探究實驗大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇探究實驗范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

解決實驗探究題首先要深入了解課本上實驗的原理和方法，做到了如指掌，才能對探究實驗題做到萬無一失；其次是掌握探究的方法，要熟練運用“控制變量法”“等效替代法”“類比法”等方法.

下面對2011年全國各地中考物理實驗探究題進行分析，探討實驗探究題的應試技巧.

一、 考查選擇器材進行實驗的能力

例1 請你設計一個測量兩位同學從一樓上到三樓做功快慢的實驗. （1） 已提供的器材是秒表和皮尺，還需要的器材是_____（2） 實驗需要測量的物理量是_____、_____和_____（3） 請寫出比較兩位同學做功快慢的方法.

點評 題目考查根據物理知識選擇器材，進行實驗的能力.要測量兩位同學從一樓上到三樓做功快慢，需要知道他們把自己身體“搬”到樓上做的功和時間，這就要知道他們所受的重力，上樓的高度，及所用的時間.

二、 考查設計實驗的能力

例2 張紅在做早餐時發現，同樣情況下，煮沸一鍋牛奶與煮沸同質量的豆漿用的時間不同，這是為什么呢？請你運用所學的物理知識，針對其中的原因，提出一個猜想，并簡述驗證這個猜想的辦法.

（1） 你的猜想是：_____ ；

（2） 驗證猜想的辦法是：_____ .

點評 試題考查學生根據已有的知識和經驗進行猜想，及針對猜想設計判定性實驗的能力，其所需知識并沒有超出學生已有知識的水平，但要求學生能靈活運用所學知識于實際情景之中.

三、 考查分析實驗的能力

例3 小剛同學在研究“冰的熔化規律”時，得到的實驗數據如下表.

（1） 從表中數據可以看出：冰熔化過程的起止時間是從第_____到_____；

（2） 根據表中數據可以判斷：冰屬于

_____.（填“晶體”或“非晶體”）

點評 本題要求學生從題目給出的反映冰在熔化過程中溫度隨時間變化的數據表，分析得出冰熔化的規律，即冰熔化過程的起止時間、冰的熔點，再根據冰在熔化過程中溫度保持不變這一特點推斷出冰屬于晶體.

四、 考查對科學方法的運用能力

篇（2）

中圖分類號：G633．8文獻標識碼：A文章編號：1006-3315（2013）03-008-001

《九年義務教育全日制初級中學化學教學大綱（試用）》指出：“化學是一門以實驗為基礎的學科。實驗教學可以激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念，獲得化學知識和實驗技能，培養觀察和實驗能力，還有助于培養實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學的學習方法。”同時也指出，“義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。學生通過親身經歷和體驗科學探究活動，激發學習化學的興趣，增進對科學的情感，學習科學探究的基本方法，初步形成科學探究能力?！?/p>

課堂教學中教師演示實驗和學生分組實驗，在時間、空間及儀器和藥品選擇上都十分有限，化學實驗的教育教學功能遠遠不能充分發揮。化學課外實驗是課堂教學的延伸，可以探究的內容很廣泛，其切合點可以根據課堂教學內容，對物質進行進一步探索，或結合生活實際和生產實踐，對學生身邊的物質進行探究。課外實驗給學生提供了一個更為廣闊的空間，學生有充裕時間自主進行探究，彌補了課堂教學的不足。

剛步入初三的學生對化學這樣一門新課程充滿了濃厚的興趣和探究的欲望。但學生剛接觸化學知識，對化學儀器和實驗基本操作都不了解，要讓他們自己做課外實驗，對實驗進行探究幾乎是不可能的。在教學過程中，教師先為學生設計好探究性實驗報告，內容包括：“發現問題―提出問題―作出假設―設計方案―進行實驗―交流討論――歸納總結―得出結論”，然后老師做演示實驗。學生通過實驗報告和老師的示范實驗，感知和了解實施探究性實驗的一般方法。這時可以讓學生做一些簡單安全的課外實驗，滿足學生的探究欲望。例如在學完“鎂的性質的探究”實驗后，學生對化學實驗探究過程有了一定的了解，對物質的探究興趣正濃，老師可以順勢而為，布置一個課外實驗：對銅的性質的探究。這樣，實驗的成功率大，效果好，學生能在“玩”中掌握知識，體驗探究的樂趣，學生的自信心就會得到加強。

隨著學生對探究性實驗學習能力的逐步提高，在研究過程中，老師可以采取邊學習課本中的探究性實驗，邊增加課外實驗和對生活中一些化學現象探究的學習。比如課外實驗：探究鐵生銹的條件。指導學生認識對比實驗的關鍵要控制變量，使鐵釘處于只與水接觸、只與氧氣接觸、同時與水和氧氣接觸三種環境中，來觀察鐵生銹的情況，從而得出鐵生銹的條件。學生在家中完成探究實驗，并在課堂上進行了交流。在實驗中，沒有試管，同學們用醫用針劑小藥瓶代替，從雪米餅袋中、甚至從保健藥品的罐中找來各種干燥劑做實驗。由于自己動手實驗，并從生活中尋找實驗儀器和材料，同學們不僅親身體驗到了鐵在什么條件下會生銹，在什么條件下更容易生銹的知識，而且知道了什么是對比實驗，初步學會了如何設計、運用對比實驗，同時極大地提高了大家學習化學的興趣。這是我們老師事先準備好實驗，然后在課堂上展示講解而實現不了的。

篇（3）

在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”教學中，部分教師習慣性地按照教材編排，反復講解實驗步驟，強調酵母菌有氧呼吸、無氧呼吸各自的產物，再將實驗現象和顏色反應對應，從而確定酵母菌有兩種細胞呼吸方式。如此照搬課本思路，有飭業摹把櫓ば浴蔽兜潰卻未培養學生的思維能力，沒有“探究”體驗，沒有科學教育，沒有用好教材。本文從發現問題、分析問題、作出假設、設計實驗為主線體驗實驗的探究性，拓展了教材寬度，挖掘了學科理性。

2 教學目標

2.1 知識目標

說明酵母菌細胞呼吸的方式。

2.2 能力目標

組建實驗裝置，鍛煉學生動手能力和提高合作互助精神。

通過探究酵母菌細胞的呼吸方式，讓學生學會實驗探究的方法。

學會控制自變量，觀察和檢測應變量的變化，提高學生合作、交流以及自主學習能力。

2.3 情感態度價值觀目標

形成對自然科學的基本認識和思維方法，提高學生科學素養，讓學生熱愛生活。

3 教學重點和難點

（1）說明酵母菌細胞呼吸的方式。

（2）認同酵母菌為兼性厭氧型真菌。

4 實驗目的和原理

4.1 實驗目的

通過實驗探究酵母菌在有氧條件下和無氧條件下細胞呼吸的產物，明確酵母菌細胞呼吸的方式。

4.2 實驗原理

酵母菌屬于單細胞真核微生物，兼性厭氧菌，能進行有氧呼吸，產生CO2，也能進行無氧呼吸，產生酒精和CO2。

5 實驗探究歷程

5.1 從現象出發，發現問題

部分學生觀察生活注意到做饅頭、面包等食品時都是用酵母菌發面，發好的面團松軟有氣孔，而且蒸好的饅頭、烤好的面包也都有大量氣孔。聯想到有氣孔說明了有氣體產生，產生以下問題：“氣體是什么呢？酵母菌發酵產生了什么物質？發面是酵母菌利用淀粉發酵嗎？細胞呼吸和發酵之間有何關系？”

