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(1) 認(rèn)真讀題,明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理
實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康模╅_始,結(jié)合元素化合物等有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循科學(xué)性、安全性、可行性、簡約性的原則,確定符合實(shí)驗(yàn)目的,要求的方案。
(2) 想象過程,理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序
根據(jù)由實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過程,確定實(shí)驗(yàn)操作的方法步驟,把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。
(3) 仔細(xì)看圖,分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用
有許多綜合實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合,思考容量大。在分析解答過程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和原理,確定它們在該實(shí)驗(yàn)中的作用。
(4) 詳細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn),在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,以及產(chǎn)生誤差的原因。
例:已知某純堿試樣中含有NaCl雜質(zhì),為測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可用下圖中的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按圖組裝儀器,并檢查裝置的氣密性;
②將a g試樣放入錐形瓶中,加適量蒸餾水溶解,得到試樣溶液;
③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量,得到b g;
④從分液漏斗滴入6mol?L-1的硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體時(shí)為止;
⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣;
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量,得到c g ;
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,為d g。
請?zhí)羁蘸突卮饐栴}:
(1)在用托盤天平稱量樣品時(shí),如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn),說明樣品重,砝碼輕。
(2)裝置中干燥管B的作用是防止空氣中的CO2和水氣進(jìn)入U(xiǎn)型管中。
(3)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸,測試的結(jié)果偏高。 (填偏高、偏低或不變)
(4) 步驟⑤的目的是把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U(xiǎn)型管中。
(5)步驟⑦的目的是判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收。
(6)該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式為 。
(7)還可以用其他實(shí)驗(yàn)方法測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請簡述一種不同的實(shí)驗(yàn)方法。
(7)該實(shí)驗(yàn)的方法較多,比如可以稱量一定質(zhì)量的樣品,加入足量的稀HNO3使CO2全部放出后滴加足量AgNO3,過濾洗凈沉淀,稱量后通過計(jì)算也能確定樣品的純度。其他方法只要原理正確,操作可行都是可以的。
一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn),必須依據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)原理,使用一定的儀器組裝成一套實(shí)驗(yàn)裝置,并按一定的順序進(jìn)行操作,才可能順利完成。據(jù)此,一道綜合實(shí)驗(yàn)題,我們總可以把它拆解成幾個(gè)相對獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的小實(shí)驗(yàn)、小操作來解答,再由各個(gè)小實(shí)驗(yàn)確定各步操作的方法,并由各個(gè)小實(shí)驗(yàn)之間的相互關(guān)系確定操作的先后順序,解答相關(guān)的問題,其基本思路為:
綜合型實(shí)驗(yàn)題,其內(nèi)容主要來源于課本的現(xiàn)成信息,而它總高于課本,活于課本,所以復(fù)習(xí)中要對薄弱的基本實(shí)驗(yàn)及時(shí)復(fù)習(xí),做到理解原理,舉一反三,歸類總結(jié),知其然,更要知其所以然。
關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);能力培養(yǎng);興趣;探究思維
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0225-04
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)不可分割的一個(gè)重要組成部分,也是學(xué)好化學(xué)的一個(gè)重要途徑,是評價(jià)教育質(zhì)量的一個(gè)重要方面,也是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)以及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、記錄、分析等,可以發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證化學(xué)原理,從而提高學(xué)生的觀察、思維、動手能力,培養(yǎng)學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的探究欲望。重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),是當(dāng)前化學(xué)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生能力的有效途徑,可以幫助學(xué)生理解和鞏固化學(xué)知識、形成化學(xué)概念。在日常教育中,我們應(yīng)重視以下幾個(gè)方面的工作。
一、明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用和地位
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)的奠基人波義耳認(rèn)為:“只有應(yīng)用嚴(yán)密和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法才能把化學(xué)確立為科學(xué)。”因此,在化學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是教師傳授知識的重要手段,是學(xué)生獲得感性知識的必由之路,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要途徑,通過探究實(shí)驗(yàn),可以開拓學(xué)生思維,拓寬學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生主動求知、獨(dú)立思考、運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力,養(yǎng)成從實(shí)際出發(fā)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生尊重知識、追求卓越的上進(jìn)精神,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)最基礎(chǔ)、最重要的教學(xué)手段。
二、補(bǔ)充趣味實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師,它既是促使學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),也是良好教學(xué)效果的保證。九年級化學(xué)是化學(xué)教育的啟蒙階段,學(xué)生充滿了好奇心和神秘感,作為教師應(yīng)把握時(shí)機(jī),抓住學(xué)生的心理,利用學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)的渴望及激情,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,創(chuàng)造一個(gè)良好的開端,在教學(xué)中,教師可演示一些興趣實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的興趣。如:
興趣實(shí)驗(yàn)一:魔棒點(diǎn)燈。
教師問:怎樣能點(diǎn)燃蠟燭、酒精燈呢?
學(xué)生答:用火柴、打火機(jī)等點(diǎn)火工具。
此時(shí)教師用一根玻璃棒蘸點(diǎn)藥品(白磷)后輕輕一碰酒精燈的燈芯,酒精燈奇跡般地被點(diǎn)燃。
興趣實(shí)驗(yàn)二:“清水”變“牛奶”。
教師準(zhǔn)備一小燒杯“清水”(澄清石灰水)和一根吸管讓一學(xué)生往“清水”內(nèi)吹氣,過一會兒“清水”變?yōu)椤芭D獭薄?/p>
興趣實(shí)驗(yàn)三:“牛奶”變“清水”。
再讓一學(xué)生在興趣實(shí)驗(yàn)二的“牛奶”中吹氣,過一會兒“牛奶”變?yōu)榱恕扒逅薄?/p>
興趣實(shí)驗(yàn)四:反復(fù)無常。
教師在無色NaOH溶液中滴加無色酚酞試液,溶液顏色變紅,再滴稀HCl,顏色消失,再加NaOH溶液再次變紅,如此反復(fù)幾次。
通過興趣實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生充分感受到前所未有的神秘與好奇,從而把學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲調(diào)動起來,使他們在一個(gè)又一個(gè)的疑問中激發(fā)出求知與探索的強(qiáng)烈愿望。
三、重視實(shí)驗(yàn)分析,培養(yǎng)學(xué)生思維能力
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,強(qiáng)化學(xué)生思維培養(yǎng),是掌握化學(xué)知識的需要,也是學(xué)習(xí)活動的需要,更是素質(zhì)教育的需要。化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的基礎(chǔ)和化學(xué)入門的向?qū)В瑢W(xué)生以實(shí)驗(yàn)操作為基礎(chǔ),初步了解化學(xué)原理,歸納化學(xué)知識的規(guī)律,從而形成完整的化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建化學(xué)知識框架。因此教師在講授化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,應(yīng)適時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作過程,引導(dǎo)學(xué)生觀察反應(yīng)現(xiàn)象,創(chuàng)新思維,總結(jié)規(guī)律,使學(xué)生在知識、能力、品格各方面得到綜合提高。
切實(shí)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵步驟,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵步驟為:①反應(yīng)原理;②儀器組裝;③實(shí)驗(yàn)操作過程。任課教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,指導(dǎo)學(xué)生對三個(gè)關(guān)鍵步驟進(jìn)行理解、探索和分析,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
首先是反應(yīng)原理的思維培養(yǎng)。反應(yīng)原理,是一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論原理,即用什么反應(yīng)物,通過什么條件,得到所需要的物質(zhì)。可從以下角度指導(dǎo)學(xué)生思維:
1.變化原理――什么反應(yīng)物(有沒有代用物,為什么要選用這些物質(zhì),理論依據(jù)是什么),屬什么反應(yīng)類型,生成什么物質(zhì),有什么副反應(yīng),為什么有這樣的變化。
2.反應(yīng)條件――化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要什么溫度、壓強(qiáng),是否使用催化劑,物質(zhì)的狀態(tài)是什么,選擇這些條件的依據(jù)是什么。
3.定量關(guān)系――即反應(yīng)物之間的微粒數(shù)目、體積、質(zhì)量等的定量關(guān)系,為什么這樣的定量關(guān)系才是最佳的比例關(guān)系。
其次是儀器組裝的思維培養(yǎng)。“儀器組裝”是指為了完成某個(gè)具體的實(shí)驗(yàn),應(yīng)選擇什么設(shè)備、儀器,進(jìn)行什么樣的連接,達(dá)到反應(yīng)的最佳效果。應(yīng)從以下二個(gè)方面指導(dǎo)學(xué)生思維。
1.選用儀器――根據(jù)反應(yīng)原理,對反應(yīng)物需要選用什么儀器進(jìn)行稱量或量取,對生成物需要選用什么儀器進(jìn)行檢驗(yàn)、收集、干燥、除雜、分離以及尾氣處理等,對反應(yīng)條件需要選用什么儀器進(jìn)行加熱、緩沖等,這些儀器為什么是最適宜的儀器,有沒有可代替的儀器。
2.組裝儀器――遵循從左到右、從下到上和實(shí)驗(yàn)需要,選用不同規(guī)格、大小的儀器合理搭配、組合連接,達(dá)到實(shí)驗(yàn)的最佳效果。還應(yīng)思考有沒有代用儀器以及不按照此組裝順序進(jìn)行會帶來什么后果。
最后是實(shí)驗(yàn)操作過程的思維培養(yǎng)。“實(shí)驗(yàn)操作過程“是根據(jù)反應(yīng)原理、儀器組裝,由學(xué)生根據(jù)一定程序和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作活動的過程。應(yīng)從以下幾個(gè)方面指導(dǎo)學(xué)生思維。
