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实验方法学

发布时间: 2022-08-12 07:47:30

⑴ 初中物理所有的实验方法

现将搜集初中物理学中部分研究方法,提供给你:
一.控制变量法
当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时,常采用只改变一个物理量,而使其余物理量保持不变,从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素;摩擦力大小决定因素;研究压强和压力、受力面积的关系;液体压强和液体密度、深度的关系;浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系;重力势能大小和质量、举高高度的关系;物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系;电流和电压及电阻之间的关系;电功和电流、电压、及通电时间的关系。
二.等效替代法
根据作用效果相同的原理,作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一,它可使我们将研究的问题得到简化。
三.对比(比较法):
寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合;研究蒸发和沸腾的相同点和不同点;研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时,在应用控制变量的同时,也采用了对比的方法,比较哪一个蒸发快。
四.实验推理法(理想化实验)
人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图2(甲)所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。
推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中,现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这下结论的?
五.模(拟)型法
①为了研究的需要,把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,这种转化忽略了一些次要因素,突出主要因素,所以这种模型叫“假想模型法”又叫“理想模型”。它是物理教学的基础,可使物理教学简单化,形象直观化,又可使具体问题普遍化,便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。
②建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识和处理问题;建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程,帮助人们研究不易甚到无法直接观察的现象。例如:①研究分子、原子结构时,提出一种结构模型的猜想——原子核式模型(行星模型);②研究撬棒撬石块时,把撬棒当做是杠杆模型
六.类比的方法
两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似,从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法,叫类比。借助类比,常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题,在物理学中,现象、属性、概念、规律、理论和描述手段等涉及的种种关系,都可以是类比的对象。
七、转换法
对于看不见,摸不着的东西或不易直接观察认识的问题,我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它,这是物理学中常用的一种方法—转换法。
八、观察法
观察法是指人们在自然存在的条件下,对自然、实验的现象和过程,通过人的感觉器官或借助科学仪器对有关物理现象,有目的、有计划地进行观察、研究的一种基本方法。
所谓“自然存在的条件”,是指对观察对象不加控制、不加干预、不影响其常态,所谓“有目的、有计划”,是指根据科学研究的任务,对于观察对象、观察范围、观察条件和观察方法作了明确的选择,而不是观察能作用于人感官的任何事物。
九、放大法
在物理实验中 , 常常需要对一些微小的物理量 , 如微小的长度 , 微小的机械振动、很短的时间 , 微弱的光信号和微弱的电信号等等加以测量 ,如果采用常规的测量方法 , 则很难进行 , 即使勉强测出也因为与实际的精度要求相差太远而失去意义 , 这时通常需将被测量放大后再进行测量。因此 , 放大法与比较法一样 , 也是物理实验中最普遍、最基本的实验方法之一( 缩小可看成是放大倍数小于 1的一种放大)。
十、分析归纳法
归纳方法是透过现象抓本质,将一定的物理事实(现象、过程)归入某个范畴,并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是:在观察和实验的基础上,通过审慎地考察各种事例,并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法,推出一般性猜想或假说,然后再运用演绎对其进行修正和补充,直至最后得到物理学的普遍性结论。
十一、假设(猜想)法
物理解题中的假设,从内容要素看有现象假设和过程假设等,从运用策略看有极端假设、反面假设等.利用假设,我们可以方便地对问题进行分析、推理、判断,恰当地运用假设,可以起到化拙为巧、化难为易的效果。
十二、列举法
列举法是一种借助对一具体事物的特定对象(如特点、优缺点等)从逻辑上进行分析并将其本质内容全面地一一地罗列出来的手段,再针对列出的项目一一提出改进的方法。列举法基本上有三种:希望点列举法、优点列举法和缺点列举法。
十三、探究法:
探究法是指用科学的方法深入探讨、反复研究事物的本质和规律它既是一种研究方法,也是一种学习方法。

⑵ 物理学中实验方法是什么一共有几个

中考物理实验探究题方法类试题研究

《初中物理考试命题导向研究》课题组

物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。初中阶段有哪些物理方法需要学生熟悉?在中考的实验探究题将以何种形式考查这些科学方法呢?
一、常见的物理研究方法
模型法:即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。
叠加放大法:物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加放大,如用镜面反射激光方法,来将音叉微小振动的幅度放大等。
控制变量法:自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
例题:
(2007年深圳)小斌同学在做“探究斜面长度是否影响斜面的机械效率”的实验时,他用弹簧秤拉同一木块,沿高度相同、长度不同的斜面,从斜面底端匀速拉至斜面顶端,下表是他记录的实验数据。请你计算出下列表格中“①”、“②”的机械效率(结果保留三个有效数字)。并将结果入答题卡中指定答题区域内。

