时间：2022-02-07 22:34:43
导语：在实验论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
初中物理实验教学内容中有很多是演示实验，一个有趣的演示实验能够很好地吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，提升教学效果．做好物理演示实验，可以从以下几个方面入手．(1)依据课本要求进行演示实验．教科书的编排是诸多著名专家的潜心研究的心血，其中设置的实验不仅符合理论教学课程的内容，还和实际生活联系紧密，大多是生活中的有趣的物理现象，因此，按照教科书中的安排进行物理实验演示，最适合学生的学习，而且也是十分必要的，具有一定的科学性和可行性，也符合教学大纲的基本要求．(2)实验的演示要选择合适的时间和恰当的时机，可以在新理论课程的学习时通过有趣的实验作为引入，也可以用于解决学生提出的疑难问题，用实验的手段使学生真正理解问题的本质．这些时候实验的运用必定能起到画龙点睛的作用，激发学生的学习热情，引导其产生学习物理的兴趣．(3)在教师演示的同时，让学生参与其中．有时，一个物理实验靠一个人根本无法完成，这就需要教师在学生的帮助下完成实验步骤．让学生参与其中，师生互动更能提升实验教学的效果，通过师生共同合作，使学生对实验现象的理解更加透彻，激发学生学习的主动性和积极性．当学生掌握了一定的实验技能和实验方法后，可以尝试让学生自行结组在全班面前代替教师进行实验演示，使学生获得成就感，将有利于其以后的实验学习．也可以锻炼学生的心理素质和实验动手能力，一举两得．(4)当实验器材缺乏时，教师要能够用日常生活中一些常见的物品代替繁琐的实验器材，通过简单物品的实验演示，加深学生对身边物理现象的认识，使学生认识到物理来源于生活．这样做既教会了学生对物理现象的认识，又节约了资源，经济方便．
2．将物理现象回归生活
物理现象来源于生活．因此，教师要多引导学生发现和认识生活中的物理现象．通过对生活中常见物理现象的认识，使学生认识到物理学科的奇妙和伟大之处，建立起物理学习的热情和积极性．当学习新的物理理论时，可以通过生活中常见的物理现象入手，从学生的兴趣爱好和关注点出发，由浅入深，揭示物理现象的内在规律，使学生在不知不觉中获取物理知识．
3．小组合作
初中物理实验大多都需要多人协作完成，一个人很难完成．因此，分组实验是实验过程中经常采用的手段．分组实验能够很好地锻炼学生的团队合作能力，不仅有助于知识的学习和实验技能的掌握，还能让学生认识到分工合作、协同作战的重要性，从小养成团结合作的良好习惯．在分组实验中，首先要做好的就是进行实验的分组．教师要根据每个学生的优缺点合理地安排实验分组，使学生的能力都能得到有效发挥．其次是进行实验前的准备工作，包括实验目的和实验原理的讲解，实验器材的准备以及实验的操作顺序，合理地安排实验时间，制定出详细的实验计划．在实验的过程中，教师在在旁进行实验指导，也要尽量放手让学生自己操作，提高学生的实验动手能力．在实验分析总结阶段除了对实验现象和实验数据进行分析外，还要对实验过程中出现的错误进行总结，找出原因，练习不熟的实验操作，总结经验，以利于下次的实验操作．
2008年上海高考第12题取材于笔者在《化学教学》发表的论文“试纸上的微型电解实验”[1], 该题依据实验中的现象,由于采用简单易行的微型化学实验操作,实验真实性得以显现,在知识与能力的考查基础上更加培养学生科学求实的态度。
自从29届国际奥林匹克化学竞赛实验试题采用微型化以来,国内各类化学试卷中都不同程度地出现以微型化学实验为背景的题目。试题中的信息在学生中快捷、广泛地传播;从以微型实验为情境的化学习题入手,另辟蹊径,可以展现微型化学实验仪器的应用,表达绿色化学的设计理念。
从期刊的影响力出发,笔者从目前化学教育研究领域比较权威的三刊(《化学教学》、《中学化学教学参考》、《化学教育》)以及以实验仪器研究为特色的期刊《教学仪器与实验》中的微型化学实验论文中取材,从不同角度出发编拟化学习题。
1以微型反应装置创设情境
如同常规实验装置的组装目的一样,微型实验仪器同样可以完成气体的制备、物质的合成、气体的干燥和净化、尾气的吸收等基本操作。以此创设化学试题情境,考查基础知识、基本技能。表面上看,只是提供给学生化学常规实验装置的缩微化,但仪器的微型化给解题带来了陌生感,尤其是仪器体积小带来的特殊操作细节,例如试剂的取量、反应程度的控制、尾气处理等――这些都是实验论文作者阐述的实验注意点,也恰是学生在实验操作中容易忽略的因素。
例1、硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,采用常规仪器进行制备和性质检验,常因气密性不佳而对环境产生污染。周老师采用六孔井穴板和注射器组装出以下微型反应装置(如图1所示),向各井穴加入指定的试剂与物料,然后用生料带缠绕井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋紧塞子,使井穴塞紧密地盖住井穴,以细乳胶管把前一单元出气管与相邻单元的进气管逐一连接起来,保证没有硫化氢泄漏。该实验无需通风橱即可进行,对反应废物摸索了实验后处理方法,体现了绿色化学实验的要求[2]。
(1)1号井穴里装有少量FeS固体,实验装置按图搭建完毕后,把吸有稀硫酸的注射器缓缓下推,就可以有连续平缓的气流产生。请问1号井穴孔发生反应应为_______________________________。
(2)2号井穴内只放入一张湿润的白色醋酸铅试纸,且“短管进、长管出”。其作用是(填写两点):____________________________________。
