专题 电学重要实验的创新设计
初中化学实验的改进与创新探究
初中化学实验的改进与创新探究初中化学实验是帮助学生巩固和深化对化学知识的理解的重要环节。
为了使实验更加有趣、富有探究性和创新性，在初中化学实验中可以进行一系列的改进和创新探究。
一、改进实验条件和装置：1.优化实验材料：选择更加安全、易获得的实验材料，例如使用无毒、无臭的试剂替代有剧毒的试剂；使用易于保存、便于操作的试剂代替易挥发、易变质的试剂。
2.改进实验装置：利用先进的科学技术手段，例如使用电子天平、电子温度控制仪等现代化装置，提高实验的准确性和稳定性。
3.优化实验条件：改变实验的温度、压力、浓度等条件，使实验过程更加合理和可控。
通过改变电池的温度来探究电池电压的变化规律。
二、设计探究性实验：1.提出问题：在实验之前，引导学生先提出问题，激发他们的探究兴趣。
在探究酸与碱的中和反应时，可以引导学生思考：不同酸碱溶液的浓度对反应速率有何影响？2.设计实验方案：根据学生提出的问题，引导他们设计实验方案，明确控制变量，制定实验步骤，确定实验装置和测量方法。
3.进行实验：根据实验方案，学生进行实验操作，并记录数据。
在实验过程中，教师可以引导学生观察现象、提出解释和推理，并帮助他们分析数据和得出结论。
4.总结结论：根据实验数据和观察现象，学生分析数据、得出结论，并解释实验结果。
为了让学生更好地理解结论，可以通过案例分析或实际应用来强化学生对实验结果的理解。
三、开展创新性实验：1.鼓励学生提出新的实验观点和想法，鼓励他们在化学实验中进行创新尝试。
2.提供实验基础：在学生的创新实验之前，教师应该提供一定的实验基础知识，包括实验方法和操作技巧等。
3.指导学生设计实验：教师可以指导学生围绕某个化学概念或问题进行实验设计。
在学习电化学时，教师可以要求学生设计一种新颖的电解槽，用以提高电解效率。
4.评价和展示：学生完成实验后，教师可以对实验结果进行评价，并组织展示活动，让学生分享自己的实验成果和心得体会。
通过以上的改进和创新探究，不仅可以提高学生的实验技能和操作能力，还可以培养学生的观察力、思考力和解决问题的能力。
电化学法合成聚苯胺及其防腐蚀应用——“聚苯胺化学合成”实验的改进与创新设计
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (3), 336收稿：2023-09-01；录用：2023-11-01；网络发表：2023-11-21 *通讯作者，Email:************ 基金资助：江苏省高等学校自然科学研究面上项目(21KJB430007)；苏州市产业前瞻与关键核心技术项目(SYC2022150)；2020年苏州科技大学校级一流专业建设点项目；2022年苏州科技大学本科品牌专业建设点项目•化学实验•doi: 10.3866/PKU.DXHX202309002电化学法合成聚苯胺及其防腐蚀应用——“聚苯胺化学合成”实验的改进与创新设计蒋莉*，陈昌正，苏洋，宋浩，董延茂，袁妍，李理苏州科技大学，化学与生命科学学院，江苏 苏州 215009摘要：聚苯胺作为最受关注的导电高分子材料之一，在诸多领域均有广泛应用。
聚苯胺的化学合成实验是材料化学及相关专业实验教学中的代表性实验，然而，该实验存在诸多不足，如产物性质对溶剂的选择、掺杂剂类型、反应时间、温度等条件高度敏感，表征手段单一，产率不稳定且重现性差等。
本实验是对“聚苯胺化学合成”实验的改进，将原实验中化学合成法更改为电化学合成法，同时结合了仪器分析实验“循环伏安分析法”和开放性实验“防腐涂料的制备”等相关课程实验，巧妙地将其从一个验证性制备实验改进为一个集制备条件自主选择及防腐性质测试为一体的创新设计实验，使学生连贯地学习聚苯胺的合成、掺杂及相关的电化学知识，对导电高分子的广泛应用有更清晰的认识。
本改进实验内容丰富，更贴合现代化学及材料学科发展，有助于学生将多门课程中的理论知识融会贯通，提升综合技能。
关键词：聚苯胺；电化学合成；掺杂；防腐蚀 中图分类号：G64；O6Electrochemical Synthesis of Polyaniline and Its Anticorrosive Application: Improvement and Innovative Design of the “Chemical Synthesis of Polyaniline” ExperimentLi Jiang *, Changzheng Chen, Yang Su, Hao Song, Yanmao Dong, Yan Yuan, Li LiSchool of Chemistry and Life Sciences, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, Jiangsu Province, China.Abstract: Polyaniline, as one of the most widely studied conductive polymer materials, has been widely used in many fields. The chemical synthesis experiment of polyaniline is a representative experiment in the teaching of materials chemistry and related subjects. However, this experiment has several shortcomings, such as the high sensitivity of product properties to solvent selection, dopant types, reaction time, temperature, limited characterization methods, unstable yield, and poor reproducibility. This experiment is an improvement of the “Chemical Synthesis of Polyaniline” experiment, where the original chemical synthesis method is replaced with an electrochemical synthesis method. It combines instrumental analysis experiments such as “Cyclic Voltammetry Analysis” and open-ended experiments such as “Preparation of Anticorrosive Coatings” to transform it from a confirmatory preparation experiment to an innovative design experiment that integrates autonomous selection of preparation conditions and testing of anticorrosive properties. This allows students to learn the synthesis, doping, and related electrochemical knowledge of polyaniline in a coherent manner, leading to a clearer understanding of the wide-ranging applications of conductive polymers. This improved experiment is rich in content and better aligns with the development of modern chemistry andmaterials science, helping students integrate theoretical knowledge from multiple courses and enhance their comprehensive skills.Key Words: Polyaniline; Electrochemical synthesis; Doping; Anticorrosion20世纪70年代，Shirakawa等[1]通过使用碘蒸气氧化聚乙炔时，发现半导体性质的聚乙炔电导率增加了1000万倍，从而提出了导电高分子的概念。
《原电池实验的深入探索——寻找自制理想电池的最优实验方案》
高中化学·人教版选修四《化学反应原理》第四章《原电池实验的深入探索》说课稿佛山市顺德区李兆基中学黎秀梅一、教材背景分析（一）教材分析本节实验课在教材中没有直接呈现，以高二年级所使用教材（人教版）选修四《化学反应原理》第四章“电化学基础”中第一节第二节知识为基础，针对原电池应用而设计的实验改进探究课。
本节实验课的内容在教材第四章的首页被指明其重要性——化学能与电能的相互转换则必须通过一定的装置。
装置设计的合理性，对于能量的转换效率至关重要。
因此，非常有必要开展这一节实验课。
同时，尽管已经接触了很多次单液原电池和双液原电池，但是并未真正从本质上理解为什么要引入双液原电池，仅仅停留在增强电池稳定性方面，而不知道U型管盐桥双液原电池的电流很小，并不具有实际应用意义。
而且，第一节第二节内容均未介绍离子交换膜在电池中的作用，恰恰这几乎是近三年全国一高考卷电池装置中均涉及到膜。
所以，通过本节课自制膜电池，可以补充教材中关于膜实验的空白。
（二）学情分析高二学生已掌握简单原电池的工作原理，具备初步设计简单实验的能力，但是对实际生活中带膜的化学电源、电解池、工业生产问题缺乏知识迁移能力，也就是缺乏科学创新思维和实验综合分析能力以及从宏观实验到微观探析的推理能力。
因此，本节课对学生思维能力的培养非常有必要。
（三）教评目标●教学目标：①通过对原电池实验的创新改进，加深对与原电池工作原理的认识，提高学生的设计实验能力和创新能力，发展科学探究与创新意识核心素养。
②利用数字化实验仪器，将微观发生的反应可视化，结合数据曲线，初步形成分析推理、对比归纳能力，发展宏观辨识与微观探析核心素养。
③通过探究原电池如何提供稳定持续电流的过程，了解科学探究的步骤和方法。
在自主探究与交流互动中，培养求真务实，勇于探索的科学态度。
●评价目标：①通过对原电池工作原理的微观本质的讨论和点评，诊断并发展学生对原电池本质的认识水平（物质水平、微粒水平）。
创新实验——定量探究平行板电容器的电容
总第360期2021年4月创新实验—定量探究平行板电容器的电容姜 葛 张云莹摘 要：以往教学中，由于平板电容器正对面积和极板间距离的限制，很难定量测量平行板电容器的电容。
自制的平行板电容器可以通过改变极板之间PVC 塑料纸的数量，实现极板间的距离的定量变化；可以通过向一侧平移上极板，实现定量改变电容器的正对面积。
使用电容表测量自制的平行板电容器，可以有效、精准地定量探究平行板电容器的电容。
关键词：定量探究；电容器的电容；创新设计作者简介：姜葛，硕士，一级教师。
北京市昌平区教师进修学校，102200张云莹，本科，高级教师。
北京市昌平区教师进修学校，102200基金项目：北京物理学会2020—2021年度立项课题一般课题《基于大数据诊断实施精准教学的实践研究》(编号：WLXH202005)。
一、研究背景物理学科基于观察与实验构建物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系。
物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验是物理学科最突出的特点。
实验教学的功能不仅仅是为了引出概念、验证规律、提高学生动手能力，更重要的是要通过实践教学培养学生的核心素养。
通过物理实验创设情境，有助于学生形成基本的物理观念，并用这些观念解释自然现象、解决实际问题。
物理实验教学可以激发学生的思维，培养学生的创造力，有助于加深学生对知识的理解，有利于提高学生探索问题和解决问题的能力，从而发展学生的科学思维。
物理实验教学可以分为演示实验、学生实验和课外实验三类。
演示实验是指配合教学内容由教师操作示范的实验。
演示实验可以将抽象变具体、将复杂变简单，把要研究的物理现象清楚地展现在学生面前，使学生对物理事实获得具体、明确的认识。
演示实验可以培养学生的观察能力、实事求是的科学态度，引发学生的学习兴趣，具有不可替代的作用。
通过开发演示实验器材，可以实现对学生的物理观念的培养。
通过开展演示实验，可以实现对学生物理思维能力和实验探究能力的培养。
原电池的创新设计1
• 己：我们可以自豪地说：从实验的准备， 设计到动手操作，实验记录和最后的分析 质疑全都是我们大家共同参与。每一次实 验的优化，每一次金点字迸发时，每一次 热烈的讨论中，我们都体会到思维的碰撞 合作的乐趣，团结的力量。It’s a perfect way!
