大一物理演示实验报告(精选13篇)
38071112 葛强
昨天进行了本学期第二次物理演示实验,相对前一次实验而言,这次试验涉及的内容更加广泛,囊括了光学,振动学等领域,我有幸见到了许多平时难以接触的实验仪器,通过自己亲自操作和对实验现象的观察,使我对各种物理知识有了更加深刻的了解。
视觉暂留效应,其产生的机理为:人眼在观察景物时,光信号传人大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。物理试验中我们用的是视觉暂留风扇,当风扇的叶片高速旋转时,我们无法看清风扇上的字母,不过打开频闪光源后,当光源的频闪频率与风扇转动的周期一致或为其整数倍的时候,风扇表面的字母会逐渐清晰,至保持静止不动,此时即产生了视觉暂留的效应。
视觉暂留在生活中有着广泛的应用,现列举一二。我们平时看在电影院看的电影,或在家里看的电视节目,给我们的感觉是画面是流畅连贯的。实际经验却告诉我们,演员不可能持续不断的表演,而且表演过程中也不会一点都不出错,这里就用到了视觉暂留效应,实际拍摄到得只是一张一张的胶片,但当以很高的速度放映的时候,前一幅图片残留的视觉效应尚未消失,后一幅图片已经映入眼帘,因此给我们的感觉是画面是连续的。还有,市场上出售的护眼灯产品,广告语里说这些灯绝对不闪,其实,这有些欺骗消费者的嫌疑,因为它不是不闪,而是利用了视觉暂留效应,提高了灯频闪的频率,由于视觉暂留,自然感觉不到灯光在变化,我不知道这能否真正保护视力。
一、演示实验的涵义
演示实验是指为配合教学内容以教师 (或教师与少数学生) 为主要操作者进行表演和操作示范的实验。作为一种广泛、常见的物理实验教学形式, 由于演示实验的引入使得课堂又多了一个信息源, 在潜移默化中让学生接受科学的思维和方法;同时, 课堂的空间结构也因演示实验的引入而发生转变, 它的引入不仅丰富了教师的肢体语言, 活跃了课堂气氛, 从而使得教学进程能够更顺利的进行。
二、演示实验的功能、特点
演示实验是教学更直观地体现, 也是理论联系实际的教学体现。它的功能包括以下几点:
1. 它能化抽象为具体, 化枯燥为生动, 化难为简, 把要研究的物理现象清晰地展示在学生面前。
2. 有助于学生从实际出发实事求是地分析问题, 学会由现象看本质, 由表及里地全面认识问题。
3. 从课堂教学效果来看, 运用演
示实验导入课题能引发学生的学习兴趣, 提高课堂注意力, 同时可以从教师规范的实验操作中学到正确的实验操作方法和实验技巧, 加深对实验的理解。
4. 演示实验还可以强化学习效果, 启发学生的思维能力和解题能力。
5. 教师可通过演示实验整理课堂
教学内容, 进行阶段性总结, 利用演示实验提出问题, 并通过学生自主讨论做出正确解答, 可纠正同学们的某些错误概念, 加深对物理知识学习印象。
6. 教师通过自主研究简易实验教
学仪器, 提高实验教学中动手能力, 丰富了教学实践活动, 节约了教育经费, 有利于培养教师自力更生艰苦奋斗的优良传统。
三、物理演示实验的设计原则
做好演示实验对提高物理课堂教学质量具有举足轻重的作用。为了增强课堂演示实验的效果和充分发挥演示实验在教学整个过程中的作用, 根据教学原则和演示实验的特点, 物理演示实验设计应具备以下原则:
(1) 科学性原则
物理演示实验首先是科学性实验, 实验原理和操作都应符合客观事实, 实验要真实、客观地反映物理现象和揭示物理概念、规律以及实验原理, 因此实验的设计应该具有科学性。
(2) 目的性原则
物理演示实验是课堂教学有机整体中的一部分, 因此要紧扣教学内容, 达到一定的教学目的。
(3) 简便性原则
简便, 是提高效率的重要手段, 材料越简单, 方法越简便, 越能集中、突出实验现象, 由观察导出结论时, 推理和归纳分析才更容易。
(4) 直观性原则
演示实验越直观, 越能使学生形成深刻的对认识的理解, 也就越能激发学生的学习知识的兴趣, 提高学生的学习积极性。
(5) 启发性原则
演示实验的教学目的不仅是给学生展示鲜明、生动的实验现象, 还要启发诱导学生分析、推理、判断、概括, 把感性认识上升为概念和理论的认识, 让学生知其然, 知其所以然。
(6) 趣味性原则
只有奇特、新鲜的物理现象可以对学生产生强烈的刺激, 能使学生产生强烈的求知欲望、激发学生的学习科学的兴趣。
(7) 安全性原则
安全是任何工作的前提.实验中的安全包括两个意思, 一是仪器设备的安全, 二是人身安全。
四、物理演示实验方法
物理实验方法是依据一定的物理学原理和物理规律, 设置特定的条件, 对相关物理现象或物理量的变化进行显示及测量的方法、手段。利用实验方法能将复杂的理论进行简化, 借助仪器设备, 突出研究对象的主要因素, 排除次要的非本质因素, 创造一个合适的环境, 使需要认识的某种性质或关系以比较简单的形态表现出来, 以便学生们能容易精确地发现规律。顾名思义, 物理演示实验方法是在物理演示实验现象中用到的实验方法, 隶属于物理实验方法, 物理实验中的一些基本实验方法, 如模拟法、比较法演示法等, 在进行物理量测量的学生分组实验以及课堂演示实验中都会用到。但由于不同类型的物理实验关注的侧重点不同, 其对应的实验方法会有不同, 对于用来显示物理现象、理解物理概念、反映规律的物理演示实验, 更注重实验效果的直观表现, 用来提高实验直观性、现象可见度的方法, 如示踪法、投影法等, 就成了演示实验常用的实验方法。
根据演示实验设计的简便性原则和直观性原则, 对某个物理现象或规律所进行的实验演示最好能直接简单的进行, 通过简单的分析推理, 就能得出实验结论。对于直接演示不太方便或效果不太理想的物理演示实验, 我们再考虑用其它的实验方法来展现出来。
五、结论
物理演示实验往往要在短时间内时内给学生介绍比较多的物理以及实验知识, 它着重实验现象的观察和实验原理的介绍, 不要求物理量的精密测量和实验数据的精确处理。演示实验能够提供丰富的知识材料, 把抽象的知识形象化。它的最终目的是要通过观察现象启发学生创造性思维, 使学生更好地认识客观规律, 发展自主创新能力, 培养学习兴趣。在演示实验过程中, 启发学生积极地思考, 使教师的主导作用和学生的主体作用达到最佳结合, 充分发挥演示实验的教学功能。
参考文献
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【关键词】高中物理 实验演示 观察能力 思维能力
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4772(2012)09-046-01
要使演示实验真正达到演示目的,必须注意以下几个方面:
一、演示要目的明确
物理教学中,演示实验是新课导入的重要方法之一。实验具有生动、新奇的特点,容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性,不断创造出生动的情景,使学生思维活跃。演示实验是用来配合教学的,应根据不同教学内容和要求,选择合适的实验,合理地进行实验,以便让学生清楚地认清物理概念和规律。
