物理实验中的素质教育

物理实验中的素质教育篇1

浅谈物理实验教学中的素质教育

素质教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育.创新教育是素质教育的灵魂,使学习者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,进而模拟人们解决问题的方法.在取得成就的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新,是事物发展过程中量的积累,是量变过程.创新又是一个突变的`过程,是因为它创造的事物是前人没有的,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变.

作者：刘广言作者单位：大庆第三十六中学刊名：大庆高等专科学校学报英文刊名：JOURNAL OF DAQING COLLEGE年，卷(期)：23(4)分类号：关键词：素质教育物理创新教育

物理实验中的素质教育篇2

一、物理实验在物理教学中的地位

1. 实验是物理教学的重要基础。

在物理教学中, 应用实验的目的在于给学生学习物理创造一个良好的环境, 使学生能主动的获取知识和发展能力。同时, 通过学生的观察实验, 使学生掌握实验的基础知识和基本方法, 培养他们的实验技巧与能力。

2. 实验是物理教学的重要内容。

物理学的任何一部分内容 (物理量、定律、理论) 的结构及其发展都可以分解为三种因素:实验 (事实) 、物理思想 (逻辑, 方法论等) 和数学 (表达形式和计量公式) 。可见, 实验内容本身就是教师要教, 学生要学的重要内容。

3. 实验是物理教学的重要手段。

好的教学方法需要通过适当的教学手段才能发挥它应有的作用。实验, 直观具体、形象生动, 实验教学, 从感性到理性、从具体到抽象、从简单到复杂, 适合学生的身心特点, 符合学生的认识规律。实践证明, 在教学中应用实验手段, 能取得很好的教学效果。实验是物理教学不可或缺的重要手段。

二、物理实验是实施素质教育的重要途径

1. 物理实验能激发学生的学习潜能。

初中学生天生好奇, 好动, 喜欢刨根问底。物理实验向他们有目的地展现了许多有趣的物理现象:呈现了许多真实的、形象生动的物理事实。他们在好奇心的驱使下, 对未知结果的探究会产生极大兴趣, 从而产生学习的欲望和学习的需要, 自然地激发了他们渴望学习的天性。他们的学习潜能在一系列物理实验的强烈刺激下, 又能转化成学习的巨大动力, 使学习成为学生的自觉行动。他们中有些学生甚至还可能将物理学研究作为终生奋斗的方向。

2. 物理实验能培养学生的各种能力。

实验能力不能仅依靠教师的讲解来培养, 而必须在相应的实践活动中才能得到发展, 实际上也只有通过实验才能培养实验能力。此外, 通过实验还可以培养学生的想象能力、思维能力等等。

3. 物理实验能培养学生的科学素质。

物理概念和规律都是从大量具体的事例中抽象概括出来的。在教学中, 必须重视感性认识, 而实验则可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料, 它能使学生对物理事实获得明确、具体的认识。物理实验为创设良好的学习环境, 进行素质教育提供了其它学科不能替代的重要条件。实验除了对知识的掌握、智能的提高有明显作用之外, 对非智力因素的培养也有显著作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和坚忍不拔的意志品质, 而且有助于形成正确的观念, 优秀的品质、培养高尚的思想情操和浓厚的学习兴趣。

三、强化物理实验教学素质教育的途径

1. 研讨与改革物理实验教材的内容。

为了有效地达到实验教学的目的, 物理实验教材的内容除了要密切结合知识的讲授外, 特别要注意它的科学性、探索性、启发性, 典型性和成功率。在教学中, 可以依据教学大纲和上述原则来调整、补充、改进教材中的实验内容。在实验内容的补充上, 要注意引入新颖有趣的实验, 在实验的改进方面, 要力求提高实验的可见度和成功率, 使实验现象更鲜明。

2. 系统全面安排全阶段的实验教学计划。

中学物理实验教学的内容是以演示实验、随堂实验和学生实验三种形式, 结合物理知识的讲授分散穿插安排在各年级教学中的。对各个实验的教学要求要逐项分解, 按水平层次的高低, 依序编排列入各章节实验教学之中, 扎扎实实地完成。例如, 观察能力的培养包括:一是观察要有目的性, 能细心持久地观察并养成观察习惯;二是掌握科学的物理观察方法, 能用口语或文字准确地、有条理地描述所观察到的现象;三是善于从观察中提出问题。这些能力要求要有计划地分散在各项实验课题中来进行培养与训练。

3. 变演示实验为学生实验。

尽管物理教学中的演示实验有着极为重要的作用, 然而由于演示实验把学生置于“看”或“听”的位置, 他们虽心里“跃跃”, 而两手却不能“一试”, 使学生的兴趣、爱好不能充分地激发, 他们的实验能力, 特别是动手技能得不到进一步提高。从这个意义上说, 变教师的演示实验为学生实验, 应成为改革物理教学方法的重点之一。另外, 还可以适当的增加一些物理实验, 让学生多做一些实验, 多增加学生们的动手动脑的机会, 借以提高学生的各种综合素质。

物理实验中的素质教育篇3

因为在物理教学中要培养学生的创新意识和创新能力，就必须具备以下能力和技能：观察基本仪器和实验现象的能力，合理选择和正确使用仪器的能力，实验操作能力，处理数据、归纳结论的能力。而这些能力的培养大都是在实验室里进行并取得的，可以说物理实验室是培养学生创新意识和创新能力的基地。并且物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验是学习、研究物理学最主要、最基本的方法，实验过程隐含着丰富的科学思想和科学方法，既包括操作技能和处理实际问题的本领，又包括科学的猜想和假设、逻辑的思考和论证、准确的数据和数字分析、严密的推理和清晰的表述。因此，实验能力在现代社会中是一种比较全面的能力。