丁： 我最大的感受是虽然实验在与探究和创 新，但是团结合作是很重要的。
收获体会
•
•
1、我们总结了以下影响电流大小的因素：
①电解质溶液的浓度大小：浓度越大电流 越大。 解释：因水果大部分为酸性，含有H+，水 果汁稀释后H+浓度变小而电流下降。 ②电极之间的距离：距离越小电流越大。 解释：两电极的距离越小，溶液中的电阻 越小，因此电流明显变大。
•
收获体会
• ③水果中选择汁液较多且酸性较强的当 电解质，产生的电流较大（如番茄、橙 子、柠檬，本组实验得出柠檬效果最 佳）。 解释：水果酸性较强且汁液较多的当电 解质，电离出的H+较多，产生的电流变 大。
小组成员及分工
• 甲（组长）：分配工作，准备Vc泡腾片、橙子以及金 属，整理数据，写报告； • 乙：联系实验室，提供场所，电流表，准备醋、NaCl、 杯子、工具等； • 丙：准备电学有关知识，准备黄瓜、草莓； • 丁：查找资料，准备水果（如土豆、番茄、柠檬等）， 对报告进行改进。 • 戊：查找新型原电池的资料 • 己：准备原料、查找资料
Cu
0.080
Fe
Cu
0.035
数据分析
• Al-Zn 0.017mA • Zn-Fe 0.023mA • Fe-Cu 0.035mA
金属活动性：Al>Zn>Fe>Cu
• 提问： Al-Zn以及Zn-Fe都相邻，电流仍有差 异，什么原因？具有普遍性吗？仍待探究。
电子信息工程的创新研究方法与实践探索
电子信息工程的创新研究方法与实践探索电子信息工程是现代科学技术领域中一个重要的学科领域，随着信息技术的快速发展，电子信息工程领域的研究也日新月异。
创新研究方法与实践探索是推动电子信息工程发展的关键环节，对于培养创新型人才、促进学科发展具有重要意义。
一、创新研究方法1. 多方位信息搜集与综合：电子信息工程处于信息爆炸时代，研究者需要通过多种途径获取相关文献、论文、专利等信息，掌握国内外学术动态和科技前沿。
同时，要善于搜集行业内的真实案例和实践经验，通过对各类信息的整合与综合，发现问题，找到解决问题的突破口。
2. 强调实证研究：电子信息工程是一门实践性很强的学科，因此，创新研究方法应该注重实证研究，即基于实际数据的实验、模拟和观测，并通过统计分析等方法对数据进行处理与解释。
实证研究可以帮助研究者验证假设、发现规律，并得出科学、可信的结论。
3. 跨学科综合应用：电子信息工程的研究通常需要涉及多个学科领域，如电子学、通信工程、计算机科学等。
因此，研究者需要具备跨学科综合应用的能力，结合不同学科的理论与方法，拓宽研究思路，提高研究的深度与广度。
4. 创新的理论建构：研究创新方法包括对理论的创新探索。
在电子信息工程的研究中，研究者需要关注相关理论的发展与更新，尝试从批判性思维的角度出发，挑战既有理论的局限，并尝试提出新的理论模型和框架。
二、实践探索1. 实验室研究：电子信息工程的实践研究通常需要在实验室环境下进行，通过实际的设备、仪器和测量手段，对各种电子信息工程问题进行实验验证。
研究者应该通过自主设计实验方案，进行实验操作和数据采集，并对实验结果进行分析解读。
2. 工程实践：电子信息工程常常涉及到产品的设计、开发和应用，因此在研究中融入工程实践十分重要。
通过与工业界的合作，研究者可以将创新的理论与方法应用于实际工程项目中，解决实际问题，推动技术进步。
3. 社会调研与需求分析：电子信息工程的发展离不开社会的需求。
若干电化学微型实验的设计
（ ２ ） 实验设计 ： 如图 ６ 所示 （ 略去鳄鱼夹 ） 。
２ Ｂ铅
大， 还可观察到铜 丝尖端 表面产生无色 的气泡。
（ ４ ） 通过更换不 同的材质 ， 如２ Ｂ铅笔 芯、 细铁丝 、 镁条、 铝丝 、 竹牙签等， 可 以探究原 电池 的构成条件 ， 快 捷 省时， 既能激发学生的探究兴趣 ， 又有利于学生探究 意识 的培养。
计出了一系列有趣的电化学微型实验， 让学 生在开放 和
谐的氛围中开拓思 维， 体 验实践与创新 的乐趣， 拉近了 化学科学与 日 常生活的距离， 使学生亲身体会 到化学是 “ 真实的、 有效 的” ， 有利于学生化学学科观念的形成。
隔 膜
图１ Ａ Ｉ － Ａ ｇ Ｏ 电池示 意图
图 ３ 微型 原电池 实验装 置 图
在电解质溶液 中浸泡约 ５ ｈ ， 使其吸饱电解质溶液而膨
胀， 用它代替容器 ， 可以设计 出几款迷你型的原 电池或
电解池反应装置 。
学中， 安排一系列的学生分组实验非常繁琐 ， 且使 用电
解液 ， 转移起 来也 不方便 ， 电解 液浪费严重 ， 因此， 笔 者结合 多年教学实践 ， 对现行高 中化学新教 材 中 的 电化 学实验 进行深人 挖 掘， 利用 生活中常见 的材料设
一
（ ３ ） 实验 说明
极管
③ 实 验前先检 查出手机 充电器正负极， 红色导 线
接正极， 黑色导线接负极 。 ④接通电源 ， 电解约 １ ａ ｒ ｉ ｎ ， 发现 阴极 （ 与电源负极 相连 的铅笔 芯） 表面有红色物质析出， 用湿润 的淀粉碘 化钾试 纸检验阳极 （ 与电源正极相连 的铅笔 芯） 产生 的 气泡 ， 可发现试纸变蓝色。
１ 问题 的提出
对初中物理短路演示实验的改进和思考
对初中物理短路演示实验的改进和思考发布时间：2022-03-15T06:41:10.678Z 来源：《中小学教育》2022年3月3期作者：曾淑霞[导读] 短路实验受条件限制，学生不能看到现象，对短路理解不深。
通过用锡纸代替导线，让学生看到电源短路的危害，及电源短路与用电器短路的区别。
身边物品的有效利用可以增强学生的实验创新意识和动手能力。
