緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇單擺實驗報告范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
白細胞升高分為生理性升高和病理性升高。
白細胞的生理性升高常在進餐后、激烈運動后或受精神打擊后,以及女性的月經期、妊娠后期等,但通常不會高于14×109/升。
白細胞的病理性升高的原因很多,主要是體內有組織損傷或有炎癥。分析白細胞升高的原因時一定要結合白細胞分類的化驗結果。人體的白細胞分成五類。
1.淋巴細胞(Lym或L)。它的主要功能是參與多種免疫反應,是重要的免疫細胞。成人的淋巴細胞占白細胞的20%~30%,兒童約占30%~40%,嬰兒可達50%。當人體受到病毒感染時常見升高,還會出現形態異常的淋巴細胞?;及偃湛?、傳染性單核細胞增多癥、淋巴系統的炎癥、結核病等會明顯升高。當體內有炎癥或組織損傷但正在恢復期時,也會升高。患淋巴細胞性白血病或淋巴瘤時會明顯升高,且在血液中出現原始或幼稚的淋巴細胞。
2.單核細胞(Mono或M)。它的主要功能是吞噬侵入人體的細菌或病毒等病原體,并清除體內的死亡細胞碎片。單核細胞占白細胞的2%~8%。當體內有慢性炎癥、病毒感染、風濕病或結核病等情況時常會升高。
3.嗜中性粒細胞(也稱嗜中性多核粒細胞,N或Poly)。它占白細胞的60%~70%,對白細胞總數的升高或減少影響最大。它的功能是防御病原體感染并可吞噬或殺滅病原體,是人體主要的防御細胞,所以當身體有炎癥或組織損傷時,首先動用的是嗜中性粒細胞,故先有升高。細菌性炎癥常比其他炎癥升高得明顯。當炎癥恢復或好轉時它可下降而至正常范圍。有些炎癥,尤其是老年人的炎癥常有白細胞總數并不高,但嗜中性粒細胞升高的情況出現。所以不僅要看百分數,還要看這類細胞的量數?,F在的化驗報告都同時報告百分數和計數結果。應仔細查看。
探究式教學是以探究為基本特征的一種教學形式。學生是教學的主體,把促進學生創新精神和實踐能力的發展作為重點,以學生的自主探究學習為核心。將教學與學生的實際緊密聯系起來,形成主動的、活躍的、和諧氣氛的學習過程,通過交流與實踐,探索中發現新知,應用新知。探究式教學是“以人為本”的教學??梢娝刭|教育的要求需要多采用探究式教學。
2.優化教學過程
所謂優化教學過程即把學科課堂作為一個“動態流程”,從開端、發展、結束構成教學的全過程。要使全過程得到優化,就要善于在“動態流程”的各個的環節調動學生的思維,使他們的思維活力不斷涌現?,F以初二物理教材蒸發為例來探討:
(1)設疑激勵。
用酒精打濕的抹布擦黑板,過一會兒黑板干了并聞到一股酒精的氣味,實驗引入課題;讓學生結合生活中曬衣服、晾床單等生活經驗猜測:蒸發可能和液體溫度的高低、液體表面積的大小及液體表面上空氣流動的快慢有關。從而讓學生明白要研究的問題。
(2)帶疑探索。
進行分組實驗,給學生酒精燈、滴管、滴瓶、毛玻璃片、回行針等這些器材,讓學生自己設計實驗方案,動手做實驗。如有的學生設計出將兩塊毛玻璃片打磨的一面朝上,分別用滴管滴一滴水于毛玻璃片,其中的一塊不變,另一塊用回行針將水盡量攤平,觀察液體表面積的大小各蒸發關系,從而使學生的求知欲處于激發狀態。
(3)釋疑討論。
鼓勵學生對知識進行探索、討論及總結,并向教師和同學呈報實驗結果,如上述實驗中,一塊毛玻璃片上的水先干,則說明液體表面積越大蒸發越快。
(4)破疑歸納。
教師結合學生實驗報告進行總結:蒸發的快慢和液體溫度的高低、液體表面積的大小、液體表面上空氣流動的快慢有關;因而要加快蒸發可以提高液體的溫度;增大液體的表面積;加快液體表面上空氣的流動。而在減慢蒸發應采取相反的措施。
(5)新疑設置。
在基本知識掌握后尚待進一步重復、遷移、提高,可恰如其分的發出高級知識的刺激信息,聯系實際引導學生靈活運用物理知識和科學方法解決實際問題。如讓學生解釋移栽樹木時,為了提高樹木的成活率一般選擇陰天早晨或傍晚,而不選擇太陽當空的正午,且移栽樹木時盡是削掉一些枝葉。
(6)析疑思考。
在掌握課題知識的基礎上進一步對課題向高能知識探索,進行有意識的德育滲透。如可讓學生看教材54面第二段,指出我國人均占水量不足全世界人均占水量不足全世界人均占水量的25%,要樹立節約用水的意識,從而培養學生關心自然關心社會的情感??傊?,教師追求的應該是教育教學中的對學生“人格”發展的長期“隱性”效應。
3.改進教學手段
教育學要面向現代化,教學手段本身就應該現代化。物理教學離不開現實的物理情境,但學生的直接經驗、學校的實驗條件都有限,也不可能讓學生做太多的現場參觀,這樣傳統的教學手段全憑一張嘴一支粉筆的教學模式嚴重阻礙了教學的提高,因此可將光電傳感器、錄像機、幻燈、投影及計算機等眾多媒體引入教學之中,成為教師自由使用的工具。以單擺周期的測量實驗為例來探討:
(1)實驗目的:
測量單擺的周期,驗證單擺振動的等時性。
(2)實驗原理:
當單擺的擺角很小時,擺球受到的擺繩的拉力和重力的合力可看作指向平衡位置且大小隨擺球位置變化而做周期性變化的回復力,此時擺球的運動可看作簡諧運動。根據簡諧運動的規律可得到單擺的周期公式:T=2π姨l/g,其中l為單擺的擺長,而g為重力加速度。從此公式可知單擺的周期只與其擺長和重力加速度大小有關,而與擺幅和質量無關。這種特性稱為單擺的等時性。
(3)實驗器材:
思邁Prodigy-Lab數據采集器,光電門傳感器,計算機,單擺實驗裝置。
(4)實驗步驟:
