第一篇:探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別
探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別
一、探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較
l、概念
(1)探究性實(shí)驗(yàn):指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。
(2)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。
2、比較表
3、復(fù)習(xí)探究和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要注意的問(wèn)題:
(1)分清實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要有明確的標(biāo)記,如用甲、乙、丙,或者是A、B、C或者1、2、3,總之讓人以一目了然的感覺(jué)。即對(duì)照原則:
①空白對(duì)照:即不給對(duì)照組做任何處理。如例9、11、1
2②條件對(duì)照:給實(shí)驗(yàn)組某種處理,給對(duì)照組另外一個(gè)條件處理。如例
1③自身對(duì)照:指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行。例如雞的閹割實(shí)驗(yàn)——閹割前雞的狀況為對(duì)照組,閹割后的雞為實(shí)驗(yàn)組。如例4、7
④相互對(duì)照:不單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組,而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)相互為對(duì)照,例如不同溫度對(duì)酶活性的影響。研究不同濃度下種子的萌發(fā)情況。如例2、3、6、10
(2)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的單一自變量。即單一變量原則。例如不同溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),溫度就是這一變量,而pH、底物濃度、酶濃度等就是無(wú)關(guān)變量,應(yīng)設(shè)置為相同。
(3)注意實(shí)驗(yàn)操作步驟的前后順序要有邏輯性(前因后果),步步有理,環(huán)環(huán)相扣,各步驟要嚴(yán)密、完整。
(4)注意實(shí)驗(yàn)用具與試劑及需要控制的實(shí)驗(yàn)條件。
(5)注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察、記錄、分析和結(jié)論,確定對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察內(nèi)容和合適的觀察方法,最后對(duì)結(jié)果作出科學(xué)的解釋并得出正確的結(jié)論。
二、實(shí)驗(yàn)分析
1、探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
例題:綠豆種子萌發(fā)初期的生長(zhǎng)主要是胚軸的伸長(zhǎng)。某研究性學(xué)習(xí)小組從一個(gè)農(nóng)科所獲得了一種復(fù)合肥料,他們想探究這種復(fù)合肥料溶液在什么濃度范圍對(duì)綠豆萌發(fā)初期的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最大。請(qǐng)你利用下列材料,參與他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
材料:做好標(biāo)記的大號(hào)培養(yǎng)皿若干個(gè)、剛萌發(fā)出一小段胚軸的綠豆種子若干組(10粒/組)、復(fù)合肥料顆粒、蒸餾水、脫脂棉、直尺等
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)配制一系列不同濃度的復(fù)合肥料溶液。(確定自變量)
(2)分別測(cè)量已萌發(fā)綠豆胚軸的長(zhǎng)度,并計(jì)算各組的平均值,記錄下來(lái)。(確定因變量,前測(cè),收集、處理數(shù)據(jù))
(3)將分別用不同濃度的復(fù)合肥料溶液浸潤(rùn)過(guò)的脫脂棉,鋪在不同的培養(yǎng)皿中,再將幾組已萌發(fā)的綠豆分別放入其中。另外設(shè)置一個(gè)用蒸餾水代替復(fù)合肥料溶液處理的對(duì)照組。(設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組)
(4)將上述裝置放在溫度等外界環(huán)境條件適宜且相同的地方培養(yǎng)。(控制無(wú)關(guān)變量)
(5)幾天后,再次測(cè)量綠豆胚軸的長(zhǎng)度,計(jì)算各組平均值,記錄下來(lái)。(測(cè)量、收集、處理數(shù)據(jù))最后,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,得出結(jié)論。
例1:植物開(kāi)花受光周期的影響。菊花等短日照植物只有白晝短于一定時(shí)數(shù)若干天后,才能開(kāi)花。那么菊花感受光周期刺激的部位在哪里?是在植物的頂端花芽,還是在下部的葉片?請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究菊花感受光周期刺激的部位,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析。
實(shí)驗(yàn)材料:(略)
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①
②
③
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)與分析:
例2:如果要探究栽種的植物在何種日溫與夜溫組合下,最有利于植物的生長(zhǎng),你如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?(日溫可控制范圍:15~35℃;夜溫可控制范圍:17~ 25℃;植物生長(zhǎng)的其它條件均合適)
(1)實(shí)驗(yàn)方案:
①
②
③
(2)預(yù)測(cè)最有利于植物生長(zhǎng)的溫度組合并作解釋?zhuān)?/p>
例3:在自然界中生物的發(fā)光現(xiàn)象普遍存在,生物通過(guò)細(xì)胞的生化反應(yīng)而發(fā)光。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)材料:螢火蟲(chóng)的螢光器曬干后研成的粉末,ATP粉末,蒸餾水,大小相同的試管若干,標(biāo)簽紙若干及其他實(shí)驗(yàn)所需材料。
實(shí)驗(yàn)步驟:
第一步:
第二步:
第三步:
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)及相應(yīng)結(jié)論
1.2.
