《用油膜法估测分子的大小》实验教学反思
1、《用油膜法估测分子的大小》实验教学反思
对于物质分子大小的测量,利用现代技术,像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子。但是,这毕竟离中学物理太远,高中物理课本中新设置的“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验,设计思想十分巧妙,它用宏观量的测量来估测微观量的数值,不仅弥补了这一遗憾,而且有利于学生的科学思维方法的培养;有利于学生深化对微观世界的认识,提高学生的实验技能、技巧,有利于学生的良好素质的培养。因此,应该充分利用这一教学资源,引导学生大胆猜想,提出各种假设、理清实验的设计思想,把握住关键步骤进行实验探究,收集实验数据,得出实验结论。让学生在学习物理知识与技能的同时,提高科学探究的能力。下面是我在“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学中的几点做法和体会。
首先,要创设物理情景,弄清楚学生实验的设计思想。油膜法估测分子大小的实验在于它的巧妙构思,但分子毕竟太渺小,显得很抽象,我首先引导学生在宏观世界建立微观物理模型,让他们提出各种假设、类比,有一同学提出的“把一筐的乒乓球倒入水中,在水面上散开形成的图形模拟油酸在水面形成的油膜”,得到同学的认可。这样的猜想来自学生的生活经验,我从不追求其严密的逻辑性,及时地给予肯定。
这时,我看时机成熟,便把从网上下载的如图所示的课件,展示给同学看。实际上油酸的化学分子式是C17H33COOH,它的一个分子可以设想为两部分组成:一部分是C17H33,它不受水的吸引;另一部分是COOH,它对水有很强的亲合力。经过酒精稀释的油酸滴在水面上形成近似圆形的油膜,酒精溶于水并挥发后,在水面上形成一层单分子纯油酸层,其中C17H33冒出水面,而COOH部分在水中。估算油酸分子的最大长度只需求出这层油膜的厚度即可。最后再展示我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构排布图的照片。这样,学生建立起来的物质分子的物理模型具体又形象。
这一实验的另一巧妙构思,是利用酒精稀释油酸,将其配制成1:200的油酸溶液,降低了单位体积内的油酸分子含量,再取其中一滴,两次缩小,减少了油酸的含量,使一滴油酸形成的薄膜面积减小到几百平方厘米,达到中学实验室可测水平。最终把微观量与宏观量联系起来,实现了通过测定宏观量来估测微观量的目的。这部分内容教学中以讲授为主,学生还能接受,但在课堂练习中,要求计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积,正确率仅为62.6%,这一方面是因为学生的运算能力比较差,另一方面也暴露了以讲授为主的课堂教学存在着弊病。
其次,要独立进行实验操作,实施实验方案。理清了实验的设计思想,提高了认识,并不意味着实验一定能成功,操作中还需注意一系列问题,否则还是不能很好地完成分组实验的教学。油膜法估测分子大小的实验,在培养学生观察能力、操作能力上很有特色。
实验中,用注射器吸入适量配制成1:200的酒精油酸溶液,向量筒中滴n滴酒精油酸溶液为1ml,以求出一滴酒精油酸溶液的体积。这一步骤,一方面针筒要缓慢推动,掌握好力度,另一方面又要细心计数滴数。但实际操作中,“缓慢”二字对部分同学来说实在太难,要么推不动,要么用力太大,液滴成串流出,我在一旁静静地看着,决不在他们面前做示范,心想真要让他们好好动一动手。果然,几个来回,动作要领已被同学们掌握。