例如:讲“摩擦力”这一节,我们可以用引导提示法指出我们要实验的问题和目的。如“摩擦力的大小与哪些因素有关系呢?”,为了研究这个问题,我们用弹簧秤拉着木块在桌面上做匀速直线运动,此时弹簧秤的示数即为木块与桌面间的滑动摩擦力,再在木块上加一重物,增大压力,用弹簧秤拉着木块作匀速直线运动时,示数变大,说明摩擦力大小与压力有关,进一步探究,在压力不变时,拉着木块在垫有毛巾的木板上匀速运动时,弹簧秤的示数也变大,说明摩擦力与接触面的粗糙程度有关。
整个实验目的性明确,环环紧扣,步步深入,学生必定有很强的感性认识,很清析的认知思路,从而轻松地掌握知识。
二、演示要明显直观
可以说演示实验的一切功能都不能离开观察,观察者只能在演示者所给现象的基础上进行观察。因此,演示实验的直观是最起码的要求,教师在设计演示实验时应注意以下几点:
首先,物理过程的变化要显著。为了使现象明显,仪器的尺寸要比较大,尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗,要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度虽有所降低,但可以用感受效果来弥补,必要时可以借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性,提高观察效果。例如在讲解磁感线和电流表或电压表的使用时,可用投影将实验设备放大到银幕上。
其次,仪器简单,过程明了。演示之所以要直观,就是为了能从实验中直接观察到物理过程,认识物理现象的本质,而不需要拐弯抹角,受其它无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示中,没有必要选择精密复杂的实验装置。
再次,要多种感官并用。有资料表明“在接受知识方面,单靠听觉一般只能记住15%左右;单靠视觉,从图象获得知识,只能记住45%左右;如果两者结合直来,可记住65%”。因此,调动学生各部分感官的协调作用,比单一渠道要好。我们应该考虑学生的各种感官对信息的分辨能力,以强化有效刺激,促进学生对新知识、新规律的理解。
三、演示要安全可靠
课堂上的教学时间是极其宝贵的,如果教师在演示中出现失误和差错,不仅会殆误时间,而且会引起对所得结论的怀疑。因此,教师在课堂上的演示实验必须确保成功。成功的演示是由多方面的因素决定的。
首要条件是掌握实验原理,它是设计和改进实验的依据。
其次,要注意环境条件。有些实验的成败与环境等外界条件很有关系。例如,空气的湿度对静电实验很有影响,某些电学实验跟电源电压的稳定性有关。因此,教师在课堂前要选择好所需的仪器和材料,仔细地进行检查,熟悉仪器的使用性能,了解实验的精确程度,估计实验时间,观察教室里即将演示的环境等。
课前做好充分的准备,可以提高演示的成功率,但不能保证课堂上一定不出问题。出了问题怎么办?一是要镇定;二是要实事求是。
四、演示要有启发性
演示实验能够提供丰富的感性材料,变抽象为形象。但它的最终目的是通过观察启发思维,使学生更好地认识客观规律,发展能力,培养兴趣。因此,在设计和编制演示程度时,必须在启发性上下功夫。
演示中的启发性,首先在于以趣激疑。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时,认知的矛盾将上升为思维的能力。
运用演示引发问题,只是启发思维的起点,虽然它是学生开展积极思维的突破口,但要推进思维的展开,仍需要教师不断地引导。例如,为什么会有这种现象?怎样才能产生?怎样才能做得更好?……在学生不断的探讨、思索中,逐步掌握物理知识,了解物理规律,这样的实验就成为了推进思维的向导。
演示实验一般可分三步进行:
1.提出问题,通过实验建立初步表象;
2.再做实验,又提出问题进行探讨,找出规律;
3.应用规律来说明问题,并用实验来验证。这一过程体现了实验——理论——实践的认知规律。演示实验切忌难易不分,草草了事。有些新教师做实验,常常以能显示实验现象为满足,急急表演,匆匆收场。这样的实验必不能给学生留下深刻的印象,而且忽视了学生由感性到理性的上升过程,忽视了学生能力的培养,不可能达到实验所需的目的。
在老师的带领下,我们参观并亲自操作了一些实验。
在这次的演示实验课中,我见到了一些很新奇的仪器和实验,一个个奇妙的实验吸引了我们的注意力,通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。
给我印象深刻地有以下几个实验。
一、锥体上滚
在演示实验室,老师首先给我们演示的是锥体上滚实验。
其实验原理是:能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。
本实验中在低端的两根导轨间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。
实验现象仍然符合能量最低原理,其核心在于刚体在重力场中的平衡问题,而自由运动的物体在重力的作用下总是平衡在重力势能极小的位置。
通过这个实验,我们知道了有时候现象和本质完全相反。
二、电磁炮
接着我们又做了电磁炮的实验。
电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统,它主要有电源、高速开关、加速装置和炮弹组成。
根据通电线圈磁场的相互作用原理,加速线圈固定在炮管中,当它通入交变电流时,产生的交变磁场就会在线圈中产生感应电流,感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用,使弹丸加速运动并发射出去。
我们将炮弹放入炮管中距尾部25cm左右,按下启动按钮发射了炮弹。
虽然炮弹的射程很小,但我们都觉得很奇妙,做的很开心。
三、会飞的碗
会飞的碗是用来展示流体力学和空气动力学中的有关伯努利定理的知识。
碗之所以会悬浮在空中,是由于伯努利定理造成的,因为在质量均匀的气流中,其流动速度越大,压力就越小;而其流动的速度越小,其压力越大。
气流冲击着碗,不让它落下。
碗若跳出气流,周围的空气就会把它推回到气流里,因为周围的空气速度小,压力大,而气流里的空气速度大,压力小,压力差使碗可以稳定的悬浮于空中。
我们对这个都很干兴趣,觉得十分有趣,所以我们都做了这个实验。
四、辉光球
随后我们看到的一个球形仪器称为辉光球。
辉光球又称为电离子魔幻球。
它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。
由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
五、激光琴
激光琴是演示光电效应的装置。
它是一种没有琴弦的琴,代替琴弦的是激光束,对应着光敏电阻,手指“轻弹”光束。
当用手指遮住光束时,遮断光路,改变了光敏电阻的电阻值,产生跳变的电压信号。
这个电压信号就触发相应的电路开始工作,从而产生一个具有固定频率的电信号。
