加强物理实验教学论文(精选8篇)
近十多年来,我们在初中物理教学中为了切实贯彻“以实验为基幢的教学原则,真正把物理实验作为物理教学的重要内容看待,比较多地采用学生边学边实验的教学形式,取得了较好的效果,对于大面积提高物理教学质量,培养学生的能力起到了重要的作用。针对当前初中物理教学的现状,我们觉得仍然要加强边学边实验教学,充分发挥边学边实验的教学功能。
一、边学边实验教学的特点
所谓边学边实验,是指学生在教师指导下,一边学习一边进行实验的教学组织形式;是指学生在教师的指导下,通过自己动眼、动脑、动手、动口(以下简称“四动”)去获取知识,培养学生用实验方法探索物理知识的能力。
(一)边学边实验教学是一种低容量高密度思维的教学组织形式,可以因材施教,切合初中学生的实际课的容量是指一节课内运用新概念、基本规律、技能、科学方法的多少。高密度思维是指学生在一堂课上有较长的有意注意时间,并能充分地开展思维活动。
针对初中学生的特点,在课堂教学中,若比较多的采用边学边实验的组织形式,让学生通过“四动”进行学习,使各种感官受到刺激,就能延长学生的有意注意时间,促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析,进而提高课堂教学的思维密度。
边学边实验的教学组织形式,改变了老师讲、学生听,老师写、学生抄,老师做、学生看那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况。由于学生自己阅读材料,自己做实验,还可以讨论讲述,因此他们学习的主动性、积极性就能得到充分发挥。
边学边实验的教学组织形式,充分体现了因材施教的原则。学生可以自定学习步调,有不懂的地方可以反复阅读教材,实验现象观察不清楚时,也可以反复做几次,自己解决不了的问题还可以问老师。同样,由于可以自定学习步调,优秀生的思维可以得到充分展开,自己可以学得深一点,多学一点。可见,边学边实验不仅使全体学生在不同程度上都能既获得知识,又提高能力,而且解决了将课堂教学统得太死,对学生个体间的差异不能因人制宜的弊端。
(二)边学边实验能够起到演示实验与学生分组实验的综合作用在演示实验的基础上,认真做好学生分组实验是激发学生学习物理兴趣的较好手段,是初中物理教学中大面积提高教学质量很重要的一环。但是,在实验教学中,我们发现演示实验和学生分组实验都存在一定的弊端。课堂中的演示实验是教师为学生提供感性认识材料的过程,它无法代替学生自己的活动,教学中如果把教师的演示实验改为学生的边学边实验,既能使学生对实验获得更加清晰的印象,学到物理知识,又能培养学生的实验能力,提高学生的学习兴趣和主动性。
学生分组实验大多是验证性和测量性实验,一般都安排在新课或一个单元教学之后进行,与课堂教学内容结合不够紧密。加上初中学生实验能力差,学生对实验的注意力常常集中在操作上,教师则往往忙于协助学生排除故障,师生完全处于被动状态,以致往往无法达到获取知识、培养能力的目的。采用边学边实验的教学形式后,学生在教师的指导下边看、边学、边实验、边思考、边讨论,能较快地掌握物理知识。边学边实验课一般安排在教室里进行。每个桌上都有一套仪器,每位学生都有动手的机会,有利于学生能力的培养。因此,从某种意义上讲,边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。
(三)边学边实验是一种效率高负担轻的中学物理教学活动十多年来,我们开展边学边实验所需的仪器,大多是通过发动广大师生因陋就简自制的。纵观初中物理所涉及的全部物理实验,其精确度要求不高,有的只要能表现出一些物理现象和事实就可达到教学目的。可以说所有初中物理实验除配备一定的基本仪器和必要器件外,都可以就地取材,自制仪器来解决。
进行边学边实验教学的形式可以根据教材、学生以及器材的实际情况,采用多种方式进行。它可以安排在新课的开始,作为新课的设疑引学,起到激发学习兴趣的作用;也可以安排在新课的教学过程中,用来建立物理概念或得出物理规律,作为学生辨疑解难的一种手段,起到启发、帮助学生理解概念,解决疑难问题的作用;还可以安排在下课前的几分钟,作为复习巩固之用。在教学时间上,可以用一整节课时,也可以用半节课或几分钟。总之,根据教学的需要和可能灵活掌握,以达到最佳教学效果的目的。
二、边学边实验的教学功能
(一)有利于调动学生的学习兴趣和积极性《九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)》明确提出,培养和提高学生学习兴趣是当前物理教学改革研究中的重要课题之一。边学边实验不仅可以提高学生的学习兴趣,而且能够极大地调动学生的学习积极性。据对试验班毕业前物理学习兴趣的调查,?喜欢物理的占86.4%,不喜欢的仅占2.7%。从初二到初三,学生对物理一直感兴趣的占34.8%,一直不感兴趣的仅占6.8%。
在学生所学的7门主课中,物理是学生最喜欢的学科之一。
(二)有利于学生理解和掌握知识
心理学研究表明,学生对学习内容的巩固程度,与学习的方式关系很大。一 般来说,学生通过听教师讲授,能够记住10%--20%;学生如能看到实物或现象,能够记住30%;如果学生既能听教师讲,又能看到实物或现象,能记住50%;如果学生看到实物或现象,自己又描述过,便能记往70%;如果学生既动手做过,又描述过,则能记住90%。而边学边实验,既让学生动手做实验,又让学生在实验的基础上讨论、分析,最后自己归纳出物理概念和规律。显然,这样的学习过程属于上面所说的最后一种情况。可见,边学边实验有利于学生理解和掌握知识。
(三)有利于培养学生的实验能力
教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式。他在《手脑相长歌》中写道:“人生两个宝,双手与大脑。用脑不用手,快要被打倒!用手不用脑,饭也吃不饱。
手脑都会用,才算是开天辟地的大好老。”我们在初中物理教学中提出边学边实验,提出“四动”,正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的。我国中学物理实验教学的现状是学生动手的机会太少。开展边学边实验,极大地增加了学生实验操作的机会,因此十分有利于培养学生的实验能力。
(四)有利于学生掌握学习和研究物理的方法边学边实验的学习探索过程,更接近人类认识客观规律的过程。因此,我们主张将课堂变为教师引导学生动眼、动脑、动手、动口的主动学习的活动场所。
在教师指导下,?发挥学生的主体作用,?把学生的兴趣(情感领域)、知识(认知领域)、能力(动作领域)等各种心理因素融为一体,使他们在直接参与边学边实验的过程中,逐渐认识到实验是获得物理事实的根据;实验是检验假设真理性的标准;逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实,并从而得出概念和规律的。可见,通过长期边学边实验的训练,学生将会逐步掌握物理学习和研究的基本方法。
三、实施边学边实验教学的策略
(一)恰当地选择学生边学边实验教学的内容教改实践表明,凡是与教学过程紧密结合,便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口,利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯,利于发展他们智能的内容,都可选为学生边学边实验教学的内容。
