成的NO进入小试管中, 将看到小试管中有明显的红棕色。演示完毕, 把铜丝往上抽, 使铜丝与溶液脱离接触, 反应自行停止。

六、给合思维法

用巧妙的组合来实验我们需要达到的目的, 可以说是一个再创造的过程。在探究性实验设计中, 用我们学过的知识或实验及身边的现成的东西进行组合思维, 进而设计实验, 往往可以获得意想不到的探究效果。

例如, 乙醇催化氧化的实验设计。

在苏教版《必修Ⅱ》65页的“观察与思考”中, 乙醇被氧化成乙醛的实验是这样的:在试管里加入约2ml乙醇。把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰上加热, 使铜丝表面生成一层黑色的氧化铜, 立即把它插入盛有乙醇的试管, 这样反复操作几次, 注意闻生成物的气味, 注意观察铜丝表面的变化。书上设计这个实验的意图就是通过闻气体的气味来判断有乙醛气体。但由于乙醛气味较浓, 学生往往难以闻到刺激性气味。而且学生对为什么实验中的有刺激性气味的气体就一定是乙醛而不是其他气体常有疑问。因此具体实验时我们可以结合乙醛的性质实验进行大胆的设计。实验时取一只硬质试管 (两端相通) , 按上图夹在铁架台上, 用酒精灯对硬质试管加热以提高试管的温度;用另一只酒精灯将一根螺旋状的铜丝烧红, 直到其表面变黑, 然后将黑热的螺旋状铜丝插入硬质试管。取一片试管口粗的滤纸 (自己剪) , 在上面先滴上10%的NaOH溶液5滴, 再在其中央滴1滴2%CuSO4溶液, 然后放入硬质试管的一端, 最后在硬质试管另一端放一团浸有乙醇的棉花, 然后塞上塞子。在上述第一步操作中对空的试管加热, 主要是为了提高试管的温度, 这样可以保证接下来各反应所需要的温度。加热螺旋状的铜丝主要是为了使其表面氧化生成黑色CuO, 并提高铜丝的温度。在圆形滤纸上先滴上10%的NaOH溶液5滴, 然后在其中央滴1滴2%CuSO4溶液是为了在滤纸这个体系中形成新制Cu (OH) 2溶液并迅速扩散到滤纸的四周。放入热的试管后会使滤纸体系温度升高至接近试管温度。在左端放一团沾有乙醇的棉花, 并塞上塞子。此时棉花上的乙醇遇到热的试管, 马上会产生大量的乙醇蒸汽向右扩散, 遇到灼热的氧化铜马上发生反应使黑色的氧化铜变红, 并生成乙醛气体, 乙醛气体在乙醇蒸汽的作用下向右移动, 碰到沾有新制Cu (OH) 2的灼热的滤纸体系, 相当于乙醛溶解在新制Cu (OH) 2的溶液中并加热, 于是在滤纸上呈现出特有的砖红色。

初中化学实验探究活动的设计与实践 第9篇

一、正确认识科学探究的意义

把科学探究作为一种教学方式的基本含义是：在教师的支持下，让学生自己经历与科学家进行科学研究时的类似过程，获得科学知识和技能，体验科学研究过程，掌握科学方法，形成科学观念，领悟科学思想和精神。在中小学科学教育中，科学探究作为一种教学方式，既体现了科学作为人类探究自然的活动的本质，又反映了人类与生俱来的所具有的探究本能的特征，同时也是学生发展终身学习能力的最佳途径。

化学课程为探究学习提供了丰富的科学素材，化学实验是培养学生科学探究能力的重要途径。为此，我们必须实施以科学探究为主的教学方式。

科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。鉴于义务教育化学课程的启蒙性和基础性，化学课堂中的科学探究活动可以有多种形式和不同的水平层次，活动中包含的探究要素和教师指导的程度允许有所不同。科学探究活动的目的在于改变学生的学习方式，而不在于探究的结果。

二、精心设计、勇于实践科学探究

1. 实施科学探究的一条重要途径：以问题为中心的教学模式

以问题为中心的教学模式是一全新的模式。它以解决问题为中心，突破了以讲授为主、按学科组织教学的封闭式教学体系，形成了以问题为中心的交互式教学：它注重学生的独立活动，着眼于学生的创造性思维能力、知识迁移应用能力的培养。