电信号经过电子合成器处理放大后,由扬声器发出相应音符的声音,就像弹奏不同琴键发出的不同音符的声音一样,十分有趣,引人入胜。
虽然我们都不懂音乐,但这并不妨碍我们演示实验的热情。
我们把手伸到激光束下,遮住光束,然后快速的移动着手指,“悦耳动听”的琴声便萦绕在演示实验室中,我们玩的乐此不疲。
六、静电跳球
静电跳球是通过小球在静电场的作用下上下跳动,演示同性电荷相斥、异性电荷相吸的原理。
带电荷量为q的小金属球在电场强度为E的电场中受到电场力为F=qE,若电场力的方向是竖直向上,在F>mg时,电场力可以克服重力做功使它向上运动。
在实验室的装置是在水平方向设置两个相互平行有一定间距d的导体平板。
在两板之间放入一些用锡箔团成的小球,它们既轻且有导电,把两板与静电起电机的正负极相连,使两极板分别带正、负电荷,这时小球也带有与上下极板同性的电荷。
同性电荷相斥、异性电荷相吸,小金属球在电场力的作用下在容器内做周而复始的上下运动。
在这短短的一次物理演示实验中,我学到了许多在平时学习中学习不到的东西,收获很大。
老师演示的一个个物理实验,奇妙的现象让我们感受到伟大的自然科学的奥妙,可以说这次的演示实验让我对物理学的认识有了进一步的提高。
以前我们普遍认为大学物理抽象难懂、深奥复杂、枯燥乏味。
物理演示实验能够将抽象、深奥的物理知识转变为具体、简单的趣味内容,使模糊、枯燥、复杂难懂的内容变得清晰、生动、津津有味。
另外,物理演示实验能把我们在生产、生活中看到的和听到的现象,通过实验手段再现出来。
实物演示真实、直观,能给人身临其境之感,极大地调动学习的积极性,主动性以及激发创造的潜能。
这是我上大学的第一次物理实验课,记忆深刻。还没上课时,我有些紧张,以为会是有难度的实验,可能还要像高中实验课一样做很多记录和数据计算,没想到一进教室门,看到的是满教室的实验仪器,大家都忍不住东摸西看,小声讨论着各种仪器的实验方法,好像对着各种玩具似的。
老师让大家集中在一起,开始挨个讲解实验仪器的原理和操作,有验证各种物理定律的实验,有让波可视化的仪器,林林总总,都很有趣。
让我印象最深的就是进门口处的“鱼洗”了。看起来好像从历史博物馆或者古玩店直接拿来的东西,上面满是绿色的铜锈,只有两个把手被磨得发亮。把手放进盆里沾点水,手掌对着把手摩擦,水面就出现了鱼鳞样的波纹,还伴随着震耳的声音,一盘水居然像变戏法一样神奇,据说鱼洗的原理还没有得到科学解释,这更给它添了几分神秘感。物理世界果然令人感到趣味无穷,不像冷冰冰的定律和公式,这些现象让物理灵动起来,这恐怕就是设置物理实验课的原因吧。
另一个有趣的实验是关于重心的实验。两条斜杆上架着一个扁的杠铃样的重物,由于重心的改变,重物会自动向斜杆的高处滚动,看起来十分不可思议,却是在遵循物理的基本原理。这样的物理现象也出现在生活的很多地方,比如一些坡道明明看起来是斜向下的,车停在上面却会向上自己滑动,其实也和视线的错觉有关。
1、“声波”可见
2、GPS定位系统
3、LED平面散射图
4、RC电路时间常数演示
5、sita调制
6、X射线
7、安培力演示
8、巴比轮
9、巴克豪森效应
10、白光全息图
11、白光通信实验
12、摆式共振演示仪
13、避雷针实验
14、变压器原理
15、变音钟
16、玻璃堆起偏
17、伯努力悬浮球
18、不相溶液滴
19、常平架回转仪 20、超导测力
21、超导磁悬浮
22、超导零电阻
23、超声测速
24、超声光栅
25、超声雾化
26、磁存储
27、磁聚焦
28、磁屏蔽
29、磁悬浮地球 30、磁致旋光
31、单相旋转磁场
32、弹簧纵横波演示
33、弹簧纵驻波演示
34、弹性碰撞
35、弹性碰撞球
36、等倾干涉模型
37、低气压下辉光放电
38、滴水自激感应仪
39、电磁波发射 40、电磁炮
41、电磁屏蔽 2
42、电磁驱动
43、电风吹烛
44、电风轮
45、电感式位移传感器
46、电光效应
47、电光效应与激光通信
48、电介质极化
49、电容式位移传感器 50、电子荷质比测定
51、电子衍射
52、法拉第笼
53、反射光栅立体图像
54、范德格拉夫起电机
55、飞机升力
56、菲涅耳双棱镜干涉
57、菲涅耳双面镜干涉
58、分辨本领演示仪
59、分形学 60、夫琅禾费圆孔衍射 61、夫琅和费单缝衍射 62、负晶体模型 63、傅科摆 64、干涉式磁致伸缩 65、高压带电作业 66、共振现象演示 67、孤波演示 68、光的衍射 69、光点反射式磁致伸缩 70、光瞳概念演示仪 71、光纤干涉与温度传感 72、光纤通信 73、光学幻影 74、光学游鱼 75、光栅变幻图 76、光栅光谱 77、一维光
栅衍射 78、正交光栅衍射 79、海市蜃楼 80、亥姆霍兹线圈 81、横波演示仪 82、红绿立体图像 83、红外立体电视 84、互感演示 85、辉光盘 86、辉光球 3 87、惠更斯原理模型 88、混沌摆 89、机械能转换水车 90、激光 91、激光绘图 92、激光利萨如图形 93、激光琴
94、激光全息图像 95、激光全息照相 96、记忆合金 97、加尔顿板 98、简谐振动和圆周运动 99、角动量守恒直升机 100、角动量守恒转台 101、静电感应盘 102、晶体双折射模型 103、静电摆球 104、静电除尘 105、静电感应 106、静电高压球 107、静电滚筒 108、静电跳球 109、静电植绒
110、居里点演示仪 111、绝缘体变导体 112、空间滤波 113、动态空间幻影 114、窥视无穷 115、昆特管 116、雷达 117、楞次定律演示 118、台式皂膜 119、帘式皂膜 120、留影板 121、洛埃镜干涉 122、洛仑兹力演示 123、洛仑兹吸引子与电混沌同步控制 124、迈克耳逊干涉 125、麦克斯韦摆 126、毛细现象 127、莫尔纹 128、能量转换轮 129、尼科尔棱镜模型 130、牛顿环干涉 131、耦合摆 4 132、帕尔帖效应 133、拍综合演示 134、劈尖干涉 135、偏振光干涉与光测弹性 136、偏振光立体电影 137、平行板电容器的电场分布 138、普氏摆 139、气敏传感器 140、气体火焰驻波 141、趣味光纤图 142、趣味立体散射图 143、热成像 144、热磁轮 145、热声效应 146、热胀冷缩温度计 147、人造火焰 148、茹可夫斯基凳 149、三相旋转磁场 150、扫描成像 151、声波波形演示 152、声聚焦演示仪 153、视错觉 154、视觉暂留与电影 155、手电池 156、双曲面成像 157、双折射及其偏振 158、水波盘 159、太阳能应用 160、天文望远镜 161、透射光栅立体图像 162、陀螺进动仪 163、韦氏起电机 164、温差电磁铁 165、温度传感器 166、涡流热效应 167、渥拉斯顿棱镜 168、西汉透光镜 169、弦音实验 170、弦驻波 171、显微镜 172、相临界点演示 173、小台式科里奥利力演示 174、旋光色散 175、压电式位移传感器 176、雅各布天梯 5 177、杨氏双缝干涉 178、夜视仪 179、液晶与液晶显示器 180、液体涡旋 181、阴极射线管 182、鱼洗 183、宇宙射线 184、圆形电流磁场模型 185、张衡地动仪 186、正晶体模型 187、智能旋转灯 188、智能转盘 189、转动惯量与质量分布 190、转动液体内部压强分布 191、转盘式科里奥利力演示 192、锥体上滚 193、自感 194、阻尼摆 195、组合干涉 196、杠杆会转仪 197、简谐运动参考圆演示仪 198、振动合成演示仪 199、光点反射式李萨如图形 200、变频绿激光器 201、圆偏振光模型 202、椭圆偏振光模型 203、几何光学组合演示仪 204、单缝衍射演示 205、燃氢电池系列 206、反射式光学显微镜 207、透射式光学显微镜 208、微光夜视仪 209、液体超声光栅
