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物理实验论文

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摘要:实验作为物理研究的基本方法,在学习物理知识,探究物理知识上都显得十分重要。实验教学既是物理知识和技能教学的基础,也是实施素质教育的一种主要渠道和有效手段。在中学物理教学中,根据不同的教学目的和要求,制定计划、设计实验探究掌握物理知识,在实验教学中加强学生的观察能力和动手能力的培养,进而提高学生学习的兴趣。
【关键词】
  • 物理 实验 物理实验

对应用信息技术辅助中学物理实验教学的思考

论文关键词:信息技术 中学物理实验 素质教育

论文摘要:实验作为物理研究的基本方法,在学习物理知识,探究物理知识上都显得十分重要。实验教学既是物理知识和技能教学的基础,也是实施素质教育的一种主要渠道和有效手段。在中学物理教学中,根据不同的教学目的和要求,制定计划、设计实验探究掌握物理知识,在实验教学中加强学生的观察能力和动手能力的培养,进而提高学生学习的兴趣。在信息技术高速发展的今天,应用信息技术教学已备受同学们的喜爱。利用信息技术进行中学物理实验辅助教学,是许多传统教育无法比拟的,但应用信息技术完成中学物理实验教学也不是什么都行,这确实是有利有弊,结合个人多年来的教学实践,我认为此种教学方式值得推敲和改善。本文通过分析我们在中学物理实验教育的现状,如何巧妙应用信息技术进行中学物理实验教学,应用CAI示范在中学物理实验中存在的局限性和团难,更好的搞好中学物理实验教学,推进素质教育发展。

随着素质教育的推进,国家对基础教育的重视,实验教学已得到相应的发展,对实验教学的重视程度也越来越高,从“普实”工作中可以看出,特别是处在西部的农村中小学。“普实”确实为我们带来了实验器具,建立了领导小组专管实验教学,完善了实验教学制度。可这些“坛坛罐罐”是些学生玩腻了的东西,没有新鲜感,巧妙应用信息技术完成中学物理实验教学可以很好地解决这一问题,并会带来与传统实验教学达不到的教学效果。

在信息高速发展的今天,大力推进素质教育发展,在中小学开展普及实验教学,让学生更直观准确地获取科学文化知识,利用现代信息技术开展实验教学更能表现出传统课堂的教学不足,更能让学生高效直观的获取科学文化知识和方法,下面仅以在中学物理实验教学中应用信息技术的经验说明。

一、将现代信息技术与中学物理实验教学整合

信息技术是CAI理论与实践的自然演进和发展的产物。它是以$t3g机、多媒体和网络通讯为基础的教学。将现代化信息技术融合到中学物理实验教学中,与中学物理实验教学有机结合,发挥现代信息技术的优势,增进中学物理实验教学效果;另外可以使基础知识和技能的培养与中学物理实验教学过程紧密结合起来,让信息技术真正成为学生学习的工具和获取知识的手段,从而有效地推进中学物理实验教学。这顺应教育信息化潮流的需要,符合我们“素质教育”的要求,在中学物理实验教学中巧秒应用现代信息技术还可以优化课堂教学。

二、现代信息技术辅助中学物理实验教学的优势

物理学是研究自然界物质结构、物体间的相互作用和物体运动规律的学科。它除传授知识和技能外,更注重物理思想、方法的启发。培训学生理解能力,思维能力及综合分析能力。物理实验是进行物理教学的主要手段之一,利用现代信息技术的模拟功能,能够把一些抽象的理论内容,不易观察清楚,难于操作的或现实中不可能直接操作的实验内容,直观的显示屏幕上,形成感性的认识,有利于物理概念理解,物理规律归纳总结。

1.运用现代信息技术模拟物理现象不明显或难以操作的演示实验。如光的直线传播、日食、月食,让学生有清淅的印象,更深人地理解日食和月食的成因,实现教学目标。

2.运用现代信息技术模拟难以直接再现的物理现象。如:电荷的定向移动、磁场磁感线、核爆炸过程(原子核裂变和聚变)、地震等。通过模拟,并在模拟中加入声音,色彩与之形成对比的环境现象更加逼真,让学生有身临其境的感受。还可以加深学生的空间想象力,培养学生抽象思维能力。

3.运用现代信息技术演示在中学物理实验教学中受设备、地理位置等限制的实验。如:太空失重、核电站、观察原子结构。这对学生的理解有一个感性认识的帮助。

4.运用现代信息技术进行实验教学可能节省资金和能源,弥补农村中学实验器材不足,减少使用实验耗材。如在中学电学实验中,不少同学总会损坏器材,相应还带来了安全因素。运用现代信息技术实验不但可以减少损坏器材,还可以增强学生动手能力和实验信心,培养学生发散思维能力,相应的安全教育工作更是得到加强。

运用现代信息技术演示实验,可以帮助学生尽快理解实验结论,防止学生想象力缺乏。如透镜成像演示,物体沿主轴由远及近向透镜移动的过程中像的大小及运动距离变化。运用现代信息技术进行实验教学学生有了实验的感性认识。进而进行理性分析,归纳掌握知识和技能。

三、现代信息技术在中学物理实验教学中存在的局限性

信息技术使用不当,会造成违背客观规律的后果,使教学效果适得其反。目前在计机辅助中学物理教学实践中,很大一部分课件是预先设定好的程序来模拟实验,有的学习课件通过建立教学模型,模拟实验仪器、仪表和元件,虚拟实验室,这样限定了学生进行研究性实验,使物理实验失去了探究的作用,没有体验实验,怎能总结经验?这样做将不利于激发学生的学习动机,提高学生学习物理的兴趣;不利于培养学生的观察能力,在实验中需要通过自己的观察获取信息;不利于培养学生的思维能力和科研能力,实验中常出现一些意想不到的现象,解释这些现象的过程中,思维形式很活跃;还不利于实现因材施教,实验所涉及的基本概念,实验原理,设计思想形式多样,为不同类型的学生提供了发展平台。如果用计算机的模拟来代替实际的实验操作,那么物理实验在教学中应起的作用就无法实现,因为所有的过程都是人为预设的,不会有新的疑问,这不利于素质教育推进,培养的是纸上谈兵,做的“理想”实验。另外现代信息技术还可能造成教师和学生的思维分散,注意力集中不到一块去等。

