時間：2022-11-03 15:07:23
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他們認為，如果能觀察到明顯現象，即說明CO2與NaOH溶液發生了反應。試回答
下列問題：
⑴對圖A，當將分液漏斗中的NaOH溶液滴入燒瓶時，如果看到水槽中的水被吸入到燒瓶中，證明CO2與NaOH溶液發生了反應。請寫出NaOH溶液與過量CO2反應的離子方程式： 。
⑵對圖B――E，請說明能證明CO2與NaOH溶液發生了反應的操作及實驗現象，
并將結果填入下表：
⑶請再設計一個其他實驗，以證明CO2與NaOH溶液發生了反應，要求寫明實驗操作過程、實驗現象、結論及反應的離子方程式。所用儀器及試劑均必須是實驗室常用的儀器和試劑。
答案：⑴CO2 + OH- = HCO3-；⑵（見下表）：
⑶在一支試管中加入NaOH溶液,滴幾滴酚酞試液后溶液變紅色,將CO2通入NaOH溶液中,紅色變淺,證明CO2與NaOH溶液發生了反應。反應的離子方程式為：
2OH-+CO2=CO32-+H2O；CO32-+CO2+H2O=2HCO3-。
在此基礎上，讓學生自己再設計新方法就比較容易了。以下是高一（1）7位同學和高一（2）班45位同學設的實驗方案?，F列如下。
【方案1】：在一支試管中加入NaOH溶液，滴加幾滴酚酞，溶液變紅色，將CO2通入紅色的NaOH溶液中，紅色變淺，證明CO2與NaOH發生了反應。
反應的離子方程式為：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O；CO2 + OH- = HCO3-。
設計者：高一（2）班彭婷婷、毛宏、高雙和高一（1）班劉虎等學。
【方案2】：如圖所示，操作：滴入NaOH溶液。現象：氣球脹大。
結論：證明CO2與NaOH溶液發生了反應。離子方程式：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O或CO2 + OH- = HCO3-。
設計者：高一（2）班陳慧、周穎、皮興燦、吳夢妮、楊力、周威、李明、邱琛、何姣、何祥軍、向媛、董軍、王懋睿、衛丹晨、阮仕見、楊威、李浩和高一（1）班白益波等同學。
【方案3】：如圖所示，將CO2通入足量NaOH溶液中，若澄清石灰水不變渾濁，證明CO2與NaOH溶液發生了反應。反應的離子方程式：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。
設計者：高一（2）班楊升、張翠、李苗、胡萬元、阮國良、饒志平、楊敏、王勇、張姣、楊忠莉、曹晶、汪傳梅、張丙文、馮波等同學。
【方案4】：如圖所示。打開活塞，讓NaOH溶液進入集氣瓶中。現象：導管中上升一段水柱。結論：CO2與NaOH溶液發生了反應。離子方程式：CO2 + OH- = HCO3-。
設計者：高一（2）班李奎、柴敦委、劉中亮等同學。
【方案5】：如圖所示。操作：打開活塞?，F象：氣球變小。證明NaOH與CO2發生了反應。離子方程式為：CO2 + OH- = HCO3-。
設計者：高一（2）班羅開志、柯昌波等同學。
【方案6】：如圖所示。操作：滴入NaOH溶液于試管中?，F象："噴泉"。證明CO2與NaOH溶液發生了反應。
設計者：高一（2）班徐重雙、劉峰等同學。
【方案7】：如圖所示。向瓶中通入CO2，看b中水柱右低左高，證明CO2與NaOH溶液發生了反應。CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。
設計者：高一（2）班石前坤、毛旭、黃曉蒙等同學。
【方案8】：如圖所示。向a中通入CO2，紅色溶液變成無色。證明CO2與NaOH溶液發生了反應。CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。
設計者：高一（2）班蔡光磊同學。
【方案9】：如圖所示。通入適量CO2于NaOH溶液中?，F象：導管內水柱無明顯變化。說明CO2與NaOH溶液發生了反應。
CO2 + 2OH- = HCO3-。
【方案10】：NaOH溶液無色溶液白色沉淀，證明CO2與NaOH溶液發生了反應。
設計者：高一（1）班馮以軍同學。
【方案11】：一定質量的NaOH溶液稱量溶液質量，質量增加，證明CO2與NaOH溶液發生了反應。
課程標準指出：科學探究要通過觀察和實驗制作等活動。而觀察和實驗是人類認識自然的基本途徑，也是科學課教學的特點。因此，在科學教學過程中，要結合小學生的心理特點和實驗教學要求進行教學，指導兒童自己進行觀察和實驗，通過觀察和實驗獲得知識能力。
一、農村小學科學實驗教學現狀
1.實驗儀器設備不足
據調研了解，目前很多農村學校實驗儀器短缺現象十分嚴重。有些儀器，老化嚴重；有些已發霉生銹，破損的不能使用，體溫計不能回位，酒精燈燈芯損壞；藥品、酒精等易耗品早已用完，不能及時購買；有些儀器已經不能再用于教學，如同擺設。加之學校管理不善，補充維護又不及時，實驗儀器每年都在減少，致使實驗教學任務根本無法完成。有些中心小學配置了實驗室，但因條件限制，沒有上下水，限制了正常使用。村級小學數學教具、語文教具、科學實驗儀器，甚至文體器材都放在實驗室中，使實驗室成了綜合儀器室，根本無法開展實驗教學。在實際教學中，教學演示實驗頻率很低、分組實驗頻率極低甚至為零。教師只是在上公開課時，才用儀器，平時上課根本不用，嫌太麻煩。
2.實驗教學不被重視
