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羅丹明B常被違法用于調(diào)味品的染色,孔雀石綠和結(jié)晶紫因具有消毒和殺菌作用而常被違法應(yīng)用于水產(chǎn)品養(yǎng)殖中。三者結(jié)構(gòu)類似,都具有高毒、高殘留和致癌、致畸、致突變等特點(diǎn),色譜分離較難,且由于食品基質(zhì)復(fù)雜,對質(zhì)譜檢測影響較大。目前,單獨(dú)檢測3種物質(zhì)的方法分別有高效液相色譜法[1]、氣相色譜-質(zhì)譜法[2]、液相色譜-質(zhì)譜法[3]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[4],未見有應(yīng)用固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對復(fù)雜食品基質(zhì)中上述3種物質(zhì)同時(shí)測定的報(bào)道。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器、試劑與材料 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(ACQUITY UPLC-Quattro Premier XE, Waters公司)。色譜柱: Acquity UPLCTM BEH C18柱(50 mm×2.1 mm, 1.7
SymbolmA@ m,Waters公司);固相萃取柱(OASIS MCX, 60 mg/3 mL, Waters公司)。羅丹明B、結(jié)晶紫、孔雀石綠(Sigma公司),用乙腈(色譜純,Fisher公司)配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液。
2.2 色譜-質(zhì)譜條件 流動相A為乙腈,B為0.2%甲酸溶液,流速為0.2 mL/min;進(jìn)樣量:10
SymbolmA@ L;柱溫: 35 ℃,梯度洗脫: 0~1 min, 30%~40% A; 1~2 min, 40%~50% A; 2~3 min, 50%~70% A; 3~5 min, 70%~90% A; 5~6 min, 90%~70% A; 6~7 min, 70%~30% A。電噴霧離子源正離子多反應(yīng)監(jiān)測,毛細(xì)管電壓:3.0 kV;離子源溫度:120 ℃;脫溶劑氣溫度:350 ℃;脫溶劑氣流量:800 L/h;錐孔反吹氣流量:50 L/h。其它質(zhì)譜參數(shù)見表1。
孔雀石綠Malachite329313.*208603834 * 定量離子對(Quantification ion pair)。
2.3 提取 稱取勻漿后的水產(chǎn)品配料調(diào)味醬2 g于具塞離心管中,依次加人1 mL 20%鹽酸羥胺,1 mL 0.1 mol/L對甲苯磺酸,2.5 mL 0.1 mol/L乙酸銨緩沖溶液和12 mL乙腈,漩渦振蕩提取5 min,低溫(5 ℃) 10000 r/min離心5 min。上清液移至另一離心管中,將殘?jiān)鼡v碎,用12 mL乙腈重復(fù)提取,合并上清液;加入5 g中性氧化鋁,漩渦振蕩提取5 min后,低溫(5 ℃) 1
SymboltB@ 104 r/min離心5 min,上清液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,加人15 mL二氯甲烷,10 mL水,振搖2 min,靜置分層,收集下層有機(jī)層,再用10 mL二氯甲烷萃取一次,合并有機(jī)相于40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)近干。
2.4 凈化 依次用甲醇、0.2%甲酸各3 mL活化MCX 固相萃取柱,提取物用6 mL乙腈溶解后過柱,柱流速低于1 mL/min。再用 3 mL 0.2%甲酸,3 mL 50%甲醇淋洗,最后用 3 mL 10%氨水-甲醇溶液洗脫,洗脫液于40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)近干,殘留物用1 mL流動相定容,經(jīng)0.2
SymbolmA@ m濾膜過濾, 供超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定。
3 結(jié)果與討論
3.1 超高效液相色譜條件的優(yōu)化 研究了水-甲醇和水-乙腈兩種體系中水相及有機(jī)相比、添加物的種類(甲酸和乙酸胺)及添加比例對目標(biāo)物分離的影響。結(jié)果表明,選用乙腈-0.2%甲酸做流動相時(shí),3種染料有較好的分離度,且色譜峰峰型良好,混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM及總離子流色譜圖見圖1。
SymbolmA@ g/L)MRM、總離子流色譜圖
Fig.1 Multiple reaction monitoring,total ion curren chromatograms of Rhodamine B,crystal violet and malachite standard solution(10
SymbolmA@ g/L)