实验的直观性和可操作性都比较强。通过对实验的观察、思考、分析、总结，可以掌握抽象的概念，不仅可以激发学生学习的兴趣，培养学生动手的能力，还可使学生从实验中得到启发，产生联想，找到他们创新思维的基点。物理学家丁肇中说：“自然学科离不开实验的基础。特别是物理学，是从实验中产生的。”物理学家罗杰尔•培根指出：“没有实验，任何新的东西都不能深知。”因此，物理教师把物理实验室作为激发学生学习兴趣，培养创新意识和创新精神的宝库。经常利用实验室提供的器材做一些演示实验，创设问题情境，使学生产生新奇、新鲜感，激发出学生的学习兴趣，使兴趣成为求知的向导，使内部驱动力产生探索的欲望，使探究导致创新意识的萌发。

例如在讲压力、压强时，笔者用手掌满握鸡蛋，用力压鸡蛋而不破；再将鸡蛋轻轻敲打桌面，蛋壳立即破；或者将鸡蛋高高举起，松手落下，学生都会有“鸡蛋会摔碎”的感觉，然而，鸡蛋竟然会弹起，并且完好无损，原来鸡蛋落到装有海绵的盒子里。“鸡蛋落到装有海绵的盒子里为什么不会破呢？”再比如在讲惯性时，笔者手拿小铁锤问学生：“当小铁锤撞击铁片时铁球会随铁片一起飞出吗？”学生内心都有一定的猜想，然后笔者释放小铁锤，小铁锤很快将铁片打出去，但铁球却不随铁片一起飞出，而是竖直落在下面的小碗里。这样紧扣学生心弦的情境问题，把学生带入物理情境中去，让他们产生各种疑问和设想，激发学生“需要学”的动机。急于想解决问题的强烈愿望又成为学生创造思维的动力，使学生思维活跃，智力呈开放状态。学生有了疑问，才会进一步思考和探索，才有可能有所发现和创新。这正如教育家陶行知所说：“发明千千万，起点是一问。”

也有人曾总结过：对于事物的认识，听到不如见到，见到不如一做。这说明动手做的重要性。前苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“学生的聪明才智来自他们的手指头。”他一针见血地点明“动手”有着不可替代的作用，要培养学生的创造能力，就要培养学生的动手能力。

因此，在初中物理教学中要切实贯彻“以实验为基础的教学原则”，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方式。针对初中学生的特点，在课堂教学中，笔者让学生通过自己动眼、动手、动口、动脑进行学习，使各种感官受到刺激，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。笔者在教学中改变“老师讲、学生听，老师写、学生抄，老师做、学生看”的那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况，由学生自己阅读材料，自己做实验，还可以讨论讲述，因此他们学习的主动性、积极性得到充分发挥。

例如：笔者将电流表、电压表部分的教学改为边学边实验后，学生对知识点得到更深的领悟。实验中有的学生观察到指针偏转方向相反，这使他认识到是因为“+”“-”接线柱接反了。他的这种“发现”要比教师直接告诉他“接线柱的接法要正确”理解得更透彻，印象更深刻，也使他认识到电流是有方向的。通过实验，学生不仅掌握了基本实验技能，有效地领会物理知识，更重要的是让学生从做中获得信息，体验创造和发展的喜悦，提高分析和解决问题的能力，进而达到创新思维的培养。

教师在教学中还应该让学生知道，观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步，也是进行任何创造和超越的第一步，需要的不仅仅是大家观察到的结果，更重要的是观察活动本身。而在物理实验教学中要做到这一点，就离不开物理实验室为教师和学生所提供的场所和必备的实验器材。物理实验室不仅可以提供观察实验的场所和器材，更重要的是有些实验可以不受特定自然环境和时间的限制，让学生有足够的时间去探索。如对于彩虹，自然界在特定雨天后才能看到，平时看不到。教师在教学中可以用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里，使学生感到新奇。通过这段教学，师生共同讨论，形成共识，知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验，能够对物理事实获得具体的明确的认识，有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不仅是色散的知识，更重要的是学习了这种探索事实根本的方法——实验。实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该了解实验目的，正确使用仪器，做必要的记录，得出相应的结论，整理好实验器材，根据实验观察到的现象和结果得出结论，做出正确的实验报告。而这些能力的培养都来源于实验，都离不开物理实验室的配合。

物理实验室的器材，经过加工可以变得多用。如给每个光具座配备一小块玻璃板，就可以增加平面镜成像实验。通过实验，学生知道不仅可以做其他的实验，还有利于调动学生创新的意识和创新的精神。

另外，开放性作业的设计，能充分调动学生学习的积极性，让每个层次的学生都能充分地表现和发展，在课外广阔的天地里发挥自己的创造力。因此，物理实验室不仅课堂上要对学生开放，课下对学生也要开放，鼓励学生来到实验室做课外小实验、小制作，促进学生对教学内容的学习。例如：有的学生来到实验室做“纸锅烧开水”“电铃”“鱼在开水中游”等小实验、小制作。从某种意义上说，各种物理实验都是一种特殊的、直观的实践，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，学习欲望高涨，参与意识增强，都迫切希望进一步探索问题。

物理实验中的素质教育篇4

江西省乐平中学雷鸣

物理学是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。在我国历来的中学物理教学大纲中，都十分强调这一观点。随着教学改革的发展，实验教学得到逐步加强，但是总体来说，在中学物理教学中，实验仍是薄弱的环节，它极大地影响着物理教学质量的提高，与时代发展对人才的要求很不适应。虽然原因是多方面的，但教师的教育观和实验教学素质是一个很重要的原因。因此，对教师而言，有必要改变教育观念，从更深的层次认识物理实验教学的意义。