分析上表数据,你得到的结论是:将同一重物沿粗糙程度相同的斜面移动相同的高度,斜面长度越 ③ 时,机械效率越 ④ 。
(2007年莆田)探究杠杆平衡的条件
(1)请将下列步骤填完整:
a、调节杠杆两端的螺母,使杠杆在____位置平衡;
b、改变动力或动力臂的大小;
c、调节_________________________的大小,使杠杆重新平衡
(2)实验获得的数据如下表:
实验次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm
1 4 5 2 10
2 1.5 10 3 5
3 2 15 3 10
4 l 20 1 20
分析上表,用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为:___________________________。
实验+推理法:有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。
例题:
(2007年株洲)在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移,以使它准确位于轴心上。如图13所示,一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动。用力推动一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止。多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。
(1)根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中 。
A.轴心正下方的某一位置
B.轴心左侧的某一位置
C.轴心右侧的某一位置
(2)工人在飞轮边缘上的某点E处,焊接上质量为m=0.4 kg的金属后,再用力推动飞轮,当观察到 的现象时,说明飞轮的重心已调整到轴心上了。
(3)请在图13中标出E的位置。
(4)试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l。(提示:利用杠杆平衡条件)
转换法:一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如在物理教学过程中常常根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。
等效法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
描述法:为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等。
类比法:在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。如认识电流大小时,用水流进行类比。认识电压时,用水压进行类比。
二、在中考中出现的考题赏析
例题:
(2005年安徽)建立物理模型是物理学习研究问题的一种重要方法。例如:研究平静水面产生的反射现象时,可以将水面看成平面镜。同理,定滑轮可以看成是__________。
解析:定滑轮可以看成等臂杠杆。
(2005年长沙)物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中,运用了控制变量法的是( )
A.研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较,从分析水流的形成来入手分析电流的形成。
B.研究电流的大小时,根据电流产生的效应大小来判断电流的大小。
C.研究多个电阻组成的电路时,求出电路的总电阻,用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果。
D.研究电流与电压大小关系时,保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压变化而变化。
解析:A为类比法,B为转换法,C为替代法,D为控制变量法,答案为D。
(2005芜湖)牛顿曾研究过这样一个问题:他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是牛顿提出了一个“大炮”的设想,上图是他画的“大炮”草图——在地球的一 座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远。他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿 通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事,故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。
(1)研究中牛顿基于的可靠事实是______________。
(2)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图,推测牛顿当年的重要结论是______________。如今,牛顿当年的推测已变成了现实,人们应用他的推论,利用现代科技制成了______________。
(3)想想看,初中物理学习中,你在研究什么问题时用到过理想实验的方法?请举一例并说明你的研究过程。
解析:(1)人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。(2)抛出物体的速度足够大时,物体将离开地球,绕地球旋转,做圆周运动;人造卫星。(3) 如:研究真空能否传声时用了理想实验的方法:把音乐芯片放在广口瓶内,瓶口塞上插有玻璃管的软木塞,用抽气设备抽瓶中的空气,在抽气的过程中,人听到的音乐声逐渐变小,由于实验时无法达到绝对真空,在前面可靠事实的基础上推理出声音不能在真空中传播。又如:研究牛顿第一定律时用到了理想实验的方法。让滑块 从同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上,发现水平木板越光滑,滑块滑得越远,在这一可靠事实基础上,推出假若木板绝对光滑(完全没有摩擦),滑块将做匀速直线运动。

⑶ 高中课本上的实验方法

假说一演绎法:在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法,叫做假说-演绎法

1、孟德尔的豌豆杂交实验。19世纪中期,孟德尔用豌豆做了大量的杂交实验,在对实验结果进行观察、记载和进行数学统计分析的过程中,发现杂种后代中出现一定比例的性状分离,两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨的推理和大胆的想象而提出假说,并对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他巧妙地设计了测交实验用以检验假说,测交实验不可能直接验证假说本身,而是验证由假说演绎出的推论,即:如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的,那么,根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测;然后,将实验获得的数据与理论推导值进行比较,如果二者一致证明假说是正确的,如果不一致则证明假说是错误的。当然,对假说的实践检验过程是很复杂的,不能单靠一两个实验来说明问题。事实上,孟德尔做的很多实验都得到了相似的结果,后来又有数位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察,大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后,孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。我们知道,演绎推理是科学论证的一种重要推理形式,测交实验值与理论推导值的一致性为什么就能证明假说是正确的呢?原来,测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例,根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成,揭示这个奥秘为演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用,不揭示这个奥秘学生则难以理解“假说一演绎法” 的科学性和严谨性,对演绎推理得出的结论仍停留在知其然的状况。

