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中国教育学会“十一五”规划课题
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中国教育学会“十一五”规划课题
《初中生家庭科学小实验室的建设和使用研究》结题报告
课题负责人: 李更生 林保银
所在单位：湖北省水果湖第一中学
通讯地址：湖北省水果湖第一中学（430071）
2006年8月，我校申报的课题《初中生家庭科学小实验室的建设和使用研究》被中国教育学会立项为“十一五”教育科研规划课题，课题编号：0517665B。
一、课题的提出：
（一）课题提出的背景
1．时代发展的要求
现在世界已经进入知识经济时代，一个国家的竞争力主要取决于其创新能力的强弱，取决于人才的培养状况。只是以笔试分数为中心的社会氛围和教学理念不能适应时代的要求。许多学生笔试成绩相对较高，动手能力和解决问题的创新能力明显不足；还有许多学生随着年龄的增长，知识在逐渐增多，但好奇心和创新意识在逐渐减弱。
目前，国家正在大力推进新课程改革，强调探究性学习、主动性学习，但对自然学科的探究性学习需要大量实验器材的支持，而学校的实验器材和设备远远满足不了学校里所有学生实验探究的要求，所以建设和使用家庭科学小实验室是时代发展的要求。
2．社会发展规划的要求
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》指出：把科技进步和创新作为经济社会发展的主要动力，努力建设创新型国家和人才资源的强国。建设和使用家庭科学小实验室有利于形成学习型家庭、学习型社会。从而实现《纲要》所提出的宏伟目标。
3．初中学生发展的要求
初中生的知觉在精确性和概括性上有较大的发展，他们不仅能观察事物的细微之处，而且能抓住它们的主要特征。他们已能较长时间集中注意于他们要完成的工作和感兴趣的事物上。初中生的抽象思维能力日益发展，能独立的考虑一些问题，但他们思考问题时仍需要感性材料的支持。他们常常提出问题或不同看法，喜欢争辩，好追问，思维的批判性日益增强。他们精力充沛，求知欲强，易于接受好的影响，喜欢亲自动手操作和探究。因此，初中生建设和使用家庭科学小实验室不仅符合他们的心理特征，也是他们心理发展的需要。
（二）课题的理论价值和实践价值
1．理论价值：
科学创造心理学认为：独立思考会使人聪明，具有独立工作能力的人，也是富于创造性的人。初中生家庭科学小实验室的建设和使用能培养学生的好奇心、求知欲，帮助学生自主学习、独立思考，保护学生的探索精神、创新思维。为学生的禀赋和潜能的发挥充分开发创造一种宽松的环境。
主体性教育理论认为：学生学习活动的对象或内容就是学习的客体，而学生必然是学习活动的主体。家庭科学小实验室的建设和使用能真正实现学生的主体地位。无论是实验器材的选择，还是实验方案的设计和过程的监控，无不体现学生的主动探究、主动发现，体现出学生认识客观规律的主体地位。
杜威教育理论主张“从做中学”,让学生亲自去实践、去经历、去体验。“百闻不如一见，百见不如一做”。非做不能形成真正的技能、体验丰富的情感、培育积极的态度、发展过硬的能力。家庭科学小实验室的建设和使用能使学生的实际动手能力、探究设计能力、观察分析能力、独立自主及合作能力得到真正的提升，同时能体验丰富的情感和培养积极的态度。
总之，初中生家庭科学小实验室的建设和使用有着丰富的心理学、教育学理论依据，同时家庭科学小实验室的建设和使用也能检验和丰富终身杜威教育理论、主体性教育理论，促进创新教育的发展。
2．现实意义：
建设和使用家庭科学小实验室能弥补学校实验器材的不足，有利于创新能力的培养，有利于学习方式的转变，有利于学习型家庭和学习型社会的形成，同时能使学生体验丰富的情感和培养积极的态度。伟大的发明家爱迪生几乎没有接受正规的学校教育，但他却取得了二千多项的发明专利，这些成就与他少年时有着很大的关系。初中生家庭科学小实验室的建设和使用的普及，必将造就成千上万的爱迪生，不断涌现“诺贝尔奖”获奖者。
3．可行性高：
注重动手能力和创新能力的培养已成为广大有识之士特别是大多数家长和教师的共识，整个社会已经形成了一个鼓励创新的氛围。随着我国经济的快速发展，很多家庭富裕或基本富裕起来，居住的面积越来越大，并且建立一个家庭科学小实验室所需的空间很小、所需经费不多、占用学生的时间有限，而且大多数器材取自于家庭日用品，具体操作起来难度不大，还有专家和教师的指导，建设一个符合学生和家庭特点的小实验室是完全可行的。
（三）课题研究目标
通过课题研究，探寻初中生家庭科学小实验室的建设内容、策略和使用方法，从而促进学生将基础知识和动手能力的培养结合起来，有效地改变学生的学习方式，强化学生的科学意识和科学精神，激发学生的科学兴趣和好奇心，最终使学生在掌握基础知识的同时，培养和提高学生的创新能力和实践能力。
二、课题研究的内容
1．研究初中学生家庭科学小实验室的建设原则、内容和方法，明确总的指导思想。
2．研究初中学生家庭科学小实验室的建设规模、器材和包装，在硬件方面有独到的创新之处。
3．研究初中学生家庭科学小实验室的使用原则，引导学生制定实验规程、操作方式、及安全保障，使软件与硬件有机结合。
4．研究初中学生使用家庭科学小实验室的方法和效果。