一、学生实验能力测试引起的思考

1、实验能力测试的情况

我曾对看到这样的几个测试，它是针对高中一些学生进行地观察和操作的测试，如下是其中的几个题目及测试的情况：

【题一】1.请你尽快把一支钢笔拆散，直拆到各部分为单一的零件为止。

2．请你再把拆散的各部分零件组装成一支完整的钢笔。

这两道小题主要考核学生操作素养和动手能力。作为一个现代社会生活的公民和劳动者，类似的工作经常会遇到，这种技能恐怕是最基本的了。测试的结果是：能够拆散到单一元件的占总测试者的85%，能够组装起来的占70%，但能够组装成一支可用的钢笔的只有50%，而能够有序拆卸、排放的组装的只占总测试者的37%。这种测试结果并不是个别的现象，在日常生活中，可能会遇到各种故障，如收录机的调谐指示针偏了，自行车的车铃锈死了等，绝大多数的人，要么是不敢去拆，要么是拆的时候没有一种再组装起来的意识和素养。

【题二】将桌上已经拆散的电源插座组装起来，该插座上有一只开关，一只氖泡指示灯，2对两脚插孔和1组三脚插孔。

该题要求考核学生理论指导下的操作能力。测试的结果是：电源火线和开关位置安装不正确的人数占被测试者总数的59%，指示灯安装不正确的占71%，还有10%的人多下若干元件无法安装起来。总计有85%的接线板不能使用。

为了分析学生具有的知识和实际操作能力的区别，针对该题拟了一道笔试题，测试的结果是：电源和开关位置画正确的占80%，指示灯位置画正确的占71%，可见笔试与操作之间的成绩差异是相当大的。

2、测试结果引起的思考

为什么学生的观察和实验能力比较差？为什么学生在解决实际问题中，几乎完全不考虑实际的可能性，以及解决问题的思路和如此狭窄？它值得每一个物理教师认真思考。我认为，这与学生认知和能力结构的“畸形”又与我们物理教学模式的缺陷是分不开的。因为一个人的认知和能力结构不是先天形成的，与他参与的活动共密切相关。在我们的物理教学中，普遍存在这样一种模式——“教师的理论讲授+学生做大量的笔头练习”，观察和实验是极其薄弱的环节。之所以形成这种单一的教学模式，核心的问题是教育思想。重理论知识的灌输，轻实验能力的培养；强调学科知识的系统性，忽视科技意识的培养；习惯于死背原理公式，不讲究学习方法；实验“照方抓药”，理论不联系实际等等，都反映指导思想存在问题。如果这种状况不加以改变，必将影响学生素质的发展和民族科学素质的提高。

二、物理实验与科学素质教育

1、物理实验与学生科学兴趣的培养

对一个人来说，中小学阶段是科学启蒙的重要阶段。在这一阶段中，形成学生热爱科学的情感和志趣，不仅将极大地调动学生学习的内部动机，而且将为他们今后投身科学事业奠定坚实的基础，因此，培养学生的科学兴趣具有十分重要的意义。在物理教学中，实验是激发学生科学兴趣不可替代的重要途径。

⑴实验具有生动、形象的特点，有利于激发学生的好奇心和求知欲。举一个例子，在初中学过速度的概念之后，教师常给学生做练习，一般的题目多是已知路程、时间求速度，或是已知路程、速度公式，求时间等。学生往往就代代公式，兴趣不大。如果让一辆玩具坦克和一辆玩具小汽车沿直线运动，提出各种方案。有的用定时测距的方法，有的用定距测时的方法，课堂的气氛十分活跃。

⑵实验是一种具有目的的、操作性很强的时间探索活动，技能满足学生的操作欲望，又能培养学生的探索兴趣。实验的一个重要特点是“动手操作，动眼观察，动脑思考”。

⑶ 实验活动形式多样，能为学生提供全面而又有利于发展个性特长的条件。在物理教学中，我们可以看到一种普遍存在的现象，学生学习的动机很不平衡，成绩中等或成绩较差的学生中，不想学习的很多，而且形成了一种恶性循环，学生学习物理的兴趣随着年级的升高呈现递减的状态。加强实验教学是改变这种状况的重要措施。由于物理实验活动及其丰富多彩，类型和层次千差万别，能满足各种不同学生的需要，有利于发张学生的个性特长，使不同的学生都有可能得到成功的满足，从而树立起自信心。

2、物理实验与实践意识的培养

在人的科学素质结构中，科学思想、科学作风、科学的价值观是十分重要的部分。它体现为一种完善的人格，其重要的思想支柱是辨证唯物主义观点。因此形成辨证唯物主义观是物理教育的一个重要目标。实践的观点和意识是辨证唯物主义观的重要部分。因为实验是一种有目的、可控制的理论联系实际的学习活动，在这种活动中，学生能够有效地体验理论和实践的关系，所以它是培养学生实践意识的不可缺。少的重要途径。

⑴ 实验中信息的获得必须通过学生自己的观察

⑵ 假设和猜想必须通过实验的验证

3、物理实验与创造力的培养

物理代的到来，世界各国都强烈地意识到智力竞争的重要，因此十分关注教育的现代化，尤其是事实个性化教学，最大限度地挖掘自身拥有的智力资源。创造性教育期望的主要目标是培养学生对科学的好奇心和旺盛的求知欲，培养开拓的精神和创新能力。

由于实验本身的特点，使它成为中学物理教学培养学生开拓意识和创新能力的重要途径。实验中蕴藏着极其活跃的因素，随时会出现许多学生意想不到的问题，对于活化学生的只是和训练思维大有益处。

