前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇物理實驗范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:物理實驗;實驗能力;喜歡;培養
物理課程是一門注重實驗的自然科學基礎課程,可見物理實驗的重要性。為促進物理實驗教學的發展,加強對學生實驗能力的培養,新修訂的課標中增加了對物理實驗的要求,如:增加了“測量物質的密度”“測量速度”“探究液體壓強”“觀察靜電現象”等等,同時,增加了實驗條目,而且在附錄中補充了學生必做實驗,共20個。這些實驗,不僅注重了內容結構的合理,而且注重了能力結構的協調。
《義務教育物理課程標準》(2011年版)同時還強調了進行探究式實驗,鼓勵有條件的學校不僅讓學生完成列出的必做實驗,而且應充分利用已有的實驗器材,努力開發適合本校情況的實驗課程資源,盡可能多地讓學生動手做實驗。這樣不僅消除了教師的疑慮,也明確了實驗要求,同時有利于我們物理教師開展實驗教學。
在開展物理實驗的教學中讓我印象最為深刻的是:探究凸透鏡成像規律的實驗,同學們在實驗室按照要求有秩序地做實驗,我邊巡視邊輔導,發現有一個組的同學在做“凸透鏡成實像”的規律時,居然把光屏拿掉,直接用眼睛去觀察,當時我立刻制止了他的行為,我問:“你在干什么?”“我想去掉光屏,看看能不能看到實像。”他說。“實像只能用光屏承接,你認為能看到嗎?時間這么緊!趕緊做!別胡來!”我說。當時我還暗自高興……直到2012年6月25日下午(河南中考統一時間)中考物理結束之前,我還認為我是對的!可是2012年的中考物理題填空題第7題(如下),讓我懊悔不已:
7.(2012河南)如圖所示,在研究凸透鏡成像規律的實驗中,光屏上呈現了燭焰倒立清晰的像。如果去掉光屏,眼睛在A處能(選填“能”或“不能”)看到這個像,原因是光匯聚成實像后繼續向前傳播,進入人的眼睛,所以能看到。
后來,我親自跑到實驗室做了這個實驗,并且從不同的角度去觀察,我才意識到我錯了,我當時真不該為趕時間,把“探究實驗”變成“驗證性實驗”,在此我向我的學生道歉。
我保證,今后我絕不會犯同樣和類似的錯誤!對于物理實驗教學,任何一方面的忽視都有可能會造成學生發展的偏頗,因此,我今后定會注重物理實驗教學。為提高教學教果,我們還應盡量創造條件做一些其他力所能及的物理實驗。并根據實驗內容、教學目標、實驗條件等,設計成演示實驗或學生實驗,有條件的學校應根據具體情況適當增設一些學生實驗,增加學生的動手機會。無論是演示實驗還是學生實驗,都盡量讓學生明確實驗目的,理解實驗原理,放開讓學生去做。做演示實驗時,由于實驗的操作者是教師,學生的主要任務是觀察和思考,因此,教師應注意引導學生觀察實驗現象,啟發學生對實驗現象所說明的問題進行積極思考和交流。
1.提出問題
實驗是從提出一個科學問題開始的,科學問題是指能夠通過收集數據而回答的問題.