3.2 方法檢出限和定量限 對3種物質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在5
SymboltB@ 10
Symbolm@@ 4 ~1.0 mg/L濃度范圍內(nèi)進(jìn)行分析, 線性相關(guān)系數(shù)r≥0.997。在空白樣品中添加目標(biāo)化合物,測得該方法的檢出限為0.18~0.48
SymbolmA@ g/kg。
3.3 回收率、精密度及實(shí)際樣品測定
在空白水產(chǎn)調(diào)味品中添加不同濃度(5.0, 20.0和100.0
SymbolmA@ g/kg)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,測得平均回收率分別為羅丹明B 90.7%~96.8%、結(jié)晶紫78.4%~90.3%、孔雀石綠78.6%~88.9%;日內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%,日間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<15%。用本方法對10份水產(chǎn)調(diào)味品樣品進(jìn)行檢測, 其中一份樣品中羅丹明B呈陽性。
References
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Simultaneous Determination of Rhodamine B,Crystal Violet
and Malachite in Aquatic Flavourings by Solid-phase
Extraction Coupled with Ultra Performance Liquid
Chromatography-Tandem Mass Spectrometry
ZHANG Zhen-Li1,2, ZHANG Pin.1, SHEN Da-Zhong*1
.1(College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Shandong Normal University, Jinan 250014, China)
.2(Zibo Institute of Product Quality Supervision & Inspection, Zibo 255033, China)
Abstract A method was developed for the simultaneous determination of rhodamine B, crystal violet and malachite in aquatic flavourings based on solid phase extraction-ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. The samples were extracted with acetonitrile-buffer, partitioned against methylene dichloride and then cleaned up by a solid phase extraction cartridge. The target analytes were separated on a BEH C18 column with gradient elution using acetonitrile and water (containing 0.2% (V/V) formic acid) as mobile phases. The linear ranges were from 5×10
Symbolm@@ 4 to 1 mg/L with the limits of detection of 0.18-0.48
SymbolmA@ g/kg. The recoveries of the method were 90.7%-96.8%, 78.4%-90.3%, 78.6%-88.9%, respectively.
驗(yàn);多媒體;課外小實(shí)驗(yàn)
〔中圖分類號〕 G633.7 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)17—0051—01
物理實(shí)驗(yàn)是物理研究的一個(gè)重要方法和手段,也是物理教學(xué)的重要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的趣味性可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,實(shí)驗(yàn)的直觀性可以加深學(xué)生對物理概念和規(guī)律的記憶,實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)向性可以啟發(fā)學(xué)生主動思維,實(shí)驗(yàn)的可信性可以強(qiáng)化學(xué)生對概念和規(guī)律的正確認(rèn)識。那么,如何做好物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢?