學校只重視語數外三科教學，導致了對實驗教學的忽視。對實驗室和科學教師的管理不規范，很多學校管理制度不能結合本校實際，只是從網上下載了一些現成的實驗室管理制度張貼在墻上，卻沒有人去過問，有的學校甚至沒有實驗室管理制度。絕大多數學校都沒有建立教師實驗管理制度，教師沒有進行實驗教學，以及實驗教學的質量如何，不能進行有效監督考評。在小學教學中，把語文、數學視為主課，其他學科視為"副課"依然是農村小學尤其是村級小學普遍存在的現象。主課安排骨干、優秀教師來教，“副課”大多由教師兼課或由年齡偏大、擔任主課又太重、太累的老教師來教。村級小學老師年齡偏大，一人多課頭代課。他們對新課標的學習、理解、把握不夠，對科學課的教學更談不上以學生為主體。探究教學、合作學習等新的教育思想、教育理念、教學方法在課堂教學中根本無法實施，只是在課本上劃劃題，把標準答案給學生記下來，死記硬背，以便在縣、鄉統一質量檢測中考個高分就行。
二、農村小學科學實驗教學對策
實驗教學是提高科學素養的重要途徑，它雖然不能較快地見到成效，但它對學生將來乃至一生都會起到不可低估的作用。所以，我們應該針對實驗教學現狀，積極思考，尋找有效的解決辦法，對癥下藥，提高科學實驗教學質量。
1.高度重視是前提
小學科學課程是以培養學生科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。培養和提高科學素養是讓學生適應未來社會發展的基本需要，是落實“學生發展為本的”教育理念的根本保證?？茖W學科性質和任務，決定了培養學生科學素養成為科學教育的一項重要目標。思想是行動的先導，思想的高度決定行動的速度。不能依照課標要求開設實驗課，是與學校領導不重視、放任自流分不開的。因此，學校領導要從思想上高度重視實驗教學，從教師配置、資源利用、學習培訓等方面，多思考、多謀劃、多督促。要明確實驗教學的基本要求，明晰小學各年級實驗教學的目的、任務，合理配置、優化組合本校資源，重視鄉土自然教學，使實驗教學貼近生活。作為農村小學的科學實驗課，應突破由儀器、設備等帶來的問題和不便，利用本身的自然、地理優勢，開發和運用鄉土自然教學，創造條件、想方設法開齊、開足、開好實驗課。
2.制度落實是保證
學校要充分調動教師實驗教學的積極性、主動性、創造性。加強教育理論學習，讓教師提高認識、轉變思想、更新觀念，盡快適應教育教學改革的發展。每學期開學初，任課教師一定要熟悉教材，每位教師要根據年級特點，結合學生的基礎知識水平、技能狀況制定出切實可行的實驗教學計劃。學校對實驗教學計劃要認真審查、經常檢查，通過不定期查備課、聽課、找學生代表座談等形式督促落實。建立合理的管理制度，積極探索適應于農村小學的符合素質教育理論和新課程精神的新舉措。建立以校為本的教學研究制度；建立民主科學的教學管理制度；建立旨在促進教師專業成長的考評制度；建立促進全體學生全面發展的評價制度。
以上所述，只僅僅是自己局部的不全面的調查了解，是自己的所見、所思、所感。作為一名山區的教育工作者，面對新課程的實施，面對山區科學實驗教學的現狀，總以為：小學科學實驗教學萬萬不可忽視！
通過演示實驗提高學生實驗技能，培養學生操作能力是初中物理教學的重要環節，也是每個物理教師都應重視的課題。下面談談筆者在這方面的一些心得體會。
一、進行教學反思，改變實驗教學觀念
多年來，囿于應試教育框架，物理實驗教學在很大程度上流于形式。教師考查學生實驗能力往往只片面地停留在看到什么上面，或怎樣按課本或教師給出的步驟操作實驗、記錄數據、得出結論。甚至紙上談兵，只講實驗過程，不做具體實驗，課后要求學生背實驗，把培養學生觀察實驗能力轉化為培養學生應付實驗考試能力，嚴重歪曲了實驗的現實意義，削弱了學生實驗的實踐能力和創造才能。
隨著科學技術的飛速發展，社會出現了嚴酷的競爭機制，對人才的要求已不能停留在僅有工作能力，而是要求能適應社會發展、具有開拓創新和競爭能力。為適應社會對人才的需求，必須重視學生實驗技能的培養。教師要認識學生是實驗教學中的主體作用和主體地位，充分發揮學生參與實驗的積極性和主動的探索精神，培養他們具有初步的實驗技能和能力。
二、重視演示實驗和學生實驗，提高學生實驗技能
觀察是一種帶有目的性的心理活動，而觀察力則是這種心理活動的有效程度或認識能力，是指人們通過感官有計劃有目的地對在自然狀態下和人為條件下發生的事物和現象進行仔細地觀察和認真的思考，是獲得學習信息、積累感性材料的重要途徑。培養學生實驗技能和能力，首先要加強學生觀察能力、提出問題能力、實驗技能的培養。
初中學生有目的的觀察能力是在教師的指導下形成的。在演示實驗教學中，教師要充分把學生的好奇心引導到對演示實驗的仔細觀察和善于觀察上來，這才能讓學生在觀察中發現問題、提出問題。例如在振動發聲中撥動橡皮筋使之發聲的演示，我把它分成幾個環節展示。①用較小的力撥動；②用較大的力撥動；③減短長度撥動。以此來引導學生觀察橡皮筋發聲的共同現象：都在振動。還引導學生動腦筋、提疑問。結果學生提出這樣的問題：為什么撥動力度不同，橡皮筋發出聲音的大小也不一樣？為什么長橡皮筋撥動時的響聲低沉，而短橡皮筋發出的響聲尖利？還有一個學生敲了一下桌面，然后問道：老師，為什么我敲了一下桌面，它只發出聲音，但卻沒有看到桌面振動？我對學生提的這些問題，做了如下回答：大家提出的問題都很好，至于它的具體答案，我們可以在下節課所講的《音調、響度和音色》中尋找或討論。通過觀察，既讓學生養成“觀思結合”習慣，又能調動學生探索答案的積極性。
