物理实验教学的有效性
浅谈初中物理实验教学的有效性
实验是一种基本的科学方法。在实验教学设计中,要有意识地教给学生打开知识宝库的钥匙,启发学生从接触物理科学开始,就初步地理解和熟悉基本科学方法。实验教学是在一定程度上模仿科学研究过程的缩影。为此,我们必须研究教学实验与科学实验的共同点,以便研究如何对学生系统地进行科学训练。
物理学科是一门以观察和实验的科学,实验教学是物理教学中不可缺少的,要提高实验教学的有效性。,应当首先关注学生学得如何,学生学习的有效性首先体现在学习是否积极主动地参与体验学习过程;教师教学的有效性首先体现在能否调动全体学生的学习积极性,促进学生对知识的主动构建。合理安排教学内容,灵活运用多种教学方法和手段,注重物理教学中的情感因素,是不断探究和寻找提高物理实验有效教学的方法和途径。如何才能提高实验教学的有效性,通过十九年的教学实践,谈谈本人的一些体会。
一、通过实验,创设情境,引出课题,增加实验教学的有效性
物理学是一门以观察实验为基础的学科,物理知识几乎渗透到了生活的各个领域,若从学生身边的物理事实和现象创设情境,这样不但可以激发和引导学生发现问题和提出问题,更重要的是使学生对物理的现象很容易产生探究的浓厚兴趣,使学生感知所要进行的学习是很有意义及有用的。
物理知识的理解与掌握是通过思维活动实现的,学生的学习过程,最重要的是教师在创设问题情境时,如何引导学生进行思维,学生的思维发展水平直接影响着学习过程的顺利进行和学习的效果。优质的物理课堂无不时时处处闪烁着思维的火花,抓住了思维训练就能极大地提高学习过程的有效性。
例如:在《大气压强》一节教学开始时,演示实验创设情境:向易拉罐中倒入一些水,用酒精灯加热,在罐口出现“白雾”时,迅速用橡皮泥封住罐口,让易拉罐冷却,学生观察发现易拉罐变形且发出声音。实验有声有形,很自然地激发起学生探究的期待,本节课要学什么自然也就明确了。这个实验的价值不仅在于很好得激发学生的学习兴趣,更重要的是教师在创设问题情境时,又引导学生进行思维,“为什么在易拉罐罐口出现“白雾”时,迅速封住罐口”?“罐口出现“白雾”说明了什么”?“这种排除空气的方法在初中物理中还有哪些应用”?一系列的问题的设置教学过程中,不断把问题引向深入,引导学生多角度、多方位、多层次的思考问题,发散学生的思维,培养学生思维的灵活性,促进学生学习过程的有效发展。
二、运用实验手段拓清误解,明晰概念和规律,增加实验教学的有效性
物理是以实验为基础的科学,物理教学也必然要以实验为基础,通过实
验帮助学生明晰概念和规律,对提高教学的有效性很有意义。
1、由于惯性思维的局限,学生在理解某些物理概念或规律时,对这些概念或规律有一些错误的认识,通过一些与学生的预期结果相左的实验,引发思维冲突,经过师生共同分析归纳,得出科学结论,学生的印象就会非常深刻,不仅纠正了原来的错误认识,而且能使相关概念或规律的记忆保持更久的时间。运用实验手段的主动性和趣味性,满足学生“好奇”的心理特点,激发学生的学习兴趣,使学生感到物理学“十分有趣”,引起和保持“学”的注意。
例如:在学习《浮力的应用》前,学生通常会有一种错误的认识:“由密度大于水的物质制成的物体放入水中一定会下沉”。在教学开始时,教师取一支挤光了牙膏的扁瘪的铝质牙膏管,要学生猜想:如果将这支扁瘪的铝质牙膏管放到水里会沉还是会浮?学生根据生活经验,一般都会认为牙膏管会沉到水底,教师把牙膏管放入水中,证实学生的猜是对的,然后问:“牙膏管是铝制成的,那么能否下结论:铝制的物体放入水中一定会下沉呢?”多数学生会说“是的”,也可能会有少数学生认为“不一定下沉”,这时教师应请这些学生说出不一定沉的理由,再由他们自己利用牙膏管设计一个实验去证明自己的结论,接着教师引导全体学生归纳结论;若没有学生能正确回答,教师可以自己将这支牙膏管展开成薄片,做成一只“铝片船”,放入水中就会浮在水面上。两个实验结果对比明显,学生不难知道“物体在水中是沉是浮不能仅看是什么材料制成的,可能还要考虑其他因素”,从而提高了学生探究“影响物体所受浮力的大小的因素”的积极性。
2、满足学生“好动”的心理特点,多让学生参与实验操作,进而引起和保持“学”的注意。
三、运用实验激发学生学习物理的兴趣,增加实验教学的有效性
