科學實驗教學剖析

一、實驗在科學發(fā)展中的作用1、發(fā)現(xiàn)新事物和探索新規(guī)律。2、驗證理論。3、測定常數(shù)。4、推廣應用。第一頁第二頁，共24頁。二、科學實驗與教學實驗的比較科學實驗教學實驗目的發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，探索新規(guī)律幫助學生掌握知識和學習方法，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)。內(nèi)容由需要探索的新問題而定，內(nèi)容是新的，一般是未知的。按一定的教學目的設計，根據(jù)教學實際的需要安排。比較成熟的。形式通過實驗觀察、測量、記錄、計算和分析，總結(jié)出規(guī)律。使學生形成概念，掌握規(guī)律第二頁第三頁，共24頁。二、科學實驗與教學實驗的比較實驗在科學教學中的作用：1、培養(yǎng)學生的興趣和激發(fā)學生的求知欲。2、創(chuàng)設學生有效掌握知識的學習環(huán)境。

與生活事例相比，實驗有下面一些特點：實驗具有典型性實驗具有重復性實驗具有趣味性實驗具有定性和定量研究的全面性3、訓練學生的科學方法。4、培養(yǎng)學生的各種能力。5、培養(yǎng)學生良好的科學素質(zhì)。第三頁第四頁，共24頁。三、微型實驗初步探索1、學生實驗中采用微型實驗例如:利用廢舊的塑料眼藥水瓶、塑料吸管(或耗完油的圓珠筆芯)制成多用滴管；利用片劑藥的透明硬塑板制成微型井穴板；利用小號試管、塑料眼藥水瓶、塑料吸管、小號離心試管等制成一套試驗白磷與氧氣反應的裝置；利用小藥瓶、吸管等制成一套制取二氧化碳的實驗裝置。

2、以下實驗都可以采用微型實驗：

（1）硫在氧氣中燃燒；（2）空氣中氧氣含量測定（3）燃燒條件實驗（4）溶液導電性；（5）滅火器實驗；（6）二氧化碳與氫氧化鈉反應實驗。酸堿鹽之間反應的演示實驗都可以用井穴板和塑料吸管代替，尤其是學生實驗效果極佳，用量很少。第四頁第五頁，共24頁。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例例1、“向燒杯中傾倒二氧化碳使高低不同的蠟燭熄滅”這樣一個實驗，實際操作中用集滿二氧化碳的大容量集氣瓶向杯中傾倒時，常出現(xiàn)兩支蠟燭都不熄滅或高的先滅等現(xiàn)象。用稍大一些的（如250mL以上的）飲料瓶來代替集氣瓶收集二氧化碳并傾倒，效果一般很不錯。原因有二：1、飲料瓶各種容量規(guī)格的都好找到，一般都較大，能收集足夠多的二氧化碳；2、飲料瓶的瓶口比集氣瓶的要小很多，便于集中傾倒，能有效防止二氧化碳四處擴散。當然影響該實驗成敗的因素還有很多，如兩支蠟燭的火焰大小、燒杯的大小等，都要給予充分的考慮。

第五頁第六頁，共24頁。例2、在“質(zhì)量守恒定律”一節(jié)中，“探究碳酸鈉與鹽酸反應前后質(zhì)量的變化”在開放體系（燒杯、試管等）中，反應后質(zhì)量減少了。在一個比較合理的封閉體系中進行的過程，要體現(xiàn)質(zhì)量總和確實前后不變，如果采用錐形瓶綁氣球的形式，往往因氣球脹大，所受浮力增大，而使實驗失敗。若改用飲料瓶作為反應容器，先加碳酸鈉粉末，再把盛鹽酸的小試管放入瓶中（藥品的量要少），擰緊瓶蓋后，把瓶子稍稍捏癟一點兒，然后再把瓶子放到天平上稱量。反應后，瓶子雖然也會有所膨脹，但因瓶壁較硬，形狀變化很小，對天平的平衡影響不大，可以作為一個比較理想的實驗方案。