一、設(shè)計(jì)好演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中扮演著重要角色。但演示不是目的,目的是要通過對演示實(shí)驗(yàn)的講解、練習(xí),讓學(xué)生理解物理概念,掌握物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。所以演示實(shí)驗(yàn)必須與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,如果單純追求形式上的直觀、形象,追求表面上的活躍、有趣,就違背了教學(xué)的初衷。因此,教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,合理恰當(dāng)?shù)匕才叛菔緦?shí)驗(yàn),這樣才能取得良好的教學(xué)效果。教師要預(yù)見到學(xué)生可能會被哪些生動的現(xiàn)象所吸引,思考學(xué)生會不會忽視本質(zhì)現(xiàn)象,還要計(jì)劃好排除這種干擾的有效措施。如果層次不分明,細(xì)枝末節(jié)不回避,就會喧賓奪主,忽視實(shí)驗(yàn)主題。
二、組織好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)主要依靠學(xué)生親自動手,可以把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)感知和思維活動緊密結(jié)合起來,并在操作實(shí)驗(yàn)和匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、組織能力、表達(dá)能力和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。因此,搞好分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生所掌握基礎(chǔ)知識的情況和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ默F(xiàn)狀,靈活地將一些教師做、學(xué)生看的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),既可增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會,培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力,又能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
三、創(chuàng)設(shè)一些開放型的探究式實(shí)驗(yàn)
如果每次物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器準(zhǔn)備、操作步驟、實(shí)驗(yàn)報(bào)告全部都由教師預(yù)先設(shè)計(jì)好,學(xué)生只進(jìn)行“按方抓藥”、“照圖施工”,那么長此以往,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中就不再會有濃厚的實(shí)驗(yàn)興趣,在這樣的實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生差不多是一具“行尸走肉”。因此,教師要適時(shí)、適量地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)組織形式,創(chuàng)設(shè)一些開放型的探究式實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)熟悉實(shí)驗(yàn)的流程后,應(yīng)該嘗試讓學(xué)生親自設(shè)計(jì)方案、選擇儀器、制訂步驟、設(shè)計(jì)表格、收集信息、處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、實(shí)驗(yàn)評價(jià)等,使學(xué)生真正進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究的狀態(tài)和角色中。當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和幫助學(xué)生樹立自主實(shí)驗(yàn)的信心,并對他們的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價(jià),指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中、操作上或思維上的“閃光點(diǎn)”。
探究式實(shí)驗(yàn)不但能使學(xué)生掌握基本儀器的使用方法,基本實(shí)驗(yàn)原理及其設(shè)計(jì)流程,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,能力型實(shí)驗(yàn)的研究對策,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力,敢于懷疑的精神和探索創(chuàng)新的意識等,還能使學(xué)生懂得要變換角度去認(rèn)識同一件事。例如,“測電阻”的實(shí)驗(yàn),可以使用不同器材,不同電路,其方法很多,有伏安法、滑安法、滑伏法、替代法、半偏法等,電路也有內(nèi)、外接法,限流、分壓接法等。
四、使用多媒體技術(shù)
多媒體技術(shù)的普及為物理教學(xué)提供了全新的技術(shù)手段和教學(xué)平臺。首先利用多媒體技術(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),這可以作為真實(shí)實(shí)驗(yàn)的事前準(zhǔn)備,使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前就對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容有所了解。其次多媒體可以模擬中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所無法完成的實(shí)驗(yàn)(如α散射實(shí)驗(yàn)),還可模擬宏觀或微觀的自然現(xiàn)象(如地球繞太陽轉(zhuǎn)、分子運(yùn)動),從而突破實(shí)驗(yàn)條件、空間以及時(shí)間的束縛,進(jìn)行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現(xiàn)在學(xué)生眼前。
五、做好課外小實(shí)驗(yàn)
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn) 有效 策略