曾淑霞莆田中山中学 351100【摘要】短路实验受条件限制，学生不能看到现象，对短路理解不深。
通过用锡纸代替导线，让学生看到电源短路的危害，及电源短路与用电器短路的区别。
身边物品的有效利用可以增强学生的实验创新意识和动手能力。
【关键词】短路演示实验改进思考中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2022）03-170-01在初中物理教材中，演示实验较多。
做演示实验时，由于实验操作者是老师，学生的主要任务是观察和思考，因此教师应注意引导学生观察实验现象，启发学生对实验现象所说明的问题进行积极的思考和交流[1]。
但对于教材中的一些实验，由于受到条件的限制，不是没有实验器材而不能演示，就是较难操作，或是实验效果不明显，学生也观察不到实验的现象。
九年级电学部分的短路现象的演示实验就是其中之一。
在电路中发生短路有两种情况:1.电源短路是指不经过用电器而直接跟电源正、负极相连的电路，就是导线将电源的两极直接连接起来发生的现象。
此时电路中电流很大，有可能烧坏电源，电源短路是一种有危害的连接方式，在电路的连接中是不允许出现的。
2.用电器短路，也叫短接，开关闭合，灯泡L被短路不亮，灯泡L亮局部短路没有危害，只是被短路的用电器不能工作。
经典实验：教师为了让学生知道什么是短路，用一根导线直接与电源连接相接，告知学生这就是电源短路，但过程学生没有看到任何实验现象，也没有感到电流很大造成的危害，没有感官的刺激，学生往往不会理解和接受只能硬记，印象也不会深刻。
高中物理电学实验的创新设计
高中物理电学实验的创新设计在高中物理的学习中，电学实验一直占据着重要的地位。
它不仅能够帮助我们深入理解电学的基本概念和规律，还能培养我们的实验操作能力和科学思维。
然而，传统的电学实验在某些方面可能存在局限性，为了更好地激发学生的兴趣和提高实验效果，创新设计显得尤为重要。
一、传统电学实验的局限性传统的高中物理电学实验，虽然经过了多年的教学实践和优化，但仍存在一些不足之处。
首先，实验器材的精度和稳定性有时难以满足精确测量的需求。
例如，电表的读数误差、电阻箱的接触不良等问题，可能导致实验数据的偏差。
其次，实验内容和形式相对固定，缺乏创新性和探究性。
学生往往只是按照既定的步骤进行操作，难以真正培养自主思考和解决问题的能力。
再者，实验场景与实际生活的联系不够紧密，学生难以将所学知识应用到实际情境中，导致对知识的理解和掌握不够深入。
二、创新设计的思路与原则为了克服传统实验的局限性，我们在进行电学实验创新设计时，可以遵循以下思路和原则。
1、贴近生活将电学实验与日常生活中的实际问题相结合，让学生感受到物理知识的实用性。
例如，可以设计关于家用电器功率测量、手机电池充电效率研究等实验。
2、增加探究性设计一些开放性的实验问题，让学生通过自主探究来寻找答案。
比如，探究不同材料的电阻特性与温度的关系。
3、利用现代技术引入先进的实验仪器和技术手段，如数字化传感器、计算机数据采集系统等，提高实验的精度和效率，同时也能让学生接触到最新的科技成果。
4、简化实验操作通过巧妙的设计，减少实验步骤的复杂性和操作难度，让学生能够更轻松地完成实验，从而将更多的精力集中在实验原理和数据分析上。
三、创新设计案例1、自制简易欧姆表材料：表头（微安表）、电阻箱、滑动变阻器、电源、开关、导线若干。
原理：根据欧姆定律，通过改变与表头串联的电阻值，可以测量不同电阻的阻值。
操作步骤：（1）将表头、电阻箱、滑动变阻器、电源和开关按照电路图连接好。
（2）调节滑动变阻器，使表头指针指在满刻度处。
闭合电路欧姆定律实验教学创新设计
作者： 卢定山[1];王志斌[2];柴邵霞[3]
作者机构： [1]安徽省屯溪第一中学,安徽黄山245000;[2]安徽省歙县中学,安徽黄山
245200;[3]安徽省黄山市教科院,安徽黄山245000
出版物刊名： 物理教学探讨
页码： 55-57页
年卷期： 2021年 第8期
主题词： 闭合电路欧姆定律;创新设计;实验探究
摘要："闭合电路欧姆定律"是高中物理电学部分重要的物理规律之一,其教学方法一般是传统的理论教学,学生在学习过程中缺乏符合认知规律的情境支持.文章以"闭合电路欧姆定律"为素材,以新课标为指导,利用自制装置让学生亲历科学探究过程,在数据分析中锻炼科学思维,在活动中做真探究,在教学中真正落实核心素养要求.。
高三物理《电磁学》部份复习安排
高三物理《电磁学》部份复习安排高三物理《电磁学》部分复习安排尊敬的各位老师：大家好！今天我仅代表我校高三物理备课组向大家介绍《电磁学》部分的复习安排。
所讲内容如有不妥之处，敬请各位批评指正。
下面，我分三个部分内容向大家介绍。
第一部分：第一轮复习中的主要任务。
第二部分：近五年四川高考该部分内容知识点分布及难易度浅析。
第三部分：第二轮复习安排。
第一部分第一轮复习中的主要任务宗旨：依据考纲，回归教材，主抓“双基”。
学生详看书自行归纳整理知识点，注意对基本概念、规律的强化记忆，并注重教材中演示实验、阅读材料、重要习题、重要模型的再认识。
老师按考纲将每个知识点整理为讲义发给学生，重点内容（如概念、公式、规律、方法）留空格例：磁感应强度B1、物理意义：2、定义：3、公式：4、方向：5、单位：6、求磁感应强度B的方法：师生共同复习时，要做到知识不留盲点，一章完毕把零散的知识形成网格图（例：磁场一章网格图）对复习题的处理，大胆取、舍、添，并进行专项训练，及时查漏补缺，开展个别指导。