1)如實驗裝置所示架設好單擺實驗裝置和光電門傳感器,調整擺球懸掛的高度,使擺球能自由擺動并順利擋光;2)打開思邁數字化探究實驗平臺專業軟件,選擇進入“單擺周期的測量”實驗;3)將擺球拉離平衡位置(擺角不能大于5度),然后放開使其擺動。4)改變單擺的擺幅和擺球的質量,分別重復上述實驗步驟。最后比較各次的周期是否相同。5)組織討論:①將兩次實驗的擺長和重力加速度大小代入單擺周期公式計算出對應的單擺周期的理論值,然后統計兩次實驗中測得的單擺周期的平均值,將實驗得到的數據與理論值比較,計算實驗的相對誤差;②分析單擺運動中擺球的運動情況和受力情況,說明擺球的運動為什么具有等時性的特征。6)實驗結論:單擺的振動周期不隨振幅改變而改變,即具有等時性。
2005年我校成為泰州市唯一一所承辦內地高中新疆班的學校,從2006年開始筆者有幸執教內高班的物理教學,在這幾年中,筆者做了大量的新疆班物理實驗教學研究工作,針對新疆班學生活潑好動的特點,積累了一些行之有效的做法,呈現給大家供大家參考。
第一:建立實驗學習小組。促進合作學習
將班級分成幾個實驗學習小組,理科班人數不多,總共20人,四人一組,組與組之間均衡搭配,由于新疆班的學生敢于發表自己的見解,就讓他們在課堂上共同來預習和討論實驗內容,給予一定的時間后,請小組成員中的一位代表到講臺上講講實驗步驟,實驗注意事項,其他的同學可以上來補充,然后再是其他組的同學補充,補充完后教師做系統的總結,最后請各組設計實驗所需的表格,并加以交流、修改、完善,在做演示實驗時請大家一起先觀看,然后再請每一組中的一位同學上臺來做,這位同學做好了以后再由他請其他另外一組的同學代表來做,依此下去,比一比哪一組的學生代表做的最好,這樣一來就讓學生有了學習實驗動力,通過比較還可以知道自己的不足之處,作為新疆班的物理老師來講,演示實驗一定要做給學生看,包括課本書后面的一些小實驗,因為來江蘇學習之前他們之間所掌握的就不平衡,而且作為本地教師覺得的司空見慣的現象,在他們一部學生來看可能覺得不可思議呢,這一點我深有體會,比如在講自由落體運動時,我就帶領學生到學校的四樓上去,用裝滿水的礦泉水瓶作了這樣的實驗,就極大地增強了學生對自由落體運動的感性認識。
第二:把好進門機制,做好學生預習檢查
以往做實驗都是學生一窩蜂的涌進實驗室,學生就開始手忙腳亂的做起了實驗,在改進中我采用了做實驗前,教師預先站在實驗室門口等侯學生的到來,先檢查學生有沒有帶的實驗需要的用品,然后讓學生先回答關于實驗的相關內容,回答正確了才能進去,這樣做有兩個好處,一是逼著學生在實驗前有充分的準備,做到心中有數,二是學生進了實驗室知道自己要做那些事情,其實在操作的過程中,只要提一兩個問題即可,比如有些儀器的使用,還有操作順序,或者實驗注意的要點,有二次做單擺實驗時,我就在門口拿了兩個儀器,一是游標卡尺,另一個是螺旋測微器,讀正確了才可以進實驗室,就將一些人擋在門外進行學習,這些同學直到高考都不會忘掉如何讀數。
第三:教師參與學生實驗,體驗實驗過程
教師也要參與到某一組學生中去做實驗,以往教師在上實驗課時,一般是學生做教師在巡查,在改進中我采用了加入學生中去做的做法,這樣做的好處是學生看到老師在認真做,他也不好意思在那兒玩或打鬧,另外也讓老師感受一下學生做實驗過程中遇到的困難和解決困難的智慧,這樣會促進教師思考講解實驗時有哪些不足之處,為今后的教學積累一些好的經驗,當然在這個過程中也增進了與新疆班學生的感情,比如說,我在帶06級新疆班做用平拋運動來驗證碰撞中動量守恒實驗時,參加了其中的一組,和艾力亞一起做實驗,就發現了一些問題,比如立柱擰得松的話,鐵球還沒撞上塑料球,立柱就倒下來,意味著實驗失敗,還有由于實驗室的塑料球不是渾圓的,放的角度不對的話,就不能實現一維碰撞,還有要將地面上的白紙固定也是有講究的,在教材中要求從拋出點正下方初開始就放白紙,大約需要三張白紙,而在實際操作中只要一張八開的白紙就可以了,先不放白紙,讓球滾下并發生碰撞,看好落點的位置,然后再放白紙,還有落到地上的小球會彈起打下好多點,干擾以后的測量,這時其中的一個學生想了一個辦法,用手去先擋住鐵球后再去擋住塑料球,這樣就不會出現干擾的點。
第四:把好出門機制,做好實驗結果檢查
在試驗結束的時候,以前的做法是讓學生直接回教室處理數據并交上實驗報告,現在的做法是,教師站在門口一是檢查學生的實驗數據,同時讓學生回答實驗操作的相關內容,比如實驗中碰到哪些困難,將自己做實驗時遇到的困難請學生解答,或者是請學生提出改進的意見和方法,比如說在做單擺的實驗時,就提出如何保證是在一個平面上擺動,就有學生是這樣做的,將單擺的線靠近桌子的邊緣,拉動線讓它擺動,如果是做圓錐擺那將碰到桌子,在數擺動的次數時如何確定平衡位置,有一位同學這樣做的,利用地磚的縫隙,在最初時就將平衡位置確定在縫隙的上方即可,再比如在做測定玻璃的折射率時,06新疆班王亞軍同學就提出直接用激光筆照射玻璃磚的辦法,我們當場就試了這種方法,發現由于激光筆發出的不是線光源,造成測量的結果誤差很大,還有李小龍同學提出了由于采用的是木制墊板,插針非常困難,提出了改進方案:采用比較松軟的材質做墊板,比如塑料泡沫,比如說在牛頓第二定律實驗時,有的同學提出將長木板換成氣墊導軌那不是更好嗎。
第五:做好組織工作,切實維護儀器安全
針對實驗室經常少儀器的現象,在組織學生進實驗室前進行反復的宣傳與教育,讓愛護儀器深入人心,盡管如此在平時的工作中都要安排一些責任心強的學生做實驗小組長,小組長先進實驗室檢查儀器是否齊全完整,檢查有無破損,及時報告實驗老師,要求及時更換,在實驗結束時小組長留下整理儀器并接受檢查,方可離開,小組長還要及時的收同學們的實驗報告。
