探究实验大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇探究实验范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

解决实验探究题首先要深入了解课本上实验的原理和方法，做到了如指掌，才能对探究实验题做到万无一失；其次是掌握探究的方法，要熟练运用“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等方法.

下面对2011年全国各地中考物理实验探究题进行分析，探讨实验探究题的应试技巧.

一、 考查选择器材进行实验的能力

例1 请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验. （1） 已提供的器材是秒表和皮尺，还需要的器材是_____（2） 实验需要测量的物理量是_____、_____和_____（3） 请写出比较两位同学做功快慢的方法.

点评 题目考查根据物理知识选择器材，进行实验的能力.要测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢，需要知道他们把自己身体“搬”到楼上做的功和时间，这就要知道他们所受的重力，上楼的高度，及所用的时间.

二、 考查设计实验的能力

例2 张红在做早餐时发现，同样情况下，煮沸一锅牛奶与煮沸同质量的豆浆用的时间不同，这是为什么呢？请你运用所学的物理知识，针对其中的原因，提出一个猜想，并简述验证这个猜想的办法.

（1） 你的猜想是：_____ ；

（2） 验证猜想的办法是：_____ .

点评 试题考查学生根据已有的知识和经验进行猜想，及针对猜想设计判定性实验的能力，其所需知识并没有超出学生已有知识的水平，但要求学生能灵活运用所学知识于实际情景之中.

三、 考查分析实验的能力

例3 小刚同学在研究“冰的熔化规律”时，得到的实验数据如下表.

（1） 从表中数据可以看出：冰熔化过程的起止时间是从第_____到_____；

（2） 根据表中数据可以判断：冰属于

_____.（填“晶体”或“非晶体”）

点评 本题要求学生从题目给出的反映冰在熔化过程中温度随时间变化的数据表，分析得出冰熔化的规律，即冰熔化过程的起止时间、冰的熔点，再根据冰在熔化过程中温度保持不变这一特点推断出冰属于晶体.

四、 考查对科学方法的运用能力

篇（2）

中图分类号：G633．8文献标识码：A文章编号：1006-3315（2013）03-008-001

《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲（试用）》指出：“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。”同时也指出，“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发学习化学的兴趣，增进对科学的情感，学习科学探究的基本方法，初步形成科学探究能力。”

课堂教学中教师演示实验和学生分组实验，在时间、空间及仪器和药品选择上都十分有限，化学实验的教育教学功能远远不能充分发挥。化学课外实验是课堂教学的延伸，可以探究的内容很广泛，其切合点可以根据课堂教学内容，对物质进行进一步探索，或结合生活实际和生产实践，对学生身边的物质进行探究。课外实验给学生提供了一个更为广阔的空间，学生有充裕时间自主进行探究，弥补了课堂教学的不足。

刚步入初三的学生对化学这样一门新课程充满了浓厚的兴趣和探究的欲望。但学生刚接触化学知识，对化学仪器和实验基本操作都不了解，要让他们自己做课外实验，对实验进行探究几乎是不可能的。在教学过程中，教师先为学生设计好探究性实验报告，内容包括：“发现问题―提出问题―作出假设―设计方案―进行实验―交流讨论――归纳总结―得出结论”，然后老师做演示实验。学生通过实验报告和老师的示范实验，感知和了解实施探究性实验的一般方法。这时可以让学生做一些简单安全的课外实验，满足学生的探究欲望。例如在学完“镁的性质的探究”实验后，学生对化学实验探究过程有了一定的了解，对物质的探究兴趣正浓，老师可以顺势而为，布置一个课外实验：对铜的性质的探究。这样，实验的成功率大，效果好，学生能在“玩”中掌握知识，体验探究的乐趣，学生的自信心就会得到加强。

随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，在研究过程中，老师可以采取边学习课本中的探究性实验，边增加课外实验和对生活中一些化学现象探究的学习。比如课外实验：探究铁生锈的条件。指导学生认识对比实验的关键要控制变量，使铁钉处于只与水接触、只与氧气接触、同时与水和氧气接触三种环境中，来观察铁生锈的情况，从而得出铁生锈的条件。学生在家中完成探究实验，并在课堂上进行了交流。在实验中，没有试管，同学们用医用针剂小药瓶代替，从雪米饼袋中、甚至从保健药品的罐中找来各种干燥剂做实验。由于自己动手实验，并从生活中寻找实验仪器和材料，同学们不仅亲身体验到了铁在什么条件下会生锈，在什么条件下更容易生锈的知识，而且知道了什么是对比实验，初步学会了如何设计、运用对比实验，同时极大地提高了大家学习化学的兴趣。这是我们老师事先准备好实验，然后在课堂上展示讲解而实现不了的。

篇（3）

在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”教学中，部分教师习惯性地按照教材编排，反复讲解实验步骤，强调酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸各自的产物，再将实验现象和颜色反应对应，从而确定酵母菌有两种细胞呼吸方式。如此照搬课本思路，有饬业摹把橹ば浴蔽兜溃却未培养学生的思维能力，没有“探究”体验，没有科学教育，没有用好教材。本文从发现问题、分析问题、作出假设、设计实验为主线体验实验的探究性，拓展了教材宽度，挖掘了学科理性。

2 教学目标

2.1 知识目标

说明酵母菌细胞呼吸的方式。

2.2 能力目标

组建实验装置，锻炼学生动手能力和提高合作互助精神。

通过探究酵母菌细胞的呼吸方式，让学生学会实验探究的方法。

学会控制自变量，观察和检测应变量的变化，提高学生合作、交流以及自主学习能力。

2.3 情感态度价值观目标

形成对自然科学的基本认识和思维方法，提高学生科学素养，让学生热爱生活。

3 教学重点和难点

（1）说明酵母菌细胞呼吸的方式。

（2）认同酵母菌为兼性厌氧型真菌。

4 实验目的和原理

4.1 实验目的

通过实验探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下细胞呼吸的产物，明确酵母菌细胞呼吸的方式。

4.2 实验原理

酵母菌属于单细胞真核微生物，兼性厌氧菌，能进行有氧呼吸，产生CO2，也能进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。

5 实验探究历程

5.1 从现象出发，发现问题

部分学生观察生活注意到做馒头、面包等食品时都是用酵母菌发面，发好的面团松软有气孔，而且蒸好的馒头、烤好的面包也都有大量气孔。联想到有气孔说明了有气体产生，产生以下问题：“气体是什么呢？酵母菌发酵产生了什么物质？发面是酵母菌利用淀粉发酵吗？细胞呼吸和发酵之间有何关系？”

