新增8个实验课程简介
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学生科学实验课程介绍科学实验是学生学习科学知识、培养实践能力的重要环节。
通过实验,学生可以发现规律、解决问题,并形成自己的科学思维方式。
为了提高学生的科学素养和实践能力,学校开设了丰富多样的科学实验课程。
一、生物实验生物实验以生物学为基础,通过培养学生对生物现象的观察力、实验设计能力和科学分析能力来提高他们的实践能力。
例如,学生可以进行细胞生物学实验,观察和比较不同组织细胞的结构和功能。
二、化学实验化学实验是培养学生观察力、实验操作技能和实验设计能力的重要方式。
学生可以通过进行化学反应实验,了解不同物质之间的反应性质和能量变化。
同时,还可以进行化学分析实验,掌握常用的化学分析技术和方法。
三、物理实验物理实验是培养学生实验观察力、测量能力和科学推理能力的重要途径。
学生可以进行力学实验,研究物体的运动规律和力的作用。
同时,还可以进行光学实验,研究光的传播、反射和折射等现象。
四、地理实验地理实验是通过实地考察和实验研究,培养学生地理观察能力、数据分析能力和解决问题的能力。
学生可以进行地质实验,观察和比较不同地质现象的特点和形成原因。
同时,还可以进行气象实验,了解天气变化和气象预测的基本原理。
五、计算机实验计算机实验是培养学生计算机应用能力和信息技术素养的重要途径。
学生可以进行编程实验,学习和掌握不同编程语言和算法。
同时,还可以进行网络实验,了解网络安全、互联网应用和数据传输等方面的知识。
六、社会实验社会实验是通过参与社会实践活动,培养学生社会责任感和实践能力的重要方式。
学生可以进行社区调查实验,了解社区环境和社会问题。
同时,还可以进行实地考察实验,深入了解不同地区的经济、文化和社会发展状况。
七、心理实验心理实验是通过实际操作和观察,研究和了解人类心理现象和行为规律的重要手段。
学生可以进行注意力实验,研究不同因素对人类注意力的影响。
同时,还可以进行记忆实验,了解记忆过程和记忆策略的基本原理。
八、语言实验语言实验是培养学生语言表达能力和语言学习能力的重要途径。
一、课程名称实验精品课程二、课程简介本课程旨在培养学生的实验技能、创新思维和实践能力。
通过精选的实验项目,让学生掌握实验原理、操作方法和数据分析技能,提高学生的综合素质。
三、教学目标1. 理解实验原理,掌握实验方法;2. 培养学生的观察能力、动手能力和创新能力;3. 提高学生的数据分析、实验报告撰写和团队协作能力;4. 激发学生对科学实验的兴趣,树立科学精神。
四、教学内容1. 实验原理及方法介绍2. 实验操作技能培训3. 数据分析及实验报告撰写4. 创新实验设计五、教学过程1. 导入新课:介绍实验课程的目的、内容和学习方法。
2. 实验原理及方法介绍:讲解实验项目的原理、操作步骤和注意事项。
3. 实验操作技能培训:学生分组进行实验操作,教师巡回指导。
4. 数据分析及实验报告撰写:学生根据实验结果进行数据分析,撰写实验报告。
5. 创新实验设计:鼓励学生提出创新实验方案,进行实践探索。
六、教学评价1. 实验操作技能:根据实验操作的正确性、熟练程度进行评价。
2. 数据分析及实验报告:根据实验报告的完整性、准确性、逻辑性进行评价。
3. 创新实验设计:根据创新实验方案的科学性、可行性进行评价。
4. 团队协作:根据学生在实验过程中的合作态度、沟通能力进行评价。
七、教学资源1. 实验教材:根据实验项目选用合适的教材。
2. 实验器材:准备充足的实验器材,确保实验顺利进行。
3. 网络资源:利用网络资源,为学生提供实验背景知识、实验技巧等。
4. 实验指导书:编写详细的实验指导书,指导学生进行实验操作。
八、教学进度安排1. 第1周:实验原理及方法介绍,实验器材准备。
2. 第2-4周:实验操作技能培训,数据分析及实验报告撰写。
3. 第5周:创新实验设计,实验成果展示。
4. 第6周:课程总结,考核评价。