210、天文望远镜
211、三基色演示仪
212、马尔塔十字管
213、汤姆逊电子束
214、动态磁滞回线
215、场推进旋转与飘升演示仪
216、多普勒效应及声速综合演示仪
217、空气动力仪
218、热成像仪
许多演示实验的设计思想具有明确的目的性和很强的趣味性。如惯性定律、阿基米德定律、沸点和压强的关系、电磁感应等实验都是紧扣教材的, 生动形象, 富有启发性。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性, 就能创造出有趣的情景, 使学生思维活跃。例如:在讲授“惯性现象”这一内容时, 我们可以选择的演示实验较多。笔者就选择了“鸡蛋落杯”这个实验, 将三只装有半瓶水的杯子, 排列成一直线, 在三只杯子的上方放一块较平滑的薄木板、薄木板上放三个瓶盖, 并分别置于三个杯子的正上方, 瓶盖上各放一个鸡蛋, 用一个弹簧片猛弹薄木板, 只见薄木板飞走, 而鸡蛋“涮涮”落入杯中。这是利用惯性表演的一个节目。开始时, 鸡蛋处于静止状态, 当我们用力弹击薄木板时, 木板飞走, 而鸡蛋由于惯性, 仍要保持原来静止状态, 并在重力的作用下落入杯中。我们利用演示实验要能够清楚地显示出演示内容的本质特征。当然实验时要增强实验的趣味性, 更好地调动学生的思维积极性。再比如讨论“摩擦力的大小与哪些因素有关系”这个问题时, 笔者调整吊盘上的重物的重量, 使木块就在桌面上作匀速直线运动, 这时绳子对木块的拉力等于木块与桌面间滑动摩擦力。然后在木块上加一个重物, 增大木块与桌面间的压力, 这时发现, 必须增加吊盘的重物, 使拉力增大, 木块才能做匀速运动。可见增大木块与桌面之间的压力, 木块与桌面之间的摩擦力也增大。学生就很自然地得出“两个物体间的滑动摩擦力f的大小跟这两个物体之间的压力N大小成正比”的结论, 即f=μN。然后进一步得出滑动摩擦力大小因素与两接触物体的材料和它们接触面的粗糙程度有关。整个实验目的性明确, 环环紧扣, 步步深入, 使得学生有很强的感性认识和清楚的认知思路, 从而轻松地掌握这节的内容。演示实验的最终目的是为教学服务的, 为的是在实验中发现规律, 理解规律, 从而掌握规律。
二、要明显直观, 确保演示成功
演示实验应该使全班同学都能看清相应的物理现象和过程, 从而便于理解概念和规律。如果实验做不出来, 或者虽然做出来了, 但很多学生看不清, 该实验就是不成功的。因此, 演示实验的直观是最起码的要求, 教师在设计演示实验时应注意以下几点:首先, 物理过程的变化要显著。为了使现象明显, 仪器的尺寸要比较大, 尤其是观察部分的尺寸要大, 刻度线条要粗, 要使教室内最远的同学也能看清。这样做虽然有时演示的精密度会有所降低, 但可以用感受效果来弥补。必要时可以借助投影、幻灯片、机械放大、多媒体等手段增强现象的明显性, 提高观察效果。其次, 仪器简单, 过程明了。演示之所以要直观, 就是为了能从实验中直接观察到物理过程, 认识物理现象的本质, 而不需要过多地拐弯抹角, 受其它无关因素干扰。特别是在一些为建立物理概念的定性演示中, 没有必要选择精密复杂的实验装置。例如, 用旋转电枢 (或磁铁) 的方法演示电动机的原理就比搬一个真的电动机来做实验更能突出物理原理。再者, 仪器摆放的位置, 被观察主体与背景的色调对比等也会影响观察效果。通常可采用演示板、磁性黑板、染色、照明等方法来增强观察效果。这样使得观察的主要部分突出, 色彩对比度大, 操作简便, 现象明显。演示每一个实验前教师要做好充分的准备, 掌握实验原理和仪器的构造, 要能熟练地操作, 并带有一定的幽默感。对常见的故障要有充分的估计并能迅速排除, 确保实验成功。
三、要有启发性, 注重培养学生的学习兴趣
一、演示实验想达到预期的目的效果,应精心选择
演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,需要教师认真研究和准备。有的教师轻视课前演示实验的准备工作,结果造成演示失败或出现意想不到的情况,以致在课堂上手忙脚乱,“强行”让学生接受结论,教学效果很不理想。教材中每个演示实验都有一个明确的目的,而说明同一个物理概念或物理规律的演示实验可以有好几个,教师不必一一演示,但要根据教材要求及设备条件精心选择。如为使学生理解浮力的大小跟什么因素有關?我举日常生活常见例子,为何大船装的货物多而不下沉?小船装的货物少?随后用橡皮泥做的船进行演示实验。
二、在演示实验中增加学生的参与,提高学生的兴趣
演示实验如先由教师做给学生看,再讲给学生听,很容易使演示与讲解脱节。这种做法忽视了学生学习的主动性,也不能发挥出演示实验的作用。教师要在演示的同时引导学生观察,不断启发提问,让学生分析、讨论、参与,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。例如在进行马德堡半球演示时,先让两个“大力士”上来拉,不能将两个半球拉开,然后打开活塞,让空气进入半球中,再让两个“弱不禁风”的女学生来拉,却很轻松地将两个半球分开了。实验说明大气压强不仅存在,而且还不小,加深了学生理解和掌握物理概念和规律,同时还可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。
三、在演示实验中用语要准确
教师在介绍实验仪器、阐述实验过程和总结实验结论时,语言必须准确不含糊。有的教师在进行演示实验时不注意语言的准确表达,对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律就会产生不良的影响。例如在称呼仪器名称时就有三种常见的错误现象:一是随意更改仪器名称,如将滑动变阻器称为电阻器,将斜面小车称为木板小车等。二是将类似的仪器混为一谈,如将圆筒测力计、平板测力计称为弹簧秤。三是方言和普通话夹杂使用,对仪器的读音不准确等等。
四、变验证性实验为探索性实验
验证性实验对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面得不到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思维,让学生由被动学知识变为主动探索自然规律,知识学得更扎实牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶。