5.2 理性思考，提出问题

（1）酵母菌发酵能产生气体，气体是什么？

（2）酵母菌在怎样的条件下产生气体？它在有氧、无氧条件下，都会产生气体吗？假如都产生气体，气体的量一样多吗？

（3）酵母菌呼吸除了产生气体，还产生别的物质吗？能否验证？验证时，如何取材？

5.3 大胆演绎，作出假设

结合上述提出的3类问题，结合“有氧呼吸”、“酒精发酵”、“乳酸发酵”反应式，可以有以下7种假设。

（1）酵母菌只能在O2参与条件下产生CO2。

（2）酵母菌只能在无O2参与条件下产生CO2。

（3）酵母菌只能在无O2参与条件下产生乳酸。

（4）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生CO2。

（5）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生乳酸。

（6）酵母菌不仅能在无O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生乳酸。

（7）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生CO2，也能产生乳酸。

严密的推理彰显了学科“理性”。前3种假设只有“一个自变量”，即“O2的有无”，后4种假设“双自变量”，即“有O2和无O2”，渗透了排列组合思想。多数学生能想到前3种假设，而后4种假设需要教师提示。据此7种假设，找到突破口，为设计实验找到理论依据。

5.4 结合假设找到突破口，明析实验设计思路（假设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物）

在设计之前，学生已储备“有氧呼吸”、“酒精发酵”、“乳酸发酵”等知识，从“物质变化”的角度观察三者化学反应式，发现有氧呼吸、酒精发酵产生CO2气体，利用气体作为突破口，理顺“气体量影响到容器内压强”的思路。以1 mol葡萄糖为底物，有氧呼吸每吸收6 mol O2，释放6 mol CO2，气体体积不变，压强相对不变；酒精发酵不吸收气体，释放2 mol CO2，引起气体体积增大，压强增大。基于此利用气体，设计第1组实验，排除乳酸发酵后，保留前文假设（1）（2）（4）的3种情况。

排除乳酸发酵后，在已保留（1）（2）（4）的3种情况下，设计第2组实验，借助鉴定试剂、颜色反应探明酵母菌假设（1）、假设（2）相应产物，找出“气体是谁”和“其他产物”。

找出假设（1）、假设（2）产物后，设计第3组实验，探明酵母菌有氧呼吸和酒精发酵的关系，是“有氧呼吸为主”，还是“酒精发酵为主”，还是“有氧呼吸和酒精发酵两者势均力敌”。

5.5 实验设计

5.5.1 第1组实验

5.5.1.1 材料器具

材料：含葡萄糖酵母菌培养液。器具：6只相同注射器。

5.5.1.2 实验步骤

（1）取6只已灭菌的注射器，分为A、B两组。分别标号为A1，A2，A3，B1，B2，B3。

（2）在2组注射器A、B中分别加入3 mL含葡萄糖酵母菌培养液、3 mL灭活的含葡萄糖酵母菌培养液，均吸入9 mL空气后加塞密封。

（3）一段时间后，观察两组注射器内气体体积的变化情况并说明理由。

5.5.1.3 预期实验结果

一段时间后，预测A注射器内气体体积增加，B组注射器内气体体积相对不变。

5.5.1.4 实验分析

A组注射器内气体体积增加，产生了气体，说明细胞呼吸有3种类型：

①酵母菌在有O2条件下产生CO2；

②酵母菌在无O2条件下产生CO2；

③酵母菌在有O2和无O2条件下都产生CO2。

该实验排除酵母菌乳酸发酵，保留了有氧呼吸和酒精l酵，达到了实验前的预设。同时还产生了3个问题：酵母菌产生气体，气体是什么呢；不同条件下，产生气体的量一样多吗；酵母菌除了产生气体，还产生别的物质吗？

据上述3个问题，设计第2组实验：把酵母菌分别置于有O2和无O2条件下，观察实验现象，鉴定细胞呼吸产物。

5.5.2 第2组实验

5.5.2.1 材料器具

材料：酵母粉、葡萄糖、温水、石蜡油、酸性重铬酸钾溶液。

器具：气球2只、氧气袋1个、矿泉水瓶2只，橡皮筋若干，试管若干。

5.5.2.2 实验步骤

（1）取2只已消毒矿泉水瓶，分别标号为A、B，均加入等量葡萄糖酵母菌液。

（2）A组充入一定量的氧气，B组加入一定量的石蜡油密封液面，迅速将2只气球套在矿泉水瓶口，用橡皮筋扎紧固定，以防漏气。

（3）观察2只气球膨胀程度，列表记录相关数据，见表1。

（4）实验结束后，分别从两只矿泉水瓶中取出等量液体注入试管中（注意B组尽量不要取到石蜡油），加入等量的酸性重铬酸钾溶液，轻轻震荡混合均匀，观察试管颜色的变化。

5.5.2.3 预期实验结果

一段时间后，预测A组气球不膨胀，试管颜色未发生变化；B组气球膨胀，试管颜色由橙色变为灰绿色。

5.5.2.4 实验分析

酵母菌在有O2条件下，气球不膨胀，试管颜色未发生变化，说明气体体积相对不变，结合颜色反应证明没有产生酒精，进行有氧呼吸；在无O2条件下，气球逐渐膨胀，试管颜色由橙色变为灰绿色，说明气体体积增大，产生了CO2气体和酒精。

第2组实验设计中没有使用教材提供的“澄清石灰水证明是否有CO2产生”，紧密围绕“体积是否增大”，借助气球膨胀程度分别证明了有氧呼吸、酒精发酵是否产生气体，此时已经达到对教材探究的目的。但产生了新问题，即随着O2浓度从无到有再到逐渐增加，此时酵母菌“有氧呼吸为主”，还是“无氧呼吸为主”，还是“有氧呼吸、无氧呼吸两者势均力敌”？可设计第3组实验。

5.5.3 第3组实验

5.5.3.1 材料器具

材料：含葡萄糖酵母菌培养液、5 mL 20%NaOH溶液、5 mL蒸馏水。

器具：2只带橡皮塞广口瓶、带活塞玻璃管若干、弯曲玻璃管若干，尺子。

5.5.3.2 实验步骤

按图1所示，组装实验装置，进行实验，观察红色液滴移动情况。

（1）2组装置中均不通入O2，观察红色液滴移动情况。

（2）逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。

5.5.3.3 预期实验结果

实验结果见表2。

篇（4）

先以无限循环小数0.■为例进行实验。

设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.■这样的无限循环小数化为分数形式？动手试试设

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■就不能化为分数形式：

设■=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显然是错误的。

再以无限循环小数■为例，做进一步实验：■=0.737373…它有循环节两位，类比上面的实验，可以得到如下的做法：

设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.■■就不能化成分数了。

类比地，循环节有三位的无限循环小数也能化为分数。如 ■

设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

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

动手试一试循环节有四位或四位以上的无限循环小数都可以用此种方法化成分数。

篇（5）

（2）调好后，第一组按图1（乙）进行实验，第二组按图1（丙）进行实验.你认为第

组实验更好，理由是 .

分析 本题考查了实验器材的使用及其实验步骤的知识和技能目标，又体现出过程和方法的目标的检测.