注:本模板仅供参考,具体教学安排可根据实际情况进行调整。
幼儿园科技实验课程安排1. 课程简介科技实验课程旨在通过有趣的实验活动,培养幼儿的科学探究能力、动手能力和创造力。
通过这些实验,幼儿将了解科学原理,并培养动手动脑的能力,激发他们对科技的兴趣和热情。
2. 课程目标•培养幼儿的观察力和推理能力•培养幼儿的动手实验能力•激发幼儿对科技的兴趣和热情3. 课程内容3.1 实验1:水的三态变化•目标:通过观察水的三态变化,让幼儿了解物质状态的改变及原因。
•过程:–讲解水的三态(固态、液态、气态)以及它们之间的转变过程。
–准备冰块、水和水蒸气等实验材料。
–让幼儿通过实验瓶、冰、温水、蒸气等进行观察和实验操作。
–引导幼儿总结实验现象和结论。
3.2 实验2:电路的搭建•目标:通过搭建简单电路,让幼儿了解电流的流动和电路的组成。
•过程:–讲解电路的基本概念,引入电源、导线、灯泡等基础元件。
–准备电池、导线、灯泡等实验材料。
–让幼儿根据示例图搭建简单的电路。
–引导幼儿观察电流的流动和灯泡的亮灭情况,并进行简单的实验操作。
3.3 实验3:光的折射•目标:通过实验观察光在不同介质中的折射现象,让幼儿了解光的传播规律。
•过程:–讲解光的传播和折射的基本原理。
–准备玻璃棱镜、水、手电筒等实验材料。
–让幼儿观察光在空气中和玻璃棱镜中的传播情况,并记录实验结果。
–引导幼儿总结实验现象和结论。
3.4 实验4:风力小车•目标:通过制作风力小车,让幼儿学习风的传播和利用。
•过程:–讲解风的形成原理和传播方式。
–准备纸、塑料杯、气球等实验材料。
–让幼儿制作风力小车并进行实验。
–引导幼儿观察小车在风力下的运动情况,并进行探究讨论。
4. 课程安排•第1周:水的三态变化实验•第2周:电路的搭建实验•第3周:光的折射实验•第4周:风力小车实验课程时间:每周一次,每次实验课程时间为1小时。
5. 教学方法•讲解:通过生动的讲解,向幼儿介绍实验的背景知识和基本原理。
•实验操作:让幼儿亲自进行实验操作,培养他们的动手能力和实践能力。
医学实验技术原理与选择第二版课程设计一、课程简介本课程是医学生物学系必修的实验技术课程之一,旨在讲解医学实验技术原理和选择。
本课程分为两个部分,第一个部分介绍基本的实验技术原理,第二个部分重点讲述不同类型实验的技术选择。
二、教学目标1.了解实验技术的基本原理,包括操作技巧、实验原理和检测方法等。
2.掌握各种实验技术的选择方法,了解在实验中如何选择最合适的技术和装置。
3.了解实验的安全注意事项,学习实验室卫生和实验废弃物的处理方法。
4.培养学生实验操作的规范性和认真性,增强其实验技能,提高其科学素养。
三、教学内容第一部分:实验技术原理实验操作技巧1.克隆技术原理2.PCR技术原理3.蛋白质电泳技术原理4.免疫组化技术原理实验原理1.DNA提取与纯化2.细胞培养技术3.免疫学实验技术4.蛋白质表达和纯化技术检测方法1.qPCR方法2.吸附法检测3.酶联免疫吸附检测技术第二部分:实验技术选择基因检测技术1.PCR技术和qPCR技术的选择2.克隆技术和CRISPR-Cas9技术的选择3.基因测序技术的选择细胞实验技术1.细胞培养技术的选择2.细胞分离技术的选择3.显微镜观察技术的选择蛋白质实验技术1.蛋白质表达技术的选择2.蛋白质纯化技术的选择3.免疫学实验技术的选择第三部分:实验安全1.实验室安全2.废弃物处理3.生物实验安全四、教学方法本课程以理论和实践相结合的方式进行教学。
在讲授实验技术原理和技术选择方法的过程中,引导学生进行课堂交流和思考,激发学生对知识的兴趣和对实验技术的热情。
在实验操作中,要求学生遵守实验室安全规定,注意操作技巧和安全风险的控制。
教师需要对学生的实验操作进行指导和监督,及时发现和纠正不规范操作和不安全行为。
五、考核方式本课程考核方式由理论考试和实验报告两部分组成。
理论考试包含选择题和简答题,考查学生对实验技术原理和选择方法的掌握情况。
实验报告要求学生在进行实验操作后,根据实验结果撰写实验报告,并对实验过程中的问题进行总结和分析。