2、1900年,3位科学家分别重新发现了孟德尔的工作,遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子,即基因确实存在,那么它到底在哪里呢?1903年,美国遗传学家萨顿发现,孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离,与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系,提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的,也就是说,基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论,也怀疑萨顿的假说,后来他做了大量的果蝇杂交实验,用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体— X染色体联系起来,从而证实了萨顿的假说。由此可以看出,对基因与染色体的关系的探究历程,也是假说一演绎的过程。

3、 DNA复制方式的提出与证实,以及整个中心法则的提出与证实,都是“假说一演绎法”的案例。以DNA分子的复制方式的阐明为例。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”他们紧接着发表了第2篇论文,提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时,双螺旋解开,解开的两条单链分别作为模板,根据碱基互补配对原则形成新链,因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式被称为半保留复制。1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法设计了巧妙的实验,实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致,证实了DNA的确是以半保留方式复制的。

4、遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后,现代遗传学发展中的又一个重大事件。自1953年提出DNA双螺旋结构模型后,科学家就围绕遗传密码的破译开展了一系列探索。美籍苏联物理学家伽莫夫提出的3个碱基编码1个氨基酸的设想。克里克和他的同事通过大量的实验,以T4 噬菌体为材料,研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响,结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。但是他们的实验无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。两位年轻的美国生物学家尼伦伯格和马太转换设计思路,巧妙设计实验,成功地破译了第1个遗传密码。在此后的六七年中,科学家破译了全部的遗传密码,并编制出了密码子表。

类比推理法:类比推理指是根据两个或两类对象在某些属性上相同,推断出它们在另外的属性上(这一属性已为类比的一个对象所具有,另一个类比的对象那里尚未发现)也相同的一种推理。

1、细胞学说的建立过程中,施旺就运用了类比方法。首先,施莱登观察到细胞是组成植物体的基本单位而把这个信息告诉了施旺,施旺意识到既然植物体如此,动物体也很可能如此。因此,他广泛地对动物各种组织进行研究,发现动物体也是由细胞构成的,验证了上述推理的正确性,在此基础上,对上述事实材料进行归纳概括,建立了细胞学说。

2、DNA模型建立的过程中,沃森和克里克根据前人的研究成果,认识到蛋白质的空间结构呈螺旋型,于是他们推想: DNA结构或许也是螺旋型的。根据这样的类比推理,他们对原来构建的DNA模型进行了修改,并与DNA分子的X射线照片进行对照,证实了该推理的正确性。

3、萨顿的假说“基因在染色体上”运用了类比推理法。萨顿正是运用了此种科学方法,将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比,根据其惊人的一致性,提出基因位于染色体上这一假说。

⑷ 实验心理学的实验方法

心理学主要研究不同情景下人类的行为。通常,实验中要求人类参与者做某些任务。自1990年以来,各种计算机软件的应用,改变了实验的呈现方式,减少了实验误差。实验除了可以测量反应时、错误率之外,还可在实验之前、之间、之后运用调查、观察的方法研究。 实验室实验是在心理实验室里使用仪器设备进行的有控制的观察。它可以提供精确的实验结果,常用于对感知、记忆、思维、动作和生理机制方面的研究。
人类的行为和意识异常复杂,要想得到正确的结果,必须选择合适的实验设计 。
试验中要控制额外变量、缩小实验者偏差、平衡实验顺序、选择合适的样本、确定合适的操作定义、选择合适的统计分析方法(很重要)。 除了实验室实验之外,还有个案法、观察法、访谈法、调查法、自然实验法。
心理学是一门实证性很强的科学。有关被试心理的特点和规律,只能从收集到的实际材料中分析、综合,而不能凭研究者想当然地发挥。因此,每一个学习心理学的人都要学会正确使用研究方法。心理现象是复杂的,运用哪一种方法,要根据研究对象、研究条件、研究目的来确定,有时要综合好几种方法才能收集到多方面的资料。
心理学的各种研究方法是收集感性材料的直接手段,目的是要从中分析、归纳出规律性的东西。因此,每一个学习心理学的人还必须运用唯物辩证法,对感性材料做出全面的、深刻的、相互联系的理性分析,防止片面地、孤立地、静止地研究心理现象。

⑸ 物理主要的科学实验方法有哪些如控制变量法....