第六:注重實驗反饋,及時查漏補缺
2.對比法:如通電自感和斷電自感實驗中,兩盞燈泡發光情況的對比等。
3.轉換法:如:碰撞中的動量守恒實驗,需要測量瞬時速度,而在我們很多學校沒有這 樣的條件,可以測量出瞬時速度,在我們平時的實驗過程中,就可以根據平拋運動的規律,把 瞬時速度的測量轉換為水平方向位移的測量。又如在“測定玻璃的折射率”的實驗中,本應 測量入射角和折射角,再根據n=sini/sinr求 出折射率,但角度不容易測準確(一般 所用的量角器的最小分度是1°,并且測角度時頂點很難對得特別準確),而通過做輔助線 的方法可以把測角度轉換為測線段的長度,提高了測量的準確度。以及焦耳定律、電容充放 電、布朗運動等。
4. 替代法:如“互成角度兩個共點力的合成”,用天平稱物體的質量、電阻的測量等 ,古代三國時期曹沖稱象的故事也是替代法的典型實例。
5. 累積法:如“用單擺測重力加速度”中周期的測量,測一張紙的厚度、用刻度尺測 金屬絲的直徑等等。
6.留跡法:像平拋物體運動的軌跡、小球落地的位置、小車運動的位移等,采用復寫紙 、噴墨水、打點等方法,就能較準確地記錄它們的位置。
7. 放大法:如:用力捏截面為橢圓的玻璃瓶使其形變,及茶杯放在桌面使桌面發生形 變實驗,卡文迪許扭秤實驗等。
二、有意識培養、訓練學生在數據處理中運用表格法、圖像法的能力
如:圖象法應著重訓練學生:①搞清楚縱軸和橫軸所代表的物理量,明確要描述的是哪 兩個物理量之間的關系;②區別圖線與物體實際運動的軌跡。如,區別s-t圖象與 物體實際 運動的軌跡;③根據實際問題靈活地建立坐標系,確定兩個合適的物理量來作出圖象;④從 物理意義上去認識圖象,由圖象的形狀看出物理過程的特征,由截距、斜率、圖線所圍的面 積、兩圖線交點等有特殊意義的方面看出其中隱含的物理意義。
三、有意識培養、訓練學生通過處理信息得出結論的能力
如何培養學生從實驗現象和數據中找出規律性的東西?這就要讓學生學會并掌握一些物 理分析方法:比如最常用的實驗歸納法和圖象法。
1.歸納法:例如,在《楞次定律》教學中對實驗現象的分析、歸納得出結論的過程, 學生 通過實驗記錄了“電流表指針偏轉方向”,接著在老師的引導下,學生對第一次實驗現象, 按表中標的序號順序對各項進行推理、分析、對比、歸納得出“當穿過線圈的磁通量增大時 ,感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反”。對于第2、3、4次實驗現象的推理、分析 、對比、歸納得出結論,學生就會將第一次的方法遷移,較快且輕松地得出正確的結論,同 時 進一步引導學生對4次實驗結論進行歸納、概括出總結論——楞次定律。在課堂教學中要充 分利用教材中的有限資源,使學生“歸納”的水平逐漸提高,逐漸內化。
2.圖象法:首先,要讓學生理解圖象的意義;其次,要慢慢展示運用圖象法的全過程, 為學生提供模仿的機會;再次,多創造讓學生獨立運用圖象法處理數據得出結論的機會;最 后,應特別注意培養學生在作圖的過程中的科學精神和科學態度,嚴防學生根據數據描點時 不認真,甚至,偽造數據,以及出現根據所描的點作圖線時過于草率的現象。實際教學中, 我 們發現許多學生畫直線太隨便,甚至不用尺子而徒手畫。我們教學中應讓學生明白,如果在 處理圖象時不仔細認真,那么前面就應選用系統誤差小的測量方法,選用精度高的測量儀器 也就前功盡棄了。
四、對實驗過程和結果進行必要的評價和反思
實驗報告
指導老師:王建明
姓 名:張國生
學 號:XX0233
學 院:信息與計算科學學院
班 級:05信計2班
重力加速度的測定
一、實驗任務
精確測定銀川地區的重力加速度
二、實驗要求
測量結果的相對不確定度不超過5%
三、物理模型的建立及比較
初步確定有以下六種模型方案:
方法一、用打點計時器測量
所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架臺、紙帶、夾子、重物、學生電源等.
利用自由落體原理使重物做自由落體運動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數出時間為t的p點,用米尺測出op的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.
方法二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半徑為r的玻璃杯,內裝適當的液體,固定在旋轉臺上.旋轉臺繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉,這時液體相對于玻璃杯的形狀為旋轉拋物面
重力加速度的計算公式推導如下:
取液面上任一液元a,它距轉軸為x,質量為m,受重力mg、彈力n.由動力學知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,dy=ω2xdx/g,
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.將某點對于對稱軸和垂直于對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出,將轉臺轉速ω代入即可求得g.