小学生科学实验系列课程科学实验是小学生学习科学知识的重要途径之一。
为了提高小学生的实验能力和科学思维,学校可以组织开展一系列科学实验课程。
本文将介绍小学生科学实验系列课程的内容和意义。
一、实验内容1.基础实验:包括颜色与光线实验、听觉实验、磁铁实验等。
通过这些基础实验,小学生可以了解到光、声、磁等常见物理现象的基本原理,并通过亲自实践来加深对这些原理的理解。
2.化学实验:例如化学反应实验、酸碱中和实验等。
小学生可以通过这些化学实验,学习到化学元素的基本性质,了解化学反应的过程,并培养出小心谨慎的实验态度。
3.生物实验:比如植物实验、昆虫观察实验等。
通过这些生物实验,小学生可以学习到植物和昆虫的基本特征,了解它们的生长发育过程,培养对自然界的热爱和保护意识。
4.环境科学实验:如水污染实验、空气污染实验等。
通过这些实验,小学生可以认识到环境保护的重要性,了解到污染对生态环境的危害,并提出相应的解决方法。
二、实验教学方法1.示范法:教师可以先向学生进行实验演示,然后再由学生进行实验。
通过观察教师的示范,学生可以更好地理解实验的操作步骤和原理。
2.探究法:鼓励学生主动提出问题,自己动手进行实验,从中发现问题,并进行解决。
这种方法可以培养学生的探索精神和科学思维能力。
3.合作学习法:鼓励学生分组进行实验,让他们相互合作,共同解决问题。
通过合作学习,可以促进学生的交流互动,培养团队合作意识。
三、实验课程的意义1.激发学生的学习兴趣:通过实验,学生可以直观地感受到科学知识的魅力,激发他们对科学学习的兴趣和热爱。
2.培养学生的动手能力:实验需要学生亲自动手进行操作,培养他们的动手能力和实践能力,促进理论与实践的结合。
3.提高学生的观察与思考能力:实验过程中,学生需要仔细观察和思考实验现象,从中得出结论,培养他们的观察与思考能力。
4.培养学生的合作精神:实验通常需要学生进行小组合作,鼓励他们相互配合,共同解决问题,培养他们的合作精神和团队意识。
小学生的科学实验课程导言科学实验是小学科学教育中非常重要的一环。
通过实验,小学生可以亲自动手,观察、探索和发现事物的规律和原理,培养他们的实践动手能力和科学思维能力。
本文将介绍小学生的科学实验课程,包括实验的目的、内容和教学方法。
1. 实验的目的科学实验课程旨在帮助小学生:•培养对科学的兴趣和好奇心,激发他们的创造力和探索精神;•学习科学方法和科学思维,培养他们的观察、实验、分析和推理能力;•理解科学原理和规律,加深对科学知识的理解和记忆。
2. 实验的内容小学生的科学实验课程应包括多个领域的实验内容,涵盖生活科学、物理、化学等方面的知识。
2.1 生活科学实验生活科学实验可以让小学生从生活中的现象中发现科学的法则。
2.1.1 滑动摩擦实验实验目的:观察不同材料的滑动摩擦力大小。
实验步骤: 1. 准备一块木板和几种不同材料的物体,如玻璃、金属板等; 2. 将物体放在木板上,尝试用力将它们推动,记录要推动物体的力的大小。
实验结果:不同材料的摩擦力大小不同,玻璃的摩擦力较小,金属板的摩擦力较大。
2.1.2 消失的水珠实验目的:观察几种条件下水珠的蒸发速度。
实验步骤: 1. 准备几个小杯子,每个杯子里放入相同量的水珠; 2. 将这些杯子分别放在室内、室外、被风吹的地方等不同条件下,记录每个杯子中水珠消失的时间。
实验结果:在室外和风吹的地方,水珠的蒸发速度较快;在室内,水珠的蒸发速度较慢。
2.2 物理实验物理实验可以帮助小学生了解物质和能量的基本原理和规律。
2.2.1 气体的膨胀实验实验目的:观察不同温度下气体的膨胀情况。
实验步骤: 1. 准备一个封闭的玻璃容器和打火机; 2. 将打火机点燃,然后迅速将打火机放在玻璃容器的口上; 3. 观察容器内的气体膨胀情况。
实验结果:随着打火机的燃烧,玻璃容器内的气体膨胀。
2.2.2 浮力实验实验目的:观察不同物体在液体中的浮力大小。
实验步骤: 1. 准备一个容器和几种不同材料的物体,如木块、塑料球等; 2. 将这些物体分别放入容器中,观察它们在液体中的浮力。