在问题的设计方面，通过“如图所示”要求同学们能通过观察图像得出“杠杆左低右高”的信息，跳出了传统实验题靠背步骤、背原理、“照方拿药”得高分的怪圈.根据观察得出的信息，提出如何通过调节“左端”的螺母实现杠杆平衡问题，它考查了科学探究活动分析和推理能力.在第2小问要求同学们“选择哪种方法更好”，突出了同学们探究活动的感悟和体验，全面体现了新课标理念.

最后1小问，要求同学们对两种方法做出评价，考查科学探究的要素问题.

答案 （1）右；（2）二；便于从杠杆上直接读取力臂.

例2 在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干.

（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向 调，直到杠杆在水平位置平衡为止.

（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2

=30cm.该同学根据这些数据能否得出探究结论？ .理由是： .

（3）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件.

这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由： .

（4）如图2所示，杠杆在水平位置平衡.如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆 端将下沉.

分析 该题探究杠杆平衡条件的实验问题情景是“右侧的平衡螺母向左调到头了”，这种设计打破了“听实验”就能解答题目的弊端，不经历实验过程、不能真正理解实验的同学是难以得分的.这体现了物理命题能力立意的导向.

答案 （1）左；（2）不能得出探究结论；因为一次实验获得的数据具有偶然性，不能反映普遍规律；（3）杠杆在水平位置的实验方案好，便于测量力臂；（4）右.

我们知道，科学探究的基本要素是提出问题、猜想和假设、设计实验和进行试验，制订计划与收集证据，分析与论证，评估、交流与合作.本题突出了科学探究中评价这一要素.

要正确解答评价问题，必须了解什么是评价，什么是科学探究的评价，如何评价.

篇（6）

比如儿童常见的玩具发光陀螺，这个随处可见，发光陀螺在旋转时，流光溢彩、霓虹闪烁，煞是美观。认真观察发光陀螺，可以发现，发光陀螺上有一个个小灯，在不旋转时是不发光的，只有在高速旋转时灯才会发出五颜六色的光，形成一道道彩色光环。针对这一常见的现象，就可以引导学生起疑，提出设问，为什么发光陀螺上的灯在陀螺不旋转时不发光，在高速旋转时会发光，并且会形成一道道光环，从而激起学生好奇心，激发学生探究欲望，对学生提出要求，利用自己学过的物理知识并且通过查阅资料来研究这一问题。学生通过网络查得发光陀螺内部有电源、闪光集成电路、发光二极管和离心开关组成。平时陀螺电源处于关闭状态，当陀螺旋转时，由于离心作用，开关自动接通，陀螺发出不同颜色的光，形成一个光环。发现陀螺转动时空腔中心的小珠子总是被甩向周围，陀螺转动得越快，甩动越厉害，陀螺就会发出不同颜色的光。由此学生明白了发光陀螺发光的原理：陀螺旋转，由于离心作用，使开关接通，从而陀螺发光。明白了这些后继续问，针对这些你还能做出一些设想来进行探究吗？

篇（7）

实验用品：一支新蜡烛、火柴、一支干净烧杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。

实验步骤与方法：

1．观察蜡烛的颜色、形状、状态、硬度；嗅其气味。

现象：蜡烛是白色、较软的圆柱状固体，无气味，由白色的棉线和石蜡组成。

2．用小刀切下一块石蜡，放入水槽，观察其在水中的现象。

现象：石蜡漂浮在水面上，不溶于水。

结论：石蜡是一种密度比水小，不溶于水的固体。

3．点燃蜡烛，观察其变化及其火焰和其各层温度的比较。

现象：石蜡受热时熔化、蜡烛燃烧时发光、冒黑烟、放热。

烛焰分三层：外焰、内焰、焰心，外焰温度最高，焰心最低。

结论：石蜡受热会熔化，燃烧时形成炭黑。

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4．干燥的烧杯罩在烛焰上方，观察烧杯壁上的现象片刻，取下烧杯，倒入少量石灰水。振荡，观察其现象。

现象：干燥的烧杯壁上出现了许多小水珠。取下烧杯后迅速倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变得浑浊。

结论：蜡烛燃烧时产生了水和能使石灰水变浑浊的二氧化碳两种物质。

5．熄灭蜡烛，观察其现象，用火柴点燃刚熄灭时的白烟，观察有什么现象发生。

现象：熔化的石蜡逐渐凝固，白色棉线烛心变黑，易碎。用火柴点燃刚熄灭时的白烟，蜡烛会重新燃烧。

结论：石蜡遇冷凝固，燃烧时产生炭黑，棉线炭化，白烟由细小的石蜡颗粒构成，有可燃性。

实验结论：

篇（8）

近年来随着素质教育理念的贯彻落实，实验探究逐步成为了化学教学中的重要内容，这就要求教师必须加强实验教学，深入研究和改进实验教学，开拓创新思维，设计符合教学内容的化学探究实验――即化学小探究实验，引导学生主动思考、探究问题，从而促使学生扎实掌握化学实验操作技能，灵活运用化学知识.基于此点，下面结合自己的教学实践，对化学小探究实验谈些粗浅的认识.

一、概念

化学小探究实验指在化学课堂上或者化学课堂外开展的小实验， 它紧密结合教材的内容而精心设计，它的“小”即是相对于较复杂而又多的实验仪器而言，也是相对于繁琐的操作和探究过程而言，它不追求科学探究的完整.它的实验用品简单易得，操作简便，相对安全，绿色环保.它包括师生对课常演示装置改进、创新的自制教具小实验，开发利用身边生活用品的学生随堂小实验和启迪性小实验.它具有趣味性、探究性、规范性、普及性等特点.遵循同步性、易得性、简易精练性、目的性和安全性等原则.是教师演示实验和学生实验的必要补充，是课堂教学的扩展、延续和加深，是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径.

二、研究内容

化学小探究实验内容的选择和确定主要根据学生认知的水平、化学学科的特点、学生的求知欲和好奇心等方面来考虑.在知识形式上以选择经验知识为基本原则；在知识的传递上，以学生自我活动、自觉操作、自我探究、自我体验为基本形式；在知识的价值上，以实验知识养成技能的训练为基本价值取向. 化学小探究实验的内容与形式是紧密联系的，丰富多彩的内容要通过多种多样的形式体现出来，才能使化学小探究实验变得生动活泼、充满活力.化学小探究实验的研究内容主要从如下几个方面进行： ①小探究实验的时间、地点、内容、药品、仪器的选择；②小探究实验的内涵和特点；③小探究实验开展价值；④小探究实验实施策略和原则；⑤小探究实验的的具体过程和措施及评价方法.

三、化学小探究实验教学实施

1.引导学生开展对化学实验的改进、创新的自制教具小实验探究教学

化学是一门以实验为基础的自然科学，而且化学实验是学生进行探究性学习的重要方式.因此，在教学中要加大对化学实验的改进和研究，这样可以促使他们去思考、去发现问题.尤其是学生自制的仪器，虽然实验效果不是十分理想，或者存在这样那样的小毛病，但它却会比用现有的仪器能学到更多的东西.自制教具对于激发学生求知欲望、提高学生参与意识、加深学生体验、增强学生创新能力、提高课堂效率都有着不可缺少的重要作用.所以教师在实验探究教学时，应认真分析中学课本上的化学实验，从中发现问题、思考问题，并提出解决问题的相应办法.在化学实验的选择上特别注意到对实验的改进和创新，注重实验的趣味性，更大限度的激发学生的学习兴趣.