例如:“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關?”就是一個科學問題,因為我們可以通過實驗收集信息并給予解答。
2.提出假設或猜想
然后是構想一個假說或者一些猜想,它們是對實驗結果的預測,建立在觀察和以往的知識經驗上的,能夠被檢驗。
例如:“滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關,可能與壓力的大小有關,可能與接觸面的大小有關,也可能與物體的運動速度有關”就是一些猜想,這樣的猜想就是對我們要進行的實驗的一個粗略概括,使問題進一步明確化,使實驗有明確的目標。
3.實驗設計
接下來需要設計一個實驗來檢驗我們的假說或者猜想,在計劃中應該有實驗原理、詳細的實驗步驟、實驗中要進行哪些觀察和測量。
例如:研究滑動摩擦力,原理是二力平衡,所以要保證物體勻速直線運動,測力計的示數大小才是滑動摩擦力的大小。
設計實驗時往往要用到控制變量法,除了要觀察的變量之外,其余變量都應該始終保持相同。
再比如:研究滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關時,壓力的大小、接觸面的大小、物體的運動速度等都保持不變,只改變接觸面的粗糙程度不同。
4.分析數據
實驗中得到的觀察和測量結果稱為數據,實驗結束時要對數據進行分析,看是否存在什么規律或趨勢。
例如:研究滑動摩擦力的大小的數據如下:
①壓力的大小、接觸面的大小都保持不變時,只改變接觸面的粗糙程度。粗糙的毛巾表面,f=2.4N;光滑的木板表面,f=1.7N。
②接觸面的粗糙程度、接觸面的大小都保持不變時,只改變壓力的大小壓力小,f=1.7N;壓力大,f=3.2N。
③接觸面的粗糙程度、壓力的大小都保持不變時,只改變接觸面的大小接觸面大,f=1.7N;接觸面小,f=1.7N。
然后要思考這些數據說明了什么,能不能支持我們的假說或者猜想?這些數據是否指出了我們實驗中存在的缺陷?還需要更多的實驗數據嗎?我們可以把數據整理成表格或者圖表,常常能更清晰地看出它們的規律。
5.得出結論
結論是對實驗研究發現的總結,在下結論的時候,我們要確定收集的數據是否支持原先的假設或猜想。
例如:研究滑動摩擦力的大小的數據,我們得出結論:滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,接觸面越粗糙,摩擦力越大;滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關,壓力越大,摩擦力越大;滑動摩擦力的大小與接觸面的大小無關。
在上述實驗思想指導下,物理演示實驗、學生分組實驗和課外小實驗的注意事項略有不同:
1.認真觀察物理演示實驗。物理演示實驗時,無一例外地要求我們注意觀察,通過分析比較和歸納得出結論和規律。
許多演示實驗的器材在日常生活中有的,就可以把它們改成學生實驗,給自己提供動手動腦的機會。
例如:演示壓力作用效果與壓力大小和受力面積有關的實驗,器材有重物、紙盒、沙子,動手做自然比單純看要好。
2.上好實驗課,是做好物理實驗的中心環節。
①做好實驗預習。課前認真預習,明確實驗目的、弄清原理、器材、步驟及設計實驗表格。這樣既在實驗課上可以有目的地動手,又可以保證我們有足夠的時間動手操作。
②基本儀器的使用。掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎。基本儀器主要有:刻度尺、秒表、溫度計、天平、量筒、測力計、電壓表、電流表、滑動變阻器、電阻箱等。各種基本儀器都有一定的量程。在使用各種儀器,弄清儀器的量程,并且估測被測物理量的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。使用測量儀器前通常要調零,否則測出的數據不準確。掌握儀器的使用方法和使用規則,例如:電流表串聯在被測電路中,而電壓表要并聯在被測電路中,如果反之,不僅做不對實驗,還可能會損壞電表。會正確讀數。讀數時要有正確的姿勢,例如:從電流表、電壓表上讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且對正指針,讀出分度值,記錄有效數字;從量筒上讀數時,視線應與液面相平,不能俯視或仰視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,等等。