提高演示實驗效果，充分調動學生的感官思維是提高學生觀察力與提出問題能力的重要手段。而學生的良好實驗技能與形成，首先是從模仿教師的演示實驗開始的。課堂上成功的演示實驗，會給學生留下難忘的印象，起到良好的示范作用。所以教師所做的每一個演示實驗，只能利落成功，不能拖泥帶水或失敗。這就要求教師必須提高自身素質，課前認真備好演示實驗課，注意演示器材、可見度、環境因素等可能給實驗效果帶來的不利影響，要抓住演示關鍵，正確引導學生進行觀察。例如《慣性》中的打棋子演示，可把棋子換成自制的小方塊，才能產生更好的效果。教師一邊演示，一邊告訴學生“打”的要領。又如做摩擦生電演示實驗，如果天氣不是很干燥，按課本里所提到的器材進行演示實驗，就很難成功，即使能演示成功，吸引的紙屑量也較少，實驗效果顯然不理想。所以必須尋找更易于摩擦帶電的物體，例如三環電池的塑料包裝紙、包裝電器的泡沫，才能使實驗完滿 成功。有時，還必須加大摩擦力、增加摩擦時間，才能使實驗現象明顯，才能有利于學生模仿，調動學生動手操作的興趣。
二、規范科學教師的培養，提高教師實驗技能
“小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程”。雖然學生科學素養的形成，是通過學生親歷科學探究活動，在參與的過程中體驗、感悟，內化成個人能力，但是，沒有一個責任心強的科學老師，一切都是枉然。首先，領導要重視科學課的教學，更要重視科學教師的培養，有條件的學校應設專任科學教師，讓老師加強實驗課教學研究，增強校際間科學教學的交流溝通等。其次，任課教師要轉變教學觀念，重視科學課中的實驗教學。
三、規范實驗課教學，提高學生實驗技能
（一）實驗準備要規范
1、教師的準備 實驗課與其他傳統課程不同，課前準備非常關鍵，從教材研究，教學設計到材料準備都是非常重要的課前準備環節。教師課前需要準備的內容包括：（1）.備教材，備教材就要認真學習科學教學大綱，制定科學課教學計劃和實驗教學計劃，完成教案編寫，設計實驗課中的學生分組實驗和教師的演示實驗。（2）.備實驗材料，教師必須認真研究學生在實驗課上需要個人準備的材料種類和數量，并在課前提前布置安排，另外課前教師還要認真檢查實驗儀器，確保完好。（3）.備實驗過程，課前教師應將課堂上要做的實驗完整的做一遍，了解實驗過程中需要注意的事項和可能出現的問題和情況，做到心中有數。
2、學生的準備 實驗課是需要學生積極參與的，學生通過課前準備工作，即能對課堂教學內容有個大體了解，也能提高學生參與科學探索和研究的積極性。（1）知識準備：學生在課前要搜集與實驗有關的資料，在這個過程中，學生能學習很多相關知識，即能開闊學生的知識面，也能培養學生利用各種途徑進行自主學習的習慣。（2）材料準備：實驗課上除了會用到各種實驗儀器之外，還會用到大量的實驗室所沒有的各種材料，讓學生做課前材料準備即可以彌補學校實驗材料種類不全的不足，還能提高學生參與實驗的興趣和積極性，實驗效果會更好。
（二）實驗管理要規范
1、安全管理 實驗課教學除要完成教學目標之外，教師要將安全教育的理念不斷滲透到實驗教學的過程中，讓學生增強安全意識?？茖W實驗課涉及多學科的內容，實驗中會用到電、火、玻璃、化學藥品以及刀、剪、錘等各種工具。因此，在實驗課中存在著很多不容忽視的安全隱患，一旦忽視就很容易發生傷害事故。教師必須做到以下三點才能減少或避免傷害事故的發生。 （1）教會學生必要的安全知識及處置安全事故的技能，并在實驗課前準備一些必要的器材，比如：每個組準備一條防火的濕毛巾等。 （2）督促學生要嚴格遵守操作規程，遵守操作規范。（3）教師要講清楚藥品的正確取用方法。
2、分工管理 科學課的許多觀察、探究活動都是以小組為單位展開的，需要調配好組內的人力資源，讓每個人有事要做、各司其職。因此，工作的合理分配就顯得極為重要，尤其是剛剛加入科學課的三年級學生，必須在第一節科學課上公布個人崗位，明確分工，強調安全問題和實驗課紀律。每個小組可設立組長，材料員，操作員，安全員，記錄員等，。職責和分工明確后，小組活動就會呈現出秩序化、規范化的趨勢。
3、紀律管理 實驗課最令人頭疼的就是紀律問題，而沒有良好的紀律是很難上好實驗課的。要解決好這個問題可以運用組內監督機制，學生有破壞紀律的行為，組長能及時發現并制止。
（三）實驗過程要規范
在實驗過程中，每一個環節都可能產生誤差，而誤差的疊加與傳遞效應，會影響實驗的準確度。因此，在平常的實驗教學過程中，教師必須引導學生始終將實驗操作的嚴謹細致與實驗的準確性聯系起來。如在分析化學的滴定管使用中，有的學生在第一次滴定的初讀數會調為零或稍下，而第二次滴定時往往不裝入溶液就繼續滴定。這時，教師應引導學生思考：為什么每次滴定都應調節液面至零或稍下處。通過思考，學生會明白，這樣做的目的是滴定管刻度不勻所產生的誤差，在以后的滴定操作中，就不會再省略裝液這一步。教師在指導實驗的過程中，常常需要糾錯。只有使學生懂得實驗的很多細節都關乎實驗結果的準確性，錯誤的細節操作足以“毀掉“整個實驗，學生才會明白，該細心的地方一定要細心。
二、改進實驗教學方法，提高實驗教學效率
1.強化實驗預習
了解實驗目標、原理和實驗步驟和方法，知道實驗“做什么”、“為什么做”以及該“怎么做”，同時要列出實驗所需的試劑和器材，用簡略的框圖或流程圖描述實驗內容要點，以督促學生條理清晰地預習實驗，養成良好的預習習慣。
2.引導實驗過程
首先，在教師的示范下同步完成教學實驗操作，這樣通過教師的講解、演示和學生的模仿相結合，引導學生領會各種操作要領。然后讓每個實驗小組的學生進行同步對比操作，通過不同程度學生之間的相互指正和切磋，逐步形成規范操作。最后讓每個學生進行獨立的操作練習，反復強化，鞏固熟練程度。因此，我們在實驗教學中，要引導學生盡量做到知其然并知其所以然。
3.分析實驗問題
在實驗過程中，如果學生預習不到位、實驗思路混亂或實驗不認真，就容易出現各種各樣的問題。通過出現的這些問題，引導學生明確實驗目標、實驗過程和實驗要點，逐步分析問題出現的可能原因，并通過適當的重復實驗證實并加以解決，從而培養學生分析問題和解決問題的能力。