人教版高中生物课程在每个年级都安排了一定数量的必做实验,以帮助学生巩固所学知识,提高实践能力。
本文将针对不同年级的生物课程,总结人教版高中生物必做实验的数量,并分析其对学生学习的重要性。
一、高一生物必做实验数量1.1 高一上册生物必做实验数量高一上册生物课程包括细胞的结构与功能、生物膜的结构与功能、物质的运输和细胞的分裂与生长等内容。
人教版课程要求学生进行不少于5个实验。
例如观察鲜红孢子杆菌的运动、观察血细胞的形态结构等。
1.2 高一下册生物必做实验数量高一下册生物课程包括遗传与进化、生物技术、生态环境保护等内容。
人教版课程要求学生进行不少于7个实验。
例如观察豌豆花的花色遗传规律、观察植物组织培养等。
二、高二生物必做实验数量2.1 高二上册生物必做实验数量高二上册生物课程包括植物的生长发育、植物体内物质循环、植物的调节等内容。
人教版课程要求学生进行不少于6个实验。
例如观察植物叶片的解剖结构、观察植物与生物钟的关系等。
2.2 高二下册生物必做实验数量高二下册生物课程包括动物体内物质循环、动物的调节与协调、生物技术在生产中的应用等内容。
人教版课程要求学生进行不少于8个实验。
例如观察鸽子肠的解剖结构、观察蟾蜍的反射弧等。
三、高三生物必做实验数量高三生物课程主要是对前两年所学内容的深化与拓展,因此在实验数量上并没有明确规定。
但根据人教版高中生物课程大纲的要求,高三生物学习中至少要进行10个以上的实验。
这些实验主要涉及细胞的信号传导、生物技术在医药上的应用、生态环境保护的实际案例等。
通过以上对高中生物必做实验数量的总结可以看出,人教版高中生物课程要求学生在每个学年都进行一定数量的实验。
这些实验包括植物、动物的解剖、观察以及生物技术的应用等内容,旨在帮助学生巩固所学知识,培养实践能力。
实验教学也有助于激发学生对生物学科的兴趣,培养学生对科学的探究精神。
根据以上分析,可以得出以下结论:1. 实验教学在生物学科中具有重要的地位,有助于巩固学生的理论知识,提高实践能力。
《物联网技术及应用》课程教学大纲课程名称:物联网技术及应用课程编码:暂不填写学分: 2.0 总学时:32理论学时: 32 实验学时: 0 上机学时: 0 实践学时:0开设实验(上机)项目总数 0 个,其中,必修(0)个,选修(0)个开课单位:物联网工程学院自动化系适用专业:自动化一、课程的性质、目的该课程是物联网学院自动化专业的专业选修课,旨在帮助学生对物联网有一个整体认识,掌握其体系结构和相关技术。
通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习,掌握感知识别层的基本知识;通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习,掌握网络构建层的基本知识;通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息安全与隐私保护的学习,掌握管理服务层的基本知识;通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习,了解物联网技术在多个领域中的应用;最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。
在这个过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识,提高自身对不断变化的物联网的适应能力。
二、课程培养目标1.立德树人通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果,明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用,引领学生树立为中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗的信念。