5.2 理性思考，提出問題

（1）酵母菌發酵能產生氣體，氣體是什么？

（2）酵母菌在怎樣的條件下產生氣體？它在有氧、無氧條件下，都會產生氣體嗎？假如都產生氣體，氣體的量一樣多嗎？

（3）酵母菌呼吸除了產生氣體，還產生別的物質嗎？能否驗證？驗證時，如何取材？

5.3 大膽演繹，作出假設

結合上述提出的3類問題，結合“有氧呼吸”、“酒精發酵”、“乳酸發酵”反應式，可以有以下7種假設。

（1）酵母菌只能在O2參與條件下產生CO2。

（2）酵母菌只能在無O2參與條件下產生CO2。

（3）酵母菌只能在無O2參與條件下產生乳酸。

（4）酵母菌不僅能在O2參與條件下產生CO2，而且在無O2參與條件下產生CO2。

（5）酵母菌不僅能在O2參與條件下產生CO2，而且在無O2參與條件下產生乳酸。

（6）酵母菌不僅能在無O2參與條件下產生CO2，而且在無O2參與條件下產生乳酸。

（7）酵母菌不僅能在O2參與條件下產生CO2，而且在無O2參與條件下產生CO2，也能產生乳酸。

嚴密的推理彰顯了學科“理性”。前3種假設只有“一個自變量”，即“O2的有無”，后4種假設“雙自變量”，即“有O2和無O2”，滲透了排列組合思想。多數學生能想到前3種假設，而后4種假設需要教師提示。據此7種假設，找到突破口，為設計實驗找到理論依據。

5.4 結合假設找到突破口，明析實驗設計思路（假設酵母菌以葡萄糖作為呼吸底物）

在設計之前，學生已儲備“有氧呼吸”、“酒精發酵”、“乳酸發酵”等知識，從“物質變化”的角度觀察三者化學反應式，發現有氧呼吸、酒精發酵產生CO2氣體，利用氣體作為突破口，理順“氣體量影響到容器內壓強”的思路。以1 mol葡萄糖為底物，有氧呼吸每吸收6 mol O2，釋放6 mol CO2，氣體體積不變，壓強相對不變；酒精發酵不吸收氣體，釋放2 mol CO2，引起氣體體積增大，壓強增大?；诖死脷怏w，設計第1組實驗，排除乳酸發酵后，保留前文假設（1）（2）（4）的3種情況。

排除乳酸發酵后，在已保留（1）（2）（4）的3種情況下，設計第2組實驗，借助鑒定試劑、顏色反應探明酵母菌假設（1）、假設（2）相應產物，找出“氣體是誰”和“其他產物”。

找出假設（1）、假設（2）產物后，設計第3組實驗，探明酵母菌有氧呼吸和酒精發酵的關系，是“有氧呼吸為主”，還是“酒精發酵為主”，還是“有氧呼吸和酒精發酵兩者勢均力敵”。

5.5 實驗設計

5.5.1 第1組實驗

5.5.1.1 材料器具

材料：含葡萄糖酵母菌培養液。器具：6只相同注射器。

5.5.1.2 實驗步驟

（1）取6只已滅菌的注射器，分為A、B兩組。分別標號為A1，A2，A3，B1，B2，B3。

（2）在2組注射器A、B中分別加入3 mL含葡萄糖酵母菌培養液、3 mL滅活的含葡萄糖酵母菌培養液，均吸入9 mL空氣后加塞密封。

（3）一段時間后，觀察兩組注射器內氣體體積的變化情況并說明理由。

5.5.1.3 預期實驗結果

一段時間后，預測A注射器內氣體體積增加，B組注射器內氣體體積相對不變。

5.5.1.4 實驗分析

A組注射器內氣體體積增加，產生了氣體，說明細胞呼吸有3種類型：

①酵母菌在有O2條件下產生CO2；

②酵母菌在無O2條件下產生CO2；

③酵母菌在有O2和無O2條件下都產生CO2。

該實驗排除酵母菌乳酸發酵，保留了有氧呼吸和酒精l酵，達到了實驗前的預設。同時還產生了3個問題：酵母菌產生氣體，氣體是什么呢；不同條件下，產生氣體的量一樣多嗎；酵母菌除了產生氣體，還產生別的物質嗎？

據上述3個問題，設計第2組實驗：把酵母菌分別置于有O2和無O2條件下，觀察實驗現象，鑒定細胞呼吸產物。

5.5.2 第2組實驗

5.5.2.1 材料器具

材料：酵母粉、葡萄糖、溫水、石蠟油、酸性重鉻酸鉀溶液。

器具：氣球2只、氧氣袋1個、礦泉水瓶2只，橡皮筋若干，試管若干。

5.5.2.2 實驗步驟

（1）取2只已消毒礦泉水瓶，分別標號為A、B，均加入等量葡萄糖酵母菌液。

（2）A組充入一定量的氧氣，B組加入一定量的石蠟油密封液面，迅速將2只氣球套在礦泉水瓶口，用橡皮筋扎緊固定，以防漏氣。

（3）觀察2只氣球膨脹程度，列表記錄相關數據，見表1。

（4）實驗結束后，分別從兩只礦泉水瓶中取出等量液體注入試管中（注意B組盡量不要取到石蠟油），加入等量的酸性重鉻酸鉀溶液，輕輕震蕩混合均勻，觀察試管顏色的變化。

5.5.2.3 預期實驗結果

一段時間后，預測A組氣球不膨脹，試管顏色未發生變化；B組氣球膨脹，試管顏色由橙色變為灰綠色。

5.5.2.4 實驗分析

酵母菌在有O2條件下，氣球不膨脹，試管顏色未發生變化，說明氣體體積相對不變，結合顏色反應證明沒有產生酒精，進行有氧呼吸；在無O2條件下，氣球逐漸膨脹，試管顏色由橙色變為灰綠色，說明氣體體積增大，產生了CO2氣體和酒精。

第2組實驗設計中沒有使用教材提供的“澄清石灰水證明是否有CO2產生”，緊密圍繞“體積是否增大”，借助氣球膨脹程度分別證明了有氧呼吸、酒精發酵是否產生氣體，此時已經達到對教材探究的目的。但產生了新問題，即隨著O2濃度從無到有再到逐漸增加，此時酵母菌“有氧呼吸為主”，還是“無氧呼吸為主”，還是“有氧呼吸、無氧呼吸兩者勢均力敵”？可設計第3組實驗。