这一实验的另一步骤是:用边长约为30-40cm的浅盘倒入约2cm深的水。待盆中水静止后。再小心弹撒爽身粉粉末,我细心地观察同学们弹撒粉末是否均匀,厚薄是否适宜。看着他们使用注射器吸入酒精油酸溶液,然后小心翼翼地控制力度仅使一滴油酸滴入粉末中心处。然而,滴入酒精油酸溶液后形成油酸薄膜的形状出现了异常情况,油酸薄膜的形状呈放射星状,一直裂开到盘子的边缘,一组、两组,怎么会连续这么多组出现同一状况呢?由于我准备实验非常的顺利,面对这一突发事件,我不知所措,但很快我就冷静下来,“同学们,咱们来分析一下出现这一状况的原因?”听到我的提议,全班先是静默,一会儿就议论开了,“窗户没有关掉,风会扰动油膜稳定。”实验前,我提醒关掉电扇,创造一个风定水静的环境。但从窗户吹进的风,确实没有考虑到。这一建议,立即被大家采纳,一扇扇的窗户马上关掉。“老师,刚才撒放爽身粉时,我发现爽身粉结成块,会不会是变质了?”“粉层过厚、不均匀,可能也会造成影响?”同学们你一言我一语议论开了,作为后勤部长的我,只好更换爽身粉,并吩咐实验时爽身粉要轻轻地均匀地撒放,粉层不可过厚,并鼓励他们从头再来。这时我也意识到造成实验失败的.主要原因应该是撒放爽身粉的粉层过厚、且不均匀。
重做实验时,盘的边缘倒出水后所残留的油酸,会在水面上形成很薄的油酸层,影响油滴的扩散效果。因此,我要求学生先用脱脂棉醮少量酒精擦干净,再用清水冲洗,以保持盘子的清洁。这一细节的和盘托出,是为了确保实验的顺利进行。
新一轮的实验又开始了,看着同学往浅盘中注入清水,耐心等待水面平静,再在盘中央洒上爽身粉,片刻之后,爽身粉在水面上即扩散为均匀的爽身粉薄层,当一同学小心地将注射器中的酒精油酸溶液滴入粉末中心时,我屏住呼吸观察,油酸薄膜的液面扩散又收缩到稳定,在水面上形成近似圆形的油膜。看,他们成功了!另一同学迅速将有机玻璃板轻轻盖到浅盘上,小心地用水彩笔在板上描绘出油酸薄膜的轮廓图。看着这来之不易的“研究成果”,同学们成功的喜悦,溢于言表。
说明一下,新一轮实验的一个细节,爽身粉洒在盘中央,会在水面上扩散为均匀的薄层,也是一同学的“经验”之谈,并在全班推广的。其中道理我也是课后才弄清楚,主要由两种因素造成:第一,水的表面张力系数大于油酸;第二,粉粒之间的相互排斥。另外,由于前次实验中油酸的残留,会在水面上形成很薄的油酸层,若将粉散在水面上,而不是前面所述加在水面中央让其扩散,则整个粉层上会有残留油酸间隙,影响了后来实验中的油滴扩散效果。
最后一点,要注意对学生科学态度的熏陶,培养学生的科学素养。在油膜法估测分子大小实验中,最后为收集数据,得出结论的阶段,即把有机玻璃板盖在坐标纸上,求出油酸薄膜的面积S。根据计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积V,再算出油酸薄膜厚度L=V/S,为油酸分子的大小。这里的每一步,都不可避免存在着实验误差。我严格要求学生,实事求是,忠于实验数据;尊重客观事实,避免主观臆断。
经过不懈地努力,绝大部分学生都较好地完成了这一实验,得出了正确结论。看着他们汗流浃背的身影,我想,此实验定会让他们回味长久,从内心感受成功的快乐,从而培养不屈不挠、求真务实的科学探究精神。
尽管“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学已经过去几天了,实验中出现的许多问题,具有挑战性,我通过上网查资料,做实验,又弄清楚了好几个细节上的问题,比如:“当针头*水面很近,油酸未滴下时,会发现针尖下方的粉层已被排开,是由于针头中酒精挥发所致”“油酸滴下之前,用嘴轻轻把粉层吹开,再滴油酸,油滴扩散效果比较好”等等。看来,被这一探究实验深深吸引的不仅仅是学生,还有我自己教学反思《《用油膜法估测分子的大小》实验有感》一文版权归作者所有,转载请注明出处!