2.开发利用身边生活用品的学生随堂小实验探究教学

通过开发利用身边生活用品的学生随堂小实验探究教学，让学生认识到：生活空间就是化学实验室，生活中的一切材料物品都是开展化学实验探究和认识化学规律的重要课程资源，这就突破材料和时空的限制，为实施多种形式的化学实验教学提供了丰富便利的条件从而调动学生学习的积极性、主动性.

3.增设启发性小实验探究教学

思源于疑，没有问题就无以思维.思维总是从解决问题开始的.因此在化学教学中要增设有启发性小实验演示，教师要通过提出启发性问题或质疑性问题，创设新异的教学情境，给学生创造思维的良好环境，让学生经过思考、分析、比较来加深对知识的理解.尤其是恰当地创设化学问题情景，在加上当生动的演示现象出乎学生的意料之外时， 认知的矛盾将上升为思维的动力，唤起学生好奇心来激发学习兴趣.巧妙的设计一些趣味性浓厚的小实验，让学生在愉快的情境中学习化学.启发学生的创新思维，激发了学生的好奇心，能产生对化学的浓厚兴趣.

四、化学小探究实验评价

化学小探究实验的评价应侧重于学生的认识过程，更要注重于学生的发展，通过评价发现学生差异和发展的可能性，改进教学策略，从而有效促进学生发展.其具体功能表现为：反馈调节，展示激励，反思总结.纪录成长导向等功能.评价过程应与学习过程相一致，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能，突现评价的发展.在进行实验的过程中，为了鼓励学生积极参与实验，要有评价意识. 新课程标准要求，教师要采取多种适合学生发展的评价方式.可以采取自评、小组评、教师评等方式.其中教师的评价具有较强的导向性和引导性，化学小探究实验的评价，要尽可能充分反映学生在实验探究过程中的设计思想、收获体会、对待科学的情感态度以及思维能力和实验技能等的提高.学生不仅是探究性学习的主人，也可以是评价自己学习情况的主人.

总之，化学小探究实验是学生对化学知识由认识到理解的桥梁，是化学教学的重要组成部分，对课堂实验教学起到了极好的补充作用.它能激发学生学习的兴趣、培养学生的实验技能、科学态度和良好的学习习惯，也是培养创新精神、实践能力的重要途径，是课堂教学的延伸，创造发明的基础.化学小探究实验既是课堂教学的有效补充，又是激发学生学习兴趣、培养学生能力、提高学生素质的重要渠道.

参考文献：

[1]郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社，2003.

篇（9）

化学实验教学，特别是化学探究式实验教学是培养创新精神和创新人才的重要的活动和手段，是提高学生素质的重要途径。实验不仅是一种教学过程中的实践活动，而且是一种更重要的探究性的实践活动。在中学化学教学中，绝大部分新授课含有演示实验内容，有些是以实验学习来了解物质的性质、制法、用途，有些是靠实验推断出重要的结论。积极开展以实验为基础的教学活动，即实施实验探究教学，意义深远。

1.实施实验探究教学法的意义

1.1实验探究教学思想是新课程标准的灵魂

实施化学实验探究法有其必要性，《义务教育化学课程标准》强调：“通过以化学实验为主的多种教学活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力，逐步树立科学态度，形成终身学习的愿望和能力。”［1］所以实施新课程标准的一个重要目标就是以培养创新精神和实践能力为重点，建立新的教学方式，促进学习方式的变革。［2］实施新的课程标准，以锐不可当之势正在全面展开。实施实验探究教学思想是新课程标准下中学化学教学改革的一种必然选择。

1.2实验探究教学思想是化学课堂教学的活力

实施化学实验探究法有其重要性，真正的教育应该是教材与方法、课程与教学水融、相互作用的动态统一。新课程强调教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。在教学过程中要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生置疑、调查、探究，在实践中学习，使学习成为教师指导下主动的、富有个性的过程。［3］在实验探究教学中，教师要创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都得到充分的发展。现代化学教学理论认为，实验探究教学不仅能使学生掌握基础知识和基本技能，而且注重对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练，以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣，形成求学所必需的质疑态度和批判精神，从而培养创新意识和创造能力。［4］

2.实验探究教学的指导思想

实验探究教学的指导思想：（1）以实验为基础；（2）突出学生的主体性；（3）强调实验教学的探究性；（4）知识技能的掌握、能力的形成和态度的培养在探究过程中统一。［5］

2.1以实验为基础

化学是一门以实验为基础的自然学科。纵观化学科学发展的历史，几乎每一项科学发现都离不开化学实验。化学实验是化学科学赖以生存的基础。同时化学实验教学有助于培养学生实事求是的科学态度和科学方法。［6］因此要想发挥实验的作用，我们首先要注重激发和培养学生实验兴趣，引导学生根据实验事实或实验史实，运用实验方法论来探究物质的本质及其变化规律，充分发挥学生主观能动性，使学生自主参与实验。

2.2突出学生的主体性

新课标明确指出：“学生是学习和发展的主体。”因此，教师要准确地给自己的角色定位，要相信学生自学自悟的能力，重视学生潜能的开发。重视学生的自我感受和独特见解，耐心倾听学生的心声。［7］要想有效地实施实验探究教学，就必须增强学生的主体意识和了解学习的主要成分发挥学生的主观能动性。所以，教师要想方设法为学生创造机会，如增加趣味性实验、生活周边的探索实验等，让他们自己动手，用所学的知识解释身边的化学现象。当然教学过程是双向的，探究式教学不仅包括教师的教，而且包括学生的学。教师要达到教学目标，就必须使学生主动积极地参与到教学中来，自觉按照教学目标进行探究式学习。构建知识需要学生积极地获取，而应用知识去解决实际问题则是个飞跃过程，更需要靠学生自己勤奋钻研，勇于实践。

2.3强调实验教学的探究性

实验探究性教学，主要强调教学，是一种教学模式的改变，是一种针对教育理念的改革。这种教学模式所要实现的目标是：将传统教学中以教师为中心、注重结论的模式向以学生为中心、注重过程的方向转变。

2.4知识的掌握、能力的形成和态度的培养在探究过程中统一

为了能使学生的学习方式发生根本性的转变，新课改重视课程结构的调整，倡导通过改变学习内容的呈现方式，促进学生积极主动地去学习。同时倡导学习过程转变为学生不断提出问题、探索和解决问题的过程，积极有效地掌握一定的知识技能、形成一定的实验能力，培养了坚定的科学态度。［8］这三项教学目标是彼此统一的，三者在运用科学方法而展开的科学实验探究过程中得到统一。