一、近五年四川高考电磁学部分考点分布简要汇总题型范围选择题实验题计算题占总分百分比电场年份题号考点及要求分值题号考点及要求分值题号考点及要求分值07年08年09年10年11年4说明：（1）每个选择题、大题考点分散在每一章节中，个别题目和其它章节知识结合，有些知识年年考，有些轮流考，故每一个知识点都非常重要，都要力求全面过关。
（2）电磁学部分每年占总分值的比例比较稳定，约占总分的三分之一左右，题目难度适中、稳定，必须在中档题上狠下功夫。
第三部分第二轮复习策略及安排一、第二轮复习策略高三第二轮复习要在第一轮复习的基础上，使学生在老师的引导下将知识点串成线、拉成面、形成网，从而进一步提高学生分析问题、解决综合问题的能力。
具体策略是：1、认真研究《考纲》、高考试题，关注其他省市试题变化认真研读《考试大纲》中“知识内容列表”及其要求掌握的程度，查缺补漏，全面掌握高考物理的内容；研究试卷结构、题型示例和样卷，加深对大纲内容的理解。
离子移动可视化电解装置的实验创新--以“电解硫酸钠溶液”为例
成 化 学 概 念 、原 理 知 识 中 的 重 要 作 用 ，力图把化学学习 建 立 在 实 证 的 基 础 上 ，从宏观深人微观,将实验观察与 理论思维相结合并建立理论模型。然 而 ，现实教材中的 部 分 实 验 ，由于种种原因，从 实 验 设 计 到 实 验 操 作 ，从实 验 装 置 到 实 验 现 象 呈 现 等 多 个 方 面 ，尚 不 能 实 现 我 们 理 想中的教学要求。
动轨迹。受 此 启 发 ，在 电 解 实 验 中 ，笔者使用湿巾纸作 为盐桥连接两极区,使用毛细管在湿巾纸中心位置用有 色 的 高 锰 酸 钾 溶 液 进 行 点 样 ，借 助 电 场 力 的 作 用 ，使电 解 质 溶 液 中 的 离 子 在 湿 巾 纸 上 定 向 移 动 ，从 而 使 离 子 定 向移动可视化成为可能。
液一两次。
度的变化趋势感受电解过程中离子的移动方向。
③
反 应 5 min后 ，两个碳棒上分别产生大量气体，其 2 . 实验装置模型
中 ，与 电 源 正 极 相 连 的 阳 极 区 溶 液 变 红 ，与电源负极相 连 的 阴 极 区 溶 液 变 黄 ，中 间 连 接 的 湿 巾 纸 条 在 阳 极 区 方 向出现紫色条带（如 图 2 所示）。
实验M 地
过阴 离 子 交 换 膜 移动到阳极区。因 此 ，在 电 解 过 程 中 ， 离 子 的 移 动 主 要 表 现 为 电 导 率 测 定 区 的 阴 、阳离子 向 两 极 区 移 动 ，而两极区的离子由于离子交换膜的阻碍作用 无法移动到电导率测定区。即电导率测定区的离子总 浓度随时间变化呈逐渐下降趋势,亦即电导率数据随时 间变化的趋势将其直观表现出来。
新工科背景下的电化学专业实验课程体系建设
新工科背景下的电化学专业实验课程体系建设1. 引言1.1 背景介绍在新工科背景下，电化学专业实验课程体系建设不仅需要关注传统知识技能的传授，更要注重学生的创新能力、实践能力和团队协作能力的培养。
通过构建符合新工科理念的电化学实验教学模式，能够更好地激发学生的学习兴趣和创新潜力，提高他们的实际应用能力和解决问题的能力。
本文将从电化学专业实验课程体系现状分析、新工科理念下的电化学实验教学模式探索、实验课程内容和设计原则、实验室建设与教学设备更新、实验课程评估与持续改进等方面来探讨如何在新工科背景下建设电化学专业实验课程体系，以期为电化学实验教学提供一些启示和借鉴。
1.2 研究意义电化学实验课程的建设可以有效提升学生的实践操作能力和创新意识。
通过实验操作，学生可以更加深入地了解电化学理论知识，并将理论知识与实际操作相结合，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
电化学实验课程的建设有助于培养学生的团队合作精神和沟通能力。
在实验课程中，学生需要与同学们一起合作完成实验任务，这有利于培养学生的团队合作意识和沟通技巧，提升学生的协作能力和团队意识。
电化学实验课程的建设可以促进学生对电化学专业的兴趣和热情。
通过实验操作，学生可以亲身体验和感受电化学实验的乐趣和挑战，激发学生对电化学领域的兴趣，培养学生对电化学专业的热情和探索精神。
电化学专业实验课程体系建设具有重要的研究意义，对提高教学质量和培养高素质电化学专业人才具有重要的推动作用。
2. 正文2.1 电化学专业实验课程体系现状分析电化学专业实验课程在过去主要以传统的实验教学模式为主，以理论课程为基础，注重实验操作技能的培养。
但是随着新工科背景下技术的快速发展和社会对高级人才需求的变化，传统的实验课程体系已经不能完全满足学生的需求。
因此需要对电化学实验课程进行现状分析，找出存在的问题和不足，为实验课程体系的改进提供依据。
当前电化学实验课程内容过于理论化，缺乏实际应用和创新性。
新工科背景下CDIO理念在《电工电子学实验》中的应用
新工科背景下CDIO理念在《电工电子学实验》中的应用随着社会经济的发展和科技水平的提高，对于高等教育也提出了新的要求。
在这个背景下，新工科教育理念应运而生。
CDIO理念作为其中核心的部分，对于工科教育具有重要的指导意义。
本文将探讨CDIO理念在《电工电子学实验》课程中的应用，以期为实验教学提供一定的借鉴和参考。
一、CDIO理念概述CDIO（Conceive, Design, Implement, Operate）是一种基于工程实践的教育理念，强调将基础理论与工程实践相结合，培养学生的创新能力、团队精神和工程实践能力。
