设计性研究性物理实验
核心素养导向下初中物理设计性实验教学研究
核心素养导向下初中物理设计性实验教学研究引言随着教育理念的不断更新和改革，核心素养教育已经成为当前教育改革的一个重要方向。
核心素养教育是指培养学生的创新能力、批判性思维、沟通能力、协作能力和跨学科运用知识的能力，以帮助学生适应未来社会发展的需求。
在这一教育理念的指导下，设计性实验教学成为物理教学中的重要方法之一，可以培养学生的综合素质和实践能力，提高学生对知识的理解和运用能力。
本文将从核心素养的意义出发，结合初中物理课程的设计性实验教学，探讨核心素养导向下初中物理设计性实验教学的关键因素和策略。
一、核心素养的意义核心素养教育是为了培养学生的多方面能力和综合素质，使其具备更强的适应社会需求和未来社会发展的能力。
核心素养教育强调学生的综合能力培养，包括创新能力、批判性思维、沟通能力、协作能力和跨学科运用知识的能力。
设计性实验教学能够培养学生的创新能力。
在实验中，学生需要运用已学的知识，提出问题、设计实验方案、进行实验操作、分析实验结果，并得出结论。
这个过程中需要学生充分发挥自己的想象力和创造力，培养他们对问题的发现和解决能力。
设计性实验教学有助于培养学生的批判性思维。
通过实验，学生需要深入思考实验现象的原因和影响因素，进行逻辑推理和分析，从中掌握科学方法和思维模式，提高他们的思辨能力和批判性思维能力。
设计性实验教学能够促进学生的沟通和协作能力。
在实验中，学生需要合作完成实验操作、互相交流和讨论实验结果，这些都需要学生具备良好的沟通和协作能力，提高了学生的团队合作精神和交流能力。
设计性实验教学有助于促进学生的跨学科运用知识的能力。
在实验中，学生需要综合运用物理、化学、生物等多学科知识，通过实验解决问题，培养学生的综合运用知识的能力。
二、初中物理设计性实验教学的特点初中物理设计性实验教学是指以科学探究为基础，以学生为主体，以问题为导向，以实验为手段，通过实验过程中的发现、讨论和总结，引导学生自主、探究、合作、创新，不断提高学生的动手能力、思维能力和实践能力的教学方式。
设计性、研究性物理实验课程教学探讨
一
具体的应用研究 。在研究 的过程 中， 通过一系列的步骤来 完成对现象或过程的理解和认识 。 实际上我们可以把研究性 实验看作是科学方法的一部分 ， 是探究系统或过程如何工作 的一种途径。 通过研究性实验来使学生获得独立解决问题 的 方法 和能力。 通过这一过程使学生创新意识和能力受到启发
类实验的开设 ， 打破 了传统实验固定的教学模式 ， 学生 由被 动学习转变为主动学习 ， 学习的积极性得到有效的调动 。在 实验过程中 ， 学生的独立 思维 、 才智 、 个性得到充 分尊重 ， 从
以及如何进行正确的测量 ， 而使原有的知识得到巩 固。要 从 对原有的实验进行 改进 ， 学生就必须对原有实验进行正确的 操作、 仔细的观察 ， 去发现问题和存在 的不足之处， 要清楚原 有的实验误差产生的主要原 因， 体现 了学生的质疑能力 。要 对实验进行改进 ， 就必须设 计构思 出新的替代品 ， 可能是整 体 的改造 ， 能是部 分的替换 ， 也可 学生就必须对实验器材进 行组装并调试 ， 准确地 测量并 进行调查 ， 从而锻炼他们的操 作能力 ， 发展他们 的求异思维能力 。 （ ） － 促进学生健全人格 的形成和潜 能的开发 设计性 、 究性 物理实验课程给学生提供了一个 “ 研 无拘 无柬的 自由发展” 的时空 ， 使学生 的潜能得 以开发 ， 个性得以 张扬 、 创新精神得到提升 、 创造能力得到培养 。 在学生的讨论
、
设计性 、 研究性物理 实验的 内涵及 区别
设计性物理实验
设计性物理实验(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--设计性物理实验一. 物理实验的现状物理实验是理工科大学学生必修的一门重要基础实验课。