3.实验探究教学的程序设计

实验探究教学程序主要包括：发现问题―引出问题―实验探究―探讨规律，四个基本环节。［9］

3.1发现问题

教师应根据教学内容和教学目的、要求，从已学教材中或从生产生活实践中提出一些富有启发性的问题，设计些富有探究性的实验，使学生明确学习目标。同时教师要拓宽学生的知识面，在拓展中提炼出开放性教学的基本素材，而且引出的问题要具有针对性和启发性，要让学生想想“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透科学思想，启迪学生思路。［10］例如：在讲《氢气的实验室制法》一节时，可向学生质疑：如果要使氢气的发生装置能够随时添加酸液，实验装置应如何改进？如果要使反应随时发生和停止，实验装置又应如何改进？学生通过阅读有关“启普发生器”的相关资料受到启发，可以设计出多种实验方案来改进。

3.2引出问题

教师向学生提出问题后，引起学生的好奇、怀疑、困惑和矛盾，［11］从而激发学生的探究心理，创设探究问题的情况，促进学生进行阅读资料、讨论、实验构思与设计，提出某种可能性，从现象上、结论上引发学生的兴趣，以激发学生学习探究知识的动机，激发学生的创新欲望。因此，在化学教学中可以利用形象生动的化学实验，社会、生活中的化学问题来刺激学生，使学生自觉地去探讨和解决问题，在问题解决前作出某种预言。

3.3实验探究

在教师指导下，学生边做实验边记录实验现象、数据，掌握感性材料，发现新的知识。实验是培养学生创新精神的最佳途径。化学是一门以实验为基础的学科，要丰富学生的经验和知识，离不开实验；要验证推理、假设、联想的正误，离不开实验。对学生通过质疑、假设、联想所提出的问题，要尽可能地创造条件，让学生通过实验来论证。［12］在实验中要注意培养学生一丝不苟的科学精神，实验前要认真设计实验方案，实验中要仔细观察每一个实验现象，实验后要科学地分析观察的结果，并对实验中出现的细微的、不正常的现象或误差，组织学生讨论分析导致误差的可能的原因。

3.4探讨规律

学生根据实验事实进行讨论、争辩等活动，从而揭示产生现象的原因。教师的点拨是去伪存真，把探究目标引向深入。学生通过一系列的思维活动，概括出概念、规律和理论，并使之条理化、系统化。

4.实验探究教学模式

实验探究教学通常有两种模式。

4.1模式一

模式一可概括为：提出问题实验事实科学抽象得出结论应用结论。［13］

示例一：请你用尽可能多的方法鉴别SO和CO，并指出哪些方法较好？

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［提出问题］：两种气体之间有联系吗？

［进行实验］：

（1）将两种气体通入品红溶液（溶液中放有布条），观察溶液有什么现象？

（2）将两种气体通入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液的颜色有什么变化？

（3）用试管收集两种气体，分别倒扣水槽中，观察液面上升快慢速度有何变化？

（4）闻气味，看看有没有刺激性气味？

（5）将两种气体分别通入放有活老鼠的容器中，放置一段时间进行观察，老鼠有什么变化？

（6）将两种气体分别通入生长状况一样的同种植物，进行充足的光照，观察植物的生长状况有什么变化？

［实验事实及处理］：

（1）SO具有漂白性，CO没有漂白性，在前者的溶液中布条的颜色褪去。

（2）SO易被氧化，CO不易被氧化，在前者的溶液中，酸性高锰酸钾溶液颜色褪去。

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

（4）CO没有气味，SO有刺激性的气味。

（5）在前者的容器中观察到老鼠的生长状况受到影响，但是后者的容器中发现老鼠已经死亡。

（6）在前者容器中的植物生长状况变的慢而且叶片发黄，在后者的容器中植物长势很旺。

［科学抽象］：

从上述几个可以看出（1）（2）（4）是SO所具有的特性；（3）（5）（6）是CO所具有的特性。那么从其他方面考虑，则有以下几点。

A.（1）（2）是从化学的角度分析的，在（2）中要控制溶液的量以及要考虑药品的特性，同时操作又不方便，相比之下（1）较好且简单易行，现象直观。

B.（3）（4）是从物理的角度分析的，在（3）中，溶液的体积量取不方便，故相比之下（4）较好。

C.（5）（6）是从生物学角度分析的，但是考虑到动物和植物的受多种因素的影响，在试验中不易观察和操作，所以我们就不作评论，只是方法上我们可以借鉴。

所以综合上述几点，从化学鉴别的角度考虑，（1）（4）的方法我们可以鉴别使用。

［结论］：

通过以上六组实验，可以看出SO有刺激性气味、具有漂白作用、不易溶于水、不能为植物的光合作用做原料，等等。而CO则具有不供给呼吸、不具有漂白性、无气味、能为植物的生长提供营养，等等。

［应用］：

SO是污染环境，所以我们尽量减少SO的排放，有利于环境的美化；环境中增加一定的量CO有利于植物的光合作用。我们可以在塑料大棚中增CO的含量，促使蔬菜的生长，等等。

4.2模式二

模式二可概括为提出问题提出假设制订计划实验探究得出结论应用结论。

示例二：分步沉淀

［提出问题］：含0.1mol/LFe和0.1mol/LZn的混合溶液中，加入NaOH溶液，是否两种沉淀同时产生?

［提出假设］：

（1）Fe（OH）先沉淀；

（2）Zn（OH）先沉淀；

（3）二者同时沉淀。

［制订计划］：

（1）实验前预测反应可能有的现象：先析出棕色沉淀；先析出白色沉淀；析出浅棕色沉淀。

（2）实验中观察现象；

（3）实验后做出解释。

［实验探究］：在0.1mol/LFe和0.1mol/LZn的混合溶液中，加人NaOH溶液，观察现象，观察到先析出棕色沉淀。

［解释与结论］：在18°C时，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。在含多种离子的混合溶液中加人沉淀剂，离子是分步沉淀的。

［应用］：定性分析中，用于离子的分离。

模式一是实验探究教学的基本模式，很多元素化合物知识、化学概念、定律、原理等，都可以通过此模式来获得。模式一和二的划分并不是绝对的。同一教学内容既可以按照模式一，又可以按照模式二来设计。

实验探究教学模式一和二，在培养学生能力方面的作用是有区别的。以假设及其验证为主要内容的模式二，由于要求学生要大胆地进行想象和推测，发表自己的见解，因而更利于培养学生的创造能力。中学生在初高中阶段的思维特点不尽相同，在高中阶段更善于进行推理和判断，主动思考问题，发表独立见解。因此，模式二的开展应以高中为主，初中阶段则主要应按照模式一来进行教学设计。

5.对实验探究教学法的评价

采用实验探究的教学方法，让学生在实验探究过程中根据现象和事实，学习理解化学知识，验证化学概念和原理，同时培养学生的实验操作技能，提高了学生的观察能力、思维能力、自学能力、创新能力。由于学生亲自动手实验，在一定程度上也培养了他们学习化学的兴趣，使学生由被动学习转为自主学习，既减轻了学生的学习负担，又提高了课堂教学效率。在实验中，学生增进了对科学的情感，能初步理解科学的探究方法和科学的本质，并且逐渐形成科学的探究能力。当然，使用这种教学手段也有一些不足之处，例如有些学生的自学能力不够，没有课前预习，探究实验时往往造成盲目和无序；还有些学生的动手能力弱，实验时畏畏缩缩，实验的速度太慢，也影响了教学的进度。

总之，实验探究式的教学方法是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。我认为，在大力提倡培养学生科学素质和创新能力的今天，实验探究的教学模式无疑将成为一种行之有效的重要手段和途径。

参考文献：

［1］杨玉琴.浅谈《全日制义务教育化学课程标准》的特点［J］.化学教育，2003，（12）:25-26.