四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第六頁第七頁，共24頁。

例3：在演示“壓縮體積使氣體液化”的實驗

教師們通常是采用注射器和乙醚來完成，這樣難免會造成部分有毒乙醚泄漏，從而導致乙醚蒸氣污染空氣。改進的方法是：用彈性較強的透明塑料瓶，洗凈晾干，盛入1～2ml乙醚，用橡皮塞塞緊瓶口，稍過片刻，瓶內(nèi)乙醚全部汽化，看不見了。用力捏扁塑料瓶，瓶內(nèi)壁則會出現(xiàn)露水般的液態(tài)乙醚，一松手液態(tài)乙醚則又消失了。

改進后的實驗不僅避免乙醚的泄漏,而且操作方便，實驗現(xiàn)象明顯，因此得到了較理想的教學效果。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第七頁第八頁，共24頁。

例4：改進木炭還原氧化銅的實驗

在原來課本實驗的裝置上進行改進。（1）將提高酒精燈火焰溫度的網(wǎng)罩，改用幾根細銅絲，插入燈芯中就行了。這樣可以提高火焰的溫度，效果很好。

（2）把干燥的木炭粉末與氧化銅粉末混合均勻，鋪放進試管，改變用酒精將木炭與氧化銅的混合粉末，拌成糊塊狀。小心鋪放進試管，并將試管固定在鐵架臺上加熱幾分鐘，然后先撤出導氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上，即可看到試管內(nèi)壁有一層紅色光亮的物質(zhì)覆蓋。這就是銅。

（3）這樣的改進優(yōu)點是：①顯著提高酒精燈溫度，操作簡便。②還原出來的銅直接觀察得到，實驗效果現(xiàn)象明顯，一目了然。不會造成失誤，避免了在實驗操作中，溫度達不到，反應慢，還原出來的銅混在混合物中看不見，實驗效果不理想等現(xiàn)象的發(fā)生。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第八頁第九頁，共24頁。例5：測定空氣中氧氣的體積分數(shù)1、實驗改進：（1）取一支18×180mm的試管，加單孔橡膠塞，孔中插一根3cm長的短玻璃導管，玻璃導管上加一段4cm長的乳膠管，把乳膠管折回，用彈簧夾夾住，試管密閉。用500mL燒杯備200mL濃度大些的硫酸銅溶液，再備500mL水、一盞酒精燈、5克白磷。（2）取黃豆粒大小的一塊白磷，用濾紙擦干水，立即放入準備的試管里，塞上帶乳膠管和彈簧夾的橡膠塞密封，試管在酒精燈上稍作烘烤，白磷就燃燒起來，振蕩試管，防止白磷粘在試管壁上。（3）1min左右試管內(nèi)不再產(chǎn)生白煙，拿起擦洗試管4~5次，試管溫度迅速降到室溫。（4）把試管倒插入硫酸銅溶液里，打開彈簧夾，硫酸銅溶液立即沿乳膠管進入試管捏住乳膠管，把試管從硫酸銅溶液中取出，正立試管觀察，液面高度大約是試管空間高度的1/5。2、優(yōu)點：白磷在燃燒時一直在密閉的試管內(nèi)進行，絕無熱空氣外逸；白磷的著火點很低（40℃），即使在燃燒熄滅后仍在發(fā)生氧化反應，幾乎把試管內(nèi)的氧氣消耗盡，硫酸銅溶液不僅能提高實驗的可見度，而且能把試管里沒反應的白磷蒸汽吸收，完全符合實驗的真實性和科學性。裝置是試管、燒杯等，簡單、輕巧；每次實驗僅需2分鐘左右。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第九頁第十頁，共24頁。例6：燃燒的條件1、課本實驗缺點剖析：教材安排的是紅磷、白磷的燃燒實驗，我認為有些不妥，磷有劇毒，且用之不甚的話，會造成環(huán)境的污染。2、實驗改進（1）將銅板上放一段蠟燭（蠟燭用厚玻璃杯罩住），用酒精燈加強熱，蠟燭不燃燒，揭去玻璃杯，蠟燭立刻燃燒，蓋上就會熄滅。學生很容易理解燃燒的三個必要條件之一：燃燒需要氧氣。（2）利用石子、木條在酒精燈上點燃，也容易理解燃燒需要可燃物；（3）將同樣的兩張白紙折疊后，一張用水浸透，分別放到兩個酒精燈上點燃，現(xiàn)象非常明顯，也較容易地理解燃燒需要溫度，即著火點。3、優(yōu)點：容易理解，效果好。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第十頁第十一頁，共24頁。例7：光合作用產(chǎn)生氧1、課本實驗缺點剖析：課本中采用的是水生植物金魚藻，現(xiàn)在城市中金魚藻的采集有一定的困難。2、實驗改進：用陸生的葉小而薄的植物代替金魚藻做此實驗，陸生植物短時間在水里不會死亡，在晴朗的天氣進行光合作用也能放出氧氣。在收集氧氣時，將玻璃試管底部割去，試管口向上塞緊橡皮塞，檢驗氧氣時只需拿掉橡皮塞。3、優(yōu)點：這樣改進后，解決了原實驗試管從水中取出氧氣容易逸出的難題。四、科學實驗改進