现代信息技术只是一种辅助教学工具,不可能完全代替教师的指导作用,也不可能取代实验探究。我们在设计和设施实验教学时,要本着开放学生思维、提高学生技能、培养学生的创新意识和严谨的科学探究精神。合理利用现代信息技术在物理实验教学中的优势 ,提供给学生探究学习的空间,让学生自主地学习,以提高教学效率,培养新时期的新型人才。

分析工科大学物理实验教学改革

导读:大学物理实验作为大学生的一门重要科学实验课程。教学改革,浅析工科大学物理实验教学改革。 关键词:大学物理实验,教学改革 大学物理实验作为大学生的一门重要科学实验课程,不仅让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更主要的是培养学生严谨的科学思维能力和

创新意识,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,激发学生科技创新能力[1]。

近年来,各工科院校对物理实验教学进行了全方位、多层次的改革,取得了一定的成绩,但也存在一些问题[2]:一是从教学方法上来看,教师多以“言传身教”为主,这种“ 填鸭式”教学方法难以激发学生的学习兴趣,不利于培养学生的创新能力;二是从实验内容上来看,验证性实验较多、与物理科学的前沿比较接近的实验较少;三是教学手段、技术与设备落后,计算机辅助教学作用未能得到充分发挥,计算机和网络技术在教学中的应用程度较低。因此,必须对大学物理实验的教学内容、教学方法和教学手段进行改革。

1 改进实验内容

物理实验教学在不同层次人才培养中的定位、要求和作用应该有所区别。比如,研究型或学术型人才培养与应用型人才培养在物理实验课程的教学摘要作用。此类实验应在教师指导下由学生自主完成,并可让学生尝试通过方式整理、总结实验结果。以上三类实验在大学物理实验教学体系中应以提高型实验为主体,三者相辅相成,共同促进实验教学效果的提高。

2 改革教学方法[2]

首先应在如何引起学生对做实验的兴趣上做文章;其次应在如何提高学生的创新意识和创新精神上做文章。比如,如何在物理实验教学中鼓励学生提出问题?如何提高学生在物理实验中提出问题的能力?

2.1 采用启发、引导和讨论式教学法

对于综合性实验和一部分较难的基础性实验,为了体现教师的主导作用和学生的主体作用,教师可以采用启发、引导和讨论式教学法。教师可以要求学生进实验室时必须提交预习报告,内容包括本次实验的目的、内容和步骤等。然后,教师简要介绍实验原理和做实验时的注意事项,启发学生思考这次实验所用的仪器是否还有其他用途。教师在提出问题和分析问题时要尽量调动学生的兴趣。让学生积极思考,主动索取知识。实验过程中,教师要全场巡视,帮助学生解决在实验中遇到的共性问题。,教学改革。,教学改革。

2.2 采用探究式教学法

对于设计性实验,教师最好采用探究式教学法,即教师不介绍设备、 仪器的使用方法,而是让学生自己阅读教材和仪器使用说明书,接着由学生集体讨论、交流各自的实验预习报告,介绍实验方案,汇报测试过程、分析结果,教师再提出问题,启发学生,并引导学生展开讨论,最后完成实验。,教学改革。这种课堂上的互动不仅能培养学生主动参与、独立思考、积极探索的精神,为他们终身学习打下良好的基础,而且能增强学生的竞争意识和进取意识,锻炼学生的口头表达能力。,教学改革。

3 引入现代教育技术

3.1利用多媒体技术

利用多媒体技术可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真,利用数据处理和逻辑判断功能对实验结果进行分析和预测,将静态变为动态,使声音、图像、动画、文字有机地组合在一起,增强教学活力,激发学生的学习兴趣,改善实验教学效果。东南大学物理实验中心针对教学中存在的问题:(1)新的实验教学体系对教师的要求明显提高,突显出了优质教师资源的短缺;(2)难以实现对学生个性化深层次的指导;(3)面向广大学生全面开放,实际管理操作上有困难,他们构建了信息平台,引入计算机作为助教,改变传统实验教学师生单一交互的局面,建立新型教学关系,创建物理实验课程“多重交互”教学模式,取得了良好的教学效果。

3.2 建立实验室物理教学网站

学生可以根据中心提供的网址登录网站,在网上了解每学期的实验设置和内容介绍等情况,根据选课规则选择自己在本学期要做的实验题目和实验时间,以便更好地安排时间预习功课。在这一方面,复旦大学物理实验中心建立的教学网站被学生称为自己的维基百科,人人参与编辑,灵活、快捷、全开放。2007年7月1日开通以来,点击量已经突破了380万次,平均3000次/天,形式改变带来了互动教学质的变化。

大学物理实验课程是大学物理教学环节的重要组成部分,对于工科学校而言,物理实验课程尤其重要。实验课程具有课堂讲授所无法比拟的优势,直观性、操作性以及学生在实验中的主动性、 探索性和创造性,是实验课程的主要特点。,教学改革。任何学科都不是一成不变的,都必须适应形势的发展和变化。,教学改革。在信息时代到来的今天,工科大学物理实验教学需要在实验内容、教学方式、师资培养等方面不断改进,才能形成合理的、适合本校特色的大学物理实验教学体系。