通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展,培养学生的民族自豪感和民族自信心。
通过介绍我国物联网领域的前沿发展,引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神。
同时要意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距,激发学生承担社会责任,以国家富强、民族复兴为己任,努力学习。
2.课程目标通过本课程的学习,学生所具备的素质、掌握的技能、知识和能力如下:课程目标1. 使学生了解一定的物联网相关技术。
掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用;了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络。
初中物理、化学、生物和小学科学课实验要求必开的实验数量及实验目录)
初中物理、化学、生物和小学科学课实验要求
初中物理要求必开实验数量(70):
其他初中的物理、化学、生物实验要求教师引导学生积极探究。
中化学新课程标准实验目录
小学科学三年级分组实验目录表上册
小学科学三年级分组实验目录表下册
小学科学四年级分组实验目录表上册
小学科学四年级分组实验目录表下册
小学科学五年级分组实验目录表上册
小学科学五年级分组实验目录表下册。
课程简介课标新增学生必做8个化学实验教学指导【课程简介】化学是一门实验的科学,它在原子分子水平上通过对物质的组成、结构、性质和变化的研究,促进了人们对物质世界形成和发展的认识;通过对物质构成及稳定性等关系的了解,大量复杂天然产物以及自然界原来不存在的新物质的合成,使得物质世界的内涵日益丰富。
化学实验在化学教育和教学中具有不可替代的地位。
化学实验体系具有三要素:符合探究目标而且不确定因素最少的化学反应体系;合理的实验装置,包括安全措施等;合理而且有序的实验步骤和合乎规范的操作技术。
其中,化学反应体系的选择最为重要。
本讲座以课标新增必做 8 个化学实验为载体,深刻讲述了化学实验教学的重点及实施建议。
【学习要求】掌握课标新增学生必做 8 个化学实验和化学学科基本观念的关系。
以化学实验为载体,不仅可以获取感性认识,为元素化合物学习打基础,更重要的是,化学实验为突破初中化学概念教学的难点服务。
例如,实验室制取氧气和二氧化碳,就可以为学生理解化学元素的概念服务。
因此,一线化学教师要全面掌握实验教学的功能和在整个中学化学课程体系中的地位。
深刻理解化学实验体系三要素:符合探究目标而且不确定因素最少的化学反应体系;合理的实验装置,包括安全措施等;合理而且有序的实验步骤和合乎规范的操作技术。
理解为什么化学反应设计是化学实验教学的重点,这样可以超越传统的基于具体实验操作技能训练的教学。
掌握宋先生讲授的课标新增必做8 个实验的教学要点。
专题讲座课标新增学生必做 8 个化学实验教学指导宋心琦(清华大学,教授)说明:本讲座中的很多内容宋心琦先生还没有发表,有些内容已编入新修订的教材中,正在送审,还未公开发表。
请老师们注意知识产权问题,只能阅读,不要转载或发表在网络上,谢谢!理解和把握化学学科的定义是初等化学教学的要点,它包含了最基本的化学概念和理论。
组成:元素的种类和原子、离子的数目(以及形态、化学环境和结合方式)。
典型元素的教学应当突出它们的特点和差别,特别是它们的典型性。
教学实验的要点亦在此。
物质由微粒构成是化学的最基本概念,化学以原子分子为核心概念。
处于稳定结构的原子分子,是了解和预见所有不稳定物种,如自由基、分子离子、原子分子的激发态等的基础。
研究化学结构的要点是全部组成元素原子核的排布方式。
分析化学反应时,从静态结构出发,基于动态结构的概念。
就能够比较容易地解决学习诸如 H2SO4、 HNO3、CH3COOH 、 C2H5OH 、两性氢氧化物等在不同条件下的不同变化方式。
并且把握住化学键的作用力本质。
