第一篇:讓探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)走進(jìn)高中物理新課堂
讓探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)走進(jìn)高中物理新課堂
我國新頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》,減少了一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加了較多探究性實(shí)驗(yàn),提倡將演示實(shí)驗(yàn)盡量轉(zhuǎn)化為學(xué)生的隨堂實(shí)驗(yàn),同時(shí)提倡學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)要突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ岢耙龑?dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究、在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”。
所謂探究性實(shí)驗(yàn)是在假設(shè)的指引下獲取支持或推翻假設(shè)的科學(xué)實(shí)證,是以實(shí)驗(yàn)為載體探究科學(xué)結(jié)論形成和發(fā)展的過程,是在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)、技能,把自己當(dāng)做新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者,通過實(shí)驗(yàn)親自發(fā)現(xiàn)問題.探究性實(shí)驗(yàn)由于其重視過程和方法,有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)與他人合作的精神,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),已成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要方向。
在新課改的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了新一輪的反思,在新課程背景下開展了高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究并獲得了一些體會(huì)。
一、研究背景
目前在應(yīng)試教育的影響下,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以發(fā)揮它應(yīng)有的作用。許多教師認(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如看實(shí)驗(yàn)(錄像),看實(shí)驗(yàn)(錄像)不如講實(shí)驗(yàn)”,很少做實(shí)驗(yàn),不愿花時(shí)間從事實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)只被作為收集數(shù)據(jù),驗(yàn)證理論,應(yīng)付考試的工具。學(xué)生實(shí)驗(yàn)形成了教師講,學(xué)生做,教師示范,學(xué)生模仿的教學(xué),學(xué)生成為被動(dòng)的接受者,以至于學(xué)生很少提出問題。大多數(shù)學(xué)生重結(jié)果而輕過程,為了得到期望的結(jié)果,甚至修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。沒有養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,沒有學(xué)會(huì)解決問題的科學(xué)方法,學(xué)生的主體地位遠(yuǎn)沒有得到重視,學(xué)生缺乏主動(dòng)探究的欲望和熱情,忽視了實(shí)驗(yàn)對學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
新課程指出高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與,樂于探究,勇于實(shí)驗(yàn),勤于思考。通過多樣的教學(xué)方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和技能,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力,使其逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,因此,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要改革。
二、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的心理教育理論依據(jù)
1.中學(xué)生的心理特點(diǎn)
高中生心理發(fā)展正處于從幼稚向成熟的過渡階段,其心理特點(diǎn)表現(xiàn)為:精力充沛、熱情高漲;想象力較豐富,開始有獨(dú)立思考能力;求知欲強(qiáng),具有質(zhì)疑思想;抽象邏輯思維開始發(fā)展,有一定的發(fā)散思維,迫切希望能有證明自己價(jià)值的途徑;自我意識(shí)覺醒,主動(dòng)性、自尊心增強(qiáng),渴望與人交往;有積極向上進(jìn)取的精神。由于高中生身體正開始走向成熟,而心智發(fā)展明顯滯后,所以容易表現(xiàn)出消極的一面:如濫用精力與蠻干,急于求成、缺乏耐心,過分憑借想象力或憑空想象,不善于將精力集中,容易氣餒等等。
2.高中物理的特點(diǎn)
物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ),除了具有豐富的物理知識(shí)外,還包含豐富的社會(huì)科學(xué)知識(shí)和科研方法,它是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的嚴(yán)密的理論科學(xué)和定量的精密科學(xué)。高中物理又有以下幾個(gè)特征:
基礎(chǔ)性:高中物理不但是其他自然科學(xué)的理論基礎(chǔ),而且是一切技術(shù)科學(xué)的理論基礎(chǔ),所采用的科學(xué)研究方法也是其他自然科學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究普遍使用的方法。
實(shí)踐性:高中物理特別重視與實(shí)踐相聯(lián)系,重視用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證相關(guān)理論,重視與生活實(shí)際相結(jié)合。
前沿性:新版高中物理現(xiàn)在也要求扣緊物理前沿知識(shí),如激光、超導(dǎo)、電磁流、反物質(zhì)等。
探索性:探索的目的是使學(xué)生靈活有機(jī)主動(dòng)地學(xué)習(xí)物理知識(shí),使學(xué)生初步掌握主動(dòng)獲取知識(shí)的能力,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力。
3.探究性物理實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的不同
傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的,學(xué)生很少積極主動(dòng)思考,而教師也很少留給學(xué)生獨(dú)立思考的余地,試驗(yàn)操作也是學(xué)生按照課本事先寫好的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟直接操作,學(xué)生的情緒調(diào)動(dòng)不充分,沒有新意、沒有懸念,學(xué)生很難成為知識(shí)的創(chuàng)新者。
探究性物理實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生的一種積極主動(dòng)的認(rèn)識(shí)建構(gòu)手段,作為物理實(shí)驗(yàn)的一種形式,它既有別于測定性實(shí)驗(yàn),又有別于一般的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生獲得物理實(shí)驗(yàn)研究方法的訓(xùn)練,讓學(xué)生接觸探索、發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的過程和方法。在探索發(fā)現(xiàn)的過程中,發(fā)展學(xué)生理性的、批判的思想方法,體驗(yàn)學(xué)者研究的苦衷和愉悅,培養(yǎng)他們的發(fā)現(xiàn)、探究能力。要達(dá)到這種目的,就要使學(xué)生在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生認(rèn)知沖突,這要求探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先要足夠“新穎”。正是這種“新穎”的刺激,才會(huì)激發(fā)學(xué)生對探索 的興趣,才能引起學(xué)生探索的欲望,才使得它與主體原有的“定勢”相矛盾、相對立,才能產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的不協(xié)調(diào)和沖突。比如,我們設(shè)計(jì)的“測定沒有系統(tǒng)誤差存在時(shí)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路、得出數(shù)據(jù),并求出沒有系統(tǒng)誤差存在時(shí)電池的電動(dòng)勢與內(nèi)電阻,這體現(xiàn)高中新課程探究性實(shí)驗(yàn)的“新穎”。
三、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)探索
在教學(xué)中,我們立足教材,以高中物理的教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn),將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為學(xué)生探究科學(xué)的實(shí)驗(yàn),將學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn),將教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn),將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實(shí)驗(yàn)”等設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)。對探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步探索,旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,使學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過程、方法與藝術(shù),拓展學(xué)生的想象力、知識(shí)視野、創(chuàng)新思維能力,增強(qiáng)科學(xué)協(xié)作精神和學(xué)術(shù)研討氣氛,有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。1.將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)
在演示實(shí)驗(yàn)中,利用新的教學(xué)理念、“演示實(shí)驗(yàn)”的教育功能,創(chuàng)造性地使用教材:對于必須由教師親自做的演示實(shí)驗(yàn),使用探究法的敘述代替結(jié)論性的解釋;運(yùn)用科學(xué)家的思維方式分析和處理資料;將易操作、易成功,沒有破壞性和危害性的實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)。