1.根据中学物理教学大纲对能力、?技能的具体要求,安排边学边实验的内容。例如,教学大纲中要求学生通过学习,会使用某些基本物理实验仪器,那么就应该采取边学边实验教学的形式,努力增加学生对这些仪器的使用频数,逐步提高学生使用这些仪器技能方面的要求。
2.对器材的要求不是很高的演示实验,?可以改为学生边学边实验。例如,课本上用铅皮和铅盒来演示物体浮沉条件的实验,若改为边学边实验,就可以让学生在课前准备好一支空牙膏管(尾端剪开)和一只玻璃杯。实验时,先让学生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里,它就在水中下沉,然后将牙膏管鼓起一些,它就能上福 3.将课本上的小实验和一些实验习题改为边学边实验。?例如,制作橡皮筋测力计的小实验,可以配合“力的测量”进行边学边实验教学。再如,用纸盒可以将水烧开的小实验,反复弯折铁丝后弯折处会发烫等实验习题,都可以配合新课教学作为学生边学边实验的内容。
4.将课本上的部分学生分组实验改为边学边实验。?有些基本仪器及其操作方法,在新课教学中学生已经掌握了,到学生分组实验时,就可以适当提高教学要求。?这样做有利于知识的巩固和思维能力、?实验能力的培养。例如,初三将“电流表”、“电压表”改为边学边实验后,在新课教学中让学生学会电流表、电压表的使用,到下一节学生分组实验时,就可以增加“两表”的使用频数,这更有利于学生实验技能的培养。再如,初二第七章第一节“质量”和下一节学生分组实验“用天平称固体和液体的质量”,也同样可以采用边学边实验教学,都能取得较好的教学效果。
(二)千方百计地准备学生边学边实验教学的仪器边学边实验是一种上课形式的学生实验,一般要求两个学生用一套实验仪器。
对学生边学边实验仪器的准备要做到“五不一保证”,即仪器不宜复杂,操作技能要求不宜过高,实验规模不宜过大,一次实验所用仪器数量不宜过多,实验时间不宜过长;实验安全要有保证。
由于初中物理实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求不高。因此,大部分初中物理实验仪器都可以自制,可供选择的器材也很广泛。例如,没有平底试管,可用废旧的.平底小药瓶来代替;没有弹簧秤,可发动学生用废钢丝绕制,没有溢水杯,也可以用在玻璃杯上套两个橡皮圈的方法代替;等等。
引导学生积极参与自制教具学具的活动,不仅为边学边实验教学提供了一定数量的实验仪器,为物理教学创设了良好的实验条件,而且学生通过自制教具和学具,增长了才干,提高了动手能力。
(三)认真上好学生边学边实验课
边学边实验课一般包含下列三个环节:“设疑引学,辨疑解难,释疑巩固。”
“设疑引学”是教师通过一些物理现象和问题情景,使学生产生疑问,提出需要解决的问题。“辨疑解难”是要求学生对他们所提出的问题进行假设,估计可能的结果是什么,然后教师指导学生讨论如何用实验进行研究,拟订实验方案,并在学生实验观察和测定的基础上开展小组或全班讨论分析。学生在这一教学环节中,通过看书、观察、实验、思考、讨论、争辩、答问、练习、应用等,做到四动,从而既学到了知识,又培养了能力。“释疑巩固”是在教师的指导下排除疑问,通过练习、应用和小结等来运用和巩固所学的知识。上好边学边实验课的关键在于放手让学生去看、去想、去做、去说,尽量让学生提出问题,大胆猜想,设计实验方案和进行实验。教师做的主要工作是巡视、“集疑”、“布疑”,对个别差生进行适当辅导。对难点、重要的概念、分歧大的问题,组织学生讨论。
在适当的地方,教师给予必要的点拨。
放手让学生自己去边学边实验,必须遵循因材施教、循序渐进的原则,要设计好边学边实验的阶梯,帮助学生步步深入。既不要使学习的跨度过大,使学生无从入手,又不要使学习的跨度太小,不利于学生的发展。在设计边学边实验的方案时,应注意了解学生实际,对
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实验教学中可能出现的问题,可能遇到的困难等,都要作充分的估计和准备。例如,在进行物体浮沉条件的实验时,教材的安排是先把鸡蛋放在浓盐水中,观察它的漂浮;然后在浓盐水中加清水,观察鸡蛋的悬浮和下沉;再加入浓盐水,观察鸡蛋的上福在实际操作时,加入清水的多少不容易掌握。会出现由于一下子倒入过多的清水,鸡蛋就下沉到杯底,而看不到悬浮现象,再加浓盐水时,鸡蛋就可能上浮不起来。有的老师在设计边学边实验方案时,作了如下的改动:让学生先把鸡蛋分别浸没在清水和浓盐水中,观察鸡蛋的下沉和上浮,分析鸡蛋的受力情况,得出下沉和上浮的条件。接着让学生缓缓地向浓盐水中加入清水,观察悬浮现象,分析得出悬浮条件,然后讨论为什么鸡蛋在清水中和在浓盐水中受到的浮力大小不同?为什么漂浮时和悬浮时鸡蛋排开液体的体积不同而受到的浮力却相同?这样处理,不但实验成功的把握大、效果好,而且学生容易理解。
物理概念和规律的建立离不开人们对物质世界的认识, 而人们对事物的认识是由感性到理性的, 这在很大程度上依赖于实验观察。演示实验由教师当堂操作, 对现象进行观察或记录, 经分析推理或数据处理得出对自然界某一方面规律性的认识。例如, 在讲《电和磁的关系》时, 只有做好实验, 学生才能理解电生磁、磁生电、磁场对电流有作用等物理现象, 如果没有这些演示实验, 学生就难以理解电与磁之间的联系。
二、突出实验探究, 保持实验的探究性本色
“画实验”、“讲实验”、“背实验”, 只会使学生对实验的兴趣停留在低层次感知的层面, 过分重视实验技能的训练, 使多数学生未能形成相对持久的探究兴趣和创造兴趣。学生即使有实验探究的欲望, 教师往往把实验课也上成了观察性实验、验证性实验, 使实验失去了探究的本色。探究实验应把实验作为探究的一种手段, 教师在探究性物理实验中起到的作用与其他类型的实验是完全不同的。在探究性实验中, 教师不再是面面俱到的有先见之明的讲解者, 而是帮助学生获得、建构和内化相关知识, 提高实验能力的指导者。在实验教学中, 教师要保护学生的兴趣和积极性, 要真正发挥学生的主观能动性。例如, 在讲教科版八年级上册第四章第二节《光的反射》时, 为了导出光的反射定律, 可设计一个探究性的小实验:让学生向墙壁抛出一个乒乓球并反弹到实验伙伴那里, 学生首先要预测要使球反弹到预计方向, 必须击在墙的哪一点上 (入射点) , 实验之后, 让学生比较, 得出一个普遍规律。这样比直接用激光笔做反射实验引导学生得出反射定律来得有趣得多。又如在《长度的测量》教学中, 让四个学生用同一米尺分别上台测量讲台的长度, 学生各自测量的结果暂时不公布, 当四个学生都测量完以后, 让他们同时上台在黑板上写出自己的测量结果, 由于四人的结果各不相同, 必然会使学生感到惊奇。这既增强了学生的兴趣, 同时又说明了多次测量取平均值是必要的。不必过分强调原理的严谨性和测量的精密性, 而是通过实验探究的过程, 让学生不断反思自己的观念和操作过程, 在与“经验世界”的对话中建构自己的知识, 充分调动学生学习的主动性和积极性。
三、创造条件进行实验
实验条件有限, 这是客观事实, 作为教师也不必过分抱怨, 应发挥自制教具和实验器材在物理实验教学中的作用。如, 本人在讲《声》这一章时, 自制了一个教具:在电子市场花几块钱买了一块功放板, 从旧收音机上取了个喇叭和变压器, 用彩纸剪了个小彩人, 取名为“彩人逛舞”。实验时再加个MP3, 用于演示声音是由物体振动产生的和响度与振幅的关系, 效果很好, 学生看见是自制的教具, 上课特有劲。自制教具在潜移默化中, 培养了学生的动手兴趣。又如, 有教师为了说明大气压的存在, 对一个空的易拉罐内的空气加热, 然后把罐口倒扣入水中, 顷刻间易拉罐变成一个干瘪的罐, 并有一声巨响。使用最简单的东西就可以探索自然的奥秘!