三、提高實驗操作能力
化學實驗是引導學生探究新知、培養能力的良好途徑，教學中應該充分發揮實驗的積極作用。但是在日常授課中，部分教師為了節省時間和便于管理私自改動實驗方式，變學生實驗為教師的演示實驗。教師邊講邊做，忙得不亦樂乎；學生邊聽邊看，覺得挺熱鬧。乍一看，課堂效率挺高，但是一節課下來，對學生實驗能力培養的效果幾乎為零。聽得再認真，看得再仔細，也沒有自己做一遍來得實在。
二、用背實驗、講實驗代替做實驗
完成一個實驗需要提前做許多工作，如聯系實驗員、填寫通知單、支取相關用品等，要是學生實驗就更麻煩了，還需要老師提前檢查每一組儀器和藥品，甚至需要提前一次次的動手實驗。至于實驗過程中更是可能出現突發狀況，如安全問題、儀器破損、藥品添加、實驗秩序的維護等，這些都影響著課堂效率和實驗結果。所以，大多數化學老師聽到化學實驗課都很有壓力。部分教師用視頻代替實驗，個別教師更是用講實驗、背實驗來代替演示實驗和學生實驗。實驗操作要領記下來、實驗現象和結論記下來，然后讓學生背誦。這樣，節省了培養學生操作能力的時間，學生對學習內容記得還牢固，考試還容易出高分。為應試而教實驗，學生的實驗操作能力如何提高。
三、臨時突擊實驗
每年進入四月中旬，各個學校實驗室都開始忙活了，化學教師更是忙得團團轉。按照往年的實驗試題先講實驗，強調操作時注意的問題，學生背誦實驗步驟，然后進入實驗室統一訓練考試內容。所有的化學課都放在實驗上――大約兩周的時間強化訓練，而且專為了考試內容而訓練，大多數學生能夠熟練掌握考試內容，考試結果出來后滿分還不少。學生、家長、學校挺滿意，教師挺滿足。至于實驗考試的初衷是什么，這不在考慮的范圍內。
四、實驗技能考試內容與中考不能很好融合
歷年的中考化學試題中，得分率最低的題目還是實驗探究題。雖然，我們的實驗技能考試題中增加了“物質的鑒別”這一類綜合性較強的題目，但也只是注重操作和方法設計?？梢哉f，我們的實驗技能考試和中考化學試題對于化學實驗各有考查的重點，實驗技能考試側重于考查操作，而化學試題側重于考查實驗能力，兩者不能很好地相互促進。
我對實驗技能考試的幾點建議：
1.考試時間
每年的實驗技能考試都是在第二輪復習時進行，這對化學的整體復習進度和效果都有極大影響。我認為，可以把實驗技能考試的時間稍微調整，在第一學期末或者第二學期初就進行，這樣可以減少對化學復習的沖擊。
2.評分標準
嚴格來說，實驗技能考試其實是不公平的。雖然，我們監考老師提前統一了評分標準，但是監考老師個體的差異決定了對標準執行的差異性。同一個學生的實驗操作，不同老師監考能出現不同的評分。慶幸的是，我們也在逐漸改進，當場亮分。特別關鍵的是評委當堂給出學生錯誤操作的點評，讓每位考生清楚自己的得失之處。這樣教師能對每一個學生操作結果做出透明、公平的考評，就不會出現由考生產生的一系列質疑問題，也有利于實驗操作考試的評價價值。
3.實驗內容
近年的實驗考試內容以考查實驗基本操作能力的內容居多，我覺得可以增加探究實驗的內容，如設計實驗證明鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應、常見氣體（如二氧化碳和氧氣）、液體（如食鹽水和蒸餾水）的鑒別、證明常見金屬的活動性（如鐵和銅）、證明物質的變質（如氫氧化鈉）等。探究實驗對于學生的思維能力、科學探究習慣、獨立設計實驗的能力要求較高，也是很難靠突擊強化所能取代的實驗。這樣可以通過實驗考試真正督促平時教師的實驗教學，也使我們的實驗考查內容更加豐滿。
4.實驗考查內容
化學實驗技能考試不僅要考查學生的實驗基本操作水平和簡單的實驗過程，更主要的是考查學生的實驗能力――包括設計、探究能力以及實驗思維等。這樣，實驗技能考試更加符合化學新課標的要求，我們的實驗考試也才能真正達到目的。
通過化學實驗技能考試，引導學生以輕松愉快的心情去認識多姿多彩、與人類息息相關的化學，積極探究化學的奧秘，形成持續的化學興趣，增強學好化學的自信心。我們要讓每一個學生有更多機會主動體驗探究性學習的過程，在知識的形成、聯系、應用過程中形成科學的態度，獲得科學的方法，在科學探究實踐中逐漸形成終身學習的意識和能力。
物理學是一門以實驗為基礎的科學，所有的物理知識都是在實驗的基礎上建立起來的。要進行正確的實驗，必須掌握基本的技能。本文僅談談中學生應具備的實驗技能與培養方法。
一、中學生應掌握的實驗技能
1.使用基本儀器的技能。掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎?；緝x器主要有：刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規則，以達到熟練地、正確地讀數。在介紹這些基本儀器使用方法時，應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導。
2.正確了解儀器量程的技能。各種基本測量儀器都有一定的量程，必須要求學生在使用各種基本儀器前，搞清儀器的量程，并且能估計被測對象的情況，選用適當量程，避免超過量程而可能損壞儀器。
3.對儀器正確調解的技能。使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點，否則測出的數據就不準確。如：對安培表、伏特表等應學會調整零點，對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器，還要學會零誤差修正，讓學生懂得零點是相對的，零誤差的修正在生產上有普遍意義。因此，必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。