③詳細記錄數據,分析實驗結果。當一些實驗出現了較大的誤差后,要認真分析產生較大誤差的原因,不能滿足于單純的重復性地驗證,逐步養成嚴肅認真、一絲不茍的學風。
一、目的明確,思路清晰
演示實驗是用來配合教學的,應根據不同教學內容和要求,選擇用合適的實驗,合理地進行實驗,以便讓學生清楚地認清物理概念和規律。
例如,在講授“平拋運動”這一節的內容時,我們可以選擇的演示實驗比較多。如拋出的粉筆頭等,其目的就是讓學生認識“平拋運動可以看作是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成”這一規律。再如,講“摩擦力”這一節,我們可以用引導提示法指出我們要實驗的問題和目的。如摩擦力的大小與哪些因素有關系呢?為了研究這個問題,我們調整吊盤上的重物的重量,使木塊在桌面上做勻速直線運動,這時繩子對木塊的拉力就等于木塊與桌面間的滑動摩擦力。然后在木塊上加一個重物,增大木塊與桌面間的壓力,這時發現,必須增加吊盤上的重物,使拉力增大,木塊才能做勻速運動。可見增大木塊與桌面之間的壓力,木塊與桌面之間的滑動摩擦力也增大。學生就很自然地得出“兩個物體間的滑動摩擦力f的大小跟這兩個物體之間的壓力N的大小成正比”的結論,即f=μN。然后進一步得出動摩擦因數與接觸物體的材料和它們接觸面的粗糙程度有關。整個實驗目的性明確,環環緊扣,步步深入,學生必定會有很強的感性認識,很清楚的認知思路,從而輕松地掌握這節的內容。
二、生動直觀,井井有條
演示實驗的一切功能都不能離開觀察,觀察者只能在演示者所給現象的基礎上進行觀察。因此,演示實驗的直觀是最起碼的要求,物理現象的變化要顯著。為了使現象明顯,儀器的尺寸要比較大,尤其是觀察部分的尺寸要大、刻度線條要粗,要使教室內最遠的同學也能看清。這樣做演示的精密度雖有所降低,但可以用感受效果來彌補。必要時可以借助投影、機械放大、光杠桿、放大電路等手段增強現象的明顯性,提高觀察效果。另外,儀器擺放的位置,觀察主體與背景的色調對比等也會影響觀察的效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、生煙、襯托背景、照明等方法來增強觀察效果。
例如,講加速度時,學生視覺感受到加速度影響速度的變化可能不很明顯,可以用多媒體課件來演示。演示時,速度的變化可以用聲音變化來表示。使學生聽覺、視覺上共同感受,比單純用視覺更直接。因而對速度變化率的概念也比較容易建立。演示實驗切忌模糊不清,學生看不到清晰的實驗過程和明顯的實驗結果,搞不清實驗所演示的規律、原理,無助于物理教學。
三、勇于創新,難易明了
演示中的創新性,首先在于以趣激疑,當生動的演示現象出乎學生的意料之外時,認識的矛盾上升為思維的動力。例如,“靜電植絨”實驗中,當啟動手搖感應起電機時,下極板上的小紙屑不斷地飛舞,黏附在涂有膠水的上極板上,形成了美麗的圖案。而對這一美妙神奇的現象,學生的問題必將油然而生。例如學生自己制作出“土電話”、“驗電器”、“橡皮筋測力計”、“密度筆”、“蓮花型煙灰缸”、“書頁夾子”、“重垂線水平儀”、“兩用秤”等,培養了學生的創新意識和動手能力,有利于從應試教育向素質教育的轉化,有利于學生個性的發展和智力的開發,也有利于發現人才和培養人才。
從實驗教學中,我們深深體會到,要搞好實驗教學,需要教師具有較高的水準。自古有“名師出高徒”說法,雖然它的說法不是很科學,但也有一定的道理,一位“德才兼備、學識淵博、胸懷韜略”的教師,對于學生有著莫大的示范和模仿作用。這就要求教師必須提高自身的素質,才能更好地推進新課教學法。
一、教師應該具有新理念
開拓思維,走出課堂,走進生活;不套框子,不設圈子;不迷信權威,不限于課本;大膽實踐,大膽創新;說在口頭上,寫在紙面上,落實在行動上。
二、教師應該具有良好的職業道德修養
有著良好的職業道德修養的教師,才可以正確、科學地指導學生,通過實驗教學真正地將物理知識理解、吃透,也真正能體現出“從生活走進物理、從物理走向社會”的新課程理念。所以,教師一定要加強自身職業道德修養。
三、教師應該具備廣泛的實驗專業知識