五、做演示实验时还要注意分析实验,以达到最佳的效果
实验时教师可以先做演示,再作分析。例如,进行电功率教学时,教师可先做演示,将“220V,25W”“220V,100W”的两只灯泡分别串联和并联后接在220V的电源上,观察它们能否正常发光?在学生获得感性知识的基础上进行理论分析,往往能取得比较满意的效果。有时也可以采用先分析后得出结论,再用实验加以验证的方法。例如在学习“并联电路的电阻”时,可先通过并联电路中电流、电压的特点以及欧姆定律推导分析出结论,然后再通过实验来验证,但这种方法适用于基础较好的学生。
1003101304 龚志金 2012年2月25日下午二
在这次的演示实验课中,我学到了很多平时的生活学习中学不到的东西。在实验课上,老师让我们自己学习实验原理,自己动手学习操作,然后给同学们演示并讲解。我们第一次见到了一些很新奇的仪器和实验,通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。我们怀着好奇心仔细的观看了每个演示实验,如,磁悬浮列车模型、锥上滚、人高压带电缺安然无恙、人在转盘上伸开手臂转速减慢等等。通过自己的学习和同学们的认真讲解,一些看似不正常的现象都能用科学的自然知识来解释了!
我所在的组是做模拟磁悬浮列车,第一眼看到的是一个跑道型的轨道,上面放有一个小车模型。模型里面是一块高温超导材料,将液氮倒入小车中,使超导材料在液氮中浸泡一定时间(4—5分钟),直至液氮中无气泡为止,使里面的超导材料由正常态转变为超导态即电阻率为零的状态。将列车放置在磁轨道上,列车会悬浮在高度为10mm的地方,待其稳定后,轻轻推动一下列车,给它一个初速度,列车便沿着轨道前进。但是速度不能太大,否则样品将沿直线冲出轨道。结果我们看到,列车沿磁轨道做周期性水平运动,一段时间后,样品停落到轨道上。
其实,磁悬浮列车的原理并不深奥,它是运用了磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力。课后我阅读了相关资料得知超导体是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅阻力为零,而且可以传导强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率大的电磁铁。而加液氮是为了达到超导材料的临界温度,使其电阻为零。那么,电能就会转化为磁能,使物质具有磁性。当一个永磁体接近超导体表面时,因为磁力线不能进入超导体内,所以在超导体表面形成很大的磁通密度梯度,感应出高临界电流,从而对永磁体产生排斥。排斥力随相对距离的减小而逐渐增大,它可以克服超导体的重力,使其悬浮在永磁体上方的一定高度上。而列车上装有超导磁体,在手动推力作用下,在线圈上前进。一些线圈固定在轨道地步,由于电磁感应,在线圈里产生电流,轨道上产生的磁场极性与列车上的磁体极性总是保持相同,这样在轨道和列车之间就会一直存在排斥力,从而使列车悬浮起来。
姓名:王振雨 班级:2013物理2 学号:201317030220
一、实验目的:
观察尖端放电产生的现象,加深了解尖端放电的知识。
二、实验仪器:
高压电源、蜡烛、电风吹焰仪
三、实验原理:
在静电平衡时,导体所带的电荷仅分布在导体的表面,且导体表面上的电荷分布于导体的表面形状有关;导体表面越尖锐的地方,聚集的电荷量越大,该处附近的电场强度也越强,在高压电场的作用下,尖端附近的空气中残存的少量离子做加速运动,那些被加速的离子与空气分子碰撞时,使空气分子电离,从而产生大量新的离子,与针尖上极性相反的离子被吸引到针尖上,与针尖上的电荷发生中和,极性相同的离子受到排斥而飞向远方,形成了“电风”。这就是导体的尖端放电现象。也就是这“电风”,把尖端附近的蜡烛火焰吹向了远离尖端的一边。而我们所听到的“吱吱”声,是由于高压电源产生的,说明我们需要在足够高的电压下才能完成实验,我们所感受到的静电现象,也就是“电风”里的离子运动形成的。当电压越来越高时,电风也会越来越大,到一定程度下就可以把烛焰吹灭。
四、实验演示:
关键词:初中;物理;演示
物理学是一门以实验为基础的自然科学。在物理课的启蒙教学中,培养学生学习物理的兴趣,丰富学生的感性认识并获得一定的物理知识,初中物理课堂演示实验的作用是十分重要的。
一、物理演示实验在物理教学中的重要地位和作用
一是演示实验能激发学生学习物理知识的强烈求知欲和浓厚兴趣。要活跃初中学生学习物理的课堂气氛,关键在于教师如何设计、做好演示实验。
二是演示实验能直观地表现物理概念和物理规律。
三是演示实验能培养学生的观察能力、思维能力和分析解决问题的能力。如讲电流与电压、电阻的关系时,我们设计了固定电阻,把一个两个因素的问题变成了两个单因素的问题。通过演示实验和物理现象的比较,引导学生观察、分析物理现象,从而推理、抽象出“通过导体的电流跟导体的电压成正比、跟导体的电阻成反比”这一定律。
四是演示实验能培养学生的实验技能。教师在做演示实验时,要向学生介络仪器的名称、用途、正确使用的方法和使用时应注意的问题。
因此,演示实验在物理教学中是非常重要的,它在帮助学生建立物理概念和理解物理规律,培养学生的观察能力、思维能力,分析问题、解决问题能力方面有着重要的作用。所以,做好演示实验是初中物理教学的重要方面。
二、做好物体课堂演示实验,使学生获得形成概念的感性认识
每一个演示实验都是为了实现一定的教学目的和要求服务的,并不是为了实验而实验。在演示实验过程中如何引导学生进行观察,什么时候要提出什么问题,启发他们积极开展思维活动,演示时要注意些什么等等,教师在备课时都要心中有数。只有这样,在实验过程中才能得心应手,有计划、有目的地引导学生进行正确的观察,并对观察的结果进行分析、概括,用科学抽象的方法得出结论,形成概念或导出规律。
1、首先让学生观察《水杯——厚纸片》的演示实验,目的是为了证明大气存在压强,并作为引导性的实验,激发学生学习的浓厚兴趣。
2、接着我们可以增加《漏斗——橡皮薄膜》的演示实验:将漏斗口用橡皮薄膜扎好,然后用抽氣或针管将漏斗内空气抽去,可以看到,像皮薄膜向里凹,改变像皮薄膜所对的方面,像皮薄膜的凹像不变,这个实验表明各个方向都存在着大气压强。
3、进而做《马德堡半球实验》,进一步证明了大气向任何方向都有压强,而且大压强是很大的——让两个空心的马德堡半球官倒在一起,用抽气机抽出球里的空气,为了生动形象,可以叫两个小同学用力往两边拉,结果半球拉不开,教师把管子上的开关打开,听见嘶嘶声,表明空气又进入球内,小同学很容易就把两个半球拉开。教师要抓住时机指出:抽出空气后的马德堡半球,两个同学都拉不开,空间要用多大劲才能拉开呢?这时课堂气氛热烈,学生都处于积极思维状态,迫切需要理解这个问题。