正因为实验如此之“活”，学生学习获得的只是才不会僵死。总而言之，我们再三强调实验的不可替代作用，就是希望创造一种生动活泼的学习情境。在这种情境下，学生没有那种为了应付考试而日夜学习说造成的心力交瘁的状态，他们通过自己动手动脑来探索可续的的奇境，掌握所学的知识，并融会贯通。只有这样，才能使我们的学生从年轻时代就具有开

拓精神和创新能力，以适应时代发展的要求。

三、实验是物理教学不可分割的重要组成部分

1、实验是物理教学的重要基础

在物理教学中，运用十元的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动地获取物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成。同时，通过观察实验，使学生掌握实验的基础知识和基本方法，培养他们的实验能力。中学物理教学必须以实验为基础，这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用所决定的。

2、实验是物理教学的重要内容

把物理实验作为物理教学的重要内容可以从三个方面来认识

⑴物理实验本身就是物理学不可分割的重要内容

物理学的任何一部分内容（包括物理量、定律、理论）的结构及其发展都可以分解为三种因素：实验、物理思想及概念体系和数学。可见，实验内容本身就是教师要教、学生应该学的重要内容。

⑵形成物理概念、规律的实验过程和方法同样是物理教学的重要内容

物理教学教学必须以概念、规律为核心，因为概念和规律是物理理论的重要部分，掌握了这些知识能够更好地学习新的物理和现代科学技术知识。形成概念和认识规律的实验过程和方法同样具有重要的意义，这是因为，这些过程和方法不仅对形成物理概念和认识物理规律来说很重要，而且具有广泛的迁移价值。在学生今后的生活、工作环境中会遇到各种各样的实际问题，而解决这些问题的模式和方法与实验的过程和方法有许多共同之处，通过实验的过程来学习科学方法，对学生适应未来生活的挑战具有重要意义。因此实验应该是物理教学的重要内容。

⑶实验是培养学生实验能力的保证

从教师的演示、示范和学生自己动手操作中，学生可以学到实验的基本知识、基本技术和基本方法，可以发展能力，培养良好的实验素质。这是实验的任务也是教学的任务。

3、实验是物理教学的重要方法

物理教学的目的可以概括为三个：培养科学的精神和价值观；掌握物理的基础知识；学习科学方法和培养能力。离开了物理实验，这三个目的是不可能真正达到的。例如，从掌握物理知识来说，实验是物理概念、规律教学中不可缺少的基础。现在学生普遍感到物理难学，一个重要的原因就是物理教学没有遵循认识的规律，学生缺少感性认识的基础。虽然学生的感性认识不知来源于实验提供的物理事实，还可以来源于生活，但从生活中得到的感性材料通常来自复杂的运动形态，本质的、非本质的因素交融在一起，仅仅通过这种途径来使学生建立概念和认识规律，有时会遇到很大的困难。而实验则可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，具有典型性、可控性和重复性。因此，它能提供学生有效掌握知识的学习环境。离开了实验的物理教学只能是“空中楼阁”和“纸上谈兵”，其结果会把本来生动的、丰富的物理知识变成一堆枯燥难懂的材料，不利于学生理解，也不利于激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性。还应当看到，物理实验对学生全面发展的作用，通过观察和实验，使学生知道科学家探索和发现物理规律的过程，培养和提高学生的观察能力和逻辑思维能力，培养学生的实际动手能力和创造能力，帮助他们掌握科学的学习方法，理解理论与实践的关系。因此，我们必须让学生通过观察、实验和思考去探索、去学习，把实验当作物理教学的重要方法。

4、实验是物理教学的必要手段

好的教学方法需要通过适当的教学手段才能发挥它应有的作用。实验直观具体，形象生动；实验教学，从感性到理性，从具体到抽象，从简单到复杂，适合学生的身心特点，符合学生的认识规律。实践证明，在教学中运用实验手段，能取得很好的教学效果。实验是物理教学中必不可少的重要手段。综上所述，实验能够有效地培养学生的兴趣、激发学生的求知欲，能够创设符合学生认识规律的学习环境，能够更好地训练学生的科学方法和培养各种能力，能够培养学生良好的科学素质，因此，实验是物理教学不可分割的重要组成部分。不做实验的物理教学是没有完成教学任务的教学，不做实验的教师是不负责任的教师，不具备实验条件的学校是不合格的学校。当今世界物理教学真正进行深刻变革，加强实验是国际物理教学界改革的共同趋势，也是我国基础教育落实科学素质教育的重要措施。作为一个中学物理教师，应当从实施素质教育的高度来认识加强实验教学的意义。为使每一个学生都得到发展，使全民族素质得到提高，增强我国的综合国力和21世纪的竞争力，为实现中华民族的伟大复兴，做出我们的贡献。

参考书目：

1．朱正元《物理演示实验与自制教具》江苏人民出版社1978年版

2．安忠、刘炳升《中学物理实验教学研究》高等教育出版社1986年版

3．陶洪《物理实验论》广西教育出版社1996年版

4．罗星凯《疑难物理实验研究》广西师大出版社1997年版

物理实验中的素质教育篇5

戴儒京（江苏省特级教师）

所谓数字化实验技术，是以数字化设备为实验数据采集处理的工具、配套其它实验器材构建的现代化实验技术。数字化数据采集处理系统，由传感器、数据采集器和计算机组成。

以数字化实验技术为基础的物理实验，就是建立在上述实验仪器、实验技术、实验方法基础上的物理学实验。

数字化实验，是课程标准教科书的要求和需要，也是新高考和中考的要求和需要。也是物理学科发展的要求和需要。

实验是学习和研究物理学的最基本的内容、方法和手段。实验，包括学生实验和演示实验以及小实验等，要把传统实验和数字化实验结合起来。只有实验，才能学到真知识；只有实验，才能培养真人才；只有实验，才能真正提高教学质量。