一、控制变量法

控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。

这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。例如在人教版实验教科书《物理》(八年级上册)第一章第一节关于探究声是怎样传播的实验中,就开始渗透控制变量的思想。因为固体、液体和气体都是传声的介质,我们逐一研究它们分别可以传声时,就必须控制其它两个因素。如果在进行该实验时就给学生恰当地点拨,提出:“把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学轻敲桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的?”引导学生去分析比较,就能使学生体验到控制变量的思想。在接着的探究影响音调、响度等因素的实验中,把控制变量的思想对学生给予简要的介绍,就会使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领,为以后的探究实验作好方法上的准备。

在初中物理中,探究影响导体电阻大小的因素、电流跟电压电阻的关系、影响电热功率大小的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素、影响滑动摩擦力大小的因素、决定压力作用效果的因素等等实验,运用了控制变量法。

二、等效替代法

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。

三、转换法

有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法。譬如,在研究电热的功率与电阻关系的实验中,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较,而我们通过转换为让煤油吸热,观察煤油温度变化情况,从而推导出那个电阻放热多。教学时不妨设计一问:为什么研究电热的功率与电阻大小的关系时,还用到似乎与实验无关的煤油呢?引发学生的思考和讨论,在小结出该实验中煤油的作用的基础上,进而再问:该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况?这样促使学生思维得以发散,转换的思维方法得到训练,设计实验的能力也随着提高了。

四、类比法

类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。如:在研究电压的作用时,借助于看得见而学生比较熟悉的“水压形成水流”的实验作类比,来揭示电压是形成电流的原因。又比如在研究通电螺线管的磁场的实验中,为准确记忆通电螺线管的北极与电流方向的关系,以紧握的右拳头类比为螺线管,四指为线圈并指向电流的方向,则大拇指所指的一端为北极。这样形象直观很容易被学生理解记忆牢固。
五、图象法

图象是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图象来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。

六、理想化方法

理想化方法是指在物理教学中通过想象建立模型和进行实验的一种科学方法。可分为理想化模型和理想化实验。

理想化模型就是指把复杂的问题简单化,把研究对象的一些次要因素舍去,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理去再现原形的本质的东西,构成理想化的物理模型。这是一种重要的物理研究方法。例如探究杠杆平衡条件的实验,杠杆就是一种理想化的模型。杠杆在使用时,由于受到力的作用,都会引起或多或少的形变,然而在研究中把此时的形变忽略不计,这里我们就把杠杆经过理想化的处理,认为它无形变,视为一个硬棒,从而使学生在研究时不被细枝末节的因素影响,顺利地得出杠杆平衡原理。

⑹ 化学实验方案

http://www.ahnu.e.cn/kecheng/jxcg/all/1_7/cailiao/zongjiebaogao.htm
化学是一门以实验为基础的学科。化学上的许多理论和定律都是从实验中发现归纳出来的。同时,化学理论的应用、评价也有赖于实验的探索和检验。虽然到了近代乃至现代,化学的飞速进步已经产生了各种新的研究方法,但是,实验方法仍然是化学不可缺少的研究手段。新课程改革将科学探究作为突破口,科学探究不但是一种重要的学习方式,同时也是中学化学课程的重要内容,它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。而化学实验是科学探究的重要形式。

用化学实验的方法学习化学,既符合化学的学科特点也符合学生学习化学的认识特点,是化学教学实施素质教育的基本手段。新课程标准提倡学生独立进行或合作开展化学实验研究。通过化学实验能激发学生的学习兴趣,帮助学生通过使用探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能,培养学生的科学态度和价值观,帮助学生发展思维能力和训练实验技能,从而达到全面提高学生的科学素养的目的。

一、对新课程标准下的中学化学实验的认识

《普通高中化学课程标准》明确了高中化学课程的基本理念:立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养,构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。“知识与技能”即过去的“双基”;“过程与方法”是让学生掌握学习的方法,学会学习;“情感态度与价值观”是人文关怀的体现。所以新的课程理念的核心是“让学生在知识探索的过程中,在知识、学法、人文等方面得到发展。”其中第5条特别强调:“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,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。”[1]高中化学课程由2个必修模块和6个选修模块组成,其中“化学实验”是作为一个独立的模块有别于以往教材的处理,突出其重要的地位。

教育部2001年颁发的《基础教育课程改革纲要》为化学课程改革指明了方向,根据新的教学理念及由此产生的新课程标准,对照新旧教材,我们不难发现新课程在实验教学方面有以下几个主要方面的转变:

1、从只注重培养实验操作能力向培养实验思维能力和培养实验操作能力并重转变,改变以往为“教”设计实验变为“学”设计实验,使实验更好地配合学生的主动学习,打破以往教师垄断实验方案的设计向教师帮助、指导学生参与实验方案的设计的转变,这就是所谓的化学实验的探究化[2]。改变化学实验“照方抓药”式的现状的关键,是加强化学实验的探究化设计,这对于更好发挥化学实验的功能,促进学生科学素养主动、全面的发展具有重要的意义。例如:必修1中“验证铁能否与水蒸气反应”的探究实验,教材一方面提供了实验必要的仪器和药品,让学生来设计实验方案;另一方面又提供了一个实验方案,让学生参考并尝试利用该方案进行实验,最后让学生小结交流探究活动的收获。这样的实验教学,在指导学生学习设计实验的同时又锻炼了学生进行实验探究的动手能力。

另外,新课标不再硬性划分演示实验和学生实验,而是给教师创造性和学生的主动性提供空间。教师通过实验创设学习情景,为学生提供可观察的化学现象和实验操作,其活动指向是学生自主观察、分析思考、交流讨论、实验研究,不是教师单纯的表演或展示。从这一角度看,它和学生实验一样,都是学生的活动。在新课标中也提倡学生进行合作开展化学实验研究实现从“单兵作战”的自发研究向群众性研究与组队研究的“两条腿走路”转变。

2、从只重视理论到理论与实际相结合的转变,更加重视化学实验与生活、技术的联系,注重用实验探究的方法解决实际问题;使学生的课内学习转变为课内和课外相结合的模式,更适应开放式学习的需要,这就是所谓的化学实验的生活化[2]。

新课标“注重从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景中学化学”,帮助学生“从科学、技术和社会相互联系的视角认识化学”,从历史和现实的结合上了解化学。此外,新课标还列出若干可供选择的学习情景素材,这有助于教师落实“贴近生活,联系实际”的教学要求,加深学生对“科学——技术——社会”观念的理解,增强学生的社会责任感,启发教师不断地从社会生活和新的科技发展中吸取新鲜的信息,学生在体验中逐步认识化学在促进社会可持续发展中的重要作用。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。化学实验的内容选取于日常生活和社会生活中的许多化学现象,实验药品取用于学生身边常见的化学物质,这样可使学生有一种亲切感,感到化学并不神秘,就在我们身边,有利于调动学生学习的积极性和激发他们对实验探究的兴趣。在新课程的教材中就有很多这样的实验素材。诸如必修2中“用生活中的材料制作简易电池”实验;选修1中“鲜果中维生素C的还原性”实验;选修2中“用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验”;选修4中“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”实验;选修5中“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”实验;选修6中“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中化学耗氧量”实验等等。
3、从只应用近代实验方法向适当应用现代实验方法和仪器,重视中学实验向现代化转变,这就是所谓的化学实验的现代化[2]。

化学实验的现代化科学手段的发明与使用,是和人类对物质的组成和结构的探索分不开的。鉴定物质的化学成分需要定性分析,测定物质的各组分的含量需要定量分析,确定物质的结构需要结构分析。高中化学新课程在化学分析方法的定量化和实验手段的现代化方面,跟以往的化学课程相比有了很大的改进。在高中化学新课程中引入了现代仪器分析的四大类仪器或方法(光谱类、色谱类、质谱类、电化学类)。例如:选修5中,“用质谱法测定相对分子质量”,“用红外光谱、核磁共振氢谱等方法鉴定分子结构”;选修6中“用化学方法或红外光谱法检验卤代烷中的卤素”实验,“用中和滴定法或气相色谱法测定醋酸中醋酸的含量”实验等。值得注意的是,对于这些现代实验分析仪器和方法的学习并不是要求学生都要掌握它们的具体的原理和应用技术,不同的实验技术所要求的程度是有区别的。有的只是属于介绍性质,只要求学生掌握其最基本的原理,达到拓展科学视野的目的就可以了。

4、重视绿色化学思想与可持续发展观念在实验中的体现,这就是所谓的化学实验的绿色化[2]。高中化学新课程在设计上十分注重“体现绿色化学思想”。例如:选修6(实验化学课程模块)中,将“形成绿色化学的观念”作为一项重要目标;将“树立绿色化学思想,形成环境保护的意识”单独作为一条“内容标准”;将“查阅资料:符合‘绿色化学’思想的化工产品的生产” 作为“活动与探究建议”中的一项学习活动。

二、开展化学实验教学要注意的问题

在新课程标准下,化学实验教学有了更为突出的作用和意义。因此,抓好实验教学是化学教学中十分重要的教学内容。那么,在开展化学实验教学过程中要注意哪些问题呢?笔者认为可以从以下几个方面去考虑:

(一)、加强思想认识,重视实验教育功能的发挥

激发学习兴趣、体验科学探究、训练可行方法、学习化学知识、学会团结协作是化学实验的主要教育功能。对此教师首先要有深刻的思想认识,同时要通过具体的教学实践发挥好这些化学实验教育功能。

具体而言,教师在实验内容的设计和选择上,需要注意从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,以激发学生学习化学兴趣,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类所面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。通过化学实验教学,可以让学生学习化学知识,在学习过程中,会得到大量的感性认识,将感性认识转化为理性认识,并运用已有知识和相关资料解决问题。同时,学会团结协作是当前社会分工日益完善、细致所导致的对人才自身素质的要求,在实验内容的选择中要重视选择一些需要通过小组协作方式才能完成的试验探索,让学生在实验探索的过程中根据要求,进行分工协作,共同完成实验,在实验探究中学会合作与分享。

新课程在必修1的第一章《从实验学化学》里就已经明确了“化学是一门以实验为基础的自然科学”并强调了掌握好实验方法的重要意义。我们可以利用好第一节《化学实验基本方法》的教材,先对学生进行化学学科特点和化学学习方法的教育,这包括了实验安全教育和实验规范教育。实验安全教育可以通过学生分组进行思考与交流再由学生小结,使学生认识到化学实验的操作应该规范,应该仔细检查安全措施,确保实验的安全和成功。然后,利用小组合作做实验可以两人一组,有大致的分工,职责基本明确,紧密配合的形式完成“粗盐的提纯”实验。学生完成实验后要做好总结和相互评价,老师最后结合自己观察的情况点评学生们的表现,表扬一些组或个人。通过这样的实验教学,既培养了学生的实验安全意识,又树立了学生的团结协作意识。

(二)、提高动手能力,关注学生实验技能的培养

进行化学实验的基础是实验者必须对化学实验基本方法和技能有一定的了解。新课程标准的课程目标中将“获得有关化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成一些化学实验”列作“知识与技能”目标之一。在新课程里增加了大量的学生实验探究的内容,在实验探究中的每一个实验,必须由学生亲自动手做实验才能完成,因此,提高学生的实验动手能力是完成好化学实验教学的基础。同时,要十分重视学生解决问题的能力培养,特别是观察、实验、假说、推理、收集资料、分析资料、处理数据等。要重视通过实验发展学生思维的敏捷性、灵活性、深刻性、独创性和批判性等良好的品质,培养学生的实践精神和创新能力。

值得注意的是,教材编写时由于考虑到各种条件的限制,往往是演示实验多,学生实验少,如果教师教学是按照“教师演示实验→学生观察实验→教师引导学生得出结论→例题→课堂训练→课后巩固练习”,其效果是学生会应试而没有得到发展。因此,教师要创造条件,根据实际情况,灵活处理教材,尽可能做到演示实验学生化,让每个学生都有动手的机会。其学生操作流程是:根据要解决的问题→设计实验原理→选实验器材→动手实验→记录现象及数据→处理数据得出结论。

例如:在必修1的第一章第一节《化学实验基本方法》中,教材并没有硬性区分演示实验和学生实验,为了更好的提高学生的实验能力,提倡教师多采用边讲边实验的教学方式。这样有利于学生掌握实验技能,培养观察、思维、独立操作等能力,容易获得成功感。建议实验1“粗盐的提纯”、实验2“硫酸根离子的检验”作为边讲边进行学生实验,实验3“实验室制取蒸馏水”作为演示实验,实验4“萃取和分液”即需在老师的指导或示范下学生完成实验。

(三)、培养问题意识,提高学生问题解决的能力

增强培养学生的问题意识,将问题转化为课题的能力是提高学生设计问题、解决问题能力的前提。问题意识是指学生在认识活动中意识到的一些怀疑、焦虑、探究的心理状态,这种心理状态驱使学生积极思维,不断提出和解决问题。心理学研究表明,意识到问题的存在是思维的起点,没有问题的思维是肤浅的思维、被动的思维。在化学实验教学中,能用于实验探究的问题可能来自自然现象、社会生活和生产实践,也可能来自学习的过程中,还有可能来自教师精心设计的问题情境,无论是什么情况,始终要让学生产生发现问题和解决问题的渴求和欲望。对于教材中某些验证性的实验如果改为探究性的实验,可将学生带入科学探究的情境中,从而不断增强他们发现问题和解决问题意识和能力。