2、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
“分数和除法的关系”主要引导学生探索并理解分数与除法的关系,教材呈现的直观的情境图:把3块饼平均分给4个小朋友,每人分得多少块?分饼的情境,对于五年级的学生来说相当熟悉,不但生活中有,以前的课本知识中也有,生活、学习的经验体会到和以前分饼的问题有相同之处,都是用饼分给一些小朋友,每个小朋友可以分得多少个饼的问题,算式是3÷4=?,有直观的情境图帮助学生思考,有学生知道这个算式的结果是3/4块。借机可以让全体学生直观地体会结果不满1时可以用分数表示,直观帮助学生初步体会分数与除法的关系。五年级数学下册分数和除法教学反思
验证“3÷4是否是3/4块,也就是每人分得是3/4块饼吗”是这堂课的难点,操作能帮助学生理解。方法一是一个饼一个饼地分,将第一个饼平均分成4份,每个小朋友分得其中的一份,也就是分得1/4个饼,用同样的方法分别将第二、第三个饼也分,每个小朋友还是分得1/4块饼,三次一共分得3个1/4块饼,合起来是3/4块饼;方法二是三个饼叠在一起分,平均分成4份,每个小朋友分得其中的一份,也就是每人分得3块的1/4,有3个1/4块饼,即3/4块。操作、图像都是直观的不同手段和形式,同样可以帮助学生理解“3/4块饼”得到的过程,形成丰富、准确的表象。
观察等式3÷4=3/4、3÷5=3/5可以发现分数和除法之间的关系,有了板书的直观支撑,学生很容易知道被除数相当于分数的分子,除数相当于分数的分母,除号相当于分数的分数线;有了板书的直观支撑,学生很容易知道除法与分数的区别,除法是一种四则运算之一,而分数是一种数,相对于自然数、小数而言的另外一种形式的数。在理解、掌握分数与除法关系的基础上,通过练习让学生进一步沟通分数与除法之间的关系,形成相应的技能。如,先将被除数改写成分子,后将除数改写成分母来的比较简单,且不容易出错等等。板书是可以一直留在学生视线中的直观媒体,便于学生反复观察、比较,可以帮助学生获得相应的结论。
情境图、动手操作、直观演示、板书这些形式和手段,可以帮助学生直观地理解知识和运用知识。“试一试”是让学生把低级单位的单名数换算成高级单位的单名数,题目:7分米=( )/ ( )米 23分=( )/ ( )。学生交流中有两种思路,一是运用分数的意义来解决问题的,把1米看做单位“1”平均分成10份,7分米是这样的7份,所以7分米=7/ 10米;二是低级单位换算成五年级数学下册分数和除法教学反思高级单位时,用除以进率的方法解决问题,即7÷10=7/10(米)。运用分数的意义和规律准确完成单位之间的换算,学生在思考时是离不开直观的支撑的。直观是学生理解的基础,直观是沟通知识的桥梁。
3、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
应用题的教学是小学一至六年级数学教学的重要内容,也是学生学习中出现问题最多的内容。长期以来一直受到教师们的重视,特别是到了六年级要学习的分数乘除法应用题,更是重中之重,因为它是小学毕业考试的必考内容。一些老教师根据多年来的教学经验总结出一套分析解答分数应用题的方法,如“是、占、比、相当于后面是单位“1”;知“1”求几用乘法,知几求“1”用除法”等等。这些方法看似行之有效,在一定意义上也为那些学习有困难的学生提供了帮助。但长此以往,学生便走上了生搬硬套的模式,许多同学在并不理解题意的情况下,也能做对应用题。然而在这种教学方法指导下获得的知识是僵化的,许多学生虽然会熟练的解答应用题,但却不会在实际生活中加以运用,原因在于他们生活中遇到的问题不是以标准形式的应用题出现,在这里找不到“是、占、比、相当于”,也就找不到标准量,学生因此无从下手。
