第一篇:高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究
《高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究》
結(jié) 題 研 究 報 告
一、課題研究的背景和目的
我國地方大、人口多,經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,各地的師資條件、學(xué)生狀況及實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備條件有所不同,開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)要因地、因時、因人而異,應(yīng)采用多種適宜的實(shí)驗(yàn)方法和教學(xué)儀器。為此,國家教育委員會教學(xué)儀器研究所物理教學(xué)儀器研究室在93年就組織編寫了《中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)叢書》,這套叢書共10本,可以說,全套《叢書》是一個“實(shí)驗(yàn)知識庫”,便于教師靈活選擇使用,以適應(yīng)各類、各層次中學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要,為中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的提高開辟了新途徑。由于教育形勢迅速發(fā)展,教育手段現(xiàn)代化,如電腦、閉路電視、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多媒體日趨走進(jìn)課堂,高科技的迅猛發(fā)展,許多跟高科技密切聯(lián)系的科普知識,如黑洞、中子星、核磁共振、磁懸浮、航空航天技術(shù)、空間技術(shù)、納米技術(shù)等寫入教材、開闊了學(xué)生的視野。由于以上原因,使得中學(xué)物理教材不僅具有系統(tǒng)性、科學(xué)性,還應(yīng)具有先進(jìn)性,前瞻性、開放性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)如此。加之,教育觀念轉(zhuǎn)變,創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力提高,中學(xué)物理教材中出現(xiàn)許多新材料、新理論、新思想、新方法,這就要求廣大教育理論和實(shí)踐工作者進(jìn)一步加強(qiáng)新教材中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究,拓寬實(shí)驗(yàn)思想、方法,挖掘?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備的潛在功能,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)事求是精神。
本課題的研究將結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況,體現(xiàn)時代發(fā)展對中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。我校高中招生是面向全淮陰區(qū),我區(qū)是富省欠發(fā)達(dá)的地區(qū),多數(shù)學(xué)生來自農(nóng)村中學(xué),農(nóng)村中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備還不能全部到位,教師實(shí)驗(yàn)觀念滯后于時代要求,使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方面存在著先天不足或參差不齊等,這對高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一定的負(fù)面影響。
以中學(xué)物理教學(xué)大綱為準(zhǔn)繩,以現(xiàn)有人教版的高中物理教材中的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)為腳本,堅持物理教學(xué)的特色教育,堅持理論與實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用相結(jié)合的原則,靈活貫徹學(xué)以致用、實(shí)事求是、因材施教、塑造主體、突出個性的教學(xué)方法,使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得物理學(xué)基礎(chǔ)知識,形成基本的物理學(xué)觀點(diǎn),初步掌握研究自然科學(xué)的方法之一------實(shí)驗(yàn)法,為學(xué)生的終生性學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
加強(qiáng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力是各發(fā)達(dá)國家中學(xué)物理教學(xué)的共同走向,隨著國際競爭的日趨激烈,各國都把注意力放在了21世紀(jì)人才的培養(yǎng)上,放在了教育改革上。在這方面,我國還處于劣勢,如每年國際物理奧林匹克競賽,中國選手雖然也能得到金牌等獎牌,而且也不少,但從理論和實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)分開統(tǒng)計看,中國選手的實(shí)驗(yàn)成績不占領(lǐng)先,從這可窺探出我國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的薄弱。他山之石可以攻玉,發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)教育理論、經(jīng)驗(yàn),對我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究具有重要的借鑒作用?!皠?chuàng)新是一個民族的靈魂”,在知識經(jīng)濟(jì)的社會中人的最重要的素質(zhì)是創(chuàng)新能力,所以在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是實(shí)施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。而物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),因此在物理教學(xué)中,尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)注意不斷激勵學(xué)生通過運(yùn)用觀察與實(shí)驗(yàn)、比較與替換、分析與綜合、歸納與演繹、類比與假說、形象和抽象等方法,發(fā)展他們的素質(zhì)。
二、課題簡介 1.實(shí)驗(yàn)課題的名稱
高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究 2.課題名稱的界定
(1)素質(zhì)教育:二十世紀(jì)八十年代中期產(chǎn)生的,與“應(yīng)試教育”相對應(yīng)的概念。其涵義:是以促進(jìn)學(xué)生身心發(fā)展為目的,以提高國民的思想道德、科學(xué)文化、勞動技術(shù)、身體心理素質(zhì)為宗旨的基礎(chǔ)教育。本課題側(cè)重于科學(xué)文化素質(zhì)的研究
(2)物理實(shí)驗(yàn):是以掌握物理要素及其相互間規(guī)律為目的,人為復(fù)制和調(diào)控物質(zhì)運(yùn)動的狀態(tài)與過程的一種科學(xué)實(shí)踐活動。物理實(shí)驗(yàn)主要依賴儀器進(jìn)行。物理實(shí)驗(yàn)的基本特征:是通過人工復(fù)制和調(diào)控。減少次要因素的干擾,突出研究對象和研究的過程,且便于重復(fù)操作。本課題研究的物理實(shí)驗(yàn)是教學(xué)實(shí)驗(yàn),它與物理學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究而做的物理實(shí)驗(yàn)----科學(xué)實(shí)驗(yàn)既有聯(lián)系又有區(qū)別。教學(xué)實(shí)驗(yàn)是有選擇地把一部分研究或探索物理現(xiàn)象和規(guī)律的實(shí)驗(yàn)和事實(shí),在集中的時間內(nèi)顯現(xiàn)給學(xué)生、教給學(xué)生,若時間、空間或條件許可,可讓學(xué)生自身或小組探究獲得。
(3)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個重要的組成部分,它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ),又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段,不能看作是物理教學(xué)的輔助手段。
基于以上認(rèn)識,將本課題研究的內(nèi)涵定位在:以現(xiàn)有人教版高中物理教材[第一冊(試驗(yàn)修訂本.必修)是2000年2月第2版;第二冊(試驗(yàn)修訂本.必修加選修)是2000年12月第2版;第三冊(必修加選修)是2003年6月第1版]中的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)為依據(jù),運(yùn)用教學(xué)論原理,將系統(tǒng)論、控制論、信息論與教育科研理論有機(jī)結(jié)合應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)思想、知識、方法,樹立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力和自主探究能力,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神。3.課題研究的支撐性理論
(1)是辯證唯物主義哲學(xué)方法論:
馬克思、恩格斯創(chuàng)立的辯證唯物主義哲學(xué),是研究自然、社會和人的思維活動的普遍聯(lián)系與發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。辯證唯物主義哲學(xué)作為系統(tǒng)化、理論化的世界觀,具有方法論的職能。方法論是世界觀的根本觀點(diǎn),轉(zhuǎn)化為人們觀察問題和處理問題的根本方法的理論,是世界觀轉(zhuǎn)化為一般后的方法原則的理論。