着名的物理学家麦克斯韦对物理实验的教育功能早有阐述，他说：“这门课程，除了在实践上保持在大学里长期培养的注意力和分析力外，也促进学生锤炼自己观察的敏锐和动手操作的能力。
”正是如此，各学校对物理实验都非常重视。
从八十年代开始，国内重点大学对物理实验独立设课（我校是1982年对物理实验独立设课的，学时数为54学时，3个学分）。
全国每年都有几次物理实验研讨会、学术交流会，西北地区有物理实验协作组、陕西各高校物理实验协作组都定期进行教学研讨。
尽管从事物理实验教学的教师作了巨大的努力，但由于历史的原因，物理实验和时代有所脱节，不能反映当前物理学的发展及科学技术发展的现状，具有明显的陈旧性、滞后性、非实用性。
传统的教学方式是：学生实验前先予习实验讲义，每个实验的目的、仪器、原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得清清楚楚。
学生在做实验过程中，基本上是“按部就班”，“照葫芦画瓢”。
在实验中，学生没有充分锻炼自己动手能力和思维能力，而是把实验当做一种任务来完成，测量记录出所需数据就大功告成。
从某种意义上讲，实验只是学生对所学知识的验证，重复和再现。
而在知识的灵活运用上、与现代科学技术结合上、以及培养学生综合分析、解决问题的能力等方面，需要得到进一步的加强。
二. 开设设计性物理实验课的目的随着现代化科学技术的飞速发展，当今世界学科门类已愈数千，不仅物理学本身内容不断更新，而且出现了不少边缘学科。
就其测量技术而言，测量方法，测量手段，所用仪器仪表等也是日新月异。
教育要面向现代化，面向世界，面向未来，这是高校改革的根本目标。
进入21世纪的教育，必须适应现代社会需要，着重培养学生的综合分析问题和解决问题的能力、创造力和创造精神。
大学物理设计性实验光的色散研究1
大学物理设计性实验方案题目:光的色散研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：10级物本（1）学号：2010405266学生姓名：雷利梅一、实验目的1.进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法。
2.掌握测定棱镜顶角的方法。
3.掌握用最小偏向角法各色光线折射率的方法。
二、实验仪器分光计、三棱镜、高压汞灯三、实验原理1.玻璃三棱镜折射率的测量原理图一表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面的截面）内的折射。
PD 为入射光线，两次折射后沿EP ′方向出射。
入射光线与出射光线之间的夹角δ叫做偏向角，从图中可见 δ ＝∠FDE ＋∠FED＝（i 1- γ1）+（φ - γ2）因为顶角 A ＝γ1+γ2所以 δ ＝（i 1 + φ）-A （0-3-1）对于给定的棱镜，其顶角A 和相对于空气的折射率n 都有一定值，因而偏向角δ只随入射角i 1而改变。
可以证明，当i 1＝φ时，偏向角有极小值δmin ，称为棱镜对某单色光的最小偏向角，将i 1＝φ代入（0-3-1）式，得δmin ＝2 i 1－A或 i 1＝（δmin +A ）/ 2而A ＝γ1＋γ2＝2γ1，即γ1=A/2,由折射定律可得：（0-3-2）)2/sin(]2/)sin[(sin sin min 11A A i n +==δγ图一用分光计测出三棱镜顶角A 和棱镜对某单色光的最小偏向角δmin ，就可以用（0-3-2）式求出棱镜玻璃材料对空气的相对折射率n 。
此法称为最小偏向角法。
由于透明介质材料的折射率是光波波长的函数，故同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。
当复色光经过棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向而被分散开来。