四、鼓励小制作, 发挥家庭实验室的作用
立足于生活、取材于简单物品, 一支笔、一张纸、一枚硬币、一个可乐瓶、一个鸡蛋……这些可以直接从日常生活及周围环境中取来的东西, 就可以用来做各种实验, 效果往往比实验室现成仪器要好。因此, 鼓励学生做好课外小实验、小制作, 促进学生学习相关内容。学生在动手完成各种小实验、小制作的过程中, 思维异常活跃, 都迫切希望进一步探索问题。通过实验, 学生学习到的物理知识就比较深刻、牢固。例如, 本人在讲《电路创新设计》这一节时, 让学生在家里制作自己最拿手的与电学相关的小作品, 学生很乐意参与, 不仅有“回答问题正确显示器”、“小手电”“小彩灯”等, 还有位女生拉着读初一的弟弟一起制作了一个精美的电动窗帘模型。课本中“纸盒烧开水”、“大气压托水”、“电铃”、“小孔成像”等小实验、小制作, 有很强的趣味性和知识性, 十分贴近学生的生活, 符合初中学生好奇、好问、好动、好学的心理特征。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作, 并有意识地在教学中加以讲评。
五、提高教师的实验素养
物理实验局限于书本, 皆因教师的实验素养不高。要想体现“从生活走向物理, 从物理走向社会”的课程理念, 就要创造条件进行实验, 这就要求教师有较高的实验素养, 对生活、生产中的物理现象有敏锐的洞察力。只有素养提高了, 才能选择适当的实验说明某一特定的问题, 也才能发挥实验的最佳效果。比如, 在演示、练习电流表读数时, 如果只用电流表让学生读数, 能读的恐怕也就是前面几位同学了。如果改用投影电流表, 用幻灯机投影出来, 可见度就大大增加了。
一、讲究艺术 激发兴趣
布鲁纳说过:"学习的最好刺激乃是兴趣。"因此,在教学中教师首先要创设情境,制造"悬念",放手让学生观察、实验、思考,让具体的自然事物、有趣的自然现象紧紧吸引学生,激活学生思维,多而使他们产生强烈的探究欲望。
(一) 制造悬念
巧设悬念,易造成良好的心里态势和思维环境,激发学生的好奇心和求知欲,使其积极开动脑筋去思索,去探求。比如在《流体压强与流速的关系》教学中,导入新课时,我对学生说:"咱们用塑料瓶和硬币做一个游戏,"讲清游戏规则后,学生们怀着好奇心开始玩,不大功夫,只听学生惊喜地叫道:"呀,硬币跳起来了!""还‘扑扑’地发出声音呢!""硬币为什么会跳起来呢?"我不失时机地问:"你认为是怎么回事呢?"提出一个开放的发散思维的问题,学生的情绪一下子活跃起来,对这个问题作出了种种假设:可能是水槽中的热气将它顶起来了;可能是塑料瓶受热膨胀将硬币顶起来了;可能是瓶内的空气将它顶起来了;可能是硬币上的水变成水蒸气要往外跑,所以把硬币顶起来了……。发散思维是创造活动的起点,这一学习活动,既促进了学生积极思维,又能形成下面探究学习的动机和积极性。
(二)语言艺术
语言是教师进行教学的工具,除了要表达准确,符合科学性和逻辑性,还要有艺术性、有感染力,做到言情并茂,叙述物理概念,物理现象和物理规律时,要恰当运用语言的高低强弱,语言的优美幽默,语速的快慢,发音的长短,比喻的形象生动,丰富的动作表情,使物理课像演讲会那样具有强烈的感召力和吸引力。
二、巧设实验、提高兴趣。
物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验综合了实验原理、设计思想和方法、实验操作和观察、数据分析处理等多个方面的知识和能力。同时实验最能引起学生的注意力,激发他们的学习兴趣。教师最好设计一些探究性、开放性的实验,在教师的适度引导下,通过学生动手动脑,发现问题,解决问题。不但构建了知识,提高了实践能力,还培养了学生的创新能力。
(一)创造条件,开设学生实验
为了学生有更多的动手机会,强化学生的感性认识,培养学生的实际操作能力和细致的观察能力,把部分教师演示实验和课外小实验改为学生课堂实验,增加学生自己动手的机会。把课本中一些原理和方法比较简单、仪器易取易读的演示实验改为堂上实验是比较有效的方法。让学生自己动手独立操作,通过认真观察和思考得出结论,实践证明,这样一方面使学生由被动手独立操作,通过认真观察和思考得出结论。实践证明,这样一方面使学生由被动学习变为主动探索,大大地调动学生学习的主动性和积极性;另一方面也直接培养了学生的实际操作能力,细致的观察分析能力,和自我解决问题的能力,比单纯由教师演示实验的效果好得多。
(二)培养学生的创新性思维和意识。
把部分验证性实验改为探索性实验,培养学生勇于探索、敢物实践和善于创新的精神,既探求科学的精神。验证性实验一般是在对研究对象有了一定认识之后,根据已知的理论,对一些现象过程的存在、原因或规律检验其是否正确而设计的实验,它在实验目的、方法、原理方面起到了示范性作用,但不利于创新精神和能力的培养。我在物理教学中尝试将验证性实验改为探索性实验,在实验思想上进行创新设计,让学生充分动脑、动手,发挥学生的学习主体作用,培养学生的创新性思维和意识。
三、学用结合 发展兴趣
物理学与社会、生产实践及日常生活等各方面联系紧密,把 物理知识和生活联系起来,可以使学生感到物理就在平时生活中,就在自己身边,学生就会拉近与物理的距离,主动亲近物理,这也是从生活走向物理,从物理走向生活,理论与实践相结合的过程。
让学生运用物理知识解释一些生活中常见的现象,这个过程中,学生常常把自己当作是(或希望是)探索者、研究者、发明者,因此老师应该帮助学生去接触生动的物理实验和现象,运用物理知识去解释和认识物理世界,从中体验到成功的喜悦,并让学生意识到自己是认识的主体,而不是被动的接受老师给予知识的容器,例如在学习光的一些知识时,可以让学生解释:为什么轿车装了茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔?在学习浮力的时候,用盐、鸡蛋、水烧杯做一个关于浮力的实验,往盛有一定量水的烧杯里放入一个鸡蛋,然后不断往水里逐渐加盐,为什么可看到鸡蛋逐渐往上浮起?通过将物理和生活实际联系起来,学生学习物理的兴趣将得到有效的培养和发展。