常见的几种模式及其操作程序：

问题解决模式：创设问题情境———提出问题———分析问题———解决问题、强化问题

问题探究模式：提出问题———提出假设———实验探究及文献查阅———得出结论、解决问题

问题为中心的教学与学习模式：创设情景、提出问题———分工合作、网络探究———小组交流、解决问题———深化问题

以问题为中心的生活体验模式：创设情景、提出问题———生活实践、化解问题———生活体验、深化问题

2. 深入挖掘教材，开展丰富的实验探究活动

在化学新教材(人教版)中有较多的课堂探究实验和家庭小实验，例如，对蜡烛及其燃烧的探究、“我们吸入的空气与呼出的气体有什么不同”、水净化的常见方法、探究铁制品锈蚀的条件、用pH试纸测定不同物质的酸碱度、配制一定溶质质量分数的溶液等，完全可以采用学生课堂实验与课外实验探究活动相结合的方式进行;另外，部分教师演示实验也可改变为学生的分组探究活动，如探究二氧化碳的性质、探究酸碱的主要性质、探究酸、碱、盐之间发生复分解反应的条件等。探究金属分别与酸溶液、盐溶液发生置换反应的规律、探究化学变化中的质量关系等，尽可能的提供好的实验条件给学生独立进行探究;为了体现化学的社会作用，进一步激发学生的学习兴趣，还可以开展趣味实验和研究性学习活动，例如，收集昆明地区空气质量日报、参观调查自来水厂和污水处理厂、“怎样防止自行车锈蚀”、制作叶脉书签、自制酸碱指示剂等。

以上实践充分体现出化学实验教学改革的特点：淡化演示实验和学生实验的界限，突出实验的探索性和开放性，提高实验的趣味性，增强实验的生活化和综合性等。

3. 以问题为中心的教学模式的典型实例

实例1.课堂实验探究活动：对蜡烛及其燃烧的探究

提出问题：蜡烛由什么组成?蜡烛具有哪些性质?蜡烛燃烧时会有哪些变化?蜡烛燃烧时为什么会冒黑烟?吹灭蜡烛时，产生的白烟是什么?

提出假设：蜡烛由蜡和烛芯组成;蜡烛的密度比水大，受热时会熔化;蜡烛燃烧时会生成水和二氧化碳;熄灭时产生的白烟是二氧化碳;(黑烟想像不出是什么)。

实验探究：学生自己先按照书上第7～8页进行家庭实验，初步验证假设，并分析产生的问题。学生自带蜡烛，在课堂中，教师引导学生尽可能地运用除味觉以外的所有感官对一支蜡烛在点燃前、燃着时和熄灭后的三个阶段进行观察。在观察时，注意引导学生学习科学的观察方法和现象描述、设计探究实验、结论分析的科学思维方法。实验结束后，教师就如何撰写实验与探究活动报告作专题介绍。学生再完成探究“我们吸入的空气与呼出的气体有什么不同”的家庭实验，并撰写报告。

得出结论：蜡烛是由石蜡和棉线组成的固体，硬度小，比水轻，难溶于水;蜡烛燃烧时会产生不同的变化，有的没有生成其它物质(如石蜡受热熔化)，有的生成了其它物质(如生成了水和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳);蜡烛熄灭是产生的白烟是石蜡。

讨论与评价：学生自己就本次活动进行评论：绝大部分同学都认真地进行了实验探究，学习了观察的“三步曲”和二氧化碳的检验方法，但还是不清楚为什么蜡烛燃烧时冒的黑烟是碳?

评述：本活动与探究是学生学习化学所进行的第一次科学历程，因此在过程与方法、情感、态度与价值观的形成上会对以后的学习产生重要的影响。对一支蜡烛的探究，共用了三个课时，但这是值得的。通过这一活动，学生从一开始就对学习化学产生了浓厚的兴趣，对探究物质世界充满好奇心，并培养了科学的观察方法和耐心细致的科学作风，初步学会了撰写探究招告。

实例2.家庭实验探究活动：水净化的常见方法

创设情境、提出问题：水是人类宝贵的自然资源，是生命之源。然而，人类已面临着一个严峻的生存危机：淡水资源匮乏和水资源被严重污染。我们应该怎么做才能实现人与自然的和谐发展呢?生活中，我们可以利用哪些水的净化方法?