4、教师再因势利导进行第四个演示实验——托里拆利实验,目的是测出大气压的数值,并阐明大气压为什么可以用水银柱高来表示。这四个演示实验一环扣一环地把教学内容逐步引深,符合学生认识发展的规律,因而能激发他们的求知欲望,他们很自然地紧紧跟随教师的演示实验而积极开展思维活动。这样的演示实验还可以使教学过程生动活泼,注意力集中,对物理现象获得深刻的印象,可以使学生长期不忘。此外,教师的演示对于学生实验能力的培养往往起着示范作用。
三、良好的实验环境来自于规范的操作
物理这门学科对于刚开始接触的初中生而言还不太熟悉,因此学生们在进行物理实验的操作当中需要严格的听从老师的指导,对于不懂的项目不要胡乱实验,而教师在教导学生实验的时候要有耐心和责任心,要时时提醒学生在操作过程当中的小环节,绝对不能马虎;由于初中生刚刚开始接触物理,因此教师在这个时候对于好奇的学生每一个举动和细小的实验环节都要进行注意,尤其是在为学生进行演示的过程当中,一定要做到尽职尽责,每一个步骤都要严格按照教材上的要求规范进行,争取在为学生进行演示实验的时候以身作则,为学生树立榜样。同时,我们的教育工作者在进行教导的过程当中还必须要注意实验台的清洁工作,任何与实验无关紧要的东西都要收起来,绝对不要放在实验台上面,这样做的目的在于方便学生对实验操作进行观察和学习;此外教师在进行演示实验操作的过程当中必须要有严谨的作风,对待科学,哪怕是再基础的科学都要明确自己的态度,要知道教师在台上的每一步,对于学生而言,其影响都将是潜移默化的。
四、演示实验的过程当中效果要显著
所谓的物理演示实验的过程,其主要的内容就是教师所进行的演示教学,而在这个过程当中,学生只是简单地作为一个观察者观看教师进行操作;因此一个演示实验的成功与否,完全取决于一个教师的个人能力大小;我们为了能够更好的向学生展示实验学习功能,就需要整个实验的演示过程明确并且清晰,要做到将整个的实验过程全部让学生尽收眼底。为了能够让学生对于物理实验有着更加准确的认识,教师可以在必要的时候进行投影实验展示,这种展示就是教师根据投影仪,将自己的实验全部过程放大以后放映给学生观看,使一些细小的操作也能够全部得到系统的展示。
本文仅仅是抛出了笔者的一个研究方向,很多细致的工作还有待于后续的研究,笔者也会花更多的时间、精力和实践对物理演示实验的改进做更进一步的深入研究,以期借助于实验让我们的物理教学更丰富多彩。
参考文献
[1] 李寿诚.浅谈初中物理课堂教学中的反馈与矫正[J].物理教师.1990(01).
[2] 任云成.中学物理课堂教学实施素质教育的途径[J].铜仁师范高等专科学校学报.2002(01).
[3] 刘志玉.利用现代教育技术创设物理课堂教学新情境[J].中小学电教.2003(03).
一、注重演示器材的选取
(一) 信手拈来, 从身边的小物件中选择仪器
“从生活走向物理, 从物理走向社会”是物理新课改的基本理念。用身边的物品进行演示, 能拉近物理与学生日常生活的距离, 让学生深切感受到物理与社会、物理日常生活的关系。而且在我们身边可以用来做实验的品比比皆是, 黑板擦、粉笔头、钥匙、废纸等, 随手拿来都是实验资源, 现举例如下。
实验:静止的物体受到的摩擦不一定是静摩擦也可以是滑动摩擦。一边用黑板擦擦黑板, 一边让学生观察, 黑板与黑板擦之间的摩擦是滑动摩擦还是静摩擦, 让学生确定黑板与黑板擦受到的摩擦都是滑动摩擦后, 分析:相对地面黑板是静止的, 相对地面黑板擦是运动的, 所以静止的物体受到的摩擦也可以是滑动摩擦。
(二) 用玩具替代常规的演示仪器
玩具是中小学生非常熟悉和喜欢的物品, 许多玩具是利用物理原理制成的, 其本身就是一件精美的物理仪器, 如能恰当地运用于物理实验教学, 不仅可激发学生的学习兴趣, 而且可以培养学生的观察和思维能力, 现举例如下。
实验:用遥控玩具车来演示作用力和反作用力。在木板下放两支同一型号的试管, 木板上放上玩具小车, 当玩具车向左运动时, 车下面的平板向右运动, 实验效果非常明显。由于采用了遥控技术, 排除了实验中的其他干扰, 说服力强。再加上玩具车造型美观, 学生的感观受到强烈的刺激, 印象深刻。
(三) 对原有实验仪器进行改进
如有关自由落体运动演示实验的改进, 是通过不改进牛顿管来实现的, 从翻转实现下落到移开磁铁下落再到用电磁铁切断电源下落, 使实验的科学性和可控性不断增强;从白色的羽毛和灰色的铁片到染色的羽毛和涂上油漆的铁片, 不但削弱了玻璃管反光的影响, 而且增强了对比度, 提高了实验可见度。实验仪器的改进从牛顿管的改进历程可见一斑, 每改进一次效果就提高一个档次。改进原有实验仪器, 是提高演示效果的一个重要途径。
(四) 要弃繁从简
这样能使课堂演示简明轻快, 突出演示的主题内容, 消除无关因素耗散学生的注意力。如演示不同重量的物体自由落体的等时性:取块砖头, 揉一纸团, 让二者从等高处同时自由下落。显见二者同时落地。取材简单, 现象明显, 省时增效。
二、设计有效的演示呈现方式
(一) 改变实验思路, 用等效替代的方式来呈现
如日光灯的工作原理, 通常的授课方式是:先介绍日光灯电路的构成元件, 再介绍各元件的功能, 最后连接一下电路, 电灯亮了, 课就完成了, 很少有人想过要用演示来证实这些元件的功能。笔者在授课时改变了这种方式, 用开关来替代启动器, 用白炽灯来替代镇流器, 演示时先闭合开关, 待灯管两端一发红, 就迅速断开, 灯管发光说明启动器相当于一个自动开关。日光灯正常工作后, 拿掉启动器, 切换双掷开关, 用白炽灯换下镇流器, 可以看到灯管变暗了一点, 但白炽灯和灯管同时发光。学生惊奇, 赞叹, 下课时, 兴奋与喜悦挂在每个学生的脸上。
(二) 调动人体感官, 从人体体验出发来呈现
全面开发人体器官和肢体在学习活动中的积极作用, 让学生用多感官、从多角度参与探究活动, 充分发挥学生学习的主动性。例如, 力的作用是相互的, 让学生用自己的左手拍右手, 同时要求右手不能拍左手, 在一阵噼里啪啦声后, 学生发现无法同时做到以上两点要求, 于是真正地体会到“力的作用是相互的”含义。再如在讲解“在接通或切断电路的瞬间, 由于电磁感应, 闭合的线圈中会产生一个瞬间的感应电流”这一知识点时, 可设计这样的演示实验:让一个学生上台, 两手分别紧捏连接一带铁芯线圈的两根线头的裸露部分, 然后去试触一干电池的两端, 学生会在放开干电池的瞬间, 惊叫、甩手、跳起, 瞬间的触电无论是给演示者还是给观看者都留下了深刻的印象。
(三) 引导学生观察重点部位
例如做托里拆利实验时, 让学生轮流到讲台跟前看水银柱高度并读数, 让学生提一下水银槽感受其密度之大。对有些可见度小的教具, 如温度计、弹簧秤、小磁针、磁感线模型、电流表、电压表、电磁继电器、电动机等, 教师可拿到学生面前展示。运用投影放大, 模型模拟也是行之有效的。
三、合理运用多媒体, 优化演示实验教学
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段, 而利用多媒体教学, 可以取得更好的实验效果。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的, 极快的、极慢的物理过程, 从而突破时间空间的束缚, 进行逼真地模拟, 灵活地放大或缩小物理场景, 将物理过程生动形象地展现于学生眼前, 使学生认识加强, 理解透彻。例如, 教学“光的折射定律”一节, 光在从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变, 但实际演示实验时光线的偏转并不明显, 此时, 用课件来演播, 观察理想的情况, 可以起锦上添花的作用。