1.實(shí)驗(yàn)步驟――根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定最佳實(shí)驗(yàn)步驟,充分利用反應(yīng)物,節(jié)約藥品,消耗最少能量,最大限度減少環(huán)境的污染,完全收集生產(chǎn)物,合理處理反應(yīng)廢棄物。
2.安全防范――根據(jù)反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)步驟思考實(shí)驗(yàn)過程中的不安全因素,確定安全防范措施,做好事故應(yīng)急處理準(zhǔn)備工作,準(zhǔn)備必要的應(yīng)急藥品和必要的應(yīng)急物品。
3.注意事項(xiàng)――實(shí)驗(yàn)操作過程應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和順序注意應(yīng)該做什么,什么不能做,杜絕安全事故的發(fā)生,確保實(shí)驗(yàn)順利、安全完成。
運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵步驟可以積極培養(yǎng)學(xué)生思維能力,逐步提高分析問題和解決問題的能力。
四、注重學(xué)生實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生動手能力
在學(xué)完化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作后,盡量讓學(xué)生親自操作,實(shí)驗(yàn)本身就是一件動手動腦的活動,學(xué)生若不親自動手,就無法體驗(yàn)失敗的痛苦和成功的喜悅。只有動手做實(shí)驗(yàn),才能觀察到生動有趣的化學(xué)變化,培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng),通過動手、動腦、動眼,發(fā)揮人體潛能,發(fā)展學(xué)生智力,培養(yǎng)興趣。教師可以設(shè)計(jì)一些簡單的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自已動手做實(shí)驗(yàn),觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力。如:在講述H2的制取時(shí),教師可提供稀H2SO4,讓學(xué)生自備藥品Fe(鐵釘)、Zn(廢干電池外殼),讓學(xué)生做Fe和稀H2SO4反應(yīng)制H2和Zn,與稀H2SO4反應(yīng)制H2的實(shí)驗(yàn),觀察對比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過師生討論,對比得到Zn和H2SO4反應(yīng)的速度比Fe和稀H2SO4反應(yīng)快,而且Zn的價(jià)格比Fe便宜。因此,實(shí)驗(yàn)室制取H2用Zn和H2SO4。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和思維能力,又增強(qiáng)了化學(xué)與社會聯(lián)系的意識。在講完濃H2SO4稀釋的注意事項(xiàng)后,教師可以讓學(xué)生稀釋濃H2SO4,讓學(xué)生感受溶解時(shí)能量的變化以及培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和安全操作意識。
在演示實(shí)驗(yàn)中,也可讓學(xué)生參與,如在講述《CO2的性質(zhì)、用途及制法》時(shí),在預(yù)習(xí)中要求學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)如何操作,并要求學(xué)生收集一些家庭裝修時(shí)廢棄的大理石碎片。在學(xué)生熟練掌握理論知識的前提下,指導(dǎo)學(xué)生做CO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn):①CO2密度比空氣大的實(shí)驗(yàn)。②CO2通入紫色石蕊試液并加熱的實(shí)驗(yàn)。③CO2通入澄清石灰水的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)要求學(xué)生一邊做實(shí)驗(yàn),一邊觀察記錄并注意規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作、儀器組裝等,最后教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論,并對實(shí)驗(yàn)的成功和失敗進(jìn)行分析。這樣,既提高了學(xué)生的動手能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和充分利用校內(nèi)外資源的意識。
讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn),不僅大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,同時(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生的操作技能、分析問題、解決問題等能力,并能將理論知識運(yùn)用于實(shí)際生活,充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體性,從而提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量,以有利于學(xué)生對知識的掌握。
五、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力
科學(xué)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方式之一,它包括提出問題,猜想與假設(shè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),收集并整理證據(jù),作出解釋與得出結(jié)論,反思與評價(jià),表達(dá)與交流等要素。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究步驟:實(shí)驗(yàn)探究觀察記錄結(jié)果得出結(jié)論。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究,可激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析能力和解決問題的能力。教師可設(shè)計(jì)一些探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力。如:
探究實(shí)驗(yàn)一:啤酒瓶打開后逸出氣體的主要成份是什么?
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:用集氣瓶收集滿3~4瓶剛打開的啤酒瓶中逸出的氣體。
實(shí)驗(yàn)步驟:1.將帶火星的木條放入集氣瓶口,發(fā)現(xiàn)木條未復(fù)燃,則說明氣體主要成分不是 。
2.將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙放入集氣瓶中,發(fā)現(xiàn)試紙變紅色,則說明該氣體中含有能與水反應(yīng)且生成的溶液顯?搖 性的氣體。
3.向另一瓶氣體中倒入澄清石灰水,振蕩后發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁,則可證明該氣體中一定含有大量的?搖?搖?搖?搖氣體。
探究實(shí)驗(yàn)二:農(nóng)民將玉米秸稈粉碎后放在密閉的沼氣池內(nèi)發(fā)酵制沼氣,發(fā)酵后的殘余物可做農(nóng)家肥,沼氣的主要成分是甲烷,據(jù)此同學(xué)們圍繞“玉米秸稈主要由哪些元素組成”進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)猜想與假設(shè):根據(jù)沼氣的成分猜想玉米秸稈中主要含有碳元素、氫元素。
設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)及步驟:
結(jié)論與解釋:1.將玉米秸稈烘干的目的是: ,
。
2.玉米秸稈中一定含有 、 元素,可能含有 元素。
通過探究實(shí)驗(yàn),有助于克服思維定式,開拓學(xué)生思維,提高學(xué)生分析能力和解決問題的能力,要求學(xué)生靈活地、創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識,激勵學(xué)生的創(chuàng)造意識,增加求知欲。
六、重視家庭小實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生社會實(shí)踐能力
家庭小實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和延伸,其儀器和藥品均可從生活中尋找,可以使學(xué)生在一個(gè)心理狀態(tài)比較寬松的環(huán)境中,反復(fù)做、反復(fù)觀察,直到滿意為止,不受時(shí)間和地點(diǎn)限制,有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和動手能力。教師可設(shè)計(jì)一些家庭小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動手去做。
家庭實(shí)驗(yàn):蠟燭及其燃燒。
學(xué)生準(zhǔn)備儀器和藥品:一支蠟燭、兩個(gè)茶杯、一把小刀、一盒火柴、半杯水、澄清石灰水。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1.取一支蠟燭用小刀切下一小塊,把它放入水中,發(fā)現(xiàn)其浮在水面上。結(jié)論:石蠟的密度比水 。
2.點(diǎn)燃蠟燭,觀察到蠟燭的火焰分為外焰、內(nèi)焰、焰心三層。把一根火柴放在蠟燭火焰中約1秒后取出可以看到火柴的 最先炭化。結(jié)論:蠟燭火焰的 溫度最高。
3.將一只冷而干燥的茶杯罩在蠟燭火焰上方,觀察到茶杯 ,片刻后取下茶杯迅速向茶杯中倒入少量澄清石灰水,振蕩,觀察到 。結(jié)論:蠟燭中一定含有 、 元素,可能含有 元素。
通過家庭小實(shí)驗(yàn),可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊的化學(xué),極大地誘發(fā)學(xué)生獲取化學(xué)知識的強(qiáng)烈欲望,從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
七、精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的解題能力
習(xí)題有助于鞏固已學(xué)知識,提高運(yùn)用知識的能力,教師可設(shè)計(jì)一些開放性題和實(shí)踐題,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動手能力。
如:小明對媽媽殺魚時(shí)從魚肚內(nèi)取出的鰾產(chǎn)生了興趣,他確定以“探究鰾內(nèi)氣體體積和成分”作為探究實(shí)驗(yàn),小明通過查閱有關(guān)資料獲知,魚鰾內(nèi)含O2約占四分之一,其余主要是CO2和N2。
探究實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行:
1.測量鰾內(nèi)氣體體積,小明設(shè)計(jì)了兩種方法:A.用醫(yī)用注射器抽取鰾內(nèi)氣體,測量其體積。B.在水下刺破鰾,用排水集氣法收集鰾內(nèi)氣體并測量其體積。你認(rèn)為這兩種方法中不合理的是 ,理由是 ,寫出與理由相關(guān)的化學(xué)方程式。
2.探究鰾內(nèi)氣體的成分。請你幫助他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)完成下表:通過習(xí)題和練習(xí),可以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢,培養(yǎng)學(xué)生的解題能力和思維能力。
八、注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)與社會聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力
化學(xué)知識與人類生活、社會生產(chǎn)有密切的聯(lián)系,加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與社會的聯(lián)系,可培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境和自然資源的意識,使學(xué)生關(guān)注社會、關(guān)注生活,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識的能力,從而提高教育教學(xué)質(zhì)量。
如通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M面粉的燃燒爆炸,啟發(fā)學(xué)生思考為什么面粉廠、加油站、油庫要“嚴(yán)禁煙火”。學(xué)習(xí)化肥后,指導(dǎo)家長怎樣合理使用化肥。也可讓學(xué)生利用家庭廚房現(xiàn)有的材料做實(shí)驗(yàn),如:除去熱水瓶膽和水壺內(nèi)沉積的水垢;比較白糖和食鹽的溶解性的大小;將蛋殼放入食醋中產(chǎn)生氣泡并檢查氣泡的成分;利用廚房中的材料來鑒別食鹽和純堿;用石灰水存放鮮雞蛋等。通過這些實(shí)驗(yàn),可以使學(xué)生感受到化學(xué)就在自己身邊,化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),在一定程度上增強(qiáng)學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會的情感,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和綜合運(yùn)用知識的能力。
通過化學(xué)實(shí)驗(yàn),對學(xué)生的一些錯誤操作能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正,規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作,同時(shí)可增加學(xué)生的安全意識。在實(shí)驗(yàn)過程中,向?qū)W生增加一些實(shí)驗(yàn),并恰當(dāng)?shù)靥岢鰡栴},讓學(xué)生在解決問題的過程中使所學(xué)知識更加系統(tǒng)和深刻化,而且也能提高學(xué)生觀察問題、分析問題的能力及動手操作的技能,從而有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第四版)[M].高等教育出版社,2001.