5.5.3 第3組實驗

5.5.3.1 材料器具

材料：含葡萄糖酵母菌培養液、5 mL 20%NaOH溶液、5 mL蒸餾水。

器具：2只帶橡皮塞廣口瓶、帶活塞玻璃管若干、彎曲玻璃管若干，尺子。

5.5.3.2 實驗步驟

按圖1所示，組裝實驗裝置，進行實驗，觀察紅色液滴移動情況。

（1）2組裝置中均不通入O2，觀察紅色液滴移動情況。

（2）逐漸增加O2濃度，觀察紅色液滴移動情況并測量移動距離。

5.5.3.3 預期實驗結果

實驗結果見表2。

篇（4）

先以無限循環小數0.■為例進行實驗。

設0.■=X，由0.■=0.777…可知

10X-X=7.777…-0.777…即

10X-X=7

解方程得X=7/9

于是得0.■=7/9

想一想：如何把像0.■，0.■…0.■這樣的無限循環小數化為分數形式？動手試試設

0.■=X，由0.■=0.111…可知

10X-X=1.111…―0.111…即

10X-X=1

解方程得X=1/9

于是得0.■=1/9

同理可得0.■=2/9，0.■=3/9，0.■=4/9，■=5/9，■=6/9=2/3，■=7/9，■= 8/9

但■就不能化為分數形式：

設■=X，由■=0.999…可知

10X-X=9.999…-0.999…即

10X-X=9

解得方程X=1

于是0.■=1顯然是錯誤的。

再以無限循環小數■為例，做進一步實驗：■=0.737373…它有循環節兩位，類比上面的實驗，可以得到如下的做法：

設0.■■=X，由0.■■=0.737373…可知

100X-X=73.7373…-0.7373…

即：100X-X=73

解方程得：X=73/99

于是得0.■■=73/99

同理可得0.■■=10/99，0.■■=11/99，0.■■=20/99

0.■■=22/99…

但0.■■就不能化成分數了。

類比地，循環節有三位的無限循環小數也能化為分數。如 ■

設0.■■■=X，由0.■■■=0.735735…可知

1000X-X=735.735735…-0.735735…可知1000X-X=735

解方程得X=735/999

于是0.■■■=735/999

同樣可得0.■■■ =823/999，0.■■■ =125/999，0.■■■=325/999… 但遇到0.■■■就不可以了。

動手試一試循環節有四位或四位以上的無限循環小數都可以用此種方法化成分數。

篇（5）

（2）調好后，第一組按圖1（乙）進行實驗，第二組按圖1（丙）進行實驗.你認為第

組實驗更好，理由是 .

分析 本題考查了實驗器材的使用及其實驗步驟的知識和技能目標，又體現出過程和方法的目標的檢測.

在問題的設計方面，通過“如圖所示”要求同學們能通過觀察圖像得出“杠桿左低右高”的信息，跳出了傳統實驗題靠背步驟、背原理、“照方拿藥”得高分的怪圈.根據觀察得出的信息，提出如何通過調節“左端”的螺母實現杠桿平衡問題，它考查了科學探究活動分析和推理能力.在第2小問要求同學們“選擇哪種方法更好”，突出了同學們探究活動的感悟和體驗，全面體現了新課標理念.

最后1小問，要求同學們對兩種方法做出評價，考查科學探究的要素問題.

答案 （1）右；（2）二；便于從杠桿上直接讀取力臂.

例2 在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、刻度尺、細線、質量相同的鉤碼若干.

（1）將杠桿裝在支架上，發現杠桿右端下沉，如果將杠桿右側的平衡螺母向左調到頭了，杠桿右端仍下沉，此時應將杠桿左側的平衡螺母向 調，直到杠桿在水平位置平衡為止.

（2）某同學進行正確的實驗操作后，得到的數據為F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2

=30cm.該同學根據這些數據能否得出探究結論？ .理由是： .

（3）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實驗，也能得出杠桿平衡條件.

這種實驗方案與杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為哪種實驗方案好并說明理由： .

（4）如圖2所示，杠桿在水平位置平衡.如果在兩側鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，則杠桿 端將下沉.

分析 該題探究杠桿平衡條件的實驗問題情景是“右側的平衡螺母向左調到頭了”，這種設計打破了“聽實驗”就能解答題目的弊端，不經歷實驗過程、不能真正理解實驗的同學是難以得分的.這體現了物理命題能力立意的導向.

答案 （1）左；（2）不能得出探究結論；因為一次實驗獲得的數據具有偶然性，不能反映普遍規律；（3）杠桿在水平位置的實驗方案好，便于測量力臂；（4）右.

我們知道，科學探究的基本要素是提出問題、猜想和假設、設計實驗和進行試驗，制訂計劃與收集證據，分析與論證，評估、交流與合作.本題突出了科學探究中評價這一要素.

要正確解答評價問題，必須了解什么是評價，什么是科學探究的評價，如何評價.

篇（6）

比如兒童常見的玩具發光陀螺，這個隨處可見，發光陀螺在旋轉時，流光溢彩、霓虹閃爍，煞是美觀。認真觀察發光陀螺，可以發現，發光陀螺上有一個個小燈，在不旋轉時是不發光的，只有在高速旋轉時燈才會發出五顏六色的光，形成一道道彩色光環。針對這一常見的現象，就可以引導學生起疑，提出設問，為什么發光陀螺上的燈在陀螺不旋轉時不發光，在高速旋轉時會發光，并且會形成一道道光環，從而激起學生好奇心，激發學生探究欲望，對學生提出要求，利用自己學過的物理知識并且通過查閱資料來研究這一問題。學生通過網絡查得發光陀螺內部有電源、閃光集成電路、發光二極管和離心開關組成。平時陀螺電源處于關閉狀態，當陀螺旋轉時，由于離心作用，開關自動接通，陀螺發出不同顏色的光，形成一個光環。發現陀螺轉動時空腔中心的小珠子總是被甩向周圍，陀螺轉動得越快，甩動越厲害，陀螺就會發出不同顏色的光。由此學生明白了發光陀螺發光的原理：陀螺旋轉，由于離心作用，使開關接通，從而陀螺發光。明白了這些后繼續問，針對這些你還能做出一些設想來進行探究嗎？

篇（7）

實驗用品：一支新蠟燭、火柴、一支干凈燒杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。

實驗步驟與方法：

1．觀察蠟燭的顏色、形狀、狀態、硬度；嗅其氣味。

現象：蠟燭是白色、較軟的圓柱狀固體，無氣味，由白色的棉線和石蠟組成。

2．用小刀切下一塊石蠟，放入水槽，觀察其在水中的現象。

現象：石蠟漂浮在水面上，不溶于水。

結論：石蠟是一種密度比水小，不溶于水的固體。

3．點燃蠟燭，觀察其變化及其火焰和其各層溫度的比較。

現象：石蠟受熱時熔化、蠟燭燃燒時發光、冒黑煙、放熱。

燭焰分三層：外焰、內焰、焰心，外焰溫度最高，焰心最低。

結論：石蠟受熱會熔化，燃燒時形成炭黑。

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4．干燥的燒杯罩在燭焰上方，觀察燒杯壁上的現象片刻，取下燒杯，倒入少量石灰水。振蕩，觀察其現象。

現象：干燥的燒杯壁上出現了許多小水珠。取下燒杯后迅速倒入澄清石灰水，振蕩，石灰水變得渾濁。

結論：蠟燭燃燒時產生了水和能使石灰水變渾濁的二氧化碳兩種物質。

5．熄滅蠟燭，觀察其現象，用火柴點燃剛熄滅時的白煙，觀察有什么現象發生。

現象：熔化的石蠟逐漸凝固，白色棉線燭心變黑，易碎。用火柴點燃剛熄滅時的白煙，蠟燭會重新燃燒。

結論：石蠟遇冷凝固，燃燒時產生炭黑，棉線炭化，白煙由細小的石蠟顆粒構成，有可燃性。

實驗結論：

篇（8）

近年來隨著素質教育理念的貫徹落實，實驗探究逐步成為了化學教學中的重要內容，這就要求教師必須加強實驗教學，深入研究和改進實驗教學，開拓創新思維，設計符合教學內容的化學探究實驗――即化學小探究實驗，引導學生主動思考、探究問題，從而促使學生扎實掌握化學實驗操作技能，靈活運用化學知識.基于此點，下面結合自己的教學實踐，對化學小探究實驗談些粗淺的認識.

一、概念

化學小探究實驗指在化學課堂上或者化學課堂外開展的小實驗， 它緊密結合教材的內容而精心設計，它的“小”即是相對于較復雜而又多的實驗儀器而言，也是相對于繁瑣的操作和探究過程而言，它不追求科學探究的完整.它的實驗用品簡單易得，操作簡便，相對安全，綠色環保.它包括師生對課常演示裝置改進、創新的自制教具小實驗，開發利用身邊生活用品的學生隨堂小實驗和啟迪性小實驗.它具有趣味性、探究性、規范性、普及性等特點.遵循同步性、易得性、簡易精練性、目的性和安全性等原則.是教師演示實驗和學生實驗的必要補充，是課堂教學的擴展、延續和加深，是培養學生探究意識和提高探究能力的重要途徑.