用生活实践化解问题：生活中，我们应提倡“一水多用”。常用过滤、沉降、吸附、煮沸等方法进行水的净化。有的学生通过家长，得到了活性炭、硅胶、明矾等药品或参观了污水处理厂和自来水厂。

利用生活实例深化问题：学生自制一个净水器，并利用净水器净化自己家中产生的污水;再到实验室进行净化水比赛，年级上评比出科技小制作奖。

评述：充分调动了学生甚至家长积极参与，学生的设计制作能力远远超过教师的估计。他们自己收集材料，有的是实验室都没有的，并充分体现出了对环境的保护意识。

实例3.把教师演示实验改变为学生探究活动：探究酸碱的主要性质

创设问题情境：酸和碱对我们来说并不陌生。比如，食醋中有醋酸，石灰水中有氢氧化钙。请同学们再说一说你知道的酸或碱。

提出问题：如何来区别酸和碱?酸或碱具有哪些主要的性质?

分析问题：学生分组实验认识常见的酸和碱并探究酸或碱的主要性质(在不同的课时进行)。研究物质的性质往往要研究它的物理性质和化学性质。一般先观察物质的物理性质再通过化学实验的方法来探究其化学性质。所以，学生先分别观察盐酸、硫酸、硝酸(或氢氧化钠、氢氧化钙)的物理性质，再逐一完成与酸碱指示剂、活泼金属、金属氧化物、非金属氧化物反应的实验。

解决问题：通过以上多个对比实验，学生发现了不同的酸(或碱)的物理性质不一定相同，但却具有相似的化学性质;酸与碱的化学性质不同。

强化问题：教师指导学生对酸的通性和碱的通性进行概括，并从酸和碱的结构进行分析，发现：不同的酸具有相似的结构，不同的碱具有相似的结构，由于酸(或碱)的结构相似，所以化学性质相似;酸和碱具有不同的结构，所以酸和碱的化学性质不同。

探究实验设计 第10篇

利用磷燃烧消耗空气中的氧气, 从而使容器内形成负压, 打开止水夹后, 水进入容器内。进入容器中的水的体积可粗略地认为是瓶内空气中所含氧气的体积。

二、实验仪器:集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。

实验药品:红磷、水。

三、探究方案

1.在集气瓶中放入少量水 (用于溶解生成的五氧化二磷, 同时可吸收燃烧产生的热, 有利于瓶内降温) , 做上记号, 并将瓶内剩余体积均分为五等份。

2.用止水夹夹紧乳胶管, 点燃燃烧匙内的红磷后, 立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。观察到红磷燃烧, 产生浓厚的白烟。

3.红磷熄灭后, 冷却至室温, 打开止水夹, 观察到水进入集气瓶内, 最终水面在五分之一记号处。

四、探究评价

我们都知道, 反应物浓度越小, 反应的速率越慢。当燃烧持续进行时, 氧气的浓度越来越小, 氧化的速率也越来越小。一旦燃烧放出的热量不足以维持可燃物在着火点以上温度时, 燃烧便停止了。这也是有些物质不能在空气中燃烧, 但能在氧气中燃烧的原因。因此, 从这个意义上说, 利用燃烧试图除尽空气中的氧气, 是很难达到目的的。很多教师在做该实验时, 都发现, 最终水面停在十分之一处, 而不是五分之一处, 原因就在于此。

该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多, 加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气, 使之外逸, 都会导致实验的误差。要做好该实验, 关键要注意以下几点:

1.用更易燃烧的可燃物代替红磷 (如白磷) ;

2.装置的气密性要好;

3.燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快, 并塞紧塞子。

五、资源开发

通过刚才的分析, 我们知道, 在做好本探究实验除用白磷代替红磷外, 就是尽可能防止或减少气体泄漏的可能。我们可以利用以下装置来进行探究:

1.将盛有白磷的燃烧匙先放进集气瓶中并组装好装置, 用凸透镜将太阳光聚焦到白磷, 使白磷燃烧。此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。