一、變部分“教學(xué)實(shí)驗(yàn)”為“家庭實(shí)驗(yàn)”
物理學(xué)是屬于生活的、屬于大自然的、屬于科學(xué)探究的。我們不能把學(xué)生束縛在教室這個(gè)狹小的空間里,使他們脫離豐富的、作為物理科學(xué)滋生的生活空間。須知教室之外更是孩子們學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的廣闊天地。新課程物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)突破教室這個(gè)空間,讓學(xué)生到生活中去體驗(yàn)物理。變“教學(xué)實(shí)驗(yàn)”為“家庭實(shí)驗(yàn)”。這樣,就可以拉近物理與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性、生動性和豐富性,體味到科學(xué)的魅力。另一方面,由于很多來自生活的物品本來的用途并不是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新。如下面的兩個(gè)小實(shí)驗(yàn),所有器材都是家中隨手可得的。
家庭小實(shí)驗(yàn)1:會吃雞蛋的瓶子。
材料:熟雞蛋、細(xì)口瓶、紙片、火柴。
步驟:熟蛋剝?nèi)サ皻ぃ瑢⒓埰撼砷L條狀,點(diǎn)燃后放到瓶子中,等到火一熄,立刻把雞蛋放在瓶口。
現(xiàn)象:雞蛋被吸進(jìn)瓶子里面。
原理:瓶子內(nèi)的溫度逐漸降低,瓶內(nèi)的壓強(qiáng)變小,瓶子外的壓強(qiáng)大,大氣壓就會把雞蛋擠壓進(jìn)瓶子內(nèi)。
家庭小實(shí)驗(yàn)2:沖不走的乒乓球。
材料:乒乓球、臉盆。
步驟:拿一個(gè)大洗臉盆,放在自來水龍頭底下,打開水龍頭,先放進(jìn)半盆水。然后取一個(gè)乒乓球放在水流落點(diǎn)處,只見乒乓球被牢牢“吸”在水流里,無論你把水開得多大,都不會把它“趕出來”。
原理:貼近乒乓球的水流速度大,壓強(qiáng)小;外層的水流速小,壓強(qiáng)大,所以它只能在水里不斷翻滾,卻永遠(yuǎn)無法逃脫。
用身邊的日常生活用品做實(shí)驗(yàn)是初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)方向。應(yīng)鼓勵學(xué)生多做些家庭小實(shí)驗(yàn),真正體現(xiàn)從生活走向物理、從物理走向社會的含義。很多物理知識本身就是從生活中發(fā)現(xiàn)的,把知識還原于生活,讓學(xué)生回到生活中體驗(yàn)獲取知識的樂趣,會對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的、潛移默化的影響。同時(shí),還能促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究。
二、變某些“日常生活用品”為“教學(xué)用具”
物理教學(xué)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),但只靠教材中介紹的實(shí)驗(yàn),還不能滿足教學(xué)需要,特別是在某些教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)上,如果不引入輔助實(shí)驗(yàn),只靠教師在課堂上反復(fù)講解,往往很難達(dá)到滿意的教學(xué)效果。此時(shí),教師可以利用身邊隨手可得的材料去設(shè)計(jì)一些簡單實(shí)驗(yàn),寓教于樂,使抽象枯燥的知識變得生動而富有刺激性,從而調(diào)動學(xué)生的積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。下面的例子中有的是上課時(shí)使用過的小實(shí)驗(yàn)。
小實(shí)驗(yàn)1:簡易的“潛水艇”。
用料:大可樂瓶、口服液瓶。
步驟:先往大可樂瓶裝滿水,再往口服液瓶里加一定量的水(注意口服液瓶里水的多少),輕輕把口服液瓶倒放入大可樂瓶中,旋緊瓶蓋。這樣就做成了一個(gè)簡易的“潛水艇”。用力壓可樂瓶,“潛水艇”下沉,放爪,“潛水艇”上升。
原理:當(dāng)用力壓塑料瓶時(shí),壓力使更多的水進(jìn)入口服液瓶,使其重力增大,當(dāng)重力大于浮力,瓶子下沉。控制手的壓力,可以使口服液瓶停留在任何深度。在課堂上實(shí)驗(yàn)時(shí),可以請學(xué)生幫忙壓塑料瓶,增加課堂活躍氣氛。
小實(shí)驗(yàn)2:演示“浮沉條件”。
材料:玻璃杯、雪碧、葡萄干。
步驟:往玻璃杯中倒入大半杯雪碧,把幾粒葡萄干放進(jìn)杯中,觀察葡萄干的狀態(tài)。現(xiàn)象:葡萄干先下沉再慢慢上升,過了一會兒又下沉,如此不斷反復(fù)。原理:葡萄干的密度大于雪碧的密度,所以會下沉,而溶在雪碧汽水中的二氧化碳?xì)怏w附著在葡萄干上增大了體積,排開水的體積也增大了,所以浮力也增加,使葡萄干上浮。當(dāng)葡萄干接近水面,氣泡破裂后,支持葡萄干上升的浮力逐漸變小,葡萄干又會往下沉。如此反復(fù),直到雪碧中氣體過少。
這些實(shí)驗(yàn)的材料都是日常生活中最常見的。可見,在生產(chǎn)、生活中有許多工具、玩具都與物理知識有關(guān),把日常生活用品拿到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來,學(xué)生感到非常親切自然,也由此感到物理知識就在身邊,物理知識就是生活“必需品”。這些演示器材,來源于生活,制作成本低,又能較好地說明物理現(xiàn)象和規(guī)律,達(dá)到良好的教學(xué)效果。
三、變“被動接受”為“主動探究”
愛因斯坦說過:“提出問題比解決問題更重要”。在教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)給學(xué)生一個(gè)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會,當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遇到困難時(shí),教師要給予必要的引導(dǎo),保護(hù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的積極性。但引導(dǎo)要巧妙,要達(dá)到“一石激起千層浪”的效果,切不可把現(xiàn)成的答案告訴學(xué)生,使引導(dǎo)變成包辦。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不能只局限于教材內(nèi)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn),可以是范圍更廣的內(nèi)容,只要是符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的,都可由學(xué)生動手、動腦去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
例如:給你一支鉛筆,請用它設(shè)計(jì)兩個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)。分析:該實(shí)驗(yàn)貼近學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際,有一定的開放性,學(xué)生容易完成,有利于學(xué)生思維的拓展訓(xùn)練。解答:實(shí)驗(yàn)l:兩手指壓鉛筆兩端,可驗(yàn)證壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系;實(shí)驗(yàn)2:手壓鉛筆,手指感到疼痛,可驗(yàn)證力的作用是相互的:實(shí)驗(yàn)3:在光的照射下出現(xiàn)影子,說明光是沿直線傳播的。
關(guān)鍵詞:化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);思維訓(xùn)練
中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱強(qiáng)調(diào)指出:“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理解和鞏固化學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生能觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題,初步掌握一些常用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。因此,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán),也是評價(jià)教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要方面。”筆者認(rèn)為,在具備必需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件之后,提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵在于強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思維訓(xùn)練。
一、圍繞實(shí)驗(yàn)的“三大原理”引導(dǎo)學(xué)生展開思維活動
1.實(shí)驗(yàn)原理的思維訓(xùn)練。“實(shí)驗(yàn)原理”即反應(yīng)原理,指的是每個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn),反映了或說明了或推斷了什么樣的物質(zhì)發(fā)生何種變化的理論。可以圍繞如下的角度引發(fā)學(xué)生思考:(1)變化實(shí)質(zhì)──什么化學(xué)物質(zhì)(有時(shí)還應(yīng)進(jìn)一步分析為什么要選用這些物質(zhì))?發(fā)生什么特征、屬何類型的變化?得到什么結(jié)果?為何會得到此結(jié)果?(2)定量關(guān)系──反應(yīng)物之間采用怎樣的物質(zhì)的量(或質(zhì)量或體積或微粒數(shù)目)的關(guān)系?為什么要采取此種定量或過量關(guān)系?(3)反應(yīng)條件──實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇怎樣的物質(zhì)狀態(tài)、變化溫度、壓強(qiáng)或催化劑條件?為何要選擇這樣的條件?
