物理实验教学论文
论文指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成,其中部分组成(例如附录)可有可无。按内容性质和研究方法的不同可以把论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。
物理实验教学论文1
摘要:在新课改要求下,实验教学的地位和作用显得越来越突出。物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学在物理教学中举足轻重,占有不可取代的地位。它是一种激发学生学习兴趣,提高学习积极性,提高学生动手能力,培养学生严谨、求实的工作作风,提高物理课堂教学效率的教学手段。本文对高中物理课中实验教学从两方面进行了阐述。
关键词:高中物理;实验教学
物理学作为一门自然科学学科,它以实验作为检验其的理论正确性,物理概念和定律,是通过反复的实验发现的。教师应根据“加强基础、重视应用、提高素质、培养能力、开拓创新”的教改精神,合理安排、精心设计物理实验,教学内容应循序浙进、由浅入深,实行分层实验教学,这样就能激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性,有助于学生对物理知识的理解和掌握,同时能开拓学生思路,锻炼学生的独立观察能力。在高中物理教学中怎样应用实验教学呢?
1合理运用演示实验教学
演示实验教学是指教师借助实验设备和材料、影像资料、数字化媒体把教学中复杂、抽象的理论定律、原理通过实验演示给学生,从而把复杂的定律简明化、把抽象的原理形象化,帮助学生对定律、原理的理解和掌握。通过演示实验教学可以提高学生的学习兴趣,有助于提高学生的观察能力,锻炼学生的思维能力。演示实验教学要注意一下几点:
(1)明确目的、充分准备 演示实验演示实验教学是向学生展示原理、传授知识的教学方法,学生能通过演示实验直观地了解和掌握所学知识。所以,教师事前做充分准备,认真备课,了解教学内容,对仪器设备、实验材料要仔细检查,以保证实验的安全和实验良好的效果,明确哪些实验是教材和大纲中规定的演示实验,哪些是可以适当补充的有助于学生学习和掌握教学内容的小实验。使教师精心设计的演示实验能准确的反应教学内容的原理,以提高教学效果。
(2)动作标准,操作规范演示实验教学能充分发挥教师在物理实验教学中的主导作用,其目的是激发学生的求知欲、帮助学生建立概念和认知规律、锻炼其观察和思维能力、提供示范锻炼实验操作技能。因此,教师要在操作方法、操作顺序及仪器使用等方面动作标准、规范操作。在实验开始前,教师要对实验的目的和要求、实验原理、所用仪器设备及正确使用、实验的操作过程等,作必要的说明或演示,以增强实验的目的性,增加实验演示效果,要起到好的教学效果。例如电学实验:导线连接要规范,多股软导线有接线端子时用接线端子,没有接线端子时要使导线在接线柱上的绕向与螺母旋紧的方向一致;电路连接时应先接线路后接电源,拆卸时先断电源,后拆线路;线路要整齐标准,正负极导线、零线火线区分开,主辅电路区分开。总之,演示实验时教师的一举一动都会对学生产生较大的影响,并且有些实验带有一定的危险性,如不规范操作将会引起严重的后果,所以,教师操作的规范性,是使学生养成认真规范、严谨求实的良好学习习惯,也是完成实验教学目的的前提。
(3)运用多媒体演示实验随着计算机的广泛应用,多媒体越来越多地运用于高中物理实验教学中。多媒体演示实验能充分展示实验,能激发学生学习物理的兴趣调动学生的学习积极性。教师可以利用多媒体为学生模拟在课堂上不易进行的、有一定危险的物理实验,并且对于需要认真分析、反复观察的实验,可以通过多媒体的重复播放、慢镜头播放,让学生反复观察、分析。例如,在学习自由落体的运动规律时,由于动作过快,学生很难再瞬间完成的实验中观察其速度变化规律。如果通过多媒体将视频进行反复播放,或是慢镜头播放,就可以让学生从中观察、分析、总结其运动规律。有条件的还可以制作FLASH动画模拟自由落体运动,对学生的理解会有很大帮助。教师可以通过多媒体演示危险性较高、财产损失较大的实验的错误操作所带了的后果,提高学生对实验的重视,以规范学生实验时的操作,同时避免危险和财产损失。如由于电路连接错误产生电源短路,从而引起的火灾和实验器材损坏的实验演示。