［2］张援.对化学实验探究教学模式的认识［J］.苏州教育学院学报，2004，21，（3）:80～84.

［3］王月芬.走向新课程的教师教学行为［J］.基础教育，2004，（2）:62-64.

［4］刘知新，梁慧珠，郑长龙.化学实验论［M］.南宁:广西教育出版社，1996:192-194.

［5］刘凤泰.高等教育改革的形势和任务［J］.实验技术与管理，2000，17，（5）:1-4.

［6］徐承波，吴俊明.化学教学设计与实践［M］.北京:民主与建设出版社，1998:268-270.

［7］陶正荣.让探究式教学走进课堂［J］.林区教学，2006，11，（07）:79-80.

［8］梁慧珠，郑长龙.化学实验论［M］.南宁:广西教育出版社，1996:196-208.

［9］刘知新.化学教学论［M］.北京:高等教育出版社，2004:172-173.

［10］李欣然.初中化学“实验-探究”式教学模式初探［J］.教育实践与研究，2006，6，（2）:54-55.

［11］郑长龙，梁慧妹.试论化学实验探究教学的几个理论问题［J］.课程.教材.教法，1995，（8）:49-51.

篇（10）

“测得是它吗?”这在科学实验中似乎是一个太简单、太起码的问题。可实际上，它却是实验科学的一个最基本、最重要的问题之一。如果这一问题没有解决，实验可能测出了重要的结果，却失去了重要的发现，甚至错了还不知道是怎么回事。在科学研究的历史中，曾经有过不少科学家由此失去重大发现的良机，造成终身的遗憾。

初中物理的课标明确强调：要让学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力；科学探究既是课程目标之一，又是物理课程学习内容的重要组成部分，课程标准和教材的编写都为学生实施科学探究、实现新课程目标创造了条件。另外，科学探究还是重要的教学方式之一，其目的是学生由被动接受知识转化为通过实验探究主动获取知识。实验探究在很大程度上是在课堂教学中再现科学研究的情境，学生在探究中会出现类似于科研的各种失误。本文旨在结合探究性实验教学中的失误和科学研究中的若干失误原因，提出利用实验失误因势利导，逼近真实科研情境，从而加强对学生探究能力和创新能力的培养。

1　理论模型失实

如果从开头就是以一个错误的理论指导着实验，那么得到的东西当然与实际大相径庭。

在物理探究实验设计中，如果利用学生失误中的器材建立实验模型进行探究，而不是事先将可能的失误结果告诉他们，再通过探究发现模型的错误，有利于学生对建立正确模型及偶然失误的重视。

一次实验中，一只弹簧秤指针脱落，原来的固定点不易固定，我把它重新固定在弹簧上，固定点上移后，弹簧的可用部分交短，和标准弹簧秤对比，用相同拉力时，伸长量变短，示数变小，重新调零后，用5N的拉力时，它的示数仅为4.5N。

一次课外活动中，学生探索作用力和反作用力的关系。我将这只弹簧秤和一只标准的弹簧秤放在第一组，其他组同学使用标准弹簧秤。这只弹簧秤经历了8位同学之手。

结论不出所料，这8位同学竟然得出了和其他同学一样的结论，而且数据吻合得相当“好”。

总结这次活动时，我当众向同学们展示了这只弹簧秤，重新演示实验，把数据写在黑板上。

牛顿第三定律不成立吗?其他同学啧啧称奇。

接着，我将事先准备好的两只200克钩码分别挂在这两只弹簧秤上，两只弹簧秤先后读数分别为2.0N、4.0N：1.8N、3.6N。

我这时才跟大家揭示弹簧秤读数变小的原因，尽管同一次不同弹簧秤的示数不一样，但实际受到拉力是一样的，问题原来在弹簧秤上!同学们恍然大悟。

这时，有同学低声说，当初我也得到了同样的数据，不过以为是误差。

在探究的基础上我讲述了科学研究中失误带来的重大发现的故事，使学生产生了浓厚的兴趣。

例如，约里奥・居里在发现铍辐射通过石蜡而增强时，误把中子认为是质子，他们并不知道卢瑟福已有中子的假说。后来，中子被查德威克发现了。我国著名的物理学家赵忠尧在安德森之前就已经观测到了正电子，但是，他没有能得知1928年狄拉克在处理一个量子力学方程时已预言过正电子的存在，而对自己的观测作了别的解释，错失良机。发现正电子的荣誉1932年被安德森取得，1936年安德森因此获得诺贝尔物理奖。

最后，我教育同学们，任何定律都是经过大量实验事实得来的，我们当然也不能轻易地根据一组同学的结论否定牛顿第三定律，表示我们不迷信权威；但也不能迷信弹簧秤，认为它是准确的。同时，应认真观察实验现象，分析数据，不忽视任何可疑成分，一些物理学的重大发现就是这样发现的。我们在平时实验就要养成良好的科学习惯，严谨的治学态度。

2　为了测量某个物理量而改变对象或测量条件，造成测量结果的失实

插座左零右火的探究实验，因为手握的方向等情况不同，学生常会安装错，对此不是教师事先讲得更细，而是让学生探究：右手大拇指向前，其余四指弯曲，做拿插头状――这样人体碰到火线的可能性更小。由此得出结论：

“三相插座为什么‘左零右火’”一为了安全。

科研中这类问题很多，对学生有很多启发。

例如，用电阻感应片测定地底下某处岩层中的地应力，必须打个洞，但利用废旧矿井，测到的仅仅是已经打了井后的应力，而不是原始岩石里的应力。如果是用螺线圈或霍尔片测磁场，当将探测器放进介质的时候，其本身就会改变周围的磁场分布，如果再开一个孔放进去，就更不合理了。

测量某种介质的温度时，必须考虑温度计本身的热容会对被测介质产生多大影响。如用水银温度计测量空气的比容热，或者是在低温条件下做热学测量时，温度计本身以及样品架、连结线等的热容就不能忽视了。

把电表接进线路会改变线路中电压、电流的分配，从而使显示的数值并不是原先的结果。最明显的是用普通电表而不用数字万用表去检查电子仪器的线路时，有时会量不到多大电压。观测者以为是元件被击穿了，实际却可能是因电表的内阻太小而电压降到别处去了。