而我教学时,所说的话并不多,除了“谁能说出这一题的数量关系式?”“谁会解答?”“还有其他的方法吗?”“说说看”“有没有不同的意见”等激励和引导以外,教师没有任何过多的讲解,当学生一次听不明白,需要再讲一遍时,我也只是用肢体语言(用手势指导学生看图)引导学生在自己观察与思考的基础上明白了算理。学生能思考的,我决不暗示;学生能说出的,我决不讲解;学生能解决的,我决不插手。由于我在课堂上适时的“隐”与“引”,为学生提供了施展才华的舞台,使他们真正成为科学知识的探索者与发现者,而不是简单的被动的接受知识的容器。这样的教学,可以更好的调动学生学习的主动性,鼓励学生自己提出问题,解决问题,从而提高学生解决实际问题的能力。
教学中我把分数除法应用题中的例题与“试一试”结合起来教学,让学生通过讨论交流对比,亲自感受它们之间的异同,挖掘它们之间的内在联系与区别,从而增强学生分析问题、解决问题的能力,省去了许多烦琐的分析和讲解。我在教学中准确把握自己的地位。我真正把自己当成了学生学习的帮助者、激励者和课堂生活的导演,凸显了学生的主体地位,体现了生本主义教育思想。
在巩固练习中,我通过鼓励学生根据条件把数量关系补充完整,看图列式、编题,对同一个问题根据算式补充条件等有效的练习,拓展了学生的思维,引导学生学会多角度分析问题,从而在解决问题的过程中培养学生的探究能力和创新思维。
4、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
分数除法教学是整个小学阶段应用题教学的重、难点之一。一个数除以分数是在一个数除以整数的基础上,继续学习一个数除以分数的方法。如何推导分数除法的计算方法,有多种方法。例如:利用商不变规律进行推导;利用等式的基本性质进行推导;利用逆运算关系和分数的基本性质进行推导;联系实际问题分析、推导等。
而教材选用的是最后一种,意在结合具体的情景,通过线段图的分析,让学生明白算理。而在以前的教学中,我习惯让学生通过大量的例子归纳方法,让学生经历从特殊到一般的归纳过程。所以,在第一次教学时我先让学生计算两组比较简单的算式,并且引导学生对算式进行观察、比较和分析,让学生通过猜想——尝试——验证,发现一个数除以分数和乘这个分数的倒数的结果都相等。然后进行练习,学生学习效果也不错,教学过程一切自然流畅。
清晰地记得去年教学此内容时,下课后,一个学生问我:“老师,一个数除以分数为什么要乘这个分数的倒数呢?”这句话引起了我的反思。是啊!一个数除以分数的算理还没有讲清楚呢?因为一直以来都是这样教学,只是通过猜想、尝试、验证、归纳一个数除以分数和乘这个分数的倒数的结果相等,也就把计算法则作为一个规定硬性地塞给了孩子,而忽视了算理的教学,这种学生只知其然而不知其所以然。翻阅教材,发现教材是通过画线段图让学生来明白算理,注重的算理的教学,忽视猜想、尝试、验证、归纳这种数学思想的渗透。如何让两者有机的结合起来呢?既能让学生明白算理又让学生渗透这种数学方法呢?