塑料熔体流动速率(MFR):是指在一定温度和负荷下,塑料熔体每10min通过标准口模的质量。实验原理:一定结构的塑料熔体,若所测得MFR愈大,表示该塑料熔体的平均分子量愈低,成型时流动性愈好。但此种仪器测得的流动性能指标是在低剪切速率下获得的,不存在广泛的应力-应变速率关系。因而不能用来研究塑料熔体粘度与温度,粘度与剪切速率的依赖关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。
(1)为什么要分段取样?答:分段取样取平均值能使实验结果更精确,且利于去除坏点,减小试验误差。(2)哪些因素影响实验结果?举例说明。答:①标准口模内径的选择
不同的塑料应选择不同的口模内径,否则实验误差较大。②实验温度 物料的形态与温度有关,不同的温度下,物料的熔体流动速率不同。③负荷 不同负荷下,压力不同则影响样条质量。实验二 扫描电子显微镜观察物质表面微观结构 背散射电子
背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。背散射电子来自样品表层几百纳米的深度范围,被散射电子系数可用л=KE表示,式中,K,m均为与原子序数有关的常数。因此,它的产额能随样品原予序数增大而增多.所以不仅能用作形貌分折,而且可以用来显示原子序数衬度,定性地用作成分分析。
二次电子
在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。
二次电子的能量较低,一般都不超过8×10J(50ev),大多数二次电子只带有几个电子伏能量,因此二次电子逃逸深度一般只在表层5-10nm深度范围内。
二次电子发射系数与入射电子和样品表面法线夹角а的关系可用σа=σ/cosа表示,可见样品的棱角、尖峰等处会产生较多的二次电子,因此,二次电子对样品的表面形貌十分敏感,能非常有效的显示样品的表面形貌。二次电子的产额和原子序数之间役有明显的依赖关系。所以不能用它来进行成分分折。X 射线
当样品原子的内层电子被入射电子激发或者电离时,原子就会处于能量较高的激发状态,此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺。从而使具有特征能量X射线释放出来。2.2 扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜(SEM)采用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子、特征X 射线或俄歇电子,其中二次电子是最主要的成像信号,用于进行材料的表面形貌分析。
二次电子产生的数量依赖于入射电子束与样品表面法线的夹角(入射角),而样品表面形态的变化则会引起入射角的改变,因此,二次电子的产额是样品表面特征的函数。电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室
四、思考题
m 2.电镜的固有缺陷有哪几种?像闪是怎样产生的?
答,球差,色差,衍色差,像闪。极革化材料加工精度,极革化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和,导致场的不均匀性造成像闪。实验三 聚合物差热热重同时热分析法
差热分析是在温度程序控制下测量试样与参比物之间的温度差随温度变化的一种技术。简称DTA差示扫描量热法是在温度程序控制下测量试样相对于参比物的热流速度随温度变化的一种技术。简称DSC DTA、DSC在高分子方面的主要用途是:①研究聚合物的相转变,测定结晶温度Tc、熔点Tm、结晶度XD、等温结晶动力学参数。②测定玻璃化转变温度Tg。③研究聚合、固化、交联、氧化、分解等反应,测定反应温度或反应温区、反应热、反应动力学参数。
聚合物DTA曲线或DSC曲线的模式图分析:当温度达到玻璃化转变温度Tg时,试样的热容增大就需要吸收更多的热量,使基线发生位移。假如试样是能结晶的,并且处于过冷的非晶状态,那么在Tg以上可以进行结晶,同时放出大量的结晶热而产生一个放热峰。进一步升温,结晶熔融吸热,出现吸热峰。再进一步升温,试样可能发生氧化、交联反应而放热,出现放热峰,最后试样则发生分解,吸热,出现吸热峰。
热重分析法简称TGA:它是测定试样在温度等速上升时重量的变化,或者测定试样在恒定的高温下重量随时间的变化的一种分析技术。
TG-DTA同时热分析仪器的主要优点: 1.能方便的区分物理变化和化学变化;
2.TG和DTA曲线分别表示于同一反应的两重要侧面,一一对应,便于比较,相互补充,可得到较为准确的数据;
3.节省人力、时间和开支,也可节省占地面积。思考题
1,影响Tg的因素?答:内因:①主链柔性:主链柔性越好,Tg越低。②取代基:侧基的极性越强,Tg越高:增加分子链上极性基团的数量,也能提高聚合物的Tg;取代基位阻增加,分子链内旋转受阻程度增加,Tg升高。③构型:全同结构的Tg较低④分子量:当分子量较低时,聚合物的Tg随分子量的增加而增加。⑤链间的相对作用:高分子链间相互作用降低了链的活动性,因而Tg增高。
外因:因测量Tg的方式不同,而导致Tg不同。当升温速率过快事,因聚合物分子量的滞后现象,而引起所测得的Tg偏高。当升温速率过慢是,所测得的Tg偏低。4同一聚合物样品,TG测试得到样品分解温度及DSC测试得到的玻璃化温度,结晶温度晶体熔融温度等分别在两次不同的测试下得到的结果有明显差异,请举例说明这些差异的原因。答受条件不同,结果也不同,具体因素可能为1,通入气体的种类即气氛不同,N2不参与反应,热效应小,影响不大。2升温速率不同。累计质量变化能被天平检测的温度称为起始温度,累计质量变化达到最大的温度称为终了温度,之间的温度称为反应区间,如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰,相反,试量少一些温度会相对均匀,就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温。3,实验开始时仪器的校准不准确。4样品用量的多少。TG中式样用量多一点好,在侧重感相同的情况下,可以得到较高的相对精度。: 实验五 聚合物的动态力学性能