上述问题，可以用尽量缩小探测仪器体积的办法来解决，如使探测线圈微型化，使用超小型的半导体pn结作为温度传感器的探头；或者是经过计算和修正，把探测孔挖成规则的几何形状，计算温度计本身的热容等；或者是用无损探测方法如用感应式电表测量导线里通过的电流，不必切断电线把电表接进去，还有无损伤超声波探伤、遥感技术等。

3　仪器使用不当

在进行串联、并联电路功率探究实验中学生手抓灯泡感到烫手，就此提出问题‘‘灯泡为什么要做成葫芦状?”――通过讨论学生知道其至少有如下作用：上面细小是便于装卸，下边球状利于防爆。同时，白炽灯很热，说明其节能的效果不好，进一步学生想到用节能灯实验改进仪器。

在科研中使用仪器不正确会使测量结果不反映真实状况的例子也很多。

首先，测量仪器要定期按规定校验，否则，测得的一切数据都将不被承认。

再者，仪器必须按规定的条件使用，有的电子仪器要求预热或在开机后若干时间使用；有的仪器放置方法有规定，把本应该水平放置的变成垂直放置就会导致测量失实；有的仪器要求屏蔽或用屏蔽线传输；有的温度计要求全部浸入待测介质或者先升温到满量程再进行测量；测低频的仪器去测量高频的对象往往会得到奇怪的结果。

如果忘了校准仪器的零点或者没有在规定工作点上工作，那么除了通常意义上的测量失实以外，甚至会出现荒唐的结果。忘了接仪器的地线，会导致测量结果的不稳定和不正确，严重的将导致仪器被烧毁。

使仪器具有明显的对称性是一条很好的准则。如果翻转某些量或是变换两个单元，从实验原理角度不会产生影响，就应当设计实验并进行这样的变换。明显 的例子是惠斯通电桥，桥臂交换后，会发现存在接触电阻的影响。这里再举两个例子。

假定我们用电位差计来比较两个电阻，但不知道热电效应的影响有多大，设备中明显的对称量是两个电路中电流的方向，如果我们交换电流的方向，看起来平衡点应该不变，但事实会发现并非如此。变换后会发现一些意想不到的现象，其与热电动势有关，对交换前后的平衡点取平均值，就可消除误差。

测量金属导热系数的一个实验，要测出两个点P和Q之间的温度差T，假定我们用一对相同的温度计来测量P和Q点的温度对称性，则可告诉我们，对调两支温度计不会对结果产生影响，但实验中仍会发现有影响，这是因为温度计的读数可能有误。如果T不太大，那仅由一对温度计一次测量的值可能有严重的误差，而交换温度计可以减少误差。

4　测量安排不当

测量安排不恰当通常达不到预期的结果。

学生在探索弹力和弹簧伸长的关系时忘记了弹簧的原长，得到的图像不过原点。用单摆测重力加速度时，在一定的时间内计入次数偏多使值偏大。在与学生讨论这些失误时，及时结合科学研究中的类似实例，不仅使学生了解了科研的一些思想和方法，还可激励信心，激发他们今后参与探究的兴趣。

科研中一些经典实验遇到的失误，是带领学生进行实验研究或与学生实验结合的很好实例。例如测量温度时，如果热学系统的温度与环境温度不同，系统内部就会有一定的温度梯度分布。假定不考虑温度计的热容，T1是温度计测得的系统中部的温度，T2是系统表面的温度，Q是环境温度，如果T1，T2高于Q，则T1＞T2。如图2(a)所示的装置，会有如图2(b)的沿径向r的温度分布图线。而加上搅拌器后，则有图3所示的温度分布图线。

5　采集的数据不反映实际

有时候，实验是正确的，仪器也正常，但是采集的数据没有反应实际，也得不出正确的结论。例如学生用多用电表探索黑箱内元件时，由于对电表的指针向右偏转对应的电流流向未掌握清楚，而画反二极管，描绘小灯泡的伏安特性曲线时，线路接成了限流电路而使曲线不完整。采用探究实验教学，学生在探究中会遇到更多的挫折，但是在教师指导下最终获得成功，其体验的是与科学家科研相同的感受。

例如，密立根从1917年到1930年之间发表的电子电量的数值

e=(4.770±0.005)×10-10C.G.S.E.与比尔登于1931年用X射线法测得

e=(4.806±0.003)×10-10C.G.S.E.不同，原因是密立根计算时采用的气体粘滞系数有误。

又如，音色不好的电子琴模仿各种乐器的音色很不逼真，其原因之一是，它的采样波形和频谱虽然是根据原型乐器而来的，但是任何一种乐器低音部分的频谱与高音部分是很不一样的，用同样的波形去再现当然会有不件的效果。

音量放大时，声音会失真，一个原因是只截取了脉冲信号的前半部，放大后的信号波形仍然与原先的相似，但却损失了原来的幅值和其他信息。

6　减少不确定因素

在实验的理论方法、环境条件、仪器结构、操作测量等方面，都可能存在由于偶然因素产生的一些涨落扰动，或是一些不能严格确定的系统误差。这些都将构成实验的不确定因素。这些不确定因素往往就成为实验基本误差的主要来源。因此，在实验的设计安排、仪器装置的设计使用以及操作测量过程中，要尽量避免或减少这些不确定因素的影响。

学生在探究实验开始前，教师仍然是要讲一些注意事项，但探究中的各种失误情况仍然会出现，且比起传统的实验教学要多得多。对此，如何把握探究实验与传统实验的教师指导尺度区别，是要精心考虑的。但学生如果出现了问题，首先不是责怪，而是与学生一起分析查找。这需要教师更细心地准备，和对实验条件更精准地了解。

通过对科研中减少不确定因素的影响的例子介绍，或启发学生查找材料阅读，使学生重视实验中那些不确定因素，有意识地在探究中注意仪器的正确使用，在遇到实验中的问题时，也可以查找或互相查找。

下面的例子是我们在教学中常向学生介绍的。

在地下矿井或山洞里寻找新的宇宙粒子，在低温下做实验以减小分子不规则热运动的影响。一些精确恒温的实验放到山洞里做，或者建立恒温室。

篇（11）

作为当前基础教育课程改革的热点、亮点和难点，《普通高中物理课程标准》对科学探究提出了明确要求，并指出：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。”一般来讲，我们进行科学探究都要遵循以下步骤或流程：

一、提出问题

“现代科学之父”爱因斯坦曾指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的进步”。

问题是创造的先导，是思维的起点，具有问题意识是一个人有所创新的前提与基础，是否具有问题意识，能否提出有价值的问题，是因循守旧之人与开拓创新之人的分水岭。

我们提出的问题首先应该是科学的，不能反科学或伪科学，而且还必须是有价值的、有意义的、可以探究的、值得探究的。依据学生现有的知识，我们所能提出的问题应根源于生活，但又高于生活，却不能脱离生活和实际经验，提出的问题应在其力所能及范围之内，即有能力应用已有的物理知识，加上部分未知的物理知识，利用科学的方法与思想，或独立或协作地予以解决。