经过仔细反思之后,今年我在教学此内容时,调整了我的教学过程。我在学生猜想、尝试、验证、归纳出一个数除以分数等于乘这个分数的倒数的结果后,我抛出了这个问题:一个数除以分数为什么要乘以这个数的倒数呢?学生思考,讨论。汇报时学生开始大部分围绕因为结果相等来总结。此时我再结合线段图对学生进行算理的教学,大部分同学们恍然大悟,都露出了灿烂的笑容。孩子们高兴地说分数除法的算理也恰恰证明了我们猜想是正确的。
从这节课,使我感悟到,计算教学,最省事的教法就是把计算方法和盘托出,直接告诉学生,然后进行大量的训练。可是这样教学,尽管也能让学生熟练掌握算法,但学生只知其然,不知其所以然。为了培养学生的学习能力和探究能力,促进学生的发展,我们应该舍得花时间让学生经历计算方法的探索过程。这也是课程改革理念在计算教学中的具体体现。
5、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
德国教育家第斯多惠说过这样一段话:如果使学生习惯于简单地接受和被动地工作,任何方法都是坏的;如果能激发学生的主动性,任何方法都是好的。反思整个教学过程,我认为这节课教学的成功之处有以下几方面:
1、教学内容“生活化”
《国家数学课程标准》指出:“数学教学应该是,从学生的生活经验和已有的知识背景出发,向他们提供充分的从事数学活动和交流的机会。”纵观整节课的教学,从引入、新课、巩固等环节的取材都是来自于学生的生活实际,使学生感到数学就在自己的身边。
2、解题方法“多样化”
《数学课程标准》中,将“在解决问题的过程中发展探索与创新精神,体验解决问题策略的多样性”列为发展性领域目标。而这一目标的实现除了依靠学生自身的生理条件和原有的认知水平以外,还需要相应的外部环境。这节课上学生一共提出了5种解题方法,其中有3种是我们平时不常用的,第5种是我也没有想到的。我从学生的需要出发及时调整了教案,让每一个想发言的学生都能表达自己的想法,尽管他们有些数学语言的运用还不太准确,但我还是给与了肯定与鼓励。在这种宽松的氛围下,原本素不相识的师生在短短40分钟的时间里就产生了情感上的交融。学生有了运用知识解决简单问题的成功体验,增强了学好数学的信心,并产生进一步学好数学的愿望。虽然后面还有两个练习没有来得及做,但我认为对一个问题的深入研究比盲目地做十道题收获更大,这种收获不单单体现在知识上,更体现在情感、态度与价值观方面。
3、师生交流“情感化”
数学教学改革,决不仅仅是教材教法的改革,同时也包括师生关系的变革。在课堂教学当中,要努力实现师生关系的民主与平等,改变单纯的教师讲、学生听的“注入式”教学模式,教师应成为学生学习数学的引导者、组织者和合作者,学生成为学习的主人。纵观整个教学过程,教师所说的话并不多,除了“你是怎么想的?”“还有其他的方法吗?”“说说看”等激励和引导以外,教师没有任何过多的讲解,有学生讲不清楚,教师也是用商量的口吻说:“谁愿意帮他讲清楚?”当一次讲不明白,需要再讲一遍时,教师也只是用肢体语言(用手势指导学生看图)引导学生在自己观察与思考的基础上明白了算理。学生能思考的,教师决不暗示;学生能说出的,教师决不讲解;学生能解决的,教师决不插手。由于教师在课堂上适时的“隐”与“引”,为学生提供了施展才华的舞台,使他们真正成为科学知识的探索者与发现者,而不是简单的被动的接受知识的容器。
4、值得商榷的几个方面:
(1)形式能否再开放一些
(2)优生“吃好”了,能否让差生也“吃饱”
6、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
倒数的意义的教学是在分数乘法的基础上进行的,主要为后面学习分数除法的准备,这节课的内容主要包含两部分:
一是倒数的意义,二是求倒数的方法,内容看似简单但是我却把“小事情做出了大文章”.