在物理教學(xué)中,我們有一個(gè)共識——實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)極為重要的教學(xué)手段,盡管當(dāng)今多媒體網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為物理課堂教學(xué)提供了豐富多彩的平臺,但物理實(shí)驗(yàn)仍然有其不可代替的地位。當(dāng)然并不是說在課堂教學(xué)中有了實(shí)驗(yàn),我們的課堂教學(xué)就一定會是高效的、成功的。在平時(shí)的物理課堂教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題,現(xiàn)做些初淺的分析與思考,聊作拋磚引玉,懇請專家同行不吝指教。
一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析
在平時(shí)的課堂教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題主要與教師的實(shí)驗(yàn)功能意識不強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺少有效的教學(xué)策略、實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)能力不夠有關(guān)。具體表現(xiàn)在以下方面: 1、實(shí)驗(yàn)只重視現(xiàn)象與結(jié)論,忽視了學(xué)生的主體參與和體驗(yàn),學(xué)生處于被動狀態(tài),探究的興趣得不到充分發(fā)揮。 2、演示實(shí)驗(yàn)平鋪直敘,缺乏認(rèn)知沖突,實(shí)驗(yàn)前缺少問題情景的創(chuàng)設(shè),難以激發(fā)學(xué)生的興趣。 3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出出現(xiàn)教師霸權(quán)主義,教師缺乏科學(xué)精神。 4、對實(shí)驗(yàn)裝置“照方抓藥”,缺乏改進(jìn)和創(chuàng)新。 5、實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)單一性,忽略了社會生活資源在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用。
二、對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略
第一,轉(zhuǎn)變觀念。學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀在很大程度上與觀念有關(guān),要促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變觀念是關(guān)鍵。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)樹立新觀念,在課程設(shè)置、經(jīng)費(fèi)投入、師資調(diào)配和其他相關(guān)方面充分考慮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需要。并在一定程度上對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革給予保證。教師要樹立以學(xué)生為主體、發(fā)展為中心的教學(xué)觀。把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物理教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié),啟發(fā)學(xué)生主動獲取知識,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力,認(rèn)真改進(jìn)、大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重心真正轉(zhuǎn)移到以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)上來。
第二,鼓勵學(xué)生充分利用課余時(shí)間做好課外小實(shí)驗(yàn)、小制作,調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性。各種物理實(shí)驗(yàn),從某種意義上說,都是一種特殊的、直觀的實(shí)踐,學(xué)生在動手完成各種小實(shí)驗(yàn)、小制作過程中,思維異常活躍,學(xué)習(xí)欲望高漲,參與意識增強(qiáng),都迫切地希望進(jìn)一步探索問題。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理知識比較深刻、牢固。在我校開設(shè)的自然研究興趣活動課中,我們嘗試了 “測沙子間的動摩擦因數(shù)”、“高空落蛋”、“拍攝自由落體頻閃照片”、“超級肥皂泡”等課本內(nèi)外的一些趣味性實(shí)驗(yàn),并有意識地在教學(xué)中加以講評。它可以活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛,給學(xué)生提供參與學(xué)習(xí)的機(jī)會,并使班級中不同認(rèn)知水平的學(xué)生的求知欲都能得到滿足。
第三,在實(shí)驗(yàn)課中開設(shè)適量的探究式實(shí)驗(yàn)。如果每次物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器準(zhǔn)備、操作步驟、實(shí)驗(yàn)報(bào)告全部都由教師預(yù)先設(shè)計(jì)好,學(xué)生只進(jìn)行“按方抓藥”、“照圖施工”,那么長此以往學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中就不再會有濃厚的實(shí)驗(yàn)興趣,在這樣的實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生差不多是一具“行尸走肉”。因此,教師要適時(shí)、適量地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)組織形式,創(chuàng)設(shè)一些開放型的探究式實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)熟悉實(shí)驗(yàn)的流程后,應(yīng)該嘗試讓學(xué)生適當(dāng)?shù)赜H身經(jīng)歷設(shè)計(jì)方案,選擇儀器,制訂步驟,設(shè)計(jì)表格,收集信息,處理數(shù)據(jù),得出結(jié)論,實(shí)驗(yàn)評價(jià)等實(shí)驗(yàn)過程中的某個(gè)環(huán)節(jié),使學(xué)生真正進(jìn)入科學(xué)學(xué)習(xí)的狀態(tài)和角色。