三、课题研究的方法
1．研究时间： 2006年8月至2009年8月
2．研究取样：
选择的研究对象分为两类：一类是学生家庭科学小实验室，另一类是学生。
2004级九班、2005级一班和二班、2006级一班和二班、2007级二班和四班共约180名同学建设的家庭科学小实验室作为第一类研究对象。
在2007级建立家庭科学小实验室的同学中随机抽取9位同学做为第二类研究对象，其对照组是同班的文化基础知识相同的另九名同学。
3．研究方法：行动研究法、文献研究法、对比实验法、观察法、调查法
通过收集大量的资料和资料介绍，让科学实验兴趣小组的同学和家长充分认识建设家庭科学小实验室的重大意义；通过家访、谈话，指导学生逐步建设自己的家庭科学实验室；通过观察和反思，研究家庭科学小实验室的建设方法；通过问卷调查和与对照组的对比，研究家庭科学小实验室在培养创新能力和科学兴趣上的作用；通过学生家庭科学小实验案例的积累和反思研究家庭科学小实验室的使用方法。
四、课题研究的过程
1．研究的时间表：
2006年8月—2007年3月准备阶段：集中学习培训、参观、访问、搜集资料、进行调查、拟定课题实施方案
2007年4月—2009年3月实施阶段：进行分组实验、撰写中期总结报告、根据上半阶段的研究,及时调整研究步骤、进行下半阶段的研究
2009年4月—2009年9月结题阶段：撰写结题报告、汇编家庭科学小实验案例集、进行终期成果汇报。
2．研究过程：
依据物理、化学、生物课程标准和家庭背景研究家庭科学小实验室的建设原则、思路和建设方法。
指导2004级九班、2005级一班和二班、2006级一班和二班、2007级二班和四班共约180名同学建设的家庭科学小实验室并进行家庭科学小实验室图片展。
研究并指导建设了家庭科学小实验室的同学如何选择家庭实验探究课题以及如何在家中进行实验探究，收集家庭科学小实验报告和科学小制作。
比较实验组和对照组的同学在武昌区物理统考中的实验得分情况以及他们在科技小制作比赛中的表现，研究家庭科学小实验室的建设和使用对提高学生实验能力和创新能力方面的作用。
五、课题研究的成果
1．建设初中生家庭科学小实验室遵循的原则
1趣味性-------与“初中生”特征相适应
初中生家庭科学小实验室收集的器材应具有魔术性、活动性、显象性。
器材的魔术性是指利用此器材所作的实验具有魔术的效果，能够出乎学生的意料，从而大大激发好奇心。
器材的活动性是指利用此器材能较好地组织家庭成员参加科学活动。
器材的显象性是指利用此器材所做的实验有声、光、运动等明显的效果。
2生活化------与“家庭”特点相适应
初中生家庭科学小实验室的建设必须突出“家庭”特色，从生活中来，到生活中去。易做实用是家庭小实验的鲜明特点。家庭科学小实验室的器材大部分可用日常生活用品和废品代替（锅、碗、瓢、盆都是科学实验器材）。家庭生活本身处处是科学，家用电器本身也是实验器材。
3小型集成化------与“小”字相适应
相对于学校的科学实验室规模，建设初中生家庭科学小实验室必须突出一个“小”字。但是，规模小并不意味着可做的实验少。用集成化的方法，可使一种器材有多种用途
4渐进性------突出“发展”两字
初中生家庭科学小实验室的建设应结合学生所学内容，与所学科学内容同步或稍超前进行。从基本的仪器开始，由简单到复杂，随着所在年级同步升级完善。这个过程可伴随学生的高中、大学甚至终生，即立足初中，前瞻高中，不忘创新，渐进升级。
5类别化------与“实验室”相适应
初中生家庭科学小“实验室”的建设与学校科学实验室的建设也有共性。器材的摆放应该分门别类，有利于查找，有利于实验效率的提高，这也是科学实验素养的一个很重要的方面。
6安全性------安全无小事
安全问题始终是青少年注意的首要问题。初中生家庭科学小实验室的建设必须想法避免这类实验安全问题，遵循安全性原则。收集的实验器材必须无毒、无爆、基本无腐蚀，实验过程必须遵循实验规程，强化安全意识。
2．初中学生家庭科学小实验室的建设内容和方法
（1）组成：从内容看，初中生家庭科学小实验室由家庭物理（含地理）小实验室、家庭化学小实验室、家庭生物小实验室三部分组成，根据学生的兴趣爱好，家庭科学小实验室也可由以上的一至两部分组成；从性质看，由硬件（包括器材和工具）和软件（包括操作规程、实验成果、图书资料等）组成。
（2）分类：学生家庭科学小实验室可分为经济型、中档型、加强型。经济型初中生家庭科学小实验室的建设约需资金200元，中档型家庭科学小实验室的建设资金约需500元，加强型家庭科学小实验室的建设资金约需1000元。
（3）初中生家庭科学小实验室的硬件建设
a．购买必要的基本测量工具和观察仪器
基本测量工具和观察仪器作为学生家庭科学小实验室实验器材的核心组成部分，构建家庭科学小实验室的雏形。
经济型家庭科学小实验室应配备的测量仪器：秒表、刻度尺、量筒、温度计、电流表、电压表、万用电表。
中档型家庭科学小实验室应配备的测量仪器：除以上测量仪器外，增加天平和弹簧测力计。
加强型家庭科学小实验室应配备的测量仪器：除以上测量仪器外，再增加显微镜和望远镜。
b．自制一部分实验器材