2.用水浴加热的办法使白磷燃烧, 也可以防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。白磷的着火点仅40℃, 水温稍高, 足以使白磷着火燃烧。做此实验时, 盛白磷的集气瓶不能直接放入沸水中, 以免广口瓶因骤热而爆裂。可先用温水淋浴后, 再将热水注入外面的大烧杯中。

3.用钟罩代替集气瓶进行实验。将钟罩扣在盛有水的水槽中, 钟罩下方敞口, 气体受热膨胀时, 可将水压出一部分从而产生减压作用。用此法即减少了气体泄漏的可能, 准确性比原实验方案高。

4.在一端封闭的粗玻璃管内放白磷, 用胶塞塞住, 并将其推入到玻璃管中部, 记下位置。用酒精灯微微加热白磷, 使之燃烧, 同样可观察到白磷燃烧, 有大量白烟生成, 胶塞被推向外侧。待装置冷却, 胶塞逐渐向内侧移动, 根据胶塞停止时的位置, 确定空气中氧气的体积。这种方法在不透气的情况下进行, 几乎可以完全防止漏气。但要注意的是, 胶塞在干燥条件下很难塞入玻璃管内, 可蘸少量水后向管内推入;推入时, 还须在胶塞上插一根注射器针头, 以便排出气体, 待胶塞推到合适位置时, 拔出针头即可。做该实验时, 玻璃管不宜太短, 否则, 加热时胶塞会被推出管外。

六、创新思维

用加热氧化法测空气成分:把长约2cm的一束细铜丝装进一根长约5～6cm的普通玻璃管中部, 两端用两节橡皮管分别跟两只注射器 (其中一只注射器留出50mL空气, 另一只注射器不留空气) 连接起来, 使之成为一个密闭系统。推动注射器活塞, 空气可以通过装铜丝的玻璃管在两只注射器间来回传送, 不会泄漏。

给装有细铜丝的玻璃管加热, 待铜丝的温度升高以后, 缓缓地交替推动两只注射器的活塞, 使空气在铜丝上来回流动。经过5～6次以后, 空气里的氧气可以全部与铜反应。

停止加热, 冷至室温, 读出残留在注射器里气体的体积数。减少的体积即为50m L空气中所含氧气的体积。由此可以推算出空气中氧气的体积分数。

浅析初中化学探究性实验设计 第11篇

一、从物质性质角度设计实验进行探究

通常物质的性质实验大多数是验证实验，是复习和巩固学生所学的化学知识，实验的难度比较小，但常常不能满足部分学生的求知欲。对这样的化学实验，最有效的方法是把它放在课堂教学中去完成，变复习、巩固知识为探索新知识。这样学生既学到了化学知识，又训练了科学方法，提高了思维能力，培养了不断探究的科学精神。如在探究二氧化碳的性质实验时，可设计如下几个实验：1、将二氧化碳通入放有干燥石蕊试纸的试管中；2、将二氧化碳通人放有水的试管中；3、将二氧化碳通入放有湿润的紫色石蕊试纸的试管中；4、将稀盐酸滴入紫色石蕊试纸上。通过上述对比实验，学生不仅学会了二氧化碳与水反应的化学性质，同时增强了学习兴趣，从而产生求知的欲望。

二、从实验的异常现象的产生角度进行探究

对实验异常现象的探索中孕育着创新。学生在完成现行教材中的化学实验时，经常会遇到异常现象，如氢气用玻璃管点燃时火焰是黄色而不是淡蓝色；锌片与硫酸铜置换后锌片表面是黑色。从传统的眼光看来，出现这些现象是实验的失败，但从另一个角度看这又是好事，触发学生探究欲望：为什么实验现象出现异常，是实验操作错误?还是药品取用错误?或亦是药品中可能含有其他物质影响实验结果?等等。它可以转换成为我们培养学生创新精神和实践能力的宝贵资源。但这种转换需要教师的引导。这种引导的方式就是将有价值的实验异常现象作为学生探究性学习的课题。