(2)是科學(xué)方法論
科學(xué)方法論是以科學(xué)的研究方法為對象的一門學(xué)問。是指科學(xué)研究中所采用的方法論原理的總和。是研究科學(xué)的一般方法,包括自然科學(xué)的方法、社會科學(xué)的方法和思維科學(xué)的方法,它不是某一學(xué)科所獨(dú)有的,而是許多學(xué)科或所有學(xué)科都普遍適用的方法??茖W(xué)方法對教育科研有著比哲學(xué)方法更為直接的指導(dǎo)作用??茖W(xué)方法論對教育科研的最顯著的影響,就在于為后者提供了一種“理性程序”或邏輯上的指導(dǎo)。
(3)是教育科學(xué)理論
在皮亞杰()的認(rèn)知發(fā)展理論基礎(chǔ)上建立起來的建構(gòu)主義(),不僅形成了全新的學(xué)習(xí)理論,而且形成了全新的教學(xué)理論。建構(gòu)主義的教學(xué)理念要求教師由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者,而學(xué)生成為信息加工的主體、知識意義的主動建構(gòu)者。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)每個學(xué)習(xí)者應(yīng)基于自己與外部世界相互作用的獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)和賦予這些經(jīng)驗(yàn)的意義,去建構(gòu)自己的知識,而不是等待知識的傳遞。在學(xué)生合作學(xué)習(xí)、主動探究的過程中,運(yùn)用加德納的多元智力理論,尊重學(xué)生的個性差異,發(fā)揮學(xué)生的特長優(yōu)勢,通過師生溝通、對話、交往,以達(dá)到共同探究的目的。
三、課題研究的內(nèi)涵與理論假設(shè)
是依據(jù)現(xiàn)有人教版的高中物理教材體系、中學(xué)物理教育教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生年齡特征,通過對高中物理演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)和小制作的整合、擴(kuò)展或改進(jìn),從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、原理、實(shí)驗(yàn)裝置、器材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)條件、數(shù)據(jù)處理及誤差分析等方面入手,對實(shí)驗(yàn)研究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行指向性調(diào)節(jié)和控制操作,以期明顯提高學(xué)生的物理科學(xué)素質(zhì)。
四、課題研究的目標(biāo)與內(nèi)容
1.研究目標(biāo):
(1)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,建立學(xué)習(xí)物理的動力機(jī)制,形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
(2)引導(dǎo)學(xué)生注重物理實(shí)驗(yàn),充分洞察物理科學(xué)的認(rèn)知過程,掌握自然科學(xué)的研究方法。
(3)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生初步掌握研究物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想、方法,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
(4)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、特別是創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和自主探究的能力。2.研究內(nèi)容
總課題:高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究 子課題:
(1)高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究(2)高中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究(3)高中物理課本小實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育的研究(4)高中物理課外相關(guān)小制作教學(xué)的研究
五.課題研究的方法
本課題的研究采用以行動研究法為主的方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)法、文獻(xiàn)法和教育經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法。
(1)行動研究法的界定、特點(diǎn)和基本步驟
行動研究法是1946年美國社會心理學(xué)家?guī)鞝柼?勒溫創(chuàng)立的,由于柯雷等人的倡導(dǎo),進(jìn)入教育科研領(lǐng)域。
對于行動研究法,學(xué)術(shù)界的說法不完全統(tǒng)一。定義不統(tǒng)一,名稱也尚未統(tǒng)一,有的叫“行動研究法”,有的叫“合作研究法”,也有稱“現(xiàn)場研究法”、“應(yīng)用研究法”。
行動研究法的特點(diǎn)有五個:(1)研究人員和實(shí)際工作者結(jié)合,兩者都參與研究的全過程,包括計劃的制訂、實(shí)踐、檢測、反思和修正等。(2)研究環(huán)境即實(shí)踐工作環(huán)境,完全是在自然狀態(tài)下,在實(shí)際的教育教學(xué)的情境中進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)研究的問題是在實(shí)際工作之中。在研究過程中,對于計劃中的研究目標(biāo)和內(nèi)容并非確定之后一成不變,允許隨時間的推移和研究的深入發(fā)展進(jìn)行充實(shí)和調(diào)整。(3)在理論探索和解決實(shí)際問題兩大目的中偏重于實(shí)踐。一般行動研究的目的不在于發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證某種理論,而在于解決實(shí)際問題和改進(jìn)實(shí)際工作。教師在以改進(jìn)教育工作為目的的研究中發(fā)揮作用,使自身及學(xué)生素質(zhì)得以提高。(4)強(qiáng)調(diào)研究過程和行動過程的結(jié)合。即在行動中研究,在研究中行動,研究是為了更好地行動,所獲研究成果馬上在行動中被采納和應(yīng)用,產(chǎn)生實(shí)際效益。(5)在行動研究中,階段性的評價反思和連續(xù)性評價反思相結(jié)合。在研究過程中有一個集中的評價和反思階段,這時,研究人員對研究的結(jié)果和過程進(jìn)行分析和考察。但是反思并不僅僅在該階段才有,而是在研究過程中連續(xù)不斷地進(jìn)行的,這樣可以及時調(diào)整研究進(jìn)程,所以說行動研究的過程是不間斷的反思過程。
有的學(xué)者將行動研究法的步驟歸納為8項(xiàng):(1)發(fā)現(xiàn)問題;(2)整理制訂問題,有三個重點(diǎn):①選擇問題(選定研究主題),②界定問題(確定問題范圍),③分析問題(診斷問題原因);(3)文獻(xiàn)探討;(4)擬定計劃;(5)設(shè)立假說(將要采取的行動及對行動結(jié)果的預(yù)測);(6)搜集資料,借助于問卷法、調(diào)查法、測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)等方法來收集資料;(7)試行和修正,在研究進(jìn)行中不斷地檢討工作并加以改進(jìn);(8)綜合解釋。
(2)實(shí)驗(yàn)法的定義和特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)法是通過主動變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果聯(lián)系的一種科研方法,具有以下三個主要特點(diǎn):①主動變革性;②控制性;③因果性。
教育實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)性的教育實(shí)踐活動,又是教育性的實(shí)驗(yàn)研究活動,是實(shí)驗(yàn)性和教育性的統(tǒng)一。作為一種教育科研活動,它與其它科學(xué)實(shí)驗(yàn)有著共同的實(shí)驗(yàn)性---主動變革性、控制性和因果性,又有著不同于其它科學(xué)實(shí)驗(yàn)的個性----“教育性”。
(3)文獻(xiàn)法和教育經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法
文獻(xiàn)研究法是利用教育文獻(xiàn)信息資料和知識的載體進(jìn)行查閱、分析、整理從而找出事物本質(zhì)屬性的科學(xué)研究方法。它一是幫助研究者選擇和確定研究課題;二是為論證與研究課題提供理論和事實(shí)根據(jù)。具有以下特點(diǎn):①間接性;②繼承性;③客觀性;④局限性
教育經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法是在不受控制的自然狀態(tài)下,對教育實(shí)踐所提供的事實(shí)進(jìn)行描述、分析和概括,揭示其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的一種教育科研方法。具有以下特點(diǎn):①實(shí)踐性;②新穎性;③普遍性;④簡便性;⑤適用性;⑥發(fā)展性。
六、課題研究的操作范式
在本課題研究中采用循環(huán)實(shí)驗(yàn)法,即第一學(xué)年中高
一、高
二、高三年級同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn),第二、三學(xué)年中就進(jìn)行了循環(huán)實(shí)驗(yàn)。
在具體的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中常采用的實(shí)驗(yàn)方法有:比較法、等效法、放大法、模擬法、轉(zhuǎn)換法、替代法等。
