探究實(shí)驗誤差分析引導論文
隨著(zhù)新課程改革的逐步推行，探究性教學(xué)和學(xué)習日益受到廣大教育工作者的關(guān)注。如何在課堂上實(shí)施探究教學(xué)？如何引導學(xué)生去認識問(wèn)題并解決問(wèn)題？本文結合“測定硫酸銅晶體中結晶水的含量”的學(xué)生實(shí)驗，談?wù)勅绾我龑W(xué)生對測定硫酸銅晶體中結晶水的含量的實(shí)驗進(jìn)行誤差分析。
一、探究實(shí)驗教學(xué)的指導思想和基本模式
新課程標準指出，科學(xué)探究的要素可以概括為提出問(wèn)題、猜想與假設、制定計劃、進(jìn)行實(shí)驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價(jià)、表達與交流等。據此確定該學(xué)生實(shí)驗課的指導思想是：以學(xué)生為主體，以能力培養為核心，以過(guò)程為線(xiàn)索，以實(shí)驗為基礎，以發(fā)現問(wèn)題、研究問(wèn)題、解決問(wèn)題為形式，充分體現新課程改革精神。
二、探究實(shí)驗教學(xué)的選材與實(shí)施
理論、實(shí)驗、計算等都蘊涵著(zhù)豐富的探究?jì)热�，教師可以根據教材�?shí)際和學(xué)生認知規律，充分挖掘教材中科學(xué)探究的內涵，圍繞某一研究活動(dòng)進(jìn)行整個(gè)單元的教學(xué)或復習，進(jìn)行課內課外的相互延伸。在形式上，教師應注意探究情境的創(chuàng )設，尋求探究的切入口，給學(xué)生創(chuàng )設一個(gè)輕松、愉悅的學(xué)習氛圍，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究。以上述學(xué)生實(shí)驗課為例，學(xué)生剛剛學(xué)完元素、化合物、化學(xué)計算的相關(guān)知識，具備了探究的知識基礎，因此，開(kāi)展探究性實(shí)驗教學(xué)，在培養學(xué)生實(shí)驗的過(guò)程中，體驗探究，培養能力。
三、“測定硫酸銅晶體中結晶水的含量”
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了化學(xué)式、相對分子質(zhì)量計算、元素百分含量的計算等，具備了這節學(xué)生實(shí)驗課所需基本知識。我把這節實(shí)驗課的重點(diǎn)放在了學(xué)生對實(shí)驗誤差造成原因的思考和探究上，培養學(xué)生實(shí)驗動(dòng)手能力和仔細觀(guān)察、認真實(shí)驗的探究精神。
1.理論講解
�。�1）對硫酸銅晶體和硫酸銅粉末的基本認識
�。�2）理論計算
從化學(xué)方程式看出，有250克的硫酸銅晶體，理論上會(huì )有160克的硫酸銅粉末產(chǎn)生，90克的水會(huì )形成水蒸氣，擴散到大氣中去。
換句話(huà)說(shuō)：硫酸銅晶體在坩堝中加熱，里面的結晶水會(huì )以氣態(tài)形式逸出，剩下的就是硫酸銅粉末，我們只要通過(guò)實(shí)驗測算出硫酸銅晶體和硫酸銅粉末的質(zhì)量差就可以利用這個(gè)關(guān)系，算出硫酸銅晶體中水的百分含量，從而算出一個(gè)硫酸銅晶體中有多少個(gè)結晶水。
2.實(shí)驗操作
�。�1）第一次實(shí)驗時(shí)，對實(shí)驗進(jìn)行修改，與教材上不同之處：
�、俨惶峁└稍锲�；②不提供研缽；③不提供坩堝，提供蒸發(fā)皿 （2）學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗
按照八年級科學(xué)教科書(shū)中的步驟進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗，在實(shí)驗過(guò)程中要求學(xué)生做到：認真觀(guān)察蒸發(fā)皿中藥品的變化，思考什么原因可能會(huì )導致實(shí)驗誤差的產(chǎn)生？
學(xué)生觀(guān)察：①由藍色固體變成了白色粉末；②有白色的水霧產(chǎn)生；③可以聽(tīng)到爆裂聲音；④有物體飛濺出來(lái)；⑤在冷卻過(guò)程中有點(diǎn)藍色物質(zhì)出現；⑥不知道什么時(shí)候已經(jīng)把結晶水全部排出；⑦加熱時(shí)，用玻璃棒攪拌，結果被粘了出來(lái)。
通過(guò)計算，學(xué)生討論可以發(fā)現：③④⑤⑥⑦都是形成誤差的主要原因。
有了誤差之后該怎么辦？學(xué)生通過(guò)相互討論，自主學(xué)習和思考，得出減少誤差的方法：
針對③：原因是塊狀固體在加熱過(guò)程中形成局部高溫，加熱過(guò)猛致使物體飛濺出來(lái)；
解決方法：將硫酸銅晶體碾成粉末，用小火慢慢加熱，避免出現局部高溫。
針對④：原因是爆裂使物體被甩出來(lái)，蒸發(fā)皿兩邊的壁太低；
解決方法：用小火慢慢加熱，將蒸發(fā)皿換成坩堝，將硫酸銅晶體碾成粉末。
針對⑤：原因是白色的硫酸銅粉末吸收了空氣中的水蒸氣；
解決方法：將加熱后的硫酸銅粉末放在干燥器中降溫。
針對⑥：解決方法是重復加熱稱(chēng)量，兩次稱(chēng)量質(zhì)量差須小于0.1g。
針對⑦：解決方法是稱(chēng)量好之后就不能再進(jìn)行攪拌等導致藥品質(zhì)量變化的操作。
3.討論與思考
測定硫酸銅晶體中結晶水的含量的實(shí)驗中，引起實(shí)驗誤差的操作有：
�、偎蜜釄逦唇�(jīng)干燥或壁上沾有加熱后分解的雜質(zhì)；②硫酸銅晶體沒(méi)有研碎；③加熱時(shí)，一是由于受熱不均勻而出現爆濺現象；二是加熱不完全，固體尚未全部變白；④坩堝沒(méi)有放入干燥器中冷卻；⑤加熱要充分但不“過(guò)火”（否則CuSO4會(huì )分解）。
不難看出，學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中體驗出實(shí)驗中存在的不足，通過(guò)集體討論得出解決方法。要減小實(shí)驗的誤差，必須培養學(xué)生一絲不茍的科學(xué)精神，在實(shí)驗前講清各種操作要領(lǐng)，在實(shí)驗中對學(xué)生嚴格要求，以使實(shí)驗達到較好的效果，實(shí)驗后按儀器的有效數字進(jìn)行計算。
總之，重視實(shí)驗誤差的分析與研究，不僅是做好實(shí)驗的重要環(huán)節，也是提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力，培養學(xué)生良好行為的好時(shí)機，我們科學(xué)教師任重而道遠。
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