2.裝置原理的思維訓(xùn)練。“裝置原理”指的是為了達(dá)到某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)的目的,應(yīng)當(dāng)選用何種儀器、設(shè)備,采用何種組合、聯(lián)接方式的道理。可以圍繞如下角度引發(fā)學(xué)生思考:(1)儀器選用──根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,對特定的反應(yīng)物或生成物,應(yīng)選用哪種量取、混合、反應(yīng)、加熱、除雜、干燥、檢驗(yàn)、收集、吸收、分離、緩沖(安全)的儀器?為何選用這些儀器更適宜?(2)配套組合──根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,選用的儀器之間,大小、規(guī)格應(yīng)怎樣協(xié)調(diào)、搭配?如若不這樣組合會出現(xiàn)什么弊端?能否作某種調(diào)換或代用?(3)連接順序──為達(dá)到良好效果,選用的儀器應(yīng)采取怎樣連接的位置順序和安裝與拆除的先后順序?為什么要安排這種順序?不遵循此順序會帶來什么不良后果?
3.操作原理的思維訓(xùn)練。“操作原理”指的是根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作活動的理由。可以圍繞如下角度引發(fā)學(xué)生思考:(1)操作步驟──為達(dá)某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑧?yīng)當(dāng)經(jīng)過哪些操作步驟?這些步驟先后順序如何確定?為什么要經(jīng)過這些步驟?為什么要安排這種順序?省略或調(diào)動某些步驟會有什么影響?(2)注意事項(xiàng)──實(shí)施某個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)應(yīng)注意做什么或不能做什么?原因何在?(3)安全措施──實(shí)驗(yàn)過程可能會出現(xiàn)什么不安全的事故?如何防范?萬一出現(xiàn)事故應(yīng)如何處置?依據(jù)何在?
二、思維訓(xùn)練引導(dǎo)過程
1.挖掘啟發(fā)思維的因素。現(xiàn)行化學(xué)教材對每個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn),一般都是采用操作步驟介紹性的敘述,缺乏對學(xué)生思考的激發(fā)和引導(dǎo)。因此,教師備課時(shí)要善于透過課本里敘述性的文字,將隱含在其中的“三大原理”的因素挖掘出來,設(shè)計(jì)層層激發(fā)學(xué)生思考的問題,誘導(dǎo)他們研討探究。
2.養(yǎng)成細(xì)心觀察的習(xí)慣。一般說來,學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)都頗有興趣,但往往只是好奇心驅(qū)使所致,由于觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)目的性不明確,不善于集中注意力于那些關(guān)鍵設(shè)備的主要現(xiàn)象,加之演示實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器小而教室范圍寬、學(xué)生多,所以他們觀察實(shí)驗(yàn)并不準(zhǔn)確。為此,在可能的條件下,教師宜改演示實(shí)驗(yàn)成并進(jìn)實(shí)驗(yàn),或借助CAI軟件或VCD光盤、錄像帶等播放實(shí)驗(yàn)錄像,盡可能結(jié)合并進(jìn)實(shí)驗(yàn)或錄像播放,穿插圍繞“三大原理”的系列思考題,引導(dǎo)學(xué)生有針對性地思考,展開思維訓(xùn)練活動。
3.堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度。教師在組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動中,為了避免學(xué)生先入為主,要提倡學(xué)生養(yǎng)成據(jù)實(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的良好習(xí)慣,即使實(shí)驗(yàn)失敗或出現(xiàn)異常,也要按照觀察的實(shí)情填報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,然后及時(shí)分析失敗或異常的原因,從分析原因的過程中鍛煉思維。
關(guān)鍵詞: 探究學(xué)習(xí) 植物細(xì)胞 吸水與失水
植物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)是教材中《植物對水分和無機(jī)鹽的吸收》一節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)大約需要20min的時(shí)間。對于該實(shí)驗(yàn)教師通常做演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生在教學(xué)過程中的思維量較小,實(shí)驗(yàn)效果一般,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的掌握也不夠透徹。本文嘗試將教學(xué)組織方式調(diào)整為活躍學(xué)生思維為主的探究式學(xué)習(xí)方式,旨在鍛煉和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力。
1.實(shí)驗(yàn)情景導(dǎo)入
實(shí)驗(yàn)情景:泡在濃鹽水中的蘿卜條變軟變細(xì)了,說明細(xì)胞失水;泡在清水里的蘿卜變硬變粗了,說明細(xì)胞吸水。
質(zhì)疑聚焦:①為什么蘿卜變硬就是說明它吸水,變軟就是失水呢?②一定要泡在濃鹽水里細(xì)胞才會失水嗎?③細(xì)胞的失水和吸水會不會有極限?④動物細(xì)胞也會發(fā)生吸水和失水現(xiàn)象嗎?⑤為什么種在鹽堿地上的莊稼會“萎蔫”?通過一系列設(shè)問,引導(dǎo)學(xué)生從被動接收原理為主動獲取信息、總結(jié)原理,積極參與實(shí)驗(yàn),為后面學(xué)習(xí)植物對水分和無機(jī)鹽的吸收打好基礎(chǔ)。
2.探究實(shí)驗(yàn)流程
2.1探究實(shí)驗(yàn)介紹
教材中的演示實(shí)驗(yàn)只做一個(gè)定性分析,用兩個(gè)燒杯(一杯杯裝有清水,另一杯裝有等量的鹽水)各放入一個(gè)大小相同的蘿卜條。過一段時(shí)間觀察兩個(gè)燒杯內(nèi)的蘿卜條,泡在濃鹽水里的蘿卜條軟縮了,泡在清水里的蘿卜條更硬挺了。
對于初中生而言,由于知識的局限性,經(jīng)常會出現(xiàn)一些模棱兩可的認(rèn)識:什么是“濃度”?什么是“濃度差”?如將上面的定性實(shí)驗(yàn)改成定量分析或改為探究性實(shí)驗(yàn),那么對植物細(xì)胞吸水、失水實(shí)驗(yàn)的原理分析將更具說服力。
2.2探究實(shí)驗(yàn)(一)
步驟1:切取6塊等質(zhì)量(各重為2g)的蘿卜條,分別放入裝有等量清水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、2%、5%、10%鹽水溶液的小試管中,并將6只小試管放入一個(gè)大燒杯中(或放在試管架中),1小時(shí)后取出,用吸水紙吸干表面的水,再分別用托盤天平稱其質(zhì)量,探究哪種溶液和蘿卜細(xì)胞液濃度最接近?由此得出什么結(jié)論[1]?