三、从物质的制备方案角度设计实验进行探究

物质的制取通常是一个综合性实验，它要求学生具备一定的化学理论知识，同时对实验操作技能要求比较高，学生对这样的化学实验好奇心特强，兴趣也特别浓厚，但化学实验过程中出现问题的几率也最多。实验设计的好坏直接关系到实验的成功率和结论的正确性。因此这类实验设计应首先降低难度，把大实验划分成若干个小实验，先让学生探究出每个小实验中的实验方法、要掌握的知识及操作技能，最后再探究出完整的实验方案。如在探究实验室制取氢气的方法时，先把实验分成若干个小实验：1、分别用镁、铁、锌和稀硫酸反应(探究最佳反应药品)；2、探究选择适合的发生装置；3、收集气体实验方法的探究(瓶口向下排空气法好，还是排水法收集更佳)；4、气密性检查实验的探究。通过对观察到的现象进行分析、比较，大多数学生认为选用金属锌比较合适，而铁、镁跟酸的反应速度不是过快就是过慢，不便于收集，被否定。经过学生自己探究并动手实验得到最后结果，这样既活跃了学生思维，又培养了学生分析问题和解决问题的能力。

四、从化学反应的机理的角度设计实验进行探究

作为教师，应该是教会学生如何进行探究，而不是把探究的过程和结果告诉他们。在学生已经初步掌握探究学习方法的前提下，教师应该指导学生设计一些探究性实验，为学生探究和创新提供更广阔的活动空间和思维空间，让学生在探索过程中不断地发现问题，重新提出假设，调整或重新设计实验方案，使自己的探究过程不断趋向合理，从而使学生充分体验探究性实验的魅力。

总之，初中化学实施探究性实验教学的设计，可以改变传统接受性学习“一统天下”的现状，使学生在探究性学习过程中接受知识，掌握实验技能，培养创新精神。教师要钻研探究性实验的设计和探究性习题的编排，创设合理的实验探究情景，培养学生的探究能力，提高学生的思维品质。

探究实验设计 第12篇

关键词：家具设计,实验教学,评价体系

伴随着家具产业的蓬勃趋势, 国内对专业设计人员的需求量急剧增长。遗憾的是, 目前中国家具设计人才匮乏、制作工艺相对滞后的现状与市场的繁荣极不协调, 提高家具产业整体素质和解决供需矛盾成为行业发展的必然。因此, 作为人才培育基地的高等院校必须发挥人才储备与行业推动的积极作用:结合国情, 对家具设计类课程本科教学进行系统的研究与改革;探索并创建新型的人才孵化模式, 为家具行业培养和输送优质的、与国际接轨的专业人才。

一、家具设计课程概述

《家具设计》主要传授家具设计简史、家具设计媒介、命题家具设计及等比例模型制作等内容。该课程在环境设计专业人才培养中占据极其重要的位置:与产品专业的家具单体设计不同, 作为室内空间重要构成的家具除了要满足本身的功能与美学外, 更需融入其所处的环境, 属于整体设计的范畴;同时, 宁波的家具行业发展迅猛, 市场对创意设计人才的大量需求也直接影响家具设计课程的专业比重。

二、国内家具设计类课程教学现状

国内的家具设计教育起步相对较晚, 教学内容及模式大多从艺术设计、材料力学等专业的课程体系发展而来。基于此, 家具设计类课程普遍存在着专业知识面狭窄、实验与研究能力培养不足等现实问题。1

第一, 家具设计课程通常以课堂教学结合社会实践的形式展开。课堂教学又细分为理论传授和实验操作两大部分, 社会实践一般在课堂理论教学后实施:学生选择定点的实践基地或市场进行考察与实习, 结束后交流考察项目及提交实习报告, 若通过可获得对应的学分。这种社会实践存在如下问题:学生独立完成考察与实习活动, 师生、校企间缺少系统的交流;学生在实习单位参与事务性工作为主, 实质性设计操作少。

第二, 以多媒体演示结合板书作为主要的教学方式。随着高校学分制普及、家具设计课程学时减少后, 这种方式凸显弊端:教师单向讲授设计理论, 缺少对家具设计、模型实验的阶段性辅导;学生接受知识的过程中处于被动, 发挥创意的机会少。

第三, 以学生最终作业衡量其学习成果。因为缺少过程交流, 教师难以了解学生真实的学习情况, 以偏概全。长此以往, 教师的教学工作将很难体现价值, 也会失去学生的认可与尊重。