3.例4:血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定是人和動(dòng)物維持生命活動(dòng)所必需的。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,探究某種器官在血糖調(diào)節(jié)中的功能。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用摘除法造成功能缺損,以了解研究某些器官功能的一些方法;觀察某器官對(duì)血糖平衡的調(diào)節(jié)作用。
動(dòng)物與器材:成熟的150g左右的健康小白鼠6只,常用的手術(shù)器械,消毒器材,75%酒精,麻醉藥品,鼠籠,注射器,計(jì)時(shí)工具等。
(1)列出一個(gè)課題名稱(chēng):。
(2)提出一項(xiàng)測(cè)量指標(biāo):。
(3)方法步驟:
①取成熟的150g左右的健康小白鼠6只,先饑餓一天,分成實(shí)驗(yàn)組4只,對(duì)照組2只,并編號(hào)。-2-
②消毒,切開(kāi)皮膚和腹壁,摘除實(shí)驗(yàn)組的ⅹⅹ器官,縫合傷口并消毒。
③
④
(4)預(yù)測(cè)結(jié)果并分析:
①
②
③
例5:某同學(xué)在培養(yǎng)金黃色葡萄球菌時(shí),培養(yǎng)基上污染了青霉,在青霉周?chē)慕瘘S色葡萄球菌都被殺死了。有關(guān)此現(xiàn)象的產(chǎn)生,有人提出了化學(xué)拮抗的觀點(diǎn),即霉菌產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)抑制了金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)繁殖。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究青霉與金黃色葡萄球菌之間是否存在這種關(guān)系。
你的實(shí)驗(yàn)假設(shè)是:。
主要實(shí)驗(yàn)步驟:①制備細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基兩份,編號(hào)A、B;
②。
③。
④觀察的生長(zhǎng)狀況。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和分析:
例6:一種以地下莖繁殖為主的多年生野菊分別生長(zhǎng)在海拔10m、500m、1000m的同一山坡上。在相應(yīng)生長(zhǎng)發(fā)育階段,同一海拔的野菊株高無(wú)顯著差異,但不同海拔的野菊株高隨海拔的增高而顯著變矮。為檢驗(yàn)環(huán)境和遺傳因素對(duì)野菊株高的影響,請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
(1)實(shí)驗(yàn)處理:春天,將海拔500m、1000m處的野菊幼芽同時(shí)移栽于10m處。
(2)實(shí)驗(yàn)對(duì)照:生長(zhǎng)于m處的野菊。
(3)收集數(shù)據(jù):第二年秋天。
(4)預(yù)測(cè)支持下列假設(shè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
假設(shè)一 野菊株高的變化只受環(huán)境因素的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:移栽至10m處野菊株高。假設(shè)二 野菊株高的變化只受遺傳因素的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:移栽至10m處野菊株高。假設(shè)三 野菊株高的變化受遺傳和環(huán)境因素的共同影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:移栽至10m處野菊株
高。
2、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
例題:創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
實(shí)驗(yàn)課題:探究鎳為植物生活所必需的礦質(zhì)元素
材料用具:完全營(yíng)養(yǎng)液甲、缺鎳的完全營(yíng)養(yǎng)液乙、適當(dāng)?shù)娜萜骱凸潭ú牧?、長(zhǎng)勢(shì)相似的玉米幼苗、含鎳的無(wú)機(jī)鹽。
方法步驟:
①取適當(dāng)?shù)娜萜骷肮潭ú牧戏譃閮山M,編號(hào)A、B。(實(shí)驗(yàn)分組準(zhǔn)備)
②分別在A、B兩組容器中加入完全營(yíng)養(yǎng)液甲、缺鎳的完全營(yíng)養(yǎng)液乙。(設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組)③取長(zhǎng)勢(shì)相似的玉米幼苗平均分成兩組,分別固定在A、B兩組容器內(nèi)培養(yǎng)。(控制無(wú)關(guān)變量)實(shí)驗(yàn)預(yù)期:A容器內(nèi)的玉米幼苗生長(zhǎng)正常;B容器內(nèi)的玉米幼苗生長(zhǎng)不正常。
為進(jìn)一步驗(yàn)證鎳元素一定是必需元素,還應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果是:在B容器內(nèi)再加入一定量的含鎳的無(wú)機(jī)鹽B容器內(nèi)的玉米幼苗生長(zhǎng)恢復(fù)正常。
例7:空氣中的含菌量是衡量空氣質(zhì)量的指標(biāo)之一。為了檢測(cè)學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室、教室、校長(zhǎng)室、小樹(shù)林四個(gè)地方空氣中的含菌情況,請(qǐng)利用所提供條件設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。
1、請(qǐng)用100mL量筒、4副培養(yǎng)皿、煮沸過(guò)的洗碗水,設(shè)計(jì)取樣的實(shí)驗(yàn)步驟。
2、請(qǐng)用4只試管、滴管、0.01%亞甲基藍(lán)溶液,設(shè)計(jì)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)步驟。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)及分析。
例8:為了驗(yàn)證葉綠體在光下才能分解水,并還原電子受體,將新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中,加少量Si02和水并研磨成勻漿,通過(guò)5~6層紗布過(guò)濾獲得葉綠體懸浮液。取1支試管,加入葉綠體懸浮液5ml和0.1% 2,6一二氯酚靛酚(一種能被還原成無(wú)色的藍(lán)色氧化劑)溶液5滴,搖勻。置于直射光下,觀察試管內(nèi)顏色的變化。
(1)正常葉肉細(xì)胞內(nèi)的光反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所是,最終電子受體被還5-
察三個(gè)裝置玻璃管兩側(cè)液面的變化。
(3)1號(hào)裝置玻璃管兩側(cè)液面左低右高,2號(hào)裝置玻璃管兩側(cè)液面左高右低,3號(hào)裝置玻璃管兩側(cè)液面等高
例10:②將3支試管分別標(biāo)明35℃、37℃、39℃三種溫度(其他合理答案也可得分,但第二支試管的溫度要求在37℃左右,其它要求等溫度梯度)
③向每管接入培養(yǎng)18-20h的等量大腸桿菌菌液少許,混勻。
④將上述各試管分別按不同溫度進(jìn)行振蕩培養(yǎng)24h(或一段時(shí)間),觀察并記錄結(jié)果。
C、37℃試管中菌液的混濁度最高。