2重视学生分组探究实验教学
现代教育提倡以学生为主体,教师为主导,教学中要突出学生的主体地位,倡导教师的主导作用,让学生在教师的主导下参与教学活动,让学生成为“学”的主人。实验教学法是指学生在教师的指导下,运用实验设备和材料,通过规范操作,引起某种物理变化,观察这些物理现象,验证或获取物理知识的教学方法。实验教学要求教师要做到以下几点:
(1)认真对待、充分准备为保证实验的效果和安全,教师事前要先进行实验,对实验设备和实验材料进行仔细检查,确保实验顺利进行。
(2)明确目标、有的放矢为了让学生明确学习目的、增加学习动力,增强学生实验的自觉性,教师要在实验开始前通过下达任务通知书、讲授或谈话等形式对实验的目的和要求、理论依据、实验设备的正确使用、实验的操作过程和要求等作充分的实验说明。实验过程中尽可能使每个学生都积极参与、亲自动手,教师要适时巡视指导,及时发现和纠正学生在实验中的错误。实验结束后,由教师组织学生进行实验总结,分析原因、查找不足,并由学生填写实验报告。通过实验教学使学生通过反复的实验验证物理知识和原理,通过物理实验使学生能日常生活中的物理现象与实验联系在一起。开放和多变物理实验可以培养学生严谨的工作态度、规范的操作意识,同时培养学生的自主能力和创新意识。总之,教师要重视实验教学在高中物理教学中的作用,科学、合理的针对不同层次的学生安排物理实验教学,促进物理教学的课堂实效性。
物理实验教学论文2
一、实验方法应该多样化
物理实验教学要鼓励高中学生采取多种多样的试验方法,只要是以正确的实验原理为基础,无论学生采用什么实验器材、实验方法和实验步骤,只要能够达到实验的目的就应该对其进行鼓励。在实践的过程中,要培养学生运用各种实验因素进行取舍的能力,让学生能够筛选各种信息,培养高中学生的全局观念和应变能力,锻炼学生的表达能力、概括能力、抽象能力和分析能力。例如,在鲁教版高中物理选修三“用伏安法测电阻”这一课的教学中,笔者就要求学生设计一个最为准确和简便的测电阻的方案。笔者没有对学生的实验器材、实验步骤和实验方法进行过多的要求,学生表现出极大的设计兴趣,并设计出了多种多样的实验方案。例如:替代法,也就是用一个已知的电阻来对未知电阻进行替代,该方法使用到了一个电阻箱,学生提出了多种多样的电路形式;如分压法,也就是对并联电路到分流关系或串联电路的分压关系进行利用。此外还有半偏法、惠更斯电桥法等。学生通过设计实验方案,并对实验方案进行修正和完善,不仅提高了对物理这门学科的兴趣,更获得了良好的学习体验。
二、掌握科学的实验方法,培养高中学生实事求是的实验精神
高中物理实验教学要注重学生科学精神的培养,物理这门学科追求准确和精密,在假设和直觉的基础上必须进行严谨的研究和推理。必须通过实验方案的设计、实验数据的收集、实验证据的分析,最后得出准确的实验结论。《普通高中物理课程标准》就提出了高中物理实验教学要培养学生实事求是的科学精神。笔者在教学的过程中非常重视学生科学态度和科学精神的培养,要求学生细致、严谨地完成实验,认真观察实验现象。例如,在鲁教版必修一《超重与失重》这一课的教学中,笔者让学生观察一个装满水的、带孔的矿泉水瓶在从低处向上做加速运动时是否会从孔中流出水来,以及此时水的流速有何变化。由于实验过程较快,一些学生用“好像有水流出来”“流速和平常差不多”等类似的模糊性语言来进行回答。此时,笔者就坚决要求学生反复观察并操作实验,直到得出确切的结论。在实验的过程中要教会学生实事求是的实验态度、一丝不苟的实验方法,让学生养成认真、严谨的实验习惯,让学生按照科学的方法来分析问题、解决问题,促进学生的终身学习。
