初中科学实验教学中思维策略的实践 口 谭力民 浙江省上虞市崧厦镇中学 ３１２３６５ 位伟人曾经说过：“我们的任务是过河，但 二类是从反应产物进行观察，归纳出“金属＋酸 一盐＋Ｈ，Ｔ；第三类是从化学能进行观察，归 纳出“在化学反应发生的同时总是伴随着能量的 变化”。通过此次训练，使学生明白：相同的实验 由于观察的目的不同，可导致不同的结论。 一是没有桥或没有船就不能过。不解决桥或船的问 题，过河就是一句空话。不解决方法问题，任务也 只是瞎说一顿。”这一论断，指出了科学方法的重 要地位和作用。笔者在教学实践中就“如何利用 科学方法来强化科学实验，力求做到知识传授和 能力培养的有机结合，以求发挥实验教学的最佳 效果”进行了探索与实践。 １ 明确科学实验的提出及其与科学方法的关系 在科学领域的研究中，单凭对自然现象直接 和间接的观察还是不够的，因为这种现象是在自 其次，在观察时必须按计划、有步骤、有系统 地进行，并设法让多种感觉器官参与活动。例如 在演示“氢气还原氧化铜的实验”过程中，教师对 实验要认真操作，交代每一操作步骤，要求学生注 意操作过程和观察中产生的现象并及时做好记 录。根据实验特点可安排观察的计划如下：①反 应前，如何设计和安装实验仪器；②反应中（从Ｈ 的通入到关闭），注意实验操作的程序；③反应 后，黑色氧化铜变红色，同时管口有小液滴生成。 为加强这一目的性教育，实验过程中可加强 对比，实验结束后再加以总结、归纳，不仅可以收 到应有的教学效果，而且培养了学生的观察力。 然发生的条件下进行的，有一定的局限性。在很 多情况下往往需要根据研究的目的，利用仪器设 备，人为地控制自然现象。即排除干扰，突出主要 因素，在有利的条件下去研究自然现象。这种方 法就是科学实验。 科学实验作为科学探究的一个过程，其教学 离不开科学方法。在科学实验中得到的仅仅是感 性认识，尚未成为学生个人的精神财富，还必须在 （２）科学实验与比较 在科学领域的研究中，常用比较法。所谓比 较，就是把两种或两种以上的事物或现象加以对 感知的基础上，帮助学生对感性表象在头脑中进 行思维加工，即在头脑中进行比较、分析、综合、抽 照，找出它们的异同点。比较要全面，也要分清主 次。这是科学实验与比较相结合时应重点体现的 因素。 “铁片生锈的实验”通过三支试管的设置，从 象、归纳等活动过程。通过这一加工过程，去粗取 精、去伪存真、由此及彼、由表及里，才能达到对认 识对象的理性认识。 ２做到科学实验与科学方法的有机结合 反应物方面作出全面的比较。还可结合“铁丝在 氧气中燃烧”的实验作以下比较： ３Ｆｅ＋２０ 一Ｆｅ Ｏ （反应条件：点燃） （１）科学实验与观察 ３Ｆｅ＋４Ｈ２Ｏ—Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２ （反应条件： 高温） ４Ｆｅ＋２Ｈ２Ｏ＋３０２—２Ｆｅ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ （反应 研究自然科学，最基本的方法就是观察，即使 在科学实验中也不例外。在科学实验中的观察， 应要求学生注意以下几点： 要做好观察前的准备工作，提出明确的观察 目的。在“镁、铝、锌、铁跟稀硫酸反应”的实验 条件：常温） 使学生认识到反应物和反应条件对化学反应 的影响。 中，由于一开始没有提出明确的观察目的，学生观 察的方向分为三类：一类是从反应的速度进行观 察，归纳出“常见金属的化学活动性顺序表”；第 “二氧化碳熄灭蜡烛火焰的实验”，通过两支 蜡烛的设置，对实验现象进行比较，使学生对ＣＯ， 的密度、灭火性有了一个初步的认识。 《教学仪器与实验》第２７卷２０１１年第８期 ・ ２９ ・ （３）科学实验与归纳 化铜的实验”过程中，可以先对实验进行改进，让 我们认识自然界，总是先从认识许多个别事 尾气（主要成分为ＣＯ）燃烧，以防止大气污染。 物知识的基础上，概括出事物的一般原理。这种 在实验结束后，填写表１的实验报告，就能使学生 方法就称做归纳。以实验现象或数据为基础，通 对ＣＯ的化学性质和用途有一个比较全面的了 过大脑的推理思考，得出结论，这是科学实验与归 解。 纳相结合的关键。例如在演示“一氧化碳还原氧 表１ （４）科学实验与分析 定量分析：要测定水的组成，在实验过程中必 自然现象错综复杂，使人眼花缭乱。人们要 须称量Ｄ装置反应前后质量之差△ｍ 和Ｅ装置 认识它，就要把这些复杂的现象和事物由统一整 反应前后质量之差△ｍ，。 体中分解为各个组成部分，再对这些组成部分逐 ①水中氢、氧元素质量比是：（△ｍ：一△ｍ。）： 个进行研究。这种科学方法叫做分析。科学实验 △ｍｌ； 与分析相结合时，应把学生的注意力引向细节部 ②水分子中氢、氧原子的个数比是：（△ｍ 一 分，必要时可作图解。 △ｍ１）／１：△ｍｌ／１６。 