例11:①驗(yàn)證水分子進(jìn)出細(xì)胞需通過(guò)水通道蛋白
②缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)改正:取另一只培養(yǎng)皿,加等量的蒸餾水;將不含有水通道蛋白的細(xì)胞放入,在相同條件下放置一段時(shí)間后用顯微鏡觀察。不含有水通道蛋白的細(xì)胞保持原狀。
③方法
A、將分離純化的水通道蛋白與球狀體混合,得到含有水通道蛋白的球狀體;
B、取甲、乙兩只培養(yǎng)皿,加入等量的蒸餾水;
C、將含有水通道蛋白的球狀體放入甲培養(yǎng)皿中,將不含有水通道蛋白的球狀體放入乙培養(yǎng)皿中;
D、在相同條件下放置一段時(shí)間。
預(yù)計(jì)將出現(xiàn)的現(xiàn)象:含水通道蛋白的球狀體吸水膨脹,不含水通道蛋白的球狀體保持原狀。
結(jié)論:水分子通過(guò)水通道蛋白進(jìn)入球狀體。
例12:(1)光合作用釋放O2,O2 在水中的溶解度很小,葉片隨下表面O2 的增多而上浮。
(2)光照強(qiáng)弱、CO2 供應(yīng)情況等條件的改變都會(huì)影響光合作用。
(3)不加入NaHCO3 粉末,也不用黑紗布包裹三角瓶B,其余方法與實(shí)驗(yàn)組1相同。
(4)葉圓片上浮所需時(shí)間(上浮葉圓片數(shù))記錄表
第二篇:探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較
探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較實(shí)驗(yàn)專(zhuān)項(xiàng)1.探究性實(shí)驗(yàn)
指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。3.二者的比較
【典例示范】
請(qǐng)你根據(jù)下列材料設(shè)計(jì)一個(gè)證明唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。
材料用具:質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液、質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液、雞蛋蛋清、人的口腔唾液(酶)、水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶、鑷子、脫脂棉。
實(shí)驗(yàn)原理:__________________________________________。
方法步驟:第一步:制備蛋清液:取出雞蛋一個(gè),打破蛋殼(不要破壞蛋黃)。取少許蛋清注入小燒杯中,加入30 mL的清水,用玻璃棒調(diào)勻,備用。
第二步:取唾液:用清水將口漱凈,口含一塊脫脂棉,片刻后用鑷子取出脫脂棉,將其中的唾液擠到小燒杯中,備用。
第三步:_____________________________________________;
_________________________________。
預(yù)期結(jié)果:振蕩均勻后,靜置一會(huì)兒,可看到2支試管中都呈現(xiàn)出紫色。
實(shí)驗(yàn)推論:__________________________________________。
思路分析:本題為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題,應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)照組,蛋清液為對(duì)照組,唾液組為實(shí)驗(yàn)組。若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組加入雙縮脲試劑后都呈現(xiàn)紫色,則證明唾液淀粉酶為蛋白質(zhì),否則不是蛋白質(zhì)。
答案:蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色
取兩支試管,記為甲、乙,分別加入等量的蛋清液、唾液,再加入適量的NaOH溶液,最后加入等量的CuSO4溶液
唾液中的唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)
【實(shí)戰(zhàn)演練】
1.(2009·四川非延考區(qū),30Ⅱ)為確定人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼出氣體中的CO2濃度是否比靜止時(shí)高,某同學(xué)進(jìn)行了如下探究:
作出假設(shè):人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼出氣體中CO2的濃度比靜止時(shí)高。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
①在3個(gè)燒杯中,分別注入100 mL蒸餾水,測(cè)定其pH。
②實(shí)驗(yàn)者在安靜狀態(tài)(靜坐2 min)、中度運(yùn)動(dòng)(步行2 min)以及劇烈運(yùn)動(dòng)(跳繩2 min)后,立即分別向上述3個(gè)燒杯的水中吹入等量氣體,測(cè)定pH。經(jīng)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),所得平均數(shù)據(jù)如下表:
請(qǐng)回答:
(1)作出上述假設(shè)的依據(jù)是_________________________________
(2)該實(shí)驗(yàn)的原理是___________________________________
(3)從表中數(shù)據(jù)可以看出__________越大,__________下降幅度越大,由此可以得出結(jié)論:__________________________________,從而可以驗(yàn)證上述假設(shè)。
(4)人體代謝產(chǎn)生的CO2,正常情況下來(lái)自三大類(lèi)有機(jī)物的分解,這三大類(lèi)物質(zhì)是
______________________________。人體糖代謝產(chǎn)生CO2的細(xì)胞器是__________。
解析:(1)由于運(yùn)動(dòng)需要更多的能量,這些能量來(lái)自細(xì)胞的呼吸作用,因此運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸作用加強(qiáng),產(chǎn)生的CO2增加。(2)為維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,產(chǎn)生的多余CO2將及時(shí)排出,故人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼出氣體中CO2的濃度比靜止時(shí)高。CO2溶于水生成碳酸,碳酸呈酸性,可以通過(guò)測(cè)定pH來(lái)推斷出
CO2排出的多少。(3)表中的數(shù)據(jù)顯示,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,pH越小,即pH下降幅度越大,從而推斷出排出的CO2量越多。(4)人體內(nèi)的糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)都能被氧化分解產(chǎn)生CO2和水,糖類(lèi)在線(xiàn)粒體中徹底氧化分解產(chǎn)生CO2。
答案:(1)由于人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)耗能增加,呼吸作用加強(qiáng),產(chǎn)生CO2的量增加,所以呼出CO2的濃度增加