蘇霍姆林斯基曾經說過:“學生眼里的教師應當是一位聰明、博學、善于思考、熱愛知識的人。”那么,如何有效地構建自己的知識結構呢?從我國目前中小學師資隊伍建設的總體狀況來看,知識結構的構建還處于一種低效的急功近利式的被動構建狀況。例如,為了文憑去函授,為了拿繼續教育的課時去學習。能否主動構建自己的知識結構,是區分“創新型教師”與“教書匠”的重要標尺。
所以作為教師必須具備一定的實驗專業知識,因為物理實驗本身是一種科學探索的過程,對于實驗的原理、實驗的設計等必須具有很強的專業知識和技能。這對于提高學生的實驗操作能等起到了很重要的作用。
四、教師應具有科學的實驗室管理知識
教師不光要會做實驗,更重要的是還要會管理好實驗室,這樣才能為學生實驗提供有力的保障。所以教師必須做到學生實驗“五會”:會管理;會準備實驗;會協助任課教師輔導實驗;會維修、保養儀器設備;會自制教具。
物理學是一門以實驗為基礎的科學,物理實驗不僅能活化物理知識,還能引導學生像科學家一樣去觀察周圍的現象。因此,物理實驗對學生的心理發展、個性的張揚、提高學生間合作意識和能力、體驗和感悟科學本質等方面都有不可替代的作用。
1.培養學習物理的興趣
愛因斯坦有句名言:“興趣是最好的老師”,由于物理實驗具有真實、直觀、生動的特點,學生對于物理實驗有著天生的、強烈的好奇心,因此,在物理教學中實施實驗教學是激發學生學習的最佳時機。如果在物理實驗中抹殺了學生的這種天性,那么學生學習物理的興趣就蕩然無存,更談不上學生創新能力的培養。通過平時的物理教學發現物理實驗能激發學生學習的樂趣。
2.體驗生活物理的生動
許多物理概念和規律都是從大量的生活事例中歸納出來的,并通過實驗不斷的驗證、發展,最終服務人類。學生在成長過程中,經歷許多事實,從而使他們有很多感性的物理知識,因此在教學中通過實驗可以讓學生經歷物理規律形成的過程,使學生的感性知識上升為理性知識,這是形成概念、獲得物理規律的基本方法。如果離開物理實驗,學生學習物理就會脫離活生生的物理世界,無法激發學習熱情。
3.提高科學探究的能力
物理實驗可以揭示物理概念、規律的形成過程,實驗的觀察、數據記錄、數據的分析、結論的獲得,都能提高學生的各種能力,包括學生的歸納能力。因此,教師通過精心設計探究實驗,逐步提高學生科學探究能力,培養學生的創新能力,形成科學的學習方法,實現學生學習方式的改變。
4.促進科學態度的形成
教學效率不僅指對物理知識與技能的掌握多少,也包括經歷學習過程與形成科學的學習方法、正確的情感態度價值觀方面的效率。在實驗教學中,雖然學生會少做很多的題目,少聽教師很多的講解,但實驗的科學性和對待實驗的嚴謹態度,以及學生經歷的知識形成過程,形成主動學習,獲得歸納能力、分析能力,形成的科學態度是學生寶貴的財富。
二、物理實驗的能力培養中教師的作用
1.指明實驗的目的性
物理實驗是目的性很強的操作行為,學生面對實驗桌上豐富多彩的實驗器材,通常是好奇的,但又是茫然的,若不明確實驗的目的,他們會以先現有的認知水平進行簡單操作,這樣的實驗通常是無效的,不具有實際意義;而在教師的啟迪下使學生明確了實驗的目的,則學生就像科學家那樣饒有興趣地完成他們的探究活動,從而使物理實驗發揮應有的作用。
2.注重過程的有效性
教育心理學認為,學生學習的內在的要求需在外部因素的誘導下才能有效地實現。實驗的設計應符合學生的智力發展水平,使學生的思維能發生跳躍,特別是在學生沒有建立起新的認知結構之前,應更具有顯著的有效性,使學生明了實驗的目的。反之,若實驗過程的設計含糊不清不符合學生的認知發展水平,則無法使學生的思維得到共鳴,從而降低教學效果。
3.設計直觀可重復性
瑞士心理學家皮亞杰研究發現任何知識的獲得都必須通過學生主動的同化才有可能,而主動的同化則須通過適當的運算結構的存在為前提。大部分初中學生的思維處于具體階段,只有少部分學生處于形式運算階段,因而初中學生學習抽象概念和規則,仍需要具體的經驗的支持,因此,教師為初中學生設計的物理實驗要具有很強的直觀性和可重復性,縮短學生的認知水平和深奧的物理知識間的距離。
4.加強實驗的操作性
有的物理實驗需要測量數據才能歸納出結論,有的實驗只要看到明確物理現象就能顯示出明確的結論,不管是哪種類型的物理實驗,都是為了培養學生的實驗能力、培養學生良好的科學習慣,提高學生學習效能。因此,物理實驗只有具有很強的可操作性,才能體現出實驗在教學中的作用。
5.體會實驗的生活性
農村有著和城市不同的生活生產方式,一些用具:剪刀、火鉗、鐮刀、鋤頭、一些水力設施等,這些對學生是熟悉的但又比較陌生的,學生通過收集這些用具的過程,一方面能和家長溝通,加強情感交流,一方面又是一個學習的過程,激發學生的學習熱情,也是實驗教學的一部分,在教學中作為補充內容,激發學生學習興趣。