二、研究內容

化學小探究實驗內容的選擇和確定主要根據學生認知的水平、化學學科的特點、學生的求知欲和好奇心等方面來考慮.在知識形式上以選擇經驗知識為基本原則；在知識的傳遞上，以學生自我活動、自覺操作、自我探究、自我體驗為基本形式；在知識的價值上，以實驗知識養成技能的訓練為基本價值取向. 化學小探究實驗的內容與形式是緊密聯系的，豐富多彩的內容要通過多種多樣的形式體現出來，才能使化學小探究實驗變得生動活潑、充滿活力.化學小探究實驗的研究內容主要從如下幾個方面進行： ①小探究實驗的時間、地點、內容、藥品、儀器的選擇；②小探究實驗的內涵和特點；③小探究實驗開展價值；④小探究實驗實施策略和原則；⑤小探究實驗的的具體過程和措施及評價方法.

三、化學小探究實驗教學實施

1.引導學生開展對化學實驗的改進、創新的自制教具小實驗探究教學

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，而且化學實驗是學生進行探究性學習的重要方式.因此，在教學中要加大對化學實驗的改進和研究，這樣可以促使他們去思考、去發現問題.尤其是學生自制的儀器，雖然實驗效果不是十分理想，或者存在這樣那樣的小毛病，但它卻會比用現有的儀器能學到更多的東西.自制教具對于激發學生求知欲望、提高學生參與意識、加深學生體驗、增強學生創新能力、提高課堂效率都有著不可缺少的重要作用.所以教師在實驗探究教學時，應認真分析中學課本上的化學實驗，從中發現問題、思考問題，并提出解決問題的相應辦法.在化學實驗的選擇上特別注意到對實驗的改進和創新，注重實驗的趣味性，更大限度的激發學生的學習興趣.

2.開發利用身邊生活用品的學生隨堂小實驗探究教學

通過開發利用身邊生活用品的學生隨堂小實驗探究教學，讓學生認識到：生活空間就是化學實驗室，生活中的一切材料物品都是開展化學實驗探究和認識化學規律的重要課程資源，這就突破材料和時空的限制，為實施多種形式的化學實驗教學提供了豐富便利的條件從而調動學生學習的積極性、主動性.

3.增設啟發性小實驗探究教學

思源于疑，沒有問題就無以思維.思維總是從解決問題開始的.因此在化學教學中要增設有啟發性小實驗演示，教師要通過提出啟發性問題或質疑性問題，創設新異的教學情境，給學生創造思維的良好環境，讓學生經過思考、分析、比較來加深對知識的理解.尤其是恰當地創設化學問題情景，在加上當生動的演示現象出乎學生的意料之外時， 認知的矛盾將上升為思維的動力，喚起學生好奇心來激發學習興趣.巧妙的設計一些趣味性濃厚的小實驗，讓學生在愉快的情境中學習化學.啟發學生的創新思維，激發了學生的好奇心，能產生對化學的濃厚興趣.

四、化學小探究實驗評價

化學小探究實驗的評價應側重于學生的認識過程，更要注重于學生的發展，通過評價發現學生差異和發展的可能性，改進教學策略，從而有效促進學生發展.其具體功能表現為：反饋調節，展示激勵，反思總結.紀錄成長導向等功能.評價過程應與學習過程相一致，發揮評價促進學生發展、教師提高和改進教學實踐的功能，突現評價的發展.在進行實驗的過程中，為了鼓勵學生積極參與實驗，要有評價意識. 新課程標準要求，教師要采取多種適合學生發展的評價方式.可以采取自評、小組評、教師評等方式.其中教師的評價具有較強的導向性和引導性，化學小探究實驗的評價，要盡可能充分反映學生在實驗探究過程中的設計思想、收獲體會、對待科學的情感態度以及思維能力和實驗技能等的提高.學生不僅是探究性學習的主人，也可以是評價自己學習情況的主人.

總之，化學小探究實驗是學生對化學知識由認識到理解的橋梁，是化學教學的重要組成部分，對課堂實驗教學起到了極好的補充作用.它能激發學生學習的興趣、培養學生的實驗技能、科學態度和良好的學習習慣，也是培養創新精神、實踐能力的重要途徑，是課堂教學的延伸，創造發明的基礎.化學小探究實驗既是課堂教學的有效補充，又是激發學生學習興趣、培養學生能力、提高學生素質的重要渠道.

參考文獻：

[1]鄭長龍.化學實驗教學新視野[M].北京：高等教育出版社，2003.

篇（9）

化學實驗教學，特別是化學探究式實驗教學是培養創新精神和創新人才的重要的活動和手段，是提高學生素質的重要途徑。實驗不僅是一種教學過程中的實踐活動，而且是一種更重要的探究性的實踐活動。在中學化學教學中，絕大部分新授課含有演示實驗內容，有些是以實驗學習來了解物質的性質、制法、用途，有些是靠實驗推斷出重要的結論。積極開展以實驗為基礎的教學活動，即實施實驗探究教學，意義深遠。

1.實施實驗探究教學法的意義

1.1實驗探究教學思想是新課程標準的靈魂

實施化學實驗探究法有其必要性，《義務教育化學課程標準》強調：“通過以化學實驗為主的多種教學活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學生學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力，逐步樹立科學態度，形成終身學習的愿望和能力?！保?］所以實施新課程標準的一個重要目標就是以培養創新精神和實踐能力為重點，建立新的教學方式，促進學習方式的變革。［2］實施新的課程標準，以銳不可當之勢正在全面展開。實施實驗探究教學思想是新課程標準下中學化學教學改革的一種必然選擇。

1.2實驗探究教學思想是化學課堂教學的活力

實施化學實驗探究法有其重要性，真正的教育應該是教材與方法、課程與教學水融、相互作用的動態統一。新課程強調教學過程是師生交往、共同發展的互動過程。在教學過程中要處理好傳授知識與培養能力的關系，注重培養學生的獨立性和自主性，引導學生置疑、調查、探究，在實踐中學習，使學習成為教師指導下主動的、富有個性的過程。［3］在實驗探究教學中，教師要創設能引導學生主動參與的教育環境，激發學生的學習積極性，培養學生掌握和運用知識的態度和能力，使每個學生都得到充分的發展?，F代化學教學理論認為，實驗探究教學不僅能使學生掌握基礎知識和基本技能，而且注重對學生進行探索化學知識的過程和學習方法的訓練，以此激發學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的興趣，形成求學所必需的質疑態度和批判精神，從而培養創新意識和創造能力。［4］

2.實驗探究教學的指導思想

實驗探究教學的指導思想：（1）以實驗為基礎；（2）突出學生的主體性；（3）強調實驗教學的探究性；（4）知識技能的掌握、能力的形成和態度的培養在探究過程中統一。［5］

2.1以實驗為基礎

化學是一門以實驗為基礎的自然學科?？v觀化學科學發展的歷史，幾乎每一項科學發現都離不開化學實驗?；瘜W實驗是化學科學賴以生存的基礎。同時化學實驗教學有助于培養學生實事求是的科學態度和科學方法。［6］因此要想發揮實驗的作用，我們首先要注重激發和培養學生實驗興趣，引導學生根據實驗事實或實驗史實，運用實驗方法論來探究物質的本質及其變化規律，充分發揮學生主觀能動性，使學生自主參與實驗。