方法四、光電控制計時法
調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圓錐擺測量
所用儀器為:米尺、秒表、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動,用直尺測量出h(見圖1),用秒表測出擺錐n轉所用的時間t,則擺錐角速度ω=2πn/t
擺錐作勻速圓周運動的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、單擺法測量重力加速度
在擺角很小時,擺動周期為:
則
通過對以上六種方法的比較,本想嘗試利用光電控制計時法來測量,但因為實驗室器材不全,故該方法無法進行;對其他幾種方法反復比較,用單擺法測量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉,儀器在實驗室也很齊全,故利用該方法來測最為順利,從而可以得到更為精確的值。
四、采用模型六利用單擺法測量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理學中一個重要參量。地球上各個地區重力加速度的數值,隨該地區的地理緯度和相對海平面的高度而稍有差異。一般說,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北兩極,重力加速度的值越大,最大值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況,在地球物理學中具有重要意義。利用專門儀器,仔細測繪各地區重力加速度的分布情況,還可以對地下資源進行探測。
伽利略在比薩大教堂內觀察一個圣燈的緩慢擺動,用他的脈搏跳動作為計時器計算圣燈擺動的時間,他發現連續擺動的圣燈,其每次擺動的時間間隔是相等的,與圣燈擺動的幅度無關,并進一步用實驗證實了觀察的結果,為單擺作為計時裝置奠定了基礎。這就是單擺的等時性原理。
應用單擺來測量重力加速度簡單方便,因為單擺的振動周期是決定于振動系統本身的性質,即決定于重力加速度g和擺長l,只需要量出擺長,并測定擺動的周期,就可以算出g值。
實驗器材:
單擺裝置(自由落體測定儀),鋼卷尺,游標卡尺、電腦通用計數器、光電門、單擺線
實驗原理:
單擺是由一根不能伸長的輕質細線和懸在此線下端體積很小的重球所構成。在擺長遠大于球的直徑,擺錐質量遠大于線的質量的條件下,將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊(很小距離,擺角小于5°),然后釋放,擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動,如圖2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
l
圖2-1 單擺原理圖
擺錐所受的力f是重力和繩子張力的合力,f指向平衡位置。當擺角很小時(θ<5°),圓弧可近似地看成直線,f也可近似地看作沿著這一直線。設擺長為l,小球位移為x,質量為m,則
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中負號表示f與位移x方向相反。
單擺在擺角很小時的運動,可近似為簡諧振動,比較諧振動公式:a= =-ω2x
可得ω=
于是得單擺運動周期為:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用單擺實驗測重力加速度時,一般采用某一個固定擺長l,在多次精密地測量出單擺的周期t后,代入(2-4)式,即可求得當地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之間具有線性關系, 為其斜率,如對于各種不同的擺長測出各自對應的周期,則可利用t2—l圖線的斜率求出重力加速度g。
試驗條件及誤差分析:
上述單擺測量g的方法依據的公式是(2-2)式,這個公式的成立是有條件的,否則將使測量產生如下系統誤差:
1. 單擺的擺動周期與擺角的關系,可通過測量θ<5°時兩次不同擺角θ1、θ2的周期值進行比較。在本實驗的測量精度范圍內,驗證出單擺的t與θ無關。
實際上,單擺的周期t隨擺角θ增加而增加。根據振動理論,周期不僅與擺長l有關,而且與擺動的角振幅有關,其公式為:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0為θ接近于0o時的周期,即t0=2π
2.懸線質量m0應遠小于擺錐的質量m,擺錐的半徑r應遠小于擺長l,實際上任何一個單擺都不是理想的,由理論可以證明,此時考慮上述因素的影響,其擺動周期為:
3.如果考慮空氣的浮力,則周期應為:
的趣味性與實用性
在高中物理教學中,演示實驗是重要環節,可增強教學直觀性,激發學生求知欲,喚起學生的學習熱情.同時,在演示實驗的幫助下,學生能夠構建物理概念與模型等,并從中探究與發掘物理規律,加深對物物理公式與定律等理論性知識的理解.另外,實驗可啟發學生思維,讓學生在演示情境下展開豐富想象,學會猜測與假設,為自主探究做好鋪墊.
在高中物理教學中,演示實驗是十分必要的.若想真正發揮演示實驗的教育價值,教師需根據教學實際,改進教材實驗,適當創新,以增強實驗教學趣味性與實踐性,調動學生課堂參與的積極性.
第一,教師可就地取材,變廢為寶.
在高中物理實驗教學中,教師可巧妙利用諸如乒乓球、雞蛋、塑料瓶、易拉罐等生活用品或廢棄品來自制教具,改進演示實驗.如演示實驗:探究靜電平衡時導體內部的電荷,在教材中提到需要運用法拉第圓筒的實驗器材,而有些學校缺乏這一器材.這就需要教師加以適當改進.例如,巧用易拉罐自制教具進行本次演示實驗.方法如下:刮掉易拉罐外面的油漆,然后將其倒貼于驗電器上,將其變為簡單的法拉第圓筒,在演示過程中,其效果也是不錯的.同時,通過教師潛移默化的影響,學生也會形成變廢為寶,動手創造的意識,這對學生自主探究是十分有益的.
第二,教師可進行對比實驗,引發學生認識沖突.
例如,在講“閉合電路歐姆定律”時,教師可借助導線利用一節全新干電池、開關、小燈泡組成一個回路.課堂上,教師可進行實驗演示:閉合開關時,小燈泡會發光發亮.接著教師將兩節舊干電池來代替新干電池,而其他保持不變,構成新的回路(事先不要告知同學們干電池的不同).然后提出問題:你們猜猜閉合開關時,與之前的實驗相比,本次小燈泡的亮暗程度如何?于是不少學生不假思索道:小燈泡會發光,并且會更亮.教師先不直接回復,而是演示實驗,結果發現兩節電池所連接的回路中小燈泡幾乎不發光,不亮.這與學生預料的情況完全相反,使其產生認知沖突,激發強烈的好奇心與求知欲,急于想揭曉答案,從而快速進入學習狀態之中.