比如:在學(xué)“超重和失重”時(shí),將可樂瓶底部及瓶蓋戳有小孔的可樂瓶裝滿水,讓它從高處自由下落,演示水的完全失重現(xiàn)象。演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),教師往往只演示了裝滿水的可樂瓶靜止在手中時(shí),水從小孔中噴出;再讓它從高處自由下落時(shí)水不會(huì)流出,從而說明物體處于完全失重狀態(tài),這時(shí)a=g。
這樣做的后遺癥是,學(xué)生不能真正理解失重的本質(zhì),往往還認(rèn)為水不能流出是因?yàn)樗チ酥亓?這樣不僅起不到鞏固知識(shí)反而起反作用。因此將此演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn): 1.將底部四周戳上小孔,可以讓各個(gè)方向的學(xué)生看清楚現(xiàn)象。
2.裝滿水的可樂瓶靜止在手中時(shí),反復(fù)幾次用手指堵住,放開瓶蓋上的小孔使學(xué)生清楚水的流動(dòng)情形,理解水不能流出不是由于沒有重力,而是壓力不夠(大氣壓)。
3.裝滿水的可樂瓶靜止在手中時(shí),將手指堵住瓶蓋上的小孔,用另外一只手?jǐn)D壓瓶身,看到水流出,說明了水的流出是由于水的壓力作用, 并不是由于水的重力作用。
4.通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身領(lǐng)會(huì),物體的超重(失重)是由于物體對支持面的壓力大于(小于)物體的重力.2.將學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)
建構(gòu)主義理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)不是教師向?qū)W生傳遞知識(shí)信息、學(xué)生被動(dòng)吸收的過程,而是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的過程,這一過程是不能由他人所代替的。原教材基于安全、規(guī)范等因素考慮,所安排的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”大多數(shù)是根據(jù)課本設(shè)計(jì)好的方案,由教師提供實(shí)驗(yàn)方案與儀器,再讓學(xué)生動(dòng)手操作,最后填寫“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”。這種程序限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維與分析、解決問題能力的建構(gòu)。為此,根據(jù)客觀條件和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),有選擇地將一部分驗(yàn)證性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。
比如:新教材第三個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》,傳統(tǒng)的教學(xué)往往是給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理,讓學(xué)生完成已設(shè)計(jì)好的表格,計(jì)算得出結(jié)論。這樣重在結(jié)論的得出和操作技能的培養(yǎng),而忽視了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,學(xué)生只是單純的模仿、重復(fù)教師的演示,他們自身的思維活動(dòng)被嚴(yán)重壓制,不會(huì)考慮如何使用實(shí)驗(yàn)所給的器材去做實(shí)驗(yàn),更不會(huì)自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案、尋找其它方法。所以,我們在教學(xué)中嘗試將探究性實(shí)驗(yàn)滲入課堂教學(xué)中,我們給學(xué)生如下的實(shí)驗(yàn)器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,小車,砝碼,滑板,刻度尺。利用所給器材設(shè)計(jì)測加速度的實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)設(shè)計(jì)如下:
(1)提出問題:本實(shí)驗(yàn)的目的是測加速度,它是個(gè)間接測量值,那么根據(jù)什么原理可以間接測量呢?(2)學(xué)生討論:
甲:根據(jù)Vt2=2as,可以測出a 乙:根據(jù)S=V0t+1/2at2
丙:根據(jù)Vt=V0+at,可以測出a ?。喝绻屛矬w從靜止開始運(yùn)動(dòng),測S=1/2at2可以測出a 戊:用V-t圖線的斜率可以測出a(3)方案論證
學(xué)生實(shí)驗(yàn)原則上要求器材簡單,便于操作。學(xué)生們在討論中發(fā)現(xiàn)甲、乙、丙這三個(gè)方案的關(guān)鍵在于測出速度,實(shí)驗(yàn)器材需要測速計(jì),而由于實(shí)驗(yàn)器材
的限制,無法直接測出速度。教師提出問題:如何測速度?學(xué)生討論后回答:
利用上次學(xué)生實(shí)驗(yàn)測速度的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),中間時(shí)刻的速度等于該段時(shí)間的平均速度,即可求出某時(shí)刻的速度。所以,甲、乙、丙、戊這四個(gè)方案也是可行的,而對丁的方案都覺得很好,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量就可以知道S、t,測a比課本中方法簡單多了。
(4)教師提示
小車水平拖動(dòng)紙帶從靜止開始運(yùn)動(dòng),因?yàn)槭窍冉油娫?,后釋放小車,?個(gè)點(diǎn)速度為零,但紙帶上的第1、2點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定是0.02s,而原理中取t的平方,誤差相對太大。所以用ΔS= at2,測a還是比較科學(xué)、合理的。學(xué)生至此也就理解了課本中為什么采用這個(gè)原理來測a。
(5)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作完畢后,得到點(diǎn)跡清晰的紙帶(6)數(shù)據(jù)分析與處理(7)得出結(jié)論.由此可見,我們學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的目的不僅在于實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,更在于實(shí)驗(yàn)本身。學(xué)生們的積極討論、奇思妙想,無不閃爍著創(chuàng)新的火花,這樣的學(xué)習(xí)過程是人類了解自然規(guī)律的一般思維過程,對學(xué)生來說,一次探究性實(shí)驗(yàn)的成功體驗(yàn)將印象深刻。
3.將教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)
針對教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題,不是直接告知學(xué)生問題在何處,而是引導(dǎo)學(xué)生思考討論可能造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和學(xué)術(shù)討論加以解決。教材中安排學(xué)生實(shí)驗(yàn),方法都只有一種,從器材到實(shí)驗(yàn)步驟及表格設(shè)計(jì)都由教材按一定的模式制定,學(xué)生只需按部就班完成實(shí)驗(yàn)操作,這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),對于學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn),我們在幫助學(xué)生掌握原理的基礎(chǔ)上,允許學(xué)生用不同的器材,不同的實(shí)驗(yàn)步驟都進(jìn)行一下實(shí)驗(yàn),也許這樣會(huì)造成一些“混亂”,學(xué)生得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也許有的不夠準(zhǔn)確,但只要學(xué)生在追求既定目標(biāo)的過程中,有全局的觀點(diǎn),懂得取舍,在不同情況下善于分析、綜合,這樣的實(shí)驗(yàn)有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨(dú)立思考的品質(zhì)。
例如:在做“伏安法測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),課本上要求同時(shí)利用伏特表和安培表的測量值來算出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,能不能只用一個(gè)電流表或一個(gè)電壓表來測量呢?如果能,還需要哪些輔助器 材?怎樣測量?請說出你設(shè)計(jì)的方案,畫出電路圖,并實(shí)際操作,分析比較這幾種實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何異同?為什么?如果你的實(shí)驗(yàn)失敗找出可能造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和學(xué)術(shù)討論加以解決。
這樣,通過多種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能加深理解實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)知識(shí),掌握多種實(shí)驗(yàn)方法,同時(shí)學(xué)會(huì)處理一些實(shí)驗(yàn)問題,使學(xué)生的“方法和知識(shí)”的遷移能力得到提高,使學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到有效培養(yǎng)。
4.將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實(shí)驗(yàn)”等設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)
學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失重現(xiàn)象時(shí)會(huì)受到一些前概念的影響,容易把生活中的有些“超重”與物理學(xué)上的“超重”混為一談,把物理學(xué)上的“失重”誤認(rèn)為是物體“失去重力”。容易把超重、失重現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與物體的運(yùn)動(dòng)方向相聯(lián)系。在教學(xué)時(shí)進(jìn)行學(xué)生探究實(shí)驗(yàn):開始讓學(xué)生利用彈簧秤和鉤碼自主探究如何測量物體的重力,并讓學(xué)生明白彈簧秤的讀數(shù)直接反映的是物體對彈簧秤的拉力。然后讓學(xué)生“玩一玩”來發(fā)現(xiàn)彈簧秤的讀數(shù)有時(shí)不等于物體的重力,鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物體超重、失重現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。最后引導(dǎo)學(xué)生將超重失重規(guī)律學(xué)以致用:如何將夾在兩塊磚之間的餐巾紙完好無損地抽出來?