2.2突出學生的主體性

新課標明確指出：“學生是學習和發展的主體?！币虼?，教師要準確地給自己的角色定位，要相信學生自學自悟的能力，重視學生潛能的開發。重視學生的自我感受和獨特見解，耐心傾聽學生的心聲。［7］要想有效地實施實驗探究教學，就必須增強學生的主體意識和了解學習的主要成分發揮學生的主觀能動性。所以，教師要想方設法為學生創造機會，如增加趣味性實驗、生活周邊的探索實驗等，讓他們自己動手，用所學的知識解釋身邊的化學現象。當然教學過程是雙向的，探究式教學不僅包括教師的教，而且包括學生的學。教師要達到教學目標，就必須使學生主動積極地參與到教學中來，自覺按照教學目標進行探究式學習。構建知識需要學生積極地獲取，而應用知識去解決實際問題則是個飛躍過程，更需要靠學生自己勤奮鉆研，勇于實踐。

2.3強調實驗教學的探究性

實驗探究性教學，主要強調教學，是一種教學模式的改變，是一種針對教育理念的改革。這種教學模式所要實現的目標是：將傳統教學中以教師為中心、注重結論的模式向以學生為中心、注重過程的方向轉變。

2.4知識的掌握、能力的形成和態度的培養在探究過程中統一

為了能使學生的學習方式發生根本性的轉變，新課改重視課程結構的調整，倡導通過改變學習內容的呈現方式，促進學生積極主動地去學習。同時倡導學習過程轉變為學生不斷提出問題、探索和解決問題的過程，積極有效地掌握一定的知識技能、形成一定的實驗能力，培養了堅定的科學態度。［8］這三項教學目標是彼此統一的，三者在運用科學方法而展開的科學實驗探究過程中得到統一。

3.實驗探究教學的程序設計

實驗探究教學程序主要包括：發現問題―引出問題―實驗探究―探討規律，四個基本環節。［9］

3.1發現問題

教師應根據教學內容和教學目的、要求，從已學教材中或從生產生活實踐中提出一些富有啟發性的問題，設計些富有探究性的實驗，使學生明確學習目標。同時教師要拓寬學生的知識面，在拓展中提煉出開放性教學的基本素材，而且引出的問題要具有針對性和啟發性，要讓學生想想“為什么要這樣做?”“換種方法行不行?”以此滲透科學思想，啟迪學生思路。［10］例如：在講《氫氣的實驗室制法》一節時，可向學生質疑：如果要使氫氣的發生裝置能夠隨時添加酸液，實驗裝置應如何改進？如果要使反應隨時發生和停止，實驗裝置又應如何改進？學生通過閱讀有關“啟普發生器”的相關資料受到啟發，可以設計出多種實驗方案來改進。

3.2引出問題

教師向學生提出問題后，引起學生的好奇、懷疑、困惑和矛盾，［11］從而激發學生的探究心理，創設探究問題的情況，促進學生進行閱讀資料、討論、實驗構思與設計，提出某種可能性，從現象上、結論上引發學生的興趣，以激發學生學習探究知識的動機，激發學生的創新欲望。因此，在化學教學中可以利用形象生動的化學實驗，社會、生活中的化學問題來刺激學生，使學生自覺地去探討和解決問題，在問題解決前作出某種預言。

3.3實驗探究

在教師指導下，學生邊做實驗邊記錄實驗現象、數據，掌握感性材料，發現新的知識。實驗是培養學生創新精神的最佳途徑?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，要豐富學生的經驗和知識，離不開實驗；要驗證推理、假設、聯想的正誤，離不開實驗。對學生通過質疑、假設、聯想所提出的問題，要盡可能地創造條件，讓學生通過實驗來論證。［12］在實驗中要注意培養學生一絲不茍的科學精神，實驗前要認真設計實驗方案，實驗中要仔細觀察每一個實驗現象，實驗后要科學地分析觀察的結果，并對實驗中出現的細微的、不正常的現象或誤差，組織學生討論分析導致誤差的可能的原因。

3.4探討規律

學生根據實驗事實進行討論、爭辯等活動，從而揭示產生現象的原因。教師的點撥是去偽存真，把探究目標引向深入。學生通過一系列的思維活動，概括出概念、規律和理論，并使之條理化、系統化。

4.實驗探究教學模式

實驗探究教學通常有兩種模式。

4.1模式一

模式一可概括為：提出問題實驗事實科學抽象得出結論應用結論。［13］

示例一：請你用盡可能多的方法鑒別SO和CO，并指出哪些方法較好？

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［提出問題］：兩種氣體之間有聯系嗎？

［進行實驗］：

（1）將兩種氣體通入品紅溶液（溶液中放有布條），觀察溶液有什么現象？

（2）將兩種氣體通入酸性高錳酸鉀溶液，觀察溶液的顏色有什么變化？

（3）用試管收集兩種氣體，分別倒扣水槽中，觀察液面上升快慢速度有何變化？

（4）聞氣味，看看有沒有刺激性氣味？

（5）將兩種氣體分別通入放有活老鼠的容器中，放置一段時間進行觀察，老鼠有什么變化？

（6）將兩種氣體分別通入生長狀況一樣的同種植物，進行充足的光照，觀察植物的生長狀況有什么變化？

［實驗事實及處理］：

（1）SO具有漂白性，CO沒有漂白性，在前者的溶液中布條的顏色褪去。

（2）SO易被氧化，CO不易被氧化，在前者的溶液中，酸性高錳酸鉀溶液顏色褪去。

（3）VSO∶VHO=40∶1，VCO∶VHO=1∶1，在后者的溶液中，液面上升得快。

（4）CO沒有氣味，SO有刺激性的氣味。

（5）在前者的容器中觀察到老鼠的生長狀況受到影響，但是后者的容器中發現老鼠已經死亡。

（6）在前者容器中的植物生長狀況變的慢而且葉片發黃，在后者的容器中植物長勢很旺。

［科學抽象］：

從上述幾個可以看出（1）（2）（4）是SO所具有的特性；（3）（5）（6）是CO所具有的特性。那么從其他方面考慮，則有以下幾點。

A.（1）（2）是從化學的角度分析的，在（2）中要控制溶液的量以及要考慮藥品的特性，同時操作又不方便，相比之下（1）較好且簡單易行，現象直觀。

B.（3）（4）是從物理的角度分析的，在（3）中，溶液的體積量取不方便，故相比之下（4）較好。

C.（5）（6）是從生物學角度分析的，但是考慮到動物和植物的受多種因素的影響，在試驗中不易觀察和操作，所以我們就不作評論，只是方法上我們可以借鑒。

所以綜合上述幾點，從化學鑒別的角度考慮，（1）（4）的方法我們可以鑒別使用。

［結論］：

通過以上六組實驗，可以看出SO有刺激性氣味、具有漂白作用、不易溶于水、不能為植物的光合作用做原料，等等。而CO則具有不供給呼吸、不具有漂白性、無氣味、能為植物的生長提供營養，等等。

［應用］：

SO是污染環境，所以我們盡量減少SO的排放，有利于環境的美化；環境中增加一定的量CO有利于植物的光合作用。我們可以在塑料大棚中增CO的含量，促使蔬菜的生長，等等。

4.2模式二

模式二可概括為提出問題提出假設制訂計劃實驗探究得出結論應用結論。

示例二：分步沉淀

［提出問題］：含0.1mol/LFe和0.1mol/LZn的混合溶液中，加入NaOH溶液，是否兩種沉淀同時產生?