2.棱镜顶角的测量方法用自准法测量三棱镜顶角当望远镜已调焦无穷远，则望远镜自身产生平行光。
用小灯照亮目镜中的双十字叉丝，固定平台，旋转望远镜正对AB 面，如右图，使从AB 面反射回来的十字像位于上叉丝中央，记录两游标的读数φ 1和φ 1′。
核心素养导向下初中物理设计性实验教学研究
核心素养导向下初中物理设计性实验教学研究初中物理实验教学是培养学生科学观念和科学探究能力的重要途径之一、在核心素养导向下的初中物理设计性实验教学研究中，主要研究如何通过实验教学培养学生的科学思维和科学方法，促进学生的探究能力和创新精神的培养。
本文将从实验目标、实验内容、实验步骤、实验评价等方面探讨初中物理设计性实验教学的研究。
一、实验目标在核心素养导向下的初中物理设计性实验教学中，应立足于培养学生的科学思维和科学方法，提高学生的探究能力和创新意识。
实验目标主要包括培养学生的科学观念、培养学生的实验能力、培养学生的合作学习能力和培养学生的创新能力等。
二、实验内容核心素养导向下的初中物理设计性实验教学应选择具有一定科学性和创造性的实验内容。
实验内容主要包括物理基本概念、物理定律和物理原理的实验验证以及有关现象和实践问题的实验探究等。
实验内容应贴近学生的生活和实际，符合学生的学习特点和能力水平。
三、实验步骤核心素养导向下的初中物理设计性实验教学应注重培养学生的实践能力和创新精神。
在实验步骤的设计中，可以适度增加学生的主体性和独立性，让学生能够自主选择实验方法和设计实验步骤。
同时，教师应给予适当的指导和引导，确保实验过程的科学严谨性和实验结果的可靠性。
四、实验评价核心素养导向下的初中物理设计性实验教学应通过实验评价来反馈学生的学习情况和掌握程度。
实验评价可以分为过程性评价和结果性评价两部分。
过程性评价主要针对学生在实验过程中的观察、思考和探索能力进行评价，结果性评价主要针对学生的实验结果和分析能力进行评价。
同时，实验评价也应注重对学生的合作学习能力和创新精神的评价。
综上所述，核心素养导向下的初中物理设计性实验教学研究旨在培养学生的科学思维和科学方法，提高学生的探究能力和创新意识。
在实验目标、实验内容、实验步骤和实验评价等方面进行研究，为初中物理实验教学提供有益的借鉴和探索。
只有不断探索和创新，才能将实验教学的效果最大化，培养出更多具有科学精神和创新能力的学生。
设计性研究性物理实验教学改革与探索
１ 新教 学体 系的建 立
随着 ２Ｏ Ｏ４年我校物理与电子科 学学 院新 成立的“ 应用物理专业” 开始招生 ， 为适应新专业近代物理实验教学的要求 ， 本课
程对原有针对物理专业本科生的近代物理实验教学进行改革 ． 首先对现有 的教学 及科研设 备进行分类 整合 ， 可用 于物质结 将
构分析和教学 的设备 （ Ｔ Ｍ、Ｅ Ｓ Ｍ、 Ｆ Ｘ Ｄ以及真空蒸发镀膜和离子溅 射镀膜技术 等） 如 Ｅ Ｓ Ｍ、Ｔ Ａ Ｍ、 Ｒ 整合 为结构分 析实验室 ， 并用
真空蒸发镀膜等 ．
１３ 分析研究型实验 （ ． 综合实验 ） ① 粉末 物质 物相鉴定 和结 构分析实验 研究 （ 择不 同的无 机化 合物 或单质 的混合物粉 选 末 ）②薄膜 的物相鉴定和结构分析实验研究 （ ； 通过镀膜技术 制备不 同的薄膜材料 ）③ 块状物质结 构分析实 验研 究 ； ； ④纳米粒
维普资讯
２０ ０６年 ９月
第 ２ 卷 第 ３期 ｌ
山 东 师 范 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自 Ｊｕ ａ ｏ Ｓａｄｎ ｏ ａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ） ｏｒ ｌ ｆ ｈｎｏｇＮ ｒ ｌ ｎ ｅ ｉ（ ａ ｒｌ ｃ ｎｅ ｎ ｍ ｖ ｓｙ ｕ ｅ
摘 要 介绍了物质结构综合分析实验教学改革的思想 ， 新教学体系的建立 ， 教改达到的 目标要求 ， 课堂教学 和实验教学的开