4.會正確讀數的技能。要讓學生掌握讀數的一般方法，關鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時，要學會正確讀數的姿勢。如：從量筒上讀數時，眼視線應與液面保持相平，不能仰視或俯視，若是凹液面讀凹處，凸液面讀凸處，從安培表、伏特表讀數時，視線應與刻度盤垂直，并且正對指針，估計讀數四舍五入等。
5.掌握儀器使用規則的技能。根據儀器的原理，掌握它的使用方法和使用規則。如：天平是根據桿杠的平衡條件制成的，因此，使用前和秤量時都要做到橫梁平衡，同時必須嚴格保護刀口，要讓學生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規則；溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的，所以，根據熱平衡原理，測量液體時，溫度計不能離開液體，而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。顯然，培養學生使用基本儀器的技能，必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器；只有理解了儀器原理，使用起來才會更加自覺和主動。
二、培養學生實驗技能的方法
1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據，根據實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等；其次，培養學生正確調整和安裝儀器，正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路，電路連接后，必須復查，確認正確后方能通電。這種技能的培養，教師先予以示范，讓學生模仿學習，然后由學生獨立去安裝、調整。
2.培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力。這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如：溫度測量、電學測量，要按實驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來。
3.要使學生了解誤差概念，并學會初步的誤差計算和分析。實驗后，要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷、實驗原理、裝置不完善而引起的。如，螺旋測微器零點不準；風的吹動使天平產生誤差；電表指針不對準零刻度等。測量次數取多少，要根據偶然誤差對被測量影響的大小來確定。如，測量值的有效數值較小時或測量值變動較大時等，應當多測量幾次。
其次培養學生進行實驗的技能，使學生掌握實驗的一般原理、實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理，根據實驗的原理、要求（物理定律、公式、圖形等）對實驗進行設計。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，設計好實驗步驟，記錄實驗數據等。還要培養學生正確調整和安裝儀器的技能。實驗首先要安裝、調整好儀器。如：力學實驗中的滑輪的安裝、牽引線的走向等，有時需要對一些儀器的調整，如：使用杠桿時必須先調水平的位置平衡。這種技能的培養，應先自己示范，讓學生模仿學習，逐步提高到學生去獨立安裝、調整。培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力。實驗后，要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，減少系統誤差的方法是校準儀器，或是改進實驗方法。偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重復測量時，由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值，以其平均值為最終的結果。
綜上所述，要培養學生這方面的技能，必須讓學生懂得減少誤差首先要發現他的存在和來源，其次是確定減少誤差的方法。增加測量次數固然可提高平均值的可靠程度，但是作用是有限的，實際上，只有改進實驗方法和儀器，才能從根本上改善測量的結果，提高測量精確度。會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后，應根據原始記錄和實驗時的結論寫出實驗報告。實驗報告內容主要有：實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能，對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求，書寫時，要求層次清楚、語言流暢、文字精練、正確、圖文并茂，要總結實驗成功的經驗或實驗失敗的原因，使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果，并讓別人看懂。
電子專業是一門以實驗為基礎的科學。所有的電子專業知識,包括概念、定律和理論,都是在實驗的基礎上建立起來的。因此,培養學生的實驗技能,了解電子知識的研究方法,培養嚴格的實事求是的科學態度,對學生今后搞科學實驗和技術革新有重要的基礎作用。這就是當前我們貫徹和實施素質教育,提高學生實驗素質的正確教育思想。下面我從兩個方面談談學生實驗技能的培養。