CDIO理念将工程课程分为四个阶段：构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运营（Operate），以此培养学生的工程实践能力和创新能力。
这一理念强调学生在学习的过程中应以工程实践为出发点，注重学生的实际动手能力和团队协作能力的培养。
二、《电工电子学实验》课程特点《电工电子学实验》课程是电气工程专业的重要课程之一，旨在通过实验教学，加深学生对于电工电子学理论知识的理解，培养学生的动手能力和创新意识。
该课程具有以下特点：1. 理论与实践相结合：《电工电子学实验》课程是电工电子学理论课程的延伸，通过实验教学，加深学生对于理论知识的理解，并将所学知识应用到实际中。
2. 动手能力培养：该课程注重培养学生的动手能力，通过实验操作，让学生掌握电工电子学相关设备的使用和实际操作技能。
3. 创新意识培养：通过设计实验方案和解决实际问题，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
三、CDIO理念在《电工电子学实验》中的应用基于CDIO理念，我们可以将《电工电子学实验》课程设计成如下的实践环节：1. 构思（Conceive）在课程的开始阶段，学生通过学习相关的电工电子学理论知识，了解实验的目的和意义，从而形成实验所需的构思或者设想。
学生可以结合课程内容和实际需求，提出相关的实验方案或者设想。
电学教学情境设计方案
一、教学背景随着科技的不断发展，电学知识在日常生活、生产、科研等领域发挥着越来越重要的作用。
为了让学生更好地掌握电学知识，提高学生的实际操作能力，本教学情境设计方案旨在通过创设丰富的教学情境，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学目标1. 知识与技能目标：使学生掌握电流、电压、电阻等基本概念，了解电路的基本组成和连接方式，能够根据电路图分析电路的工作原理。
2. 过程与方法目标：通过实验探究、小组合作等方式，培养学生的观察、分析、实验、创新等能力。
3. 情感态度与价值观目标：激发学生对电学的兴趣，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的精神。
三、教学情境设计1. 导入情境（1）展示生活中常见的电器，如手机、电脑、电视等，引导学生思考这些电器的工作原理。
（2）播放一段关于电学发展的视频，让学生了解电学在科技发展中的重要作用。
2. 教学情境一：认识电流（1）教师演示电路连接过程，引导学生观察电流表指针的变化。
（2）学生分组实验，观察电流表指针的变化，并记录实验数据。
（3）教师引导学生分析实验结果，得出电流的定义和单位。
3. 教学情境二：认识电压（1）教师演示电路连接过程，引导学生观察电压表指针的变化。
（2）学生分组实验，观察电压表指针的变化，并记录实验数据。
（3）教师引导学生分析实验结果，得出电压的定义和单位。
4. 教学情境三：认识电阻（1）教师演示电路连接过程，引导学生观察电阻丝的发热情况。
（2）学生分组实验，观察电阻丝的发热情况，并记录实验数据。
（3）教师引导学生分析实验结果，得出电阻的定义和单位。
5. 教学情境四：电路分析（1）教师展示电路图，引导学生分析电路的工作原理。
（2）学生分组讨论，分析电路图中的元件及其作用。
（3）教师总结电路分析的方法，强调串联电路和并联电路的特点。
6. 教学情境五：创新实践（1）教师提出一个与电学相关的实际问题，如设计一个简易的电路，实现某种功能。
电学中并联电路实验设计与数据分析
支路电阻值 计算
通过实验数据计 算支路电阻
● 02
第二章 实验数据采集与处理
数据采集方法
01 基本方法
介绍数据采集的基本方法
02 误差解决
探讨数据采集中可能存在的误差和解决方案
03 准确性
强调数据采集的准确性和可靠性
数据处理流程
处理流程分 析
分析实验数据的 处理流程
结果展示
展示数据处理的 结果和分析结论
教学推动
推动并联电路实 验在教学和科研
中的应用
产业应用
分析实验对工程 技术和产业发展
的意义
展望与挑战
未来发展
面临的 挑战和难题
问题解决
提出未来解决问题的思路 和方法
实验总结
01 主要内容
总结实验设计和数据分析的主要内容
02 可行性强调
强调实验的可行性和重要性
感谢观看
THANKS
尝试新颖的实验方法和技术
实验过程描述
具体实施过程
准备实验器材 连接电路并调试 进行实验数据采集
操作场景展示
实验现场照片 操作视频
挑战和应对措施
电路连接故障 数据采集异常
实验效果展示
数据展示
数值分析结果
讨论实验结 果
实验结果意义和 应用前景
图表展示
用于数据可视化 表示
实验心得体会
在此次电学实验中，通过设计实验和分析实验数 据，我对并联电路的特性有了更深入的了解。实 验过程中的挑战也让我学到了很多解决问题的方 法，希望在未来的实验中能够更加熟练地操作和 分析数据，为学习和科研打下坚实的基础。
实验器材及仪器
电流表
用于测量电路中 的电流
电阻箱
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题101电阻测量创新实验(解析版)
④断开 ，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。
（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十七章电学创新实验