又比如:在學(xué)摩擦力(第一課時(shí))時(shí), 摩擦力是教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),有些學(xué)生對此仍含糊不清,因此,給學(xué)生以下器材:小車,細(xì)線, 砝碼,平板彈簧秤,軟毛刷。
(學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)一)將一軟毛刷放在水平桌面上,對軟毛刷施加一水平拉力但軟毛刷始終靜止,通過改變水平拉力的大小和方向,觀察軟毛刷的毛的傾斜方向和傾斜程度,輕而易舉得出靜摩擦力的方向和大小變化規(guī)律。(學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)三)首先用彈簧秤測量空車的重量,一個(gè)砝碼的重量.按照下表?xiàng)l件進(jìn)行如下操作:將物理書放在水平桌面上,用彈簧秤拉動(dòng)小車勻速運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定時(shí)候記錄讀數(shù)。改變小車重量,重復(fù)操作,將數(shù)據(jù)填入下表。
(學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)二)將物理書放在水平桌面上,將裝有四個(gè)砝碼的小車放在書上。用平板彈簧秤對小車施加從零逐漸增大的拉力,觀察物理書隨小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化、彈簧秤拉力大小變化。
探究性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了新的教學(xué)環(huán)境,在新環(huán)境下,學(xué)生獨(dú)立自主思考、探索問題,避免因教師先講或預(yù)習(xí)教材造成的“先入為主”的影響,要讓學(xué)生人人有自己的猜想、觀點(diǎn)、看法,并努力形成各自的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。依據(jù)教學(xué)時(shí)間安排 和具體課堂教學(xué)進(jìn)展,必要時(shí)教師以學(xué)生身份發(fā)表自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(或拿出事先準(zhǔn)備好的儀器設(shè)備,或讓學(xué)生閱讀教材中的有關(guān)部分),之后再開始具體的實(shí)驗(yàn)操作。
四、開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義
1.使學(xué)生體驗(yàn)富于樂趣的挑戰(zhàn):探究性物理實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷W(xué)生必須親自去做,才 能夠體會(huì)到該“如何做”。自己走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室核實(shí)一下,并用自己的眼睛看一看,用自己的手做一做,這要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案死記硬背更有意義。正如學(xué)習(xí)游泳,看再多的書,記再多的要領(lǐng),都無濟(jì)于事,必須親自下水,在學(xué)的過程中感悟、總結(jié),才能掌握游泳技術(shù)。如同在游泳池中學(xué)游泳一樣,探究性物理實(shí)驗(yàn)就是給學(xué)生一個(gè)自主探究、親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)。通過這種實(shí)驗(yàn),學(xué)生將得到“如何去獲得知識(shí)”的體驗(yàn),學(xué)生的各項(xiàng)技能和能力將得到最大程度的發(fā)展。
2.培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力:探究性物理實(shí)驗(yàn)通常圍繞一個(gè)需要 解決的實(shí)際問題展開。在實(shí)驗(yàn)的過程中,通過引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)和提出問題,設(shè)計(jì)解決問題的方案,收集和分析資料。調(diào)查研究,得出結(jié)論并進(jìn)行成果交流活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)和掌握一些科學(xué)的研究方法,以培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生收集、分析和利用信息的能力:通過探究性物理實(shí)驗(yàn),能幫助學(xué) 生學(xué)會(huì)利用多種有效手段、通過多種途徑獲取信息,學(xué)會(huì)整理與歸納信息,并恰當(dāng)?shù)乩眯畔?以培養(yǎng)收集、分析和利用信息的能力。
4.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分享與合作的能力:合作的意識(shí)和能力,是現(xiàn)代人所應(yīng)具備 的基本素質(zhì)。探究性物理實(shí)驗(yàn)一般以小組合作實(shí)驗(yàn)為主開展實(shí)驗(yàn),學(xué)生將努力創(chuàng)設(shè)有利于人際溝通與合作的教育環(huán)境。使學(xué)生學(xué)會(huì)交流和分析研究的信息、創(chuàng)意及成果,發(fā)展樂于合作的團(tuán)隊(duì)精神。
5.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)道德:在探究性物理實(shí)驗(yàn)的過程中,學(xué)生要認(rèn) 真、踏實(shí)地探究,實(shí)事求是地獲得結(jié)論,尊重他人想法和成果,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和不斷追求的進(jìn)取精神,磨煉不怕吃苦、勇于克服困難的意志品質(zhì)。6.培養(yǎng)學(xué)生對社會(huì)的責(zé)任心和使命感:在探究性物理實(shí)驗(yàn)的過程中,通過社 會(huì)實(shí)踐和調(diào)查研究,學(xué)生要深入了解科學(xué)對于自然、社會(huì)與人類的意義與價(jià)值,形成積極的人生態(tài)度。
7.激發(fā)教師繼續(xù)學(xué)習(xí)的熱情:探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使教師失去了決定學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的權(quán)威性和壟斷性,學(xué)生研究的很多問題超出了課堂教學(xué)、學(xué)科教材、教學(xué)參考資料的范圍,超出了教師的專業(yè)范圍;學(xué)生吸納知識(shí)的途徑由單一轉(zhuǎn)向多 元,教師不再是學(xué)生唯一的知識(shí)來源,教師指導(dǎo)學(xué)生時(shí),心中可能沒底,有一種緊張感。教師如果自身知識(shí)結(jié)構(gòu)失衡,如知識(shí)結(jié)構(gòu)單
一、知識(shí)面窄、漠視學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際的聯(lián)系、科研能力缺乏等,就難以勝任。為了能指導(dǎo)學(xué)生,教師就必須利用業(yè)余時(shí)間繼續(xù)學(xué)習(xí)。
武漢市第十七中學(xué)物理組
趙衛(wèi)華
第二篇:讓作文走進(jìn)新課堂
讓作文走進(jìn)新課堂
我校經(jīng)過快速創(chuàng)新寫作教學(xué)法的研究與實(shí)驗(yàn),取得了很大的成效:提高了學(xué)生的寫作能力,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì),優(yōu)化了教師的教學(xué)方法,優(yōu)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提高了教師素質(zhì)、教學(xué)水平和教學(xué)能力,提高了學(xué)生的語文成績,但仍然存在很多不足。特別是我在2004年9月26、27日到重慶參加首屆全國中學(xué)“新課堂”作文教學(xué)大賽及作文教學(xué)研討會(huì),感觸頗深。下面的文字是當(dāng)時(shí)的一些感悟。
“語文是那無聲的冷月,是那靜謐的荷塘,是秦皇島外滔滔白浪的打魚船,是那青天里的一行白鷺,是那沉舟側(cè)畔的萬點(diǎn)白帆,是那山重水復(fù)后的柳暗花明,”這段話比喻、排比的運(yùn)用,令人心醉,獨(dú)特的表達(dá)展示了作者的個(gè)性。未來社會(huì)需要的是有個(gè)性、有真情、有思想的人。新課標(biāo)要求學(xué)生在作文中展示自己的個(gè)性,體現(xiàn)文章的價(jià)值、自身的價(jià)值。9月25日、26日在重慶舉行的首屆全國中學(xué)“新課堂”作文教學(xué)大賽及作文教學(xué)研討會(huì),對作文課堂教學(xué)作了有益的嘗試和探討。該次大賽13堂作文課充分展示了教師獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格,張揚(yáng)了學(xué)生的個(gè)性,告別了陳舊的作文教學(xué)課堂——教師講、學(xué)生聽;教師出題、學(xué)生寫的枯燥單一的模式,開啟了新的作文教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容豐富多彩,尊重學(xué)生個(gè)性、體驗(yàn),師生互動(dòng),生動(dòng)活潑,打開了作文教學(xué)的窗口,贏得了專家和聽課教師的好評,為作文教學(xué)指明了前進(jìn)的方向。