步驟2:將八年級11班的42名學(xué)生分成6個(gè)實(shí)驗(yàn)小組(7×6),由于完成本實(shí)驗(yàn)用時(shí)較長,課前應(yīng)該提前將各小組用的蘿卜條切好,稱重好,并裝入各種溶液中。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)并處理好數(shù)據(jù),結(jié)果如下表:
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析知:1%鹽水溶液中蘿卜條重2.01g,重量基本不變,可推測該鹽水濃度最接近蘿卜條細(xì)胞液的濃度,而在清水和0.5%鹽水中的蘿卜條分別吸水0.80g和0.50g;在2%鹽水、5%鹽水、10%鹽水中的蘿卜條分別失水0.40g、0.50g、0.60g。
由此得出結(jié)論:當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞吸水;當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞失水。
2.3探究實(shí)驗(yàn)(二)
步驟1:準(zhǔn)備甲、乙、丙三個(gè)燒杯,放入等量的蒸餾水。向乙杯內(nèi)放入一小勺鹽,攪拌使鹽溶解,形成鹽水,由此引導(dǎo)學(xué)生找出蒸餾水和鹽水的區(qū)別,知道溶液的含義;再往丙杯中加入兩小勺鹽使其充分溶解,形成較濃鹽水;同時(shí)指出水中溶解的鹽的多少,可以用濃度的高低來表示[1]。問學(xué)生乙、丙杯內(nèi)溶液哪個(gè)濃度高,加深學(xué)生對濃度含義的理解并學(xué)會區(qū)分溶液濃度。
步驟2:取三個(gè)大小相同的蘿卜,各從其頂端挖一個(gè)大小一樣的凹槽,分別在洞內(nèi)裝上等量的甲、乙、丙瓶中的液體,即蒸餾水、鹽水和較濃鹽水。
步驟3:在三個(gè)蘿卜的凹槽中插入三根相同粗細(xì)的玻璃管(如圖1)。20min后,觀察玻璃管中的液面變化情況(如圖2)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生分析玻璃管中液面發(fā)生變化的原因,使學(xué)生進(jìn)一步理解不同的溶液可以有不同的濃度。外界溶液濃度越大于細(xì)胞液濃度,細(xì)胞失水越多,從而得出結(jié)論:水流動的方向是從低濃度的溶液流向高濃度的溶液。
3.課后鞏固提高
通過本課的探究式學(xué)習(xí)“植物細(xì)胞的吸水與失水”實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生充分鍛煉和發(fā)展了科學(xué)探究能力,主要是提出問題和分析問題的能力、小組合作探究的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解釋能力,運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。
為了更好地使理論指導(dǎo)實(shí)踐,幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識解釋生活中遇到的問題,教師可以在教學(xué)過程中適當(dāng)注意和高中的生物學(xué)知識的銜接,同時(shí)也是為了幫助學(xué)生高中階段繼續(xù)學(xué)習(xí)生物學(xué)打好基礎(chǔ)。
3.1紅細(xì)胞的吸水和失水現(xiàn)象
當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度低時(shí),細(xì)胞吸水膨脹(如圖1);當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度高時(shí),細(xì)胞失水皺縮(如圖2);當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度相同時(shí),水分進(jìn)出細(xì)胞處于平衡狀態(tài)(如圖3)。
3.2洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象
質(zhì)壁分離:植物細(xì)胞壁與其原生質(zhì)層分離的現(xiàn)象;質(zhì)壁分離復(fù)原:質(zhì)壁分離后的細(xì)胞恢復(fù)原正常形態(tài)的現(xiàn)象。
4.聯(lián)系生活實(shí)際
理解細(xì)胞吸水失水的原理后,學(xué)生可將這一知識點(diǎn)進(jìn)一步運(yùn)用到分析實(shí)際生活中的問題,可進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,提高思維品質(zhì)。具體問題是:根毛吸水的條件和過程是什么?鹽堿地為何“燒苗”?糖拌西紅柿后,盤中為何出水?將新鮮的黃瓜放在蔗糖與食醋配制成的糖醋汁液中,開始時(shí)黃瓜呈現(xiàn)萎縮,糖醋汁液面上升。兩天后,糖醋汁液面下降,黃瓜呈現(xiàn)膨脹并有酸甜味道,說明腌制的黃瓜細(xì)胞內(nèi)既有蔗糖分子又有醋酸分子,試分析原因等。如此學(xué)生的思維活躍度明顯提高,學(xué)習(xí)生物的興趣大大被激發(fā)。
5.教師課后反思
本節(jié)課在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了改進(jìn),先讓學(xué)生小組合作完成第一個(gè)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出原理,再由教師的第二個(gè)拓展實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)和原理整合在一起,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維拓展的空間,最后適當(dāng)引入高中生物學(xué)知識與所學(xué)知識相結(jié)合,解釋生活和生產(chǎn)實(shí)踐方面的現(xiàn)象,將知識運(yùn)用到實(shí)際中。作為教師,整個(gè)過程始終耐心細(xì)致地引導(dǎo)學(xué)生如何思考、如何解決問題,消除學(xué)生容易混淆或理解不清的概念,我認(rèn)為這是值得肯定和有效的地方。在細(xì)節(jié)方面,如果等量的蒸餾水中加一勺鹽和兩勺鹽為例,將溶液濃度的高低講透、講深,相信學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解細(xì)胞吸水和失水的原理方面會更快更好。另外,在聯(lián)系生活實(shí)際方面,如果將“燒苗”現(xiàn)象講透,點(diǎn)到植物會因外界濃度過高導(dǎo)致質(zhì)壁分離時(shí)間過長而死亡,那么學(xué)生在解釋腌黃瓜現(xiàn)象時(shí)思維會比較流暢,其中緣由也就“柳暗花明”。
參考文獻(xiàn):
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該設(shè)計(jì)案例為蘇教版必修一第四章第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健敝械奶骄繉?shí)驗(yàn)。在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了滲透的原理,對半透膜、滲透作用及滲透裝置的組成有了一定的認(rèn)識。具有這樣的知識基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生探究植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原,使學(xué)生能夠充分理解一個(gè)成熟的植物細(xì)胞與外界溶液一起構(gòu)成典型的滲透系統(tǒng)。學(xué)生只有通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象,獲得細(xì)胞吸水、失水與外界溶液濃度關(guān)系的感性認(rèn)識,才能深入理解成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)以及影響細(xì)胞滲透吸水的內(nèi)外條件。
學(xué)生先根據(jù)教材內(nèi)容完成探究實(shí)驗(yàn)的過程,然后再進(jìn)一步探究以下問題:
(1)不同濃度的試劑對同一種植物材料吸水和失水的影響;
(2)同一濃度的試劑對不同種植物材料吸水和失水的影響,比較出不同種植物的細(xì)胞液濃度大小;
(3)不同種試劑對植物細(xì)胞失水和吸水的影響;
(4)死亡的植物細(xì)胞能否發(fā)生滲透作用?
通過一系列的實(shí)驗(yàn),師生共同參與,學(xué)生自主探究,讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題-作出假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-實(shí)施操作-觀察結(jié)果-得出結(jié)論”的探究歷程,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。教師借助多媒體手段,以突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),增加知識容量,提高課堂效率。
2.與學(xué)生生活實(shí)際的聯(lián)系
生活中很多現(xiàn)象都與植物細(xì)胞的吸水與失水有關(guān),例如:泡在鹽水中的蘿卜條會變軟,泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺;泡菜制作時(shí)加入一些鹽,水分就會滲出來;農(nóng)作物施肥過多,就會造成“燒苗”的現(xiàn)象等。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),使學(xué)生更深入地理解生活中的這些現(xiàn)象,并作出合理解釋。
3.教學(xué)目標(biāo)
3.1知識目標(biāo)
(1)理解植物細(xì)胞通過滲透作用吸水或失水的原理。
(2)學(xué)會觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法。
3.2能力目標(biāo)
(1)通過實(shí)踐,掌握臨時(shí)裝片的制作方法和實(shí)驗(yàn)的一般步驟;
(2)進(jìn)一步熟悉高倍顯微鏡的使用;
(3)通過課本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),提出可行性的探究問題,并小組討論制定探究方案,嘗試得出結(jié)論。
3.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
(1)親手實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)習(xí)生命科學(xué)的興趣,分析生活中與滲透作用有關(guān)的現(xiàn)象;
(2)體會科學(xué)研究的樂趣,培養(yǎng)在科學(xué)研究中一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神;
(3)學(xué)會合作分工,與他人分享實(shí)驗(yàn)成果。
4.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決的教學(xué)策略
(1)教學(xué)重點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),確定實(shí)驗(yàn)的材料、試劑的種類與濃度,并進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。
教學(xué)策略:用不同濃度的蔗糖溶液探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,用課件展示成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖,分析其與滲透系統(tǒng)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生討論選擇紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞和0.3g/mL的蔗糖溶液的原因,并且進(jìn)一步分析濃度大小對質(zhì)壁分離的影響。
創(chuàng)新之處:①用綠色植物的葉肉細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞,重復(fù)該探究實(shí)驗(yàn)。
②用無色的洋蔥表皮細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞,但在外界溶液中滴加胭脂紅溶液對其染色,再觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
③用0.3g/mL的KN03溶液代替0.3g/mL的蔗糖溶液再觀察結(jié)果。
(2)難點(diǎn):臨時(shí)裝片的制作,在探究實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
教學(xué)策略:教師示范制作臨時(shí)裝片,并強(qiáng)調(diào)制作時(shí)的注意點(diǎn):材料要薄,不能有氣泡等。接著讓學(xué)生自主探究,再由不同小組的學(xué)生展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并描述實(shí)驗(yàn)過程以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,進(jìn)而讓學(xué)生提出更多需要探究的問題。
5.課前準(zhǔn)備
(1)教師要求學(xué)生復(fù)習(xí)滲透作用原理及其發(fā)生條件,并做好預(yù)習(xí),理解實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛头椒ú襟E;
(2)材料器具:洋蔥,菠菜,質(zhì)量濃度分別為0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL的蔗糖溶液,0.3g/mL的KNO,溶液、胭脂紅染液(一種水溶性的大分子食用色素,呈紅色),1mol/L的醋酸溶液,清水,顯微鏡,鑷子,滴管,載玻片,蓋玻片,吸水紙等。
6.教學(xué)過程
6.1導(dǎo)入
(1)復(fù)習(xí)滲透裝置,教師引導(dǎo)學(xué)生思考:滲透作用發(fā)生的條件有哪些?
(2)教師聯(lián)系學(xué)生的生活,出示一些常見現(xiàn)象:泡在鹽水中的蘿卜條會變軟,泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。并提出問題:為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?植物細(xì)胞能否構(gòu)成滲透裝置?