——實驗改進舉例第十一頁第十二頁，共24頁。例1：在演示通電導體在磁場中運動實驗中

其缺點為：一是所需電流大，磁鐵磁性要強；二是因金屬棒受摩擦力較大、與軌道接觸是否良好等因素而影響實驗效果。

若在實驗中用煙盒鋁箔紙卷成筒狀（將鋁箔紙平放在水中，浸泡一會，取出后用毛巾將鋁箔上的紙擦掉，并擦干水跡）代替金屬棒，用兩根細銅線將鋁箔筒兩端連接（接觸）好，然后把鋁箔筒懸掛在磁場中，以上兩個問題都克服了，只需2節(jié)干電池作電源，效果相當顯著，還大大提高了可見度。

四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十二頁第十三頁，共24頁。例2：靜摩擦力方向的判斷

是力學中的難點，因為在某些情況下，相對運動趨勢不明顯，學生難以想象。在講臺面上放一張毛巾（以增大摩擦），再把一面有長毛的木板刷子放在毛巾上，長毛與毛巾接觸，用力沿水平方向拉木刷，看到木板刷的長毛發(fā)生變形，由變形的趨勢可以確定摩擦力的方向。這樣能從宏觀的角度出發(fā)，學生能生動地看到接觸層的有關(guān)情況，問題就迎刃而解了。四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十三頁第十四頁，共24頁。例3：分子運動──氨分子的擴散

在此實驗中，用大燒杯罩住兩只分別裝有酚酞試液和濃氨水的小燒杯。學生在實驗室中進行實驗時，教師可以發(fā)現(xiàn)最大的問題在于：氨水揮發(fā)出來的刺激性氣味很大，而且氨水的用量也較大。對于這個實驗的改進方法是：用小燒杯代替大燒杯、用小貝殼代替小燒杯，分別在貝殼內(nèi)滴入酚酞試液和濃氨水，把實驗微型化，這樣既節(jié)省了藥品，現(xiàn)象明顯且又不會有很大的刺激性氣味。（小貝殼也可以用干奶片的空塑料面板代替。）四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十四頁第十五頁，共24頁。例4、導體與絕緣體的相對性

用一個25W的白熾燈與一個白熾燈的廢燈芯串聯(lián)安在豎放的木板上，用插頭接入220V的電壓。當用酒精噴燈加熱廢燈芯到紅熱狀態(tài)時，燈泡發(fā)光，停止加熱，溫度降低燈泡又熄滅，如圖。此實驗應使燈泡的功率不大于40W，否則電流產(chǎn)生的熱將使燈泡不能熄滅，另外用酒精噴燈比用酒精燈易使實驗成功。

四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十五頁第十六頁，共24頁。例5、演示短路

這個實驗有一定危險性，教師一般有畏難情緒，或者干脆不做。用錫箔紙代替熔絲，將電源電壓降為3V，短路時可看到錫箔紙燃燒，效果很好。錫箔紙在5mm左右，且注意與鍔魚夾與錫箔紙保持良好的電接觸，使用交流3V能提供較大的電流。四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十六頁第十七頁，共24頁。例6、電流熱效應實驗