(3)3号井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是证明H2S的____________________(能呈现出该性质的),还可以用____________________溶液代替。
(4)4、5、6井穴孔分别盛放了0. 1 mol・L-1 ZnSO4、0.1 mol・L-1 CdSO4、0. 1 mol・L-1 CuSO4溶液,在实验中分别产生了白色、黄色和黑色沉淀,说明了这些金属硫化物的________(性质)。
(5)7号井穴孔盛有________(填写药品),其目的在于____________________。
评点:该题主要考查硫化氢气体的制备、气体检验、性质验证、尾气处理等。一切都基于基础知识、基本技能,只是通过微型化学实验装置呈现情境。
答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)缓冲作用(安全瓶), 检验硫化氢气体; (3)还原性, 酸性高锰酸钾; (4)难溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾气
例2、“电凝聚气浮法”是一种工业上处理废水的常用方法,我们用塑料多用滴管作为载体,以微型实验的形式呈现了该方法的原理。先在100 mL烧杯中加约50 mL蒸馏水,再添加3滴CrCl3溶液作为无机污染物,另加少许泥沙和硫酸钠,用玻璃棒搅拌使之浑浊,得模拟废水,标记为A。用塑料多用滴管吸取废水A,从液泡两侧分别插入两根大头针(两针不相互接触), 用鳄鱼夹、 导线将两根大头针与电池(9V)相连,即可对废水进行电解[3]。
(1)电解开始,阴极释放出大量气体,请写出电极反应式________________________________;
(2)阳极现象不明显;片刻后,溶液中生成大量绿色沉淀,随着阴极气泡大量逸出,绿色沉淀随之上浮至液面。已知大头针主要成分为铁,请推测阳极可能发生的两个反应式为:____________;
(3)绿色沉淀中不仅包括由阳极产生物与溶液酸碱性变化而生成的不溶物,还包括沉淀_______(填写化学式),这就表现出对污水中的金属离子进行清除。
(4)本实验中在电解液中添加硫酸钠的目的是____________________。
(5)另取一份相同废水,滴加3滴苯酚溶液作为有机污染物,再加3滴亚甲基蓝使其显示颜色,添加食盐至饱和,标记为B;用塑料多用滴管吸取废水B,采用如上图的装置,只不过将阳极大头针更换成全活动铅笔专用笔芯,在电解后的溶液中滴加FeCl3溶液不发生显色反应,说明____________。更换阳极材料原因是__________________________(用电极反应式说明);
评点:化工生产是化学教学的重要内容,但一直是实际教学中欠缺的,通过微型化学实验模拟实际问题可以帮助中学生了解化学与技术、体会时代性增强学生学习的使命感和责任感。该类试题适用于《化学反应原理》模块的“电解池”、《化学与技术》模块中的“水处理技术”、《化学与生活》模块中的“化学与环境保护”,以及《实验化学》模块中提出的“能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究”。
答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增强导电性; (5)苯酚在阳极释放的强氧化性气体作用下已发生了转化,避免阳极材料本身被氧化。
2以微型实验引导实验改进思维
在各大期刊发表的微型化学实验论文多为一线化学教师或高校实验研究者发表,如果只是简单地在学生面前重现这些素材,对他们自身的实验素养提高有限;而通过试题的巧妙设置,将学生也引入到对实验的设计思路中去,有利于提高他们对微型化学实验的深刻认识,也有利于他们创新思维的发展。
微型化学实验不是常规实验的简单缩微或减量,而是要在微型化的条件下对实验进行重新设计和探索,达到以尽可能少的试剂获取尽可能多的化学信息的目标。
例3、用一个小注射器和小塑料反应管做反应仪器,两者中各有一种化学物质,反应后将注射器针头扎入一根带火星的香烟里推动活塞,发现窜起一大串火苗[4]。请问,塑料试管中盛放药品为________,注射器中盛放____________药品。该实验可以代替常规实验中的实验是_______________。
评点:注射器是化学实验改进中常用的替代品,在微型化学实验中常常需要挖掘其功能进行设计,在命题中应用中能帮助学生体会到。图3中的注射器代替分液漏斗,图4中的注射器起到氧气收集的作用。
答案:MnO2,双氧水,氧气的制备和氧气的助燃性质
3以微型实验题干提供探究和评价的平台
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近年来科学探究实验在化学新课程考试中广被重视,这些实验题不再象以往的实验题平铺直叙――单纯的“课本知识加实验加填空”,也不象大学知识“下放”的新信息实验题,而是促使考生多想实验的整个过程:“做什么”、“怎么做”、“为什么这样做”、“选取哪些因素作为实验变量”、“可能什么原因”、“还有没有更好的改进方法”、“这样的实验有什么实际用途”等等,更加促使考生像科学家一样进行探索,达到真正考查科学思维的目的。微型化学实验与常规化学实验相比,一样能提供符合教学需要的实验内容,更能提供多个相关实验的优化设计过程和满足使用者自主探究的基本条件[5]。以微型化学实验论文素材命题,为训练学生探究思维和评价能力提供了一个适宜的平台,也为一线化学教师提供了巧妙的探究思路,有助于教师拓宽视野。