一、創(chuàng)設(shè)豐富的教學(xué)情景,激發(fā)學(xué)生寫作動(dòng)機(jī),師生關(guān)系融洽,是作文教學(xué)走進(jìn)新課堂的前提。這九位教師來自全國各地,與三中學(xué)生彼此陌生,但這些老師善于利用課前準(zhǔn)備,營造良好的課堂氣氛,培養(yǎng)感情,緩解學(xué)生壓力,建立和諧的師生關(guān)系。如第九節(jié)陜西的黃琳昭老師用歌曲《朋友》引入新課——《這就是我——希望你永遠(yuǎn)是我的朋友》,學(xué)生在熟悉的歌聲中得到美的享受,消除了緊張情緒。并要求學(xué)生可以隨便向自己提問,教師作答。學(xué)生向她提出了“姓什么”,“來自何方”,“性格、愛好如何”等問題,老師一一作了回答。學(xué)生感到老師平易近人,因此課堂氣氛活躍起來。在教學(xué)中創(chuàng)造一種寬松的環(huán)境,不斷鼓勵(lì)學(xué)生多思考問題,給每一個(gè)學(xué)生留有一定的思考空間,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表見解,允許學(xué)生犯錯(cuò)誤,無論觀點(diǎn)正確與否,教師決不隨意肯定或否定,同學(xué)之間也不要嘲笑、挖苦,學(xué)生在求知寫作活動(dòng)中真正獲得心理安全和心理自由,寫作動(dòng)機(jī)才能得到充分的激活。最使我難忘的是黃琳昭老師的這堂課,學(xué)生推選一個(gè)比較差的男生來作自我介紹,該生說話緩慢,只介紹了幾句:“我的愛好是打乒乓球,愛玩電腦游戲?!彪m然介紹得很差,老師卻表揚(yáng)道:“說得很好,介紹了自己的愛好,如果還介紹一下自己的性格就好了?!蓖瑢W(xué)們由嘲笑他變?yōu)楣膭?lì)他。在以后的教學(xué)活動(dòng)中,該生大膽發(fā)言,一次比一次好,順利掌握了自我介紹的寫法。這充分
說明了在教學(xué)活動(dòng)中只有讓學(xué)生信任你,喜歡你,學(xué)生才能“信其師,方能信其道”;也只有你信任學(xué)生,才能使課上得生動(dòng)有趣。
二、新課堂作文教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)要貼近學(xué)生生活,富于時(shí)代氣息。作文首先應(yīng)是人生的一道亮麗的風(fēng)景線,是人的一種心靈和情感釋放的需要。教學(xué)內(nèi)容只有貼近學(xué)生的生活,學(xué)生作文才能做到有話可說,有情可抒,充分展示個(gè)性。如第七節(jié)福建林璇老師教學(xué)的內(nèi)容是《師法自然寫心曲》,引導(dǎo)學(xué)生用心來觀察身邊這塊熱土,調(diào)動(dòng)口、耳、鼻、舌、手等器官來觀察身邊的一草一木,去描繪心中最美的景物。由于是寫自己最熟悉的有感情的景物,因而學(xué)生寫作激情很高。很多學(xué)生寫出了優(yōu)美的句子,如“我喜歡金刀峽流下來的水,叮叮咚咚,它在歌唱,它在歡笑。“重慶的山真美?。≡旗F繚繞,像仙境一樣”。有一位學(xué)生還將蘇軾的詩改為“不識(shí)高山真面目,只緣身在山城中”。印度大詩人泰戈?duì)栐谒摹冻了间洝分姓f過這樣一段話:“張開你的眼睛!就像一只活的長笛感受音樂的氣息吹切它的全身那樣,感受領(lǐng)略這個(gè)世界吧!在你生存的壯麗中與晨光相會(huì)吧,你在那兒會(huì)同合為一體的?!闭f真話,訴真情,核心是真。如新疆楊曉紅老師教學(xué)的內(nèi)容是《感悟親情》,引導(dǎo)學(xué)生寫自己的親情故事,學(xué)生思維活躍,積極性高,寫出來的文章真實(shí)感人。本次大賽的教學(xué)內(nèi)容,充分體現(xiàn)了新課標(biāo)的要求。新課標(biāo)7—9年級的寫作目標(biāo)中明確要求學(xué)生“力求表達(dá)自己對自然、社會(huì)、人生的獨(dú)特感受和真切體驗(yàn)”,而且在其它部分,“感受”和“體驗(yàn)”的字眼也隨時(shí)跳入我們的眼簾。
三、新課堂教學(xué)要求以學(xué)生的發(fā)展為本,必須以學(xué)生為中心,采取多樣化的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生成為作文課堂的主人。我進(jìn)行了四年的快速創(chuàng)新教學(xué)法研究與實(shí)驗(yàn),雖形成了“基礎(chǔ)訓(xùn)練——技能訓(xùn)練——?jiǎng)?chuàng)新訓(xùn)練”的階段性教學(xué)模式,提高了學(xué)生的寫作興趣和寫作能力,減輕了學(xué)生和老師的負(fù)擔(dān),但課堂教學(xué)不生動(dòng),一般是“教師傳授知識(shí)、技能——讀例文——出題——寫作——評改”的課堂結(jié)構(gòu);雖也注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式,但學(xué)生活動(dòng)時(shí)間較少,特別是未培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力。這九堂作文課的一個(gè)最大特點(diǎn)是以學(xué)生為主體,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方法,充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)作用,引起師生感情的共鳴,從而達(dá)到了課堂教學(xué)的最優(yōu)化。如新疆的楊曉紅老師所授《感悟親情》這節(jié)課,先用《愛德華臨終前的三個(gè)電話》引入新課,學(xué)生從故事中領(lǐng)悟到世上最大的愛是親情,對學(xué)生進(jìn)行情感熏陶。接著讀美文《一碗混飩》,讓學(xué)生領(lǐng)悟親情,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。第三,小組學(xué)生講心中最想說的親情故事,培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。在請學(xué)生講故事時(shí),老師讀了自己寫的例文《紅雞蛋》,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用人物描寫方法將故事寫得更生動(dòng),更感人。第四,學(xué)生寫作,培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力。這十三堂作文課真正做到了教師角色的轉(zhuǎn)變,以“詩情教育”給學(xué)生“授之以漁”,讓學(xué)生終身受用。
四、先進(jìn)的教學(xué)手段——多媒體的使用,使作文課堂教學(xué)如虎添翼。十三位教師有十二位使用了多媒體教學(xué)(含高中組)。她們在屏幕上展示教學(xué)過程,展
示圖片,展示例文,展示問題,學(xué)生一目了然。如獲得特等獎(jiǎng)的胡蓉老師所上的《學(xué)習(xí)人物描寫》,在屏幕上展示了劉翔跨欄短跑的畫面,指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察,效果很好。如學(xué)生寫到“劉祥緊繃的大腿,像待發(fā)的彈簧,隨時(shí)準(zhǔn)備沖擊”,“劉祥昂著頭,非常有自信”。多媒體教學(xué)直觀、容量大,能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,能獲得更多的知識(shí),因而效果好。
五、提高教師自身素質(zhì),是上好新課堂作文的關(guān)鍵。該次參賽的十三位教師(含高中組),自身素質(zhì)好,教學(xué)基本功強(qiáng),文學(xué)素養(yǎng)深厚,妙筆生花,隨機(jī)應(yīng)變能力強(qiáng),課堂充滿了笑聲和掌聲,令聽課老師刮目相待。如新疆的楊曉紅老師寫的例文《紅雞蛋》,真實(shí)感人,語言優(yōu)美,起到了很好的示范作用。全國語文報(bào)刊協(xié)會(huì)作文評估委員會(huì)副秘書長、青少年寫作研究會(huì)常務(wù)理事長張伯華在大會(huì)閉幕式上強(qiáng)調(diào),“要上好作文課,教師必須加強(qiáng)自身練兵,要能寫范文,妙筆生花,口若懸河,課堂教學(xué)要有藝術(shù)”。全國中語會(huì)理事長陳金明在閉幕式上強(qiáng)調(diào),“要重視提高教師的自身素質(zhì),學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)可以提高教師素質(zhì),可以提高教師品味,可以提高教師創(chuàng)新能力”。俗話說得好,“活到老,學(xué)到老”。怎么學(xué)?重要的一點(diǎn),就是養(yǎng)成良好的閱讀習(xí)慣。張大千先生說過:“第一是讀書,第二是多讀書,第三是有系統(tǒng)、有選擇地讀書?!弊鳛橐幻F(xiàn)代社會(huì)的教師,必須這樣,也只有這樣才能勝任教師之職。
六、學(xué)生良好的文學(xué)底蘊(yùn)是新課堂作文教學(xué)成功的保證。中語會(huì)理事長陳金明在閉幕式上說:“本次大賽的成功一半來自當(dāng)?shù)氐膶W(xué)生,這些學(xué)生的語文素養(yǎng)高?!彼系木盘米魑恼n學(xué)生思維活躍,表達(dá)能力強(qiáng),文學(xué)功底深厚。這正是三中教師善于培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和寫作能力。他們提出“作文就是激活;作文就是生活;作文應(yīng)是精品的生活;作文應(yīng)是審美;作文是積累的過程;作文是可以被培養(yǎng)的”的理念。具體的做法是:
1、讓學(xué)生喜歡作文,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表作品。每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)作文本,分成兩部分,一部分是文香拾書,一部分是讀書隨感。老師給學(xué)生本子封面的贈(zèng)言是:“讀書使我儒雅寫作使我智慧”。
2、讓學(xué)生去閱讀。每個(gè)班一個(gè)圖書角,學(xué)生每天讀2000字。
3、讓學(xué)生寫觀察日記,將課內(nèi)練筆和課外練筆結(jié)合起來。正因?yàn)槿绱?,學(xué)生素質(zhì)和能力才會(huì)不斷提高。
這次作文大賽給我們的啟示很多,相信經(jīng)過我們?nèi)w語文老師的努力,在作文教學(xué)園地上,定會(huì)開滿燦爛的鮮花,結(jié)出豐碩的果實(shí)。
第三篇:讓情境教學(xué)走進(jìn)新課堂
讓情境教學(xué)走進(jìn)新課堂