學(xué)生學(xué)習(xí)教材中的相關(guān)內(nèi)容,分析成熟的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu),并與滲透裝置作比較。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論:若將一個(gè)成熟的植物細(xì)胞放置到濃度高的溶液中,細(xì)胞液中的水分子將向細(xì)胞的哪一側(cè)運(yùn)動?如果細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性,將會出現(xiàn)什么有趣現(xiàn)象?
6.2開展觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)原理:
把成熟的植物細(xì)胞放置在某些對細(xì)胞無毒害的物質(zhì)溶液中。
①當(dāng)細(xì)胞液的濃度
細(xì)胞液中的水分子透過原生質(zhì)層,進(jìn)入到外界溶液中,使原生質(zhì)層和細(xì)胞壁都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的收縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí),原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分離,即逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。
②當(dāng)細(xì)胞液的濃度>外界溶液的濃度時(shí):
外界溶液中的水分子通過原生質(zhì)層進(jìn)入到細(xì)胞液中,發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞的整個(gè)原生質(zhì)層會慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài),使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué) 探究題
中圖分類號:G633 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(c)-0-01
新課改后,中考理化實(shí)驗(yàn)題的比分越來越重了。怎么做好初三化學(xué)試題的實(shí)驗(yàn)題部分成為一個(gè)重點(diǎn)。所以,同學(xué)們平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)的操作,親自操作至少一遍,操作的時(shí)候多留心步驟、現(xiàn)象,甚至可以自己考慮設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,充分鍛煉自己的發(fā)散思維。做完之后再做題目。找出歷年的高考實(shí)驗(yàn)題目來做。
(1)嘗試改變課本上探究實(shí)驗(yàn)的程序化。開展初中科學(xué)探究性學(xué)習(xí)方式的理論假設(shè)是:依據(jù)科學(xué)?人文主義教育理論和多元智能理論及社會學(xué)習(xí)理論,假設(shè)學(xué)生的需要是學(xué)生成長和發(fā)展的前提,價(jià)值是客體滿足主體的效能,以需要引導(dǎo)發(fā)展,“以需促知,以知展能"的探究性學(xué)習(xí)方式,有利于提高學(xué)生探究科學(xué)原理和綜合思維能力及應(yīng)用科學(xué)知識解決。生活中科學(xué)問題的能力,提升學(xué)生的需要,以探究性學(xué)習(xí)方式的建構(gòu)和促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),從而探究學(xué)生在知識、情感、能力方面獲得主動、全面、可持續(xù)的發(fā)展的方法。根據(jù)這一理論假設(shè),在實(shí)驗(yàn)中著重探討以下幾個(gè)問題:1)初中科學(xué)探究性學(xué)習(xí)方式介定。2)教師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的角色定位。3)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中知識、情感、能力三者的和諧發(fā)展。4)科學(xué)問題情景設(shè)計(jì)與科學(xué)假設(shè)的相關(guān)性及思維程序控制確定。尋求以上問題的答案,即是我們實(shí)驗(yàn)研究的目標(biāo),又是我們實(shí)驗(yàn)方案制定的依據(jù)和評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要尺度。希望通過幾年的實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證、修改和完善這一理論假設(shè)。最終形成較科學(xué)的“初中科學(xué)探究性學(xué)習(xí)方式”的操作模式和評價(jià)指標(biāo)。
(2)化學(xué)、英語要背的很多,沒有什么捷徑。在基礎(chǔ)扎實(shí)的情況下多看書、越多越好。化學(xué)有一部分是要記憶的,但要活記,不要死記硬背,要掌握總知識體系,整體把握以后,一點(diǎn)一滴的東西記在一起,找找規(guī)律,有方法的記。英語嘛,單詞最重要。語法也很重要。語法書要有一本比較權(quán)威的,時(shí)常當(dāng)小說一樣翻翻看看,日積月累會有大的提高。把錯題整理起來,每道題都認(rèn)真對待,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)方法。單詞我建議你買星火的大學(xué)1~6級速記,那個(gè)上面不是只提供單詞例句,而是提供很多聯(lián)想記憶法,詞根記憶法,等等很多記憶方法。使的你即使是高中生,也可以很有效的漸漸記住大學(xué)詞匯,擴(kuò)充詞匯量,這對英語學(xué)習(xí),英語應(yīng)試中很重要。詞匯量大,不論是那類題都會更得心應(yīng)手。但說到底,方法要靠自己總結(jié)的。一定要自己學(xué)會反思,總結(jié),知識是很容易遺忘的。重要的是能力。別人的都只是參考。下面是初三化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的常識,一定要記住。無色液體:水,雙氧水。藍(lán)色溶液:硫酸銅溶液,氯化銅溶液,硝酸銅溶液。淺綠色溶液:硫酸亞鐵溶液,氯化亞鐵溶液,硝酸亞鐵溶液。黃色溶液:硫酸鐵溶液,氯化鐵溶液,硝酸鐵溶液。紫紅色溶液:高錳酸鉀溶液。紫色溶液:石蕊溶液。顯酸性的溶液:酸溶液和某些鹽溶液(硫酸氫鈉、硫酸氫鉀等)。顯堿性的溶液:堿溶液和某些鹽溶液(碳酸鈉、碳酸氫鈉等)。顯中性的溶液:水和大多數(shù)的鹽溶液。七種常見沉淀要記牢:AgCl BaSO4 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Cu(OH)2 CaCO3 BaCO3。還有十對不共存離子:七個(gè)沉淀拆為七對離子?氫離子和碳酸根離子,氫離子和氫氧根離子,銨根離子和氫氧根離子。這些都是做題的關(guān)鍵。
(3)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題考試時(shí)雖然會有課外的,但是它是課本的延伸,只要學(xué)好課內(nèi)的,就已經(jīng)夠了。考試時(shí)無非就是要你閱讀資料、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)的原理或反映的物質(zhì)。所以課內(nèi)的有關(guān)物質(zhì)反映的化學(xué)方程式要熟記,復(fù)習(xí)時(shí)著重看課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)題。有關(guān)解答技巧,你應(yīng)該在閱讀到題目時(shí)想到一些與題目有關(guān)的化學(xué)方程式,比如看到“鐵”字你就應(yīng)該想到有關(guān)鐵的化學(xué)方程式。探究題一般都會有幾小問,每問都是遞進(jìn)關(guān)系,第一問不懂就不要花太多時(shí)間去想,可以跳過做第二問。也可以把一些重要的字眼用鉛筆圈起來,但做完后一定要記得擦,要不然人家說你作弊。解題時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:1)提出的猜想要準(zhǔn)確合理,有利于方案的設(shè)計(jì);合乎題意,不能存在漏洞,不能信口開河;2(設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要緊扣提出的假設(shè),選用的實(shí)驗(yàn)用品要恰當(dāng);實(shí)驗(yàn)方案理論上合理,實(shí)際上可行,操作上簡便易行、安全,還要經(jīng)濟(jì)環(huán)保。3)結(jié)論一定是對假設(shè)的判定,交流評價(jià)一般是對實(shí)驗(yàn)方案、也是探究題中最難的地方。實(shí)驗(yàn)與探究題的考查方向:考查探究中提出問題或猜想的能力,考查設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,考查解釋和表達(dá)科學(xué)探究結(jié)果的
能力。
(4)要想學(xué)好化學(xué)探究題要注重基礎(chǔ),一定要抓好基礎(chǔ),不要脫離書本直接做題。這是學(xué)化學(xué)最忌諱的,千萬要記住,無論以后做的什么樣實(shí)驗(yàn)題,母題都是書上的例題。化學(xué)實(shí)驗(yàn)題要把書上的實(shí)驗(yàn)弄透,一定要掌握原理,而且要回舉一反三。具有相似性質(zhì)的金屬或非金屬一般發(fā)生的反應(yīng)類型相同。例如鐵和鋁,發(fā)生水解時(shí)的反應(yīng)原理相同。所以平時(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)候,要學(xué)會歸納總結(jié)一些常用的化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì),只要記住其中的一個(gè),其他的就不成問題了。
考試的時(shí)候,切記要審題認(rèn)真,不要著急,沉著冷靜,拿筆一個(gè)字一個(gè)字的點(diǎn)著題讀,抓關(guān)鍵詞,實(shí)驗(yàn)題要注意實(shí)驗(yàn)裝置,有的時(shí)候從實(shí)驗(yàn)裝置就可以得出物質(zhì)的物理或者化學(xué)性質(zhì),題目中有答案,只是比較隱蔽。其實(shí)所有實(shí)驗(yàn)題真正內(nèi)容都是化學(xué)方程式的考察,首先要記住或者熟練找出物質(zhì)的本質(zhì)是什么,比如大理石,你要馬上想出這個(gè)化學(xué)式是什么。這最主要,然后要學(xué)會分析問題,論證或證明思想,比如控制變量法。還有要會猜想,大膽嘗試也是很主要的。知道這些,最需要做的就是熟記每一個(gè)方程式,或通過反應(yīng)物質(zhì)來寫方程式的
能力。
(5)掌握解題步驟。實(shí)驗(yàn)題的一般解題步驟:明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫鈱?shí)驗(yàn)原理判斷各儀器的作用分析實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵誤差分析。做實(shí)驗(yàn)題就是解決好兩個(gè)方面:裝置原理和反應(yīng)原理。裝置原理:判斷各儀器的作用,還有注意儀器的連接順序,一般為“原料氣的發(fā)生裝置(安全裝置)原料氣的凈化與干燥裝置反應(yīng)發(fā)生裝置收集或測量裝置尾氣處理裝置”。反應(yīng)原理:是各步操作均遵循該步的化學(xué)或物理原理,均服務(wù)于實(shí)驗(yàn)的分步及總體目的。
只要牢牢把握以上幾點(diǎn),多背誦,多練習(xí),多思考做題時(shí)掌握步驟,細(xì)心審題,相信同學(xué)們一定能在中考中答好探究題。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一定問題
1.內(nèi)容抽象,晦澀難懂
高頻電子線路是繼電路理論、低頻電子線路之后必修的基礎(chǔ)課,學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍反應(yīng)內(nèi)容抽象難懂,實(shí)驗(yàn)中知識理解不透,容易在細(xì)節(jié)卡殼,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難以繼續(xù)進(jìn)行。
2.學(xué)生興趣不高
學(xué)生對做實(shí)驗(yàn)興趣不高,雖然要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前寫預(yù)習(xí)報(bào)告,但很多學(xué)生并沒有認(rèn)真完成,而是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,對實(shí)驗(yàn)沒有自主預(yù)習(xí)的積極性。