数字化实验，是计算机辅助实验。课程标准教科书专门安排了一些电子计算机辅助实验，如：借助传感器用计算机测速度（教科书《物理》必修1 P25）、用传感器观察电容器的充电和放电（选修3-1 P31）等等。电子计算机，是现代化的标志和体现，学生通过用计算机做实验，不仅学了物理学，也学了计算机，可谓一举两得。

数字化实验，是新实验，不仅是新仪器，也是新方法。例如霍尔元件、斯密特触发器等实验。一些教师开始接触，不太了解，不太熟悉，往往有把数字化实验室闲置或充当门面。通过做实验，他们熟悉实验、熟悉仪器，并可能在应用的过程中有所创新，使数字化实验室充分发挥作用，以物尽其用。

1.数字化实验：传感器的应用实验

课程标准教科书《物理》不仅把传感器作为单独的一章知识内容，而且把传感器的应用实验（选修3-2 P70）作为学生实验和演示实验，新的高考大纲中也把“传感器的应用”实验作为高考内容。传感器在现代生活和工业、科技中也有广泛的应用，学生在实验中接触和了解传感器，对他们的高考和将来从事科学研究及工农业生产也不无帮助。

实验1.传感器的应用实验——光控开关

简单光控开关背景资料：在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。施密特触发器在数字电路及控制领域有广泛的应用，它属于电压触发方式，当输入电压达到某一阈值时，输出电压会发生突变，最重要的一点是，输入电压增加或减少时，电路有不同的阈值电压。以下图1为例图 1 当输入电压Vi，当输入电压由低电位开始增加，如果ViVp状态开始减小时，当电压减到Vi=Vn时，输出电压Vo突变为高电平。施密特触发器的一大特点是Vp>Vn，Vh=Vp-Vn，以型号HEF40106B施密特触发器为例图 2 Vp=3.0V，Vn=2.2V，而Vh0.8V。把VDD接上5V稳压电源，VSS接地时，图2是型号HEF40106B触发器的引脚示意图，由图可以看出，在同一块集成片上分别做了6块独立的施密特触发器，如果使用第1块，只需要在i1接输入电压，在o1接输出电压，然后分别把VDD到稳压电源，VSS接地，就可以工作了。

实验原理：

图 3

将电路按图3连接，RG为光敏电阻，R1，R2为电阻箱，LED为发光二极管，A点为施密特触发器的输入端，Y点为施密特触发器的输出端。适当选择R1，R2的阻值后，当外界光线很强时，RG上的电阻相对比较小，A点的电压小于Vp，Y点输出高电位，发光二极管两端的电势差很小，因此不能发光，当外界光线变弱时，RG上的电阻显著增大，A点的电压也显著增大，当增大到Vp=3.0V时，Y点输出低电位，发光二极管两端有大约5V的电势差，发光二极管开始正常发光，如果光线强度又进一步开始回升，RG上的电阻减小，A点的电压也开始减小，当A点的电压小于Vn=2.2V时，Y点又输出高电位，发光二极管熄灭。

为了更直观地了解整个电路工作过程，在分别用两个电压传感器对A点和Y点的电压进行实时测量，光强传感器测量，显示外界光线变化对电路的影响。实验目的：

了解简单光控电路，对自动控制有初步理解。实验装置：

计算机，数据采集器，光强传感器，两个电压传感器，两个电阻箱，施密特触发器，发光二极管，导线若干，学生直流电源。实验步骤：

1．先按电路图连接各个器件，并注意发光二极管的极性，和施密特触发器的引脚，具体情况可以参照前面的示意图，将VDD接到稳压电源的正极，VSS接到稳压电源的负极，i1接输入电压对应电路中A点，o1接输出电压对应电路中Y点。

2．调节R1，R2电阻箱的阻值，选择合适的电阻，将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，把光强传感器连接到3或4通道，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。

3．把两个电压传感器的两个信号输入端的分别导线短接，对电压传感器进行较零，然后把连接1通道电压传感器的信号正极接到电路中A点，同时把它的负极接到稳压电源的负极，也就是电路中的地，然后把2通道电压传感器的信号正极接到电路中Y点，同时把它的负极接到稳压电源的负极。

4．把光敏电阻的感应面朝上，将光强传感器与光敏电阻放置在一起，在采集间隔和采集数量窗口输入合适的数值，点击开始按钮。

5．用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住，观察实验数据曲线，同时注意二极管的发光情况，当它开始发光以后，再慢慢把挡光物撤掉，结束实验。实验数据记录与分析： 1．输出电压与输入电压曲线

2．外界光强与输出电压数据关系

本次实验中R11500，R22000，从图上可以看出当光强为I139lux时，发光二极管发光，而当光强为I244lux时，发光二极管熄灭。

2.数字化实验：探究性实验

课程标准教科书不仅把原教科书的一些验证性实验改为探究性实验，而且新安排了一些探究性实验。这些探究性实验，用数字化实验仪器和方法去做，更为便捷。例如探究加速度与力、质量的关系（必修1 P75）、探究功与物体速度变化的关系（必修2 P17）等实验。通过探究性实验，提高学生研究、探究的能力，为培养创新能力打好基础。