在探討高中物理教與學(xué)的策略時,應(yīng)遵循以下原則:①理論聯(lián)系實(shí)際原則;②科學(xué)性原性;③實(shí)踐性原則;④主體性原則;⑤靈活性原則;⑥遞進(jìn)性原則;⑦操作性原則;⑧獨(dú)創(chuàng)性原則。為強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能,提高教學(xué)效果,應(yīng)遵循的基本方法是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法或自然實(shí)驗(yàn)法。在此過程中應(yīng)加強(qiáng)以下幾個方面的工作:
(1)教師多設(shè)計演示實(shí)驗(yàn)
教師在做好課本演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,多設(shè)計一些演示實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)具有示范性,操作要求規(guī)范、速度適中、現(xiàn)象明顯、結(jié)論正確。例如,講授電磁感應(yīng)現(xiàn)象,增加“一節(jié)干電池的趣味實(shí)驗(yàn)”,通過變壓器原理說明器演示一節(jié)電池引起的觸電、引起稀薄氣體發(fā)生輝光放電、產(chǎn)生較高的穩(wěn)定交流電壓等,加深對電磁感應(yīng)現(xiàn)象、變壓器原理、閉合電路歐姆定律的定性或定量理解,拓寬知識面,開發(fā)創(chuàng)造性思維。(2)變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)只是教師動手,學(xué)生看。作為物理老師,各種實(shí)驗(yàn)技能水平較高,再加上課前的充分準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)較易進(jìn)行。雖對學(xué)生建立物理概念、規(guī)律等起重要作用,但缺少培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐中的創(chuàng)造力和發(fā)散性思維能力。把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生好奇心,可以通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),直到得出滿意結(jié)論為止。這樣做,不僅給學(xué)生提供了更多的動手機(jī)會;而且學(xué)生通過親手操作,會有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新或突發(fā)奇想,突發(fā)奇想是思維火花的爆發(fā),會表現(xiàn)內(nèi)在強(qiáng)大的內(nèi)驅(qū)力,對發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維有巨大的推動作用,真如大物理學(xué)家愛因斯坦所說:“想象力比知識更重要”。
(3)變學(xué)生實(shí)驗(yàn)為學(xué)生動手設(shè)計實(shí)驗(yàn)
客觀地講,設(shè)計型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、對學(xué)生創(chuàng)新能力要求是比較高的,但是它所用的器材、原理、方法都滲透在學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)或課本知識之中。在設(shè)計、操作實(shí)驗(yàn)時,只是要求學(xué)生將它們創(chuàng)造性地組合,因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)通過演示實(shí)驗(yàn),有目的地培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力和思維能力;通過實(shí)驗(yàn)操作有意識地讓學(xué)生了解所用儀器、器材的性能和使用方法;通過分析學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)方法,弄清實(shí)驗(yàn)原理。只有這樣,才能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思路上觸類旁通,學(xué)會實(shí)驗(yàn)方法的嫁接、遷移和變通,拓寬學(xué)生的思維空間,并對實(shí)驗(yàn)過程有一個全面、全新的理解,以便獲得更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)(或?qū)嵺`)知識。
(4)動手制作小實(shí)驗(yàn)
由于物理知識的實(shí)際應(yīng)用非常普遍,鼓勵學(xué)生進(jìn)行課外或家庭小制作,作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸,起到有益的補(bǔ)充作用。有的學(xué)生家庭條件、學(xué)生環(huán)境(他們父母工作單位有電腦或有與物理有關(guān)的實(shí)驗(yàn)室)好,加上自身喜歡動手做實(shí)驗(yàn),可激發(fā)他們課外多看有關(guān)報紙、雜志,購置一些經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的玩具、電子元件等進(jìn)行小制作或小發(fā)明。
(5)物理實(shí)驗(yàn)與信息技術(shù)的整合。
利用廣播、電視、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化教育媒體收集與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緊密相關(guān)的信息,充實(shí)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),使之具有開放性、現(xiàn)實(shí)性。
采用電教多媒體,借助幻燈、錄像及電腦技術(shù),以生動、形象、鮮明的視聽效果,創(chuàng)新物理情景,提高課堂效益。主要有以下幾方面運(yùn)用:
①利用電腦仿真實(shí)驗(yàn)
有些物理實(shí)驗(yàn)不能做,卻可以通過多媒體仿真實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過觀察生動形象、直觀逼真的模擬實(shí)驗(yàn),就會有一種親臨其境的感覺。例如:對于 粒子散射實(shí)驗(yàn),普通學(xué)校沒有條件、設(shè)備,也沒有時間做這個實(shí)驗(yàn)。通過讓學(xué)生觀察 粒子散射的動畫模擬實(shí)驗(yàn),呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而激起學(xué)生探究原子結(jié)構(gòu)奧秘的興趣,積極分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,猜想、推理原子的結(jié)構(gòu)情況。
②利用多媒體技術(shù)進(jìn)行縮小或放大,調(diào)控實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 通常有些物理實(shí)驗(yàn)過程大快,實(shí)驗(yàn)過程中的一些細(xì)節(jié)一閃而過,學(xué)生對整個實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象就很難把握。而模擬實(shí)驗(yàn)可以通過控制播放速度,讓學(xué)生看清楚實(shí)驗(yàn)的全過程。例如:做平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)時,由于小球運(yùn)動太快,學(xué)生很難觀察中間過程,但利用多媒體技術(shù)可以把平拋運(yùn)動一步一步地呈現(xiàn)出來,并結(jié)合自由落體運(yùn)動和水平勻速運(yùn)動的情況加以比較。
在學(xué)習(xí)萬有引力定律時,相關(guān)天體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)不可能在實(shí)驗(yàn)室通過人工方法進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn),僅能通過電腦的動畫設(shè)計,將其尺度縮小進(jìn)行模擬。
(6)加強(qiáng)相關(guān)物理學(xué)史教育,旨在讓學(xué)生了解更多的相關(guān)知識,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
如對光的本性認(rèn)識:
注:①牛頓提出微粒說,發(fā)現(xiàn)牛頓環(huán)。由于牛頓過分偏愛微粒說,雖已走到波動說的邊緣,牛頓也無法正確解釋牛頓環(huán),這是偉人的困惑。
②托馬斯.楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn),是最美麗的十大物理實(shí)驗(yàn)之一,是光的波動說判決性實(shí)驗(yàn)。成功之處:從普通光源獲得相干光,體現(xiàn)了“一分為二”的哲學(xué)思想。
③光電效應(yīng)是赫茲在做火花放電實(shí)驗(yàn)時偶然發(fā)現(xiàn)的,赫茲的這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表于1887年《紫外線對放電的影響》的論文中并引起廣泛關(guān)注,隨后有許多物理學(xué)家做了大量相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明了光電效應(yīng)的存在,但是1900年勒納德的新發(fā)現(xiàn)使物理學(xué)家感到十分困惑,他的實(shí)驗(yàn)指出:只有當(dāng)光的頻率大于一定值時,才產(chǎn)生光電效應(yīng),從金屬中逸出的電子能量與光的頻率有關(guān)而與光強(qiáng)無關(guān),光強(qiáng)只影響光電子的數(shù)目,顯然,經(jīng)典電磁場理論無法解釋這一現(xiàn)象。
④愛因斯坦的光子說: 把光的粒子性和波動性統(tǒng)一起來,采用了包容原理,表現(xiàn)在光子的能量和光波的頻率不可分割地聯(lián)系在一起;1916年,愛因斯坦在《關(guān)于輻射的量子理論》一文中又給出光子的動量關(guān)系(,對于光子,其靜質(zhì)量,有),愛因斯坦成為第一個確定光既有波動性又有粒子性的物理學(xué)家。