一、學生實驗技能培養的方法
(一)培養學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好電子實驗的基礎?；緝x器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。教學大綱要求學生“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數”。教師要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數。在介紹這些基本儀器使用方法時,教師應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導。
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。教師必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就會不準確。
3.會正確讀數。教師要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字,同時要讓學生學會正確讀數的姿勢。
4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。教師要培養學生使用基本儀器的技能,必須注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來,這樣既有利于鞏固基礎知識,又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器。只有理解了儀器原理,學生使用起來才會更加自覺和主動。
(二)培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
1.培養學生掌握實驗的一般原理,進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。其次要培養學生正確調整和安裝儀器,正確連接電路的技能。正確的實驗,首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。
2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力。這是實驗成功的關鍵。教師要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據。有的實驗要求測量或操作時動作迅速,要把握時機。
3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,教師要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,增加測量次數固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,只有改進實驗方法和儀器,才能從根本上改善測量的結果,提高測量精確度。
4.指導學生寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論和誤差分析等。
5.引導學生養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。教師要經常對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器和發生實驗事故等。
二、培養學生實驗技能的途徑
(一)實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑
認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握電子知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高學生的實驗技能的基本途徑。
(二)盡可能將演示實驗改為分組實驗
實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是教師使用儀器,進行實驗操作典范,教給學生正確的實驗方法。在分組實驗中,學生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就要求教師發揮主導作用。學生在教師的指導下,養成良好的實驗方法、實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,學生能逐步培養自己設計實驗、獨立實驗的能力。
(三)將驗證性實驗改為探討性實驗
先讓學生研究、探索物理量之間的關系,而后總結出物理規律。如驗證三極管的放大作用。教師可首先讓學生討論三極管的電路原理,然后畫個簡單的電路圖,再找電路器件實驗。學生經過深思熟慮做實驗,能加深理解,從而收到事半功倍的效果。
(四)開辟第二課堂
第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養學生的實驗技能。主要形式有:1.指導學生進行課外實驗;2.組織參觀活動;3.舉行操作實驗競賽;4.組織課外興趣小組;5.舉辦電子科技晚會等。