二、強化學生自主實驗,提高學生
探究的主動性與積極性
在高中物理教學中,除了教師演示實驗之外,學生自主實驗是尤為重要的,這是學生對知識的親身體驗,更具實踐性.在教學過程中,學生實驗主要包括兩大類:課堂實驗與課外實驗.而這些實驗中,既有學生個體實驗、也有分組實驗,這樣,讓學生不但學會以獨立思考,自主學習,也學會合作學習、競爭學習,從而提高教學質量與效率.
第一,加強學生課堂自主實驗.
例如,“用單擺測定重力加速度”的實驗教學,教師可引導分組實驗探究.提問思考:怎樣運用單擺對當地的重力加速度進行測定?對于這一問題學生能準確回答.接著要求小組分析與討論實驗原理:①單擺的組成部分有哪些?②在怎樣的條件下,單擺運動才是簡諧振動?③影響單擺周期的因素有哪些?④怎樣應用單擺來測重力加速度?其數學表達式是怎樣的?⑤如何測定擺長與單擺周期?通過小組討論,學生會得到正確結論與認識.然后教師引導學生分組設計實驗方案,選擇實驗器材,如游標卡尺、米尺、秒表、小球、擺線、鐵架臺等.每組學生先自主探索如何使用秒表,回顧游標卡尺的讀法,而后物理老師加以指導,使其學會正確使用秒表以及進行游標卡尺讀數.在學生實驗過程中,對于一些細節問題,教師也需予以必要的指導.而學生則需觀察實驗現象,處理實驗數據(如作圖法、計算法等),獲得實驗結論,并將資料所查的本地重力角速度與實驗所得結果進行對比,找出誤差原因.實驗之后,各組可交流實驗過程,教師予以點與補充.最后引導學生完成自己設計的物理實驗報告.這樣通過學生分組實驗,可提高學生的實踐能力,培養學生的科學態度,增強學生的觀察能力與解決問題的能力.
1.問題的引入
2012年廣西作為全國最后一個省份進入新課程改革軌道,標志著新課程已經進入全面的課改。通過新課標的實施,物理教師力求改變舊的教學觀念,努力去接受新課程的洗禮,全力擺脫原來的“傳授式”教學模式,使學生學會主動學習,由原來的“接受式”的學習轉變為“探究式”為主的學習。教學中進行科學探究有多種形式,而高中物理探究學習主要組成部分是探究實驗,在課堂上師生合作探究、學生分組探究、在課堂外學生自主探究等等。實踐表明在學生分組探究會出現有的快,有的慢,有的是真探究,有的是假探究,有個別小組不知道往哪個方向猜想,怎樣去設計實驗?怎樣分析數據得出結論?課堂上有相當一部分學生表現得很惘然,完全不知道下一步該干什么。有些甚至在實驗臺上玩,而教師為完成課程,只要看到有的組已探究好了,并得出自己所需的結論就草草收場,結束探究活動。這樣一來探究實驗所取得的效果可想而知。
2.問題分析
從教以來,本人在平時的實驗教學中,發現好多教師一般遵循這樣的方式,先在教室里講解實驗原理、實驗步驟、實驗注意事項,然后再做一個實驗演示,最后讓學生到實驗室去做,寫出實驗報告。在幾年的教學中,發現學生在這種模式下掌握的實驗效果很差,出現了以下癥狀:上課聽的沒勁,去做實驗時非常高興,但到實驗室卻無從下手,以致于出現少部分學習專研的學生做得比較好,其他的學生在那兒發呆或打鬧,實驗記錄等著抄抄別人的,另外也發現實驗室時有少儀器的現象,現在回過頭來想想學生是在被動的接收式學習,沒有發揮學生的積極主動性,更缺少了一份創新和探索未知的欲望。
基于這些情況,本人認為不論教師也好,學生也好都應該循序漸進,要根據學生的實際情況,由有序的探究實驗慢慢向學生的自主探究實驗過渡,使學生在學習中逐漸掌握探究的方法,領略探究的樂趣。
魔術師的表演之所以能風靡全球,經久不衰,原因在于它能抓住觀眾的興趣,激發人們對現象本質的探究??鬃尤眨骸爸卟蝗绾弥撸弥卟蝗鐦分??!?/p>
說的就是這個道理?!皾夂竦呐d趣是人們積極探索,勇于攻關的強大動力。”用在探究實驗上也是如此。因此,學生只有對實驗的內容感興趣,才想做、愛做,也才能做好,在教學中如何抓住這一心理,將是教學成敗的關鍵之一。
3.對探究實驗的幾點建議
3.1 緊貼生活創設思維的空間,為學生撥開云霧,展開猜想的翅膀。對于某一探究實驗,課堂上我利用典型、生動且為學生熟悉的事實和生活體驗引導學生進入猜想,要求他們不要盲目猜想,而應根據現有的知識或體會,進行有科學依據的猜想,培養學生的思考分析能力,并自然地進入探究活動,激發學生的探究熱情。在實驗過程中,通過巡視及時糾正學生操作上的錯誤,避免錯誤的數據誤導學生,使每一組都能順利完成實驗。課上能及時對學生作出客觀、科學、合理的評價,讓學生充分體會到探究的樂趣,收獲成功的喜悅。
3.2 引導學生分析數據,形成科學的結論,培養學生分析概括能力。這一節課的關鍵是對數據的進行分析得出正確的結論,但實驗結論隱藏在數據中不易被發現,因而在教學中選擇適當的數據展示在黑板上,引導學生尋找數據之間的相互關系,在師生的共同努力下順利地得出結論。
3.3 營造寬松環境,培養敢想敢說的精神。教師在課堂上的權威,往往使學生不敢發表自己的見解,因而課堂上巧妙引導學生,讓學生積極思考,暢所欲言,產生各種的猜想和結論,激發更多的學生發言,充分體現學生的主體作用。