当样品受到变化着的外力作用时,产生相应的应变。在这种外力作用下,对样品的应力应变关系随温度等条件的变化进行分析,即为动态力学分析。6.问题讨论
(1)如何通过动态力学分析仪分析共混聚合物两相相容的情况? 答:(1)出现一个力学损耗峰,说明两相完全相容;(2)当出现两个力学损耗峰,但与两单一聚合物的力学损耗峰不一致且互相接近时说明两相不完全相容,(3)当出现两个力学损耗峰,但与两单一聚合物的力学损耗峰一致时,说明两相完全不相容。(2)为什么在玻璃化转变区内tan会出现最大值? 答:聚合物受到变化着的外力作用时产生相应的应变,在玻璃化转变温度之前分子链很难运动;在玻璃化转变温度时,力学损耗达到最大,随着温度上升,力学损耗先上升;在玻璃化温度时达到峰值,然后下降,力学损耗最大时tan最大。
实验六 偏光显微镜法观察聚合物球晶
球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构,由于是各向异性的,就会产生双折射的性质。因此,普通的偏光显微镜就可以对球晶进行观察,因为聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形。
光在各向异性介质中传播时,其传播速度随振动方向不同而变化,折射率也随之改变,一般都发生双折射,分解成振动方向相互垂直,传播速度不同,折射率不同的两条偏振光,而这两束偏振光通过第二个偏振片时只有在与第二偏振轴平行方向的光线可以通过,而通过的两束光由于光程差将会发生干涉现象。
分子链的取向排列使球晶在光学性质上是各向异性的,即在平行于分子链和垂直于分子链的方向上有不同的折光率。在正交偏光显微晶下观察时,在分子链平行于起偏镜或检偏镜或检偏镜的方向上将产生消光现象。呈现出球晶特有的黑十字消光图案(称为Maltase十字)。
球晶在正交偏光显微镜下出现Maltase十字的现象可以通过图1-2来理解。图中起偏镜的方向垂直于检偏镜的方向(正交)。设通过起偏镜进入球晶的线偏振光的电矢量OR偏振光方向沿OROR,即
方向。图1-2 绘出了任意两个方向上偏振光的折射情况,偏振光通过与分子链发生作用,分解为平行于分子链η 和分子链ε两部分,由于折光率不同,两个分量之间有一定的相差。显然ε和η不能全部通过检偏镜,只有振动方向平行于检偏镜方向的分量OF向上,η为零,OR
和OE
能够通过检偏镜。由此可见,在起偏镜的方
=η;在这些方
=ε;在检偏镜方向上,ε为零,OR向上分子链的取向使偏振光不能透过检偏镜,视野呈黑暗,形成Maltase十字。
此外,在有的情况下,晶片会周期性地扭转,从一个中心向四周生长,这样,在偏光显中就会看到由此而产生的一系列消光同心圆环
五、思考题
1.升温速率对Tm的影响? 答:升温速率很大时链段运动受内摩擦力影响很小,应力很快就松弛掉了,分子链活动能力较强,形成的结晶比较完善,完善程度差别也小,故熔点较高,熔融温度范围较窄,所以Tm相应提高。
2,降温速率对结晶温度的影响?
答;降温速率越快,结晶温度越低;降温速率越慢,随着熔体粘度的增加,分子链的活动性减小,来不及做充分的位置调整,则结晶温度会停留在较高温度上。3聚合物捷径体生长依赖什么条件,在实际生产中如何控制晶体的形态?答:1控制形成速度:将熔体急速冷却生成较小球晶,缓慢冷却则生成较大球晶2采用共聚的方法:破坏链的均一性和规整性,生成小球晶3外加成核剂可获得甚至更微小的球晶。实验七 粘度法测定聚合物的分子量
1,如何测定mark-houwink方程中的参数k,α值?
答:将聚合物式样进行分级,获得分子量从小到大比均一的组分,然后测定各组分的平均分子量及特性粘度[η]=kMα,两边取对数,作图得斜率和截距。
实验八 聚合物的蠕变性能实验 蠕变:在一定温度和较小的恒定外力(拉力、压力或扭力等)作用下、材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。
实验原理:从分子运动和变化的角度来看,蠕变过程包括下面三种形变:当高分子材料受到外力()作用时,分子链内部键长和键角立刻发生变化,这种形变量是很小的,称为普弹形变(1)。当分子链通过链段运动逐渐伸展发生的形变,称为高弹形变(2)。如果分子间没有化学交联,线形高分子间会发生相对滑移,称为粘性流动(3)。这种流动与材料的本体粘度(3)有关。在玻璃化温度以下链段运动的松弛时间很长,分子之间的内摩擦阻力很大,主要发生普弹形变。在玻璃化温度以上,主要发生普弹形变和高弹形变。当温度升高到材料的粘流温度以上,这三种形变都比较显著。由于粘性流动是不能回复的,因此对于线形高聚物来说,当外力除去后会留下一部分不能回复的形变,称为永久形变。
蠕变与温度高低和外力大小有关,温度过低,外力太小,蠕变很小而且很慢,在短时间内不易觉察;温度过高、外力过大,形变发展过快,也感觉不出蠕变现象;在适当的外力作用下,通常在高聚物的玻璃化温度以上不远,链段在外力下可以运动,但运动时受到的内摩擦力又较大,只能缓慢运动,则可观察到较明显的蠕变现象。实验八 邵氏硬度测定
悬臂梁冲击实验 1.影响邵氏硬度的内因,外因?
答:①试样厚度的影响:试样厚度越小,硬度越大;试样厚度大,硬度值小。②压针长度对实验结果的影响③压针端部形状对实验结果的影响④温度对实验结果的影响,橡胶为高分子材料,其硬度值随环境的变化而变化,温度高则硬度值低。⑤读数时间的影响。2.如何从配方和工艺上提高高聚物材料的冲击强度?