怎么开发物理实验的各种资源

搞好实验教学是全面提高学生科学素养的重要途径,也是利用和开发课程资源的表现。怎样更好地开发和利用实验资源呢?笔者结合自己实际教学略谈三点,希望老师们提出意见。

一、挖掘实验室资源,提高实验器材的利用率

1.开放实验室,增加学生实验次数。

要充分地开发和利用实验室的丰富课程资源,必须改变实验室的封闭式管理状态,通过建立开放性实验室鼓励学生主动利用实验仪器进行各种探究活动。探究题目可来源于教材或课外习题,根据题目猜想假设、制定计划、选择器材、进行实验、分析论证、评估交流,让学生自由探究。这一活动对突破教学难点和提高学生探究能力大有裨益。

2.开发实验器材,力争做到一物多用。

如何能充分利用实验室现有的实验器材,让实验器材的性价比更高,这是新课改对实验老师提出的新课题。在教育教学中,我们开动脑筋,不断尝试将实验室里的器材加以组合或开发,可以让一个器材完成更多的实验探究。比如:试管,我们可以充分发挥试管在教育教学中的作用,利用试管探究音调问题。用嘴对着空试管吹,让其发声,再在试管中加一些水,再对着试管口吹气,让学生去体会声音的不同,从而去感觉音调;在学习大气压强的时候,可以做“大小试管”的实验(图1),让学生体会大气压强的存在。在学习浮力的时候,可以利用试管制作浮沉子(图2)演示上浮、悬浮、下沉。还可以制作潜水艇模型演示潜水艇原理(图3);再如:激光笔和平面镜是用来探究光的反射规律的,我们还可以用它改变光传播路径的功能将桌面发生的微小形变加以放大(图4),使学生看的更清楚。以上实例说明其实只要我们开动脑筋、多思考、充分利用实验器材,开发更多的实验,让实验器材可以发挥更大的作用。

二、挖掘生活资源,体会生活处处皆物理

1.用身体做实验。

身体是学生自身的物理实验资源,每个人都有且不受时间、地点的影响,随时随地可以进行。通过切身的体验更能加深理解所学知识。例如:在研究声音产生的条件时,可让学生用手摸自己发声时声带的振动;在学习杠杆的应用时,可让学生用手拿字典,感受费力杠杆省距离;在研究摩擦力的时候,可让学生两手心相对,感受两手滑动时摩擦力的存在。通过增加两手的压力,感受摩擦力的变化;学习做功改变物体内能时,可让学生双手互相搓一搓,体会温度变化;学习气体压强与体积的关系时,让学生吸气和呼气体会体积变化等等。实验简单,又加深印象,一举两得。

浅议初中物理教师在物理实验教学中的主导地位

[关 键 词] 新课程标准 教育目标 物理实验 学生心理特点 教师角色变换

[内容摘要] 物理实验在中学阶段物理学习中具有不可获缺的地位,而在这一重要领地中,物理教师如何发挥其主导地位就显得异常重要,本文就物理教师在物理实验中应处的角色进行了探讨。

引 言

物理学由实验和理论两部分组成,物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础;物理学理论则是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括

——《物理课程标准》

“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”。一时间,这句话成了物理教学中的“经验之谈”,也成了部分教师放弃实验教学的“理论依据”。更有高级一点的教师则通过Flash 动画“做”实验,却绝不动手或亲手做演示实验或指导学生进行实验,理由是“实验有风险,可能测不出理想的数据”,而Flash 动画则不然,一切尽在掌握之中,数据要多理想有多“理想”,画出的实验图像要多好看有多“好看”。省时、省力、省心,三省在手,何乐而不为乎?

以上种种,究其原因,却是“教育目标”的丧失,或者至少是对当前新《课程标准》规定的育人目标的不理解。

“初中阶段要求学生掌握必要的文化科学知识和基本技能,具有一定的自学能力、动手操作能力,以及运用知识分析和解决问题的能力,初步具有实事求是的科学态度、掌握一些简单的科学方法……”

而初中学生心理特点也决定了科学实验在这一阶段学生中所处的重要地位。

初中生正处于从经验型抽象逻辑思维向理论型抽象逻辑思维的转变过程中,经验型抽象逻辑思维在很大程度上仍然是直接与感性经验相联系的,仍然需要由直观的形象来支持。学生通过自已的亲自实验,就能通过眼观手动获得他们所需要的经验。

鉴于此,初中的物理课程,应在小学开展的一些基于现象的探究活动基础上,开展教师指导程度不同的具有一定认知能力要求的实验探究活动,这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。

可见,物理实验课程是符合学生身心发展规律的,物理实验教学的成功于否,直接关系到学生能力的培养和物理教学的质量。

当然,初中生在实验中还存在种种问题,如尽管大多数的初中生对实验有浓厚的兴趣,也乐于动手实践,在实验中表现得积极主动,但总体上来说,由于受到各方面因素的制约,再加上初中学生实验能力较低。因此初中物理实验教学质量往往并不理想。这也是很多教师不愿做实验的主要原因之一。

如何充分发挥教师的主导地位,让实验课堂充满生机和活力,成为学生能力发展的推进器?就是我们需要多思考的问题。

一、做导游,引导明确目的,弄清原理和方法

导游的任务是为游客提供服务,向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等,我们这里的导游任务也大同小异,是为学生提供指导,指导学生明确实验目的,弄清实验的基本原理和基本方法。

指导学生明确实验目的,是让他们做好学生实验的第一步。所谓“明确实验目的”即要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确,不能根据教材要求很好地理解它,则会在实验时面对眼前的仪器束手无策,此次实验活动必然“收获无几”。也只有明确了实验目的,才能使自己成为实验的主人,为实现真正的科学探究打下坚实的基础。

实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据,若不能很好地掌握实验的原理和方法,做实验时就没有了可遵循的原则,当然也多半会在实验中“事倍功半”。

此过程中,教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游,既要告诉学生知识的要点,也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习,也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。