數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動(dòng)的教學(xué),是師生之間、學(xué)生之間交往互動(dòng)與共同發(fā)展的過程。教師是學(xué)生數(shù)學(xué)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者、合作者。自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)是小學(xué)數(shù)學(xué)的重要學(xué)習(xí)方式,那么如何組織學(xué)生進(jìn)行有效地自主學(xué)習(xí)呢?筆者認(rèn)為教師應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生實(shí)際,從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)出發(fā),去創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的情景,這樣才會(huì)使學(xué)生樂于學(xué)習(xí),自發(fā)探究學(xué)習(xí)。現(xiàn)結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談幾點(diǎn)看法。
一.聯(lián)系生活,創(chuàng)設(shè)樂學(xué)情境
數(shù)學(xué)教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)設(shè)與學(xué)生生活環(huán)境、知識(shí)背景密切相關(guān)的,又是學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)情境。這樣在教師恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下,學(xué)生就會(huì)樂于參與觀察、操作、猜想、推理、交流等活動(dòng)。在活動(dòng)的過程中,從而掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)和技能,初步學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)角度去觀察事物、思考問題、激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣以及學(xué)好數(shù)學(xué)的愿望。
例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)“千克和克”后,常會(huì)出現(xiàn)“一個(gè)雞蛋52千克”等諸多的笑話。經(jīng)過反思,我深深地體會(huì)到,質(zhì)量單位不比長度單位直觀、形象,它無從比劃,生活經(jīng)驗(yàn)又少,理解起來比較抽象。因此在教學(xué)中我又重新做了如下設(shè)計(jì):
1、逛一逛,掂一掂,讓學(xué)生到商店中通過掂量物體的質(zhì)量,初步感受物體的輕重,知道哪些物體用千克作單位,哪些物體用克作單位;
2、稱一稱1千克的梨、蘋果、蛋,再數(shù)一數(shù)各有多少個(gè),進(jìn)一步感覺1千克的質(zhì)量;
3、背一背,先估計(jì)一下書包的質(zhì)量,后感覺書包的質(zhì)量;
4、抱一抱,通過學(xué)生間的互相抱一抱,以感覺自己的質(zhì)量,最后稱一稱來證實(shí)判斷的準(zhǔn)確性。
整個(gè)教學(xué)過程,來源于學(xué)生熟悉的生活情境,讓學(xué)生在生活中學(xué)習(xí),在體驗(yàn)中學(xué)習(xí),使學(xué)生樂于學(xué)習(xí),學(xué)得輕松。
二、重組教材,創(chuàng)設(shè)問題情境
在教學(xué)中,教材是傳達(dá)學(xué)習(xí)信息的一個(gè)載體和范本,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)和已有生活經(jīng)驗(yàn),靈活地使用教材。在組織教學(xué)活動(dòng)時(shí),要從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)出發(fā),創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生自主探究、合作交流的情境,使學(xué)生通過觀察、操作、歸納、類比、猜測、交流等活動(dòng),獲得積極的情感體驗(yàn),掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能,從而進(jìn)一步發(fā)展其思維能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。在新舊知識(shí)密切聯(lián)系的關(guān)鍵處創(chuàng)設(shè)情境,制造沖突,學(xué)生自然會(huì)利用 已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和方法來探索新知。
例如,教學(xué)“認(rèn)識(shí)幾分之一”,我們創(chuàng)設(shè)了這樣的情境:學(xué)校組織春游,媽媽給小華和小明買了4個(gè)蘋果、2個(gè)梨、l塊月餅,讓兩人平均分,每人得多少?用數(shù)表示出來。(2個(gè)、1個(gè)、半個(gè))“半個(gè)”怎樣用數(shù)表示出來?很自然地引出分?jǐn)?shù)。又如教學(xué)“0表示沒有的意義”時(shí),我有意創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的情境,啟發(fā)學(xué)生參與,激發(fā)學(xué)生興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生以極高的熱情投入新知的探求過程。我拿來五顏六色的氣球和學(xué)生一起玩放飛氣球的游戲:每次放飛一個(gè),每放一次問學(xué)生手里還有幾個(gè)氣球,把手中的最后一個(gè)也放飛了,手中沒有氣球了,還能用前面所學(xué)的5以內(nèi)數(shù)來表示嗎?怎么辦?該用什么數(shù)字來表示呢?這樣,通過安排兒童非常熟悉,非常喜愛的放飛氣球的游戲,并在游戲過程中提出問題,從有與無的對比中,突出“一個(gè)也沒有,用什么表示呢?”自然地將0表示沒有的意義展現(xiàn)在學(xué)生面前,不僅增加了數(shù)學(xué)知識(shí)間的聯(lián)系,而且使學(xué)生進(jìn)一步感受到數(shù)學(xué)就在身邊,同時(shí)激發(fā)學(xué)生探究新知識(shí)的欲望。
通過這樣的情境,不僅能給學(xué)生指明思考的方向,而且也激發(fā)了學(xué)生探求新知的欲望。
三、實(shí)際操作,創(chuàng)設(shè)探究情境
學(xué)生動(dòng)手操作既能引起學(xué)習(xí)興趣,集中注意力,又能幫助學(xué)生形成獨(dú)特的體驗(yàn)。例如:“長方形、正方形周長”的練習(xí)課,出示這樣一題:有2個(gè)長方形,長都是4分米,寬都是2分米,拼成一個(gè)新的圖形,求它的周長。大家可以用這樣的長方形實(shí)物操作一下,先把周長指給同桌同學(xué)看,再算一算。這樣的操作牢牢地吸引學(xué)生的注意力,課堂氣氛輕松熱烈,又如:學(xué)生得到的如在教學(xué)有余數(shù)除法時(shí),我安排了這樣一次合作:3個(gè)小朋友在一起過生日,媽媽買來一些糖想分給他們。結(jié)果會(huì)怎樣呢?如果讓你分,你會(huì)嗎?看看你能有什么新發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)設(shè)了這樣一個(gè)情境后,3人一個(gè)小組,每個(gè)小組都準(zhǔn)備了一些糖,但各組的糖果數(shù)量可能不同。學(xué)生的積極性可高了,馬上進(jìn)入了狀態(tài),興致勃勃地按要求分起來。接著全班一起討論分配的結(jié)果。在匯報(bào)結(jié)果的過程中,有的學(xué)生就發(fā)現(xiàn):從分配的結(jié)果看,可以把這些情況分成幾類:正好分完的,余1個(gè)的和余2個(gè)的。老師適當(dāng)引導(dǎo):“會(huì)不會(huì)出現(xiàn)余3個(gè)或者3個(gè)以上的?”馬上有學(xué)生反駁道:“不可能,夠3個(gè)又可以分給1人了?!睂W(xué)生通過自己親自動(dòng)手分配,研究分得的結(jié)果,于是自然地從感性上明白了“余數(shù)一定要比除數(shù)小”的道理。通過實(shí)際操作,提高了學(xué)生的表達(dá)能力、評價(jià)信息的能力及與他人合作共事的能力。
當(dāng)然,創(chuàng)設(shè)情境的方法很多。借助童話故事、游戲、猜測、實(shí)驗(yàn)等,都可以創(chuàng)設(shè)情境,這里不再一一列舉。其實(shí),在我們的教材中,特別是蘇教版教材,其中很多情境的構(gòu)思非常好。例如,三年級教材的小貓釣魚、小猴分桃、套環(huán)環(huán)、生日快樂、奇妙的剪紙、買冷飲等等。這些情境的創(chuàng)設(shè),可以直接讓學(xué)生看書,也可以教師有感情地口述,有的可以出示掛圖,有的可以制成多媒體課件,不管怎樣,只要合適就行??傊?,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)重視讓學(xué)生在情境的引導(dǎo)下,獲取知識(shí),發(fā)展能力,培養(yǎng)情感。
第四篇:新課程背景下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究
新課程背景下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究
嘉善中學(xué)
邱麗瓊
一、研究背景和意義
