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小学教育整合型实验创建论文 一、本科小学教育专业理科整合型实验开设方式的认知基础 在本科小学教育专业理科方向的教学中自然科学类课程的实验教学是一个重要的组成部分但现在却问题多多据了解目前一种通用的做法是选用部分理工科大学本科层次基础实验的方式但问题是现有的针对理工科学生设置的实验项目并不适合小学教育专业的学生;而有些院校干脆在相关课程中去除了实验部分以求教学简便因此探索建设和完善适宜本科小学教育专业特点的理科实验开设方式是小学教育专业课程教学面临的一项新课题考虑到小学教育的特点具备宽广、全面、具有整体性特点的基础知识储备对于小学教育专业的学生而言是必需的如果将各学科的知识过分专业化则不符合实际需求由于学时所限即使是本科层次的学程长达四年也无法保障在十分宽泛的知识基础之上再趋向精深达到专业程度1因此本科小学教育专业的教学要加强综合性建设以各学科专业知识为核心注重学科知识体系间的联系适度拓展学科课程内容坚持师范性、综合性与实践性相结合的原则要注意的是这种综合并不是许多学科课程的大拼盘必须是各学科课程的内在整合2因此对于小学教育专业的理科实验应把目光放宽广一些认识到各学科的实验只不过是自然科学实验的一个有机构成可以在小学教育专业中开设一种理科整合型实验其特点是:一方面要把各个实验项目置于自然科学实验的大背景中注重学科间知识的综合运用一般来说可立足于各学科本体覆盖到其他学科灵活应用各学科内部知识较大跨度地调度知识以解决问题另一方面要能充分体现小学教育专业“厚基础、强能力的特色寻求学生最易于理解、最生活化、最靠近已有知识与经验的内容借助于一系列的科学实验与技术制作活动加深对自然科学的理解培养他们的基本技能和创新能力3 二、本科小学教育专业理科整合型实验开设实例介绍 (一)教师设置的实验课题 实验题目:测量给定导体的电阻率并分析其化学成分实验要求和说明:(1)利用各种信息资源充分收集相关实验资料(物理和化学方面)(2)参考实验室现有实验器材配备从实验仪器、实验过程、实验结果等方面全面考虑后制订出实验方案(3)依据实验方案进行实验并根据实验中的具体情况修正实验方案(4)可着重在实验报告中阐述本小组在实验中的发现、思考对实验的改进要有自身特色 (二)一学生小组的简要实验过程 1实验方案设计该学生小组认为:最简便的方法是先测出该导线的电阻率再从电阻率出发分析其化学成分依据电阻率计算公式=RS/L其中的导线长度L可由米尺测出导线截面积S可由螺旋测微器测出直径后计算得出另外考虑到导线电阻R很小从实验的简便性和误差方面考虑可用伏安法(安培表外接)测量 2初步物理实验的结果和发现的问题该学生小组在实验室选取相应实验器材连接好测量电路后发现通电后安培表无示数经检查发现是导线外面涂有绝缘漆用小刀刮干净导线两端后再接入电路通电后经测量所得数据如下:L=0.99mD=0.892mmU=0.1V(03V)I=1A(03A)代入计算公式得=(U/I)(D/2)2/L=6.31108欧米对比电阻率表没有发现与之相对应的材料再经仔细检查待测导线后学生小组一致认为这是一条涂有绝缘漆的铜线但铜的电阻率为17108欧米与实验结果相差数倍经过再次测量所得数据与以上基本相同;再检查电压表和安培表其读数也正常因此学生小组推测该待测导线的化学成分不是纯铜因为如果掺入别的金属对电阻率影响应该很大 3初步化学实验经学生小组讨论认为可以用化学的方法帮助检测以上猜测如果是掺杂有其他金属的话应该很容易通过化学反应观察出来实验目的:检测导线的化学成分是否为纯铜实验原理:用铜和浓硫酸反应Cu+2H2SO4(浓)肅uSO4+SO2+2H2O实验用品:导线(已刮去绝缘漆切成小段)、浓硫酸、纯净水实验现象预测:因为CuSO4溶液为蓝色若只生成蓝色溶液和刺鼻的SO2气体证明导线为纯铜;若还有其它生成物则导线中应该有其它金属成分实验结论:导线的成分中有铜但反应后沉淀在下层的黑色小颗粒和灰白色小颗粒的成分有待进一步检验 4进一步化学实验学生小组认为若导线化学成分为纯铜则沉淀的生成物应该也是铜的化合物而铜的化合物中为黑色的只有CuO学生小组查阅相关资料后得知铜与浓硫酸的反应实际上分成两步:Cu与氧化性强的浓H2SO4接触表面部分被氧化为CuOCu+H2SO4(浓)肅uO+SO2+H2OCuO再与硫酸反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O综合两式为:Cu+2H2SO4(浓)肅uSO4+SO2+2H2O因此可以推断因反应未彻底进行所以CuO未能完全与H2SO4反应则黑色小颗粒最有可能是CuO经查碱、酸、盐的溶解表沉淀的灰白色物质若是铜的化合物则有可能是因为水少形成结晶的CuSO4晶体 5进一步物理实验学生小组回过头再次认真检查测量电阻率实验设计发现问题应该出在选用的铜线电阻太小经计算其电阻约为0.027欧若电流为1安培时电压只有0.027伏对此学生小组对测量电阻率实验设计做了相应的改进:(1)将J0408型直流电压表换成J0403型直流电压表用直流1V档读数来减小读数误差;(2)增大铜导线的电阻选用了一条2米长直径0.5mm的漆包线;(3)因为铜导线的电阻较小电路中电流较大为防止导线发热产生影响把电流控制在2A之内和控制好通电时间;(4)为防止接触电阻的影响导线两端和接线柱紧密接触上采取以上改进措施后再进行实验测量所得数据如下:L=1.96mD=0.5mmU=0.32VI=1.8A代入计算公式得=1.78108欧米至此实验基本取得成功 三、本科小学教育专业理科整合型实验开设方式的实践认识 从以上实验案例可见这种针对本科小学教育专业学生而开设的理科整合型实验具有鲜明的自身特色首先这种整合型实验的实验内容涵盖了多个自然学科充分利用各学科间知识的有机联系作为设置实验的切入点如上述实验中导体的电阻率(物理)和导体的材质(化学)就是能有机联系在一起的知识点学科知识的综合运用是一种高层次的素质要求在小学教育专业本科教育阶段是较难形成这种知识准备和教学能力的但小学课程的综合化又要求小学教师具有复合的知识结构和知识运用能力这种整合型实验的开设方式提供了一个解决该问题的行之有效的具体方法其次这种整合型实验强调的是知识的联系应用不应过于强调知识的深化其所涉及的科学知识和理论应该是比较基础的学生基本已经掌握了的应用起来难度不大如上述实验中导体电阻率的测量、计算以及铜的化学反应这些知识理论对本科小学教育专业学生来说都能熟练应用这样就可以有效降低实验进行的难度和增加学生完成实验的兴趣再次这种整合型实验借助了设计性实验的特点力求让学生能经历一个较完整的科学实验、科学研究的过程实验不再仅仅是为了验证某个知识理论学生主观能动性和创造性的发挥在实验中得到的新发现、新问题、新猜想、新验证才是整合型实验的核心内容这样才能充分体现学生自我学习的价值最后关于这种整合型实验的实验内容设置可以在考虑现有实验器材配备的基础上贴近日常的生产、生活实际由各学科教师充分协商后制定如“几种塑料的物理性质研究”、“红外线、紫外线对植物生长的作用”等而这种整合型实验开设的时间和数量可