［提出假設］：

（1）Fe（OH）先沉淀；

（2）Zn（OH）先沉淀；

（3）二者同時沉淀。

［制訂計劃］：

（1）實驗前預測反應可能有的現象：先析出棕色沉淀；先析出白色沉淀；析出淺棕色沉淀。

（2）實驗中觀察現象；

（3）實驗后做出解釋。

［實驗探究］：在0.1mol/LFe和0.1mol/LZn的混合溶液中，加人NaOH溶液，觀察現象，觀察到先析出棕色沉淀。

［解釋與結論］：在18°C時，Ksp［Fe（OH）］=1.1×10，Ksp［Zn（OH）］=1.8×10，沉淀Fe所需的OH很小，故Fe（OH）先沉淀。在含多種離子的混合溶液中加人沉淀劑，離子是分步沉淀的。

［應用］：定性分析中，用于離子的分離。

模式一是實驗探究教學的基本模式，很多元素化合物知識、化學概念、定律、原理等，都可以通過此模式來獲得。模式一和二的劃分并不是絕對的。同一教學內容既可以按照模式一，又可以按照模式二來設計。

實驗探究教學模式一和二，在培養學生能力方面的作用是有區別的。以假設及其驗證為主要內容的模式二，由于要求學生要大膽地進行想象和推測，發表自己的見解，因而更利于培養學生的創造能力。中學生在初高中階段的思維特點不盡相同，在高中階段更善于進行推理和判斷，主動思考問題，發表獨立見解。因此，模式二的開展應以高中為主，初中階段則主要應按照模式一來進行教學設計。

5.對實驗探究教學法的評價

采用實驗探究的教學方法，讓學生在實驗探究過程中根據現象和事實，學習理解化學知識，驗證化學概念和原理，同時培養學生的實驗操作技能，提高了學生的觀察能力、思維能力、自學能力、創新能力。由于學生親自動手實驗，在一定程度上也培養了他們學習化學的興趣，使學生由被動學習轉為自主學習，既減輕了學生的學習負擔，又提高了課堂教學效率。在實驗中，學生增進了對科學的情感，能初步理解科學的探究方法和科學的本質，并且逐漸形成科學的探究能力。當然，使用這種教學手段也有一些不足之處，例如有些學生的自學能力不夠，沒有課前預習，探究實驗時往往造成盲目和無序；還有些學生的動手能力弱，實驗時畏畏縮縮，實驗的速度太慢，也影響了教學的進度。

總之，實驗探究式的教學方法是學生積極主動地獲取化學知識，認識和解決化學問題的重要實踐活動。我認為，在大力提倡培養學生科學素質和創新能力的今天，實驗探究的教學模式無疑將成為一種行之有效的重要手段和途徑。

參考文獻：

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［9］劉知新.化學教學論［M］.北京:高等教育出版社，2004:172-173.

［10］李欣然.初中化學“實驗-探究”式教學模式初探［J］.教育實踐與研究，2006，6，（2）:54-55.

［11］鄭長龍，梁慧妹.試論化學實驗探究教學的幾個理論問題［J］.課程.教材.教法，1995，（8）:49-51.

篇（10）

“測得是它嗎?”這在科學實驗中似乎是一個太簡單、太起碼的問題?？蓪嶋H上，它卻是實驗科學的一個最基本、最重要的問題之一。如果這一問題沒有解決，實驗可能測出了重要的結果，卻失去了重要的發現，甚至錯了還不知道是怎么回事。在科學研究的歷史中，曾經有過不少科學家由此失去重大發現的良機，造成終身的遺憾。

初中物理的課標明確強調：要讓學生經歷基本的科學探究過程，具有初步的科學探究能力；科學探究既是課程目標之一，又是物理課程學習內容的重要組成部分，課程標準和教材的編寫都為學生實施科學探究、實現新課程目標創造了條件。另外，科學探究還是重要的教學方式之一，其目的是學生由被動接受知識轉化為通過實驗探究主動獲取知識。實驗探究在很大程度上是在課堂教學中再現科學研究的情境，學生在探究中會出現類似于科研的各種失誤。本文旨在結合探究性實驗教學中的失誤和科學研究中的若干失誤原因，提出利用實驗失誤因勢利導，逼近真實科研情境，從而加強對學生探究能力和創新能力的培養。

1　理論模型失實

如果從開頭就是以一個錯誤的理論指導著實驗，那么得到的東西當然與實際大相徑庭。

在物理探究實驗設計中，如果利用學生失誤中的器材建立實驗模型進行探究，而不是事先將可能的失誤結果告訴他們，再通過探究發現模型的錯誤，有利于學生對建立正確模型及偶然失誤的重視。

一次實驗中，一只彈簧秤指針脫落，原來的固定點不易固定，我把它重新固定在彈簧上，固定點上移后，彈簧的可用部分交短，和標準彈簧秤對比，用相同拉力時，伸長量變短，示數變小，重新調零后，用5N的拉力時，它的示數僅為4.5N。

一次課外活動中，學生探索作用力和反作用力的關系。我將這只彈簧秤和一只標準的彈簧秤放在第一組，其他組同學使用標準彈簧秤。這只彈簧秤經歷了8位同學之手。

結論不出所料，這8位同學竟然得出了和其他同學一樣的結論，而且數據吻合得相當“好”。

總結這次活動時，我當眾向同學們展示了這只彈簧秤，重新演示實驗，把數據寫在黑板上。

牛頓第三定律不成立嗎?其他同學嘖嘖稱奇。

接著，我將事先準備好的兩只200克鉤碼分別掛在這兩只彈簧秤上，兩只彈簧秤先后讀數分別為2.0N、4.0N：1.8N、3.6N。

我這時才跟大家揭示彈簧秤讀數變小的原因，盡管同一次不同彈簧秤的示數不一樣，但實際受到拉力是一樣的，問題原來在彈簧秤上!同學們恍然大悟。

這時，有同學低聲說，當初我也得到了同樣的數據，不過以為是誤差。

在探究的基礎上我講述了科學研究中失誤帶來的重大發現的故事，使學生產生了濃厚的興趣。

例如，約里奧?居里在發現鈹輻射通過石蠟而增強時，誤把中子認為是質子，他們并不知道盧瑟福已有中子的假說。后來，中子被查德威克發現了。我國著名的物理學家趙忠堯在安德森之前就已經觀測到了正電子，但是，他沒有能得知1928年狄拉克在處理一個量子力學方程時已預言過正電子的存在，而對自己的觀測作了別的解釋，錯失良機。發現正電子的榮譽1932年被安德森取得，1936年安德森因此獲得諾貝爾物理獎。

最后，我教育同學們，任何定律都是經過大量實驗事實得來的，我們當然也不能輕易地根據一組同學的結論否定牛頓第三定律，表示我們不迷信權威；但也不能迷信彈簧秤，認為它是準確的。同時，應認真觀察實驗現象，分析數據，不忽視任何可疑成分，一些物理學的重大發現就是這樣發現的。我們在平時實驗就要養成良好的科學習慣，嚴謹的治學態度。

2　為了測量某個物理量而改變對象或測量條件，造成測量結果的失實

插座左零右火的探究實驗，因為手握的方向等情況不同，學生常會安裝錯，對此不是教師事先講得更細，而是讓學生探究：右手大拇指向前，其余四指彎曲，做拿插頭狀――這樣人體碰到火線的可能性更小。由此得出結論：

“三相插座為什么‘左零右火’”一為了安全。

科研中這類問題很多，對學生有很多啟發。

例如，用電阻感應片測定地底下某處巖層中的地應力，必須打個洞，但利用廢舊礦井，測到的僅僅是已經打了井后的應力，而不是原始巖石里的應力。如果是用螺線圈或霍爾片測磁場，當將探測器放進介質的時候，其本身就會改變周圍的磁場分布，如果再開一個孔放進去，就更不合理了。