放式研究性教学形式 ， 以及学生如何进行探索式研究性学 习的方法和要求．
几十年来 ， 物理实验基本都是按照一种 固定的模式进行 ， 出实验的 目的 、 理 、 即给 原 所用实 验仪器 ， 并列 出详细 的实验方 法和步骤 ． 通过预 习， 学生 并结合 老师 的讲 解 ， 然后即可按部就班的进行和完成 实验 ． 实践表 明， 这种模式 ， 对学 生掌握 实验 方 法， 验证和加深对理论的理解 ， 到了不 可或缺 的作 用 ． 是随着学生年级的升高 ， 起 但 对知 识的积累掌握 和对物理理论理解 的逐
设计性物理实验的教学研究与实践
分析各种方法误 差的大小 ， 学生互相补充 ， 断完善测量方案 ， 不 表
现出浓厚的兴趣 。整个讨论过 程中 ， 教师要注意控制讨论 的进度
还要有 勇于钻研 和吃 苦奉献 的精神 ， 自己的新想 法付 诸于实 把 践， 进行先期 的摸索和尝试 ， 看看新想法是否切实可行。
１ 设计性实验需满足的条件 ． ２
设 计 性 实验 的作 用做 了探 讨 。
关键词： 设计性 实验 创新能力 创新 式教 学 中 图分 类号 ： ６ ２４３ Ｇ ４ ２ 文 献标 识 ： Ａ
为加强创新能 力的培养 ， 教育部高等学校非物理类专业物理
基 础 课 程 教 学 指 导 分 委 员 会 于 ２ ０ 年 重 新 制定 了 大 学 物 理 实 验 ０４
课 教学 基本要求 。新 的教学基本要求明确要求加强设计性 实验 ， 旨在通过具 有研究性或创新性 内容 的实验 ， 激发学ｕ 逐 － 计性实验与传统 实验教学模 。设
式完全不 同 ， 以学生 为主体 ， 它 实验难度大 ， 方法活 ， 教师必须充
样才能激发学生 的实验兴趣 ， 取得好 的教学效果 。因此广大教师 必须对设计性实验 的内容体系进行深入研究 ， 不断挖掘研发新的 设计性实验项 目， 不断 充实完善设计性实验 的内容体系 ， 要做到 这些 ， 教师首先要提高 自身的业务水平 ， 不断学习新的前沿知识 ， 这样才能 打开 自已的思路 ， 出新 的想法 ； 提 其次教 师在指导学生
学进行深入 的研究 ， 善设 计性实验教学 的教学方法 ， 完 充实设计
第一次上课前 一周左 右 ， 教师将 电表改装实验的设计任务及
要求布置 给学 生 ： 量程 １０ 将 ０ Ａ的表 头分别改装成 一定 量程的
普通物理实验设计性实验方案
普通物理实验设计性实验方案实验题目：用气垫导轨研究动量守恒定律班级：学号：姓名：指导教师：用气垫导轨研究动量守恒定律序言动量守恒定律和能量守恒定律一样，是自然界的一条普遍适用的规律。
它不仅适用于宏观世界，同样也适用于微观世界。
它虽然是一条力学定律，但却比牛顿运动定律适用范围更广，反映的问题更深刻。
由动量守恒定律知，如果一个系统所受的合外力为零，那么系统内部的物体在作相互碰撞，传递动量的时候，虽然各个物体的动量是变化的，但系统的总动量守恒。
如果系统在某个方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上的动量守恒。
动量守恒定律在生产技术和科学实验上毒都有着极其重要的作用。
一、实验原理在一个力学系统中，如果系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统的总动量守恒或在某方向上守恒。
这就是动量守恒定律。
本实验利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来验证一维碰撞三种情况的动量守恒定律。
图1 气垫导轨上两个滑块的碰撞如图1所示，在水平放置的气垫导轨上放两个滑块并让它们相互碰撞，两滑块之间除了碰撞时受到相互作用的内力之外，水平方向不受力的作用，因而碰撞前后的总动量保持不变。