例4、紫甘蓝,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的颜色会随pH改变,一般遇酸变红,遇碱变绿。向点滴板上一凹槽滴加一滴紫甘蓝汁,再滴加一滴硫酸钠溶液,用连接导线的鳄鱼夹各夹住一根铅笔芯,将电极一端浸入紫甘蓝汁液面以下[7]。
(1)当导线分别与电池两极相连,发生现象是:
阳极_______________________________;
阴极_______________________________。
用铅笔芯将两极所在位置的溶液搅拌均匀,发现整个液滴呈现紫色,(用离子方程式)说明发生反应为_________________________________;
(2)若采用大头针作为______极电极,则对以上实验现象有极大干扰,这是因为_____________;
(3)以各类典型的酸碱盐溶液作为辅助试剂加入紫甘蓝汁中,以铅笔芯作为电极进行电解。请预测实验现象并完成下表1:
(4)将添加NaCl溶液的甘蓝汁电解后溶液搅匀,最终竟然消褪为无色。这是因为__________;
(5)以上实验是以_______、_______作为变量开展的探究活动,如果你是实验设计者,从该实验的特点出发,你还会挑选_______作为变量。(开放性问题,答案合理即可);
(6)如果你是实验竞赛的评委,你将该实验与你们常见的电解实验对比,请提出一些评价意见(至少写出两点,开放性问题,答案合理即可)。
评点:微型化学实验试题取材于实验探究论文,突出真实性;注重实验条件,突出思考性。本题不仅以紫甘蓝汁作为创新情境考查电解规律、中和反应等基本原理,还从异常现象原因探究、变量控制等角度促使学生对实验原理进行深层思考,并且通过开放性的问答培养学生评价和鉴别能力。
答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)阳极;作为阳极的金属电极比水更容易被氧化,产生有色离子如亚铁离子、铁离子对甘蓝汁颜色有干扰; (3)电极附近溶液变紫,有气泡产生;电极附近有大量气泡产生;紫色;迅速冒出刺激性气味的气泡,电极附近溶液变红;迅速冒出气泡,电极附近溶液变红; (4)电解NaCl溶液阳极产生的Cl2将电解对象漂白; (5)电极,电解质溶液;载体、电解体系等; (6)参考评价意见:评价之一:紫甘蓝汁不仅充当电解对象,还兼作实验中的酸碱指示剂,一举两得;评价之二:该微型实验只采用了一滴紫甘蓝汁液作为电解对象,降低成本,操作方便,大大减少了实验时间,适合学生自己动手操作观察探究;评价之三:紫甘蓝汁取材于纯天然,整个实验用量又是微量,所以充分体现绿色环保的理念;评价之四:实验现象明显,有利于学生加深对电解本质的理解。
4 反思
在科学教育中引入习题的初衷是巩固和加深对知识的理解,考查学生掌握知识的水平,培养学生应用知识解决问题的能力。每一道习题都是从原始问题抽象而来,然而有相当一部分已经把其中的一些次要细节、非本质的联系舍去,也没有将科学现象与事实作为背景,甚至完全脱离科学现象,学生思维的一部分已经被习题编制人员“越俎代疱”地完成了。同时,习题教学还存在着模式化倾向,缺乏科学思想的分析,太重视程序与计算、熟练与技巧。因此,在一定意义上说,我国学生创造能力的匾乏是习题教学的直接后果。事实上,科学最重要的基础是源自实验现象的,首都师范大学专家曾提出通过引进原始问题来逐步使习题教学与原始问题教学相结合,从而达到提高科学教育效能的目的。而发表在各种期刊上的实验论文能表现论文作者所作出的技术性和认知性研究的原始工作,是教学科研过程中的一种生成资源[8],也是原始问题的一种表现形式。笔者近年来以微型化学实验为主要研究方向,并尝试将所设计的原创实验素材融合入课堂教学、探究活动中,发现对提高学生解决问题能力、实验分析评价能力有较明显的促进作用;于是进而取材命题,抛砖引玉,目的之一是及时推广课程改革中来自教学一线和高校专家的实验研究经验,从而使研究成果迅速转化为“生产力”,不断推动实验教学研究工作向纵深发展;更希望这些原汁原味的实验素材呈现出反映科学概念、规律本质的原始问题和未被加工的典型实验现象和事实,使学生大脑充分开放、思维触角充分发展,体会到与原论文作者研究过程中类似的思路和体验,甚至在条件允许前提下,用微型化学实验这种耗材少成本小的实验手段完成符合绿色化学理念的验证、改进和探究,达到知识升华的目的。
建议化学命题者可以认真研究各种期刊登载的微型化学实验专题文章,将其素材开发为创新试题:具有提问多样化、知识探究化、信息情境化以及形式开放化等多方面特点,为促进化学习题教学提供优质的题材[9],同时也促进微型化学实验能在中学得到普遍重视和合理应用。
参考文献:
[1]陈凯,张丽娜,龙琪.试纸上的微型电解实验[J].化学教学,2008,(4):10.
[2]周宁怀,屠小燕.一类气体制备与系列反应的微型装置[J].化学教学.2000(12):8～10.
[3]陈凯,刘少贤,张丽娜.电化学法处理废水的微型模拟实验[J].教学仪器与实验,2008,(10):39～40.
[4]陈博,陈凯,胡益民.有关烟草的化学实验集锦[J].中学化学教学参考.2008.(7):46～47.
[5]宋心琦.关于发展和推广微型化学实验的一点看法[J].化学教学,2008,(2):1～2.
[6]陈凯,龙琪,张丽娜.一滴紫甘蓝汁的微型电解实验[J].化学教育,2008,(8):65～67.
[7]邢,陈清梅.从习题到原始问题:科学教育方式的重要变革 [J].课程.教材.教法.2006.(261):56～60.
[8]易章和.充分利用生成资源命题推进化学课改评价研究[J].化学教学,2005,(10):41～43.