測量某種介質的溫度時，必須考慮溫度計本身的熱容會對被測介質產生多大影響。如用水銀溫度計測量空氣的比容熱，或者是在低溫條件下做熱學測量時，溫度計本身以及樣品架、連結線等的熱容就不能忽視了。

把電表接進線路會改變線路中電壓、電流的分配，從而使顯示的數值并不是原先的結果。最明顯的是用普通電表而不用數字萬用表去檢查電子儀器的線路時，有時會量不到多大電壓。觀測者以為是元件被擊穿了，實際卻可能是因電表的內阻太小而電壓降到別處去了。

上述問題，可以用盡量縮小探測儀器體積的辦法來解決，如使探測線圈微型化，使用超小型的半導體pn結作為溫度傳感器的探頭；或者是經過計算和修正，把探測孔挖成規則的幾何形狀，計算溫度計本身的熱容等；或者是用無損探測方法如用感應式電表測量導線里通過的電流，不必切斷電線把電表接進去，還有無損傷超聲波探傷、遙感技術等。

3　儀器使用不當

在進行串聯、并聯電路功率探究實驗中學生手抓燈泡感到燙手，就此提出問題‘‘燈泡為什么要做成葫蘆狀?”――通過討論學生知道其至少有如下作用：上面細小是便于裝卸，下邊球狀利于防爆。同時，白熾燈很熱，說明其節能的效果不好，進一步學生想到用節能燈實驗改進儀器。

在科研中使用儀器不正確會使測量結果不反映真實狀況的例子也很多。

首先，測量儀器要定期按規定校驗，否則，測得的一切數據都將不被承認。

再者，儀器必須按規定的條件使用，有的電子儀器要求預熱或在開機后若干時間使用；有的儀器放置方法有規定，把本應該水平放置的變成垂直放置就會導致測量失實；有的儀器要求屏蔽或用屏蔽線傳輸；有的溫度計要求全部浸入待測介質或者先升溫到滿量程再進行測量；測低頻的儀器去測量高頻的對象往往會得到奇怪的結果。

如果忘了校準儀器的零點或者沒有在規定工作點上工作，那么除了通常意義上的測量失實以外，甚至會出現荒唐的結果。忘了接儀器的地線，會導致測量結果的不穩定和不正確，嚴重的將導致儀器被燒毀。

使儀器具有明顯的對稱性是一條很好的準則。如果翻轉某些量或是變換兩個單元，從實驗原理角度不會產生影響，就應當設計實驗并進行這樣的變換。明顯 的例子是惠斯通電橋，橋臂交換后，會發現存在接觸電阻的影響。這里再舉兩個例子。

假定我們用電位差計來比較兩個電阻，但不知道熱電效應的影響有多大，設備中明顯的對稱量是兩個電路中電流的方向，如果我們交換電流的方向，看起來平衡點應該不變，但事實會發現并非如此。變換后會發現一些意想不到的現象，其與熱電動勢有關，對交換前后的平衡點取平均值，就可消除誤差。

測量金屬導熱系數的一個實驗，要測出兩個點P和Q之間的溫度差T，假定我們用一對相同的溫度計來測量P和Q點的溫度對稱性，則可告訴我們，對調兩支溫度計不會對結果產生影響，但實驗中仍會發現有影響，這是因為溫度計的讀數可能有誤。如果T不太大，那僅由一對溫度計一次測量的值可能有嚴重的誤差，而交換溫度計可以減少誤差。

4　測量安排不當

測量安排不恰當通常達不到預期的結果。

學生在探索彈力和彈簧伸長的關系時忘記了彈簧的原長，得到的圖像不過原點。用單擺測重力加速度時，在一定的時間內計入次數偏多使值偏大。在與學生討論這些失誤時，及時結合科學研究中的類似實例，不僅使學生了解了科研的一些思想和方法，還可激勵信心，激發他們今后參與探究的興趣。

科研中一些經典實驗遇到的失誤，是帶領學生進行實驗研究或與學生實驗結合的很好實例。例如測量溫度時，如果熱學系統的溫度與環境溫度不同，系統內部就會有一定的溫度梯度分布。假定不考慮溫度計的熱容，T1是溫度計測得的系統中部的溫度，T2是系統表面的溫度，Q是環境溫度，如果T1，T2高于Q，則T1＞T2。如圖2(a)所示的裝置，會有如圖2(b)的沿徑向r的溫度分布圖線。而加上攪拌器后，則有圖3所示的溫度分布圖線。

5　采集的數據不反映實際

有時候，實驗是正確的，儀器也正常，但是采集的數據沒有反應實際，也得不出正確的結論。例如學生用多用電表探索黑箱內元件時，由于對電表的指針向右偏轉對應的電流流向未掌握清楚，而畫反二極管，描繪小燈泡的伏安特性曲線時，線路接成了限流電路而使曲線不完整。采用探究實驗教學，學生在探究中會遇到更多的挫折，但是在教師指導下最終獲得成功，其體驗的是與科學家科研相同的感受。

例如，密立根從1917年到1930年之間發表的電子電量的數值

e=(4.770±0.005)×10-10C.G.S.E.與比爾登于1931年用X射線法測得

e=(4.806±0.003)×10-10C.G.S.E.不同，原因是密立根計算時采用的氣體粘滯系數有誤。

又如，音色不好的電子琴模仿各種樂器的音色很不逼真，其原因之一是，它的采樣波形和頻譜雖然是根據原型樂器而來的，但是任何一種樂器低音部分的頻譜與高音部分是很不一樣的，用同樣的波形去再現當然會有不件的效果。

音量放大時，聲音會失真，一個原因是只截取了脈沖信號的前半部，放大后的信號波形仍然與原先的相似，但卻損失了原來的幅值和其他信息。

6　減少不確定因素

在實驗的理論方法、環境條件、儀器結構、操作測量等方面，都可能存在由于偶然因素產生的一些漲落擾動，或是一些不能嚴格確定的系統誤差。這些都將構成實驗的不確定因素。這些不確定因素往往就成為實驗基本誤差的主要來源。因此，在實驗的設計安排、儀器裝置的設計使用以及操作測量過程中，要盡量避免或減少這些不確定因素的影響。

學生在探究實驗開始前，教師仍然是要講一些注意事項，但探究中的各種失誤情況仍然會出現，且比起傳統的實驗教學要多得多。對此，如何把握探究實驗與傳統實驗的教師指導尺度區別，是要精心考慮的。但學生如果出現了問題，首先不是責怪，而是與學生一起分析查找。這需要教師更細心地準備，和對實驗條件更精準地了解。

通過對科研中減少不確定因素的影響的例子介紹，或啟發學生查找材料閱讀，使學生重視實驗中那些不確定因素，有意識地在探究中注意儀器的正確使用，在遇到實驗中的問題時，也可以查找或互相查找。

下面的例子是我們在教學中常向學生介紹的。

在地下礦井或山洞里尋找新的宇宙粒子，在低溫下做實驗以減小分子不規則熱運動的影響。一些精確恒溫的實驗放到山洞里做，或者建立恒溫室。

篇（11）

作為當前基礎教育課程改革的熱點、亮點和難點，《普通高中物理課程標準》對科學探究提出了明確要求，并指出：“高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養其科學探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神?！币话銇碇v，我們進行科學探究都要遵循以下步驟或流程：

一、提出問題

“現代科學之父”愛因斯坦曾指出：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個數學上的或實驗上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的進步”。