(2)CO2在水中溶解后使水的pH下降,人在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生的CO2不同,溶于水后也會(huì)導(dǎo)致pH不同,通過(guò)測(cè)定水pH的變化可以推測(cè)呼出氣體中CO2濃度的變化
(3)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 pH 隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加,呼出的CO2濃度增加
(4)糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì) 線(xiàn)粒體
2.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),證明ATP是生物生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。要求:(1)自選材料、試劑(選擇實(shí)驗(yàn)材料要注意選實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯的);(2)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn);(3)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟;(4)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。解析:這是一道設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題,難度較大,需要認(rèn)真分析題目要求,結(jié)合自己的生活常識(shí)和知識(shí)積累方能完成。尤其要注意“實(shí)驗(yàn)結(jié)果要明顯”這一要求。答案:(1)材料和試劑:培養(yǎng)皿,試管,活螢火蟲(chóng)(摘下其尾部發(fā)光器備用),ATP制劑,0.1%葡萄糖溶液,生理鹽水,蒸餾水。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟(見(jiàn)下表,也可以分段敘說(shuō))
對(duì)照實(shí)驗(yàn):B.C為對(duì)照實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè):A恢復(fù)發(fā)光,B不再發(fā)光,C不再發(fā)光。
第三篇:初中化學(xué)教學(xué)中將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)初探
初中化學(xué)教學(xué)中將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)初探
摘要: 探究性實(shí)驗(yàn)是相對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而提出的一種新的學(xué)習(xí)方式,本文就一些實(shí)例闡述探究性實(shí)驗(yàn)在推行素質(zhì)教育,培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新人才方面所起的重要作用。
關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 素質(zhì)教育 探究性實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),研究和學(xué)習(xí)化學(xué)理應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容之一。初中化學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙,以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為突破口,探究一條化學(xué)教學(xué)如何適應(yīng)素質(zhì)教育的有效途徑是非常必要的。現(xiàn)行初中化學(xué)教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多有探究性,但教材中有不少都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),啟發(fā)性、探究性不強(qiáng)。將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,更是培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新人才的要求。為此我就初中化學(xué)教學(xué)中將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)的促進(jìn)以及加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進(jìn)行初步探討: 在初中化學(xué)教學(xué)中將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要改革。通過(guò)做探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,更有助于學(xué)生形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識(shí),并且能提高學(xué)生的邏輯思維、獨(dú)立操作和自學(xué)能力,使學(xué)生獲得比較熟練的實(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,還使學(xué)生初步學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)手段研究化學(xué)問(wèn)題的方法。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究性,教師在教學(xué)中能消除重概念學(xué)習(xí),輕實(shí)驗(yàn)操作,重定義結(jié)論,輕科學(xué)方法,重強(qiáng)化訓(xùn)練,輕興趣激發(fā),重知識(shí)傳授,輕能力培養(yǎng)等種種弊端。因此,將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)是教師在教學(xué)中對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑。
教育學(xué)認(rèn)為,教學(xué)過(guò)程中要遵循間接經(jīng)驗(yàn)與直接經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的規(guī)律,學(xué)生學(xué)習(xí)間接經(jīng)驗(yàn),必須以學(xué)生親身獲得的直接經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),才能把書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)。在化學(xué)教學(xué)中,將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中從直觀、具體、鮮明、形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手,用眼看、動(dòng)腦想、親手做等感觀密切配合,使學(xué)生更好地從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí),從形象思維到抽象思維,更好地理解書(shū)本知識(shí),將前人認(rèn)識(shí)成果轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)財(cái)富,從而完成認(rèn)識(shí)的飛躍過(guò)程。因此,注重實(shí)驗(yàn)的探究性,以此為宗旨進(jìn)行化學(xué)教學(xué),在理論上也是符合唯物論的反映論,符合實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——再實(shí)踐——再認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)規(guī)律的。