因陋就简自制实验器材，既能培养学生的能力，又能节约资源、节省财力，符合我国的国情。有许多家庭的经济条件不允许购买天平，可以指导学生自制杆秤，同样能够达到测质量的效果，只是精度稍低，但提高了能力。另外，自制溢水杯、望远镜、弹簧测力计、密度计、酸碱指示剂、试管架、开关等都可作为家庭科学小实验室实验器材的重要组成部分。
c．指导学生购买常用的实验器材
物理器材：小灯泡、双头导线、试管、漏斗、激光笔、凸透镜、凹透镜、滑动变阻器。化学器材：滤纸、酒精灯、铁架台、集气瓶、毛玻璃、滴管、pH试纸。生物器材：培养皿、载玻片和盖玻片。
d．指导学生配备常用的实验工具箱
实验工具箱中应包括：螺丝刀、起子、小刀、透明胶、电烙铁、松香、剪刀、镊子、探针等
e．指导学生根据自己的兴趣配备自主探究所需要的其它实验器材
如注射器、三级管、二极管、电容器、电路板等
（4）指导学生进行家庭科学小实验室的软件建设
初中生家庭科学小实验室的建设不仅要注意器材的收集、购买、制作、分类与整理，更应注意软件的建设。第一，制定必要的实验规程、操作方式及安全条款。第二，给每一件实验器材制定完整的说明书。第三，制作器材明细表。第四，逐步购买、收集实验方面的图书、影像资料。第五，逐步收集自己的实验报告、实验成果并保存。
（5）指导学生进行家庭小实验室的环境建设
学生进行家庭科学小实验的过程中会遇到困难和挫折。引导学生将自己喜欢和崇拜的科学家或发明家的画像挂在小实验室的墙上，将能够对自己有启发和激励的名言警句挂在醒目的地方，能够增强克服困难和挫折的勇气和决心。
3．怎样利用家庭科学小实验室进行实验
（1）指导学生选择家庭小实验课题并进行实验设计
学生选择的家庭小实验课题必须有趣、有用、有利。有趣的课题能使学生乐于参加实验活动，如制作针孔相机的实验等。有用的实验课题能帮助学生解决实际问题、有利于学生创新能力、实验能力的培养。如设计并连接楼梯电灯电路的实验等。选择的实验课题还要有利于巩固基础知识、激发科学探究的兴趣。进入九年级后，老师还要鼓励学生自主提出家庭实验课题。
家庭科学小实验的设计要考虑家庭因素，哪些实验器材可用家庭生活用品代替？实验方法中有没有不安全因素？实验前必须写好实验准备报告，请老师或家长进行指导。
（2）指导学生进行正确的家庭小实验操作并学会观察
尽管是在家庭中进行实验，但在实验的过程中还是要按照科学的方法正确使用实验器材、正确进行操作。
引导学生将各种实验器材的使用方法进行分类总结（见表一），将每种实验器材进行编号并在卡片上写出使用说明书。对经常进行的实验操作，总结出正确的操作方法（见表二），作为实验操作规程的重要组成部分。
表一：一些测量工具的使用方法
|
测量工具 |
刻度尺 |
天平 |
温度计 |
电流表 |
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观察内容 |
量程、分度值及零刻线是否磨损 |
称量、感量 |
量程、分度值、零刻线 |
量程、分度值、指针是否指零 |
|
放好位置 |
沿所测长度放好 |
放在水平台上 |
玻璃泡与被侧物充分接触 |
与被测电路串联，正进负出 |
|
读数记录 |
要求估读带单位 |
要求估读带单位 |
带单位 |
带单位 |
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注意事项 |
视线垂直尺面 |
不超称量
左物右码
轻拿轻放
干燥清洁 |
不超量程
不离物体
稳定读数
视线垂直 |
不超量程
不直接连电源 |
表二：正确的实验操作方法举例
|
1．连接电路时，首先要将开关断开，顺（逆）着电流方向连接，最后连接电压表，连好电路后要检查电路并将滑动变阻器阻值调到最大 |
|
2．闻化学药品气味时，不能直接将鼻子挨近对着试管口，应轻轻地用手将气体扇向鼻子 |
|
3．观察小灯泡的亮度与两端电压的关系时，要注意手、脑和眼睛的配合与反馈。手缓慢调节滑动变阻器、眼睛观察电压表的示数，当其示数等于额定电压时，手即停止调节，再用眼睛观察小灯泡的亮度。 |
在使用测量工具前要观察，要明确观察的内容和目的。在实验过程中，观察现象之前，应猜想可能会出现什么样的现象，对出现的异常现象更应重视并记录。
（3）指导学生学会分析家庭实验现象和数据，归纳得出结论
针对学生家庭实验得到的实验现象：
引导学生分析现象发生的条件，排除无关因素的干扰，找到结果和条件之间的关系，从而得出实验结论。
对于数据的分析和处理方法：
a．定性看：运用控制变量的方法观察实验数据，因变量是随自变量的增大而增大，还是随自变量的增大而减小。
b．定量分析：自变量增大几倍时，因变量的变化情况。有常见的五种可能：
一是因变量随着增大相同的倍数；二是因变量增大的倍数是自变量变化的平方或立方；三是因变量随着增大，但不是增大相同的倍数，两个变量可能是一次函数的关系；四是因变量减小为原来的几分之一，可知两个变量成反比；五是因变量减小，但不是成比例的减小，两个变量可能是一次函数的关系；
c．得出结论：综合分析实验数据，得到物理量关系表达式。
（4）指导学生注意实验安全
对新设计的实验方案指导教师和学生要共同进行反复、严密的科学论证，确保万无一失。对难度较大的实验，教师除了对实验仪器和材料进行严格的挑选外，一定要事先试做。对实验中可能出现的问题要做到心中有数，并应采取相应的防范措施，保证实验的成功与安全。在实验操作时尽量请家长现场指导，鼓励学生大胆实验，但绝不是放任不管。对具有一定危险性的实验或实践活动，家庭或学校又不具备相应条件的应尽量不组织，对这些实验或实践活动只进行方案的设计和科学性论证，不进行具体的实验操作。