一、激发学生内在的实验探究兴趣
如何使学生切身感受到科学实验活动的妙趣横生、乐趣无穷。这是科学老师的职责所在。科学实验就是建立在充分利用学生的好奇心、求知欲和与生俱来的实验探究天性的基础上进行的。当教师把学生感兴趣的问题提出来时，他们会产生强烈的好奇心，并且会产生一种搞清楚是怎么回事的科学探究的本能，这就激起了学生的探究欲望。如《玩转电磁铁》这一课，对学生而言，磁铁并不陌生，也知道磁铁的一些性质。我教学时，他们看到的只是电池、导线、铁芯，听到的却是“电磁铁，根磁铁一样能吸起铁钉、大头针、曲别针之类的东西”的话。他们短暂的疑惑，激起了实验探究的情趣。于是各个实验小组开始行动。绕线、接电路、吸曲别针、观察、填记录表，人人有事，人人有乐。然后老师趁机提问“：谁能告诉老师什么是电磁铁？举例说说电磁铁磁力大小与哪些因素有关？”学生们齐刷刷举起了手，答得很对。我用同样方法，演示了电磁铁磁极的实验。由于学生做到了仔细观察，很快就总结出“可以通过改变线圈的绕向和电流的方向来控制电磁铁的磁极”这一实验结论。
二、创造条件完成实验，让学生享用实验探究的成就感
学生在物理方面的认知虽然还处于基础水平，但是对于教师的实验演示他们很感兴趣，正因为一知半解才会更有好奇心继续研究物理知识。教师应适当地将一些演示性实验改为探索性实验，这样才能够达到培养学生不同能力的目标。探索性的实验更能够激发学生的创新能力，构建更广阔的活动空间和思维空间，激发不同层次学生的探索和创新的欲望。学生在探究实验的过程中，能够将动手和动脑很好地结合在一起。在实施过程中教师应当选取合适的问题作为实验内容，在教学过程中利用探究式实验的方法培养学生的能力。创新意识的培养渗透在物理实验中，教师应当让学生对各种实验的基本环节都进行观察和处理，并对实验过程进行相应的指导，鼓励学生积极对实验过程进行探究，并将探究的实验内容和创新能力很好地联系在一起。
二、教师首先要注重观念的转变，提高自己的创新能力
要让学生具备创新意识，教师本身必须转变观念，注重提高自己的创新能力。教师要从自身做起，对整个实验课堂教学起主导作用。教师不可能像百科全书一样储存各种各样的知识，但无论物理教师的资质如何，都必须对物理教学有自己的教学思想，必须在自己的教学领域有独特的见解和创新能力。培养学生的创新意识，教师要转变自己的教学观念和角色意识，不要照本宣科，单调地传授书本上的知识，而是创造更多的机会让学生积极思考，帮助学生不断发现问题，根据学生的整体情况进行判断。综上所述，教师应当有创新教学教育制度的意识，必须转变阻碍学生创新能力发展的教育观念和教学模式。如果教师只是单方面地进行物理实验，只是为了达到书本上的要求，以完成任务的思想完成实验教学，那么这种教学是没有任何效果的，特别要注意，有些教师会单方面地传授知识并不让学生自己动手完成，如果简单地将考试分数作为衡量教育成果的唯一标准，那么就无法在实验教学中真正提高学生的创新意识。
三、注重培养学生的实验数据整理分析能力
很多学生只是抱着“好玩”的思想学习的，很多时候做完了实验就懒得进行实验整理。创新意识的培养不仅仅在实验进行的过程中，还应该在实验后的整理过程中。很多学生认为，只要学会实验操作就可以，根本不会重视实验的结果，所以数据会有很大的误差。针对这些情况，教师应当硬性地要求学生进行数据规整，让学生学会处理不同的实验数据和误差的分析，并作出相关的实验效果图。通过整理和归纳的过程，最终可以让学生认识到实验操作的重要性，整理数据的过程也能让学生再一次对实验内容作出思考，创新意识不仅能在实验过程中初步形成，在整理数据之后还能进一步强化创新意识。
四、结语
当前的时代，是科学技术、信息技术高速发展的时代，其中物理实验对科学技术发展的贡献也是非常巨大的。与物理相关的新技术、新产品，正在不断地融入我们的日常生活中，而且其中有很多成果在我们的生活中逐渐地普及，成为日常生活的必需品，而且这一趋势有增无减。所以，让学生多参与物理实验课，让学生们多多讨论，不仅能够开拓思维，激发学生的创新能力，培养学生的素质，而且能够帮助他们更加适应未来社会的发展需要。
由于新课程标准的提出，对于物理实验课教学的目标要求也高。这需要每位物理教师精心地设计并组织一堂高效的实验课，教师要通过这堂课激发学生的兴趣，引导学生去观察与思考，启发学生的思维，培养学生的综合素质，这是实验课教学的关键所在。素质提高的重要途径是让学生主动地去学习、去发展。只有让学生变被动为主动，才能培养学生的各方面能力，才能提高学生的综合素质。这就需要教师以训练并培养学生的思维能力为核心，包括培养学生自主学习的能力，培养学生的抽象思维能力，培养学生通过现象看本质的能力等等。这更需要教师在现行的教材基础上，通过认真分析教材的特点结合学生的实际情况，用心地去教学，不仅要传授给学生知识，更重要的是培养学生的能力，提高学生的综合素质。
二、培养学生的创新能力
实验教学是初中物理教学中的一个重要内容，实验也是组成物理学的一个很重要的部分，因此，要求学生动手做实验也是初中物理教学中一个不可或缺的环节。然而，在目前的初中物理教学中的普遍现状是，教师重点讲授理论知识，学生被要求做大量的习题，对于实验，则很少让学生动手操作，教师也是偶尔做做演示实验。这种状况对学生的全面发展有一定的影响。学生通过做实验认识物理科学，更符合人类探索自然认识规律的过程，可以让学生更清晰地更具体地认识物理事实，培养学生的观察力、动手操作能力。实验也可以培养学生实事求是的学习生活态度，激发学生对物理的兴趣。由于学生能参与其中，且体现学生的主体地位，进而可激发培养学生的创新能力。
三、综合素质的培养