例如,在學(xué)習(xí)《氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法》時(shí),課本上只說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室常用鋅和稀硫酸或鹽酸反應(yīng)來(lái)制取氫氣,然后用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,學(xué)生并不知其所以然。我們對(duì)實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn):給學(xué)生介紹幾種活潑金屬如鎂片、鋅片、鐵片和兩種酸(稀硫酸或鹽酸),并介紹兩種實(shí)驗(yàn)裝置,讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),探討、選擇出藥品的最佳組合,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出了裝置的不足之處。問(wèn)題呈現(xiàn)后,激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)造欲望,各組同學(xué)積極配合,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)、討論,再實(shí)驗(yàn)再討論,選擇出了最佳的藥品組合和裝置,成功地完成了探究性實(shí)驗(yàn)。在此實(shí)驗(yàn)中學(xué)生不是被動(dòng)地接受知識(shí)而是主動(dòng)地選擇和獲得新知識(shí),教師只起指導(dǎo)、組織、和協(xié)助作用,它可以真正體現(xiàn)學(xué)生的自主性。而且學(xué)生們?cè)诟倪M(jìn)的實(shí)驗(yàn)中完成了設(shè)計(jì)、創(chuàng)新,學(xué)會(huì)了競(jìng)賽,學(xué)會(huì)了合作。
又例如初中化學(xué)第八章里學(xué)習(xí)SO4的鑒別方法時(shí),教材中介紹的方法是“向可能含有SO4的溶液中加
2-2-入BaCl2溶液和稀HNO3,觀察是否有沉淀生成”,用以來(lái)證明SO4的存在。由于學(xué)生已學(xué)過(guò)Cl的檢驗(yàn)方法,有了一定的分析問(wèn)題的能力,有的學(xué)生對(duì)這一結(jié)論提出質(zhì)疑:“加入BaCl2溶液和稀HNO3,產(chǎn)生了沉淀的溶液不一定含有SO4 ,這里也可能含有Ag”。問(wèn)題提出后,學(xué)生們積極討論并設(shè)計(jì)用Ba(NO3)2溶液和稀HNO3 ,來(lái)鑒別SO4才不會(huì)產(chǎn)生干擾離子的實(shí)驗(yàn)方案。然后動(dòng)手實(shí)驗(yàn),分析現(xiàn)象,得出結(jié)論。這種探究性實(shí)驗(yàn)方法激發(fā)了學(xué)生不斷改進(jìn)、完善實(shí)驗(yàn)的求異思維的欲望,使學(xué)生不受書(shū)本限制,帶著一種批判性的思維方法去研究學(xué)習(xí),使學(xué)生形成科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
化學(xué)教學(xué)中,開(kāi)放改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn),是滲透探究性教學(xué)的良策。從學(xué)生的問(wèn)卷中得到:大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為,看老師的操作,不太注意操作動(dòng)作,只注意現(xiàn)象,看同學(xué)操作注意每一步的操作,不對(duì)馬上指出。大多數(shù)學(xué)生愿意在全班同學(xué)面前演示,以顯示自己的實(shí)力,一旦操作錯(cuò)誤,改正后記得特牢。學(xué)生們很喜歡用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行物質(zhì)的鑒別,因?yàn)楦鞣N方法任自己挑選,希望自己的方法與眾不同,鑒別出來(lái)后有一種成功的喜悅感。因此,教學(xué)中大膽地把演示實(shí)驗(yàn)向?qū)W生開(kāi)放,除了能引起他們有意注意、增強(qiáng)觀察力外,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的自信心和創(chuàng)新精神。在“測(cè)定空氣中氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)時(shí),把書(shū)本的實(shí)驗(yàn)作為原理自學(xué)。然后,出示一些實(shí)驗(yàn)儀器:集氣瓶、雙孔橡皮塞(上有導(dǎo)管、燃燒匙)燒杯、彈簧夾、酒精燈(火柴)等,一些藥品:磷、硫、木炭、水等,設(shè)計(jì)測(cè)定氧氣含量的方案。學(xué)生討論積極,在老師的鼓勵(lì)和點(diǎn)撥下,一些同學(xué)通過(guò)自己的設(shè)計(jì)開(kāi)始實(shí)驗(yàn),不同同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,水流入集氣瓶中的體積也會(huì)有所不同,有的是占集氣瓶體積的1/5,有的超過(guò),有的不滿(mǎn)。不管哪種情況,都能讓學(xué)生繼續(xù)探究下去,找出測(cè)不準(zhǔn)的原因。然后更深層地探究用木炭或硫代替磷行嗎?為什么?這時(shí)舉手要求實(shí)驗(yàn)的學(xué)生爭(zhēng)先恐后。學(xué)生在老師引導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),激發(fā)了探究興趣。布魯納認(rèn)為 “所謂求知,是過(guò)程,不是結(jié)果。”在探究性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生是否找到正確的結(jié)論并不很重要,重要的是學(xué)生是否真正參與整個(gè)活動(dòng)過(guò)程,是否在探究過(guò)程中具有創(chuàng)新性,這一點(diǎn)很重要。
下面我以初中化學(xué)第五章第四節(jié)《二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法》一節(jié)為例談?wù)勛约涸谡n堂教學(xué)中是如何將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的。
首先需要解決的是從哪幾個(gè)方面來(lái)研究二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,即探究二氧化碳制法的課題。教師提問(wèn):“研究二氧化碳制法,應(yīng)從哪幾個(gè)方面來(lái)研究?”解決這個(gè)問(wèn)題是讓學(xué)生回顧制氧氣和制氫氣的方法,各組同學(xué)通過(guò)制兩種氣體方法進(jìn)行比較、分析,大家交流,討論分別歸納、總結(jié)出本課堂探究的課題: 1.探究制二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理。