1905年愛因斯坦發(fā)展了普朗克的量子假設(shè),提出了光量子理論,認(rèn)為:光照射到金屬表面時,光子和金屬中的電子進(jìn)行碰撞,電子吸收光子的能量,把其中一部分用來克服金屬的束縛而成為光電子,余下部分成為光電子的初動能,導(dǎo)出了著名的光電效應(yīng)方程。這個方程在1916年被密立根(R.A.Millikan,1868-1953)的精確實(shí)驗(yàn)完全證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及光量子理論的解釋在物理學(xué)發(fā)展中具有重大的意義。首先,它證明了普朗克提出的量子現(xiàn)象并非輻射所特有;其次,它揭示了光的波粒二象性;再次,利用光電效應(yīng)制成的光電管等光電器材,在科技發(fā)展中廣泛應(yīng)用,其發(fā)展前景十分廣闊。
⑤對光的本性認(rèn)識,螺旋式上升,不是簡單的回歸。在認(rèn)識過程中有兩次大統(tǒng)一:
光的電磁說統(tǒng)一了光現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象
波粒二象性統(tǒng)一了對微觀世界的認(rèn)識
七、課題研究的實(shí)踐意義與理論價值
實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)踐意義:
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞终{(diào)動學(xué)生的主動參與意識,為他們提供更多的實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)機(jī)會,喚起他們對實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)活動的興趣,這是提高學(xué)生動手能力和解決實(shí)際問題能力的關(guān)鍵。
(2)促進(jìn)教師更新教學(xué)觀念,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,有效地強(qiáng)化對學(xué)生的觀察、分析方法、思維方法和認(rèn)知過程的訓(xùn)練,這是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力,發(fā)展思維品質(zhì)的有效途徑。
(3)實(shí)驗(yàn)研究顯現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法的研究。實(shí)驗(yàn)原理就是所應(yīng)遵循或依據(jù)的物理規(guī)律,它來源于實(shí)踐或?qū)嶒?yàn),是科學(xué)規(guī)律或理論,對新的實(shí)踐中實(shí)驗(yàn)有指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)思想是實(shí)驗(yàn)方案有效進(jìn)行的出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn),是實(shí)驗(yàn)操作的行動指南。實(shí)驗(yàn)方法是指實(shí)驗(yàn)過程中具體的操作方式,如轉(zhuǎn)換法、放大法、模擬法、替代法。像開放性的設(shè)計型實(shí)驗(yàn)?zāi)芸疾槎喾N實(shí)驗(yàn)方法,不同的實(shí)驗(yàn)方法依據(jù)于不同的實(shí)驗(yàn)思想、原理,體現(xiàn)了問題的開放性、靈活性,對于訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維、求異性思維是大有裨益的。
(4)加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的辯證唯物主義教育。辯證唯物主義教育是馬克思主義哲學(xué)的重要組成部分。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中包含著豐富的辯證唯物主義思想內(nèi)容,它也是素質(zhì)教育中的科學(xué)方法關(guān)鍵內(nèi)容,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維和能力的基石。例如,音叉的制作,水波干涉,楊氏雙縫干涉裝置體現(xiàn)了一分為二的哲學(xué)思想;對光的本性認(rèn)識:光既有波動性、又有粒子性,體現(xiàn)了對立統(tǒng)一規(guī)律的觀點(diǎn);總之,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生形成科學(xué)的世界觀和方法論具有重大的實(shí)踐意義。
實(shí)驗(yàn)研究的理論價值:
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育的基本教學(xué)策略之一。抓住了教學(xué)策略進(jìn)行研究,就是抓住了教學(xué)理論與教學(xué)方法之間的中間環(huán)節(jié)。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生素質(zhì)發(fā)展的貢獻(xiàn)主要集中在以下三個方面:①發(fā)展學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)。②發(fā)展學(xué)生的思想品德素質(zhì)。③發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素質(zhì)。其中思維素質(zhì)比文化素質(zhì)更能動,從而是更重要的一個素質(zhì),實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、對比、抽象、概括、判斷、推理等基本的能力,而且更能培養(yǎng)他們思維的深刻性、廣闊性、靈活性、敏捷性、批判性和創(chuàng)造性等優(yōu)良的思維品質(zhì)。加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力為核心,同時也豐富了素質(zhì)教育的內(nèi)涵,反映出素質(zhì)教育的精髓,因此,通過本課題的研究,為實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供了更為完善的事實(shí)依據(jù)和理論價值。
八、課題研究的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及理性認(rèn)識
1.多創(chuàng)設(shè)演示實(shí)驗(yàn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程
要保持學(xué)生持久的學(xué)習(xí)物理興趣,光靠課本上的演示實(shí)驗(yàn)是不夠的,應(yīng)充分挖掘身邊現(xiàn)有器材甚至是很不起眼的器材,結(jié)合特定的物理情境(如新課引入、鞏固概念規(guī)律、評講習(xí)題等),增加實(shí)驗(yàn)的趣味性、直觀性、新穎性、科學(xué)性,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,引發(fā)學(xué)生思維,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。
如交變電流第一節(jié)新課導(dǎo)入時,先用兩個相同的手搖發(fā)電機(jī)(老師事先調(diào)制好,一個作直流發(fā)電機(jī)用,另一個作交流發(fā)電機(jī)用,但不作解釋,留下懸念,創(chuàng)設(shè)情境)分別對兩個相同的小燈泡供電,小燈泡均亮,看不出有什么區(qū)別;接著用一只發(fā)光二極管替代小燈泡,會出現(xiàn)接在一個發(fā)電機(jī)(供直流的)的兩接線柱間,搖發(fā)電機(jī)時(設(shè)置好手搖的轉(zhuǎn)向)二極管不發(fā)光,此時學(xué)生直觀感覺----二極管可能是壞的,也可能接觸不良;當(dāng)問題出現(xiàn)、學(xué)生疑惑并討論時,老師也不及時點(diǎn)破玄機(jī),老師接著把該二極管接到另一發(fā)電機(jī)的接線柱間,搖發(fā)電機(jī)時,二極管能正常發(fā)光,這表明發(fā)光二極管是好的、未壞。剛才問題怎么重新解釋呢?有的同學(xué)說再接回去試試看,手搖的轉(zhuǎn)向同原先相同,結(jié)果二極管還是不亮。此時學(xué)生又一籌莫展,老師故作無可奈何且漫不經(jīng)心倒著搖發(fā)電機(jī),奇跡出現(xiàn)了----二極管發(fā)光。這時學(xué)生異常興奮,激烈討論,學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì):這是兩臺不同的發(fā)電機(jī),一是直流發(fā)電機(jī),另一是交流發(fā)電機(jī)。老師引導(dǎo)學(xué)生思考這兩臺發(fā)電機(jī)的區(qū)別在哪里?通過實(shí)物展示臺、投影儀讓學(xué)生一起找兩發(fā)電機(jī)的區(qū)別。區(qū)別找到后,已經(jīng)水到渠成了,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考兩臺發(fā)電機(jī)的路端電壓是如何隨時間變化的,通過引線接到準(zhǔn)備好的示波器上觀察波形,增強(qiáng)感性認(rèn)識。
傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)常只讓學(xué)生看表演,先是“教師做、學(xué)生看”,后是“教師講,學(xué)生聽”,而忽視了學(xué)生主體的思維動機(jī)的激發(fā),這樣實(shí)驗(yàn)得出的物理規(guī)律,教師認(rèn)為是“顯然”,可是對于學(xué)生來說,有時候卻是“漠然”,因此,有的演示實(shí)驗(yàn)之所以未能起到很好的作用,往往不是演示實(shí)驗(yàn)本身失敗了,而是教師不能為演示過程創(chuàng)設(shè)良好的問題情境所造成。
如果在實(shí)驗(yàn)前提出問題,以疑激思,效果會大不一樣。問題為:“直流電可以通過變壓器改變電壓嗎?如果將圖中的電鍵S閉合,電壓表的示數(shù)情況怎樣?請大家先思考或猜想,然后觀察實(shí)驗(yàn)”。當(dāng)出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象時,就安排同學(xué)從容地利用電磁感應(yīng)知識作解釋,得出:變壓器不能改變恒定的直流電壓,可改變變化的直流電壓、交變電壓。