初中物理实验教学的根本目的与任务应该是:通过实验的操作、观察和结果分析手段,使学生最有效地掌握进一步学习现代生产和科学技术所必需的基础物理知识,培养初步的实验技能和创新能力。在初中物理教学中,不能孤立地把大脑当作“知识的容器”而忽略在手脑并用的实验活动中学生认知能力的提高和创造才能、创新思维的培养。在学习《透镜》这一节时,学生知道了凸透镜对光线的会聚作用,凹透镜对光线的发散作用。那么将凸透镜和凹透镜都正对着太阳,在光屏上你将观察到什么?用你身边的凸透镜和凹透镜试一试。这个实验的简单易操作性注定了学生的积极参与,当他们认真实验并且有所发现时,“凸透镜的焦距的测量”问题就迎刃而解,而“凹透镜的焦距的测量”这个学生学习中的难点问题也并不像想象中的那么难了。一方面学生的动手能力得到了培养,更重要的是因为有了成功的喜悦,学习兴趣得到了进一步激发。
通过实验这一探究过程激发学生学习物理的热情物理学是以实验为基础的学科,实验对于学生来说,总是充满了好奇和兴趣,教师通过对教学各个环节巧
妙安排,给学生以最大化的动手实验空间,可以是一两个取材简单、趣味的小实验,也可以是教师或师生共同事先准备好的较为复杂的实验,不论实验是否成功,只要学生能自己动手,教师就能从中获得教授关键概念的机会,就能从课程一开始就使学生置身于奇妙的物理世界当中,紧紧抓住学生,从而体现“探究学习”的主要过程和方法,以“空间”换“时间”,使教学效率大幅度提高。例如大气压强的概念对初中学生是十分抽象的,我们可以由日常生活的吸附于光滑物体上的皮碗儿,再引入马德堡半球实验,这样同学们会有一个清晰的概念;在串、并联电路中,对于总电压和各部分电路两端电压的关系,没有实验的学习也是很抽象的,若通过仪器的数据变化来分析,就直观很多而且容易了解记忆。“探究学习”使学生有了极大的自主和兴趣,在课外活动中,教师可以给学生一个问题和解决问题的方法,当然要在学生的能力范围之内,比如设计几个小实验,证明大气压的存在,让同学们合作或靠同学们自己独立完成。让学生在室外测量正常行走、竞走和跑步时的平均速度,使其充分理解、明确讲平均速度的时候,应该是运动物体在哪一段路程或哪一段时间内的平均速度。所以,我认为“探究学习”的第一个特点就是“学生自主地抓住自然的事物、现象,通过探究自然的过程而获得知识”。
总之,作为一个初中的物理教师在教学中要有效地利用实验帮助我们的物理教学,增加实验教学的有效性,体现物理学科的基本特点,不能怕麻烦,纸上谈兵讲实验,这样会大大的降低教学的有效性,要尽量的多做实验,利用身边的物品自制教具补充一些实验,使学生真正体会到物理新课程的理念“让生活走进物理,让物理走进社会。”
浅谈大学物理实验教学设计
浅谈大学物理实验教学设计 【摘要】大学物理实验是高等院校理工科学生必修的一门重要基础课。在提高学生的科学素质、培养学生的创新精神和实践能力中具有特殊的作用。实施新型实验教学方式已成为大学物理实验教学改革和实践的热点。本文对大学物理实验教学模式进行研究对该实验教学模式中的“完善实验教学设计”进行了详细分析。 【关键词】大学物理实验;创新能力;教学模式 物理学是一门实验科学,是物理学的基础。凡是物理学的概念、规律及公式都是以客观实验为基础的,即物理理论绝不能脱离物理实验的验证。大学物理实验作为大学生进校后的第一门科学实验课程,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练掌握科学实验的基本原理、方法和技巧,更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术发展相适应的综合能力。因而实验教学应该面对时代的发展、科技进步的新趋势和新挑战不断有所改变和创新。只有这样才能适应社会对人才知识和科学素质越来越高的要求[1]。为了搞好大学物理实验教学,教师必须重视和研究实验教学。首先,要进行完善的实验教学设计,确定明确的实验目标;其次,要提供开放的实验环境和及时的辅导,让学生不断自主地进行实验探索并获得成就感;再次,要充分利用现代教育媒体和信息技术手段,提高实验教学效率加强教师与学生的互动,激发学生对实验的探索兴趣和重视[2-3]。本文对如何完善实验教学设计结合我院大学物理实验的教学模式进行研究和探讨。 大学物理实验教学是消化理论知识验证知识的过程它有助于锻炼和提高学生的实验方法和技能。随着科学技术的不断进步和发展物理实验将在学生的知识、能力和素质的培养方面发挥越来越重要的作用。 