目前在應(yīng)試教育的影響下,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以發(fā)揮它應(yīng)有的作用。許多教師認(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如看實(shí)驗(yàn)(錄像),看實(shí)驗(yàn)(錄像)不如講實(shí)驗(yàn)”,很少做實(shí)驗(yàn),不愿花時(shí)間從事實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)只被作為收集數(shù)據(jù),驗(yàn)證理論,應(yīng)付考試的工具。學(xué)生實(shí)驗(yàn)形成了教師講,學(xué)生做,教師示范,學(xué)生模仿的教學(xué),學(xué)生成為被動(dòng)的接受者,以至于學(xué)生很少提出問題。大多數(shù)學(xué)生重結(jié)果而輕過程,為了得到期望的結(jié)果,甚至修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。沒有養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,沒有學(xué)會(huì)解決問題的科學(xué)方法,學(xué)生的主體地位遠(yuǎn)沒有得到重視,學(xué)生缺乏主動(dòng)探究的欲望和熱情,忽視了實(shí)驗(yàn)對學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
新課程指出高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與,樂于探究,勇于實(shí)驗(yàn),勤于思考。通過多樣的教學(xué)方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和技能,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力,使其逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,因此,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要改革。
探究性實(shí)驗(yàn)是在假設(shè)的指引下獲取支持或推翻假設(shè)的科學(xué)實(shí)證,是以實(shí)驗(yàn)為載體探究科學(xué)結(jié)論形成和發(fā)展的過程,是在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)、技能,把自己當(dāng)做新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者,通過實(shí)驗(yàn)親自發(fā)現(xiàn)問題.探究性實(shí)驗(yàn)由于其重視過程和方法,有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)與他人合作的精神,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),已成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要方向。
因此,我國新頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》,減少了一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加了較多探究性實(shí)驗(yàn),提倡將演示實(shí)驗(yàn)盡量轉(zhuǎn)化為學(xué)生的隨堂實(shí)驗(yàn),同時(shí)提倡學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)要突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ岢耙龑?dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究、在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”..以此為契機(jī),我們師徒小組在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了新一輪的的反思,擬在新課程背景下開展高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究.二、課題研究的理論依據(jù)
1.中學(xué)生的心理特點(diǎn)
高中生心理發(fā)展正處于從幼稚向成熟的過渡階段,其心理特點(diǎn)表現(xiàn)為:精力充沛、熱情高漲;想象力較豐富,開始有獨(dú)立思考能力;求知欲強(qiáng),具有質(zhì)疑思想;抽象邏輯思維開始發(fā)展,有一定的發(fā)散思維,迫切希望能有證明自己價(jià)值的途徑;自我意識(shí)覺醒,主動(dòng)性、自尊心增強(qiáng),渴望與人交往;有積極向上進(jìn)取的精神。由于高中生身體正開始走向成熟,而心智發(fā)展明顯滯后,所以容易表現(xiàn)出消極的一面:如濫用精力與蠻干,急于求成、缺乏耐心,過分憑借想象力或憑空想象,不善于將精力集中,容易氣餒。
2.中學(xué)物理的特點(diǎn)
物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ),除了具有豐富的物理知識(shí)外,還包含豐富的社會(huì)科學(xué)知識(shí)和科研方法,它是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的嚴(yán)密的理論科學(xué)和定量的精密科學(xué)。中學(xué)物理又有以下幾個(gè)特征:
基礎(chǔ)性:中學(xué)物理不但是其他自然科學(xué)的理論基礎(chǔ),而且是一切技術(shù)科學(xué)的理論基礎(chǔ),所采用的科學(xué)研究方法也是其他自然科學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究普遍使用的方法。
實(shí)踐性:中學(xué)物理特別重視與實(shí)踐相聯(lián)系,重視用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證相關(guān)理論,重視與生活實(shí)際相結(jié)合。
前沿性:新版中學(xué)物理現(xiàn)在也要求扣緊物理前沿知識(shí),如激光、超導(dǎo)、電磁流、反物質(zhì)等。
探索性:探索的目的是使學(xué)生靈活有機(jī)主動(dòng)地學(xué)習(xí)物理知識(shí),使學(xué)生初步掌握主動(dòng)獲取知識(shí)的能力,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力。
3.探究性物理實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)不同
傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的,學(xué)生很少積極主動(dòng)思考,而教師也很少留給學(xué)生獨(dú)立思考的余地,試驗(yàn)操作也是學(xué)生按照課本事先寫好的實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)步驟直接操作,學(xué)生的情緒調(diào)動(dòng)不充分,沒有新意,沒有懸念,學(xué)生很難成為知識(shí)的創(chuàng)新者.探究性物理實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生的一種積極主動(dòng)的認(rèn)識(shí)建構(gòu)手段,作為物理實(shí)驗(yàn)的一種形式,它既有別于測定性實(shí)驗(yàn),又有別于一般的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。探索性實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生獲得物理實(shí)驗(yàn)研究方法的訓(xùn)練,讓學(xué)生接觸探索、發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的過程和方法。在探索發(fā)現(xiàn)的過程中,發(fā)展學(xué)生理性的、批判的思想方法,體驗(yàn)學(xué)者研究的苦衷和愉悅,培養(yǎng)他們的發(fā)現(xiàn)、探究能力。要達(dá)到這種目的,就要使學(xué)生在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生認(rèn)知沖突,這要求探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先要足夠“新穎”。正是這種“新穎”的刺激,才會(huì)激發(fā)學(xué)生對探索的興趣,才能引起學(xué)生探索的欲望,才使得它與主體原有的“定勢”相矛盾、相對立,才能產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的不協(xié)調(diào)和沖突。比如,我們設(shè)計(jì)的“測定沒有系統(tǒng)誤差存在時(shí)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路、得出數(shù)據(jù),并求出沒有系統(tǒng)誤差存在時(shí)電池的電動(dòng)勢與內(nèi)電阻,這體現(xiàn)高中新課程探究性實(shí)驗(yàn)的“新穎”。
三、課題研究的預(yù)期目標(biāo)
1、使學(xué)生體驗(yàn)富于樂趣的挑戰(zhàn):探究性物理實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷W(xué)生必須親自去做,才能夠體會(huì)到該“如何做”。自己走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室核實(shí)一下,并用自己的眼睛看一看,用自己的手做一做,這要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案死記硬背更有意義。正如學(xué)習(xí)游泳,看再多的書,記再多的要領(lǐng),都無濟(jì)于事,必須親自下水,在學(xué)的過程中感悟、總結(jié),才能掌握游泳技術(shù)。如同在游泳池中學(xué)游泳一樣,探究性物理實(shí)驗(yàn)就是給學(xué)生一個(gè)自主探究、親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)。通過這種實(shí)驗(yàn),學(xué)生將得到“如何去獲得知識(shí)”的體驗(yàn),學(xué)生的各項(xiàng)技能和能力將得到最大程度的發(fā)展。