4．指导学生利用家庭小实验室进行研究性学习和创新活动
指导学生从简单的实验观察和实验制作开始，实验的成功率就大，效果就好，学生的自信心就会得到加强。当学生在老师的指导下尝到科学小实验的乐趣后，再引导学生进行验证性和探究性的科学小实验，学生就有克服困难的动力和勇气，实验成功后的学生将会品尝到更大的快乐，最后达到自主提出课题进行研究性学习的理想境界。
鼓励学生利用家庭小实验室进行科技小制作。从一些简单的制作性实验开始，如自制针孔相机、自制照相机、自制潜望镜、自制伏打电池、自制杆秤、自制浮沉子、自制电动机、自制火灾报警器，教师讲解制作原理，鼓励学生打开思路、查阅资料、请教家长和专家，思考制作方法并制作作品，写出作品说明书，包括原理、制作和使用方法、优点和需改进之处，存档后以备展览。
每个学期进行一次科技小制作展览，评出创新能手，给学生进行激励和评价。鼓励学生参加各级各类科技创新比赛，我校每年举办一次科技创新大赛，为学生展示自己的创新能力提供了一个较好的平台。
5．开展家庭科学小实验成果交流活动
（1）指导学生设立家庭科学小实验室开放日
学生每年设立一个家庭科学小实验室开放日，在这一天，可以向同学开放，也可向亲戚和社会开放。向同学开放，有利于研讨科学实验问题，取长补短，共同提高；向亲戚和社会开放，有利于听取不同方面的意见和建议，获得有价值的实验课题。另外，在家庭科学小实验室开放日，通过魔术性的科学实验表演、富有创造性的科技小制作、小发明展示，增强学习物理、化学、生物的信心，创造一个学科学用科学的家庭和社会氛围。
（2）将家庭科学小实验情况定期汇报总结
学生家庭科学小实验的情况，实验小组同学之间先互评，教师批阅并加以总结。具体做法可以编印家庭科学小实验互评表，让学生把实验完成后的情况填入互评表中，再交给老师检查批阅。教师根据学生的家庭科学小实验互评表进行总结，表扬做得好的，对存在的问题提出改进意见，并提出今后实验的要求和注意事项，提出实验设想，让学生带着求异思维继续深入探索。对学生在实验中提出的问题，要及时作出解答，或组织学生再实验，以找到答案。值得注意的是学生一定要将实验过程中见到的异常现象作好记录，填写好实验报告交给教师，作为今后探究的内容。
（3）展览学生实验设计、实验成果，撰写科学论文
将好的实验报告、实验成果进行展览，树立榜样，发挥榜样的效应作用，鼓励学生继续探索，在实验中找真理，在实验中求发展。 要求学生在实验基础上，将体会写出来，把实验上升为理论，加深对科学知识的理解，并对学生的论文进行评选，将好的论文选送有关单位参评或有关报刊杂志刊登。
6．学生坚持进行家庭科学小实验的效果
（1）课题实验数据
由于实验班中愿意建立和使用家庭科学小实验室的学生人数比预料的少，不能采用班级和班级对比的预定方案，所以我们就在同一个班中建立家庭科学小实验室的同学中随机抽出八名同学作为实验组，又在本班中找到另八名同学作为对照组，对照组的八名同学与实验组的八名同学文化基础水平相同且任课教师完全相同，只是对照组的同学没有建立家庭科学小实验室。
实验组的同学是2007级4班周于然、刘洋、戴维、涂思畅、饶开华、钱柏宏、张仲李、聂延泽，对照组的同学是郑宇飞、耿天维、刘子恒、宋晓苏、陈庆疑、黄激流、李定则、严寒冰。
实验组和对照组的同学参加学校小制作比赛的获奖情况以及参加武昌区期末物理统考中实验题的得分情况分别见表三和表四。
表三：参加学校科技小制作比赛获奖情况
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校级小制作比赛 |
2008年创新比赛 |
2009年创新比赛 |
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实验组8人 |
7人参赛，三等奖3名、优秀奖4名 |
8人参赛一等奖4名、二等奖2名、三等奖2名 |
|
对照组8人 |
2人参赛，优秀奖2名 |
无人参赛，无人得奖 |
表四：参加统考实验题的得分情况
|
比较项目 |
七年级科学期末统考100分 |
八年级物理期末实验题45分 |
八年级物理期末统考100分 |
实验题得分百分率 |
|
实验组 |
人均94分 |
人均得分41.4分 |
人均95.2 |
人均92.1% |
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对照组 |
人均94分 |
人均得分39.2分 |
人均90.4 |
人均87.2% |
（2）分析数据得出结论
分析表三数据，实验组和对照组的同学学习环境相同、文化科学知识基础相同，唯一不同的是是否进行了家庭科学小实验，结果出现较大的差别。在2008年科技小制作比赛中，八名实验组的同学中有7人参加，八名对照组的同学有2人参加；在2009年科技小制作比赛中，实验组的同学全部参加，而对照组的同学无人参加。说明实验组的同学进行科技创新的积极性在增强，而对照组的同学随着年龄和知识的增长、考试压力的增加，进行科技创新的积极性在减弱。