答:配方:加入适量增塑剂,使聚合物链段运动能力增加,冲击强度提高。工艺:适当交联,使冲击强度提高;降低球晶大小;进行机械共混;接枝共聚和链段共聚。
3硬度试验中为何对操作时间要求严格?经常会观察到硬度测量计上的读数结果随时间而变化,有些变化快,有些变化慢,这样在不同的时刻读到的数据也就会出现不同。这种现象产生的主要原因是各种材料应力松弛特性不同所造成,因此为了保证测试结果的一致性在进行硬度测试时须对测试操作时间作严格规定。
实验十二 旋转粘度计测定聚合物流体的流变性能
实验原理:将被测溶液充满在粘度计的外筒和内筒之间,外筒固定,内筒随电机旋转。在内筒旋转地过程中,其表面受到被测物料的作用,同时,电机的赚子也受到同样地力矩,该力矩传递到可动框架并使其偏转,当偏转到某一角度时,测量弹簧的力矩和转动力矩相等而达到平衡,此时的刻度值α由刻度盘读出,物料的粘度由公式η=Kα得出,流体的流变特性由剪切应力τ对剪切速率Ds作图即得,η=τ/Ds。实验十三 动态光散射仪测定乳液粒径
(一)动态光散射的基本原理
1.粒子的布朗运动Brownian motion导致光强的波动
微小粒子悬浮在液体中会无规则地运动 布朗运动的速度依赖于粒子的大小和媒体粘度,粒子越小,媒体粘度越小,布朗运动越快。
2.动态光散射仪测定乳液粒径实验对样品有哪些要求?
答:基本要求 样品应该较好的分散在液体媒体中。理想条件下,分散剂应具备以下条件: 透明 和溶质粒子有不同的折光指数 应和溶质粒子相匹配(也就是:不会导致溶胀, 解析或者缔合)掌握准确的折光指数和粘度,误差小于0.5%。干净且可以被过滤
粒径下限 依赖于: 粒子相对于溶剂产生的剩余光散射强度 溶质和溶剂折光指数差 样品浓度 仪器敏感度 激光强度和波长 检测器敏感度-雪崩式光电二极管 仪器的光学构造
粒径上限 :动态光散射测量粒子无规则的热运动/ 布朗运动
若粒子不进行无规则运动,动态光散射无法提供准确粒径信息 粒子尺寸的上限定义于沉淀行为的开始 因此上限取决于样品 – 应考虑粒子和分散剂的密度
样品浓度上限 对于高浓度样品,由动态光散射测得的表观尺寸可能会受到不同因素的影响 多重光散射 – 检测到的散射光经过多个粒子散射
扩散受限 – 其他粒子的存在使得自由扩散受到限制 聚集效应 – 依赖于浓度的聚集效应 应电力作用 –带电粒子的双电层相互重叠,因而粒子间有不可忽视的相互作用。这种相互作用将影响平移扩散
连续测试过程中光强的变化及多次测试结果的Z均直径发生改变说明什么问题?粒子的布朗运动导致光强的波动,散射光强依赖于粒子的大小,小粒子光强波动比较快,在连续测试过程中,光强增强意味着粒子聚集,光强减弱意味着粒子沉淀,粒子溶解,光强无规则变化意味着粒子不稳定(聚集或分离)多次Z均测试结果误差应在1%-2%之内,Z均直径增长意味着:粒子聚集,温度不稳定(粘度随温度变化)Z均直径下降意味着粒子沉淀,粒子溶解温度不稳定(粘度随温度变化)实验十四 维卡软化点,热变形温度的测定
1.试说明高分子材料耐热性的含义及表征方法? 答:高分子材料耐热性表示在升温环境中材料抵抗由于自身的物理或化学变化引起变形,软化,尺寸改变,强度下降,其他性能降低或工作寿命明显减少等地能力。表征方法分为短时耐热性试验和长时耐热性试验。
2.试分析维卡软化点,热变形温度测试原理及影响因素?
答;维卡软化点:对水平支撑并置于热浴槽中以5℃∕6min或12速率升温的试样,用横截面积1mm2的圆形平头压针施加1kg或5kg压载荷,当针头压入试样深度1mm的温度,即维卡耐热温度。影响因素:①升温速率 当升温速率过快,分子链运动快,软化时间越短,维卡软化点越低②横截面积 当横截面积过大时,探针难压入样品,导致维卡软化点越高③压针形状
若压针针头呈尖形,刚进去样品越容易导致维卡软化点越低④压载荷 压载荷越大,针头被压入样品越容易,维卡软化点越低。实验十五
表面张力及界面张力的测定 1,影响表面张力的因素?
答: ①液体的种类,不同的液体间的分子间作用力不同;分子间作用力大,便面张力就打:水具有较大的表面张力,而油的表面张力较小。②温度,当温度升高时,液体分子间引力减小,同时其共存蒸汽的密度加大,表面分子受到液体内部分子的引力减小,受到气相分子的引力增大,表面张力减小③当溶液中有杂质时,表面张力也会发生变化。2,什么叫牛顿流体?什么叫非牛顿流体?