1 以素质教育为目的,建立物理实验课程新体系 课程体系重新设置的重点是:加强基础,重视应用,培养能力,提高素质,把“知识、能力、素质”三要素贯穿整个实验教学改革过程。实验课程体系的设计必须让学生系统掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能,打好基础;同时还必须与现代科学技术接轨,现代科技成果与经典课程内容相互渗透,是在对实验课程体系改革时应充分给以关注的问题。 2 授课对象起点分析 《大学物理实验》课程是针对全体工科专业开设,开设时间在大学第二、三学期。学生为地方高考青年学生,已经具备了比较扎实的科学文化基础。经过大学第一学期物理课程的学习,学生掌握了大学物理的一般规律和一般物理实验的基本原理,对常见物理现象具有感性认识和一般的理性理解。本科学生总体知识水平较好,但动手能力一般,实操经验不强,对《大学物理实验》课程的学习大
大学物理实验示波器实验报告
示波器的使用 【实验简介】 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器,与其他测量仪器相比,示波器具有以下优点:能够显示出被测信号的波形;对被测系统的影响小;具有较高的灵敏度;动态范围大,过载能力强;容易组成综合测试仪器,从而扩大使用范围;可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流、时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。 Karl Ferdinand Braun 生平简介 1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上 第一台阴极射线管示波器,至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。 【实验目的】 1、 了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、 通过观察李沙如图形,学会一种测量正弦波信号频率的方法。 【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等 图8-1 Karl Ferdinand Braun 5 6 9 10
大学物理实验(最终)
大学物理实验 一、万用表的使用 1、使用万用表欧姆档测电阻时,两只手握住笔的金属部分在与电阻两端接触进行测量时,对结果有无影响?为什么? 有影响,会使测量值偏小 因为人体本身有电阻,两只手握住笔的金属部分在与电阻两端接触相当于并联 2、用万用表测电阻时,通过电阻的电流是由什么电源供给的?万用表的红表笔和黑表笔哪一个电位高? 电源内部电路提供(万用表的内部电池供给的) 黑笔 3、用万用表欧姆档判别晶体二极管的管脚极性时,若两测量得到阻值都很小或都很大,说明了什么? 两测量得到阻值都很小,说明二极管已被击穿损坏 两测量得到阻值都很大,说明二极管内部断路 4、能否用万用表检查一回路中电阻值?为什么? 不能,因为通电电路中测量电阻值会造成万用表的损坏。
【数据处理】(要求写出计算过程) 1.1R = Ω 2.2R = Ω 3.U = V 21 1 ()(1)k U i i U U k σ==-=-∑ V = =2 ?仪最小分度值 V 22U U U σ=+?仪= V U U U U =±=( ± )V 100%U U U E U = ?= % 二、用模拟法测绘静电场 1、出现下列情况时,所画的等势线和电力线有无变化?(电源电压提高1倍;导电媒质的导电率不变,但厚度不均匀;电极边缘与导电媒质接触不良;导电媒质导电率不均匀) 有,电势线距离变小,电力线彼此密集 无任何变化 无法测出电压,画不出等势线、电力线 等势线、电力线会变形失真 2、将电极之间电压正负接反,所作的等势线和电力线是否有变化? 等势线和电力线形状基本不变,电力线方向相反