例如,对于必修1中的“Fe(OH)2的制备和性质”探究实验,教师先讲清楚Fe(OH)2的颜色、状态及溶解性,然后演示新制的FeSO4与NaOH溶液反应,结果学生未能观察到白色絮状沉淀,而看到的却是灰绿色沉淀。这一现象会立即引起了学生的注意,教师要及时引导学生提出问题:①为什么要用新制的FeSO4溶液?②为何将滴管插入试管里溶液的底部,慢慢挤出NaOH溶液?③久置的NaOH溶液中溶解了什么物质?当学生通过分析认识到FeSO4、Fe(OH)2易被空气中的氧气所氧化时,换一瓶已煮沸过的NaOH溶液,以除去溶解的氧气,再进行实验,先得到了白色沉淀,但过一会儿就转变成灰绿色,然后逐渐变为红褐色,这一现象又引起了学生的疑问。教师进一步引导讨论:采取什么方法能使生成的Fe(OH)2氧化速率减慢?经过一系列的思考、讨论、比较,最后选用在新制FeSO4液面上,滴加几滴苯作保护层,将滴管伸入试管底部;滴加煮沸过的NaOH溶液终于得到了白色Fe(OH)2沉淀,并保持了较长的时间。通过类似的实验教学,最终会使学生发现问题和解决问题变成一种习惯,成为一种需要。
三、开展化学实验教学的点滴经验

实验是培养学生解决问题能力的重要途径。实验教学中的问题发现和形成、实验设计、操作、观察、思维、表达和交流等科学实践活动,可以有效地培养学生的实验意识、课题发现能力、实验设计能力、实验观察能力和实验操作能力,可以有效地培养学生的思维习惯和思维能力,这是其他活动形式难以代替的。

新教材为学生创造了许多动手的机会,怎样才能调动好学生的积极性?我在担任新课程高一化学的教学过程中,尝试通过不同的教学活动提高学生的实验能力,积累了一点经验与大家分享。我借助于学生手头上的一本教辅书《化学活动与探究》组织学生开展课外实验教学。该书的活动项目取材于教材中的典型,并设计成活动卡片。每个卡片上包括了6个栏目:问题思考、活动探究目的、活动探究用品、活动探究内容、交流与讨论、收获与体会。以下是一些具体的做法:在开始活动前,让全班学生自愿分成8个小组,实行组长负责制。每个星期轮排1个小组进行实验,各组自由选题,实验的内容可以从活动卡片中30个活动项目中选取。组长负责组织,在课余时间内完成实验,包括实验预习、分工、活动记录(包括实验内容、实验讨论、实验收获等,以上内容在实验报告中反映)及活动评价(包括自评、他评,他评中包括组长对组员的评议和组员对组长的评议)。整个小组的实验活动在1个星期内完成,并由组长在下周的化学课上用15分钟进行“结案陈词”(告知同学他们的实验课题、实验过程、实验结果、实验收获、活动评价的得分等)。累计每个星期不同小组的实验报告,定期进行展示,让大家进行投票选出最佳合作小组等。在各组活动过程中,老师也会参与到其中,小组做得好的地方,要及时地表扬,对于存在的问题要及时予以点拨、疏通,起到指点迷津的作用;并对他们实验过程进行评价,并纳入学分制的计算范畴。通过这些实验活动有利于培养学生实事求是、尊重科学、勇于探索的思想品质;培养学生团结协作、求实的科学态度,同时也激发了学生学习化学的兴趣。在实验教学中不仅要求学生认真对待实验,作为教师更要认真对待每一个实验,通过实验启发引导学生关注实验过程,突出学生在实验教学中的主体地位,增强实验的探索性,培养学生的科学探究和实验设计、评价能力。

总而言之,化学实验是中学化学教学内容的重要组成部分,新课程实验教学改革在高中化学课程改革中的地位举足轻重。广大的化学教师要在新的教学理念的指导下,认真、细致地学习研究新课程,提高认识,明确目标。围绕实验展开学习是中学化学教学特色的充分体现,化学实验教学只要真正得到落实,对激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创造性思维,开发学生潜能,发展学生的个性将会产生积极的作用,也为化学教育走素质教育之路发挥出独特的功能[3]。新理念、新课标、新教材迫切要求实验教学理念的更新,这是一次挑战,让我们有所准备,勇于面对这一挑战。