三、物理實驗的在平時教學中的實施方式
1.多種途徑發展實驗教學
對教材進行分析,通過聽各種公開課、查閱資料等方法,收集各種物理實驗的方法。然后,根據物理實驗應“因生而宜,因材而宜,因地制宜”的原則對物理實驗進行整合、挖掘;根據農村特點積極發動學生就地取材,把一些生活用具作為實驗器材使用,如:鐮刀、鋤頭、筷子、火鉗、牙膏殼等,這樣能發揮學生的主動性,進行自創實驗。然后,在物理實驗過程中做到“新課以實驗探究為主,復習課以實驗為主線”,大大增強了實驗的作用。
2.師生互動改變學習方式
青少年的顯著的特點是愛動手動腦,對新事物有很強的好奇心。在實驗過程中,我們引導學生完成各類實驗,通過物理實驗,使學生積極參與物理教學,經歷學習過程,同時增強同學間的團結合作能力,加強師生的互動,發揮了學生學習的主動性和教師的主導性,改變了學生學習的方式,真正體現了以“學生發展為本”的教學理念。
3.固定模式提高歸納能力
通過不斷實踐研究,形成“實驗――數據(現象)――分析歸納――形成概念(歸納)――拓展應用”的實驗教學模式,學生經歷了知識的形成過程,同時學生的歸納能力得到提高,具體表現在掌握新概念(規律)的研究方法,數據(現象)的分析歸納,概念(規律)的語言表達能力的提高,這有利于課堂教學的改革,有利于學生實驗探究能力的培養,更有利于新期課改教學理念的貫徹。
【參考文獻】
[1]《物理課程標準》
至今為止,物理實驗的考評,主要還是兩種形式,即書面考查和實驗操作考查。這兩種考查方式各有自己的優點,也各自有一定的局限性。書面考查內容覆蓋面廣,所用的教學時間少,是一種傳統的考查方式,簡單易行,為物理老師普遍采用。這種方式不能考查學生的觀察能力和實際操作能力。實際操作考查是一種比較理想的考查方法。它可以具體地檢查學生對實驗技能的掌握情況,但此方法要一對一的監考,才能較系統全面地觀察學生操作的全過程,這樣才能作出比較準確的評價。這種方法考查的內容覆蓋面小,只能考一個完整的實驗,或幾個實驗的某幾個環節。
上述兩種考查方式各有優缺點,但如果運用幻燈媒體對學生進行物理實驗考查,便可收到上述兩種考查方式無法比擬的效果,并且同時它還具有如下幾方面的可行性。如果運用拍攝錄像進行考查當然更好,但對廣大農村初中是不可能的,而運用幻燈投影較為合適。因為近幾年來農村各地電教相繼展開,對高亮度投影儀越來越普遍,不少鄉鎮中小學也都具備了這些條件,而且幻燈片又可根據教師自己的需要隨意制作,所以從條件上來說是可行的。運用幻燈片投影給學生觀察,雖沒有讓學生操作,但在屏幕上映示出一幅逼真的實驗動態情景,包括認識儀器名稱,實驗裝置,操作過程,發生的現象等。讓學生觀察、思考、辨識、判斷、取得一些物理量的測量數據,然后得出實驗結果。學生只有認真進行實驗操作訓練,并掌握實驗原理、方法,才能完整正確地回答考題。這用書面考查是無法做到的。所以說運用幻燈投影的媒體來考查學生的實驗能力是可行的。考查方法也是可行的。第一步是試題的設計,根據各年級的實驗教學目標,具體地制作抽、拉、覆蓋的幻燈片。
例如八年級物理實驗對四件基本儀器的認識、使用、讀數的內容,制作刻度尺,托盤天平、彈簧秤、量筒四套幻燈片,分別讓學生觀察,寫出儀器名稱及讀數。由于幻燈片可抽拉,使各班考查中所出現的讀數可以不同。制作的量筒這套幻燈片還可考查測石塊的體積,給學生觀察量筒水面V1,放下石塊水面升高后的V2,讓學生及時記錄,算出V石。對各個學生實驗都可以制成幻燈片進行考查。此外還可以針對學生在平時實驗過程中常犯的錯誤,加以集中,讓學生辯認錯誤。如用托盤天平測液體質量,編制一款可以連續動作幻燈片。a.調天平,開始天平兩盤有明顯高低,適當移動螺母,初看使兩盤基本相平,但指針還是稍有一點偏離中央線,就停止調平動作(或者使游碼稍離一點零位線)。b.稱量過程中,右盤放杯子,左盤放砝碼。在讀取砝碼時,不用鑷子,用手取放,有時把砝碼放到桌子上。c.讀數時,只加砝碼的總量,游碼的讀數沒有加上(或者游碼右邊所對的刻度值)。d.最后出現測得杯中液體質量時不減去空杯的質量數等,要求學生能辯認出實驗過程中所出現的幾處錯誤。考查的第二步是教師進行時間控制,每套幻燈片每一動作給予一定的時間,給學生邊觀察邊筆答,按幻燈片出現的先后順序分別寫在答題紙上規定的位置里。