本节课我从几方面入手:一是创设了恰当的问题情境,使数学研究直逼数学的本质,提高了学生学习数学的兴趣。数学虽然和生活联系密切,但数学真正的发展却来源于数学自身。本节课紧紧抓住这一点,先是让学生回忆数的运算的一些非常重要的规律”比如:一个数和1相乘还得原数;一个数和零相乘结果得0;一个数除以它本身结果得多少,让学生明确:在运算中两个数的关系往往有非常稳定的规律,今天我们继续研究两个数的关系,从数学发展源头入手,单刀直入,直逼数学的内容,让学生体会数学方法的一致性,调动了学生的积极性。
二、我注重学生的思维推进有效的实现概念的自我建构。在学生观察出教师出示的两个数的关系时,教师适时的抛出问题:在这个概念中你觉得那个词比较关健,引到学生的思维逐步推进,顺利的解决了“乘积是1”的“两个数 “互为倒数”这三者的关系,培养了学生初步的逻辑思维能力;紧接着通过探究0和1的倒数问题,使学生的思考进一步深刻,从而使学生对倒数的概念完成了真正的意义上的自我建构。
7、北师大版五年级数学下册《分数除法》教学反思五年级数学教学反思
教学分数除以整数时,课堂上,我帮助学生首先理解了分数除法的意义,接着出示例题:把1米长的铁丝平均分成3段,每段长多少米?学生列出算式后,接着探究算法。出乎我意料的是学生经过思考后,争先恐后地说出了5种算法。学生的每种算法把算理都解释得非常清楚。我也被学生的情绪带动起来,对他们的每种算法不由得说:“你的想法真独特”。学生也被他们自己能够想出多种算法所鼓舞着。我接着让他们继续计算,使学生发现上述的方法并不适用于所有的计算题目。只适合于用乘倒数和商不变的性质解决。通过讨论归纳出:分数除以整数(0除外)等于乘这个数的倒数是最具普遍性的方法。学生获取的这个结论是在自己充分感知的基础上得出的:他们通过计算实践,逐步明确通用的方法只有两种(即乘倒数和运用商不变的性质)。
下课以后,我回忆这一节充满了学生思维智慧的数学课,使我感悟颇深。《新课标》指出:学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者和合作者。在教学中只有确立了学生的主体地位,优化学习过程,才能促使学生的自主学习过程。在以往的教学中,教师往往是代替学生发言,代替学生思维,代替学生说出结论,这根本不能体现学生的主体性。久而久之会慢慢抹煞孩子的创新意识。在教学中教师要培养学生的创新意识,发挥学生的主体性,不代替学生去思维。在计算教学中,一些教师怕学生思考,会出现思维分散,偏离重点,尤其是一些公开课,更不敢放手让学生去思考。这实际上是教师缺乏对学生的正确引导,导致不敢放手让学生去思考,最后只能自己替学生思考、归纳、总结。计算教学要体现学生思维的开放性。鼓励学生解决问题策略的多样化,就要让学生成为学习的主人,把思考的空间留给学生。在本课中,我比较注重学生思维的开放性,充分让学生自己去利用已有知识和经验,去寻找解决的计算方法,学生通过长期的训练,已能通过各种思维去寻找解决的办法。每种方法都可以看作是一种创新意识的体现。我认为这样的思维活动体现了以学生为主体的学习活动,对学生理解数学是非常重要的。学生的学习不是被动地吸收课本上现成的结论,而是一个亲自参与的充满丰富思维活动的实践和创新的过程。同时在数学课堂教学中我注重对学生的评价,力争做到评价及时、准确。促使每个学生自主地发展,逐步达到培养学生自主学习、自主创新的能力,全面提高素质。
8、《表内除法》教学反思教学反思
表内除法(一)主要是讲清楚除法的含义,使学生知道除法的两种分法:一种是把一个数按照几个作为一份,就能分成多少份;另一种是把一个数平均分成几份,求每份是多少。学生对这两种分法容易发生混淆。在教材中先讲第一种分法,因为这种分法比较容易理解。
本节课就是除法初步认识的第一节课,所以除法的认识我就从“分一分”的基础上进行教学的。第一层次的“分”是在新授的一开始;提出分的要求:要全部分完,你们小组想怎么分就怎么分?结果有的小组分成每份的个数相同(如每4个一份,有3份;每2个一份,有6份等等;)还有的小组分成每份的个数都不相同。在这里我就肯定他们的每种分发都是正确的`。再让他们仔细看看黑板上的三种分发有什么相同的地方。学生们立刻发现其中两种分发有相同的地方就是每份的朵数相等。此刻我就顺势往下,今天我们就来研究这种分发。