实验2.探究（恒力做）功与物体速度变化的关系动能定理）

（动能定理（恒力）实验原理牛顿第二定律讲述的是力与加速度之间的瞬时关系，表达式为： F = m a（1）其中，F是作用在物体上的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度——速度的时间变化率，表达式为： avdv 或 a（2）tdt2把（2）式代入（1）式，并将（1）式两边对位移积分（由x1到x2），可以得到： W = ∫Fdx = mv2/2-mv1/2 = Δ(mv2/2)= Δ E k(3)2其中，W为从x1到x2的区间内，合外力F的功，v1 和v2分别为物体在x1和x2处的速度，E k为物体的动能。也就是说，合外力的空间积累效应表现为物体动能的改变。在本实验中，我们探究在恒定拉力的作用下，小车的动能随时间变化的关系。其中，拉力由力传感器测得，速度由固定有挡光滑轮的光电门传感器测得，动能由速度的平方乘以质量的一半得到。实验目的通过对（恒定）拉力和速度的测量，探究合外力的功与物体动能变化的关系。实验装置 SWRDISLab-100III数据采集器、光电门(Photogate)传感器、力传感器、动力学系统(包括导轨、小车、滑轮和支撑杆等)等。实验步骤 1.按图连接实验装置（注意平衡摩擦力）； 2.测量并记录小车和钩码的质量（第1次：小车402.81g，钩码19.91g）； 3.打开SWRDISLab软件，点击“教学专用软件”，进入“物理实验列表”中的“力学”部分，选择“动能定理（恒力—Photogate）”； 4.点击“校零”按钮，对力传感器进行校零； 5.设置“采集间隔”为5ms，“采集200个暂停”，以及“共采集200条数据”； 6.让小车静止在靠近光电门传感器的一侧（钩码将细绳拉紧），点击“开始”按钮； 7.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车； 8.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 9.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；

6.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车；

7.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 8.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；

9.任选一个位移区间，对力进行积分，并比较积分值和两个区间端点处动能的差； 10.改变钩码和小车的质量，重复步骤6~10（第2次：小车402.81g，钩码30.35g）。

实验数据的记录与分析

a)“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码19.91g）：

由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后两组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，但是动能的变化率几乎恒定。

b)力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码19.91g）：如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0630 J，两个区间端点处动能的差为0.0594 J（= 0.0832－0.0238），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为5.71 %。

3．“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码30.35g）：

由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后4组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，动能的变化率几乎恒定。4．力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码30.35g）：

如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0911 J，两个区间端点处动能的差为0.0870 J（= 0.1269－0.0399），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为4.50 %。

误差分析

1．滑轮与力传感器挂钩之间存在摩擦力，使得力传感器测得的读数大于小车拉力的二倍；

2．随着速度的增加，小车受到的（滚动）摩擦力略有增加； 3．拉力做功的一部分转化为两个滑轮的转动能。

关键点

1．抵消摩擦力。

注意事项

1．采集间隔取默认值5ms，如果使用更大的采集间隔，那么当小车的运动速度很快时，位移的测量有可能出错；使用5ms作为采集间隔时，钩码与小车的质量比必须小于3/10。

3.数字化实验：应用传感器做实验，有些传统实验，用数字化方法即用传感器和计算机去做，也比传统的方法更方便，数据处理更快、更准确，图象更清晰、更迅速。

例如可以用位移传感器或光电门代替打点计时器做探究小车速度随时间变化的规律（必修1 P34）等实验。用电流传感器和电压传感器代替电流表和电压表，做测定小灯泡的伏安特性曲线（选修3-1 P48）、测定电池的电动势和内电阻（选修3-1 P72）等实验。除“传感器的应用”实验外，还有许多用传感器作为实验仪器的实验，例如用传感器和计算机描绘简谐运动的图象（选修3-4P5）等等，我们统计有十几个。可以说：几乎所有的实验都可以用数字化方法做。实验3.测定电池的电动势和内电阻

测定电池的电动势和内电阻背景资料：

通常的金属导体都是以金属键结合的晶体，处于晶格结点上的原子很容易失去外层的价电子，而成为正离子。脱离原子核束缚的价电子可以在整个金属中自由运动，称为自由电子，在不受外电场作用时，自由电子只做热运动，没有宏观的电量迁移，因而金属中各个部分都呈现电中性。当金属中存在静电场E时，金属中的自由电子在外电场的作用下，相对于晶格离子作定向运动，电子运动中必然与晶格相碰撞，达到某种平衡后，金属中电子有一个整体上的平均速度，导体中有稳定的电流，前面的分析都建立在导体中的静电场E是相对比较稳定的前提上。

如果将一个已经充好电的电容器的两个极板用导线连接起来，构成闭合回路，电路中就有电流通过，不过随着极板上带电量的减少，它们之间的电势差也在减少，电流很快就消失了。在电池的两个正极和负极上，分别带有正电荷和负电荷，当接入电路回路后，导线中的电子在电极电荷产生的静电场中开始运动，形成电流，如果两极上的电荷量得不到补充，那就不可能形成稳定的电流输出，电源的作用，不管是化学的电池，还是像范德格拉夫起电机之类的电源，都是将电荷从负电极搬运到正电极，这种搬运工作只能靠某种非静电力来完成，假设非静电力在搬运过程中做功qu，那u就是电源电动势，q为载流子的电荷量。实验原理：

图1 如图1所示的闭合电路中，电源的电动势为，内电阻为r，负载电阻为R，电路中的电流为IRr，可以看出，当负载电阻R足够大时，因为它和内电阻是串联在一起的，它两端的电压将非常接近于电源电动势，当R，即所谓开路或断路时，I0，U；当R0，即短路时，IImax