如利用“电解水的实验”来测定水的组成，由 （５）科学实验与综合 于各种原因造成实验误差较大，很难得到令人满 综合就是在分析的基础上，把所研究的事物 意的结果。在总复习时，可设计如图１所示的实 的各个部分、各个方面、各个因素联合起来，从整 验装置图，作为加强对水的组成的进一步认识。 体上加以研究的一种方法。从整体上把握事物的 为确定各处药品的设置和计算方法，特作如下抽 本质和规律是科学实验与综合的有机结合点。 象的理性思维分析。 如在讲解“氢气的用途”时，应分析课本中 （关键：通过观察熟悉图意，并了解与本题有 “氢气球”、“氢气的燃烧与氢气与空气混合爆炸 关的知识和经验） 实验”、“氢气的验纯”、“氢气还原氧化铜”等科学 实验，根据氢气的性质，如密度最小、可燃性、燃烧 值高、还原性等，了解氢气是一种非常重要的化工 原料，从整体上把握“氢气的用途”。又如教材中 “人体的构造和功能”、“环境污染的综合治理”、 “硫酸的用途”、“各类物质的相互关系”等知识的 图１ 讲述，也可以应用综合的方法。 定性分析：Ａ处药品是Ｈ ｓ０ （稀），是弱氧化 当然，科学技能、方法的训练和科学态度的培 性酸，且不易挥发；Ｂ处药品是锌，使反应具备一 养是一种持久的教学活动，不能截然分成若干阶 定速度且易控制；Ｃ处药品是Ｈ ＳＯ （浓），起到干 段。如研究唾液淀粉酶对淀粉消化作用的实验， 燥气体的作用；Ｄ处药品可以是ＣｕＯ，利用初中氧 实验观察的结果如表２。 化——还原反应的知识；Ｅ处药品是ＣａＣ１：等中 对比分析： 性干燥剂，起到吸收反应后水分的作用，但不能设 ①比较１号和２号实验，由于１号试管内没 置ＮａＯＨ固体（因为ＮａＯＨ会腐蚀玻璃容器）；Ｆ 有唾液，因此淀粉未发生变化，遇碘变蓝色；２号 处药品是ＣｏＣ１ 或ＣｕＳＯ 等变色干燥剂，以便提 试管内的淀粉在唾液的作用下已发生了化学变 高反应的准确性和控制反应时间。 化，转变成非淀粉物质，所以遇碘不变蓝。这证明 ・３０・ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．８，２０１ １ 单相交流电动机原理演示器 口 张立新 江苏省如皋高等师范学校 ２２６５００ １ 实物装置与工作原理 电动机线路见图２，单刀双掷开关Ｋ置于１时，６Ｖ 单相交流电动机 交流电源与主绕组直接连接，副绕组则串联了电 原理演示器实物装置 容器ｃ。由于电容器具有移相作用，导致副绕组 见图１。电工学的理 电流超前于主绕组，ｎ－／２，即两支电流存在，ｒｒ／２的 论与实践表明，要使 相位差，因此定子绕组中能够产生旋转磁场。在 电容运转式电动机的 旋转磁场作用下，鼠笼式转子会产生感生电流，而 图１ 定子铁芯中产生旋转 感生电流又在旋转磁场作用下，产生转动力矩，使 磁场，需要满足两个条件：①定子铁芯中的两个线 转子转动。有些场合下要求电动机能够正反向交 圈绕组互成９Ｏ。的电气角；②流过两绕组的电流 替运转，此时可通过改变电容器在绕组中的位置 有ｒｒ／２的相位差。 完成这一任务。将单刀双掷开关Ｋ扳到２，此时 实际电动机定子嵌线比较复杂，难以观察到 ６Ｖ交流电源与副绕组直接连接，且电容器ｃ转换 主绕组与副绕组的空间关系。本仪器将两绕组互 为与主绕组串联，于是主绕组的电流超前了＂ｒｒ／２， 相垂直放置，简洁直观地反映了它们的位置关系。 这样引起旋转磁场的方向改变，因此电动机反方 向转动。洗衣机工作时，就是通过定时器内部的 唾液中含有对淀粉起消化作用的酶。 机结合点，顺其自然、有的放矢。作为集理、化、 ②比较２、３、４号实验，说明在适宜的温度 生、地为一体的初中《科学》教师，在课堂教学中 （３７℃）下，酶的催化作用发挥得最好。证明酶的 要重视实验，要深入挖掘实验教学的内涵，反对 催化作用受温度的影响。 “重结论、轻方法”的灌输式教学模式，要重视培 ③比较５号和２号实验，说明唾液淀粉酶在 养学生的思维过程，把学生引向《科学》的殿堂。 酸性环境下失去作用。证明酶的催化作用还受酸 碱度的影响。 参考文献 综合以上结论，可知道唾液淀粉酶在３７℃左 １袁云开，赵铮，余自强．科学（７～９年级）课程标准．湖北教育 右（即人的正常体温）、ｐＨ＝７时催化作用发挥得 出版社，２００２．５ 最好。若是孤立地、片面地去观察某一个实验，或 ２王祖浩，丁成云．化学问题思维策略及其应用．首都师范大学 出版社，１９９３．１０ 所用的实验方法过于单一，都不可能对唾液淀粉 ３浙江省义务教育教材编委会．《自然科学》教学参考书（第一 酶有一个比较全面的了解。 册）．浙江教育出版社，１９９４．５ “世上的路有无数”。科学方法与科学实验 ４浙江省教育厅教研室．《科学实验活动册》（九年级）．浙江教 的有机结合，其核心就是：要在处理好知识传授与 育出版社，２００５．７ 能力培养两者相互关系的基础上，找准它们的有 （收稿日期：２０１１－０２－２４） 《教学仪器与实验》第２７卷２０１１年第８期 ・ ３１ ・