二、做工程师,精心设计实验,细心选取器材

实验的设计和选材,可是关系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一,如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节,实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师,精心设计学生的实验过程,并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。

实验的设计包含的要素较多,①注重实验方法;②尽量减小实验误差;③设计的步骤科学可行;④符合初中阶段学生的认知规律等。

器材的选择往往被部分教师所忽视,其实:它是实验设计过程中的异常重要的一环,有时甚至能左右实验的成败。

以笔者教学《熔化与凝固》一节为例,其中的一些经验与教训很能说明问题。

课前,先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。

先在10班上时,师生共同学习了熔化、凝固定义后,很自然过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了,共同讨论实验方法时,同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验,不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”,在冰的选择上,我采用通常的碎冰(即用锤子将冰块一一敲碎)装入大试管,进行实验,结果却并不理想。小结如下:①缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现;②冰在熔化过程中,虽经不断搅拌,即温度却仍有小幅振荡;③熔化过程过短(3.5min),不足以在学生中产生强烈印象……

痛定思痛,在3班再上本节课时,我对实验的器材作了根本改变:①变贮冰保温瓶单层为“双层”,在夹层中装入—10℃的20%酒精,从而可控制实验时碎冰的初温达—6℃左右,可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温 而物态却并不变化的过程;②变碎冰为霜,使颗粒更细小,受热更均匀,甚至无需搅拌;③变水浴为空气浴,即通过冰从空气中吸热给冰“加热”,使冰得以缓慢吸热。实验中,经4~5 min后,冰温度达到了0℃,此后经历了“漫长”的15min的熔化时间,这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前老师也未见过的过程,收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰,冰化水水温不升”这句话的含义。

怎么样,工程师的地位不可或缺吧!

三、做主持,启发思维碰撞,引来百花齐放

学生实验时,应创造一个相对开放的环境,对其探究内容不过统得过死,否则可能会扼杀了学生的创造性。而开放实验的结果必然会带来百花齐放的局面,此时的物理教师更应是一个激情澎湃的主持人,为这一伟大的思维碰撞时刻推波助澜。以笔者去年上的一节公开课《光的折射》为例,即可见一斑。

我给每位同学准备了一杯热水(热水的水雾可用于显示光在空气中的光路),一只激光手电筒,一张硬白塑料片,一只空塑料杯,一只长吸管等,让学生在学习了光的直线传播及光的反射的基础上,结合自习,自主探究光的折射规律。得到的结论比平时单纯由老师演示得出结论要好得多。

实验讨论时,我作为“主持人”,让同学们广开言路,各抒已见,结果呢?经统计,本节课,学生探究后,共提出了这样一些有意义的探究结论参与实验后的总结交流:①、光从空气中斜射入水中,改变传播方向,且偏向法线;②、增大入射角,折射角也随着增大;③、光从空气中垂直射向水中时,不改变光的传播方向;④、光从水中斜射入空气中时,光的传播方向改变且偏离法线;⑤、在④结论中,当入射角增大到一定时候,没有光线进入空气;⑥、光线在水中也是沿直线传播的;⑦、光斜射到空杯底某点,慢慢加水后,点向法线方向靠近;⑧、斜射入水中的吸管看上去向上弯折了;⑨、竖直放的吸管从上面看上去在水中的部分好象变短了,而从旁边看过去,好象变粗了……

在这百花齐放的时刻,听课者情不自禁为这些可爱的学生的探究精神所感动,相信我们大家都体会到了有一种东西在发生着质的升华吧!

四、做导师,纵论实验得失,升华实验成果。

实验的及时总结,可以说是至关重要的。此时就是作为学生学习上的导师发挥作用的时候啦!

实验中虽有百花齐放之乐,却也需“去伪存真、去粗取精”。导师此时的作用可谓“画龙点睛”,不失时机的点评实验的得与失可加深对实验结论的理解和掌握。必要时,你这位导师还应采用更为直观的方法来帮助学生找寻实验数据间的联系。图像法就是一个不错的选择。

用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点,通过图像的比较,学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律,这种直观印象有时能透过事物的本质,诱使人们做更深入的探讨,利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了,能起到一般计算法所不能起到的作用,可以使物理概念得到进一步拓展,而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来,启迪学生的创新意识,培养创造能力,提高学生的综合能力。而这些都是学生通过自学不可能达到的啊!

教师的这些角色变换,使教师从单纯的知识传授者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。而教师也可以在参与指导的过程中吸纳新知识,成为学生的学习伙伴,和学生探索新知,建立了新型的师生关系。同时面对新的课题、新的要求,将不断激励自己刻苦钻研,提高自身的专业水平和研究能力。相信到那时,师生们均可在这一和谐氛围中共同进步,共同成长。

初中物理实验模式探析

【摘要】物理实验是苏科版物理教材的一大特色,而传统物理实验教学多侧重于实验的严谨性、物理知识的验证方面,使得实验器材、步骤、方法被固化。“活动单导学”模式的应用,突显物理实验的自主建构特色,增强学生的探究兴趣。

【关键词】初中;物理实验;活动单导学

实验是物理学科的基础,也是引导学生探究物理现象,增进学生物理素养的重要途径。苏科版物理实验较多,在实验教学目标上呈现多维性。既有实验知识的学习,还有实验技能的训练,同时还需要从实验过程中培养学生的问题意识、猜想能力和探究能力。但传统的实验教学被限定于“照方抓药”的教学格局,脱离实验教学趣味化、科学化、灵活化。“活动单导学”模式的应用,将贴近学生生活实际经验作为问题导向,来融入物理实验原理、实验设计过程,从而增强学生的实验兴趣。