通过让学生动手操作实验，把学生分为两人或者三人一组，在实验过程中，教师要注重培养学生之间在操作、问题解决方面的合作意识，培养锻炼学生的团队合作精神。通过让学生动手操作实验，也可以较好的培养学生的表达能力。例如，在做实验之前，教师可以让学生表述该实验的实验步骤、预期达到的实验目的；在做实验的过程中，学生遇到了问题，教师可以鼓励学生之间多做交流，互抒己见，或者向自己多提问，以加强口头表达能力；在实验结束之后，教师则以要求学生做实验报告的形式，培养学生的书面表达能力。通过加强教师与学生或者学生与学生之间的交流，既锻炼了学生的表达能力，又加深了学生对实验内容的印象，使学生获得较好的学习效果。通过让学生动手操作实验，也可以培养学生的自学能力，而自学能力的具备对学生今后的学习生活有很大的益处。
四、结语
师生关系也是教师占主导地位，学生处于被动的学习状态之中。这种教学方法忽视了学生主体的参与性及内在需求，导致学生对实验教学不感兴趣，其解决问题的能力和创新能力也得不到提高。而物理课教学内容的实验操作性又比较强，理论知识比较抽象难懂，所以培养学生学习兴趣对于他们深入了解物理原理具有重要意义。面对这种情况，教师应积极转变传统的教学思想，把兴趣作为引导学生学习的工具，准确把握实验教学的时机，通过趣味导入新课和游戏化的授课过程及风趣的教学语言，实现学生把“要我学”转为“我要学”。同时着力建立良好的师生互动关系，让学生时刻感受到老师的关心与理解，体会到学习的乐趣，从而激发对实验的兴趣，养成良好的实验习惯，为其终身的物理学习奠定良好的基础。
二、创设问题情境，培养学生问题意识
接触、综合分析和实际参与是学习的三大要素，其中“接触”是良好学习的基础，所以教师要注重引导学生去发现问题，建立生活与物理的联系。由于“问题”是进行物理实验的起点，所以在实验课中如何培养学生的问题意识也是高中物理教师需要思考的问题。在物理实验教学的实践中，教师可以根据学生的实际认知水平来设置一种启发式的、开放性的问题情境，让学生发现所学的知识已经不够用了，需要学习更多的知识来解决，从而有效调动起学生主动学习的积极性。例如，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，由于学生在初中阶段就已经学习了两个力在同一直线上的合成，那么我们就可以直接从二力在同一直线上的合成入手，再引入互成任一角度力的合成，明确学习目标。为了使我们的计算更方便，这里选择特殊情况进行实验。首先用一个弹簧测力计提起一个物体（500g），静止时，让学生记下此时刻度尺的读数F1=5.0N；接着用两个测力计同时向上提起这个物体，再让学生读出这两个测力计的读数F2=2.5N、F3=2.5N，并比较F2、F3与F1的关系，可以得到F2+F3=F1；然后再将两个测力计呈90度夹角向外拉出，调整到适当的位置之后再让学生读出此时两个刻度尺的读数：F4=3N、F5=4N。但我们通过计算发现F4+F5≠F1、∣F4—F5∣≠F1，这时候教师就可以提出问题了：“为什么二力的合成不再符合代数计算的规律了？”“如果角度任意，情况会不一样吗？”然后物理教师再引用学生在数学课中已经学过的勾股定理知识来对学生做一定的启发，使学生在原有知识基础上去思考探究，从二力同一直线到互成角度，从特殊角度到任意角度，实现从特殊到一般性的过渡，最后通过实验找出力的平行四边形规律。又或者教授“功与速度变化的关系”这一实验时，教师可以用“用怎样的方法可以弥补小车在动的过程中受到阻力所减少的速度？“”仔细观察打点的纸带，点距呈现怎样的一种变化趋势？”“各点之间的距离是不是均匀的？”“该选择哪些点距来计算速度呢？“”为什么会产生这种情况？“”如果能够平衡摩擦力，小车移动的方式会不会发生改变？”像这样通过阶梯式问题情景的设置，给学生质疑和思考的机会，引导学生通过实验一步步地去验证自己的猜想，能够切实提高他们的分析能力和解决问题的能力。而也只有使学生对某一物理现象产生强烈的好奇心和求知欲，才会主动去探究其背后的秘密。因此，教师要牢牢抓住学生的这一心理特点，积极创设问题情景，激发学生的问题意识，提高教学质量。
三、引导探究，培养学生的探究能力
在高中物理实验教学的操作中，有很大一部分教师懒于设计，完全就是对照教材来进行实验复制，缺乏特色和创造性，限制了学生自主探究能力的发挥。但对于物理学习来说，探究意识和探究精神是一个至关重要的必备素质。因此，教师设计物理实验时应遵循新课程“实验教学的出发点只能是学生的实际情况”的要求，对教材上的实验过程做合理的改动，灵活地对学生的实验操作进行指导，让学生能积极主动地参与到实验中来，这样才能有效提高实验教学的质量。学生通过自身的实际体验获得了新知，尝到实验所带来的成就感。这对他们来说无疑是一种鼓励，以这种方式来开展实验教学不仅能激发学生的学习兴趣，调动起他们的竞争意识和做实验的积极性，还有助于培养学生的创新精神和实践能力。又或者“，用双缝干涉测光的波长”这个实验，教师可以采用“演示法”来进行教学。任课教师先将实验的具体操作步骤给学生演示一遍，并做好特别需要注意的事项的示范，然后让学生以小组为单位进行实验操作。这样学生一边回忆教师的演示，一边合作讨论完成实验操作，就相当于是做了两次实验，无形中提高了教学效率。接着教师还可以针对测定波长的误差问题向各小组寻求解决方案，这样既能发掘学生的自主探究能力，还有利于合作意识的提高。当前实验教学改革的主要方向就是通过实验探究来提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和自主探究的习惯。所以在实验教学中，高中物理教师可以适当放宽在实验课中对学生的限制，增强实验的延伸性和探究性，只在实验前帮助学生分析实验的原理，然后由学生自己设计出实验步骤和方法，并动手操作实施，使学生从枯燥的物理理论学习中解脱出来，体验到物理学习的快乐，进而产生更多的探究热情。