實驗教學是高等教育的重要組成部分。隨著新技術的發展，對實驗教學也提出了更高的要求，如何在實驗中提高學生的工程意識、實踐能力、創新能力等綜合素質成為高校實驗教學中不可忽視的大問題。為此各高校紛紛對傳統教學模式進行改革，創建新體系以適應新形勢的需要。其中開設綜合性、設計性和研究性實驗已成為大學本科實驗教學改革的重要內容［1-4］。伴隨著改革的進行，給學生開發出新穎的、難度適中的、適于教學需要的實驗項目成為當務之急。
1現代電子技術實驗體系
作為國家級精品課程，我校的“電子線路設計與測試”實驗課程較早提出了三開放、三層次教學模式的現代新型實驗教學體系。所謂“三開放”的教學模式，即:①時間開放:除規定的上課時間，學生還可以通過上網預約時間到實驗室進行實驗，實驗儀器1人1組。②內容開放:學生完成基本的實驗后，可以擴展實驗內容。③元器件開放:開課前將與實驗相關的所有元器件發給學生，由學生保管。這樣既給學生提供了更靈活的設計空間，同時也促進了課內外教學的有機結合。“三層次”是基礎性實驗、綜合設計性實驗和設計研究性實驗。基礎性實驗是指包含模擬電路、數字電路課程基礎知識的驗證性實驗，并引入計算機輔助設計軟件，對其中某些典型實驗進行仿真，要求學生比較硬件實驗與仿真結果。其目的是使學生把實驗過程中的感性認識同書本知識緊密聯系起來，以獲得比較完全的知識和能力［5］。但是，基礎驗證性實驗不足以調動學生實驗的積極性與主動性，難以提高學生的獨立設計能力。綜合設計性實驗是由學生自行設計、裝調電子電路，設計一個較復雜的完整的小型系統，培養學生查閱資料的能力、靈活應用知識進行設計的能力以及分析問題和解決問題的能力，為后續的設計研究性實驗打下基礎。設計研究性實驗則是打破多門課程界線，進行綜合性、研究性課題設計，如電子系統的設計，CPLD/FPGA的數字應用系統設計，嵌入式系統設計，電子系統自動化設計與仿真等等。長期實踐表明，新實驗教學體系充分激發了學生的潛能，真正做到了因材施教，學生的綜合能力在實驗完成的過程中得到了很好的鍛煉。而這其中設計性實驗的開展起到了至關重要的作用，它使學生由被動實驗變為主動實驗，激發了他們的學習熱情和創新意識，增強了他們的自信心和成就感，使學生的實踐能力和綜合素質都得到了極大的提高［6-9］。而開發適當的設計性實驗項目是學生順利完成設計性實驗的關鍵。
2設計性實驗項目的開發設計
設計性實驗項目必須具有一定的綜合性、探索性，它要求學生自行設計實驗方案、探索實驗條件，著重培養學生獨立解決實際問題的能力以及創新能力。這些項目要考慮到在現有實驗室資源條件下，既不能超出學生的知識水平與操作技能，也不能讓學生完全照搬已有的成果，同時又要由淺入深，循序漸進，對相關課程知識能夠進行適度拓寬、提高和綜合應用，另外還要盡量面向實際，讓學生拿到題目后有真實感，實現的過程中有自信心，完成后有成就感，使設計性實驗真正起到培養學生分析問題、解決問題和鍛煉系統設計能力的作用［10-12］。下面以簡易脈搏測試儀為例，介紹在電子線路設計實驗課程中，針對不同學生，如何圍繞一個實驗主題，通過運用多種技術，實現一個小型而完整的電子系統的實驗教學模式。該項目與生活聯系緊密，學生可依照實驗設定的框架，既有可參考的原型，又能自主添加新功能和嘗試新方法，能增強對實驗的信心和興趣。同時不同層次的學生都可找到各自的切入點和深入的方向，其解決實際問題的能力和創新意識無疑將得到鍛煉。
2．1設計方案本系統的基本要求是對人體脈搏進行實時采集并顯示其測試結果(包括脈搏波形、規定時間內脈搏次數等)。脈搏測試儀系統框圖如圖1所示。整個系統包括傳感器、信號調理電路和計數顯示電路3大單元電路。人體脈搏跳動狀況首先通過傳感器轉化為電信號，而轉換的電信號由于值很小且含有其他雜波信號，則還需要進行必要的調理。信號調理電路包括放大、濾波、整形等部分。即先將原信號進行同相放大，再根據人體脈搏信號頻率較低的特點，采用低通濾波器濾除高頻雜散干擾，最后經整形電路轉換為數字脈沖以驅動計數器。通過對該數字脈沖的計數、譯碼，最終將脈搏跳動次數在數碼管上顯示出來。其中每個單元電路的設計又都有多種設計方案。下面從傳感器開始，對每一單元電路的設計方法和所涉及到的知識點逐一進行介紹。
2．2單元電路設計
2．2．1傳感器雖然可選擇的傳感器種類很多，但根據學生通常實驗條件，最好采用2種經濟型傳感器:壓電式振動傳感器和紅外脈搏傳感器。建議對光電專業的學生選擇采用紅外脈搏傳感器，這樣能使他們盡早接觸到一些專業知識。由壓電陶瓷片制成的壓電式振動傳感器所示。它兩面鍍銅作為電極，不需要電源。當傳感器放置在脈搏跳動較明顯的部位時，脈搏振動信號使壓電陶瓷片產生微小形變，內部發生極化，2個表面上便產生符號相反的電荷。通過測量電極上變化的電信號就可以了解脈搏跳動的情況。其輸出波形如（圖略）所示。由紅外發射接收管制作的紅外光脈搏傳感器，則是根據血液中血紅素的變化來進行脈搏的測量。血紅素是血液中對紅外光的主要吸收體。心臟收縮時，血液中血紅素含量增加，紅外光的衰減變大;心臟舒張時，血液中紅外光的衰減量明顯減少。所以當恒定波長的光照射到人體組織上時，通過人體組織吸收，反射衰減后測量的光強度，從一定程度上反映了被照射部位的特性。