一、强化学生积极的心理倾向、调动学生学习的自觉性
理想是意志行动的强大力量源泉,初中生正处在少年向青年的过渡时期,理想尚未形成。教学中应抓住学生积极的心理倾向:对物理有好奇心,从实用角度想学到能应用于日常生活的物理知识。他们常从物理的广泛应用和物理学家们取得成就的动人事迹中受到鼓舞,在心理上萌发一种将来在科学上有所贡献的愿望。
这些心理倾向,有利于理想的树立。因此,教学中首先应使学生这些积极的心理倾向得到满足。如教学“压强”时,上课一开始,向学生提出:“图钉的一头为什么做成尖锥形?”并指出,“如果我们学好了压强,就能知道其中的道理了。”
学生顿感到惊讶,想不到小小的图钉还有科学道理,随即产生浓厚兴趣。进而学习压强知识,应介绍它在生活中的应用,使学生体会到物理和生产生活实际的关系,强化了学生积极的心理倾向。其次,结合教学内容,适当介绍古今中外物理学家的故事,特别是选编一些反映我国现代化建设成就的物理问题,使学生认识到四化建设离不开物理,在心理上产生对物理学习的更高要求,逐步树立为实现四化振兴中华而学好物理的远大理想,调动学生学习的自觉性。
二、鼓励学生克服困难,培养学生的坚韧性
意志行动是与克服困难相联系的,离开困难,磨砺意志就会成为一句空话。
在教学中,当学生学习发生困难时,教师应积极启发诱导,通过学生自己的力,独立探索克服困难的方法和途径。根据心理发展的情况,初中生的独立意识很强,肯于独立钻研,有一定的自学能力和自信心,尤其是初三年级学生,他们能看懂的内容,不喜欢别人再讲,自己会做的题不想问别人。为此,教师应改进教学方法,给他们提供独立活动、克服困难的机会,鼓励学生独立解决一些力所能及的问题,培养他们的坚韧性。利用课余时间,让学生阅读一些物理学史,使学生的意志品质从科学家们的.顽强的意志和惊人的毅力中,受到熏陶和感染。
三、帮助学生排除心理障碍,培养学生的果断性。
心理学研究表明,人的动机有“趋避冲突”现象,“趋”是追求成功,“避”是回避失败。彼此间发生矛盾,构成内心障碍,使外部行动陷入欲于不能、欲罢不甘的状态,这是产生优柔寡断的心理原因,同时来自周围环境非议的压力也是产生优柔寡断的很重要的因素。如在回答问题或板演时,由于过去未答好或出现错误而遭受同学的嘲笑,故产生想答而不敢答、想做而不敢做的心理,久而久之就会“前怕狼,后怕虎”,畏缩不前,因此,教学中,教师不要急于回答,应该在积极地启发、诱导的基础上,帮助学生分析出错的原因,鼓励学生把甘苦、荣辱置之度外,丢掉“怕”字,大胆说出自己的想法。
四、帮助学生克服片面的个性特征,培养学生的自制力
学生的冲突行动和消极情绪的产生,外因是来自家庭、社会中一些不良意志品质的影响,内因是学生未能充分认识自身的片面个性特征,有的学生对自我弱点缺乏认识,在学习中对困难估计不足,认为自己一学就会,题目一看就知道该怎么做,表现在看书不认真、练习时马虎,这类学生属“成功倾向型”;有的学生对自我优势缺乏认识,认为物理知识太深,自己学不好,表现在课堂上怕老师提问、怕板演,练习时不敢做题,这类学生属“失败倾向型”,教学中针对不同的意志表现,应采取不同的措施。对“成功型”学生,不仅在解题、提问等方面要有量的要求,还应在质上提出较高要求,使他们受到质的约束,而不敢草率从事;对“失败型”学生,先要求他们在一定时间内完成一定量的简单题或回答显而易见的提问,使他们体验到成功的快乐,增强自信心,再在质上逐步提高要求。
加强初中生物理学史的学习
今天是我国培的第三天,通过本次学习,使我对物理教学又有了新的认识和了解,要想让学生真正的学好物理、学会物理、学明白物理,培养学生学习物理的兴趣是至关重要的,怎样提高学生学习物理的兴趣,我想那必须加强初中生物理学史的学习,物理学史是研究物理学发生、发展的历史,是介绍物理学概念、定理、定律等发展与变革,以及人类对自然界各种物理现象的认识史。它不仅记述了物理实验与理论的发展过程,而且记述了物理学家的活动。物理学史与物理课堂教学相结合可以说已是一种教育改革的必然趋势,我们教学的目的不是让学生知道“欧姆只是一个定律,科里奥利只是一个加速度,开尔文只是一个温度,阿伏伽德罗仅仅是一个数目”。
通过物理学史的学习,学生对物理课本中出现的各种概念、学说、规律是怎样建立的、怎样形成的都会有一个初步的认识和了解,这样你在进行物理教学的过程中就很容易的很轻松的让学生接受物理,理解物理,学好物理。
一、物理实验教学和物理实验探究能力的关系
物理学是一门以实验为基础的学科, 实验在物理教学中具有十分重要的作用。物理实验教学是指在教学中利用仪器、器材模拟或重现物理现象产生的条件, 让学生对该物理现象进行观察和研究的活动, 包括课堂演示实验、课堂分组实验的教学指导和课外小实验及家庭小实验的指导。实验探究能力是指人类认识事物的过程中善于发现问题, 并通过实验、观察、探究分析问题、设计实验方案解决问题的能力, 它往往与一个人的动手能力和思维能力有关, 主要体现在敏锐的观察力、较强的动手能力以及思考分析能力。
心理学研究表明:人的思维活动是在感性材料的基础上产生的, 感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验, 具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程, 为学生的学习提供了丰富的感性材料, 在强化学生感知的同时纠正了其在感知中形成的错觉, 从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。物理学的学科特点决定了实验不仅是物理教学的基础, 也是引发学生学习兴趣, 使学生主动获取知识、发展能力、提高科学素质的基本途径。
二、如何发挥物理实验教学在培养学生实验探究能力中的作用
教师要发挥各种物理实验在教学中的作用, 注重激发学生的学习兴趣, 培养学生的实验探究能力。物理实验按来源、形式、目的的不同, 可分为课堂教师演示、学生分组实验、课内外小实验和家庭实验。
演示实验的生动、直观、形象, 极易引起学生的直接兴趣, 增强学生学习的积极性。同时演示实验要有启发性, 演示实验能够提供丰富的感性材料, 变抽象为形象, 通过观察、思考, 使学生认识客观规律, 发展能力, 培养兴趣。
学生分组实验, 是实验能力培养的主渠道, 实验操作能力就是动手能力, 是素质教育的基本能力之一, 是培养学生实验探究能力的重要途径。让学生通过实验发现并提出问题, 引发思考, 对其思维造成的冲击远比被动接受强烈得多。在实验中, 我们可以采用多种方法让学生参与实验过程, 可以先演示后实验, 也可先设计后实验, 或让学生按自己的方法完成。
在教师演示实验和学生分组实验教学中应该增加实验的创造成分, 培养学生创造思维的“主动探索性”。演示实验是思维探索的第一感性材料, 由于探索未知事物正是人类高级探索反射在心理需要上的体现, 而兴趣和情趣又包含着丰富的思维因素, 准确地说是思维探索的“动因”, 感性材料越丰富, 兴趣就越大, 所以增加演示实验的创造成分, 有利于培养学生的学习兴趣。而在分组实验教学过程中, 可以灵活地将一些教师做、学生看的演示实验改变为学生自己动手操作的实验。这样可以防止演示实验使学生产生“迷信权威”的心理。将演示实验改为学生实验, 这样既可增加学生的实验机会, 培养学生的实验操作能力, 又极大地提高了学生学习的兴趣和积极性。对学生的实验时间不限制, 实验室随时开放, 只要学生有时间, 就可以进实验室去做实验, 这样就保证了学生有充分的时间做实验, 能按照自己的方法设计实验, 观察实验现象, 起到促思激趣的效果。