在教學中只需用一段電阻絲繞成螺旋狀，把一根火柴置放于螺旋導線之中，然后接通電路即可。在短時間內(nèi)火柴就可以燃燒起來。說明電流具有熱效應。

此實驗具有兩大特點:其一，簡單易做，效果顯著，在很短時間內(nèi)無須電阻絲發(fā)紅便可看到火柴著火燃燒，不必用手靠近試觸;其二，具體生動，直觀明了。四、科學實驗改進

——變通實驗方案第十七頁第十八頁，共24頁。實驗一：用激光射入滴入了微量牛奶的水中或者果凍中，可以看到激光在水中和果凍中的路徑又直又亮；將一只試管開口向下，在開口處點燃一根衛(wèi)生香，很快就可在試管中收集到煙霧，再用激光射入試管，就可見激光在空氣中的路徑也是直線的；由此引出霧天里可看到汽車前燈射出的光束也是直的……實驗二：在學習“慣性的應用”的知識前，把水杯放在講臺上，用硬塑料片蓋住杯口，杯口的塑料片上放一個雞蛋。讓學生仔細觀察：當用木棒打擊塑料片時，產(chǎn)生什么現(xiàn)象？當舉起木棒突然向塑料片打去，“啪”的一聲，塑料片飛離了杯口，同時，“啵”的一聲，雞蛋落入了杯中，讓三個盛水的杯子在講臺上排成一行，用一張硬塑料片同時蓋住三個杯口，杯口的塑料片上各放一個雞蛋，用木棒快速打擊塑料片，伴隨著清脆的“啪”、“?！甭暎芰掀w離了杯口，三個雞蛋也同時落入了各自的杯中。

四、科學實驗改進

——生活化的隨堂實驗第十八頁第十九頁，共24頁。實驗三：“對凹鏡對光具有會聚作用”，課本上用小紙片放在凹鏡的焦點上，讓太陽光鑠燒，但小紙片難燒著，但根據(jù)生活經(jīng)驗，改用復寫紙，果然復寫紙的效果要好的多。實驗四：“在研究杠桿平衡”的實驗時，選用一個很規(guī)范的帶夾子的掛衣架，然后在兩邊分別掛上一只一樣的新襪子，出示給學生看，問這個杠桿平衡嗎？學生會異口同聲地回答：平衡，因為它在水平方向上靜止了。然后，老師在其中的一個夾子上再夾上一塊手帕，發(fā)現(xiàn)掛衣架發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，傾斜了，過一會兒，又靜止了，再問學生：此時掛衣架平衡嗎？

實驗五：在演示“聲音的傳播需要介質(zhì)”實驗時，用一個廣口瓶，在它的橡皮塞中間穿一根細鐵絲，頭上拴一個小鈴鐺，搖一搖瓶子，瓶里邊發(fā)出“當啷，當啷”的響聲。然后點燃一些小紙片，放到瓶子里，趁著火還沒有熄滅時快把蓋子蓋上，等火熄滅后，再搖一搖瓶子，仔細聽，瓶里邊的響聲比原來小多了。

四、科學實驗改進

——生活化的隨堂實驗第十九頁第二十頁，共24頁。實驗六：用橡皮筋來探究彈性勢能與動能的轉(zhuǎn)化，用一只拉橡皮筋的兩端，用另一只手捏住夾在橡皮筋之間的橡皮，把橡皮筋拉長，松手后，橡皮筋把橡皮彈出，說明橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為橡皮的動能。讓一橡皮筋自然下垂，把一塊橡皮栓在橡皮筋的下端，松手后，可以看到橡皮筋被拉長了。說明橡皮的重力勢能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能。實驗七：用橡皮筋還可演示聲音是物體的振動發(fā)生的，和探究音調(diào)的高低與振動頻率有關(guān)。同桌間相互合作，用手把橡皮筋拉長，另一位同學撥動橡皮筋，橡皮筋的振動就會發(fā)出聲音，同時還會發(fā)現(xiàn)，把橡皮筋拉長，用手撥動，感覺出聲音的高低，如果拉得更緊，撥動時聲音則更低。實驗八：在學習“物體的體積測量”時，利用實驗室中的量筒和一些水，就可以把一次性塑料杯改制成量杯了，具體的做法是：用量