首先要求學(xué)生將前面學(xué)習(xí)過(guò)的所有生成物有二氧化碳的化學(xué)方程式寫(xiě)出來(lái)。學(xué)生會(huì)寫(xiě)出如下一些方程式:
①Cu2(OH)2CO3 ====2CuO+H2O+CO2↑ ②C+O2 ===== CO2
③H2CO3 === H2O+CO2↑ ④C+2CuO ==== 2Cu+CO2↑
⑤CuO+CO ==== Cu+CO2 ↑ ⑥CaCO3 === CaO+CO2 ↑ 2-2-+
2--然后又要求學(xué)生對(duì)這些方程式進(jìn)行逐步探討判斷,它們能否作為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)?為什么?當(dāng)學(xué)生都能判斷出不能作為反應(yīng)的原理后,又指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,從中找出答案。再創(chuàng)設(shè)情景:如果把鹽酸與大理石反應(yīng)改為鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)能行嗎?學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),往碳酸鈉和塊狀大理石的兩只試管中分別滴入稀鹽酸,觀察反應(yīng)現(xiàn)象,進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)現(xiàn)象學(xué)生很容易得出:碳酸鈉的那只試管反應(yīng)太劇烈,且碳酸鈉是粉末不適宜作為制CO2的藥品。再進(jìn)行探究,如果把稀鹽酸改為稀硫酸行嗎?學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象總結(jié)得出稀硫酸與大理石反應(yīng)太慢也不適宜作制CO2的反應(yīng)。教師解釋為什么稀硫酸與大理石反應(yīng)慢。最后學(xué)生通過(guò)對(duì)上面的探究總結(jié)得出一致的結(jié)論:實(shí)驗(yàn)室制CO2的反應(yīng)是用稀鹽酸與大理石。2.探究實(shí)驗(yàn)裝置。
教師先將實(shí)驗(yàn)室制氫氣和氧氣的兩種裝置投影出來(lái)并思考哪一種用于制氧氣?哪一種制氫氣?為什么?教師提示:從反應(yīng)的條件和反應(yīng)物的狀態(tài)來(lái)分析。通過(guò)學(xué)生的交流和分析不難得出固態(tài)與固態(tài)反應(yīng)應(yīng)用哪種裝置,而固態(tài)與液態(tài)反應(yīng)用哪種裝置。有了這樣的結(jié)論后教師提問(wèn),制二氧化碳應(yīng)用什么裝置?然后要求學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)出制二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置,并將自己組裝出的裝置進(jìn)行交流。最后教師對(duì)每組學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)總結(jié)。
3.收集二氧化碳和驗(yàn)滿(mǎn)的探究。
學(xué)生首先通過(guò)對(duì)氧氣、氫氣的收集和驗(yàn)滿(mǎn)方法的回顧后再引導(dǎo)學(xué)生思考之所以采用這樣的方法是根據(jù)它們的什么性質(zhì),在復(fù)習(xí)二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)后,學(xué)生就不難探究出二氧化碳的收集和驗(yàn)滿(mǎn)方法了。
當(dāng)確定的三個(gè)課題探究完成后,要求各組學(xué)生用桌上的儀器,設(shè)計(jì)出一套制取和收集二氧化碳的完整裝置,用這套裝置制取并收集一瓶二氧化碳?xì)怏w,并驗(yàn)證是否收集滿(mǎn)。
課的最后留給學(xué)生一個(gè)課后的探究思考題:在實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的反應(yīng)中,如果改稀鹽酸為濃鹽酸,結(jié)果又會(huì)怎樣呢?這個(gè)問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生們課后通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)回答。
我在本堂課的探究性學(xué)習(xí)中,盡量作好引導(dǎo)的作用,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情景,提供相關(guān)的學(xué)習(xí)材料,讓學(xué)生發(fā)揮主體的探究活動(dòng),學(xué)會(huì)研究制取氣體的科學(xué)方法,親身體驗(yàn)設(shè)計(jì)和制取二氧化碳的操作方法,這樣學(xué)生既掌握了本節(jié)課的知識(shí),學(xué)會(huì)與人合作,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,收到了一定的效果。
探究性實(shí)驗(yàn)給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍和最佳的學(xué)習(xí)心境,大大提高了課堂效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效率,尤其是設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn),學(xué)生獲得化學(xué)知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。使學(xué)生素質(zhì)得到全面提高。
可見(jiàn),在初中化學(xué)教學(xué)中將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),是提高化學(xué)課堂教學(xué)的有效途徑,更重要的是對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑,我們應(yīng)予以重視、研究和推廣。
第四篇:驗(yàn)證性小實(shí)驗(yàn)
專(zhuān)題四驗(yàn)證性小實(shí)驗(yàn)
力學(xué)
慣性現(xiàn)象。
(1)小車(chē)上立放個(gè)木塊,然后迅速拉動(dòng)小車(chē),發(fā)現(xiàn)木塊向后傾倒,這就證明靜止物體有慣性。
(2)小車(chē)上立放個(gè)木塊,先讓小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng),然后突然剎車(chē),發(fā)現(xiàn)木塊向前傾,這就證明運(yùn)動(dòng)的物體有慣性
重心位置。
用細(xì)線(xiàn)把物體懸掛起來(lái),使其自由靜止,以懸掛點(diǎn)為起點(diǎn),畫(huà)一條豎直向下的線(xiàn);再找另一點(diǎn)用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái),重復(fù)上述過(guò)程,畫(huà)出豎直向下的線(xiàn),則兩條線(xiàn)的交點(diǎn)即為物體的重心
重力的方向。
(用細(xì)線(xiàn)拴住石塊讓石塊在空中靜止,發(fā)現(xiàn)細(xì)線(xiàn)的指示方向是豎直方向,這就說(shuō)明了重力的方向是豎直向下的。)
定、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。(證明優(yōu)點(diǎn))