提出问题后我们还必须明确问题，明确问题是为提出假设或大胆猜想奠定基础。从物理学的角度较为明确地阐述该问题。

二、猜想和假设

让学生做假设和猜想，就是根据已有的物理知识和实验经验，对解决问题的方式和问题的答案提出猜想与假设，对实验结果进行预测。

爱因斯坦说过：“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力却概括世上的一切，推动着科技的进步，并且是知识进化的源泉，严格地讲，想象力是科学研究中的实在因素。”郅庭瑾先生认为，高中生业已具备以理论型为主的抽象逻辑思维能力，具体体现在：①学生可以通过假设进行思维。按照提出问题、明确问题、提出假设、验证假设的途径，经过一系列的抽象逻辑过程，达到目的。②学生思维业已具备预设性，在解决问题之前，学生已采取了一定的方式和手段。③学生思维已渐进形式化。中学生开始逐步地由具体运算思维占优势发展为形式思维占优势，不仅能够进行从特殊到一般的归纳，而且能进行从一般到特殊的演绎。高中生在他们的实践与学习中，已能够完成从具体上升到理论，再由理论指导去获得具体知识的完整过程。④高中生思维活动中自我意识或监控能力的明显化。⑤学生思维能跳出旧框框，创造性思维已获得迅速发展，开始追求新颖、独特的东西，形成了自己对事物的独特见解。为此，教师要鼓励学生们大胆猜想，只有想象，才能尽可能多地突破旧有知识的羁索，打破时空的限制，对自己提出的问题尽可能地全方位思考。合理的或大胆的猜想往往闪烁着智慧的火花，无意中的直觉往往可以打开解决问题的大门，激发创造的灵感，发挥自己的想象能力，一种大胆而有根有据的判断往往也可以突破层层迷团，实现探究的目的。

三、制定实验方案

方案是种思想，是个预设，只有经过多次尝试才能完善;方案是盏街灯，是座灯塔，指引着我们有目的有步骤地完成实验或既定目标。方案设计的好坏，直接关系到实验步骤是否井然有序，关系到实验数据是否真实可靠、是否切实可信，关系到实验结论是否有代表性、是否具有普遍性。伽利略理想斜面实验好就好在实验设计的巧妙，设计的合理，设计的浑然天成。为此：①方案中的仪器应选材合理，便于准备，不能要求过高。在确定实验方案之前，应首先学会正确操作和熟练操作，特别要注意应该注意的事项。②探究过程应尽量清晰，各步骤间衔接流畅，表格设计合理，应尽可能多地确定实验方案，尽可能多地进行实验，并由此比较各个方案的优缺点，确定最佳方案，同时若其中某个实验被确认失败的话，也可以尽快选择其他实验方案。

四、进行实验

根据实验方案，按照说明书正规操作，操作时应注意安全(包括仪器安全和人身安全)，实验中要如实记录数据和实验现象等，利用观察、实验或其他方式方法，多渠道多形式地收集实验数据和信息。

尽可能地收集实验数据与信息，目的是尽量减少偶然误差的干扰。收集到的信息越多，越有利于我们做定性分析;数据越多，越有利于我们做定量的计算。当然，为了更好地逼近实验结论，我们除了实验手段外，还可以从多种信息源上采集和获取信息，以弥补实验手段的不足。

五、数据处理 整理完所收集到的数据与信息后，就要对数据进行分析和处理，“应用科学的思维方法，通过分析和归纳，找出规律，尝试根据实验现象和数据处理得出结论，并对实验结果予以解释和描述”，通过对实验数据的处理，能得到哪些反馈呢?

用自己的语言去总结实验结论时，需要注意的是实验结论一般应具有以下特征：①条件相当严格，不能任意扩大或缩小;②实验方法相当完善，当然也有需要进一步完善的地方;③表述简洁而严明，应尽量用严密且准确的科学术语来描述，且具有相当严谨的逻辑。

六、心得体会

通过实验，汲取失败的教训，积累成功的经验。实验后要提交实验报告，报告中要科学地表述自己的探究思路、过程、方法和结论。踢过足球比赛的大都知道“我们在比赛中，既要注重自己的积极突破，又要注重团队的团结合作”的道理，同样在科学探究实验中，自我自主探究与交流协作也一样重要。在合作中注意既要坚持自己的原则，有自己的思考、有自己的观点、有自己的实验方案，也要能够积极听取他人的建议，尊重他人的意见和成果。只有我们亲身亲历科学探究，才能收获一种习惯，养成一种意识，养育一种能力，这对我们今后无论是学业还是事业都是极其重要的。

下面以“探究加速度与质量、力之间的关系”的实验为例，简要探讨如何进行科学探究和书写实验报告。

实验原理及实验方案：牛顿第一定律告诉我们，力并不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。简而言之，物体运动状态的改变体现在速度的改变上，而速度发生变化就表明物体具有加速度，因此可以说力是使物体产生(或具有)加速度的原因。同是一辆静止的汽车，施加的牵引力越大，至某一速度所需要的时间越短。由此我们不妨假设加速度与力成一次函数a=kf+b，同时假设b=0。假设成立与否，还需要用实验探究和验证。同时，物体的质量越大即惯性越大，物体的运动状态就越难以发生改变，即加速度越小，由此我们不妨假设a=b+1/km，同时假设b=0。由此，我们现在所要探究的加速度是同时与力、质量有关的，那么又有怎样的关系呢?按照哲学上的观点，物体运动状态的变化情况是由合外力(外因)和质量(内因)共同决定的，合外力和质量两个因素统一于影响物体运动状态的改变过程当中，同时又是矛盾的。合外力促使加速度的产生，质量则维持原有状态不变，阻碍加速度的产生。在物理学中我们研究一个物理量同时与两个或多个物理量(或因素)有关的多元问题的基本方法就是控制变量法，即先保持其他物理量(或因素)不变，逐步分析所求物理量与其中某一物理量的关系，而后总结出这几个量之间的关系。因此，我们可以首先固定质量，探究加速度与力之间的关系;而后固定合外力，探究加速度与质量间的关系;最后总结出加速度与合外力、质量的关系。

如果a=k1f成立，反映在a-f图线上就应该是条过原点的倾斜的直线;如果a=k2m成立，反映在a-m图线上就应该是条双曲线，然而真实地判断该图线是否是双曲线是比较复杂的，不过我们可以变换角度，将a与m成反比转化为a与1/m成正比，即反映在a-1/m图线上就是一条过原点的倾斜的直线。但加速度是不易测量的，因此我们需将其转化为位移，而且我们所探求的主要是a与f、m间的关系，从另一个角度也说明无须求解a的实际值。设计实验时使小车做初速度为0的匀加速直线运动，同时将小车放在相同的位置，并同时打开和关闭文件夹使两小车运动的时间相等，由s=at2/2便可得出a1/a2=s1/s2。这样就将加速度转化为位移，以后做就好的多了。