2．2．2信號調理電路為了能夠更好地對所測得脈搏信號進行分析處理并抑制雜散波形，需要對傳感器測得的信號進行放大和濾波。放大和濾波在模擬電子技術教材中有很多例子，也是模擬電子技術的重要知識點。其中放大部分可以采用集成運算放大器，也可以采用多級三極管放大電路實現;而濾波部分根據不同的性能指標也有多種不同的電路組成形式。這里我們選用TI的高性能LinCMOS精密運放TLV2262來完成。該運放具有極低的噪聲和極低的輸入失調電流，且功耗低，最大電流僅為500μA。利用該器件可以實現高精度、低功耗的設計。使用TLV2262設計的放大器和濾波器電路如圖6所示。該電路由兩部分組成:第一部分為同相放大電路，其放大倍數為:（公式略）放大后的信號通過一個低通濾波環節，以濾除50Hz工頻干擾和其余雜散信號。為了使過渡帶較為陡峭，并且考慮到人體脈搏信號能量主要集中在17Hz左右，通帶內起伏對信號影響不大，所以選擇二階低通濾波器。建議在此配合使用PSpice軟件對設計的低通濾波器電路進行仿真，以選擇最佳參數。放大和濾波后的信號還需進行波形變換，以產生用于驅動計數器的脈沖信號。波形變換電路是數字電子技術基礎的一個重要知識點，可以采用的方法也很多，如施密特觸發電路或與非門等都可實現轉換。這里我們采用由NE555定時器構成的施密特觸發電路來實現。其電路圖如圖7所示，波形變換結果（圖略）所示。中上面波形為經過調理后的傳感器信號，下面波形為施密特觸發器輸出波形，可見其完全滿足要求。
2．2．3顯示電路顯示電路部分的計數器要完成60s內脈搏跳動次數的計數和數碼管顯示，可采用基本數字集成器件構成。其組成框圖如（圖略）。秒脈沖發生器可采用由NE555定時器構成的多諧振蕩器實現，通過調整電路中的電容與電阻值來調整時間精度?？紤]到60s的脈搏次數在40～150之間，則脈搏計數器可采用2個10進制計數器和1個觸發器組成，計數器的最高位由觸發器控制，只顯示1或者0，則能顯示的最大脈搏計數值為199，已滿足系統要求。當60s計滿后，計數器停止計數并保持最近1次的計數值，直到重新開始計時。用2個按鍵分別控制脈搏次數計數器和60s計數器的清零。各芯片特及使用方法在教材中都有詳細介紹，這里限于篇幅，不再繪出其具體電路。建議這里可結合PLD設計軟件，如Altera公司的QuartusⅡ進行電路的設計仿真。
3項目擴展
一、準確理解萃取與分液操作要點
例1.某興趣小組利用海帶為原料制取了少量碘水?，F用四氯化碳從碘水中萃取碘，并用分液漏斗分離兩種溶液。其操作可分為如下幾步：
A.把分液漏斗放正，將盛有溶液的分離漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；
B.把50mL碘水和15mL四氯化碳加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；
C.檢查分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D.倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關閉活塞。
E.旋開活塞，用燒杯接收溶液；
F.從分液漏斗上口倒出上層水溶液；
G.打開漏斗上口的玻璃塞或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；
H.靜置，分層。
就此實驗，完成下列填空：
（1）正確操作步驟的順序是：（用編號字母填寫）
AG EF
（2）上述（E）步驟操作中應注意： ，（G）步驟操作的目的是： 。
（3）能選用CCl4從碘水中萃取碘的理由是： ；不選用酒精的原因是 。
簡析：試題重在考查萃取和分液操作順序、目的、注意事項和萃取劑的選擇原則，強化了相應操作的規范性。①將要萃取的溶液和萃取溶劑依次從上口倒入分液漏斗，其量不能超過漏斗容積的，塞好塞子進行振蕩；②振蕩時右手捏住漏斗上口的頸部，并用食指壓緊塞子，以左手握住旋塞，同時用手指控制活塞，將漏斗倒轉過來用力振蕩；③振蕩時，須不斷放氣，以減小分液漏斗內壓強；④分液時須將分液漏斗上的玻璃塞打開，或使玻璃塞上的凹槽（或小孔）對準漏斗上的小孔，以便液體能夠順利流下；⑤分液時漏斗頸的下端要緊貼燒杯內壁，下層液體從漏斗口放出，上層液體從上口倒出。步驟可提煉為：裝液振蕩靜置分液，爭取給學生留下“剪影”式記憶。
答案：（1）CBDAGHEF。（2）E步驟操作應注意：將漏斗下端管口緊靠承接燒杯內壁，及時關閉活塞，不讓上層液體流出；G步驟操作目的：使漏斗內外空氣相通，以保證分液時液體能夠順利流出。（3）CCl4與H2O不互溶，且碘在CCl4中的溶解度比在水中的大得多；而酒精與水互溶，故不可用作萃取劑。
二、準確理解蒸餾原理、把握裝置特點
在上例中獲得的仍不是單純的碘，怎樣從CCl4溶液中將其分離出來？
簡評：重點考查蒸餾原理與裝置特點。單質碘沸點為184.35℃，CCl4沸點為76.8℃，溫差相差107.55℃，可以用蒸餾的方法來回收CCl4。蒸餾時用水浴加熱，以便控制溫度。
我們應提醒學生注意：①不要忘記用石棉網，它可使液體受熱均勻，防止具支燒瓶受熱不均而炸裂。②不要忘用碎瓷片（只要溫度超過了液體的沸點，都要用碎瓷片防止暴沸）。③溫度計的水銀球與具支蒸餾燒瓶支管口持平，測量餾出蒸汽的溫度，而不能插入液體中，測量液體的溫度。④冷凝器中水的流向是下口進，上口出，這樣做可以防止因水流不勻（或水流中出現氣泡）而使冷凝管炸裂，且下進上出能使冷凝管中始終充滿液體，冷凝充分。
答案：（1）①缺石棉網；②溫度計插到了液體中；③冷凝管進出水的方向顛倒。（2）使蒸餾燒瓶受熱均勻、控制加熱溫度不過
蒸餾燒瓶。
練習：向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液，將I2還原，以回收四氯化碳。某學生設計了回收四氯化碳的操作步驟：
a.將碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；
b.加入適量Na2SO3稀溶液；
c.分離出下層液體。
三、完善提取原理、形成流程圖
例3.海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某探究小組設計進行了以下實驗流程。
請填寫下列空白：