3.實(shí)驗(yàn)課時(shí)少,學(xué)習(xí)效果欠佳
高頻電子線路總共學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)只占8學(xué)時(shí),選取4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只有2學(xué)時(shí)。學(xué)生普遍認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課很實(shí)用,但課堂上既要聽老師講解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng),還要實(shí)際操作,時(shí)間根本不夠用。學(xué)生普遍反應(yīng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)間短,學(xué)習(xí)任務(wù)重。國內(nèi)很多學(xué)者探究了高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革方式,如牛芳琳等和劉艷等分別從內(nèi)容設(shè)計(jì)和考核方式上進(jìn)行改進(jìn),在一定程度上改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,但仍不能解決課時(shí)少的問題;鐘福如等采用文獻(xiàn)計(jì)量法和內(nèi)容分析法,對近十年高頻電子線路的教研論文進(jìn)行分析,認(rèn)為信息技術(shù)對高頻教學(xué)的影響很大,應(yīng)探討“翻轉(zhuǎn)課堂”“混合式學(xué)習(xí)”等教學(xué)理念對高頻教學(xué)的影響。翻轉(zhuǎn)課堂(TheFlippedClassroom)又稱“顛倒課堂”,是一種理想化的教學(xué)模式,它讓學(xué)習(xí)者把知識傳授的過程放在教室外,而把知識內(nèi)化的過程放在教室內(nèi),使老師和同學(xué)得到更好的溝通與交流。這種教學(xué)模式對解決高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生知識理解不透、實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、動手機(jī)會少的問題有一定參考價(jià)值。本文根據(jù)高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課中存在的問題及高頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn),設(shè)計(jì)高頻翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,并結(jié)合具體案例來說明該教學(xué)模式的實(shí)施過程。
二、基于翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建
高頻實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與一般的翻轉(zhuǎn)課堂基本一致,都包括課前學(xué)習(xí)資源開發(fā)、實(shí)驗(yàn)資源自主學(xué)習(xí)、課堂活動,以及課后的反饋與評價(jià)。但高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課與普通的知識類或純操作類課程有些不同,它不僅包括該次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識,還包括實(shí)驗(yàn)操作步驟及最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
三、高頻實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)案例
以“高頻電子線路”中“高頻小信號調(diào)諧放大器”實(shí)驗(yàn)為例,說明高頻實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)過程。高頻小信號調(diào)諧放大器是高頻電子線路中的基本單元電路,主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大。通過該課程的學(xué)習(xí),深化學(xué)生對小信號調(diào)諧放大電路的工作原理。教學(xué)設(shè)計(jì)過程依照高頻實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的過程進(jìn)行,流程如下:
1.課前學(xué)習(xí)資源開發(fā)
教師首先根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)制定教學(xué)計(jì)劃,根據(jù)需要錄制教學(xué)微視頻,并查找相關(guān)資料;然后制作學(xué)習(xí)任務(wù)單,將微視頻及其他資源組織起來,使學(xué)生更好地了解學(xué)習(xí)任務(wù)。教師在資源開發(fā)時(shí),要考慮到學(xué)生基礎(chǔ)水平的差異性,僅介紹高頻部分知識很難滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,還應(yīng)加入“電路原理”等相關(guān)內(nèi)容,使基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生能快速掌握該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)習(xí)單內(nèi)容設(shè)計(jì)如下:目標(biāo)導(dǎo)入。要求學(xué)生觀看微視頻,了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)中重點(diǎn)掌握內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)思考。根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容,對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行猜想與思考,提出問題。原理講解。學(xué)生觀看相應(yīng)微視頻,對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)一步學(xué)習(xí),加深理論內(nèi)容。步驟講解。對實(shí)驗(yàn)原理了解后,觀看相應(yīng)微視頻,介紹實(shí)驗(yàn)中要用到的儀器及使用方法,并介紹實(shí)驗(yàn)步驟(給出對應(yīng)的學(xué)習(xí)資料,方便學(xué)生查找)。設(shè)計(jì)方案。對整個(gè)實(shí)驗(yàn)了解后,針對實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)(晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、諧振回路參數(shù)等)進(jìn)行探究和設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,利用Multisim仿真軟件驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性,并填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果。方案修正。根據(jù)仿真結(jié)果,修正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在微視頻學(xué)習(xí)階段,教師先不給出實(shí)驗(yàn)中電路元件的參數(shù)設(shè)置,只給出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,引發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足。
2.實(shí)驗(yàn)資源自主學(xué)習(xí)
學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上下載學(xué)習(xí)資料包,根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單中的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)中,學(xué)生可根據(jù)自己的基礎(chǔ)情況,有針對地學(xué)習(xí)資料包中的其他學(xué)習(xí)資料,同時(shí)針對有疑惑的問題與老師或其他同學(xué)交流。
3.課堂活動
課堂上,老師首先簡單介紹實(shí)驗(yàn)安排,并給出實(shí)驗(yàn)中電路元件的參數(shù)設(shè)置,學(xué)生可與自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行對比,針對有疑惑的地方分組討論,或者教師單獨(dú)講解,然后學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)。通過課前學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)基本掌握了本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及步驟,直接按照仿真實(shí)驗(yàn)中的電路圖設(shè)計(jì)電路板,對電路元件進(jìn)行焊接(學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了焊接技巧),調(diào)試電路,做出小信號調(diào)諧放大電路板,對電路板輸入特定的高頻信號,利用示波器觀察真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。等實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,老師通過課前交流情況、課堂表現(xiàn)和最終成果展示,帶領(lǐng)大家討論實(shí)驗(yàn)過程中的問題和心得,使學(xué)生對工作原理、電路元件選取、電路板的制作及焊接,有一個(gè)更加深入具體的認(rèn)識。這種實(shí)驗(yàn)方式極大地提高了學(xué)生的動手實(shí)踐能力,加深所學(xué)知識的印象,同時(shí)也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)知識學(xué)習(xí),使學(xué)生更加關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論。
4.反饋與評價(jià)
課本實(shí)驗(yàn)包括教材上的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)、生物學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),前兩種實(shí)驗(yàn)在可能的情況下一定讓學(xué)生親自動手操作,對于經(jīng)典實(shí)驗(yàn)要重點(diǎn)學(xué)習(xí)理解科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)思想與實(shí)驗(yàn)方法,從中了解并學(xué)會如何去設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn).此外,還有一種實(shí)驗(yàn)是根據(jù)課本上的一些知識或結(jié)論性語言讓學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).
從2009年各地的高考試題來看,課本中的實(shí)驗(yàn)在高考試題中的應(yīng)用顯得更加突出.本文以部分試題為例進(jìn)行闡述,以引起更多的人對教材的重視.
一、對教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)直接考查
2009年的高考中,直接對教材的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本操作進(jìn)行考查的試題也很多.這是掌握高中生物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ).
【例1】 (2009年高考福建理綜卷)下列對有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是().