四、发展思维，培养学生的分析能力
一般情况下，对实验数据的归纳和处理都是两个物理量间的关系是否相等（探究恒力做功与动能改变的关系）或者两个物理量之间是不是正比关系（弹簧的伸长量和弹力的关系）。但是在“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验过程中，我们通过对数据的观察与分析发现当力相同时，质量越大，加速度却越小。这时候教师就要不失时机地引导学生进行思考：在寻找物理量之间的关系时，除了直接观察实验数据外，还经常采用什么方法呢？在学生经过了一番思考过后，教师便可给他们引进“图像法”来解决问题。在物理中利用图像来处理物理量之间的关系是非常常用的方法，因为物理量之间的关系用图形表示出来会更加直观，也能够有效减小实验误差，确定并排除实验中的一些错误数据。一说到用图像来分析物理关系，学生们首先想到的就是a-m图像，但实际在图像中直线比曲线更容易反映出物理量之间的规律，判断二者关系也会更加轻松，所以由此学生就会想到能不能将曲线转化为直线的问题，而教师在进一步启发———“数学上是如何将双曲线转化成直线的？”多数学生就能够想到可以在直角坐标系中建立a-1/m的图像，通过图像发现a-1/m形成一条过原点的直线，直观体现了a与1/m成正比的关系，从而也就更确切地判断出a与m之间的关系。教师的循循善诱，引导学生对物理问题进行拆解分析，不仅加深了对物理知识的理解，同时也让学生广开思路，为学生主观能动性的发挥提供了空间，对有效提高学生的实验分析能力，拓宽学生的思路，从多角度进行研究活动也大有裨益。
五、重视数据处理，培养学生的科学精神
1.尊重实验数据。
在实际的实验过程中，学生的实验数据往往和预期结果相差很大，这时一些学生懒得寻找出错原因，就抄一抄旁边同学的数据或是自己随意写一个跟预期值差不多的数据，这是对实验极度不负责的表现。这就需要教师及时制止，和学生一起对较大误差进行详细分析，看问题具体出在哪，在确认了测量方法和仪器操作都无误后，若实验数据仍不理想，就可以组织学生成立问题研究小组共同探讨问题产生的原因。但无论如何，改动实验数据的行为都是必须禁止的，要培养其尊重实验数据的习惯，树立尊重科学的意识，养成一丝不苟的科学精神。
2.选择合适的数据处理方法。
以处理实验数据的工具为例，很多教师不是采用了最先进的科技方法———计算机，就是采用最原始的方法———手工计算，走了两个极端，却忽视新课程标准提出的“中学生必须掌握计算器的使用方法”的要求。科学计算器体积小、重量轻，且操作简便、功能强大、价格也适合学生一族，所以在此建议让学生使用计算器来进行物理数据的演算，在减轻学生的计算量的同时也减小实验数据的误差值。
六、结语
20世纪80年代中期美国化学家提出微型实验（Micro－scaleExperiment或Micro－scaleLaborato－ry）概念，并在大学和中小学推广微型实验，美国的化学教育杂志（JournalofChemicalEducation）为此还开设了微型实验专栏，报道微型化学实验的研究成果，促进了微型化学实验在世界范围的推广。与常规实验相比，微型化学实验的优点在于节省实验药品用量的数倍甚至数十倍，而随着药品用量的减少，实验产生的废液和废气也将降低80％以上［1］。作为一种新型实验手段，微型化学实验具有绿色环保、操作便捷等特点，并且它在开展实验探究活动，培养学生科学探究能力方面有着独特的作用，符合新课程倡导的绿色化学思想和科学探究理念。经过在国内20余年的研究和推广，微型化学实验已经有了大量成果，这些成果主要涉及微型实验教学功能的理论和实践分析，化学实验的微型化设计和创新，运用微型实验设计探究活动等方面。广西于20世纪90年代中后期引入微型化学实验，并在化学师范生培养和教师职后培训等方面做了相关的探索，在中学领域，微型实验作为化学实验改革的举措之一，在解决实验条件不足，提高实验开设率，推进实验教学等方面发挥了重要作用。2000年在昆明召开的第五届微型化学实验研讨会，激发了中学化学教师的研究兴趣，也加速推进了微型化学实验在广西、云南等西部省份的实施。总体上看，微型化学实验在我国已取得了可喜的发展，但是在中学的推广应用依然不够理想，仍然存在着“研制者热，使用者冷”的局面［2］。影响微型化学实验在中学教学中应用的原因是多方面的，其中教师对它的认识、理解和实践行为是重要因素之一。为了发现微型化学实验在教学实践中的困难和问题，以更好地应对、解决这些问题，我们从中学教师的角度开展调查研究。
2调查对象及方法
本次调查对象来自广西全区14个地市的化学教师，包括各地区参加骨干教师培训的初、高中教师，以及部分在职研修班的学员，调查对象的基本情况如表1所示。调查采用无记名问卷调查的方式，结合对部分教师的访谈，调查问卷共发放180份，回收有效问卷164份，有效率为91．1％。调查对象以中青年教师为主，年龄集中在30～45岁之间，该年龄段的教师也是化学教师队伍的生力军。从学历层次来看，大多数是大学本科学历，研究生（含研究生班和硕士）毕业的占9．2％。从教师的职称上看，中级和高级职称分别占64％和31．1％。此外，初、高中化学教师各占43．9％和56．1％。
3调查的内容
问卷的内容包括5个方面：（1）对微型化学实验的认识和理解；（2）微型化学实验在教学实践中的应用；（3）微型化学实验对学生能力发展的作用；（4）教学实践中微型化学实验的困境；（5）对微型化学实验发展的期望。另外，结合教师回答问题的情况设计并实施了非结构性访谈，以便全面深入地了解教师对微型化学实验的认识观念、应用现状和前景期待。
4调查结果分析
4．1对微型化学实验的认识和理解
