中国学术文献网络出版总库

刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277

历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979

启发学生创新思维,提升实验改进能力——以干冰升华的实验创新与改进为例

【作者】 宋治愚

【机构】 四川师范大学附属第一实验中学

【摘要】
【关键词】
【正文】  摘 要:启发学生的创新思维,让学生保持科学的兴趣与热情,是初中物理实验教学的重要作用。本文以干冰升华的实验创新与改进为例,阐述该实验的困惑和改进,以及实验后的反思,最后启发教师和学生关注实验的探索和创新。
  关键词:干冰升华;实验创新;实验改进
  初中物理实验是教学的辅助工具,但是它却对物理教学有着不可替代的作用。物理可以让学生增加对教材知识的理解,同时还可以提高学生对动手能力的兴趣。很多学生在做实验的过程中,都提出了自己的创新点。这是他们创新性思维培养的开端,我们应该给他们足够的重视,指导他们,让他们在学习中进步。
  一、问题呈现
  初二物理《物态变化》这一章节的学习过程中,我们有许多物理实验,在升华与凝华这一节教学中,教师们往往会用干冰升华的实验作为激发学生学习兴趣或者用于对同时发生两个物态变化分析的教学。学生们在做实验和观察中却发现一些,所谓的和“常识” 不一致的结论,干冰升华成无色、无味的二氧化碳气体。但在实际生活中我们不仅没有看到干冰升华后产生的二氧化碳反而会看到大量的白气。学生们由此产生了疑惑,老师便以此为契机,引导学生们成立实验小组,进行实验探究。
  二、干冰升华的实验创新与改进
  (一)实验设计
  二氧化碳是一种无色气体,看不见,摸不着,为了便于观察,需要把它具体转化成某一直观的现象。本着这样的原则,决定用气球来收集二氧化碳。
  (二)实验器材
  干冰、试管、试管架、透明气球、温度传感器
  (三)实验及结论
  在多次讨论后,实验小组决定先将干冰装入试管,再将一只排掉空气的气球套在试管口。实验中发现试管外壁上结了许多小冰晶,老师和小组讨论交流后认为是因为干冰升华时会吸收了大量的热而导致试管温度急速下降,为了更加直观的看见温度的下降,在老师的指导下实验小组在试管壁放了温度传感器,顺便测量了一下温度变化。
  如图1甲、乙、丙,短短的时间内气球迅速膨胀,温度骤降,但没有产生白气,由此可以得到干冰升华后产生的确实是无色的气体(二氧化碳),也证明了干冰升华时要吸收大量的热量。








  (四)评价和反思
  用气球的膨胀来反映气体的增加,合理的应用了转换法,比较成功地将不直观的变化转化成了具体的、易于观察的变化。利用试管和气球的组合来排除了干冰升华后的白气干扰,并利用透明气球来对干冰升华后的气体进行收集及观察。
  设计出这个实验之前,假设干冰升华产生的是无色气体的话,那将无法用肉眼观察,所以得找到一个承载这一变化的器具。最先,实验小组是随意找了一只气球,同样观察到了气球的膨胀现象。但充起气球的气体是什么样的呢?是白色的还是无色的?又或是其他颜色的气体?在老师的指导下进行了改进,采用了透明的气球并利用温度传感器进行了温度的检测。
  在实验过程中我们发现试管外壁上凝结着很多小冰晶,通过讨论认为这是由于试管外部空气中的水蒸气遇冷而发生了凝华现象,于是有同学提出,能不能也利用温度传感器对试管外壁的凝华放热现象进行温度的监测,大家一致认为可行。
  
  






  通过讨论设计了如图2甲、乙所示的实验方案,我们认为只有将试管外部气体封闭起来才会便于进行温度的测量。多次实验后,我们却发现蒸馏瓶内空气温度始终是先下降后缓慢上升甚至有时没有明显上升。这是因为蒸馏瓶与外界是存在热传递的,而外界空气温度明显高于蒸馏瓶内气体温度,所以即使内部气体温度上升也并不能说明是凝华放热所致。
  三、创新效果和启迪
  义务教育课程的目标就是要让我们的学生保持探索科学的兴趣和热情,在认识自然的过程中获得成就感,能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新。通过这次教师的有效引导和组织,充分的完成了目标,同学们更加认识到物理的灵魂就是实验以及对实验的创新,在今后的教学中,教师也要不断的给学生提供实验平台,引导学生思考不断探索,从而培养学生的科学素养,提升教师自身教学能力。
  参考文献:
  [1] 张文. 初中物理实验创新性思维培养[J]. 教育教学论坛, 2014
  [2] 施友桐. 浅谈初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J]. 科学技术创新, 2010