三、家具设计课程实验教学探究

家具设计课程实验教学体系除了传授知识、验证理论、培养实践技能外, 更重要的是发挥实验教学的探究功能, 拓宽学生对科学认识的视野, 培养学生发现问题和解决问题的能力, 提高其独立、合作、创造性学习和创新实践的能力。2经过长期的探究与实践, 我们逐渐摸索出一条完整的创新之路:围绕家具设计课程“学为何, 如何学, 学如何”三大问题, 融入项目、师生一体的开展教学、实践活动。

(一) 明确学习理由和目的, “学为何”是学生主控方向的基础

《家具设计》是一门专业选修课, 学生必须备好理由来获得同学和教师的认同, 否则将面临淘汰或改选。课程开始的第一讲, 学生逐个阐述选课理由和自我定位, 由教师和同学们共同作出评判。选课理由归纳起来主要有这么几点:一是学习的兴趣和热情, 基于家具设计中造型艺术与功能主义完美结合所带来的强大吸引力, 乐趣是他们选课的基本因素;其次是期望通过课程学习获得收获;三是通过学习、实践活动获得他人和社会的关注与认可;当然还有不少是为了获得学分等一些现实的理由。教师结合学生阐述的理由给予意见及评析:兴趣是良好的开端, 但如何延续却需要历练与坚持;想要收获必须通过系统的学习和实践;期望他人认同则需付出更多努力;学分也是学习动力的一种, 不过在实际操作中要学会转化。总体来说, 一旦学生能吸收、领悟选课的缘由和方向, 课程教学已然成功大半。

(二) 确立学习内容和计划, “如何学”是学生主掌知识的方法

课程内容和实验计划由学生、教师和项目方共同确立完成, 学生与教师更多的是一种“共事”关系, 而不是尊卑分明的师徒秩序。

1.设置课程主题。《家具设计》的课题内容几乎每年都会有更新, 如“趣味家具设计”“变形家具设计”和“家具衔接件设计”等。这既有不同项目的考虑, 更重要的是设计总在向前发展, 技术同步在更新, 我们需把握前沿的设计创意。因此, 课程内容除了项目介绍和设计方法外, 教师与学生必须面对持续的主题更新而不断调整专业技能。

2.加强团队协作。学生组队研究课题及确定设计方案, 共同完成项目, 老师充当引领者、协调者的角色, 和项目方一起融入各个团队。如在“家具衔接件设计”项目中:教师与高年段的学生组成教学梯队, 和课程学生团队一起研究实验设备及方案模型, 合理分配任务;“学长”与“学弟学妹”间的沟通高效且顺畅;整个团队就像一个精密仪器, 少个零件都不行。同时, 团队间必须存在良好的竞争关系, 因为动力很大程度上源自同学间的比较, 我们应营造健康的学习氛围, 让学生主动协调团队关系及掌握知识。

3.运用网络平台。我们每天接收的信息量是无网络时代100年的总和, 如此庞大、便捷的知识储备若不善加利用, 就是最大的浪费。家具设计网络课程建设主要分三大块:网络教学视频, 线上答疑和线下解析;项目介绍和参考资料平台共享;阶段成果呈递及评价等。

4.完善实验室论证。将社会实践和校内实验室论证有机结合:完善专业实验室;模型论证为主、企业实训为辅展开实践活动;模型转化投产后接收市场反馈;教师与项目方全程参与和指导。

(三) 健全评价体系和机制, “学如何”是学生获得认可的途径

“学如何?”即科学的评价机制:包括对学生学习、吸收过程中的持续观察及讨论后做出的阶段性评价;对学生成果作品的专业性评价;社会各界和市场对家具作品的社会评价等。评价的方式应灵活、多元和开放:如将评价主体和评价时空一起开放, 使教师评价、项目方评价和专家评价有机结合起来, 具体采取如通讯评审、小规模展览或现场答辩计分的形式。3

注释

11 .董宏敢.“家具设计”课程教学的改革与探索[J].中国林业教育, 2011, 29 (3) :57-59.

22 .陈支武等.完善实践教学体系培养应用型创新人才[J].实验室研究与探索, 2012, 31 (8) :167-170.