一、传统实验教学设计的弊端与不足

苏科版物理实验教学多依据配套的实验教材,以实验报告形式进行编排和呈现,让学生从中探究物理实验。以“水的沸腾”实验教学为例,目的是为了让学生观察水加热及沸腾过程中的变化,并从温度变化中进行填写表格。其中,实验装置及器材选择较为科学、严谨,学生可以调整石棉网高度、酒精灯火焰来进行加热处理。最后,根据实验任务,当水温达到90开始记录温度计读数,然后填写以时间为横轴、以温度为纵轴的平面直角坐标系,来探析水温与加热时间的过程变化图像。从整个实验编排与设计流程来看,整个实验教学过程流畅、步骤清晰,学生根据实验报告来进行观察、记录并填写,即可完成实验任务。不过,对于物理实验教学,不能仅仅是照搬实验过程,其成效并非理想。虽然教师在实验中也反复强调观察温度计的变化、留心烧杯里气泡的产生、以及声音的变化,还有杯口的“白汽”现象等等,这些问题于学生而言,并不能很好的理解实验任务。因此,实验中的弊病仍然较多。如学生不明确观察的具体现象,学生不知道应该记录那些实验数据,学生不理解如何进行实验数据分析,如何从数学图像中来研究物理现象等等。总体来看,对于物理实验报告的照搬,并不能突出实验教学的目标和任务,学生也未能从中感受到不同实验器材、实验布置的合理性,反而增加了实验教学的盲目性。

二、以“活动单导学”来构建实验教学流程

藉由上述疑问,以“探究电路中电流与电压、电阻的关系”为例,来应用“活动单导学”实验教学模式。从实验目标上,首先确立实验探究活动,引领学生从具体电路中来分析电流、电压、电阻的关系。其次,细化实验任务,让学生明确对“同一段导体”两端电压、电流、电阻进行测量,并学会控制变量法的使用;能够将实验数据进行填表,并处理,挖掘物理规律;能够解决实验中的一些其他疑难问题。再次,设置“活动单导学”实验步骤,分为三项:第一项为问题假设,设置物理情境,提出问题及假设;第二项为器材选择与方案设计,结合实验活动,明确研究对象,并探究实验方法,如何构建实验方案,记录那些实验数据,如何处理实验数据;第三项为实验过程实施;第四项为讨论与总结,将实验数据进行整理,并探究电流、电压、电阻三者的关系,得出最后结论。另外,围绕该实验探究活动,制定实验数据表格。

三、“活动单导学”教学成效

从“活动单导学”实验探究模式来看,其目标及所运用的实验器材、实验方法依然与实验配套教材中的实验报告具有相似性,但在“活动单导学”实验教学中,学生成为实验探究的主体,教师从明确实验任务、设计实验流程等方面,充分发挥学生的自主性。如利用生活情境的构设,来引出“电流、电压、电阻”的实验假设,并让学生从实验器材选择、实验方案设计中逐步探究,突显了学生的能动性。同时,在“活动单导学”实验教学中,我们整个实验过程分成若干实验活动,对每个活动都明确了实验目的,讲究实验过程的阶梯性、层次性,逐步引导学生厘清实验思路,分析实验现象,拓宽实验思维,增进实验探究,推动实验问题走向实验目标。所以说,在“活动单导学”实验设计中,对于问题的假设与思考活动,我们围绕实验探究任务进行了细化,也考虑到“跳一跳够得着”的难度层级化特点,让学生能够在每个实验活动中,可以通过小组协作方式,将自我思考与合作讨论应用其中,挖掘学生的实验体验,拓宽学生的实验视野,增强学生在实验过程中独立思考,最大限度挖掘实验教学的作用。“活动单导学”实验教学模式,教师以“总指挥”角色来贯穿于实验过程中,而“打仗”任务交由学生自己来完成,每一项实验任务都好比一场竞赛,学生参与实验活动,设计实验方案,一旦暴露问题,教师要抽丝剥茧,引导学生破解难题。

当然,针对不同实验内容,教师也要不断调整“指挥方案”,对具体的实验活动进行设置“纲领”,明确实验探究对象及问题探究的目标,指导学生从实验数据的观察、记录中,按照既定的实验表格进行填写,并完成相关数据的分析、处理。特别是在实验数据的“有效性”筛选上,要构建问题情境,引导学生反思实验,从实验现象中对比实验任务,挖掘实验数据中的规律,真正发挥物理实验在学生知识自主建构中的积极作用。

初中物理实验报告

一、将一饮料瓶底部扎几个细孔,再往饮料瓶中到入适量的水,此时会发现瓶底处有水流出,可以印证液体对容器底部有压强。继续迅速把饮料瓶中灌满水,然后拧紧瓶盖,这时可观察到饮料瓶底部并没有水流出。如果再拧松瓶盖,又发现水流了出来。这说明是大气压作用形成的这一现象。

二、另取一空饮料瓶灌满水后拧紧平盖,然后用酒精灯加热一钢针。轻轻的在饮料瓶下部侧壁烫一细孔(注意烫孔时不要用力挤按饮料瓶)。当扎完小孔后会发现并没有水流出,在第一个孔的相同高度处,任意位置再烫一个细孔后发现依然没有水流出来。这是由于大气压的作用的结果,并且证明了大气压是各个方向都存在的,与液体压强特点形成对比。之后在前两个细孔的上方再烫一细孔后,发现下面的细孔向外流水,而上面的细孔不向外流水,并且有空气从此处进入饮料瓶内上方。如果拧开饮料瓶的瓶盖会发现三孔都会流水。且小孔位置越靠近瓶底,水柱喷的越远。

三、再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后,把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中,在水中把瓶盖拧下来,抓住瓶子向上提,但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。(可以换更高的饮料瓶做“对比实验”,为托里拆利实验的引入打好基础。)还可以在此实验的基础上,在瓶底打孔,立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消,水柱在本身重力的作用下流回水槽。