問題是創造的先導，是思維的起點，具有問題意識是一個人有所創新的前提與基礎，是否具有問題意識，能否提出有價值的問題，是因循守舊之人與開拓創新之人的分水嶺。

我們提出的問題首先應該是科學的，不能反科學或偽科學，而且還必須是有價值的、有意義的、可以探究的、值得探究的。依據學生現有的知識，我們所能提出的問題應根源于生活，但又高于生活，卻不能脫離生活和實際經驗，提出的問題應在其力所能及范圍之內，即有能力應用已有的物理知識，加上部分未知的物理知識，利用科學的方法與思想，或獨立或協作地予以解決。

提出問題后我們還必須明確問題，明確問題是為提出假設或大膽猜想奠定基礎。從物理學的角度較為明確地闡述該問題。

二、猜想和假設

讓學生做假設和猜想，就是根據已有的物理知識和實驗經驗，對解決問題的方式和問題的答案提出猜想與假設，對實驗結果進行預測。

愛因斯坦說過：“想象比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力卻概括世上的一切，推動著科技的進步，并且是知識進化的源泉，嚴格地講，想象力是科學研究中的實在因素。”郅庭瑾先生認為，高中生業已具備以理論型為主的抽象邏輯思維能力，具體體現在：①學生可以通過假設進行思維。按照提出問題、明確問題、提出假設、驗證假設的途徑，經過一系列的抽象邏輯過程，達到目的。②學生思維業已具備預設性，在解決問題之前，學生已采取了一定的方式和手段。③學生思維已漸進形式化。中學生開始逐步地由具體運算思維占優勢發展為形式思維占優勢，不僅能夠進行從特殊到一般的歸納，而且能進行從一般到特殊的演繹。高中生在他們的實踐與學習中，已能夠完成從具體上升到理論，再由理論指導去獲得具體知識的完整過程。④高中生思維活動中自我意識或監控能力的明顯化。⑤學生思維能跳出舊框框，創造性思維已獲得迅速發展，開始追求新穎、獨特的東西，形成了自己對事物的獨特見解。為此，教師要鼓勵學生們大膽猜想，只有想象，才能盡可能多地突破舊有知識的羈索，打破時空的限制，對自己提出的問題盡可能地全方位思考。合理的或大膽的猜想往往閃爍著智慧的火花，無意中的直覺往往可以打開解決問題的大門，激發創造的靈感，發揮自己的想象能力，一種大膽而有根有據的判斷往往也可以突破層層迷團，實現探究的目的。

三、制定實驗方案

方案是種思想，是個預設，只有經過多次嘗試才能完善;方案是盞街燈，是座燈塔，指引著我們有目的有步驟地完成實驗或既定目標。方案設計的好壞，直接關系到實驗步驟是否井然有序，關系到實驗數據是否真實可靠、是否切實可信，關系到實驗結論是否有代表性、是否具有普遍性。伽利略理想斜面實驗好就好在實驗設計的巧妙，設計的合理，設計的渾然天成。為此：①方案中的儀器應選材合理，便于準備，不能要求過高。在確定實驗方案之前，應首先學會正確操作和熟練操作，特別要注意應該注意的事項。②探究過程應盡量清晰，各步驟間銜接流暢，表格設計合理，應盡可能多地確定實驗方案，盡可能多地進行實驗，并由此比較各個方案的優缺點，確定最佳方案，同時若其中某個實驗被確認失敗的話，也可以盡快選擇其他實驗方案。

四、進行實驗

根據實驗方案，按照說明書正規操作，操作時應注意安全(包括儀器安全和人身安全)，實驗中要如實記錄數據和實驗現象等，利用觀察、實驗或其他方式方法，多渠道多形式地收集實驗數據和信息。

盡可能地收集實驗數據與信息，目的是盡量減少偶然誤差的干擾。收集到的信息越多，越有利于我們做定性分析;數據越多，越有利于我們做定量的計算。當然，為了更好地逼近實驗結論，我們除了實驗手段外，還可以從多種信息源上采集和獲取信息，以彌補實驗手段的不足。

五、數據處理 整理完所收集到的數據與信息后，就要對數據進行分析和處理，“應用科學的思維方法，通過分析和歸納，找出規律，嘗試根據實驗現象和數據處理得出結論，并對實驗結果予以解釋和描述”，通過對實驗數據的處理，能得到哪些反饋呢?

用自己的語言去總結實驗結論時，需要注意的是實驗結論一般應具有以下特征：①條件相當嚴格，不能任意擴大或縮小;②實驗方法相當完善，當然也有需要進一步完善的地方;③表述簡潔而嚴明，應盡量用嚴密且準確的科學術語來描述，且具有相當嚴謹的邏輯。

六、心得體會

通過實驗，汲取失敗的教訓，積累成功的經驗。實驗后要提交實驗報告，報告中要科學地表述自己的探究思路、過程、方法和結論。踢過足球比賽的大都知道“我們在比賽中，既要注重自己的積極突破，又要注重團隊的團結合作”的道理，同樣在科學探究實驗中，自我自主探究與交流協作也一樣重要。在合作中注意既要堅持自己的原則，有自己的思考、有自己的觀點、有自己的實驗方案，也要能夠積極聽取他人的建議，尊重他人的意見和成果。只有我們親身親歷科學探究，才能收獲一種習慣，養成一種意識，養育一種能力，這對我們今后無論是學業還是事業都是極其重要的。

下面以“探究加速度與質量、力之間的關系”的實驗為例，簡要探討如何進行科學探究和書寫實驗報告。

實驗原理及實驗方案：牛頓第一定律告訴我們，力并不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因。簡而言之，物體運動狀態的改變體現在速度的改變上，而速度發生變化就表明物體具有加速度，因此可以說力是使物體產生(或具有)加速度的原因。同是一輛靜止的汽車，施加的牽引力越大，至某一速度所需要的時間越短。由此我們不妨假設加速度與力成一次函數a=kf+b，同時假設b=0。假設成立與否，還需要用實驗探究和驗證。同時，物體的質量越大即慣性越大，物體的運動狀態就越難以發生改變，即加速度越小，由此我們不妨假設a=b+1/km，同時假設b=0。由此，我們現在所要探究的加速度是同時與力、質量有關的，那么又有怎樣的關系呢?按照哲學上的觀點，物體運動狀態的變化情況是由合外力(外因)和質量(內因)共同決定的，合外力和質量兩個因素統一于影響物體運動狀態的改變過程當中，同時又是矛盾的。合外力促使加速度的產生，質量則維持原有狀態不變，阻礙加速度的產生。在物理學中我們研究一個物理量同時與兩個或多個物理量(或因素)有關的多元問題的基本方法就是控制變量法，即先保持其他物理量(或因素)不變，逐步分析所求物理量與其中某一物理量的關系，而后總結出這幾個量之間的關系。因此，我們可以首先固定質量，探究加速度與力之間的關系;而后固定合外力，探究加速度與質量間的關系;最后總結出加速度與合外力、質量的關系。

如果a=k1f成立，反映在a-f圖線上就應該是條過原點的傾斜的直線;如果a=k2m成立，反映在a-m圖線上就應該是條雙曲線，然而真實地判斷該圖線是否是雙曲線是比較復雜的，不過我們可以變換角度，將a與m成反比轉化為a與1/m成正比，即反映在a-1/m圖線上就是一條過原點的傾斜的直線。但加速度是不易測量的，因此我們需將其轉化為位移，而且我們所探求的主要是a與f、m間的關系，從另一個角度也說明無須求解a的實際值。設計實驗時使小車做初速度為0的勻加速直線運動，同時將小車放在相同的位置，并同時打開和關閉文件夾使兩小車運動的時間相等，由s=at2/2便可得出a1/a2=s1/s2。這樣就將加速度轉化為位移，以后做就好的多了。