當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和幫助學(xué)生樹立自主實(shí)驗(yàn)的信心,并對他們的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價(jià),指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中操作上或思維上的“閃光點(diǎn)”。對于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,要激勵學(xué)生進(jìn)一步探索、分析原因,從中有所發(fā)現(xiàn)。 通過探究式實(shí)驗(yàn),不但能使學(xué)生掌握基本儀器的使用方法,基本實(shí)驗(yàn)原理及其設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,能力型實(shí)驗(yàn)的研究對策,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力,敢于懷疑的精神和探索創(chuàng)新的意識等,還能使學(xué)生懂得要變換角度、變換問題去認(rèn)識同一件事,例如:測電阻的實(shí)驗(yàn),可以使用不同器材,不同方法,不同電路,其方法很多,有伏安法、滑安法、滑伏法、替代法、半偏法等,電路也有內(nèi)、外接法,限流、分壓接法等。而共同點(diǎn)都是應(yīng)用了部分或閉合電路的歐姆定律。
第四,使多媒體技術(shù)成為高中物理實(shí)驗(yàn)的重要補(bǔ)充手段。多媒體技術(shù)的普及為物理教學(xué)供了全新的技術(shù)手段和教學(xué)平臺,并使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代特性得到進(jìn)一步發(fā)揮。首先利用多媒體技術(shù)可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn),這可以作為真實(shí)實(shí)驗(yàn)的事前準(zhǔn)備,使學(xué)生在做真實(shí)實(shí)驗(yàn)之前對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容有深刻的了解,從而提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果;其次可以仿真中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所無法完成的實(shí)驗(yàn)(如α散射實(shí)驗(yàn)),同時(shí)可仿真宏觀或微觀的自然現(xiàn)象(如地球繞太陽轉(zhuǎn)、分子運(yùn)動),還可以仿真極快、或極慢的實(shí)驗(yàn)過程(比如自由落體等),從而突破實(shí)驗(yàn)條件、空間以及時(shí)間對高中實(shí)驗(yàn)的束縛,進(jìn)行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前,就會使學(xué)生加強(qiáng)認(rèn)識,理解透徹;再者采用攝像機(jī)和電子計(jì)算機(jī)等手段來演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場直播,可以提高實(shí)驗(yàn)可見度,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效果。在“電阻定律”演示實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)儀器較多,實(shí)驗(yàn)中既要改變線路連接方法,又要讀出電流表、電壓表的讀數(shù),學(xué)生很難觀察,而且只用實(shí)物投影儀不能將實(shí)驗(yàn)操作過程和電表讀數(shù)全部投影到大屏幕上。針對這種情況,結(jié)合電教設(shè)備,采用攝像機(jī)對演示實(shí)驗(yàn)的操作過程進(jìn)行課堂實(shí)錄,再將信號直接送到計(jì)算機(jī)中,通過大屏幕現(xiàn)場直播。全班同學(xué)對實(shí)驗(yàn)線路的連接、教師的操作過程,電表指針偏轉(zhuǎn)情況及讀數(shù),都看得一清二楚,提高了實(shí)驗(yàn)可見度,收到了非常好的效果。
第五,改革考試方法,注重實(shí)驗(yàn)考核。在以前的物理考試中,針對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,特別是實(shí)驗(yàn)操作技能的考試很少,實(shí)驗(yàn)考核不全面。學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)考試要求把理論考試和實(shí)踐操作結(jié)合起來,全面反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。在統(tǒng)計(jì)學(xué)生成績時(shí)實(shí)驗(yàn)考核分?jǐn)?shù)也應(yīng)占一定比例,從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】物理;課堂教學(xué);問題 情境
In physics classroom instruction question situation establishment
ZHUQin-he
【Abstract】 physics classroom instruction process should be by unceasingly proposed the question and solves the question way to gain new knowledge the process. Therefore diligently establishes the appropriate question situation in physics classroom instruction, causes the student cognition conflict through the question, arouses the student intense question to realize and to inquire into the motive, initiates the student positively to ponder, thus independently solves the problem, develops its thought ability creativity.