三、将物理实验与高中学生的生活联系起来,培养学生在生活中的探究能力
物理现象与学生的实际生活联系得越紧密,学生对于物理这门学科的兴趣就越强烈,在物理实验中亲身参与的积极性就越高。因此,教师要建立一种立体的、开放的课程理念和教育视野,使物理实验课堂变得更加生动有趣、丰富多彩,培养学生对生活中的物理现象的探究能力。例如,在鲁教版高中物理必修一《牛顿运动定律》的教学中,笔者就将游乐场乘坐过山车以及乘坐电梯的经历引入课堂之中,由于这些都与高中学生的生活息息相关,学生表现出了极大的探索兴趣。笔者再由此向学生介绍物体的受力、物体质量与力的加速度之间的关系,让学生更为深刻地理解超重、失重等原理在现实生活中的运用。总之,在高中物理实验教学的过程中,教师要能够突破课堂和教材的限制,尽可能地引导学生开发和设计新的实验方法,通过高中物理实验课来切实提高学生对物理这门学科的兴趣,并鼓励学生亲身参与实验的过程,培养学生的问题分析能力、信息筛选能力、创新思维能力等各方面的能力,并培养学生认真、严谨的科学态度,使学生在实验的过程中对理论知识进行巩固,提高学生的自主学习能力。
物理实验教学论文3
初中年龄段的学生精力充沛、活泼好动、勇于探索、求知欲和好奇心强,具有很强的创新潜能;物理又是一门以观察和实验为基础的自然科学,因此物理实验教学应成为培养学生实践能力和创新精神的重要方法,同时对于抽象概念要让学生在获得感性认识的基础上来加以理解,并注意与相似物理量进行区别与联系。下面就压强这一概念的教学来说明我在教学中是如何加强概念教学与实验探究教学的。
固体、液体、气体都可以产生压强,压强对于初中学生学习难度比较大,原因是,压强的知识比较抽象,特别是液体压力的知识需要较强的抽象思维能力;本单元知识又需要综合运用力的概念、密度、二力平衡等知识;解释有关现象、解答问题需要一定的分析表达能力。而且固体、液体、气体的压强量度和测量方法等都各不相同,是中学物理教学中的重要概念,属于物质间的相互作用,具有很强的规律性,它与生活、生产有密切的关系,为了让学生能深刻理解压强的有关知识,我在教学中做到了以下几点。
一、进行比较与归纳,加强物理概念的教学
1.压力与重力的区别与联系。在讲解压力概念时,为了让学生把压力与重力区分开来,我采用了对比教学法。让学生认识到压力与重力是两种不同性质的力,压力不一定由物体的重力产生的,但将一个物体放在水平支撑面静止时,物体对支撑面的压力大小与物体重力的大小相等,讲解时通过画力的示意图举例说明。如:手用力往墙上按图钉,墙壁受图钉尖的压力,压力方向与墙面垂直。施力者是图钉,受力者是墙壁,与图钉受重力大小无关。还可用列表说明,如:以放置在斜面上的质量为m的木块对斜面产生的压力为例,说明这两个力的区别。
施力物体
受力物体
力的作用点
力的方向
力的大小
力的性质
重力
地球
木块
重心
竖直向下
mg
引力
压力
木块
斜面
斜面
垂直于斜面向下
小于mg
弹力
因此,放在水平桌面上的物体,对桌面产生的压力的大小,等于物体本身重量大小的事实,仅说明压力在数值上等于物体的重力,方向相同,不能把它们混为一谈。
弄清楚了压力与重力的区别后,在探究压力作用效果与哪些因素有关时,学生就不会猜想压力作用效果与重力有关,而会猜想与压力有关了。这样将物理量通过比较分析,讲深讲透,学生自然就可以突破难点了。
2.压强公式P=gh与P=F/S的关系
学完了固体、液体、气体的压强之后,学生对于公式P=gh与P=F/S的应用经常会混淆,不理解各自的适用范围。所以跟学生分析它们之间的区别与联系,有助于学生对于公式与原理的理解,以便能正确的解决实际问题。