3.4 讓學生經歷科學探究過程,學會探究方法。在這個實驗中學生經歷科學探究的主要過程:猜想——設計實驗——實驗——數據分析——歸納整理等。每個環節教師只作適當的引導,而大部分讓學生自己思考、分析、發現、實踐、歸納。通過該節的學習,學生不但學會了知識,還體驗了科學探究的過程,領會了科學研究的方法,激發了主動探究的意識,培養了嚴謹的科學態度和協作的精神。
4.具體參考操作
4.1 建立實驗學習小組。促進合作學習。將班級分成幾個實驗學習小組,每個小組選一個組長,就讓他們在課堂上共同來預習和討論實驗內容,給予一定的時間后,請小組成員中的一位代表到講臺上講講實驗步驟,實驗注意事項,其他的同學可以上來補充,然后再是其他組的同學補充,補充完后教師做系統的總結,最后請各組設計實驗所需的表格,并加以交流、修改、完善。在做演示實驗時請大家一起先觀看,然后再請每一組中的一位同學上臺來做,這位同學做好了以后再由他請其他另外一組的同學代表來做,依此下去,比一比哪一組的學生代表做的最好,這樣一來就讓學生有了學習實驗動力,通過比較還可以知道自己的不足之處。
4.2 把好進門機制,做好學生預習檢查。以往做實驗都是學生一窩蜂的涌進實驗室,學生就開始手忙腳亂的做起了實驗,在改進中我采用了做實驗前,教師預先站在實驗室門口等侯學生的到來,先檢查學生有沒有帶實驗需要的用品,然后讓學生先回答關于實驗的相關內容,回答正確了才能進去,這樣做有兩個好處,一是逼著學生在實驗前有充分的準備,做到心中有數;二是學生進了實驗室知道自己要做那些事情,其實在操作的過程中,只要提一兩個問題即可,比如有些儀器的使用,還有操作順序,或者實驗注意的要點,有二次做單擺實驗時,我就在門口拿了兩個儀器,一是游標卡尺,另一個是螺旋測微器,讀正確了才可以進實驗室,就將一些人擋在門外進行學習,這些同學直到高考都不會忘掉如何讀數。
4.3 教師參與學生實驗,體驗實驗過程。教師也要參與到某一組學生中去做實驗,以往教師在上實驗課時,一般是學生做教師在巡查,在改進中我采用了加入學生中去做的做法,這樣做的好處是學生看到老師在認真做,他也不好意思在那兒玩或打鬧,另外也讓老師感受一下學生做實驗過程中遇到的困難和解決困難的智慧,這樣會促進教師思考講解實驗時有哪些不足之處,為今后的教學積累一些好的經驗,當然在這個過程中也增進了與學生的感情,比如說,在做用平拋運動來驗證碰撞中動量守恒實驗時,參加了其中的一組一起做實驗,就發現了一些問題,比如立柱擰得松的話,鐵球還沒撞上塑料球,立柱就倒下來,意味著實驗失敗,還有由于實驗室的塑料球不是渾圓的,放的角度不對的話,就不能實現一維碰撞,還有要將地面上的白紙固定也是有講究的,在教材中要求從拋出點正下方初開始就放白紙,大約需要三張白紙,而在實際操作中只要一張八開的白紙就可以了,先不放白紙,讓球滾下并發生碰撞,看好落點的位置,然后再放白紙,還有落到地上的小球會彈起打下好多點,干擾以后的測量,這時其中的一個學生想了一個辦法,用手去先擋住鐵球后再去擋住塑料球,這樣就不會出現干擾的點。
4.4 把好出門機制,做好實驗結果檢查。在試驗結束的時候,以前的做法是讓學生直接回教室處理數據并交上實驗報告,現在的做法是,教師站在門口一是檢查學生的實驗數據,同時讓學生回答實驗操作的相關內容,比如實驗中碰到哪些困難,將自己做實驗時遇到的困難請學生解答,或者是請學生提出改進的意見和方法。比如說,在做單擺的實驗時,就提出如何保證是在一個平面上擺動,就有學生是這樣做的,將單擺的線靠近桌子的邊緣,拉動線讓它擺動,如果是做圓錐擺那將碰到桌子,在數擺動的次數時如何確定平衡位置,有一位同學這樣做的,利用地磚的縫隙,在最初時就將平衡位置確定在縫隙的上方即可。再比如在做測定玻璃的折射率時,同學們就提出直接用激光筆照射玻璃磚的辦法,我們當場就試了這種方法,發現由于激光筆發出的不是線光源,造成測量的結果誤差很大,還有同學們提出了由于采用的是木制墊板,插針非常困難,提出了改進方案:采用比較松軟的材質做墊板,比如塑料泡沫,比如說在牛頓第二定律實驗時,有的同學提出將長木板換成氣墊導軌那不是更好嗎。
4.5 注重實驗反饋,及時查漏補缺。實驗做好了以后,不是說實驗就結束了,而是一方面要及時批閱學生的實驗報告,另一方面要給于學生關于實驗考查的練習加以鞏固。對于在實驗報告和練習中出現問題,要及時反饋;對于共性的問題,要集體講;對于個性的問題要找學生面批。由于學生之間的巨大差異,對于那些掌握得特別不好的學生來說,要耐心的講解,甚至要教師到實驗室親手叫他們怎樣做實驗,怎樣分析實驗,千萬不能放任自流。
通過實驗方式的改變,筆者發現學生學習實驗的動力強了,主動預習,唯恐上課時說不出來,在實驗室更是積極地做實驗,并主動的將做實驗的感受說給老師聽,老師在這個過程中也有很大的受益。
但是在改進的過程中也發現了一些問題,比如費時間,一般來說實驗課只安排一節課,現在由于增加了檢查的一些項目,現在需要兩節課時間,再比如,有些學生做得比較快有的學生做得比較慢,這些先做好的學生如何安排呢?還需要今后作進一步的改進、探討、完善。
參考文獻
[1] 新課程教師讀本·通識;主編 張迎春,陜西師范大學出版社.