课内小实验是指教师在授课过程中, 恰当地穿插在当堂内容中的小实验。这不仅能加深学生对物理知识的理解, 突破难点, 而且还调节了课堂气氛, 使学生在“边学边实验”的氛围中自然地产生
验教学
验探究能力
河北省磁县林坦中学路永然
了学习兴趣。它具有趣味性强、方法简单、易做、实用的特点, 有助于打破学生对实验的神秘感和畏惧感。
课外小实验和家庭实验能让物理走进生活, 提高社会和家庭在物理学习中的作用。课外小实验和家庭实验主要取材于身边的物品及家庭日常生活用品, 学生用这种随手取材的方法进行实验, 会感到分外亲切, 也能切切实实感到学有所用。
三、教师应该如何在物理实验中发挥自身的作用, 培养学生的实验能力
1. 利用探究模式教学加强对学生物理实验能力的培养。
这是一种在教师引导下由学生独立完成实验并发现知识过程的活动, 在应用这种模式时, 要求教师有目的地选择实验内容。物理教学中极为重要的组成部分的实验教学应该合理利用探究模式, 来培养学生的实验能力。
2. 构建家庭物理实验室, 创造学习物理的空间。
开展家庭物理实验活动的具体做法:有计划、有目的、严肃认真地进行家庭物理实验;在实验中要明确观察的目的, 如实记录实验现象, 通过分析能得到结论;定期检查学生完成家庭物理实验的情况, 检查学生的实验报告, 实验操作过程, 对成功之处给予表扬, 对不足之处帮助分析原因并找出解决的方法;鼓励学生自行设计家庭物理实验, 引导学生利用其学过的知识设计一些简易的实验来说明和验证一些原理和解决一些问题, 培养学生的创造性思维能力。
3. 多渠道收集物理实验信息, 丰富教师的业务水平。
应该从报纸广播和电视中收集一些最新的实验信息, 创造性地加以改进, 合理地应用到教学中, 借鉴科学的研究方法。要想提高学生的探究能力, 教师必须具有更高的业务水平, 这样才能更好地发挥实验教学在培养学生实验能力中的作用。
摘要:物理学是一门以实验为基础的学科。物理实验是物理教学的重要组成部分, 是培养学生动手操作能力的重要途径和有效手段。只有善于发掘物理实验中适于培养学生能力的因素, 切实加强物理实验教学, 才能达到在物理实验教学中培养学生操作能力的目的。
一、提高学生的实验操作能力
学生的实验操作能力,对他们今后的学习和工作有着重要的影响,生活中小到照明电路的安装,各种物体质量的测量,大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以教学大纲把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。在教学《透镜》这一节时,因为学生知道了凸透镜对光线的会聚作用,凹透镜对光线的发散作用,所以引导学生:将凸透镜和凹透镜都正对着太阳,在光屏上将观察到什么?用你身边的凸透镜和凹透镜试一试。因为这个实验简单易操作,所以学生都积极参与。当他们认真实验并且有所发现时,“凸透镜的焦距的测量”问题就迎刃而解,而“凹透镜的焦距的测量”这个学生学习中的难点问题也并不像想象中的那么难了。一方面学生的动手能力得到了培养,另一方面是因为有了成功的喜悦,学习兴趣得到进一步激发。
物理实验本身就是一个操作过程。在演示实验中,可让部分学生配合教师一起完成实验,条件许可时,可将演示实验改为学生实验;课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后,可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等,学生的积极性一定会很高,效果一定会更好。总之,尽量多给学生亲自动手动脑的机会,这对提高学生的操作能力是很有帮助的。
二、培养学生的创新能力
教材中安排的演示实验和学生实验都只有一种方法,从器材到实验步骤及表格设计,教材都有一定的模式,这样不利于学生创新思维的培养。教师可给出一个实验题目,要求学生应用所学的知识和已有的器材,自己设计多种实验方案,写出实验方法和步骤,并对每一种实验方案和步骤进行总结和比较。这样既能活跃学生的创新思维,培养学生的创新精神,又能使学生的分析能力、应变能力得到训练和发挥。如“验证牛顿第二定律”的实验中,课本介绍的是用打点计时器来完成这一实验,如果要求学生用多种方法,学生就会想到类似的方法,提出用电火花计时器也能完成这个实验。学生这种主动地提出见解然后用实验解决问题的过程,就是创造性能力培养的过程。
三、充分发挥教材中“小实验(小制作)”的作用
新课改初中物理教材几乎每章都安排了小实验,这些小实验作为正常物理教学的延伸与补充,重在培养学生学习物理的兴趣和发挥创造性,在物理实验教学中也应占有一席之地。对小实验,我大都安排学生利用课余时间,因陋就简,就地取材成功完成,同时组织物理兴趣小组,指导学生将小实验成果应用于实际,并对全班同学小实验完成情况进行检查和验收,大大调动学生完成实验的积极性和主动性。
搞好初中物理小实验(小制作)的教学,教师是关键。首先,教师应提出不同的教学要求,包括实验的组织形式、时间安排和效果检查等,都应做到心中有数。对于设备不太复杂、材料容易搜集,操作比较简单的实验,就让学生自己去做,以弥补课堂实验的不足,同时也可以培养创造能力和动手操作能力。其次,对于比较复杂的实验,特别是小制作和设计实验,教师要给予指导,甚至做出示范,这些小制作要定期评比,做得好的要及时给予肯定和鼓励,以激发学生的创作热情。例如,在学了“光的反射”后,让学生自制潜望镜;在学了“重力”后,让学生在家里做“鸡蛋不倒翁”;在学了“串、并联电路”后,让学生设计楼道开关、问题抢答器。这些实验极大激发了学生的学习兴趣和学科情感,提高了学生的创造力,培养了学生的探究能力,使学生有新的收获,有新的发现。学生尝到了学习物理的乐趣,学习的积极性自然而然会得到增强。课外小实验和小制作与教学进度同步,这将达到温故而知新的效果。
四、养成良好的实验习惯
对于课堂教学中的演示实验,应给学生交代清楚,怎样观察实验现象,使用什么仪器,怎样操作,并指导学生边观察、边思考,对演示实验的物理现象和实验数据进行分析处理,归纳总结。例如“牛顿第一定律”的演示实验,首先介绍本实验的过程,即让小车在不同的表面(毛内、棉、木板)在同一高度的斜面自由下滑,观察小车的运动路程,让同学思考小车为何在不同的表面运动的距离不同,引导同学分析得出由于不同表面的光滑程度对小车运动阻碍也不同,再提出假设:如果表面绝对光滑,没有任何阻力小车会怎样?引导学生讨论,最后归纳出“牛顿第一定律”,防止学生把演示实验当做看把戏,养成不联系物理知识去进行观察和思考的不良习惯。
分组实验全过程包括仪器调节、观察操作、仪器整理。教师要有意识地培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的实验素养。例如:实验前,让学生对仪器进行调节,根据需要,有的仪器位置安装底座要水平,有的要垂直。各仪器之间的联系应满足一定的要求,如:在电学实验中,电路连接要正确,还要考虑到观察、操作、检查的方便;在光具座上的仪器应保持共轴;测量仪表必须先进行零点调节,当某些条件变化影响到零点时,要重新调整零点。如天平位置变动、弹簧秤拉力方向改变,万用电表电阻挡量程变化等,都必须重新调整零点。
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