(1)公式P=gh中的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。因而此公式是液体压强公式。由公式可知,液体的内部压强只与液体的密度、液体的深度有关,而跟液体的体积、液体的质量无关。由于液体有流动性,能够传递压强,因而液体压强规律与固体压强不同,分析问题时必须考虑其各自的特殊入情入理。我们可采用列表对比、类比分析问题的研究方法,分析下面一下问题。引导学生学习对前后知识的联系、分析问题的方法。
如将盛一定量液体的容器放置在水平桌面上,容器对桌面产生的压力、压强,与液体对容器底产生的压力、压强是否一定相等(容器重不计)。请看下表:
作用对象
产生原因
压力的大小
压强的大小
对水平桌面
容器和液体都受重力作用
等于容器和水所受的总重,与受力面积无关。
计算方法:F=G
与容器和水所受重力有关,与受力面积有关。
计算方法:p=F/S
对容器底
液体受重力,液体能传递压强
不一定等于液体重,与液体的压强、底面积有关。
柱体:F=G
上小下大:F>G
上大下小:F<G
计算方法:
F=pS=ghS
与液体密度、深度有关,与容器形状、底面积无关。
计算方法:p=gh
由上表可知,求固体压力和压强时一般先求压力再求压强,而求液体压力和压强时,一般先求压强再求压力。懂得了这个求解顺序,再加上对公式意义的理解,以后碰到此类问题时,出错几率大大降低了。
(2)公式P=gh的适用范围
这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体压强。尽管有时固体产生的压强恰好等于gh。例如,将一密度均匀的高为h的长方体或圆柱体铁块放在水平桌面上,桌面受到的压强为P=F/S=gV/S=ghS/S=gh,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体由于自身所受策略而产生的对支撑物的压强都可以用p=gh来计算。
(3)公式P=gh与P=F/S的关系
公式P=F/S是压强的定义式,也是压强的决定式。无论是固体、液体或气体,它都是适用,是普遍用的公式。而P=gh是结合液体具体情况,利用P=F/S推导出来的,它只适用于计算液体的压强。能否用公式P=gh计算大气压强呢?由于液体很难被压缩,液体的体积不易改变,因而容器内的液体自上而下,其密度都是相同的。由于气体是可以被压缩的,气体的体积容易改变,一定质量的气体,当外加压强增大时,它的体积将缩小,气体密度要增大,所以,在大气层内不同高度的地方,空气的密度不一样,靠近地面的空气密度比较大,越高的地方空气的密度越小。由于大气层中空气的密度不均匀,因此不能用p=gh计算大气层中某一高度的大气压强。
通过以上的分析与比较,学生对于固体、液体、气体的压强就有了深刻的理解,分析问题时就能依原理和公式来解决实际问题,同时也培养了学生学习物理知识的技能和方法。
二、加强实验与探究,重视科学方法的教学
我在教学中尽量多安排探究性学习活动,虽然学校的器材缺乏,分组实验很难开展,但我一定会尽量的多利用身边的器材给学生做许多的演示实验,同时将实验进行改进,尽量让学生自己动手用身边的器材进行一些实验探究。做演示实验时,实验的过程仍然遵循实验探究的环节,多数程序要求学生来共同完成。在实验教学中,我的教学程序是:提出问题──进行猜想──设计实验──进行实验──归纳分析──得出结论──交流与评估──应用与延伸。
比如,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,首先通过观察生活中各种跟压强有关的现象,了解什么是压力,知道压力可以产生一定的作用效果,然后再让学生进行猜想。“猜想”是一种科学研究方法,在科学探究的学习过程中,猜想有着举足轻重的地位,它是物理智慧中最活跃的成分,所以平时我很重视这一环节的教学。先让学生的思维进行扩大和发散,充分发展他们的创新思维,但是为了防止学生胡乱猜想,还要让学生说出猜想的理由,这样能去伪存真,去粗取精,从而能让探究活动顺利进行。学生的猜想因素有许多,比如:压力、重力、质量、受力面积、体积等因素。然后我再引导学生进行分析与筛选,合并与归纳,最后得出压力的作用效果可能与压力大小和受力面积大小有关。