【key word】 physics; Classroom instruction; Question situation
【中圖分類號】:C633.7
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】:A
【文章編號】:1673-4041(2007)10-0149-02
縱觀整個(gè)科學(xué)發(fā)展史,幾乎每一次質(zhì)的飛躍都從問題開始,可見問題是科學(xué)創(chuàng)新的起源。我國著名教育家陶行知先生曾經(jīng)說過:“發(fā)明千千萬,起點(diǎn)是一問”。所以新課程標(biāo)準(zhǔn)在大力提倡探究性學(xué)習(xí),即問題解決式學(xué)習(xí)。探究性學(xué)習(xí)旨在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題,以至發(fā)現(xiàn)、提出問題的能力,從而提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。這就要求教師在教學(xué)中必須把學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容巧妙地轉(zhuǎn)化為問題情境。
1問題情境與物理教學(xué)
問題情境就是一種具有一定的困難,需要學(xué)生努力去克服(尋找完成任務(wù)的途徑、方式),而又在學(xué)生能力范圍內(nèi)(即通過努力可以完成)的學(xué)習(xí)情境。
根據(jù)認(rèn)知理論,物理課堂教學(xué)過程應(yīng)該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的過程。因此在物理課堂教學(xué)中應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境,通過問題引起學(xué)生認(rèn)知的沖突,激起學(xué)生強(qiáng)烈的問題意識和探究動機(jī),引發(fā)學(xué)生積極思考,從而獨(dú)立地解決問題,發(fā)展其思維能力的創(chuàng)造性。
2問題情境的創(chuàng)設(shè)
問題情境的創(chuàng)設(shè)主要是通過恰當(dāng)?shù)那榫?,提出問題。使教學(xué)內(nèi)容具有新奇性,從而使學(xué)生產(chǎn)生好奇心和求知欲,極大地激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)和興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提出問題、解決問題的能力。
2.1利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),各種物理實(shí)驗(yàn)以其直觀性、形象性為學(xué)生提供了豐富的感性材料,使其充滿著趣味性、思維性、挑戰(zhàn)性、探索性和創(chuàng)造性,能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。因此利用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的魅力創(chuàng)設(shè)問題情境,可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性,有利于教師引導(dǎo)學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題,從而揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)、探究物理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。
教學(xué)實(shí)例:在教學(xué)“動量”內(nèi)容時(shí),我就先用“高空落蛋”的實(shí)驗(yàn)拉開序幕:將細(xì)繩一端栓牢一只氣球(內(nèi)置一枚雞蛋,氣球內(nèi)不充氣)后跨過一米高的支架,將雞蛋緩慢地拉起一定高度后放手,使其直接落于桌面上,其結(jié)果可想而知;因而,當(dāng)我再次重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí),同學(xué)們屏注呼吸,眼睛緊盯住雞蛋,一顆顆原來平靜的心也仿佛被提起來了,而我卻偷偷地在雞蛋的正下方放上一塊海綿墊,結(jié)果下落的另一枚雞蛋完好無損。然后問學(xué)生:這是為什么?從物理本質(zhì)上看,又該怎樣解釋呢?這時(shí)學(xué)生的思維高度集中,迫切希望找到問題的答案。我就組織學(xué)生討論,提出問題,交流解釋。經(jīng)過一系列的問題探究之后,學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì),掌握了有關(guān)的一系列知識,而且極大地激發(fā)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。