四、还可以选用易拉罐,拉盖不要全部拉开,开口尽量小一些。倒净饮料后用电吹风对罐体高温加热一段时间后,把拉口处用橡皮泥封好,确保不漏气。再用冷水浇在易拉罐上,一会听到易拉罐被压变形的声音,同时看到易拉罐上有的地方被压瘪。说明气体热胀冷缩、也证明了大气压的存在。

考查学生物理实验能力

物理是一门以实验为基础的自然学科,实验是物理的重要研究方法。法拉第曾说过:“科学发现诞生于严谨、认真的实验中”。对于初中生,尤其要重视严谨认真的实验。因为只有通过严谨、认真的实验,才能对所学的物理知识有生动、形象的感性认识。只有通过严谨、认真的实验,才能使我们对所学知识的理解不断得到深化。通过实验,可以增强动手动脑能力,丰富感性认识,培养尊重事实,实事求是的品质,为进一步深化对物理知识的认识打下良好的基础。在实验活动过程中,我们的观察、判断、思维等能力都将得到更全面、更深入的训练。在教学中如何考查和评价学生的实验能力,是一个值得思索的问题。

至今为止,物理实验的考评,主要还是两种形式,即书面考查和实验操作考查。这两种考查方式各有自己的优点,也各自有一定的局限性。书面考查内容覆盖面广,所用的教学时间少,是一种传统的考查方式,简单易行,为物理老师普遍采用。这种方式不能考查学生的观察能力和实际操作能力。实际操作考查是一种比较理想的考查方法。它可以具体地检查学生对实验技能的掌握情况,但此方法要一对一的监考,才能较系统全面地观察学生操作的全过程,这样才能作出比较准确的评价。这种方法考查的内容覆盖面小,只能考一个完整的实验,或几个实验的某几个环节。

上述两种考查方式各有优缺点,但如果运用幻灯媒体对学生进行物理实验考查,便可收到上述两种考查方式无法比拟的效果,并且同时它还具有如下几方面的可行性。如果运用拍摄录像进行考查当然更好,但对广大农村初中是不可能的,而运用幻灯投影较为合适。因为近几年来农村各地电教相继展开,对高亮度投影仪越来越普遍,不少乡镇中小学也都具备了这些条件,而且幻灯片又可根据教师自己的需要随意制作,所以从条件上来说是可行的。运用幻灯片投影给学生观察,虽没有让学生操作,但在屏幕上映示出一幅逼真的实验动态情景,包括认识仪器名称,实验装置,操作过程,发生的现象等。让学生观察、思考、辨识、判断、取得一些物理量的测量数据,然后得出实验结果。学生只有认真进行实验操作训练,并掌握实验原理、方法,才能完整正确地回答考题。这用书面考查是无法做到的。所以说运用幻灯投影的媒体来考查学生的实验能力是可行的。考查方法也是可行的。第一步是试题的设计,根据各年级的实验教学目标,具体地制作抽、拉、覆盖的幻灯片。

例如八年级物理实验对四件基本仪器的认识、使用、读数的内容,制作刻度尺,托盘天平、弹簧秤、量筒四套幻灯片,分别让学生观察,写出仪器名称及读数。由于幻灯片可抽拉,使各班考查中所出现的读数可以不同。制作的量筒这套幻灯片还可考查测石块的体积,给学生观察量筒水面V1,放下石块水面升高后的V2,让学生及时记录,算出V石。对各个学生实验都可以制成幻灯片进行考查。此外还可以针对学生在平时实验过程中常犯的错误,加以集中,让学生辩认错误。如用托盘天平测液体质量,编制一款可以连续动作幻灯片。a.调天平,开始天平两盘有明显高低,适当移动螺母,初看使两盘基本相平,但指针还是稍有一点偏离中央线,就停止调平动作(或者使游码稍离一点零位线)。b.称量过程中,右盘放杯子,左盘放砝码。在读取砝码时,不用镊子,用手取放,有时把砝码放到桌子上。c.读数时,只加砝码的总量,游码的读数没有加上(或者游码右边所对的刻度值)。d.最后出现测得杯中液体质量时不减去空杯的质量数等,要求学生能辩认出实验过程中所出现的几处错误。考查的第二步是教师进行时间控制,每套幻灯片每一动作给予一定的时间,给学生边观察边笔答,按幻灯片出现的先后顺序分别写在答题纸上规定的位置里。

考查的第三步是教师阅卷评分。每题分数标准由教师根据题目的难易定出标准分。然后按分数的及格与否可评出达标水平。例如,前面举例的六道题目中,前五题(四件基本测量仪器和测量石块体积),及格就是达A级水平,第六题用托盘天平测液体质量指出错误之处及格就是达B级水平。

用幻灯片进行物理实验考查有如下几个优点:a.方法简单,主要制作幻灯片就可以实施,并且幻灯片容易保存,多年可用,逐年积累题量。b.考查内容覆盖面广,既可考查学生实验,也可考查演示实验,不管是理论知识,还是操作知识都可以结合。c.深受学生喜欢,学生在这种模式下接受考评心情不但不压抑而且还有趣。d.评价信度好,教师能收到教学反馈信息。e.占用教学时间少,如上面所说到的前四道题,每套幻灯片只需大约半分种,指出错误的那一道也最多只需4分钟。它既可以单独进行考评,也可以与操作考评或书面考评相结合进行考评。上述方法请同行们尝试,共同探索,逐步完善物理实验的考查。

物理实验论文

摘要:物理这门自然科学课程比较比较难学,靠死记硬背是学不会的,一字不差地背下来,出个题目还是照样不会作。那么,如何学好物理呢?要想学好物理,应当做到不仅把物理学好,其它课程如数学、化学、语文、历史等都要学好,也就是说学什么,就得学好什么。实际上在学校里,学习好的学生,哪科都学得好,学习差的学生哪科都学得差,基本如此,除了概率很小的先天因素外,这里确实存在一个学习方法问题。