通過演示和學生實驗,可以培養學生的突驗能力,促使他們明確實驗目的,理解實驗原理和方法,學會正確使用儀器進行觀察和測量,會控制實驗條件、排除實驗故障,會分析、處理實驗數據并得出正確結論,了解誤差和有效數字的概念,會獨立地寫出簡要的實驗報告。由此可見,物理實驗在物理教學中的確很重要。那么,在物理教學中,能否用Flash動畫完全替代實驗呢?答案必然是否定的――Flash動畫是人為的動畫,它與實物的運動不同。事實上,在實驗中經常出現各種誤差,而Flash動畫為了追求完美、準確,往往會刻意規避誤差。
下面以“單擺”的實驗來進行說明:
如圖1為一“單擺”,我們用單擺測量當地的重力加速度g。對于這個實驗,引入誤差的原因有:①米尺和停表本身不準確;②對儀器的操作不準確;③儀器讀數不準確;④擺線的質量不為零;⑤擺鐘體積不為零;⑥擺角的大小不好把握;⑦空氣存在浮力和阻力;⑧支點的狀態;⑨支架震動或空氣的流動;⑩擺線的伸長。
這其中,有一些屬于系統誤差,有一些屬于偶然誤差,顯然,物理實驗中的誤差是不可避免的。但Flash動畫只要程序設計好,輸入一組實驗數據,就會有一個相應的重力加速度的值,若直接呈現給學生,就會使他們對觀察結果產生懷疑。同時,這種減小誤差的做法嚴重違反了實驗應實事求是的本質。但在實際教學中,許多教師都沒有意識到這一點,而是直接用Flash代替了實驗演示,致使學生的學習效率偏低。
對于上面這種現象,在示范課、公開課、優質課的評比中最為常見。筆者曾經參加市級教研活動,聽了六盤水市舉行的優質課評比中獲高中組一等獎的兩節優質課??偟膩碚f,這兩節課都上得非常精彩,課堂上,新的教學觀念、教學手段都充分地體現了出來。但筆者認為這兩節課在實驗的處理上都存在一個小小的不足:
其中,一位老師上的內容為“牛頓第一定律”。這一節內容要介紹伽利略的理想實驗及推論,如圖2。
教學時,需要用到上面3個圖來說明伽利略的推論。這一過程的關鍵點是:小球能否由A點運動到達同一水平高度的B點。教材中強調“如果沒有摩擦,小球將上升到原來的高度”,顯然沒有摩擦,這個推論就不可能成立。此外,小球在運動的過程中還要受空氣阻力的作用,因此,我們推斷小球能由A點運動到同一水平高度的B點要滿足不受空氣阻力和斜面光滑的條件,這用實驗根本是沒辦法證明的,所以是一個理想實驗。但在教學過程中,授課教師用一個Flash動畫來把這個實驗進行了證明。筆者認為,這會對學生產生誤導,讓他們認為這個理想實驗在現實生活中是可能完成的,會導致其在今后的實驗過程中缺乏嚴謹、求實的態度。
另一位教師上的內容是“牛頓第二定律”,這節內容對于實驗就顯得格外重要,需要用實驗證明兩個結論:①對質量相同的物體來說,物體的加速度與作用在物體上的力成正比。②在相同力的作用下,物體的加速度與物體的質量成反比。對于這兩個實驗,授課教師同樣用了一個動畫來完成,如圖3。
一、學生實驗技能培養的方法
(一)培養學生使用基本儀器的技能。掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數,在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:“對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的,零誤差的修正在生產上有普遍意義。
3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,眼視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數四舍五入等。
4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。如:天平是根據桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。
(二)培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。
2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力。要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數據,按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格,表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器,或是改進實驗方法。改進實驗的方法,可改變儀器的位置或儀器的布置,撤換某件儀器,改變所選取的某個參數,改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值,可以發現周期與擺角有關。
4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能,對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求,書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、正確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果,并讓別人看懂。
5.養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如:做電學實驗結束時,應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源,然后拆除連接線,整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發生實驗事故等。
二、培養學生實驗技能的途徑
1.實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。
實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學生正確的實驗方法。如:如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線、分析和推理,得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學到實驗技能。
在分組實驗中,學生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就需要發揮教師的主導作用。實驗時,教師可先介紹實驗目的、方法及注意事項,然后教師在臺上做示范,學生在臺下跟著教師做,這種方法對于初中起始年級的學生是合適和有效的。學生在教師的步步指導下,養成良好的實驗方法、實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,逐步培養學生自己設計實驗,獨立實驗的能力。