负载电阻两端的电压为Ur，这时候的电流最大。

RrR，也可以写为URrr，而电流为IRr，因此有UIr，这个关系在伏安曲线上表现为Umax，I0，也就是R时。如果R0，U0，Imaxr。在实验中用滑动变阻器做负载电阻，改变它的电阻，以同时改变电流和电压，在软件中作伏安曲线图后，取拟合线，线的斜率的绝对值就是r，曲线与纵轴的交点就是Umax，I0点，可以测出电动势。实验目的：

简单测量电池电动势和内阻。实验装置：

计算机，数据采集器，电池，滑动变阻器，电流传感器，电压传感器，导线等。实验步骤：

1．将数据采集器与电流传感器，电压传感器连接，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。

2．把电流传感器，电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电流传感器、电压传感器进行校零。3．按实验电路连接电路图，在专用界面的底部输入合适的采集间隔和采集数量，闭合开关，点击开始按钮，进行实验测量。

4．将滑动变阻器从最大滑为最小，或者从最小滑到最大，得到伏安曲线，然后对伏安曲线进行线性拟合。实验数据记录与分析：

1．电压变化：

2．电流变化：

3．伏安曲线：

从图象可以得出，电池的电动势为E7.003V，内阻为r27.407。

创新教育在物理实验教学中的实践篇6

一、更新实验教学观念

创新不是凭空乱造, 而是通过对客观事物的观察、分析、总结, 在客观事实的基础上得到前人没有得到的结果、结论, 或者是用前人的正确结论创建新的领域。

物理就是以实验为基础的学科, 也就是物理的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中, 那么, 我们所说的实验, 也就不仅仅局限于现行初中物理教科书中所安排的学生分组实验、演示实验和若干课外小实验。我们的实验教学可以在课上, 也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材, 也可以自备自制教具, 甚至可以使用我们日常生活中的现有物品, 经常用学生身边的物品做实验, 如用铅笔和小刀做压强实验, 用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验, 用汽水瓶做大气压实验, 用眼药瓶做物体的浮沉实验, 用水和玻璃做光的色散实验等, 这些器材学生更熟悉, 更有利于使学生明白物理就在身边, 物理与生活联系非常紧密。

二、实验教学方法的改革

1、观察是创新的前提

观察是实验的第一步, 也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的。我们在实验教学中首先应该使学生知道:所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征, 注意发现引起变化的条件和原因, 其次, 要使学生了解观察是要经过一定的努力, 克服一定的困难, 才能发现问题, 才能得到对事物的正确认识和正确的结论。

需要指出的是:在教学中应该让学生知道, 观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步, 也是我们要进行创造和超越的第一步, 我们所需要的不仅仅是大家观察到的结果, 更重要的是观察这个活动过程的本身。

2、实验在学习中创新

许多物理知识是通过观察和实验加以思索和总结得到的。如对于彩虹, 自然界在特定雨天后才能看到, 不是随时看到的。在序言中教学中用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里, 使学生感到新奇, 通过这段教学师生共同讨论, 形成共识, 知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验, 能够对物理事实获得具体的明确的认识, 有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不是色散的知识, 更重要的学习了这种探索事实根本的方法—实验。

实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该:了解实验目的, 正确使用仪器, 作必要的记录, 得出相应结论, 整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论, 做出正确的实验报告。也可以向学生适当介绍一些物理学先哲们取得成功, 就是通过大量的实验来获得的。

3、重视方法的总结, 动手动脑

通常实验:收集大量资料, 证据;总结分析;得出结论;提出意见和建议。实验做完了, 结果出来了, 我们的实验是不是就结束了?没有。应用才是我们的最终目的, 同时应用过程, 也是我们加深理解和掌握物理知识和规律的过程。

当学生做了基本实验后, 教师应当对学生实验提出较高层次的要求--做验证性的和设计性的实验。比如在做完测平均速度的实验后应该总结实验时所采用的物理方法:控制变量的方法, 这种方法在物理的实验中是最常用的, 是应该掌握的。这样在学完密度知识后, 根据实验室所能提供的器材可以要求学生解决如何测金属块的密度问题, 学生可以根据控制变量的方法提出设计方案, 也可以提出一些具体问题, 自己设计进行实验。这不仅对前面知识的运用, 也是一种对物理方法的使用和拓展。

三、实验教学评价中的新意识

教师对教学目标的完成情况进行评估, 为制订下一个目标做准备, 这是一个学科目标的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点, 形成了相应的技能技巧, 那么教师应该对学生学习过程进行总结, 学生教材上掌握了什么, 教材外超越了什么?由教师和学生总结这个经验, 从而形成再创新能力, 这个环节是不可或缺的。

在以往的教学教学评价当中, 往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生, 在具有创新意识的教育教学过程中, 这个评价方法自然也应该有所改进, 而实验教学的评价改进也应该位列其中。新的评价观点不仅仅应该看到学生在操作实验中的熟练程度、准确程度, 更应该重视实验中解决问题的能力。由于这种评价尚在探索之中, 在实际操作时就更应该力避死板机械的作法和观点, 这也是当前开展创新教育应该努力的方向。

总之, 创新教育能使学生学会学习, 开发智力提高素质, 增加了自我锻炼的机会, 增强了适应社会发展的意识。而创新教育在物理实验教学中的具体实施, 必将为落实国家实施人才强国战略, 培养由单一知识型到能力复合型人才的转变, 提供一个可行的方法和不错的思路。

摘要：创新既是事物发展过程中量的积累, 同时创新又是创造, 是事物的突变。物理实验教学能够很好的体现这一质变过程。本文就物理实验教学来探索创新教育的具体实施。

物理实验中的素质教育篇7

关键词：物理实验教学作用

物理学是一门以观察、实验为基础的科学，人们认知的物理知识多数是通过实验、分析、甚至推理而总结出来的。初中学生对自然科学的实验探究有着天然的兴趣和求知欲，因此物理实验教学在素质教育中发挥着及其重要的作用。