為強(qiáng)化印象,可作進(jìn)一步引導(dǎo):將電壓表取下,換上適當(dāng)?shù)逆u絲燈泡,閉合S瞬間,燈泡會亮一下嗎?,以疑誘思,不斷為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸念。有的同學(xué)說亮,有的說不亮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:燈不亮。請同學(xué)說有電流通過燈泡為什么不亮呢?理由是電流不是持續(xù)的、而是短暫的,又因?yàn)殒u絲發(fā)紅發(fā)光要達(dá)到一定的溫度。
請同學(xué)們想一想:將鎢絲燈泡換為“220V5W”節(jié)能燈,情況如何呢?在同學(xué)們迫切知道結(jié)果前,分組討論,達(dá)成共識,各小組代表發(fā)言,可保持不同觀點(diǎn),此時老師既不作評價,也不參與,這是一種“頭腦風(fēng)暴”學(xué)習(xí)法,易調(diào)動各個同學(xué)參與討論、表達(dá)個人觀點(diǎn)的積極性和主動性。最后演示實(shí)驗(yàn),結(jié)果與鎢絲燈泡不同,節(jié)能燈閃爍一下。
實(shí)驗(yàn)時取=100匝,=1400匝,電壓表(V)示數(shù)可達(dá)21V。
該實(shí)驗(yàn)的意義:1.可定性說明法拉第電磁感應(yīng)定律,必然會在副線圈的感應(yīng)電動勢大小與穿過線圈的磁通量變化快慢有關(guān),從而說明與線圈的電流變化快慢有關(guān),電流變化快,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大。2.演示時分兩步進(jìn)行:先由電鍵S控制線圈所在電路的通斷,然后換成電鈴上的振動片控制線圈所在電路的通斷。有兩點(diǎn)意義:實(shí)現(xiàn)人工控制到自動控制,具有獨(dú)創(chuàng)性和新穎性,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性能力;線圈所在電路的電流是脈動電流,是變化的電流,產(chǎn)生變化的磁場,在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是周期性變化的,經(jīng)測量可知,線圈兩端電壓關(guān)系滿足:。
2.變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的能力
把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生去做、去觀察、去想、去感悟,真正使學(xué)生成為“學(xué)習(xí)的主人”。撥動學(xué)生的思維,提高學(xué)生主動積極參與探究的熱情,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愿望,對物理事實(shí)獲得具體明確的認(rèn)識。這樣在整個教學(xué)過程中,不僅可使學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫脚囵B(yǎng)和提高,而且能充分展現(xiàn)物理課教學(xué)的特點(diǎn)和魅力。
如光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),我??捎脙商灼鞑耐瓿伞R惶灼鞑淖鲅菔緦?shí)驗(yàn)易成功,在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室該套器材少,器材價格偏高,不易改做學(xué)生實(shí)驗(yàn)。另一套器材易取,價格偏低,但按課本裝置演示成功的幾率不很高。這就成為擺在老師面前的一個難題,唯一出路----改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。
課本上的演示實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。其具體做法為:把一塊擦得很亮的鋅板連接在圖示的驗(yàn)電器上,用弧光燈照射鋅板,驗(yàn)電器指針就張開一個角度。但實(shí)際上,無論用弧光燈或紫外線燈照射多長時間,也不見驗(yàn)電器指針有要張開的情形。
作為科學(xué)實(shí)驗(yàn),如光電效應(yīng)這樣的課題都早已在實(shí)驗(yàn)室獲得了解決。但作為教學(xué)中的物理實(shí)驗(yàn)和科研的物理實(shí)驗(yàn)有一個重要的區(qū)別,那就是教學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計不僅要符合科學(xué)性原則,而且必須反映教學(xué)思想、體現(xiàn)教學(xué)原則。正是基于這樣的教學(xué)理念,現(xiàn)對光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)作以下改進(jìn):在原鋅板后插入同樣的鋅板,并與靜電計的外殼相連,如圖所示。使、緊靠(可在兩板間夾一塑料薄膜以防兩板短接)構(gòu)成一個電容器C,驗(yàn)電器可看作是電容很小的電容器。在紫外線照
數(shù)據(jù)處理能力。
在抓好演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)的同時,努力開拓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新構(gòu)想,探索設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路,這對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力非常重要。設(shè)計物理實(shí)驗(yàn)不僅需要學(xué)生綜合地運(yùn)用所學(xué)的物理以及相關(guān)學(xué)科的知識和技能,而且需要學(xué)生:(1)查閱相關(guān)資料,設(shè)計該實(shí)驗(yàn)的原理和方法;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,正確選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)條件;(3)設(shè)計獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思;(4)獨(dú)立或協(xié)同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作;(5)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報告。因而利用設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У嘏囵B(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力及正確對待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和作風(fēng)。
在實(shí)驗(yàn)教與學(xué)過程中刻意加入方法、能力的滲透式培養(yǎng),這樣就會通過老師的“變教為導(dǎo)”,來實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“變學(xué)為思”、“變學(xué)為悟”,從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)深入到“以誘達(dá)思”的境界。例如在學(xué)生學(xué)習(xí)光的干涉、光的衍射之前,筆者從實(shí)驗(yàn)室借出各10只單縫、雙縫的器具,晚輔導(dǎo)時分給任課班級的學(xué)生,讓學(xué)生隔著單縫或雙縫觀察教室內(nèi)明亮的日光燈、遠(yuǎn)處的路燈(鈉光燈);接著讓學(xué)生用事先準(zhǔn)備的激光筆照射單縫、雙縫,觀察現(xiàn)象并作比較;引導(dǎo)學(xué)生回憶高一學(xué)過的用發(fā)波水槽觀察水的干涉實(shí)驗(yàn),并說出一些定性結(jié)論;引導(dǎo)學(xué)生解釋“聞其聲不見其人”這熟語所包含的物理原理并回答衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。在學(xué)生積累上述直接經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,老師講授課本上光的干涉,光的衍射時,已是水到渠成的事,同時也易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,從而主動探究課本上的相關(guān)知識(學(xué)科中的間接經(jīng)驗(yàn))——托馬斯·楊雙縫干涉的裝置、現(xiàn)象、意義及規(guī)律△x= Lλ/d,單縫衍射的現(xiàn)象及產(chǎn)生條件等。為了及時鞏固所學(xué)的知識,下一節(jié)課安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做課本上規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn):用雙縫干涉測光的波長(圖1)進(jìn)一步增強(qiáng)感性認(rèn)識。課外時間在較暗環(huán)境下(晚自習(xí)在家或教室)利用手
如在學(xué)習(xí)《電磁波的發(fā)射和接收》一節(jié)時,除用實(shí)驗(yàn)室提供的成品器材外,還鼓勵學(xué)生課外小制作,如圖所示。取四根各長的裸鋁質(zhì)導(dǎo)線作為天線,捆綁在兩根硬質(zhì)木片上,每根木片上的鋁導(dǎo)線相近端間隙,其中一根木片上鋁導(dǎo)線相近端用導(dǎo)線分別與高壓感應(yīng)圈相連,另一對天線間隙接一個氖泡。演示時,啟動感應(yīng)圈,在天線間隙處會產(chǎn)生火花放電,這時感應(yīng)圈的線圈與鋁導(dǎo)線的電容器組成一個振蕩電路,產(chǎn)生高頻振蕩電流。當(dāng)兩對天線相互平行且相距較近時,氖泡發(fā)光,此演示說明電磁波的存在,也表明電磁波是能量的載體。逐漸增加兩天線間的距離,氖泡發(fā)亮變暗,說明電磁波減弱。轉(zhuǎn)動接收天線直到與發(fā)射天線相互垂直,可見氖泡由亮轉(zhuǎn)暗至熄滅,這演示了天線的方向性。若換用長度為或的接收天線,而木片空間放置的位置不變,氖泡發(fā)光的強(qiáng)弱也會變化。