2.盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。
3.將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規律。
興趣是最好的老師,只有有了興趣,才談得上學習的積極性、主動性和創造性。對于中學生,物理實驗有很強的吸引力,極易喚起他們的直接興趣。中學生天生好奇、好動,讓他們觀察生動有趣的實驗,他們的注意力會高度集中,新奇的實驗現象常常出乎他們的意料之外,使他們興趣盎然。心理學告訴我們,在強迫的、不自覺的、程度不同的苦惱、煩惱的心理狀況下學習,有關學習的神經纖維通道對信息的傳輸不可能達到最佳狀態,因為上述干擾使學習方面的神經處于抑制狀態,反之,在積極的心理狀態下學習,興趣濃厚時,有關學習的神經處于高度興奮狀態,信息在神經通道內的傳輸保持高度暢通,這樣必然促使學生的創新意識,從而使教學效益達到最佳。因此,在實驗教學中,我們要求演示實驗不但要直觀簡明,而且要求配合實驗講解,引導學生觀察,啟發學生思維,利用中學生的好奇心,激發他們的興趣。具體操作過程中可以利用對比、矛盾、設疑等方面激趣,使學生自覺產生解惑需要。如“自感”一節的教學中,我們進行了如下的教學設計:
實驗激趣:首先引導學生觀察“通電自感現象”,與電阻相連的燈先亮,通過兩燈亮度對比兩個燈泡亮度的對比,不需要教師提問,學生自然會想到,為什么產生兩種不同的現象呢?從而自覺產生解惑需要。
思考解惑:通過短暫的時間思考,教師可以鼓勵學生思考回答問題,學生遇到困難時可以啟發對比兩個電路圖電阻與線圈的不同特點,聯想前面所學的電磁感應現象,從而順利解決問題。
激疑創新;在前面演示實驗的基礎上介紹:斷電自感現象“的電路,首先接通電路,電燈正常發光,提問學生,開關斷開時,會發生什么現象呢?學生充分思考后,讓學生搶答。
實驗驗證:通過實驗觀察,可進一步激發他們的求知的興趣,增強他們創新的意識和信心。
形成概念:在前面的基礎上,引導學生歸納總結,形成概念。
通過這樣的教學,極大地調動了學生學習的積極性,不但使學生自覺產生了解惑的需要,且掌握了解惑的方法,學生的創新意識和創新能力得到了提高。
在八年級進行趣味物理實驗講座,簡單的實驗可以讓學生參與,實驗內容可以是學生身邊的物理現象、現代科技中的一些重要成果,以激發學生求知的欲望和學習物理的興趣,培養學生觀察、分析思考問題的良好學習興趣,為順利進入高年級的學習打下良好的基礎。
二、通過學生獨立操作實驗,培養學生動手能力,實驗創新的途徑
設法讓學生動手實驗,不僅可以滿足學生操作的愿望,更重要的是可以讓學生不斷體會和嘗到發現和克服困難解決問題獲得成功后的喜悅,加強學生實驗動手的能力以增強學習的信心,所以教師有必要使學生多做實驗,具體有以下途徑:
(1)把演示實驗改為邊講邊實驗。
(2)開放實驗室
(3)學生分組實驗
教材安排的學生實驗,是通過專家精心編排的,它包括了一些基本儀器的使用、介紹了實驗的常用方法,同時加強了所學知識的理解運用,因此,在實驗室條件容許的范圍內,盡可能做到每個學生一組,創造環境讓學生獨立操作。具體教學中可以首先讓學生預習,寫好實驗報告,實驗前教師與學生一起探討歸納實驗的設計思想,引導學生對實驗原理的分析,知道要選擇的器材、實驗方法、數據記錄以及數據處理。通過對學生實驗的分析研究,明確實驗設計的一般要求和.實驗過程應逐步要求學生能獨立列出實驗步驟,獨立設計表格,獨立完成實驗,在觀察現象、數據處理的基礎上、獨立得出結論,從而提高學生實驗創新的能力。
三、啟發學生課內課外設計實驗,促進知識遷移,提高創新能力
“設計實驗”是由學生根據實驗目的,自己進行設計和實驗,靈活運用知識和技能,進行創新的實驗活動,實際上,一些創造發明、一些理論的重大突破,都是通過設計實驗來完成的。教學過程中,對一些重大的發明創造,不但要介紹實驗的創造思想,同時要介紹實驗設計的時代背景和科學家艱難的探索過程,以培養學生的創新的良好品質。
設計實驗的具體途徑可以是:
(1)改變學生實驗的要求,讓學生進行實驗設計
在完成學生實驗的基礎上,對能力較強的同學可以布置與實驗內容相關的實驗課題。通過對學生實驗的實驗方法,實驗儀器等的改變,要求學生再按照實驗目的,重新設計實驗,完成實驗要求。
(2)課堂上創造設計實驗環境
課堂上可以創造某些情景激發學生創新的欲望,根據課堂內容的需要,要求學生設計實驗對某一物理量進行測量或某些問題進行研究。
(3)課外活動中進行實驗設計
課外活動中,可以要求學生進行實驗研究。比如,在課外活動中,要求學生設計實驗,雞蛋撞地球。
四、指導學生進行課題研究,進行實驗探索,全面提高創新能力
翻開物理學史可以發現,任何一條物理規律的建立,都有一段艱辛而又漫長的過程,探索規律的工作之所以能夠取得成功,這一規律之所以能夠確立起來,其中有很多科學研究的方法和推理的思維方式,如果把科學家運用的實驗思想、方法開發出來,將有利于學生的創新能力培養。如:“單擺”一節,為討論決定單擺周期的因素,我采用學生探索實驗進行研究,具體分以下幾個階段:
(1)準備、猜想階段:主要引導學生觀察單擺的振動,討論、分析、猜想、總結決定單擺周期的因素。實際上,許多重大的發明創造,開始都是由猜想開始的,鼓勵學生大膽猜想、提出問題,這也是培養學生創新能力的一條重要途徑,并且也符合中學生的心理特點。
(2)探索發現階段:主要引導學生分析實驗研究的方法以及實驗方案,為使實驗順利完成,可以引導學生分析寫出實驗提綱、記錄表格等。
2加強設計性和綜合性實驗,提高學生動手能力
設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案、選擇實驗器材、擬定實驗程序,自己加以實現并對結果進行分析處理的實驗。設計性實驗的過程能充分發揮學生的主觀能動性,引導學生創新性思維,體現科學精神。為此,在課程教學綱要規定的計劃學時數不變的前提下,在不增加任何設備的情況下,我們努力嘗試將原來測量性實驗轉變為設計性實驗。例如惠斯通電橋測電阻實驗,是一個測量性實驗,要求是在給定電源電壓、保護電阻等實驗參數下,讓學生正確連接電路圖,學習調節平衡,測量電阻。學生“照方抓藥”去操作,能得出正確的測量結果。但是,不知道為何要這樣設定參數值?,F在我們將實驗要求變為:找出影響電橋靈敏度的因素。保持其他條件不變,只改變電壓值,觀察靈敏度隨電壓的變化規律;同理研究保護電阻的大小對靈敏度的影響,最后得出分析結論,在此結論的基礎上,設計合適的電源電壓等參數值,使得電橋的靈敏度最大,然后測量未知電阻,這樣得到的結果更準確。這樣變動比起原來的做法好處在于:能避免學生機械地操作、被動學習情況,更能培養學生的探索意識,找尋達到最好結果的辦法,讓學生從實驗課堂中領會獨立操作思考取得最佳結果的成就感。同樣單擺測量重力加速度等實驗題目都可以做適當調整,變為設計性實驗。
3改革考核方式