从实验组和对照组在科技创新大赛中的得奖情况可以看出，实验组的同学得奖等级越来越高，创新能力越来越强，而对照组的同学由于没有积极参加比赛，也就无人得奖，也就看不出创新能力的提高。因此我们可以得出如下的结论1。
结论1：进行家庭科学小实验能够激发科学兴趣、增强创新意思、培养创新能力。
分析表四数据，实验组和对照组的同学经过一年时间出现较大差别。尽管一年前的科学知识水平完全相同、学习环境也完全相同，但一年后，实验组同学科学统考的总分人均分高出对照组4.8分，实验题的得分率人均高出4.9个百分点，这不仅说明实验组同学的科学基础知识和应用水平都高于对照组同学，也说明实验组同学的实验能力更高于对照组的同学。因此我们可以得出如下的结论2。
课题研究的主要成果之一是由华师出版社出版的著作《家庭科学探究》，该书在水果湖第一中学2009年~2010年初三年级学生中使用效果较好，中考理化成绩较好，特别是实验题丢分较少，因为中考中的一些实验题是学生平时按照《家庭科学探究》的指导在家庭中做过的小实验涉及的问题。
结论2：进行家庭科学小实验不仅有利于掌握科学基础知识，还能提高学生的动手实验能力。
（3）建立家庭科学小实验室的同学获得的成果情况介绍
我校2005级科学兴趣小组的成员参加了湖北省教研室主办的2007年创新杯电子制作大赛，陈相如和宋裕萍同学获得一等奖。
课题组在发明我国第一支真正实用环保的水气压计的过程中，有2005级科学兴趣小组的段靖宇、王逊等同学的积极参与。现在，实用环保的水气压计已制作成功。
湖北电视台2008年9月12日报道了我校课题组研制的实用型水气压计，受到广大同行的关注。
在教师的指导下，科学兴趣小组的许多同学进行多次家庭科学小实验并制作了多件质量较高的课外科技小作品，现已收集了到典型课外科技作品二十多件、典型实验报告48份。
楚天金报2008年4月23日报道了我校科学探究大赛的得奖情况和学生对家庭小实验的感悟，引起广泛关注。
六．课题研究中已取得的部分研究成果情况表
|
序号 |
作者 |
成果形式 |
字数 |
完成时间 |
出版单位（或发表刊物
名称、期号等） | |
|
1、 |
林保银 |
课题研究方案 |
4196 |
2007.5 |
经过专家论证 | |
|
2、 |
林保银
高建萍 |
论文《家庭科学小实验室的建设和使用初探》 |
6097 |
2007.6 |
《中小学实验与装备》2007.1 | |
|
3、 |
林保银 |
论文《家庭科学小实验室的建设原则和指导方法》 |
4830 |
2007.8 |
中国教育学会2007年论文评比三等奖
武汉市教育学会2007年论文评比一等奖 | |
|
4、 |
林保银 |
论文《“实用型水气压计”的制作及使用》
|
2536 |
2008.3 |
《教学仪器与实验》2008.8 | |
|
5 |
林保银 |
实用新型专利 |
|
2008.6 |
中国国家知识产权局 | |
|
6. |
林保银
|
论文《初中生家庭光学实验案例设计》 |
3100 |
2009.3 |
| |
|
7． |
林保银 |
论文《建设家庭光学小实验》 |
3400 |
2009.6 |
《物理教学》2009.6 | |
|
8． |
课题组成员 |
著作《家庭科学探究》 |
180000 |
2009.9 |
华中师范大学出版社 |
七．课题研究中获得的荣誉
|
序号 |
作者 |
成果形式 |
字数 |
完成时间 |
获得的荣誉 |
|
1、 |
林保银
高建萍 |
论文《家庭科学小实验室的建设和使用初探》 |
6097 |
2007.6 |
2008年湖北省中小学教育科研成果二等奖 |
|
2、 |
林保银 |
论文《家庭科学小实验室的建设原则和指导方法》 |
4830 |
2007.8 |
中国教育学会2007年论文评比三等奖
武汉市教育学会2007年论文评比一等奖 |
|
3、 |
陈相如 |
电子制作
|
|
.2007.6 |
湖北省电子制作比赛一等奖 |
|
4 |
宋裕萍 |
电子制作
|
|
2007.6 |
湖北省电子制作比赛一等奖 |
|
5 |
程妍 |
鸡蛋外包装的设计灵感及制作方法
|
|
2008.6 |
《初中生数理化》2008.6 |
|
6 |
龚珊 |
鸡蛋外包装的设计灵感及制作方法 |
|
2008.6 |
《初中生数理化》2008.7 |
八．需要解决的问题及措施
1。课题组织的力度还须加强
由于课题负责人是第一次主持国家级的课题研究工作，经验不足，课题的组织力度还不是很强，任务的完成情况还不是很理想。对课题研究的意义和目标还得加大宣传，扩大宣传的范围和力度，形成良好的舆论氛围和研究氛围，还得建立完善的研究机制。
2。课题研究的时间还得不到绝对的保证
课题组成员都是学校的骨干教师，教学任务繁重，中考压力大，集中研究的时间得不到绝对的保证。考虑将课题研究时间列入课表。
3。实验班中愿意建立和使用家庭科学小实验室的学生人数比预料的少。
由于实验班中愿意建立和使用家庭科学小实验室的学生人数比预料的少，我们采用分年级建立科学兴趣小组的方法进行实验研究。
2010年10月
附一：
2009年武昌区八年级下学期物理期末调考试题
(时间:90分钟 满分:100分 )
一、 选择题(每一小题只有一项符合题意,请把这一项答案的序号在对应的答题卡中涂黑.2分×15＝30分):