小實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生形成正確的概念和思維結(jié)構(gòu)。如學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律時,安排如下問題與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
[問題]一根長為的輕質(zhì)細(xì)桿的中點(diǎn)和端點(diǎn)處分別固定一個質(zhì)量均為的小球、,將細(xì)桿拉至水平位置,由靜止開始釋放,繞通過另一端的固定軸O轉(zhuǎn)動,試問:從開始到桿轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中,A、B的機(jī)械能是否各自守恒? 若直接從理論入手分析,頗費(fèi)口舌,學(xué)生也會感到抽象難懂。為此,筆者采用了實(shí)驗(yàn)的方法加以說明。
第二篇:高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性研究論文
實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建物理知識的重要途徑。在高中物理教學(xué)中,通過引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象,在參與和問題解決過程中獲得結(jié)論,這對學(xué)生理解物理概念,掌握物理知識都具有積極意義。但一直以來,在物理教學(xué)中大多教師都是按照實(shí)驗(yàn)操作流程引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粔蛑匾?,在?shí)驗(yàn)中也缺少問題引導(dǎo),從而影響了實(shí)驗(yàn)的有效性。為此,本文就結(jié)合高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),就物理實(shí)驗(yàn)的有效性作簡單分析。
一、激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣,引導(dǎo)學(xué)生主動參與
在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,很多學(xué)生總是懶洋洋的,無論是完成實(shí)驗(yàn)操作還是問題思考的參與度都不高,在實(shí)驗(yàn)后對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),學(xué)生對實(shí)驗(yàn)缺乏興趣是主要因素。的確,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中興趣是促進(jìn)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部動機(jī),要讓學(xué)生能主動參與到實(shí)驗(yàn)中,那就得激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,不僅要注重從生活現(xiàn)象引入實(shí)驗(yàn),還要注重結(jié)合知識的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境。如“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,可先借助多媒體而呈現(xiàn)足球運(yùn)動中守門員撲球、賽車和飛機(jī)起飛的圖片,在引導(dǎo)學(xué)生觀看的基礎(chǔ)上以“圖片中物體的加速度和哪些因素有關(guān)”而引導(dǎo)學(xué)生猜想,讓學(xué)生從生活現(xiàn)象而過渡到物理實(shí)驗(yàn)中,直觀而具有啟發(fā)性。又如“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的教學(xué)中,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“機(jī)械能守恒定律”,那么,在教學(xué)中可先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)其表達(dá)式,思考物體在空中靜止下落除了受重力影響外,還會受什么力的作用?如何減弱這些力對實(shí)驗(yàn)的影響?要計算減少的重力勢能和增加的動能,是否還需要用天平測量重物的質(zhì)量?在實(shí)驗(yàn)中是要先打開電源還是釋放重物,為什么要這樣做?如此,通過復(fù)習(xí),讓學(xué)生在鞏固原有知識的基礎(chǔ)上,通過問題探究而引入實(shí)驗(yàn),從而更好地激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。
二、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)達(dá)成在物理教學(xué)中通過實(shí)驗(yàn)后對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒉幻鞔_,在實(shí)驗(yàn)中較為盲目,只是教師讓做什么就做什么,對于實(shí)驗(yàn)結(jié)論也是采用背誦方式進(jìn)行記憶。從教師在實(shí)驗(yàn)中的行為也不難發(fā)現(xiàn),很多教師在實(shí)驗(yàn)中并不注重強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,更多的是把重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)操作過程上。其實(shí),目的是活動的導(dǎo)向,缺乏實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹笇?dǎo),學(xué)生也就容易出現(xiàn)“為什么要這樣做”的疑問,從而影響實(shí)驗(yàn)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,為更好地讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模皇且⒅匾詥栴}方式引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行思考。如“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,既然要驗(yàn)證機(jī)械守恒定律,驗(yàn)證式是如何的?結(jié)合驗(yàn)證式分析需要測量哪些物理量,該用什么方法進(jìn)行測量?是不是實(shí)驗(yàn)中的重力勢能變化量就一定等于動能的變化量,如果不等,哪一個變化量會更大,原因是什么?二是可以采用精講的方式向?qū)W生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。如“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,可直接告訴學(xué)生目的是通過實(shí)驗(yàn)探究物體的加速度與它所受的合力、質(zhì)量的定量關(guān)系,然后引導(dǎo)學(xué)生對其關(guān)系進(jìn)行猜想,再以控制變量法組織學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)。
三、加強(qiáng)問題引導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生積極思考
要提高物理實(shí)驗(yàn)的有效性,實(shí)驗(yàn)過程中的引導(dǎo)是尤為關(guān)鍵的。在以往的物理實(shí)驗(yàn)中,教師更多關(guān)注的是學(xué)生是如何完成實(shí)驗(yàn)的,是如何通過實(shí)驗(yàn)過程而獲得結(jié)論的,實(shí)驗(yàn)中是否按流程進(jìn)行操作等問題,實(shí)驗(yàn)過程太過于刻板。實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生獲得知識完形的操作過程,在實(shí)驗(yàn)中加強(qiáng)問題引導(dǎo),以問題促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考,可更好地讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得結(jié)論,通過問題分析而更好地理解知識。如“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中繩子拉小車的力是不是小車受到的合外力?如果實(shí)驗(yàn)中將木板一端稍微墊高一些讓小車勻速下滑,此時小車的合外力是多大?繩子的拉力和砝碼的重量是否相等,為什么?在什么情況下砝碼的重力可以近似于繩子的拉力?如何平衡摩擦力?以問題而引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)活動而展開交流,更好地讓學(xué)生理解每個實(shí)驗(yàn)步驟的目的。同時,在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時,也要注重以問題作為引導(dǎo),如對加速度與質(zhì)量的關(guān)系的研究,為什么要描繪a-1/m的圖像而不描繪a-m的圖像?以此問題而引導(dǎo)學(xué)生交流,從而更好地明確檢查圖線是不是過原點(diǎn)的傾斜直線的方法。
四、注重師生互動,促進(jìn)學(xué)生積極參與