第二层次的“分”是在学生已了解了一个数可以按照几个为一份,就能分成多少份的基础进行的。我设计的花朵个数是12个,就可以让学生充分去分一分,最后得出共有六种分法。
整节课我感到还可以让每个学生们动一动,但由于时间、学具等因素的制约,所以有个别学生其实一直在一边观望,不知所以然。今后在教学中将调动每个学生的主动能动性。
9、《用油膜法估测分子的大小》实验教学反思
对于物质分子大小的测量,利用现代技术,像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子。但是,这毕竟离中学物理太远,高中物理课本中新设置的“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验,设计思想十分巧妙,它用宏观量的测量来估测微观量的数值,不仅弥补了这一遗憾,而且有利于学生的科学思维方法的培养;有利于学生深化对微观世界的认识,提高学生的实验技能、技巧,有利于学生的良好素质的培养。因此,应该充分利用这一教学资源,引导学生大胆猜想,提出各种假设、理清实验的设计思想,把握住关键步骤进行实验探究,收集实验数据,得出实验结论。让学生在学习物理知识与技能的同时,提高科学探究的能力。下面是我在“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学中的几点做法和体会。
首先,要创设物理情景,弄清楚学生实验的设计思想。油膜法估测分子大小的实验在于它的巧妙构思,但分子毕竟太渺小,显得很抽象,我首先引导学生在宏观世界建立微观物理模型,让他们提出各种假设、类比,有一同学提出的“把一筐的乒乓球倒入水中,在水面上散开形成的图形模拟油酸在水面形成的油膜”,得到同学的认可。这样的猜想来自学生的生活经验,我从不追求其严密的逻辑性,及时地给予肯定。
这时,我看时机成熟,便把从网上下载的如图所示的课件,展示给同学看。实际上油酸的化学分子式是C17H33COOH,它的一个分子可以设想为两部分组成:一部分是C17H33,它不受水的吸引;另一部分是COOH,它对水有很强的亲合力。经过酒精稀释的油酸滴在水面上形成近似圆形的油膜,酒精溶于水并挥发后,在水面上形成一层单分子纯油酸层,其中C17H33冒出水面,而COOH部分在水中。估算油酸分子的最大长度只需求出这层油膜的厚度即可。最后再展示我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构排布图的照片。这样,学生建立起来的物质分子的物理模型具体又形象。
这一实验的另一巧妙构思,是利用酒精稀释油酸,将其配制成1:200的油酸溶液,降低了单位体积内的油酸分子含量,再取其中一滴,两次缩小,减少了油酸的含量,使一滴油酸形成的薄膜面积减小到几百平方厘米,达到中学实验室可测水平。最终把微观量与宏观量联系起来,实现了通过测定宏观量来估测微观量的目的。这部分内容教学中以讲授为主,学生还能接受,但在课堂练习中,要求计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积,正确率仅为62.6%,这一方面是因为学生的运算能力比较差,另一方面也暴露了以讲授为主的课堂教学存在着弊病。
其次,要独立进行实验操作,实施实验方案。理清了实验的设计思想,提高了认识,并不意味着实验一定能成功,操作中还需注意一系列问题,否则还是不能很好地完成分组实验的教学。油膜法估测分子大小的实验,在培养学生观察能力、操作能力上很有特色。
实验中,用注射器吸入适量配制成1:200的酒精油酸溶液,向量筒中滴n滴酒精油酸溶液为1ml,以求出一滴酒精油酸溶液的体积。这一步骤,一方面针筒要缓慢推动,掌握好力度,另一方面又要细心计数滴数。但实际操作中,“缓慢”二字对部分同学来说实在太难,要么推不动,要么用力太大,液滴成串流出,我在一旁静静地看着,决不在他们面前做示范,心想真要让他们好好动一动手。果然,几个来回,动作要领已被同学们掌握。