分子的化学结构不仅可以代表分子组成各部分的拓扑关系(静态),而且可以预示分子发生化学变化时的所有可能性(动态)。
课程标准提出的基本观念,从学科角度可以简化为以下 4 个方面,即元素观、微粒观、结构观(静态)和组分动态观(决定了变化的可能起因和途径)。
化学实验体系三要素:服务于教学和探究目标的实验体系,可以大致地区分为三个必要的组成部分 , 即( 1 )经过优选后确定的化学体系,通常以影响因素或变量尽可能少的实验体系为首选,因为实验现象或结论的不确定性越低,越有利于初学者获得比较确定的结果,以便认知过程更好地符合循序渐进和少而精的原则;( 2 )合理并有明确探究目标的实验步骤和安全措施;( 3 )必需的试剂、仪器装置及合乎规范的操作技术,三者缺一不可。
但是就学习和探究化学而言,化学体系的选定往往起着关键的作用。
因为在选定化学体系时,往往要求事先对于探究目标的化学本质或预期现象进行深入而全面的思索和实验设计(这也是化学实验要求预习的原因之一),涉及到的方面很多,这个过程将十分有利于学习化学。
所以,通过实验学习化学原则的体现,首先应当提高对这个过程的重视程度。
即使在比较简单的经典教学或演示实验中,也可以举出许多实际的例子。
例如对金属的观察,中外教材都比较偏爱单质钠。
钠是一个常见元素,但是人们熟悉的主要是它的化合物。
金属钠和食盐中的“钠”所形成的极大差异,对于初学者来说,具有振聋发聩的作用。
其次金属钠在存放期间所发生的外观变化,和金属钠被切开后所呈现的非常典型的金属光泽,可以使学生知道,为什么化学要以纯净物为研究对象(何况金属钠比较柔软,容易观察到它的未经氧化的真面目)。
通过和此前已经熟悉的铁、铜、镁等金属单质的对比,学生对金属的部分共性的了解将得到进一步的深化。
更重要的是,加深了对它们之间不仅存在着差异,而且这些差异正是人们在生活中用于认识和识别物质的基础。
有关科学实验设计的优劣和运用基础知识与方法水平的分析与评价,对于初学者可以起到示范的作用。
从而可以得出如下的认识:寻找影响因素最少的化学体系;选取适当的仪器设备;和确定与探究思路相关的实验步骤,是进行探究性学习,特别是探究性实验设计的重要组成部分。
它的质量决定了探究活动是否安全有序,和能否获得不确定性较少的结论。
原子、分子从假说、学说到理论的发展过程,以及原子结构模型在科学实验事实的“逼迫”下,不断修正的历史,其中所包含的教育元素也都并非仅限于科学知识本身。
所以充分发掘这类化学史料所包含的教育元素,对于提高学生的科学素质将能够起到“潜移默化”和“循循然善诱人”的作用。
合理并有明确探究目标的实验步骤和安全措施同样重要,但是它依从于所选择的化学体系。
包含着实验者对化学体系的探究目标;过程的设想或推测;以及对于所用试剂、产物和仪器装置性能的了解。
这时的学习范围虽然局限于选定的化学体系,但是所考虑的方面却比较广泛,涉及到某些物质的动态性质、包括反应的剧烈程度(过程)、反应产物的特性(包括毒性和后处理)等方面。
这方面的化学知识和经验通常只有亲身实践过的人,才能真正得到。
也许可以作为重视实验、重视过程方法的教育的注解之一。
必需的试剂、仪器装置及合乎规范的操作技术也是不可或缺的组分之一,前者关系到完成实验工作的物质条件,后者就广义的教育价值而言,可以视为学习使用工具的方法。
各个领域和各种行当常用的工具也许并不相同,但是都有使用工具的要求。
学会使用工具,进而做到灵巧和熟练,本来就是人类和其他动物的主要区别之一,工具的使用促进了人类的手和脑的发展,从而形成生产力中最为重要、能够自动地发展和改善的要素之一。
化学实验基本操作训练的教育价值也在于此,此外还有培养科学作风、科学习惯、学会观察实验现象和学习“见著而知微”的化学思维方法的作用。
对化学实验教学重要性的认识:化学是一门实验的科学,它在原子分子水平上通过对物质的组成、结构、性质和变化的研究,促进了人们对物质世界形成和发展的认识;通过对物质构成及稳定性等关系的了解,大量复杂天然产物以及自然界原来不存在的新物质的合成,使得物质世界的内涵日益丰富。