⑺ 什么是化学实验方法论

1系统定性分析法
它是为了检验矿物质中的微量甚至痕量元素,克服传统的湿法定性检验法和吹管检验法的局限性而被创立的〔1821年,德国化学家浦法夫在其《分析化学教程》一书中提出了“初步试验”和“分组”的思想。1829年,德国化学家罗斯在他编著的《分析化学教程》中,首次明确地提出和制订了系统定性分析法。但该书内容过繁,条理不够清楚。1811年,德国化学家富里西尼乌斯在他出版的教科书《定性分析导论》中对罗斯的系统定性分析法提出了修汀方案。这本书内容清晰,颇受欢迎,再版16次,被译成中、英等文字。他提出的分组法与目前通用的定性分析教科书中所采用的方法基本相同。
2重量分析法
这种方法在19世纪得到了很大的完善和发展,主要表现在操作技术和分离、测定方法方面罗斯在其编著的《分析化学实验综论》一书中提出了很多有效的新的分离方法,尤其是应用了缓冲溶液和络合掩蔽剂,这在分析化学发展中是一项重要的进步。贝采里乌斯曾测定了两千多种化合物的化学量,使用了很多新的测定方法、试剂和仪器设备,使定量分析的精确度达到了空前的高度,对定量分析法的完善和发展做出了重大贡献。富里西尼乌斯在其1816年编著的《定量分析教程》中,介绍了灵敏度已达0. 1毫克的天平,还介绍了各种元素的重量测定方法;解决了一系列复杂的分离问题他们所运用的分离和测定方法以及操作技术至今大都仍被采用。
3滴定分析法
它是在18世纪中叶从法国诞生和发展起来的。最初的含义只是对化工原料及产品的纯度进行简易、快速测定的一种方法。1729年,法国化学家日夫鲁瓦第一次利用滴定分析的原理,以碳酸钾为基准物,测定了醋酸的相对浓度;1750年,法国化学家文耐尔在滴定实验中运用了指示剂;1767年,英国化学家W.路易斯在滴定实验中不仅采用了指示剂,而且还提供了分析的绝对结果,但他测量滴定溶液消耗量的方法采用的则是称重法;法国化学家德克劳西较早地在酸碱滴定中采用体积量度。他发明的“碱量计”可以说是最原始的滴定管。随着人工合成指示剂的出现,到了19世纪30 -50。年代,滴定分析法的发展达到极盛时间,其应用范围显著扫大,准确度大为提高,接近了重量分析法所能达到的程度;除酸碱中和滴定法外,人们还发明和发展了沉淀滴定法、氧化还原滴定法、络合滴定法等一些具体的滴定方法。到了19世纪50年代,又出现了带有玻璃磨口塞和用剪式夹控制流速的滴定管,使这种方法更趋完善。
4光谱分析法
它是利用光谱线来分析某种元素存在与否的一种方法,是由德国化学家本生和基尔霍夫。1855年,本生为克服当时煤气灯的缺点,发明了著名的“本生灯”。金属及其盐在本生灯火焰中能产生特殊的带有颜色的火焰,据此可以鉴别这些金属。为了使产生的光谱具有更好的观察效果,他们两人合作研制成了分光镜,并用这种新的实验仪器发现了铯、铷等元素,随后人们又用这种方法发现了铊、铟、镓、钪、锗等。

⑻ 临床医学涉及的方法学原则有哪些,各包括什么基本内容

临床实验研究方法与临床实验诊断方法
1整体机能与器官功能检测方法、形态学方法、细胞功能检测方法、亚细胞结构及功能检测方法、医学化学分析方法、蛋白质与细胞因子的功能检测方法以及分子生物学方法等内容
2临床体液检查方法、临床生化诊断方法、临床免疫学诊断方法、临床微生物诊断方法和临床血液学实验诊断方法

⑼ 临床实验室定量方法学评价的内容主要包括哪些

检测系统或方法的分析性能评价是临床检验质量管理的重要内容,但目前国内尚缺乏有效的、规范的评价方案和实验方法,有鉴于此,出版此书.该书共分15章,首先介绍实验室统计学原理与技术基础,以及方法学性能评价所涉及的检验质量目标及其设定方法,然后系统地介绍了定量检验方法分析总误差、精密度、正确度、分析测量范围、分析灵敏度、分析干扰、参考区间、基质效应的评价方案和实验方法,以及定性检验方法的分析性能评价和诊断试验的诊断性能评价方法,最后对检验方法标准化所涉及的测量不确定度、临床检验量值溯源和参考系统进行介绍.该书主要参考美国临床和实验室标准化协会(CLSI)的有关文件,并结合具体实际进行编写,内容先进,科学全面,图文并茂,实用性强;书中介绍内容大多有具体示例,力求介绍内容可操作性强,理论联系实践,以方便读者学习和使用,从实践中掌握这些技术.每章最后附有参考文献,可供感兴趣的读者进一步查阅.
该书主要供临床检验专业技术人员、临床实验室管理人员、医药院校检验专业师生以及实验室研究人员学习与参考.

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