一、物理实验可以激发学生学习的兴趣

在初中物理中，实验现象往往是形成兴趣的思维基础，能激发学生的求知欲望，形成持久稳定的学习兴趣，是学好物理的重要环节，以初中物理八年级上册的《序言——科学之旅》为例，谈谈我的做法与看法，因物理是初中学生的一门新课，为激发学生的学习兴趣，首先应用一系列的实验吸引学生。如：冷水能让烧瓶中停止沸腾的水重新沸腾、会跳舞的小人、硬纸板能托着装满杯的水、在倒置的漏斗里放一乒乓球，用手托住，然后从漏斗口向下用力吹气，乒乓球不会下落等实验，使学生一开始就感受到大自然的物理现象是生动的、有趣的。要想知道其中的奥妙得认真地学好物理知识，以此来激发学生学习物理的兴趣。而学生的这种兴趣和求知欲在物理教学中能够得到逐渐地加强和满足，学生学习的主动性一旦培养起来，已是学好物理成功的一半，必将对学习产生积极的影响。

二、物理实验可以启迪学生的抽象思维

在物理实验教学中运用设想法，能调动学生积极思维，启迪学生智慧。比如：在讲“用温度计测水的温度”的实验时，提出三个设想：一种是温度计插在盛水的烧杯中并与杯底接触；第二种是把温度计插入盛有水的烧杯中并与侧壁接触；第三种是没有把温度计的玻璃泡全部浸入盛水的烧杯中。然后引导学生讨论如果用第三种情况测量，测出来的读数显然不是杯中水的温度，如果第二种方法正确，温度计测出的温度也不全是杯中水的温度，如果第一种方法正确显然读数与第二种方法差不多，尤其是如果用酒精灯给烧杯加热时，温度计的示数就大不同了，更严重的是会使温度计示数急聚上升，如果超过温度计测量的范围可使玻璃泡炸裂，在此基础上再引导学生重做实验，而且还须让学生仔细观察教材八年级上册4.1-4图所示的方法才是正确的。只能是温度计的玻璃泡全部浸入被测液体之中而且不要与容器底部或侧壁接触，读数时应让温度计的玻璃泡继续留在被测液体中，且视线应与温度计中液柱的上表面相平，完成这个实验，虽然花了一定时间，但有很强的说服力，对增强学生思维能力，启迪学生智慧是有好处的。

三、物理实验可以陶冶学生情操

自然科学不但揭示物质丰富多样的运动形式及其规律性，而且还揭示了自然科学领域蕴含的内在美。

一方面，可用观察、实验的手段来展示自然、实验现象的形态美；另一方面，实验装置稳定协调，操作的灵活，规范，现象的利索，有趣，常常会使学生产生一种赏心悦目、舒坦的感觉。例如在做《升华和凝华》演示实验时，在烧瓶中放入结晶的萘和松枝，在给烧瓶加热时，萘被升华，变成了气体，停止加热后，萘又被凝华，此时烧瓶中松枝上布满了白色结晶的萘，便出现了美丽的自然奇观“雾凇”。通过该实验使学生间接体验了大自然中的景观是多么的绚丽多姿，同时使学生领悟到了自然界中千姿百态的自然现象往往与物理知识有关，使学生真正理解了升华和凝华的物理意义。像这样的实验既陶冶了学生情操，又培养了学生感受美、评价美、创造美的能力。

四、物理实验可以磨炼学生意志

科学实验必须坚持实事求是的严瑾的科学态度，由于各种主、客观因素的影响，难免有些实验达不到预期的效果，甚至是实验一次又一次的失败，这就给磨炼学生意志、培养学生坚强毅力创造了条件。对于演示实验教师应充分考虑到实验的程序及应注意的事项。比如在《观察水的沸腾》实验时，学生往往忘掉了温度计的正确使用，至使测不出真实的温度甚至有个别学生损坏了温度计，同时也有学生不会正确使用酒精灯加热。在此教师应引导学生观察酒精灯的火焰，到底是外焰、中焰的火焰哪个温度高。所以在使用酒精灯加热时应合理地调节石棉网的高度，同时还要求学生在烧杯上盖上一张能让温度计穿过的纸板，只有这样才能双方面的提高加热效率，减少实验时间，同时还应特别注意的是，当学生使用酒精灯不小心弄翻了或把酒精溅在桌上已经在燃烧的情况下，教师应让学生镇静，不要惊慌失措，有序的将酒精灯熄灭和用湿抹布扑盖。特别是在观察水的沸腾时教师应指导学生每隔几分钟持续地用温度计测沸水的温度，此时学生会发现温度不再升高，让学生认真总结，更使学生明白在标准大气压下的沸点是100℃，通过实验磨炼了学生意志，明白了探究科学真理是需要严谨学习态度的。

物理实验教学能够有效的培养学生的兴趣，激发了学生的求知欲望，启迪学生的抽象思维，陶冶情操，能够创设符合学生认知规律的学习环境；能够较好地寻求科学方法和培养各种能力，因此实验是物理教学中重要的组成部分。当今国际上的物理教学正在进行着深刻的变革，加强实验是国际物理教学领域中改革的共同趋势，也是我国基础教育落实科学素质教育的重要措施。

参考文献：

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2.凌瑞初，培养学生主动学习的精神，提高学生主动探索的能力[M].

3.岳燕宁，重视知识的产和和发展过程的教育.

4.石志中，浅论物理教学中的创新教育.

5.张民生，中学物理教育学.