和其他基础科学相比,化学更注重物质的个性,个性的发现、认定和鉴别已成为实验化学家的主要工作。
虽然近年来理论化学方法得到了长足的进步,但是所得结论仍然需要通过精心设计的实验数来验证。
从而说明了化学仍然是一门实验性科学。
这就确定了化学实验在化学教育和教学中不可替代的地位。
实验教学改革要从实验预习开始,实验预习的要求。
(略,请大家关注近期《化学教育》将要发表的宋心琦先生的论文)什么是好的化学实验——案例 1.1: 拉瓦西测定空气组成实验的赏析拉瓦锡测定空气组成实验是一个在 18 世纪就已经完成了的经典实验,在大多数初等化学教材中都可以找到。
经典实验何止千万,它之所以被选入教材,不仅因为空气属于化学启蒙阶段,必不可少的重要化学物质体系,也不仅因为空气组成已经成为人们普遍具有的基本常识。
因为发现空气组成实验的研究,可以充分体现化学学科的特点(尽管这里所说的组成并非纯物质的化学组成,而是由多种纯物质混合而成的混合物的组成。
)其实这个著名的化学实验所包含的化学教育内容十分丰富,遗憾的是,在教学中往往被当成一个历史事件一带而过。
拉瓦锡测定空气组成实验赏析:这个实验值得着重提到的有两个方面。
一个是化学体系的选择。
因为空气是一个由多种气体组成的混合物,要测定其中氧气的百分率,最佳选择应当是,挑选出一种只和氧气起反应的化学物质,而且反应产物容易分离。
可以和氧气直接作用的物质很多,中学化学涉及到的至少有:大多数金属;氢、碳、硅、磷和硫等非金属;此外还有碳氢化合物及许多有机物。
但是只和氧气反应,而且产物并非不溶或部分溶解的可选对象并不多。
拉瓦锡所选用的汞,应当认为是上上之选。
汞在常温下呈液态,所以除去用作反应物外,还可以通过连通器直接用于测量反应器(曲颈甑)内空间体积的变化。
其次汞的沸点为 356.6o C, 源源不断气化的汞原子和空气中的氧分子发生的反应属于气相反应,而且远远超过化学计量比的要求,反应可以达到完全。
反应生成的氧化汞,在这个温度下呈固态,且不溶于汞。
因为密度低于液态汞,所以浮在汞的液面上,很容易分离。
你还能找到具有类似优点的反应体系吗?HgO 为红色固体,于 500o C 左右可以分解,同一曲颈甑即可完成它的分解。
使分解后得到的气体产物回到留有剩余气体的空间后,可以发现原来减少的气体是否因为和汞结合在 HgO 中了。
拉瓦锡还证明了混合后的气体,其性质和原来放置在曲颈甑中的空气,完全相同。
我们可以把上述的实验过程,简化为 3 个步骤:步骤 3 步骤 2 得到的 O2和步骤 1 剩余的 N2混合,得到“原来”的空气通过这个实验,可以看到这个实验的设计的完美,空气试样的还原,是对汞的氧化源于它和空气中氧气间的反应的结论,几乎无懈可击。
通过和以磷代汞的实验的对比,可以帮助学生了解如何评价科学实验的优劣。
其次,通过这个实验,不仅可以帮助学生学习和分清什么是物质的化学性质及物理性质;什么是化学变化及物理变化;以及什么是混合物和化合物;当然还有单质和化合物的区别等等。
通过化学实验来建立有关的基本概念,难道不比现在教材或试题中出现的诸如木材做成桌子、盘子打碎、徽墨制造等更能说明为什么在化学启蒙阶段,要学习这些似乎意义不大的化学术语,它们能够帮助学生明确些什么?案例 1.2 :为了避免因汞的毒性可能带来的安全问题,教材中对空气组成测定体系放弃了汞体系。
一般多选择磷来代替汞。
磷和氧的反应如下:随之,应当引导学生思考和讨论以下的问题:1. 已知 S 、 C 、 Mg 、 Na 、蜡烛等都可以满足和空气中的 O2发生燃烧反应的条件,为什么 P 是最佳选择?2. 对这个探究性实验来说,为什么以 Hg 方案最为理想?(通过与 Hg 方案的对比)3. 实施“磷”方案时,最重要的前提假设是什么?(磷可以把空气中的 O2用尽)4. 采用“磷”方案时,除去经典的体积测定法外,还能想到哪些方法?作为深入探究,还可以探讨以下几个方面的问题。
1. 选择这类实验体系来探究类似于空气组成问题时,有一个共同的前提假设:同名分子间的不可区分性。