即11221122m v m v m v m v ''+=+ 式中：v 1，v 2和v 1'，v 2'分别表示质量为m 1和m 2的两个滑块碰撞前后的速度。
因为完全弹性碰撞是一个理想模型，即使在气垫导轨上也难以实现，碰撞过程中总有一定的能量损失。
所以，只在非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的条件下进行实验。
1.非完全弹性碰撞在两滑块的相碰端各装上一个弹性环，它们的碰撞过程可看作非完全弹性碰撞。
如果让m 2的初速度为零，即v 2＝０，则有111122m v m v m v ''=+ 2.完全非弹性碰撞在两滑块的相碰端上贴上尼龙搭扣或橡皮泥，这样两滑块碰撞后将粘在一起以同一速度运动，从而实现了完全非弹性碰撞。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设计性研究性物理实验
（）
教案目的与要求：
课程性质：“设计性研究性物理实验”（以下简称“设计性实验”）是为培养学生科学素质和创新精神而开设的实验课程，它由“设计性实验”、“设计性实验”和“设计性实验”等三
个部分组成，每个部分面向不同年级不同专业的本科生开放，对学生基础知识的要求也
有所不同。
基本内容：包括力学、热学、电磁学和光学等物理学各主要领域，溶入了当前学生感兴趣的新技术与新应用。
基本要求：“设计性实验”通过本课程增长有关的物理学的知识和才干，培养实践能力和创新精神，提高学生的科学素质。
“设计性实验”着重提高学生的实际动手能力，主要指实际动手进行科学研究工作的能
力。
这包括查阅文献资料的能力，根据具体要求设计实验的能力，在实践中发现问题、
分析问题、解决问题的能力，以及总结、归纳能力，撰写论文的能力（书面表达能力）
等等。
要求学生在－次实验时间内，按照一定的要求去设计、研究和完成一个小的实验
课题。
“设计性实验”以“获得创新成果”为目的，要求学生在一个学期的学习中，完成一至
二个小型研究课题。
这些课题具有一定的创新性，课题涉及的实验内容与方法具有综合
性，要求学生自己调研和查阅资料，自己设计、装配、调试实验装置，直至完成。
教案内容及学时分配：
“设计性实验”（每周学时，计学分）
1．力学实验（－学时）：吹币入杯、铜喷洗、表面张力趣味实验、蜡烛熄灭后水面升高原因的实验探究等
2．电磁学实验（－学时）：水与电的系列实验、尖端放电和静电电动机、静电除尘、声波测距、磁悬浮、频闪法测定电扇的转速、自制无线电发射台、单向旋转磁场、压电陶瓷等3．光学实验（－学时）：海市蜃楼、小魔术“变色”水、光源闪烁揭密、奇妙的圆孔与圆盘衍射、用钢尺测量激光的波长、光通信、激光窃听等
4．实验拓展：适于物理基础好，有较强动手能力的学生。
有“箔式应变片性能研究”、“音叉频率的测量”、“斜面下滑的奥秘”、“声速的测量”等近十个拓展
性实验可供选做。
“设计性实验”（每周学时，计学分）
1．传感器类（学时）：锑化铟磁电阻传感器、霍尔传感器、硅光电池、温度传感器等2．薄膜类（学时）：铁电薄膜、氮化硼薄膜、光学薄膜、金刚石薄膜等
3．光谱与光信息处理类（学时）：液晶光阀、氢原子光谱、全息照相、分光光度计等4．实验的深入研究（学时）：迈克耳孙干涉仪、分光计、直流电桥、数字温度计等“设计性实验”（每周学时，计学分）
在下列实验或教师另行开设的实验题目选择完成－个题目：
1．液体表面张力系数的测量
2．激光光电传感器在落球法测量液体粘滞系数中的应用
3．集成变换器与除法器在光学实验中的应用
4．望远镜与显微镜的组装
5．太阳能电池基本特性的测量
6．液晶光阀实验研究
7．光学薄膜的制备与特性研究
8．用方法制备金刚石膜
9．磁控溅射制备立方氮化硼薄膜
10．光镊子的组装、测试和应用
11．隧道显微镜的应用和样品分析
12．粉碎电磁波的性质和应用
教案方式：以自学为主。
学生不是在已安排好的仪器上照教材的规定步骤按几下按钮，读几个数。