A.在觀察洋蔥細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中,將已經(jīng)解離、漂洗、染色的根尖置于載玻片上,輕輕蓋上蓋玻片后即可鏡檢
B.對酵母菌計(jì)數(shù)時(shí),用吸管吸取培養(yǎng)液滴滿血球計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室及其四周邊緣,輕輕蓋上蓋玻片后即可鏡檢
C.在葉綠體色素提取實(shí)驗(yàn)中,研磨綠葉時(shí)應(yīng)加一些有機(jī)溶劑,如無水乙醇等
D.檢測試管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入適量斐林試劑后,搖勻并觀察顏色變化
解析:觀察洋蔥細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中,根尖經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片以后,才可以用于觀察;對酵母菌計(jì)數(shù)時(shí),用抽樣檢測的方法:先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上,用吸管吸取培養(yǎng)液,滴于蓋玻片邊緣,讓培養(yǎng)液自行滲入,多余培養(yǎng)液用濾紙吸去,稍待片刻,待酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部,將計(jì)數(shù)板放到載物臺上鏡檢;因?yàn)樵谌~綠體中的色素不溶于水,而易溶于有機(jī)溶劑,因此在研磨綠葉時(shí)應(yīng)加一些有機(jī)溶劑,如無水乙醇等;檢測試管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入適量斐林試劑后搖勻,應(yīng)用50~65℃水浴加熱2min,再觀察顏色變化.
答案:C.
【例2】 (2009年高考廣東卷)有關(guān)“探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量動態(tài)變化”的實(shí)驗(yàn),正確的敘述是().
A.改變培養(yǎng)液的pH值不影響K值(環(huán)境容納量)大小
B.用樣方法調(diào)查玻璃容器中酵母菌數(shù)量的變化
C.取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后對酵母菌準(zhǔn)確計(jì)數(shù)
D.營養(yǎng)條件并非影響酵母菌種群數(shù)量變化的唯一因素
解析:養(yǎng)分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素,pH值變化影響微生物的生長;樣方法是調(diào)查植物種群密度的方法;對酵母菌計(jì)數(shù)時(shí)先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上,用吸管吸取培養(yǎng)液,滴于蓋玻片邊緣,讓培養(yǎng)液自行滲入,多余培養(yǎng)液用濾紙吸去.稍待片刻,待細(xì)菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部,將計(jì)數(shù)板放在載物臺的中央,計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量,再以此為根據(jù),估算試管中的酵母菌總數(shù).取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后計(jì)數(shù)不對.
答案:D.
二、對生物學(xué)史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的考查
生物學(xué)史實(shí)際上就是科學(xué)家的科研過程,通過對科學(xué)史的學(xué)習(xí),能激發(fā)學(xué)生的熱情、調(diào)動學(xué)生思維的積極性、提高學(xué)生的科學(xué)探究能力以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.因此重視對科學(xué)史的學(xué)習(xí),實(shí)際上就是重視對科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí),也是對科學(xué)精神的學(xué)習(xí).
【例3】 (2009年廣東生物卷)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì).這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是().
A.重組DN段,研究其表型效應(yīng)
B.誘發(fā)DNA突變,研究其表型效應(yīng)
C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng)
D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù),研究DNA在親代與子代之間的傳遞
解析:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有用到同位素示蹤技術(shù),兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都沒有突變和重組.
答案:C.
【例4】 (2009年高考江蘇卷)下列有關(guān)孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是().
A.孟德爾在豌豆開花時(shí)進(jìn)行去雄和授粉,實(shí)現(xiàn)親本的雜交
B.孟德爾研究豌豆花的構(gòu)造,但無需考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度
C.孟德爾根據(jù)親本中不同個(gè)體表現(xiàn)型來判斷親本是否純合
D.孟德爾利用了豌豆自花傳粉、閉花授粉的特性
解析:孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn),對母本去雄是在開花前進(jìn)行,應(yīng)考慮雌蕊、雄蕊的發(fā)育程度,豌豆由于天然自花傳粉,因此自然情況是純合的.
答案:C.
三、以學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合變形進(jìn)行考查
在2009年的高考中,有不少實(shí)驗(yàn)類試題是通過對教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行加工而來,如以酶促反應(yīng)的特性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行變式而來.
【例5】 (2009年理綜Ⅰ卷)已知2H2O2=2H2O+O2,可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度.請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使其能同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性.要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論,并回答問題.
實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的H2O2溶液,蒸餾水,3.5%FeCl3溶液,0.01%過氧化氫酶溶液,恒溫水浴鍋,試管.
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論:
整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是 .
由此可得出的結(jié)論是 .
(3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80℃,重做上述實(shí)驗(yàn),O2釋放的速度最快的是_____ ,原因是 .
解析:此題是對課本中驗(yàn)證酶的高效性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了再加工.此題是個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要注意單一變量和對照性原則.此題目的是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性.因此在設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮用蒸餾水作空白對照來說明酶的催化作用,用FeCl3溶液作對照來說明酶的高效性,所以應(yīng)設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn).至于各試管中所加試劑應(yīng)適量且相等.
此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證過氧化氫酶具有催化作用且具有高效性,兩個(gè)方面的結(jié)論都要寫.第三小題高溫使酶失去活性.但對無機(jī)催化劑活性會增加.
參考答案:
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①取3支潔凈的試管,各加入等量的H2O2溶液,放入37℃的恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間.
②分別向上述3只試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液.
③觀察各管中釋放氣泡的快慢.
(2)加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管 酶具有催化作用和高效性
(3)加FeCl3溶液的試管 無機(jī)催化劑在此溫度下催化作用加快,而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性.
【例6】 (2009年高考理綜Ⅱ卷)
請用所給的材料和用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化專一性.要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、并補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論,并回答問題.
實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液.斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋.
(1)若“+”代表加入適量的溶液,“―”代表不加溶液,甲、乙等代表試管標(biāo)號,請用這些符號完成下表試驗(yàn)設(shè)計(jì).
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①按照上表中的設(shè)計(jì),取試管、加溶液.
(3)結(jié)果預(yù)測: .
(4)結(jié)論: .
(5)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃,而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn),出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會比37℃時(shí)的淺,其原因是 .
解析:本題是以教材中驗(yàn)證酶的專一性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了變形,仍是利用了課本上的有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要遵循單一變量和對照性原則,題中已給出了甲組試管加入的溶液,可看出它作為對照組出現(xiàn),因此我們應(yīng)再設(shè)置淀粉溶液與淀粉酶之間的組合作為對照.此外應(yīng)設(shè)置兩組將酶液進(jìn)行互換后的組合.然后通過對比可知酶的專一性.
其他小題仔細(xì)審題可以做得.
答案:(1)
(2)②混勻,37℃恒溫水浴一段時(shí)間;③取出試管,分別加入適量的斐林試劑,混勻,沸水水浴一段時(shí)間;④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
(3)含有蔗糖和蔗糖酶的試管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀,其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀.
(4)酶的催化作用有專一性.
(5)20℃低于酶的最適溫度,酶活性低,水解產(chǎn)生的還原糖少.
四、利用教材上的基本原理進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)考查
在有關(guān)生物學(xué)科的高考考查中,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)往往并不是脫離課本的,大部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題是以教材中的基本原理作為解題的思路和方向,所以重視對教材基本知識、基本原理的掌握是正確作答高考實(shí)驗(yàn)類試題的關(guān)鍵.
【例7】 (2009年高考福建卷)回答下列Ⅰ、Ⅱ題(Ⅱ題略):
Ⅰ.右圖表示的是測定保濕桶內(nèi)溫度變化實(shí)驗(yàn)裝置.某研究小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的情況.材料用具:保溫桶(500mL)、溫度計(jì)、活性干酵母、質(zhì)量濃度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油.
實(shí)驗(yàn)假設(shè):酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多.
(1)取A、B兩裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下,請補(bǔ)充下表中內(nèi)容:
裝置
方法步驟一
方法步驟二
方法步驟三
A
加入240mL的葡萄糖溶液
加入10g活性干酵母
①
B
加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液
②
加入石蠟油,鋪滿液面
(2)B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是,這是控制實(shí)驗(yàn)的變量.
(3)要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量,還需要增加一個(gè)裝置C.請寫出裝置C的
實(shí)驗(yàn)步驟:
裝置
方法步驟一
方法步驟二
方法步驟三
C
③
④
加入石蠟油,鋪滿液面
(4)實(shí)驗(yàn)預(yù)期:在適宜條件下實(shí)驗(yàn),30分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是:(用“”表示),則假設(shè)成立.
解析:Ⅰ本題是以課本上的呼吸作用知識為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)類試題,因此在做題時(shí)要充分利用呼吸作用的相關(guān)知識去思考.本題考查通過探究酵母菌在有氧條件下和無氧條件下呼吸作用放出熱量的情況,分析表中相關(guān)內(nèi)容.考慮到實(shí)驗(yàn)要遵循對照性原則、科學(xué)性原則和單一變量原則這幾個(gè)原則,因此①處應(yīng)填:不加入石蠟油,②處應(yīng)填:加入10g活性干酵母.B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧氣,這樣來控制實(shí)驗(yàn)的自變量.要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量,還需要增加一個(gè)裝置C,因此應(yīng)設(shè)計(jì)成空白對照,即:③加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液,④不加入活性干酵母.因?yàn)橛醒鯒l件下比無氧條件下呼吸作用放出的熱量多,因此,裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是A>B>C.
答案Ⅰ:(1)①不加入石蠟油 ②加入10g活性干酵母
(2)去除氧氣 自