1.从显像管尾部的热灯丝发射出来的电子，高速撞击在电视机荧光屏上，使荧光屏发光，则在显像管内
A.电流方向从灯丝到荧光屏 B.电流方向从荧光屏到灯丝
C.显像管内是真空，无法通过电流 D.电流方向不断变化
2.小红同学发现学校楼梯上的过道灯，在夜晚天黑时，用力拍掌，灯就亮了；而白天怎样用力拍掌灯都不会亮，后来老师告诉小红：过道灯是由光控和声控开关同时来控制的，其中光控开关受到光照时断开，声控开关接受声音时闭合，那么你认为楼道开关连接正确的是
|
图1 |
3.下列各种说法中错误的是
A.生活用电电压为220V B.日常生产中有时还用到380V的电压
C.一节干电池的电压一般是3.6V D.不高于36V的电压是安全电压
4.下列家用电器中，电功率约1000W的是
A. 空调 B. 电视机 C. 电扇 D. 电灯
5.一种彩色灯泡的额定电压是36V，要接在220V的电路中，为使其能安全工作，需串联这种灯泡的盏数为
A. 5 B. 6 C. 7 D. 4
6.图2是试电笔的结构示意图，其中由绝缘体构成的部分是
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图2 |
C.电阻 D.弹簧
7.一导体两端的电压是3V时，导体的电阻是12Ω；当导体两端的电压为零时，导体的电阻是
A.零 B. 12Ω C. 6Ω D. 3Ω
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图3 |
A. a点 B. b点
C. c点 D. d点
|
图40 |
A.电流表示数变小，电压表示数变大
B.电流表示数变小，电压表示数变小
C.电流表示数变大，电压表示数变大
D.电流表示数变大，电压表示数变小
10.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了
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图5 |
A.电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
11.电阻R1与R2并联接入电路后，两端所加电压为24V，如果R1为80Ω，通过R2的电流为0.2A，则R1、R2并联的总电阻为
A. 120Ω B. 48Ω C. 40Ω D. 200Ω
12.如图6所示，教室的讲台旁边装有一盏白炽灯和白炽灯的控制开关，老师需要在讲台上安装一个插座，以备使用电脑、录音机用，下面是几位同学的安装方案，其中正确的是
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图6 |
B.从白炽灯灯头接线盒内的两个接线柱上分别引出两根线将插座接入
C.如图中剥开a、b分别引出两根线将插座接入
D.如图中剥开a、c分别引出两根线将插座接入
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|
13.小刘出差时恰逢抄表日，他家中电能表示数为 ，出差返回时发现家中有一盏60W的台灯亮着，检查其他电器都已切断电源，再查看电能表的示数为
，则小刘出差时间长达（ ）
A. 2400h B. 14.4h
C. 0.24h D. 240h
14.下列说法中，不符合安全用电要求的是（ ）
A.在家庭电路中安装保险丝或空气开关 B.用湿布擦正在发光的白炽灯或日光灯
C.更换灯泡时，先断开开关 D.外壳损坏的插座，应及时更换
|
图7 |
两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于
R乙。通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象
能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关（ ）
A.电荷量 B.电流 C.电阻 D.通电时间
二、 填空题(每空1分,共计15分):
16.单位换算：
①1．5V = mV ② 24000Ω= MΩ
③30mA= A ④ 0.5kWh= J
17. 在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和铝片放在盐水中，如图，则 金属片是电池的正极，盐水中的电流方向是从 到 。
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铜片 |
|
铝片 |
18.如图8所示的电路中，若闭合S后电路里将会发生 ，要想使两灯泡都发光，只需将导线M由B接线柱拆下改接到 接线柱上即可。
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图10 |
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图9 |
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图8 |
19.某反恐小组的拆弹专家在拆除恐怖分子安置在飞机上的爆炸装置时，如图9所示，为使爆炸装置停止工作，应拆除的线为 。