2、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力:探究性物理實(shí)驗(yàn)通常圍繞一個(gè)需要解決的實(shí)際問題展開。在實(shí)驗(yàn)的過程中,通過引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)和提出問題,設(shè)計(jì)解決問題的方案,收集和分析資料.調(diào)查研究,得出結(jié)論并進(jìn)行成果交流活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)和掌握一些科學(xué)的研究方法,以培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
3、培養(yǎng)學(xué)生收集、分析和利用信息的能力:通過探究性物理實(shí)驗(yàn),能幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用多種有效手段、通過多種途徑獲取信息,學(xué)會(huì)整理與歸納信息,并恰當(dāng)?shù)乩眯畔?以培養(yǎng)收集、分析和利用信息的能力。
4、學(xué)生學(xué)會(huì)分享與合作:合作的意識(shí)和能力,是現(xiàn)代人所應(yīng)具備的基本素質(zhì)。探究性物理實(shí)驗(yàn)一般以小組合作實(shí)驗(yàn)為主開展實(shí)驗(yàn),學(xué)生將努力創(chuàng)設(shè)有利于人際溝通與合作的教育環(huán)境。使學(xué)生學(xué)會(huì)交流和分析研究的信息、創(chuàng)意及成果,發(fā)展樂于合作的團(tuán)隊(duì)精神。
5、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和科學(xué)道德:在探究性物理實(shí)驗(yàn)的過程中,學(xué)生要認(rèn)真、踏實(shí)地探究,實(shí)事求是地獲得結(jié)論,尊重他人想法和成果,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和不斷追求的進(jìn)取精神,磨煉不怕吃苦、勇于克服困難的意志品質(zhì)。
6、培養(yǎng)學(xué)生對社會(huì)的責(zé)任心和使命感:在探究性物理實(shí)驗(yàn)的過程中,通過社會(huì)實(shí)踐和調(diào)查研究,學(xué)生要深入了解科學(xué)對于自然、社會(huì)與人類的意義與價(jià)值,形成積極的人生態(tài)度。
7、激發(fā)教師繼續(xù)學(xué)習(xí)的熱情:探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使教師失去了決定學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的權(quán)威性和壟斷性,學(xué)生研究的很多問題超出了課堂教學(xué)、學(xué)科教材、教學(xué)參考資料的范圍,超出了教師的專業(yè)范圍;學(xué)生吸納知識(shí)的途徑由單一轉(zhuǎn)向多元,教師不再是學(xué)生唯一的知識(shí)來源,教師指導(dǎo)學(xué)生時(shí),心中可能沒底,有一種緊張感。教師如果自身知識(shí)結(jié)構(gòu)失衡,如知識(shí)結(jié)構(gòu)單
一、知識(shí)面窄、漠視學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際的聯(lián)系、科研能力缺乏等,就難以勝任。為了能指導(dǎo)學(xué)生,教師就必須利用業(yè)余時(shí)間繼續(xù)學(xué)習(xí)。
四、課題研究的范圍和對象: 課題研究的范圍:嘉善中學(xué)
嘉善高級中學(xué) 嘉善綜合高級中學(xué)
課題研究的對象:課題組成員任教班級學(xué)生
五、課題研究的內(nèi)容:
1、理論研究方面:
大量查閱文獻(xiàn)資料,組織學(xué)習(xí)有關(guān)教育理論、心理學(xué)理論和教育科研方法;對課題組成員進(jìn)行培訓(xùn)。同時(shí)通過教學(xué)中的實(shí)踐與探索對課題研究特點(diǎn),規(guī)律和存在的問題做進(jìn)一步研究。
2、實(shí)踐研究方面:以三校課題組成員任教班級學(xué)生為研究對象,立足教材,高中物理的教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)。將演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)提升為學(xué)生探究科學(xué)的實(shí)驗(yàn),將學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn),將教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn),將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實(shí)驗(yàn)”等設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn).對探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步探索,旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,使學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過程、方法與藝術(shù),拓展學(xué)生的想象力、知識(shí)視野、創(chuàng)新思維能力,增強(qiáng)科學(xué)協(xié)作精神和學(xué)術(shù)研討氣氛,有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。(1)將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性問題或?qū)嶒?yàn)
在演示實(shí)驗(yàn)中,利用新的教學(xué)理念、“演示實(shí)驗(yàn)”的教育功能,創(chuàng)造性地使用教材:對于必須由教師親自做的演示實(shí)驗(yàn),使用探究法的敘述代替結(jié)論性的解釋;運(yùn)用科學(xué)家的思維方式分析和處理資料;將易操作、易成功,沒有破壞性和危害性的實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)。(2)將學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)
建構(gòu)主義理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)不是教師向?qū)W生傳遞知識(shí)信息、學(xué)生被動(dòng)吸收的過程,而是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的過程,這一過程是不能由他人所代替的。原教材基于安全、規(guī)范等因素考慮,所安排的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”大多數(shù)是根據(jù)課本設(shè)計(jì)好的方案,由教師提供實(shí)驗(yàn)方案與儀器,再讓學(xué)生動(dòng)手操作,最后填寫“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”。這種程序限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維與分析、解決問題能力的建構(gòu)。為此,根據(jù)客觀條件和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),有選擇地將一部分驗(yàn)證性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。
(3)將教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)
針對教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)問題,不是直接告知學(xué)生問題在何處,而是引導(dǎo)學(xué)生思考討論可能造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和學(xué)術(shù)討論加以解決。(4)將教材中的“閱讀材料”、“思考討論”、“做一做”、“小實(shí)驗(yàn)”等設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn) 六、課題研究的方法:有文獻(xiàn)研究法、調(diào)查法、比較研究法、統(tǒng)計(jì)分析法、個(gè)案研究法、模擬研究法以及行動(dòng)研究法等。
七、課題研究的步驟 課題研究時(shí)間為二年。
第一階段(準(zhǔn)備階段):2007年5月一2007年9月 ,成立課題組,收集理論資料,組織課題組成員學(xué)習(xí)相關(guān)的材料,調(diào)查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作具體情況并建立檔案以備以后對比分析
第二階段(研究實(shí)施階段):2007年10月一2009年6月.1、根據(jù)實(shí)施計(jì)劃提出問題和任務(wù),分期舉辦實(shí)驗(yàn)探究研討活動(dòng),廣泛交流,收集第一手資料,并進(jìn)行整理分析,撰寫階段性研究報(bào)告等
2、通過觀察、調(diào)查、分析,進(jìn)行初步論證,發(fā)現(xiàn)不足之處,提出解釋,改進(jìn)觀點(diǎn)
3、修正、改進(jìn),具體操作,再實(shí)驗(yàn)、再驗(yàn)證。通過反復(fù)論證,反復(fù)操作、改進(jìn),循環(huán)往復(fù),螺旋上升
第三階段(總結(jié)成果,課題結(jié)題,成果推廣):2009年7月一2009年8月 總結(jié)探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想,構(gòu)建探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,形成探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論系統(tǒng)。