2.2聯(lián)系社會生活,創(chuàng)設(shè)問題情境。利用學(xué)生熟悉的生產(chǎn)、生活情境,以及所關(guān)心的熱門科技話題,創(chuàng)設(shè)問題情境,可以使學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義,使學(xué)生感到學(xué)有所得,學(xué)有所用。這樣容易激發(fā)學(xué)生的愉悅心情,觸發(fā)學(xué)生的情感和求知欲,提升學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)實(shí)例:針對教學(xué)和生活中碰到的實(shí)際情況,例如:①為什么你在行駛的火車上發(fā)現(xiàn)近處的樹木后退,而遠(yuǎn)處樹木前進(jìn)? ②為什么海水看上去是藍(lán)色的,而捧起來卻是無色的?③為什么小汽車前面的玻璃是傾斜而非豎直的?④為什么不彎腿就跳不高?⑤為什么鍋式衛(wèi)星電視接收天線都指向同一方位?⑥“神舟6號”飛船與我們所學(xué)的哪些物理知識有關(guān)?等等。這一系列現(xiàn)實(shí)性的問題,從生活實(shí)際出發(fā),極易引發(fā)學(xué)生的關(guān)注和思考,提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣,同時(shí)還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會,了解物理在社會發(fā)展和人類活動中的重要作用。
2.3利用新舊知識的聯(lián)系,創(chuàng)設(shè)問題情境。教師在教學(xué)中應(yīng)尋求新舊知識之間的聯(lián)系創(chuàng)設(shè)問題情境,誘發(fā)學(xué)生積極主動地探究學(xué)習(xí),促進(jìn)新知識的增長。
教學(xué)實(shí)例 學(xué)生在初中學(xué)習(xí)了作用力與反作用力,在講述牛頓第三定律時(shí),很多同學(xué)認(rèn)為,在拔河比賽中,既然雙方的作用力與反作用力大小相等,應(yīng)該不會分出勝負(fù),而實(shí)際上卻總有一方獲勝,這是否違背牛頓第三定律?勝負(fù)的決定因素是什么?我讓高大壯實(shí)的男同學(xué)(體育委員、腳穿溜冰鞋)與一文靜瘦弱的女同學(xué)現(xiàn)場進(jìn)行拔河比賽,問同學(xué)們女同學(xué)能贏嗎?為什么?有人說“能”,有人說“不能”,強(qiáng)烈的知識沖突激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。
2.4利用信息技術(shù)和多媒體,創(chuàng)設(shè)問題情境。多媒體集文字、圖形、圖像、聲音、動畫、影視等各種信息傳輸手段于一體,具有很強(qiáng)的真實(shí)感和表現(xiàn)力,可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對于一些抽象不可見難理解的概念、原理,利用信息技術(shù)和多媒體創(chuàng)設(shè)問題情境,可以吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的探究興趣。
教學(xué)實(shí)例:在“機(jī)械波”的教學(xué)中,對機(jī)械波為什么傳遞的只是振動形式和能量,而不是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移,很多學(xué)生對此難以理喻。都想探究其原因,但苦于此模型太抽象,效果不佳。通過利用多媒體技術(shù)播放水波和聲波的產(chǎn)生傳遞過程,把抽象的波直觀形象地展現(xiàn)在同學(xué)們面前,一下就吸引了學(xué)生的注意力,增強(qiáng)了學(xué)生的探究欲望,同時(shí)也大大增強(qiáng)了探究效果。
3創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
3.1情境的素材要有針對性。問題情境的創(chuàng)設(shè),必須基于對學(xué)生已有知識經(jīng)驗(yàn)和教材內(nèi)容的全面的、科學(xué)的分析。要深入分析和挖掘教材內(nèi)容中蘊(yùn)含著有能力價(jià)值和情感價(jià)值的知識,利用這些知識作為情境素材,創(chuàng)設(shè)問題情境,才能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。
3.2問題要有方向性。教師通過情境要把問題設(shè)在學(xué)生有疑之處,這樣的問題才能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的探究興趣。而問題一旦得以解決,學(xué)生就會有“柳暗花明”的感覺,有極大的成就感,從而激起進(jìn)一步探究的欲望。
3.3問題要難易適度。所謂問題難易適度,是指教師提出問題既有一定的難度,又要學(xué)生經(jīng)過努力可以解決。這樣的問題是引起學(xué)生探究,激發(fā)學(xué)生思維的重要條件。問題過于簡單,不能激起學(xué)生的探究興趣;問題過難,又會使學(xué)生感到力不從心,無從下手,可能會失去繼續(xù)探究的興趣。
總之,在物理教學(xué)中,教師應(yīng)該認(rèn)真分析教材,結(jié)合認(rèn)知理論,努力創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)還應(yīng)該根據(jù)創(chuàng)設(shè)的情境,積極鼓勵學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,為進(jìn)一步的探究性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)