这一实验的另一步骤是:用边长约为30-40cm的浅盘倒入约2cm深的水。待盆中水静止后。再小心弹撒爽身粉粉末,我细心地观察同学们弹撒粉末是否均匀,厚薄是否适宜。看着他们使用注射器吸入酒精油酸溶液,然后小心翼翼地控制力度仅使一滴油酸滴入粉末中心处。然而,滴入酒精油酸溶液后形成油酸薄膜的形状出现了异常情况,油酸薄膜的形状呈放射星状,一直裂开到盘子的边缘,一组、两组,怎么会连续这么多组出现同一状况呢?由于我准备实验非常的顺利,面对这一突发事件,我不知所措,但很快我就冷静下来,“同学们,咱们来分析一下出现这一状况的原因?”听到我的提议,全班先是静默,一会儿就议论开了,“窗户没有关掉,风会扰动油膜稳定。”实验前,我提醒关掉电扇,创造一个风定水静的环境。但从窗户吹进的风,确实没有考虑到。这一建议,立即被大家采纳,一扇扇的窗户马上关掉。“老师,刚才撒放爽身粉时,我发现爽身粉结成块,会不会是变质了?”“粉层过厚、不均匀,可能也会造成影响?”同学们你一言我一语议论开了,作为后勤部长的我,只好更换爽身粉,并吩咐实验时爽身粉要轻轻地均匀地撒放,粉层不可过厚,并鼓励他们从头再来。这时我也意识到造成实验失败的.主要原因应该是撒放爽身粉的粉层过厚、且不均匀。
重做实验时,盘的边缘倒出水后所残留的油酸,会在水面上形成很薄的油酸层,影响油滴的扩散效果。因此,我要求学生先用脱脂棉醮少量酒精擦干净,再用清水冲洗,以保持盘子的清洁。这一细节的和盘托出,是为了确保实验的顺利进行。
新一轮的实验又开始了,看着同学往浅盘中注入清水,耐心等待水面平静,再在盘中央洒上爽身粉,片刻之后,爽身粉在水面上即扩散为均匀的爽身粉薄层,当一同学小心地将注射器中的酒精油酸溶液滴入粉末中心时,我屏住呼吸观察,油酸薄膜的液面扩散又收缩到稳定,在水面上形成近似圆形的油膜。看,他们成功了!另一同学迅速将有机玻璃板轻轻盖到浅盘上,小心地用水彩笔在板上描绘出油酸薄膜的轮廓图。看着这来之不易的“研究成果”,同学们成功的喜悦,溢于言表。
说明一下,新一轮实验的一个细节,爽身粉洒在盘中央,会在水面上扩散为均匀的薄层,也是一同学的“经验”之谈,并在全班推广的。其中道理我也是课后才弄清楚,主要由两种因素造成:第一,水的表面张力系数大于油酸;第二,粉粒之间的相互排斥。另外,由于前次实验中油酸的残留,会在水面上形成很薄的油酸层,若将粉散在水面上,而不是前面所述加在水面中央让其扩散,则整个粉层上会有残留油酸间隙,影响了后来实验中的油滴扩散效果。
最后一点,要注意对学生科学态度的熏陶,培养学生的科学素养。在油膜法估测分子大小实验中,最后为收集数据,得出结论的阶段,即把有机玻璃板盖在坐标纸上,求出油酸薄膜的面积S。根据计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积V,再算出油酸薄膜厚度L=V/S,为油酸分子的大小。这里的每一步,都不可避免存在着实验误差。我严格要求学生,实事求是,忠于实验数据;尊重客观事实,避免主观臆断。
经过不懈地努力,绝大部分学生都较好地完成了这一实验,得出了正确结论。看着他们汗流浃背的身影,我想,此实验定会让他们回味长久,从内心感受成功的快乐,从而培养不屈不挠、求真务实的科学探究精神。
尽管“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学已经过去几天了,实验中出现的许多问题,具有挑战性,我通过上网查资料,做实验,又弄清楚了好几个细节上的问题,比如:“当针头*水面很近,油酸未滴下时,会发现针尖下方的粉层已被排开,是由于针头中酒精挥发所致”“油酸滴下之前,用嘴轻轻把粉层吹开,再滴油酸,油滴扩散效果比较好”等等。看来,被这一探究实验深深吸引的不仅仅是学生,还有我自己教学反思《《用油膜法估测分子的大小》实验有感》一文版权归作者所有,转载请注明出处!