3、此实验中,若以纯净水代替自来水,会有怎样的结果? 实验无法做,因为纯净水不导电 4、本实验除了用电压表法外还可以用检流计法(电桥法)来测量电势。试设计测量电路。两种方法各有何优缺点? 电压表法优点:简单 缺点:误差大 电桥法优点:测量精度高 缺点:复杂 5、能否根据实验测出的等势线计算场中某点的电场强度?为什么? 不能,因为等势线是定性的线条,相邻等势线的间隔表示的电势差相等,等势线间隔小的地方电场线强,电场强度大只能说明,无法定量表达 三、迈克尔逊干涉仪 1、为什么有些地方条纹粗,有些地方条纹细?能指出什么地方条纹最粗吗? 相邻条纹间距与两平面镜到分光板近距离之差d成反比,与各条纹对应干涉光束和中心轴夹角成反比。d越小、条纹间距越大,条纹分布越疏,条纹越粗。当d一定时,θ越小,条纹间距越大,即离圆心近处条纹最粗 2、光屏上显现等倾花纹后,改变镜面M1的位置,干涉花纹的中心位置发生位移,分析产生此种现象的原因。 光镜面M1的位置被改变,M1与M2的垂直状态发生改变,M1与M2之间有一定的夹角,从而让干涉花纹的中心位置发生移动。
大学物理实验教学大纲.doc
《大学物理实验》教学大纲 课程编号: 72201008/72201009 课程名称:大学物理实验 英文名称: College Physics Experiments 课程性质:学科基础课 总学时: 72学时 学分: 2分 适用专业:测控技术与仪器专业 先修课程:大学物理 一、实验目的与任务 物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程,其教学目的在于使学生学习物理实验基础知识 的同时,受到严格训练,掌握初步的实验能力,养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。 二、教学基本要求 通过实验教学,加深对基础理论知识的理解,培养学生实验动手能力,并掌握一些基本仪器的使 用方法。 三、实验项目与类型 力学部分
热学部分 电磁学学部分
光学部分 四、实验教学内容及学时分配 基础知识 测量与误差,主要讲述误差理论及数据处理 力学部分 实验一长度的综合测量 1.目的要求 练习使用测长度的几种常用仪器,练习做好记录和计算不确定度。 2.方法原理 用米尺、游标卡尺、螺旋测微仪测滚珠的直径和圆柱管的内外半径和高度。 3.主要实验仪器及材料 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪、滚珠、圆柱管。 4.掌握要点 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪的使用方法及不确定度的计算方法。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测圆柱管的内外半径及高度,并计算其体积。 (2)用螺旋测微仪测滚珠的直径。 (3)不确定度的计算。 实验二单摆 1.目的要求 用停表和米尺,测单摆的周期和摆长,并求出当地的重力加速度值。 2.方法原理
g l T π2= ()()2 22)(?? ? ??+??? ??=t t u l l u g g u 。 3.主要实验仪器及材料 单摆、停表、钢尺。 4.掌握要点 测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测小球的直径。 (2)用钢尺测悬线的长度。 (3)用停表测单摆的周期(不改变摆长,测5次,每次30个周期的时间) (4)计算重力加速度和它的不确定度。 (4)改变摆长,测单摆的周期,用作图法算出重力加速度。 实验三 测重力加速度 1.目的要求 掌握几种测重力加速度的方法。 2.方法原理 自己 3.主要实验仪器及材料 自由落体装置、数字毫秒计、光电计时装置 ,单摆 气垫导轨。 4.掌握要点 掌握测量重力加速度的方法。 5.实验项目: (1)根据原理设计实验方案。 (2)记录实验数据 (3)数据处理及不确定度的计算。 实验四 密度的测定 1.目的要求 熟练掌握物理天平的调节和使用方法,掌握静力称衡法和比重瓶法。 2.方法原理 v m = ρ,质量用天平称量,体积用阿基米德定律求出。 3.主要实验仪器及材料 物理天平,游标卡尺、比重瓶,小烧杯、温度计、酒精、不规则玻璃块。 4.掌握要点 物理天平的调节和方法、测量密度的两种方法:静力称衡法和比重瓶法。 5.实验项目: (1)学习调整和使用物理天平。 (2)用流体静力称衡法测固体的密度。 (3)用比重瓶法测酒精的密度。 实验五 拉伸法测杨氏弹性模量 1.目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量,学习光杠杆原理并掌握使用方法。