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師和學(xué)生之間并非“我說你做”的關(guān)系,而是互動關(guān)系,無論是對問題的探究,還是對操作的反饋都蘊(yùn)含著師生間的互動。在以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師更多的是以“指令”方式讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),然后再把結(jié)論告訴學(xué)生。如此,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體性沒有得到突出,實(shí)驗(yàn)效果受到影響。首先,在實(shí)驗(yàn)中,針對問題的討論教師要及時給予點(diǎn)撥。如上述加速度與質(zhì)量關(guān)系的研究中對a-1/m的圖像的討論中就可根據(jù)學(xué)生交流情況向?qū)W生明確要檢驗(yàn)a與m成反比實(shí)際就是a與1/m成正比,那么,以1/m為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系后,根據(jù)a-1/m的圖像就可檢驗(yàn)其是否是過原點(diǎn)的直線。其次,在總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論時,要注重先引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié),然后教師再進(jìn)行點(diǎn)撥。
第三篇:高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中素質(zhì)教育的滲透
高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中素質(zhì)教育的滲透
論文關(guān)鍵詞:高中 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 素質(zhì)
論文摘 要:素質(zhì)教育是當(dāng)今教學(xué)當(dāng)中不可或缺的一則教育手段,而物的基本觀點(diǎn)、基本概念、基本規(guī)律、基本知識、思維方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計思想、方法、技能也已經(jīng)滲透到包括科學(xué)、人文科學(xué)在內(nèi)的各個學(xué)科之中,物理教育伴隨著素質(zhì)教育的發(fā)展演變,逐漸在培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)中起到了其他學(xué)科無法替代的作用。本文旨在對高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何滲透素質(zhì)教育進(jìn)行淺析。
實(shí)施素質(zhì)教育的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是面向全體高中學(xué)生,以物理知識教學(xué)為骨干,以科學(xué)素質(zhì)教育為核心的全方位的教學(xué)。本人試從以下幾點(diǎn)通過高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的特點(diǎn)說明高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何滲透素質(zhì)教育。
一、發(fā)揮學(xué)生的主體作用
在知識條件下,國民素質(zhì)是綜合國力的重要內(nèi)容,特別是國民的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,將是一個國家和發(fā)展和進(jìn)步的靈魂。這種人才培養(yǎng)模式,要求我們在教學(xué)實(shí)踐中要重視學(xué)生的思維能力、科學(xué)創(chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力、自我學(xué)習(xí)能力等綜合能力的培養(yǎng)。
1.讓學(xué)生主動地參與到知識獲取的過程中
素質(zhì)教育的顯著特點(diǎn)就是使受教育者能主動地學(xué)習(xí)、主動地發(fā)展,這就要求高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用,要使學(xué)生積極地參與到知識的獲取過程當(dāng)中,從物理現(xiàn)象的展示、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生開始,就要讓學(xué)生注意觀察、掌握現(xiàn)象的特征,開始認(rèn)真地思考、猜想、判斷等一系列的思維活動,隨即引導(dǎo)學(xué)生動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓他們親身去體會,試著透過現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)。這樣就能夠使學(xué)生自覺、主動地進(jìn)入到知識獲取的過程之中。
2.課堂的時間和空間盡量多讓給學(xué)生
在空間上,教師要主動讓出自己長期以來一直牢牢控制的主導(dǎo)位置,給學(xué)生空間,讓他們?nèi)ニ伎?、討論問題、探索規(guī)律,從而獲取知識。在時間上,一節(jié)課僅有短暫的40分鐘,時間稍縱即逝,教師若放手讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)、去討論,就不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),這顯然是一個矛盾,要解決這個問題,教師就務(wù)必要控制好時間和課堂節(jié)奏,在環(huán)節(jié)安排上一定要科學(xué)合理。
二、發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
要想在物理實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)中更好的將素質(zhì)教育滲透進(jìn)來,教師應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
合理處理好試驗(yàn)教材,做到詳略得當(dāng),主次分明,本質(zhì)問題要突出強(qiáng)化,主要問題要單刀直入,防止拖泥帶水,在展示學(xué)習(xí)內(nèi)容時要充分、要展示出實(shí)用意義;教學(xué)思路要清晰,層次要清楚,過程要流暢,過渡銜接要自然、要精心設(shè)計;學(xué)生的認(rèn)知水平要掌握清楚,實(shí)驗(yàn)設(shè)計要實(shí)事求是、切合學(xué)生實(shí)際,提問要有技巧;課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)要嚴(yán)謹(jǐn),前面的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是后面的“鋪墊”,后面的知識應(yīng)是前面的延伸,做到一環(huán)扣一環(huán),環(huán)環(huán)緊扣。
要不斷變換教學(xué)手段和教學(xué)方法,充分發(fā)揮教師的情感作用,以情感調(diào)動學(xué)生的積極性,以情感強(qiáng)化學(xué)生對物理知識的認(rèn)識。對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中的突發(fā)事件要有所估計,有所準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備要十分充分,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必須交待清楚,實(shí)驗(yàn)中必須力求做到成功,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要讓每位學(xué)生都能觀察到,觀察現(xiàn)象前必須告知觀察方向,下達(dá)好思考任務(wù)。
三、開展課外小實(shí)驗(yàn)活動,培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力
高中物理試驗(yàn)課本上除演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)外,還根據(jù)不同章節(jié)的知識特點(diǎn)確定了近20個課外小實(shí)驗(yàn),本人認(rèn)為將其分布在三年內(nèi)完成仍顯不足。為此本人認(rèn)為,可以聯(lián)系有關(guān)章節(jié)知識,另外增補(bǔ)一部分。
如在《動量》一章里可增設(shè)“用自來水觀察反沖運(yùn)動”;在《電場》一章里可增設(shè)“靜電屏蔽現(xiàn)象的觀察”;在《光的色散》一節(jié)里可增設(shè)“室內(nèi)彩虹形成”等小實(shí)驗(yàn),平均每月至少有一個可做。還可將這30多個課外小實(shí)驗(yàn)編成序列,按教材的特點(diǎn)分階段以課外實(shí)驗(yàn)興趣小組為中心組織實(shí)施,每個小實(shí)驗(yàn)盡量要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計,獨(dú)立操作,并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報告。對于難一些的小實(shí)驗(yàn),教師可給予一定的提示與,包括實(shí)驗(yàn)原理、所需器材、操作與觀察要領(lǐng)等。
四、開展科技小制作和撰寫科技小論文活動,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力
將教材上與我們?nèi)粘I詈蜕鐣盥?lián)系較緊的知識做恰當(dāng)?shù)財U(kuò)展,引導(dǎo)學(xué)生在課外獨(dú)立完成科技小制作。如在學(xué)完電路知識后,學(xué)生可去完成“簡易熱得快自控電路設(shè)計與安裝”“節(jié)日閃爍彩燈電路的設(shè)計與安裝”和“多用電表組裝”等;學(xué)完“磁場”后,學(xué)生可去進(jìn)行“指南針制作”等。
生動有趣的科技小制作和小論文撰寫活動,能夠極大地陶冶學(xué)生們的科學(xué)情趣,培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、獨(dú)立創(chuàng)造、獨(dú)立幻想的能力,對他們養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)習(xí)慣打下了堅實(shí)的基礎(chǔ),對他們未來獻(xiàn)身科學(xué)的人生道路也有很大的啟迪。
參考文獻(xiàn):
[1]寧文軍.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究[J].中國教育技術(shù)裝備.2010(14).[2]張建虎.淺談高中物理教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)[J].新課程學(xué)習(xí).2009(10).