20.在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如右图所示。由图10可
知，元件甲的电阻是 Ω，将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，则流过
元件甲的电流是 A，流过元件乙的电流是 A。
21.一只小灯泡的额定电压为8V，正常发光时通过它的电流为0.4A，现将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，还应 联一个 Ω的电阻。
三、 探究实验题(每空1分,共计30分):
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图11 |
求回答：
（1）图甲所示的电流表测量的是通过灯泡 的电
流；
（2）如果电流表的示数如图乙所示，则电流表测出的
电流是 A；
（3）如果要用电流表测通过L1和L2两盏灯的总电流，
且只允许移动一根导线，应将导线 （填“a”“b”或“c”）的右端接在电流表的 接线柱上（填“+”或“－”）。
23.(5分)在研究“水果电池电压与哪些因素有关”的实验中（如图12所示）
|
图12 |
猜想一：水果电池电压与水果种类有关
猜想二：水果电池电压与两电极间距离有关
猜想三：水果电池电压与两电极插入水果的深度有关
为了验证上述猜想是否正确，小红设计了如下准备实验和记录的表格。
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实验编号 |
水果种类 |
深度（cm） |
两极间距离（cm） |
电压（V） |
|
1 |
苹果 |
1 |
3 |
|
|
2 |
2 |
2 |
| |
|
3 |
3 |
3 |
| |
|
4 |
菠萝 |
2 |
1 |
|
|
5 |
2 |
2 |
|
①为验证猜想一，应做编号为 的实验；
②为验证猜想二，应做编号为 的实验；
③为验证猜想三，应做编号为 的实验。
（2）小红又提出猜想四：水果电池电压与水果大小有关。在其它条件不变的情况下,她将苹果依次切去一部分来做实验，并将数据记录如下：
|
苹果大小（个） |
1 |
3/4 |
1/2 |
1/4 |
|
测得的电压（V） |
0.27 |
0.28 |
0.26 |
0.28 |
该实验说明 。
（3）探究方法在初中物理中经常用到，这种探究方法是 。
A.类比法 B.控制变量法
C.转换法 D. 建立模型法
24.(6分)如图13所示是小红同学组装的用伏安法测小灯泡电阻的实物图。
（1）要使滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大，请将滑动变阻器正确接入电路。
（2）如图11甲所示，小灯泡两端的电压为 V，通过小灯泡的电流为 A，则小灯泡的电阻为 Ω。
（3）若小红同学的实验方案与操作过程均正确，两表的示数，如图14乙所示，你认为这个实验可以改进的地方是 ，你这样做的理由是 。
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图13 |
|
图14 |
|
甲 |
|
乙 |
25. (6分) 在探究电路规律的实验中，已知小红同学在某次实验中测得通过电灯L1的电流为0.4A，测得通过灯L2中的电流为0.48A，请按要求完成如下问题：
（1）如图15所示是实验前实验台上已有的器材，请用笔画线代替导线将实物元件连成小红正在实验时的电路。要求：电流表 A1 测灯L1中的电流，电流表 A2 测总电流。(2分)
（2）小红同学设计了如下记录数据的表格，但没有填充数据，请帮她填完整。
|
电流表所测位置 |
灯L1的 |
灯L2的 |
总电流 |
|
电流值（A） |
|
|
|
（3）由小红的这次实验可以得到的结论是 。
|
图15 |
26.(9分)小红在进行“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验台上给她提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（50Ω，1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干。
（1）小红在实验中电流表应该选择 的量程，电压表应该选择 的量程。
（2）她连接的实物电路如图16所示，请你在虚线框内画出该电路图(2分)。
|
图16 |
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 （填写“C”或“D”）端。
（4）闭合开关后，小红发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 和 。
A.小灯泡短路 B.小灯泡的灯丝断了
C.小灯泡的灯座接触不良 D.电压表的正、负接线柱接反
E.滑动变阻器滑片放在了最小阻值处
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得如下表所示的三组数据。则小灯泡的额定功率为
W。
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