摘要:本文对高中物理课堂教学演示实验进行了认真地探究,在强调物理课堂演示实验重要性的同时,指出了目前物理实验教学中存在的不足。
通过对课程标准的学习,结合自己的教学经验提出了一些改进意见:如改进比较最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小的实验,加强实验便利性;改进定性探究影响电荷间相互作用大小的因素的实验,提高实验的稳定性;在重心概念课上增加小球“上坡”实验,提高趣味性;改进鸡蛋从高处下落不破碎实验,提高学生的环保意识;改进课堂实验演示方式,提高学生的参与意识和探究能力等。
本文对演示实验教学过程中应注意的问题也提出了自己的见解。
The Demonstration Experimental Inquiry of the High School Physics Classroom Teaching under the New Course Background
Liu Qing-hua
(Handan institute of education sciences, Handan Hebei 056008,China)
Abstract:In this article, the author has explored high school physics classroom demonstration experiments.
While stressing the importance of physical classroom demonstration experiments, the author points out the shortcomings in physics teaching.
The author has put forward some suggestions for improvements through learning the curriculum standards, combining with her teaching experience.
To strengthen the convenience, we can improve the comparison of the size of maximum static friction and sliding friction experiment.
To improve the stability, the author shows how to improve the electric charge interaction experiment.
To improve the interests of physics class, the author suggests that we can increase the small ball “uphill” experiment in the center of gravity concept class.
To improve the students’ environment awareness, the essay tells us how to improve the experiment that eggs are not broken from a high drop.
To enhance students’ participation and research ability, the author states some ways of improving classroom experiments.
At last, the author puts forward her own views on the issues during the process of demonstration experiment teaching.
Key words:New courses; High School Physics; Demonstrative experiment; Improve
1.
导言
物理学是以实验为基础的科学,实验探究对培养学生的创新精神和实践能力、全面提高学生的科学素养,形成科学的世界观和价值观至关重要。
《课程标准》中,内容标准共分三大部分:一是科学探究及物理实验能力要求;二是共同必修模块;三是选修模块。
把物理实验能力要求作为内容标准的一个独立的主题,物理实验在《课程标准》中的地位是显而易见的。
物理实验对于提高学生学习物理兴趣,进而提高学生物理成绩把学生培养成有较高科学素养的人,有着不可替代的作用。
所以,科学高效地开展物理实验教学就成为当务之急。
如何开展物理实验教学是一个涉及教师、学生、器材、制度等课程要素的复杂工程,本文主要就如何开展演示实验教学进行探究。
为此,我们首先要明确新课程标准中的学生实验和演示实验。
人教版的高中物理新课程教材中,根据不同实验在物理学中和物理教学中的地位、难易程度、用时长短、学校的器材条件,分成了学生实验、演示实验、课堂实验和做一做四类。
现将理科倾向的学生所学习的《物理1》、《物理2》以及《选修3系列》的实验要求进行统计,可以得到下表数据:
学生实验演示实验课堂实验做一做
物理134211
物理23418
选修3—111367
选修3—21178
选修3—3477
选修3—4117616
选修3—5123
总计9552960
从以上统计中可以看出,有55项就是我们必须做好的演示实验。
我们还应该在此基础上精心选择具有本地本校特色的演示实验,尽最大努力提高学生的科学探究及物理实验能力。
2.
教材中一些物理演示实验教学的改进
在新课程背景下,学生学业能力考查对其科学探究和物理实验能力提出了新的要求,尤为重要的是,学生本人将来的专业成长和现代社会的科技创新都需要他们具备较高的科学探究和物理实验能力。
因此,加强和改进演示实验教学,正确培养学生使其具备一定的实验能力就成为当今物理课堂教学的首要任务。
为使演示实验在课堂教学中发挥到最大的效果,教师除了应精心选择有较强科学性和代表性的实验进行演示外,有时为加强演示实验的可观性、便利性、趣味性等而需要采取一些改进措施。
改进物理演示实验教学的意义
有利于提高课堂教与学的效率。
课堂演示实验改进的目的之一是克服原有实验的操作的复杂性,让它在有限的课堂教学时间内发挥最大的作用。
演示实验设计要与学生的认知过程相一致、其操作程序要进行科学合理的简化、要使用实验现象明显的实验仪器等。
这些改进后的有趣、明显的实验现象和精巧的设计等都会给学生留下深刻的印象,且大大的提高学生对概念、规律等知识的理解,从而提高课堂上教与学的效率。
2.