(1)用一個(gè)定滑輪提升重物,發(fā)現(xiàn)向下用力,物體向上運(yùn)動(dòng),這就證明使用定滑輪可以改變力的方向。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)拉者一個(gè)物體豎直向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),讀出拉力F1,用動(dòng)滑輪拉這該物體豎直向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),讀出拉力F2,發(fā)現(xiàn)F2 小于F1,這就證明使用動(dòng)滑輪可以省力
大氣壓強(qiáng)現(xiàn)象。
(將裝滿(mǎn)水的燒杯口朝下倒置在水槽的水中,向上提燒杯,發(fā)現(xiàn)只要燒杯口不脫離水面燒杯中的水就不會(huì)減少,這就說(shuō)明了大氣壓強(qiáng)的存在。)
流體(氣體和液體)的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。
(將紙豎直放在下唇處,用力向水平方向吹氣,發(fā)現(xiàn)紙片向上飄起,這就說(shuō)明了流體流速大的位置壓強(qiáng)小。)
動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化
(將滾擺旋至頂端后松手,發(fā)現(xiàn)滾擺上下反復(fù)運(yùn)動(dòng),且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)速度加快、向上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度減慢,這就說(shuō)明了動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。)
重力勢(shì)能大小與質(zhì)量(高度)有關(guān)
將質(zhì)量不同的小球放在同一高度(將質(zhì)量相同的小球放在不同高度),使其自由下落到沙子上,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量大的小球(高度大的小球)下陷的深,這就說(shuō)明了重力勢(shì)能大小與質(zhì)量(高度)有關(guān)。
第五篇:高中物理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)分析
高中物理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)分析
黔西二中 朱東海
仔細(xì)分析和研究近幾年的高考試卷,可以看出高考中對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橐衙黠@加強(qiáng),而考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊环N主要手段就是對(duì)學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的考查。探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于教科書(shū)上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn),但其實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)思想均來(lái)源于教科書(shū)上的學(xué)生實(shí)驗(yàn),因此,要想做好探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就必須要認(rèn)真研究和體會(huì)教科書(shū)上的學(xué)生實(shí)驗(yàn),而教科書(shū)上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的份量是最重的,所以,深刻理解和掌握驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是做好探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。
1、在學(xué)習(xí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中體會(huì)實(shí)驗(yàn)思想
對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的一些自然現(xiàn)象,我們提出了猜想和假設(shè),這些猜想和假設(shè)是否正確?是要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的,如果正確,假設(shè)才可上升為理論。反之,我們要驗(yàn)證某一物理理論或物理規(guī)律,就要從生活中尋找出符合這一物理規(guī)律特性的物理現(xiàn)象,這個(gè)物理現(xiàn)象必定在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn),同時(shí)又要過(guò)程簡(jiǎn)單、操作方便,并能測(cè)量出有關(guān)的數(shù)據(jù)。因此,做好驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的前提,就是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好物理情景,這就是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思想。如在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,我們可以創(chuàng)設(shè)出多種物理情景,而其中讓物體自由下落在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很容易做到,過(guò)程也簡(jiǎn)單。我們只要測(cè)出物體下落的高度及對(duì)應(yīng)的速度,就可以進(jìn)行驗(yàn)證工作。物體下落的高度可由直尺直接測(cè)量出,而物體速度的測(cè)量在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很難實(shí)現(xiàn)。因此,我們可以聯(lián)想到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,讓重物帶動(dòng)紙帶作自由下落,根據(jù)紙帶測(cè)出物體下落的高度h及對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度V,通過(guò)V2=2gh來(lái)驗(yàn)證,從而設(shè)計(jì)出了驗(yàn)證方案。
2、在學(xué)習(xí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法
在教科書(shū)中的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,給我們提供了多種實(shí)驗(yàn)方法,而這些實(shí)驗(yàn)方法在我們研究探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用到,因此,我們必須要掌握和靈活運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)方法。如在驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中,小球碰撞前后的速度在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很難測(cè)量,而該實(shí)驗(yàn)中采取了“轉(zhuǎn)換法”,即把兩個(gè)小球置于水平高臺(tái)上,讓兩小球作對(duì)心正碰,碰