|
电压U/V |
2.0 |
2.5 |
2.8 |
|
电流I/A |
0.30 |
0.36 |
0.38 |
（6）小红发现，由表中数据计算可知：小灯泡亮度不同时灯丝的电阻不相等。你认为造成这种结果的原因是 。
四、综合计算题(25分):
|
图17 |
（1）电阻a的阻值多大？
（2）如果把a、b两个电阻串联成如图乙所示的电路时，电流表的示数为0.2A。求：①电阻b的电功率；②电阻a、b在1min内消耗的电能之和。
|
图18 |
请你帮她解决下列问题：
（1）洗衣机用的是 孔插座，目的是让 和
连通起来，防止触电；
（2）只有洗涤电动机正常工作时，电路中的电流是多少？
（3）某次洗衣服时，洗涤时间是15min，甩干时间是
3min，本次洗衣机消耗了多少电能？
（4）这个洗衣机还有对水加热功能，这样热水洗衣会
更干净。小红设想：如果能让洗衣机边加热、边洗涤那该
多好！请你通过计算说明她的设想是否可行？
|
图19 |
转开关可以实现电热炉多挡位工作的要求。将电热炉接入家庭电路中。
（1）当电热炉只有发热电阻R1工作时，通过它的电流是多大？
（2）若要求电热炉发热功率最大，R1、R2应该怎样连接？求出这个最大
功率值。
（3）图19是这个电热炉的工作原理图，其中的旋转开关内有一块绝缘
圆盘，在圆盘的边缘依次有0、1、2……9共10个金属触点；可
以绕中心轴转动的开关旋钮的两端各有一个金属滑片，转动开关
旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置C时，金属滑片将3、4触点接通，同时也将8、9触点接通。试分析旋转开关的箭头指向何位置时，电热炉的功率最大。
附件二：初中生家庭物理小实验室必购器材
|
序号 |
仪器名称 |
数量 |
规格及材质 |
备注 |
|
1 |
电池盒 |
1 |
4.5v |
|
|
2 |
小灯座 |
3 |
|
|
|
3 |
单刀单置开关 |
2 |
|
|
|
4 |
单刀双置开关 |
1 |
|
|
|
5 |
电流表 |
1 |
0—600ma&0—3a 2.5级 |
|
|
6 |
电压表 |
1 |
0v—3v&0v—15v 2.5级 |
|
|
7 |
滑动变阻器 |
1 |
50r |
|
|
8 |
玩具电机 |
1 |
|
|
|
9 |
小灯泡 |
3 |
2.5v 3 |
|
|
10 |
继电器 |
1 |
|
|
|
11 |
电阻 |
2 |
10r 15r |
|
|
12 |
元件座、蓝led |
1 |
|
|
|
13 |
双头叉子导线 |
8 |
25cm 红黑 |
|
|
14 |
鳄鱼夹导线 |
2 |
25cm 红黑 |
|
|
15 |
导线 |
6 |
25cm 红黑 |
|
|
16 |
多用线圈 |
1 |
内线圈及铁芯 |
|
|
17 |
热敏电阻 |
1 |
200r |
|
|
18 |
光敏电阻 |
1 |
|
|
|
19 |
红led |
1 |
|
|
|
20 |
绿led |
1 |
|
|
|
21 |
10N测力计 |
1 |
|
|
|
22 |
秒表 |
1 |
|
|
|
23 |
凸透镜 |
2 |
5cm 10cm 20cm |
f35 f80 |
|
24 |
凹透镜 |
1 |
10cm |
f-50 |
|
25 |
三棱镜组件 |
1 |
|
|
|
26 |
激光笔 |
1 |
|
|
|
27 |
温度计 |
1 |
100c |
|
|
28 |
50ml烧杯 |
1 |
塑料 |
|
|
29 |
10ml量筒 |
1 |
塑料 |
|
|
30 |
20ml量筒 |
1 |
塑料 |
25ml |
|
31 |
短滴管 |
1 |
塑料 |
|
|
32 |
说明书 |
1 |
|
|
|
33 |
外标签 |
1 |
|
|
|
34 |
外箱全套 |
1 |
|
|
22
秒表
1
23
凸透镜
2
5cm 10cm 20cm
f35 f80
24
凹透镜
1
10cm
f-50
25
三棱镜组件
1
26
激光笔
1
27
温度计
1
100c
28
50ml烧杯
1
塑料
29
10ml量筒
1
塑料
30
20ml量筒
1
塑料
25ml
31
短滴管
1
塑料
32
说明书
1
33
外标签
1
34
外箱全套
1
22
秒表
1
23
凸透镜
2
5cm 10cm 20cm
f35 f80
24
凹透镜
1
10cm
f-50
25
三棱镜组件
1
26
激光笔
1
27
温度计
1
100c
28
50ml烧杯
1
塑料
29
10ml量筒
1
塑料
30
20ml量筒
1
塑料
25ml
31
短滴管
1
塑料
32
说明书
1
33
外标签
1
34
外箱全套
1
22
秒表
1
23
凸透镜
2
5cm 10cm 20cm
f35 f80
24
凹透镜
1
10cm
f-50
25
三棱镜组件
1
26
激光笔
1
27
温度计
1
100c
28
50ml烧杯
1
塑料
29
10ml量筒
1
塑料
30
20ml量筒
1
塑料
25ml
31
短滴管
1
塑料
32
说明书
1
33
外标签
1
34
外箱全套
1