有利于提高学生对物理的学习兴趣和学习能力。
课堂演示实验的改进有时能提供一些与学生原有的认知结论相违背的新奇现象,或者学生能亲自参与设计操作实验的环境,这将大大激起学生学习物理的兴趣。
同时,教师可以有目的地与学生共同完成设计和改进高中物理课堂演示实验的过程,从而帮助学生提高分析和解决问题的能力。
2.1.3.
有利于促进探究式教学和新课程教学改革的实施。
新课程背景下,《物理课程标准》明确指出,高中学生应该在科学探究和物理实验中达到提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个科学探究要素。
物理改进课堂演示实验能为探究性学习提供相应的学习环境。
在和学生共同改进实验的过程中,学生与学生的探究以及教师与学生之间的探究都可以很自然的融入其中,这样整个活动都会充分体现“合作探究”教学模式,符合新的物理课程标准的要求,从而高效有序地进行新课程教学改革。
2.2.
物理演示实验教学改进应遵循的规律
我们进行实验改进的目的是增强实验的趣味性、凸显原有实验的现象、突出实验操作的主要程序,甚至修正原有实验的缺陷,让实验尽可能的发挥它的作用,而这种改进要遵循一定的规律。
2.2. 1.
应有利于加强演示实验的便利性。
实验装置应力求简单,以便排除复杂的实验装置对观察和思考主要问题的干扰即排除分散注意力的干扰,这是突出重点的需要。
如:新课程人教版物理1中第58页上微小形变的演示实验(如图1所示)中,两次利用光的反射定律“放大”了光线的微小变动,这个方法渗透的很好,但调整装置很费时。
若将氦氖激光器放在桌面上,使它的光直接射向较远的屏幕(或教室后面的墙壁)上,向桌面施加压力时会观察到光点移动。
使得该演示实验简捷高效,现象直观清晰,会很大程度地提高课堂效率。
又如:新课程人教版物理1中第56页上的演示实验(如图2所示),观察最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小关系,当手拉弹簧称,逐渐增大拉力,使得木块从静止开始移动后,很难控制木块匀速运动,于是弹簧秤的读数不断变化,很难感性地形成正确的概念。
若加以改进,将弹簧秤拉木块整个装置置于一个长薄板上,保持木块静止不动,逐渐加力反向拉动木块下的薄板直至匀速拉动(如图3所示),观察弹簧秤的读数变化,这样更容易操作。
图1
图2 图3
应有利于提高演示实验的可观性。
明显的实验现象和可观性较强的实验都有利于教学内容的传授和学习。
可观性差、实验现象不明显的实验容易引起学生对所讲内容的不信任,不利于学生的知识掌握。
如:新课程人教版物理选修3-1中第6页的演示实验“探究影响电荷间相互作用力的因素”(如图4所示),一般静电实验很难演示成功,由于孤立物体和悬挂小球一般带电量很少,若加上空气潮湿的影响,放电较快,物体和小球之间的库仑力很小,丝线的偏角很小,很难观察到三个偏角的大小的不同,所以此演示实验成功率很低。
而若将实验改进为(如图5所示),O为带绝缘柄的金属球,丝线上的小球用聚苯乙烯发泡材料(或其他轻质材料)做小球p1.
p2.
p3,在小球外面涂上石墨导电层(或外面包上导电的铝箔),利用感应起电机使A和三个小球同时带上正(负)电,起电机的起电效果远远强于摩擦起电,因此铝箔小球产生了明显的偏离,很容易比较出它们之间的距离越大偏角越小;若加快起电机的摇动速度,O和三个小球的带电量增加,丝线的偏角增大,说明它们之间的库仑力变大了;减慢摇动速度,则带电量减少,角度变小则库仑力变小。
由此得出结论:电量越多,库仑力越大。
这样改进以后实验现象明显了,提高了可观性,有利于学生对库仑定律的感性的了解。
图4 图5
应有利于增加演示实验的趣味性。
在学习过程中,学生对所学知识感兴趣是极为重要的,兴趣是学习的直接动力,物理实验的现象和结果往往能激发学生的兴趣,使学习处于一种积极主动的状态中,所以应适时设置有趣的演示实验以达到激趣的目的。
如:学习重心的`概念时,可以增加这样一个小的演示实验:用橡皮筋将两支铅笔的一端扎紧,另一端拉开适当的距离后搁在第三支铅笔上,构成一个木支架,宽端略高于窄端(如图6所示)。
将小球放在木支架的窄端,可见小球朝高端滚去。
这个实验很有趣,看似小球自动上坡,实质上是小球重心下降,一部分重力势能转变成了动能。
但也应注意避免出现为增加趣味性而忽视了安全性,如有的老师在学习“机械能守恒”一节时,进行“铅球碰鼻”实验(如图7所示),3公斤重的铅球自某学生鼻尖无初速度释放再摆回,看学生怕不怕铁球碰伤鼻子,惊险刺激,但应防止被试验的同学站立时会出现轻微晃动而造成伤害。
图6 图7
应有利于提高演示实验的环保性。
在课堂演示实验中还应注意安全环保等问题,如:在旧人教版物理第二册(必修加选修)的P4演示鸡蛋从一米多高的地方落到一块泡沫塑料垫上,观察鸡蛋会不会被打破(如图8所示)。
这个实验的演示结果往往会使鸡蛋在泡沫垫上弹跳几次后滚落在地板上破碎,既不美观也不环保。
若在透明的大大的玻璃器皿内的底部铺一层厚厚的细沙,再将鸡蛋从一米多高处下落(如图9所示),鸡蛋会稳稳停落在铺有沙子的器皿中,既不会再次弹跳又完好无损,大大增强了实验的直观性及环保性。
图8 图 9
3.
发挥演示实验在物理课堂教学中的重要作用
物理课堂演示实验具有形象、有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前营造出真实生动的物理情境,容易被学生接受。
3.
1演示实验可以帮助学生直观、形象地观察物理现象及其变化规律,形成物理概念。
作为物理教师要尽一切可能,在课堂上为学生展现出真实丰富的物理现象和生动有趣的物理情景。
3.
2演示实验可以激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力,引导学生积极进行思维活动。
兴趣是一种内驱力,它能刺激学生为追求探索未知事物而获得相应的学习动机,而课堂上的演示实验往往能起到这样的效果。
教师在演示实验中还要注意培养学生观察力,让学生善于观察出事物和现象中重要的属性和特性。
3.
3演示实验是学生学习实验操作的重要途径。
教师演示实验的态度和效果,对学生的科学观有着至关重要的影响。
教师必须认真做好示范操作,每一个环节都应合理规范。
这样,教师娴熟的操作技能、严谨的科学态度和显著的实验效果能帮助学生培养其严谨的科学态度和规范的操作步骤。
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