八、課題組成員分工:
邱麗瓊:全面負(fù)責(zé)課題研究的各項(xiàng)工作,包括課題立項(xiàng)報(bào)告和結(jié)題報(bào)告的撰寫、理論研究、教學(xué)實(shí)踐和電腦操作等工作。
張凡、吳通盛、李林芳、陳栩、范子文:負(fù)責(zé)課題的實(shí)踐與研究,同時(shí)進(jìn)行相關(guān)信息收集、負(fù)責(zé)問卷調(diào)查設(shè)計(jì)和調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)工作,同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)收集、資料統(tǒng)計(jì)、課件制作和電腦操作工作。
葉春:主要負(fù)責(zé)課題的器材準(zhǔn)備和方法指導(dǎo)。
九、預(yù)期成果:書面報(bào)告和光盤
十、研究經(jīng)費(fèi):實(shí)報(bào)實(shí)銷 理論指導(dǎo):嘉善縣教育局教科室 課題實(shí)施:師徒課題組 課題立項(xiàng)報(bào)告執(zhí)筆人:邱麗瓊
標(biāo)簽:開題報(bào)告
第五篇:高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法示例
作者 彭劍鋒 陜西省勉縣第五中學(xué)教師 郵編 724200
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在分子和原子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律及合成、應(yīng)用開發(fā)為研究范疇的基礎(chǔ)學(xué)科。高中化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)法可使學(xué)生親自感受和經(jīng)歷科學(xué)研究過程,初步探索科學(xué)研究方法的重要手段和途徑。高中化學(xué)教材中選配了大量的教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),為教師實(shí)施素質(zhì)教育、開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了豐富的素材。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)因材施教,視教學(xué)班級類別學(xué)生層次差異不同,不應(yīng)完全將其簡單視為一般性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),可在學(xué)生已有的知識(shí)能力的基礎(chǔ)上重于引導(dǎo),大膽推理、合理想象、精心設(shè)計(jì)、善于觀察,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,依照科學(xué)邏輯分析其成因,進(jìn)而得出正確結(jié)論。這樣可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培育信心、體驗(yàn)成就感。
示例
一、過氧化鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究
在研究過氧化鈉與水的反應(yīng)時(shí),可做兩個(gè)對比實(shí)驗(yàn):首先將少量過氧化鈉粉末包裹于脫脂棉花中,用滴管滴上幾滴水,幾秒鐘后便立即燃燒。分析燃燒應(yīng)同時(shí)具備的兩個(gè)條件:一是可燃物溫度達(dá)到著火點(diǎn),二是須與氧氣充分接觸。由現(xiàn)象推理可知,過氧化鈉與水的反應(yīng)過程中能產(chǎn)生大量的熱并釋放出氧氣。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是將少許過氧化鈉粉末臵于試管底部,再滴入少量的水,觀察到反應(yīng)劇烈有大量的氣泡產(chǎn)生,用帶火星的木條臵于管口發(fā)現(xiàn)立即復(fù)燃并用手觸摸試管外壁感覺較燙,由此證明前面的推理是正確的。隨后往試管中再加少許水并充分振蕩,待反應(yīng)靜止后,滴入幾滴酚酞試液,溶液立即變紅。由此說明,該反應(yīng)還有氫氧化鈉生成,其反應(yīng)過程一般可表示為: Na2O2 +2 H2O == 4 NaOH + O2↑Na2O2 +2 H2O == 4 Na+ + 4 OH-+ O2↑
根據(jù)Na2O2所含O22-離子結(jié)構(gòu)可知,氧元素氧化數(shù)為-1,Na2O2與水必發(fā)生歧化,分為兩個(gè)反應(yīng)步驟,分別表示如下:
Na2O2 + H2O == 2 NaOH + H2O2
H2O2不穩(wěn)定,在有雜質(zhì)(此處為NaOH)催化下緩慢分解產(chǎn)生出更具氧化性的活性氧原子,多數(shù)原子氧相互結(jié)合為氧分子。H2O2 == 2 H2O + O2↑
分析氧化還原過程:O22--2e-→O2↑(氧化反應(yīng))O22-+ 2e-→2O2-(還原反應(yīng))
待分析完該歧化反應(yīng)過程后,細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)原本試管內(nèi)紅色溶液已褪至無色!這是為什么呢?這要從溶液組成和性質(zhì)及酚酞的結(jié)構(gòu)談起。資料查證:酚酞結(jié)構(gòu)其變色原理
酚酞分子式:C20H14O4,結(jié)構(gòu)為右圖所示。其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)酚羥基和一個(gè)內(nèi)酯基,我們知道酚羥基具有一定的弱酸性和還原性,而酯基在較強(qiáng)的堿性溶液中能夠水解。酚酞是一種弱有機(jī)酸,在0<pH<8.2的溶液里為無色的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu),當(dāng)8.2<pH<12.0時(shí)為紅色的醌式結(jié)構(gòu),這種酚酞的醌式或醌式酸鹽,在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定,它會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成無色羧酸鹽式;當(dāng)遇到較濃的堿液即pH>12時(shí),會(huì)立即轉(zhuǎn)變成無色的羧酸鹽式。所以,酚酞試劑滴入濃堿液時(shí),酚酞開始變紅,很快紅色退去變成無色。從酚酞的變色范圍是8.2~10.0可知,酚酞只能在稀溶液中檢驗(yàn)堿而不能檢驗(yàn)酸。下圖是酚酞溶液在不同酸堿環(huán)境下的結(jié)構(gòu)及變色情況,由此可知,酚酞結(jié)構(gòu)從強(qiáng)堿到強(qiáng)酸環(huán)境,越來越質(zhì)子化,但是只有在強(qiáng)酸環(huán)境與堿性環(huán)境顯現(xiàn)出顏色。
強(qiáng)酸 酸性~近中性 堿性 強(qiáng)堿
橘紅色 無色 粉紅~紫紅 無色
這是因?yàn)樵谶@兩種環(huán)境下中心的碳原子為sp2雜化,所有碳原子在同一平面,形成整個(gè)分子的大離域π鍵。由此可知,存在大共軛體系的分子其溶液容易表現(xiàn)出顏色。這是由于大共軛體系中的自由電子可以吸收特定波長的電磁波,從而顯現(xiàn)出顏色。
推理與驗(yàn)證:依據(jù)前述對酚酞變色原理的認(rèn)識(shí),酚酞褪色與此時(shí)試管內(nèi)溶液具有濃熱的強(qiáng)堿性、強(qiáng)氧化性有直接關(guān)系,導(dǎo)致內(nèi)酯式二元酚羥基結(jié)構(gòu)很容易被破壞。而并不是堿被酚酞中和、水解而耗完所致,若此時(shí)再往試管中滴入氫氧化鈉溶液仍不變紅,即可說明。
為證明上述推測的合理性,特設(shè)計(jì)個(gè)對比實(shí)驗(yàn),在較稀Na2O2水溶液中滴入酚酞前先加入少量的MnO2粉末,充分振蕩使H2O2迅速完全分解,待懸濁液沉降靜止后再往上層清夜中滴入酚酞試液,觀察到變紅的溶液許久并無褪色。
可見,在具有氧化性的堿液中,使酚酞褪色的原因是,當(dāng)堿液較濃時(shí)(pH> 12)其強(qiáng)堿性對酚酞褪色發(fā)揮主導(dǎo)作用;當(dāng)為稀堿液時(shí),其強(qiáng)氧化性對酚酞褪色發(fā)揮主導(dǎo)作用。
示例
二、氯氣通入含酚酞的NaOH紅色溶液中褪色原理的研究 在證明氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,有人試圖滴入酚酞用紅色氫氧化鈉褪色來指示該反應(yīng)的發(fā)生進(jìn)程。殊不知氯氣更易和酚酞發(fā)生氧化還原反應(yīng),才使氫氧化鈉溶液因缺乏指示劑而褪色。該結(jié)論可以通過以下實(shí)驗(yàn)的到證實(shí):
把氯氣使含酚酞的紅色氫氧化鈉溶液褪至無色的溶液分裝兩支試管,往其中一支試管中再滴入幾滴氫氧化鈉,觀察溶液并未見變紅,說明原溶液中沒有了酚酞;再往另一支試管中滴入幾滴酚酞,觀察到溶液立即變紅。說明了氯氣并沒有首先和氫氧化鈉反應(yīng)。再通過另一個(gè)實(shí)驗(yàn)說明我們的推理的科學(xué)性:往用酒精水溶液配制的酚酞試液中先滴入幾滴氯水或H2O2溶液,充分振蕩,觀察到溶液先變成乳白色渾濁稍后變成褐色澄清溶液,之后再滴入幾滴氫氧化鈉溶液,并未發(fā)現(xiàn)溶液變紅。
其實(shí)氯氣能與堿反應(yīng)可解釋為氯氣先和水作用產(chǎn)生兩種酸,在堿性條件下兩可逆反應(yīng)平衡均向右移動(dòng),發(fā)生酸堿中和的結(jié)果。
Cl2+H2O ? H++Cl-+HClO, HClO ? H++ClO-, H++OH-= H2O 若滴入還原性的酸性酚酞指示液,只能首先被氯水中次氯酸氧化而破壞。
通過以上兩個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)研究,使學(xué)生從探究性實(shí)驗(yàn)中悟出科學(xué)研究方法的靈活性和科學(xué)研究過程的嚴(yán)密性,分析推理的邏輯性、試驗(yàn)過程設(shè)計(jì)的合理性。為學(xué)生培育科學(xué)思維奠定啟蒙基礎(chǔ)。