猜想之后,再让学生进行实验设计,在设计实验前向学生强调“控制变量法”的科学方法,“控制变量法”是初中物理中常用的探究问题的科学方法。也是我们教学中的重点。当一个物理量与几个因素有关时,我们一般是分别研究这个物理量与各个因素之间的关系,再进行综合分析得出结论。这样就必须在研究物理量同其中一个因素之间的关系时,将另外几个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这个因素之间的关系,这就是“控制变量法”。有了这种科学的思想,学生的实验设计是没有太大的难度的。即先保持受力不变,改变压力的大小,研究压力的作用效果与压力大小之间的关系,然后再保持压力不变,改变受力面积大小,研究压力作用效果与受力面积之间的关系。
压力作用效果如何观察呢?力是一个看不见摸不着的物理量,如何把压力的作用效果显示出来呢?这里又涉及到一个“转换法”的科学方法的教学。所谓“转换法”,主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。要把压力的作用效果显示出来,也就是要让压力的作用效果比较显著,那么在选择被压物体(支持物)的时候应该怎么选择呢?学生一下子就会想到,要选择比较松软的表面来做支持面,比如沙子、海绵、软泡沫、面粉甚至肌肉等。
实验前期的工作都做好了之后,就可以选择适当的器材进行实验了,在实验观察的基础上,自然而然的就能顺利的得出实验结论。
三、重视拓展与应用,引导学生创新
实验结论得出后,让学生进行讨论与交流,分别指出实验中存在的问题,以及还可以进行怎样的改进?比如做完以上实验,有一个学生提出“课本上改变压力是通过改变物体的重力来实现的,我觉得这里容易让我们将压力与重力混淆。我觉得在这个实验里,只需要在木块表面加压力,然后观察在压力增大的情况下,海绵是不是凹陷得更深,即可得出结论。”学生的创造精神得到充分体现。然后我再问学生,除了刚才的实验,你还能通过身边的器材设计一些小实验来探究这个问题吗?许多学生想到了这种方法:将铅笔削尖的一头压在手指上,手会感到疼痛;然后增大压力,疼痛感觉加强,手指凹陷得更深,从而说明在“受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显”。然后我趁机问学生,如何探究“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”呢?学生通过思考一般能想到方法:用两只手的食指分别压住铅笔两端,由于此时两只手对铅笔的压力相等(二力平衡),而两只手指的受力面积不同,通过两个手指的不同感觉,即能得出实验结果了。所以在遇到“如果在超市买了米的时候,你会想哪些办法来减小方便袋对手的压强?”的问题时,学生就能迎刃而解了,一是将米分装两袋来减小压力;二是在袋与手之间垫上一块布来增大受力面积。
除了在课堂上做实验外,我还适当的补充一些课外活动,如调查研究、实验探究、小制作等等。例如:调查研究生活中跟增大或减小压强有关的事例、调查研究大气压的变化与天气的关系;实验探究测算自己对地面的压强;自制水气压计等。通过这些拓展,激发了学生探究新知识的兴趣,培养了学生的思维能力,体现了学习物理知识的重要性。
以上几点,只是我平时教学中的一隅,当然,在物理教学中以学生为主体以实验为载体的教学改革模式正在不断地在深入。如何在教学中充分发挥学生的主动性,培养学生的创新思维,还有待于我们更进一步的解放思想,大胆尝试,积极探索,不断的总结,以取得更多的成绩。