谁不想做一个学习好的学生呢,但是要想成为一名真正学习好的学生,第一条就要好好学习,就是要敢于吃苦,就是要珍惜时间,就是要不屈不挠地去学习。树立信心,坚信自己能够学好任何课程,坚信“能量的转化和守恒定律”,坚信有几份付出,就应当有几份收获。关于这一条,请看以下三条语录:

我决不相信,任何先天的或后天的才能,可以无需坚定的长期苦干的品质而得到成功的。——狄更斯(英国文学家)

有的人能够远远超过其他人,其主要原因与其说是天才,不如说他有专心致志坚持学习和不达目的决不罢休的顽强精神。——道尔顿(英国化学家)

世界上最快而又最慢,最长而又最短,最平凡而又最珍贵,最容易被忽视而最令人后悔的就是时间。——高尔基(苏联文学家)

以上谈到的第一条应当说是学习态度,思想方法问题。第二条就是要了解作为一名学生在学习上存在如下八个环节:制定计划课前预习专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结课外学习。这里最重要的是:专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结,这五个环节。在以上八个环节中,存在着不少的学习方法,下面就针对物理的特点,针对就“如何学好物理”,这一问题提出几点具体的学习方法。

(一)三个基本。

基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。关于基本概念,举一个例子。比如速度,它是表示物体在单位时间里通过的路程:V=s/t。关于基本规律,比如说平均速度的计算公式也是V=s/t。它适用于任何情况,例如一个百米运动员他在通过一半路程时的速度是10m/s,到达终点时的速度是8m/s,跑完整个100米化的时间是12.5秒,问该运动员在百米赛跑过程中的平均速度是多少?按平均速度的规律平均速度等于V=100/12.5=8m/s。再说一下基本方法,研究初中物理问题有时也要注意选取"对象",例如,在用欧姆定律解题时,就要明确欧姆定律用到整个电路即整体上,还是用到某个电阻即离单独的某一个电阻上。

(二)独立做题。

要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必由之路。

(三)物理过程。

要对物理过程一清二楚,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的,特别是在解关于电路方面的题目,不画电路图是较难弄清电阻是串联还是并联的。

(四)上课。

上课要认真听讲,不走思或尽量少走思。不要自以为是,要虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致、同步,不能自搞一套,否则就等于是完全自学了。入门以后,有了一定的基础,则允许有自己一定的活动空间,也就是说允许有一些自己的东西,学得越多,自己的东西越多。

(五)笔记本。

上课以听讲为主,还要有一个笔记本,有些东西要记下来。知识结构,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好”,另一方面还要对笔记作好补充。笔记本不只是记上课老师讲的,还要作一些读书摘记,自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上,就是同学们常说的“好题本”。辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号,以后要经学看,要能做到爱不释手,终生保存。

(六)学习资料。

学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。作记号是指,比方说对练习题吧,一般题不作记号,好题、有价值的题、易错的题,分别作不同的记号,以备今后阅读,作记号可以节省不少时间。

(七)时间。

时间是宝贵的,没有了时间就什么也来不及做了,所以要注意充分利用时间,而利用时间是一门非常高超的艺术。比方说,可以利用“回忆”的学习方法以节省时间,睡觉前、等车时、走在路上等这些时间,我们可以把当天讲的课一节一节地回忆,这样重复地再学一次,能达到强化的目的。物理题有的比较难,有的题可能是在散步时想到它的解法的。学习物理的人脑子里会经常有几道做不出来的题贮存着,念念不忘,不知何时会有所突破,找到问题的答案。公务员之家

(八)向别人学习。

要虚心向别人学习,向同学们学习,向周围的人学习,看人家是怎样学习的,经常与他们进行“学术上”的交流,互教互学,共同提高,千万不能自以为是。也不能保守,有了好方法要告诉别人,这样别人有了好方法也会告诉你。在学习方面要有几个好朋友。

(九)知识结构。

要重视知识结构,要系统地掌握好知识结构,这样才能把零散的知识系统起来。大到整个物理的知识结构,小到力学的知识结构,甚至具体到章节。

(十)数学。

物理的计算要依靠数学,对学物理来说数学太重要了。没有数学这个计算工具物理学是步难行的。大学里物理系的数学课与物理课是并重的。要学好数学,利用好数学这个强有力的工具。

(十一)体育活动。

健康的身体是学习好的保证,旺盛的精力是学习高效率的保证。要经常参加体育活动,要会一种、二种锻炼身体的方法,要终生参加体育活动,不能间断,仅由兴趣出发三天打鱼两天晒网地搞体育活动,对身体不会有太大好处。要自觉地有意识地去锻炼身体。要保证充足的睡眠,不能以减少睡觉的时间去增加学习的时间,这种办法不可取。不能以透支健康为代价去换取一点好成绩,不能动不动就讲所谓“冲刺”、“拼搏”,学习也要讲究规律性,也就是说总是努力,不搞突击。

以上粗浅地谈了一些学习方法,更具体地、更有效的学习方法需要自己在学习过程中不断摸索、总结,别人的方法也要通过自己去检验才能变为自己的东西。

物理实验中的摸拟法

物理实验中的摸拟法浙江临海师范李宏远11月7日

模拟法是通过设计与原型(自然现象或过程)相似的模型,并利用该模型来间接地研究原型规律的方法。它随着生产和科学技术的发展而发展,是人类认识世界和改造世界最基础的方法之一。此法应用于物理教学可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验室重视,可将现象简化或进行时空的放大、缩小,可对那些既不能打开,又不能从外部直接观察其内部状态的系统进行研究。特别是解决那些尚无简单有效的仪器可演示的实验,模拟法则成了一种重要的辅助手段。