第四篇:《高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)》讀后感
《高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)》讀后感
《高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)》讀后感
書中提到,目前靜電的利用以有多種,如今電除塵,靜電噴漆,靜電植絨,靜電復(fù)印等。
特別是以煤作燃料的工廠,電站,每天排出的煙氣帶走大量的煤粉,不僅浪費(fèi)燃料,而且嚴(yán)重地污染環(huán)境。利用進(jìn)電除塵可以消除靜電中的煤粉。如圖1是靜電除塵器的原理示意圖。除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成,A接到高壓電源的的正極,B接到高壓電源的負(fù)極,他們之間有很強(qiáng)的電場,而且距B越近,場強(qiáng)越大。B附近的空氣中的氣體分子被強(qiáng)電場電離,成為電子和正離子,正離子被吸到B上,得到
電子又成為分子。
電子在向正極A運(yùn)動的過程中,遇到煤氣中的煤粉,使煤粉帶負(fù)電,吸附到正極A上,最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。靜電除塵用于粉塵較多的各種場所,除去有害的微粒,或著回收物資,如回收水泥。
但是在《高中物理教材(必修加選修)第二冊》靜電的利用和防護(hù)一節(jié)中,只闡述了靜電除塵的原理及原理圖,卻沒有提供相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),供學(xué)生觀察思考。
眾所周知,物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取知識,進(jìn)行知識創(chuàng)新的重要手段,是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣,科學(xué)態(tài)度的和提高學(xué)生終生學(xué)習(xí)能力的重要手段,因此在新課程改革中不得不重視物理實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及終身學(xué)習(xí)中應(yīng)有的作用。
于是,在我的教學(xué)中,盡可能的設(shè)計出一些裝置簡單,可見度大,直觀性強(qiáng),現(xiàn)象明顯的演示實(shí)驗(yàn),進(jìn)行有效教
學(xué)。
一.器材:500毫升可樂瓶,健力寶易拉罐,長約22cm、直徑為粗的鋁絲,感應(yīng)起電機(jī)、鐵架臺、十字夾、自由夾、試管夾,蚊香、導(dǎo)線,火柴等.
(1)取下可樂瓶底座,用熾熱的粗鋁絲,在底座中央燙一個孔,再在周圍燙幾個孔.
(2)待鋁絲冷卻后,距鋁絲上端5cm處穿入一3號橡膠塞,并在膠塞上方的鋁絲端接一根導(dǎo)線,然后將其插入底座中央孔中.
(3)用剪刀剪下可樂瓶的半圓形底部.
(4)用剪刀剪掉易拉罐的上、下底.在易拉罐圓筒側(cè)壁距一端處用鐵釘釘一小孔,在小孔內(nèi)穿過一根導(dǎo)線并接牢.
(5)將接有導(dǎo)線的圓筒放入無底可樂瓶內(nèi),把該導(dǎo)線從插有鋁絲的底座上任一孔中穿出,并將此底座蓋在可樂瓶底部.
(6)將組裝好的簡易靜電除塵器固定在鐵架臺上。
(7)將兩根導(dǎo)線接感應(yīng)起電機(jī)的兩個電極上.
二.操作及現(xiàn)象
(1)用試管夾夾住一段蚊香并點(diǎn)燃,然后置于可樂瓶的口部,片刻可見縷縷青煙從簡易除塵器上部的小孔中冒出.
(2)搖動感應(yīng)起電機(jī),當(dāng)搖動五六圈以后便見青煙頓時消失,不斷搖動起電機(jī),青煙不再冒出.
(3)停止搖動起電機(jī),并讓兩電極接觸放電,馬上又看到青煙重新冒出.
(4)再次搖動起電機(jī),青煙再次消失,可反復(fù)實(shí)驗(yàn)多次.
該實(shí)驗(yàn)取材方便,操作簡單,現(xiàn)象明顯,課堂演示效果非常好,學(xué)生普遍反映情緒高漲,充分調(diào)動了積極性。所以以后的教學(xué)課程要多加入實(shí)驗(yàn)演示,提高課堂效率。同時也實(shí)現(xiàn)了素質(zhì)教育。
第五篇:高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計
高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計
----測定電池的電動勢和內(nèi)阻
睢寧縣李集中學(xué) 沙興群 *** 教學(xué)背景分析
實(shí)驗(yàn)“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第十節(jié)的內(nèi)容,從知識網(wǎng)絡(luò)上看它是閉合電路歐姆定律的具體應(yīng)用,是本章也是所有高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中最重要的實(shí)驗(yàn)之一。通過本實(shí)驗(yàn)的教學(xué),將進(jìn)一步鞏固學(xué)生分析電學(xué)問題的思路與方法,強(qiáng)化對閉合電路歐姆定律的理解與認(rèn)識,同時通過實(shí)驗(yàn)誤差的分析,讓學(xué)生能用辯證的思想來解決問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。
教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)知道閉合電路歐姆定律內(nèi)容及測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理方法,體驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)解決問題的探究過程;
(2)會用解析法和圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并求解電池的電動勢和內(nèi)阻;
(3)結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析,知道誤差的來源與減小誤差的方法。
2.過程與方法
(1)通過知識回顧和原理講解,讓學(xué)生知道測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理與方法;(2)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,使學(xué)生學(xué)會實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析;(3)通過實(shí)驗(yàn)原理講解和分析,讓學(xué)生學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)誤差。
3.情感態(tài)度與價值觀
(1)使學(xué)生會運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的基本程序和技能,養(yǎng)成敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力,提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動機(jī)和興趣。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):電源電動勢和內(nèi)阻的測量原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。教學(xué)難點(diǎn):實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析,實(shí)驗(yàn)誤差來源及其分析。
教學(xué)器材
電流表1只,電壓表1只,滑動變阻器1個,開關(guān)1個,導(dǎo)線若干,干電池1節(jié)
教學(xué)方法 講授、分組討論、實(shí)驗(yàn)演示 整體設(shè)計思路、指導(dǎo)依據(jù)說明
教學(xué)過程設(shè)計
1.伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理:原理如下圖1所示。
(1)由U=E-Ir可知,測出幾組U、I值,作出如圖1-1所示的U—I圖象,圖線在U
軸上的截距為E。圖線的斜率的絕對值為電阻
圖1-1 用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的兩種變形方法
① 用電阻箱、電流表測定?——實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示:
改變電阻箱的阻值,記錄R與I,應(yīng)用,幾組數(shù)據(jù),求E與r各自的平均值。
②用電阻箱、電壓表測定——①實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示
求出E、r。為了準(zhǔn)確,可多測
U1?E?U?r1??R1用,求出E、r。多測幾組數(shù)據(jù)分 改變電阻箱的阻值,記錄R與U,應(yīng)?U ?E?U2?2r?R2?
別求出幾組E、r的值,再利用平均法求出E、r,即為測量值。
2.用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析
若采用圖4(a)或(b)電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律,由兩次測量列方程為
若考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻,對圖4(a)電路應(yīng)用閉合電路歐姆定律有
式中E、r為電源電動勢和內(nèi)阻的真實(shí)值。
對圖4(b)電路應(yīng)用閉合電路歐姆定律有
教學(xué)評價
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