专题101电阻和电阻率测量创新实验
第一部分知识点精讲
一、测量电阻的各种方法
电阻的测定是欧姆定律的重要应用，是整个电学实验的核心，是高考电学实验命题的热点。以教材中伏安法测电阻为原形实验，变换出安安法、伏伏法、比较法、半偏法、替代法等多种不同的测量方式，综合考查仪器选择、电路设计与分析、实验数据处理与误差分析，从而全方位考查考生的实验能力。
电阻率的真实值应该为
则测量值偏大。
2.（2022山西临汾模拟）某同学探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根弹性很好的橡胶管，里面灌满了盐水，两端用与胶管内径大小相同的铜棒塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，给两铜棒连接导线，测量盐水柱的电阻。
（1）该同学测出了在不受拉力时盐水柱的长度 ，并用欧姆表的“ ”挡粗略测量此时的电阻，如图甲所示，则此时电阻为__ 。
②测得电阻丝的 图如题6图3所示，则 为 （保留两位有效数字）。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹风，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻 随风速 （用风速计测）的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时， 会（选填“增大”或“减小”）。当风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器 的滑片向（选填“M”或“N”）滑动。.
电解装置的改进创新设计及应用
实验改进电解装置的改进创新设计及应用陕西省西安市第一中学（710082）邢丽丽1问题的提出电解实验是高中电化学的重要实验。
现行人教版和苏教版课程标准实验教科书高二化学选修4“化学反应原理”采用U型管进行此实验,存在反应耗时长,现象不明显，产生的有毒气体易逸岀污染环境、损害师生健康，无法实现分组实验等缺陷导致课堂教学效果不理想。
关于电解实验的改进有很多同行进行了研究!主要从微型化、趣味化和生活化入手，以上改进均有可取之处，但是还存在许多问题,主要体现在装置不够稳定、用途单一、实用性不大、不便于推广、电源没有进行改进等方面。
本文基于解决以上问题，在他人研究的基础上，运用相关科学理论进行此装置的改进创新设计。
力求充分发挥化学实验教学的主体作用，激发学生学习的兴趣!达到预期的教学目标，从而培养岀更具创造性的学生（2改进的科学方法与原理主要采用文献法、实验法、对比法等方式进行研究。
研究时从电解池的基本构造和现行教材装置的缺陷入手，以绿色化、实用化、微型化和生活化为原则进行改进设计。
3改进装置用品废旧的普通干电池、亚克力材质的透明方形塑料盒、医用注射导管、数字电压电流数显调压模块、9V干电池若干节、带导线的鳄鱼夹、橡胶塞、玻璃瓶#0mL）、小型表面皿、银子、酒精喷灯、电烙铁、火柴、打孔器等。
4电解装置改进创新设计依据事先设计好的图纸，如图1所示,逐步进行下列制作。
具体制作过程：图注说明；1-采用数字化显示可调电压式微型电源2-采用废旧的1号普通干电池的碳棒进行打磨处理制作电极3-采用亚克力材质的密封透明方形塑料盒制作电解槽■1-采用细M瓶与医用注射两通管相连进行多余尾气处理5-采用表面皿与医用注射两通管相连进行气体检验|1£酗图1电解一体化装置设计图纸4.1阴、阳电极的制备将废旧的2节普通干电池剥去外壳，取中间的碳棒先在酒精喷灯火焰上灼烧至红热!然后迅速浸入冷水中进行淬火处理即得电极,用电烙铁在每个电极上部焊接导线以便与电源相连。
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电学实验的电路设计
与数据处理
益阳市十六中贺禹祥
◇◆考情分析
从近几年的高考试题来看，70％的实验题目是电学实验，而电学实验中电路实验又占了很大的分量。
因为电学实验容易出灵活题，从其他知识出灵活性题目比从电学实验中出灵活题要难一些。
所以考试中围绕电学出题的几率高。
题目以设计性实验和仪器选择类实验题为主，如2009年广东、江苏、山东、宁夏等高考试卷，都有电学实验题出现。
◇◆复习指导
电学实验都是在基础知识之上，巧妙结合电路特点综合命制而成的。
所以在复习时要掌握好基本的知识，以不变应万变。
具体要做到：一、掌握电学基本原理，熟练应用伏安法测电阻，灵活处理电流表的接法，熟练掌握滑动变阻器的两种接法。
二、熟悉仪器的选择依据，灵活选择实验仪器。
注意从安全性、精确性和方便性这三个方面考虑。
三、加强实际操作能力和观察能力的培养。
尽可能把《考试大纲》中要求的实验亲手做一遍，提高
动手能力。
四、立足教材，适度扩展。
对《考试大纲》规定的实验加以改造和翻新是近几年高考电学实验题的主要形式，在复习时要展开开放式的讨论和研究，激发创新精神。
一、实验原理的迁移及电路设计
例1：2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。
材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中R
B
、R
分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。
为了测量磁感应强度B，需先测量磁
敏电阻处于磁场中的电阻值R
B。