物理实验中的模拟法,根据其特点主要主功能,并结合本人教学实践,分为以下四类。

一、对象模拟

用放大或缩小了的,相似的,而又能反映事物某方面规律的客观实体来代替研究对象的方法叫对象模拟。

对象模拟的设计思想主要在于下述两种情况:其一是为了突出客观实体的主要矛盾和本质特征,摒弃次要的非本质因素,使研究对象从客观实体中直接抽象出来。如物理中的多种理想模型,以及天体运动模型,微观结构等几何相似模型。在研究二极管的单向导电性时,我在实验基础上,运用对象模拟法,用自行车气门和进水阀门来模拟单向门。如此,不但加深对“单向性”的认识,而且激发了兴趣,开阔了思路。其二是为了解释某些行为和特征而建立起来的模拟。如地球因自转而产生的科里奥利力比较抽象,在地理课中亦有提及。我们不妨取一只旧的橡皮蓝球(或地球仪)来模拟地球自转,然后将红墨水从上往下滴落在转动的“地球”表面。此时即可明显看到水痕西边呈扩散状,从而令人信服的说明北半球南流冲刷西岸这一自然现象。

二、物理相似模拟

在科学研究和工程技术的许多领域中,人们常常希望利用模拟试验来代替对实际现象的研究,以便使我们可能在一定程度上预言某些在目前尚无法达到的条件下出现的情况。例如用水代替石油研究其在管道中的运动,把设计好的收音机缩小成模型放在风洞中试验其特性等。其特点即模拟与原型遵循同样的物理规律,故称为物理相似模拟。

物理实验教学中的“失重和超重模拟实验”,“萝卜”马德堡半球,帕斯卡裂桶,用带电的肥皂泡在竖直电场中的平衡进行“密立根油滴实验”的模拟,以及十分壮观的“可乐瓶水火箭”等,均是物理相似模拟的范例。

海市蜃楼是一种罕见的自然现象,教学中一般只作介绍,至多不过看看录像,不能满足学生的好奇心和求知欲,如果能在实验室加以模拟,则不仅可激发学生探求自然奥秘的浓厚兴趣,还可加深对有关知识的理解。首先,我们可以在三面透明的玻璃箱中放入若干白糖而不加搅拌,使糖水造成折射率随深度而变化,而最大折射率出现在含糖较多的容器底部,以此来模拟大气折射率随高度而变化。(如图1)当用氦氖激光光束从侧面射入此溶液时,即可看到光束弯曲现象。然后再如图2作海市蜃楼模拟,使之起到突破时空限制,重视自然奇景之目的。图2中(1)液化汽灶,(2)铁板带沙,(3)半透明纸,(4)台灯,(5)小景物,(6)蜃景。

三、过程模拟

把具体物理过程纯粹化、理想化,并根据其本质特征而设计的一种模拟叫过程模拟。其特点是过程简化,易于控制。

气体压强的分子运动论观点,通常采用雨滴打伞面来类比。这种大量分子对器壁连续碰撞的过程,如果用豆(或沙)落在平衡天平一端倒扣着的托盘底上的现象来模拟,就显得直观生动了。布朗运动的模拟,伽尔顿板,装有铁屑的试管模拟铁棒的磁化和退磁等都是过程模拟的成功例子。

电子技术中半导体的导电机理,电子运动易理解,空穴导电则抽象,课堂教学中如用“空位置”的运动来作一现场过程模拟,无疑会使学生茅塞顿开。分析曲线运动的思想方法——运动的分解和合成是个难点,我以平抛运动为突破口,在演示有关实验后,用“慢镜头”的方法,手持粉笔头边走(模拟水平匀速直线运动)边沿自身前方,从上向下加速下移,以此模拟平抛运动,既简单明了,又便于分析。

热学中的统计方法和光本性的几率概念,由于受课堂教学时间的限制,怎样从个别事件的无规律过渡到大量事件的有规律,成了模拟实验的设计难点,在教学中采用全同等可能过程,在不同时刻的空间比较可以等效变换成同一时刻不同状态的比较的方法,让全班同学同时掷币若干次,然后统计比较下列情况“国徽”朝上的次数:(1)某同学,(2)某小组同学,(3)全班同学。从而使学生既突破了难点又受到一次生动的方法论教育。

四、模拟放大

在物理概念和规律教学中,学生往往对那些不易观察或不能从外部直接观察其内部状态的规律,因缺乏形象的感性材料而引起思维障碍。模拟放大正是采用空间放大和时间放大的方式,抓住本质特征,展现其生动直观形象,从而促进思维顺利进行。

液体表面张力实验中的“水面浮针”,学生感到新奇,但在分析受力时往往错误认为表面张力与重力平衡,经指出后又不理解沿液体表面作用的力并没有作用在针上。究其原因是学生在形成概念过程中缺乏直观材料。为此,我用一只较大的气球,充入少量气体,然后在上面放一根小铁棒,以此来模拟放大液面浮针,并指出液体表面张力同橡皮膜的张力,只作用在它们的表面,并没有作用在针(或棒)上,作用在针上的是因液体表面张力而产生的液面对针的支持力。通过令人信服的实验还使学生进一步明确:表面张力的作用是保持液面不分裂。

力的分解,关键是根据力产生的效果来确定分力的方向。斜面上物体的重力的分解和三角支架问题是其中的典型(如图3),我在教学中用长毛板刷来模拟放大物体的运动趋势,用吹塑纸模拟斜面,则斜面被压和物体向下滑动趋势一目了然。

新编中师物理教材中增加了多普勒效应。要观察由于声源和观察者的运动而使接收到的声音频率发生的变化显然比较困难,但用单位时间内从观察者身旁通过的人数来模拟放大声波的波数(即频率),并让学生实际表演一下,确能使学生在轻松愉快的气氛中加深对此现象的理解。

综上所述,模拟法作为科学研究中的一种最基础的方法,已在物理实验教学中日益受到人们的重视。这种方法,必将在开拓设计思路,激发学生兴趣,突破教学难点等方面发挥其独特作用。

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