从表2可以看出，化学教师对微型化学实验均有不同程度的了解，其中大多数教师对微型实验了解较多，说明微型实验通过多年宣传推广，已经被广大中学化学教师所熟悉。教师接触和学习微型实验的渠道比较广，其中最主要途径是参加相关培训和阅读期刊杂志，这说明在很多教师培训中，微型化学实验已成为培训内容的一部分，许多教师从期刊杂志上学习，与同行的相互交流中了解微型实验，特别是近年来化学教育教学领域的重要学术期刊，如《化学教育》、《化学教学》等在新课程实施以来每年都刊发了一定数量的关于微型化学实验的研究论文［3］，在宣传报道微型化学实验研究和教学实践成果推广方面发挥了重要的引领作用。
4．2微型化学实验在教学实践中的应用
微型化学实验在当前教学实践中的应用情况统计如表4、表5所示。调查中发现，在化学教学中经常或有时运用到微型实验的学校和教师个人约占40％，还有近60％的学校或个人在教学中较少运用，这说明微型实验在化学教学中的使用率总体偏少。笔者通过访谈进一步了解到，有些学校和教师个人还处在实验教学的尝试和探索中，考虑到其他外界因素影响，目前很少在日常教学中使用。然而，不少教师在教学研讨和教学比赛中使用微型化学实验，这说明在教学研讨课上，微型实验作为一种新的实验技术和手段受到普遍欢迎，并值得同行们交流和学习。我们通过分析当前的优质课、比赛课等一些高水平的教学活动，可以看到微型化学实验经常会成为实验活动设计的亮点得到专家和老师们的好评，说明微型实验作为一种创新型的实验手段已被大家认可，这也是对推广微型化学实验的一种积极引导。值得我们深思的是，既然微型化学实验已经得到化学教师的认同，为何日常教学中却并不多见？通过访谈发现，除了一些客观原因外，教师的教学观念和思维惰性仍然是主要制约因素，要让教师由观念上的理解认同转化为行为上自觉实施仍有很长路要走。微型实验不同于常规实验的特点实际已蕴含了创新元素，在教学实践中教师可以进行不同层次、不同角度的创造性运用。在调查中发现，能自行设计制作微型实验装置的教师非常少，只有3．7％，能对课本中常规实验进行微型化改进的也只有9．8％，大多数教师还处于对已有实验仪器装置上改进操作和借鉴他人经验进行实验的水平，这说明中学化学教师在微型化学实验的创新运用能力上还有待提高。
4．3微型化学实验对学生能力发展的作用
在调查中可看出，认为微型实验能提高学生的动手能力、实验探究能力、实验创新能力的教师占了90％左右。这也说明了微型实验由于器材微型化、生活化，便于操作和携带，药品耗费少，适合学生实验等特点，在提高学生实验能力方面具有一定优势，尤其是微型实验器材来源广泛、装置灵活多变的特点对培养学生的实验创新精神和创新实验设计能力上可以发挥重要作用。
4．4教学实践中微型化学实验的困境
微型实验在国内推广实施已20多年，但一直进展缓慢，从总体上说明了微型实验在教学实践中遇到了一些困难，这从调查中也得到了印证。这些困难主要为：实验器材、参考资料、实验技术的缺乏；相关培训不够；教学时间有限；考试评价不够重视等，特别是多数教师反映了教学时间有限和考试评价不重视是当前推广微型实验最主要的困难。这说明目前中学化学教学任务太重而将教师的教学时间限制在教材中已有的实验上。另一方面现行的化学考试评价对微型化学实验不够关注也在很大程度上影响了教师的积极性，从而影响了微型实验的推广应用。
4．5微型化学实验应用前景及个人期望
尽管当前存在一些困难，但大多数化学教师对微型实验的前景依然看好，并充满着个人期待。调查中有38．4％的教师对微型实验的前景非常看好，48．2％的教师比较看好它的前景，众多化学教师已意识到微型实验必将成为化学实验发展方向之一，对微型实验的发展持乐观态度。在调查教师个人期望时有37．2％的人表示会多学习微型实验技术，并在教学中尽可能多运用，45．7％的人表示会关注微型实验的发展，较多地应用于教学。这说明大多数教师愿意参与微型实验的推广和应用，以此推动微型实验的发展。
4．6教师的建议
调查中我们设置了“教师对微型实验推广应用的个人建议”开放性问题，许多教师提出了自己的建议，主要概括为：课程中增加微型化学实验内容；增加微型化学实验软硬件设施的配备；增加实验教学的时间；加强对教师应用微型实验教学的指导和培训；改变现行的纸笔测验考查实验能力的方式等。
5结论
通过调查与分析可知，微型化学实验通过在国内20余年的发展，中学教师通过不同渠道熟悉或了解了微型化学实验，其功能与作用已被大多数化学教师认同；在实践层面，教师在日常教学中运用微型化学实验偏少，多数人只是在教学比赛和教研活动中运用，教师应用微型化学实验还未上升为自觉；教师在教学中对微型化学实验的创新运用意识和能力还有待提高；微型化学实验在教学推广实施中的困难较多，主要在于教师得到的指导和培训不足，教学时间限制和考试评价导向等因素影响；尽管当前存在着一些困难，但是中学教师对微型化学实验的前景普遍看好，大多数教师表示将会更多地关注并学习微型实验并将其应用于教学中。6讨论及建议近20年来，我国微型化学实验虽然获得了较大的发展，但是在教学实践中的推广运用比较缓慢，遇到的困难和问题不容忽视，为推动它在中学化学教学领域的发展，笔者在调查研究的基础上提出以下建议。
（1）开展中学微型化学实验教学实践研究
微型化学实验在学生的科学探究活动中具有独特的优势，但在教学实施的操作层面还存在一些问题，如怎样将微型实验用于演示实验、学生探究实验中，如何设计适合课程内容的微型实验等，这些问题需要开展相关的教学研究去解决。各级教研部门都应鼓励化学教师作为主要参与者进行研究，这些研究可以包括实验设计创新，如实验过程的改进、实验装置的微型化、生活化创新等；也包括教学应用研究，如运用微型化学实验开展实验的认知性研究［4］，以及对培养学生探究能力、创新思维的功能与作用研究。
（2）加强对中学教师的培训和指导