请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场的磁感应强度大小约为～，不考虑磁场对电路其他部分的影响)。
要求误差较小。
提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻
值R
=150Ω
B．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
c．电流表A，量程 mA，内阻约30Ω
D．电压表V，量程3V，内阻约3 kΩ
E．直流电源E，电动势3V，内阻不计
F．开关s，导线若干
(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B=______Ω，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=________T。
(3)试结合图甲简要回答，磁感应强度B在O～ T和～范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同
(4)某同学查阅相关资料时看到了图丙所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论
小结：电学实验设计的基本原则
1、安全性：按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害；如不超过量程，不允许通过的最大电流以内。
2、精确性：在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步
的误差分析，尽可能选用精确度高的方案。
3、方便性：设计方案应便于实验操作、读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察。
二、实验数据的处理与分析
例2：含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极，如图甲所示)，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻R
0的阻值。
小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数．如表格一和表格二所示。
(1)在图丙所示的坐标纸中
分别作出R
的U-I图像和电源的U-I图像。
(2)根据作出的图像可以求
出定值电阻R
= Ω，电源电动势E= V，内阻r= Ω。
(3)若实验中的所有操作和数据处理均无错误，实验中测得
的定值电阻R
的阻值实际值；测得的电源电动势E 的值实际值，内阻r 的测量值实际值(横线上选填“大于”、“等于”或“小
于”)。
小结：数据探究型实验的主要功能是通过实验提供数据信息，分析各数据中的内在联系，找出数据中所包含的物理规律，常用的数据处理方法(如平均法、图像法、逐差法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)应该掌握。
巩固练习：
1．请从以下器材中选择适当仪器设计一个电路，要求用此电路既能测量待测电阻Rx的电阻(约500Ω)，又能测量电源E 的电动势。
a.待测定值电阻Rx：阻值约500Ω
b．滑动变阻器R
1
：总阻值1000Ω
c．电阻箱R
2
：最大阻值Ω
d．电阻箱R
3
：最大阻值Ω
e．电流表G：量程3mA，内阻约50Q
f. 电源E：电动势约为3V，内阻很小但不可忽略
g. 开关及导线若干
(1)实验中应选取的器材有：。
(填写器材前面的字母序号)
(2)请画出实验电路图。
(3)在测出电阻Rx的值后，再利用此电路测量电源E的电动势。
还需要测量的物理量有：
___________________________ ________________________。
2．用以下器材可测量待测电阻Rx的阻值：待测电阻Rx：阻值在3000～4000Ω之间；电源E：电动势约为，内阻可忽略不计；电压表V
1
：量程为0～500mV，
内电阻r
1
=1000Ω：
电压表V
2
：量程为0～10V，
内电阻r
2
范围10～12kΩ：
电阻箱R
：阻值范围0～9999．9Ω；
滑动变阻器R：最大阻值为150Ω；
单刀单掷开关S、导线若干。
(1)测量中要求两块电表的读
数都不小于其量程的
3
1
，并能测量多组数据，试画出测量电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)。
(2)若某次测量中将电阻箱调
到恰当值R
时，电压表V
1
的示
数为U
1
，电压表V
2
的表示数为
U
2
，则由已知量和测量量计算Rx
的表达式为R
2
= 。
3. R
1
、R
2
：为定值电阻，R
3
，为滑动变阻器．3个电阻采用如
图甲方式接在E=8 V、r=1Ω的
电源上．现利用电压传感器(相
当于电压表)和电流传感器(相
上的电压与
当于电流表)研究R
3
上
电流变化关系，任意滑动R
3
的滑片，通过数
据采集器将电压与电流信号输
入计算机后，在屏幕
上得到的U-I，图像为如图乙所
示的一条直线
(实线部分)．
(1)图甲中的传感器1为
__________，传感器
图甲
2为 (填“电压传感
器”或“电流传感器”)
(2)根据图乙的U-I图像，
的阻值为_______，
R
1
R
的阻值为
2
__________________.
图乙。