后兩小球從同一高度作平拋運(yùn)動(dòng),飛行時(shí)間相同,這樣就可以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移替代了小球碰撞前后的速度,把速度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為位移的測(cè)量,而位移的測(cè)量在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很容易實(shí)現(xiàn),從而使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。
又如,在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,加速度的大小即與外力的大小有關(guān),又與物體質(zhì)量有關(guān),實(shí)驗(yàn)中采用了“控制變量”的方法,先讓物體的質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系,然后再保持外力不變,研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系,從而很好地完成了驗(yàn)證工作。
3、在學(xué)習(xí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中重視實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件
物理規(guī)律的形成,通常會(huì)有一定的前提或必備條件,在驗(yàn)證工作中必須要落足這些條件才能使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,而這一點(diǎn)恰恰是我們忽視或不注意的。如在驗(yàn)證力的合成法則的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的條件是“力的作用效果相同”,因此,在兩個(gè)分力和一個(gè)力分別作用下,同一彈性繩的同一端點(diǎn)必須到達(dá)同一位置才能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件。在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,“只有重力做功”是實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件,而實(shí)驗(yàn)中阻力的存在是不可避免的,阻力做功過(guò)大時(shí),實(shí)驗(yàn)誤差大,實(shí)驗(yàn)將失去意義,為此,實(shí)驗(yàn)中要求鐵架臺(tái)豎直、架穩(wěn),且小球選用質(zhì)量大、體積小的重錘,使重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)中的阻力,阻力做的功可以忽略不計(jì),從而滿(mǎn)足了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件。在驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中,為保證兩小球碰后能分離且在空中飛行時(shí)間相同,實(shí)驗(yàn)中選用了兩個(gè)同種材料做成的質(zhì) 量較大的彈性小球而不是橡皮球、塑料球。
4、在學(xué)習(xí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。
教科書(shū)中的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中含有定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方式也就有所不同。定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理通常采用代數(shù)計(jì)算法。如在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)計(jì)算求出增加的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能在“誤差允許的范圍內(nèi)”是否相等來(lái)完成驗(yàn)證工作。要注意的是定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的要求較一般定量實(shí)驗(yàn)高。一般的定量實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)出某些物理量,利用代數(shù)計(jì)算法求出某些所要求的物理量。如伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,是通過(guò)測(cè)出電阻兩端的電壓和流過(guò)電阻的電流,求出該電阻的阻值,其測(cè)量值的準(zhǔn)確程度如何是很難比較的,只能反映出其真實(shí)值大約所在的范圍,因此,是個(gè)近
似值。而定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)則不同,其測(cè)量值是有參照物的,即要比較一個(gè)物理量與另一個(gè)物理量是否相等,因此,測(cè)量誤差的要求相應(yīng)地也較高。
定性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理通常采用圖像法,即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)描點(diǎn)的方式把它們的物理屬性顯示出來(lái),去驗(yàn)證我們所要驗(yàn)證的物理規(guī)律,如在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,就是利用了a—F圖像來(lái)驗(yàn)證加速度的大小與外力的大小成正比。所要注意的是,描繪的圖像通常為直線(xiàn),其目的是更便于總結(jié)出所要尋求的物理規(guī)律,如果描繪出的圖像為曲線(xiàn),我們就要進(jìn)行“化曲為直”的工作,如利用a—圖像來(lái)驗(yàn)證加速度的大小與質(zhì)量成反比。圖像描繪后要注意分析直線(xiàn)的斜率及直線(xiàn)與縱(橫)坐標(biāo)的交點(diǎn)的物理意義。
5、在學(xué)習(xí)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移
通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),提高了我們對(duì)事物的理論認(rèn)識(shí)及建立了科學(xué)的世界觀,同時(shí)也從中學(xué)會(huì)了其實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法,為我們進(jìn)一步研究探究實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
該實(shí)驗(yàn)中,我們也可以通過(guò)圖像法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。以為縱坐標(biāo),h 為橫坐標(biāo)建立如圖2所示的坐標(biāo)系。多次改變小球的初始位置,即改變h,測(cè)出對(duì)應(yīng)的平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移,標(biāo)出,利用描點(diǎn)的方法作出其圖像,如果該圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),則完成了驗(yàn)證工作。其中圖像的斜率K=4H,而H為小球離地面的高度,是一定值。