目前中学教师缺乏微型化学实验的相关技术及应用经验，特别新技术赋予微型化学实验新的内涵。如现代传感技术、显微技术与传统微型实验的结合，已经与传统微型实验理念中的“简、易”有所不同［5］。因而，组织相关的培训和指导十分必要。现在国内一些高校如杭州师大、南京师大、广西师大等师范院校多年来在微型化学实验领域进行了一系列研究，并取得了不少的成果，师范院校可利用自身的研究优势与教师职前教育和职后培训结合起来，将微型化学实验成果融入教师职前教育和职后培训中，提高中学教师对微型化学实验的研究和教学应用能力。
（3）开发与利用微型化学实验资源
实验教学资源是实施微型化学实验的重要载体，开发适当的教学资源可以解决中学教师困惑于对实验内容选择的难题。新课程3个版本的化学教材都已开设了实验探究活动栏目，增加了开放性的实验内容，化学教师可以围绕“提高学生科学探究能力”这一主旨，在教学中开发一些具有地域特色的实验课程资源，设计实验探究的主题、内容、活动方式，这些微型实验资源的开发将促进中学微型化学实验的实施。
（4）发挥教学评价的引导和促进功能
1.探究液体内部压强与深度的关系。
实验1：在废弃的空饮料瓶侧壁不同高度的地方用钉子钻出上、中、下3个小孔，先用手指堵住小孔，往里面倒满水，然后松开手指，可以观察到水从3个小孔中分别流了出来，其中最下面的小孔流出的水喷得最急、最远，上面小孔流出的水喷得最慢、最近。实验证明，液体的压强随深度的增加而增大。
2.探究液体压强规律。
实验2：把废弃的空饮料瓶（较柔软的）盖子打开，正立着逐步伸入水中，观察到空饮料瓶向内凹陷，饮料瓶发生了形变，伸入水中越深，饮料瓶凹陷越大。实验证明，液体内部在各个方向上都有压强，压强随深度的增加而增大。实验3：把废弃的空饮料瓶侧壁同一深度不同的方向刺好几个小孔，把空瓶插入水中，发现外面的水从各个不同方向的小孔向瓶入。实验证明，液体内部向各个方向都存在压强。把废弃的空饮料瓶侧壁不同深度同一方向扎好几个小孔，发现外面的水从各个小孔向瓶入，上孔射入又近又慢，下孔射入又远又急。实验证明，液体内部存在压强，液体的压强随深度的增加而增大。实验4：在废弃的空饮料瓶不同侧壁上的同一高度扎好几个小孔，先用手指堵住小孔，最后给瓶里充满水，再松开手指，瓶中的水会向外喷向不同的方向，但喷射的距离是相同的。实验证明，同种液体在液体内部的同一深度处液体内部向各个方向的压强是相等的。实验5：用橡皮泥将饮料瓶侧壁扎有的几个小孔堵住，将空饮料瓶装满红色的浓盐水（目的是使效果明显），再把装满红色浓盐水的塑料瓶插入盛水的水槽中，使瓶内外的液面相平，再把橡皮泥同时拔出。结果显示，饮料瓶里红色的浓盐水从各个小孔向瓶外射向水槽中的水里。实验证明，液体内部的压强和液体的密度有关系。
3.探究液体压强特点。
实验6：将一饮料瓶去底，在底部包上橡皮膜并用橡皮筋系紧，向内部灌水，可以看到橡皮膜向外凸起，说明液体对容器底部有压强；不装水，将橡皮膜的一端压入水中，橡皮膜向内凹陷，实验证明，液体内部存在压强，当向饮料瓶内加水到与外面水位等高时，橡皮膜又会变平，这说明液体内部同一深度处的压强相等。
4．演示帕斯卡定律。
实验7：在废弃的空饮料瓶侧壁不同地方用钉子扎4个小孔，打开瓶盖，用手按入水中使其充满水，再拧紧瓶盖，用手挤压饮料瓶，会观察到从4个孔中射出来的水的射程是相等的。实验证明，加在密闭液体上的压强能够按照原来的大小使液体向各个方向进行传递。
二、设计与液体压强有关的实验，进行小制作、小发明实验
8：自动浇花。将盛满水的饮料瓶连接一个打点滴的带开关的细管，悬挂在花盆上面，通过开关控制滴水的大小，在重力及液体压强的作用下，水滴长流，保证主人不在家的几天里水能自动浇花。通过这个小实验能解决生活中的一些小问题，启发学生进行小制作、小发明。实验9：水帘实验。在废弃的空饮料瓶中装满水，并在侧壁扎上几个小洞，打开瓶盖，可观察到有水射出，这说明液体内部在各个方向上都有压强。当饮料瓶盛满水拧紧瓶盖后，在侧壁不同的方向扎几个小洞（直径小于2mm），水并不流出来。当用手拧松瓶盖时，水就从所扎的小孔向外射出来，形成美丽的水帘。
三、结语
根据传统考试的不足，结合社会网络科学技术，我们可以构想分析化学实验网络考试。在网络平台上创建分析化学实验考试系统，其中包括虚拟的分析实验室(通过配备一定数量的计算机及虚拟实验软件，从而可以在计算机上进行各种相关实验设计与测试)、虚拟实验仪器(利用现有的计算机相应的硬件和专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器)、虚拟实验(利用鼠标的点击、拖动、将微机上虚拟的各种仪器，按实验要求、过程组装成一个完整的实验系统，同时在这个系统上完成整个实验)、分析化学实验考试题库(其中包括学生所学实验而提炼出来自动组成的考试试题)、评分系统。当学生通过相应的Web页面登录进入管理系统或分析化学实验考试系统时，打开界面考试题库选择题目后通过虚拟实验及虚拟仪器进行考试。考试完成后学生即可看到成绩和在操作过程中的问题，从而帮助学生及时地改正和提高。
二、分析化学实验网络考试系统的构建
1.实验考试系统组织形式考试系统采用WWW网站形式，进入分析化学实验考试系统。教师和学生可分别通过相应的Web页面登录进入管理系统或实验考试系统。2.试题库建立考试系统建立在试题库之上，试题库涵盖分析化学的操作和理论。操作包括实验基本原理、实验操作要领、实验设备仪器性能及使用方法、数据处理方法、实验技能技巧等相关的题目。理论包括基本概念、操作过程中注意事项、仪器使用方法等。题目内容注重实际操作和使用技巧，内容来源于分析化学实验课本或者是实验的引申，这就要求学生有一定的实验经验积累，学生使用的成套考试试题随机产生，加入智能化的干预条件，使每套试题难度相当，内容各异。
三、化学实验网络考试系统的功能特点