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中学物理改进实验装置

发布时间:2024-05-10 13:21:54

㈠ 有哪些适合初中生的物理实验小制作

1一个木板,一个易拉罐,一些沙子.
将木板斜放,往易拉罐里放一些沙子,易拉罐会静止在木板上,很简单,易做.
2筷子的神力
思考:把一根筷子插入装著米的杯子中,然后将筷子上提,筷子会把米和杯子提起吗?
材料:塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根
操作:
1、将米倒满塑料杯。
2、用手将杯子里的米按一按。
3、用手按住米,从手指缝间插入筷子。
4、用手轻轻提起筷子,杯子和米一起被提起来了。
讲解:
由于杯内米粒之间的挤压,使杯内的空气被挤出来,杯子外面的压力大于杯内的压力,使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起,所以筷子就能将成米的杯子提起来。

瓶子赛跑
思考:装有沙子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来,谁先到达终点?

材料:同等大小、重量相等的瓶子两个、沙子、水、长方形木板一块、两本厚书
操作:
1、用长方形木板和两本书达成一个斜坡
2、将水倒入另一个瓶子中,将沙子倒入瓶子中
3、把两只瓶子放在木板上,在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动
4、装水的瓶子比装沙子的瓶子提前到达终点
讲解:
沙子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多,而且沙子之间还会有摩擦,因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。
创造:将瓶子里的物质换一换,再让它们比比赛吧!

带电的报纸
思考:不用胶水、胶布等粘合的东西,报纸就能贴在墙上掉不下来。你知道这是为什么吗?
材料:1支铅笔;1张报纸。
步骤:
1. 展开报纸,把报纸平铺在墙上。
2. 用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后,报纸就像粘在墙上一样掉不下来了。
3. 掀起报纸的一角,然后松手,被掀起的角会被墙壁吸回去。
4. 把报纸慢慢地从墙上揭下来,注意倾听静电的声音。
说明:
1. 摩擦铅笔,使报纸带电。
2. 带电的报纸被吸到了墙。
3. 当屋子里的空气干燥(尤其是在冬天),如果你把报纸从墙上揭下来,就会听到静电的劈啪声。
创造:请试一试,还有什么物品能不用粘和剂,而用静电粘在墙上

胡椒粉与盐巴的分离
思考:不小心将厨房的佐料:胡椒粉与盐巴混在了一起,用什么方法将他们分离开呢?
材料:胡椒粉、盐巴、塑料汤勺、小盘子
操作:
1、将盐巴与胡椒粉相混在一起。
2、用筷子搅拌均匀。
3、塑料汤勺在衣服上摩擦后放在盐巴与胡椒粉的上方。
4、胡椒粉先粘附在汤勺上。
5、将塑料汤勺稍微向下移动一下。
6、盐巴后粘附在汤勺上。
讲解:
胡椒粉比盐巴早被静电吸附的原因,是因为它的重量比盐巴轻。
创造:
你能用这种方法将其他混合的原料分离吗?

带电的气球
思考:两个气球什么情况下会相互吸引, 什么情况下会相互排斥?
材料:打好气的气球2个、线绳1根、硬纸板1张
操作:
1 将两个气球分别充气并在口上打结。
2 用线将两个气球连接起来。
3 用气球在头发(或者羊毛衫)上摩擦。
4 提起线绳的中间部位,两个气球立刻分开了。
5 将硬纸板放在两个气球之间,气球上的电使它们被吸引到纸板上。
讲解:
1 一个气球上的电排斥另一个气球上的电。
2 两个气球上的电使它们被吸引到纸板上。
创造:你能用其它小实验说明气球带电吗?

可爱的浮水印
思考:宣纸上漂亮的图案不是画出来的,是怎样制作出来的?
材料:脸盆1个、宣纸1—2张、筷子1支、棉花棒1根、墨汁1瓶、水(约半盆)
操作:
1、在脸盆里倒入半盆水,用蘸了墨汁的筷子轻轻碰触水面,即可看到墨汁在水面上
扩展成一个圆形。
2、拿棉花棒在头皮上摩擦二、三下。
3、然后轻碰墨汁圆形图案的圆心处,看看有什么现象。
4、把书法用纸轻轻覆盖在水面上,然后缓缓拿起,纸上印出什么图案呢?
讲解:
1、棉花棒碰触时,墨汁会被扩展成一个不规则的圆圈图形。
2、棉花棒在头皮上摩擦所涂上的少量油,就会影响水分子互相拉引的力量。
3、水印会呈现不规则的同心圆图形。
创造:
试试其他的方法,改变水面上墨汁的图形。

㈡ 如何改进物理实验教学,培养学生科学探究的兴趣和能力

仅供参考

韩蓄 徐伟
(渤海大学物理系 121000)
【摘 要】实验不仅是一种操作性的实践活动,更是一种探究性的实践
活动,所以在实验教学中运用实验问题情境的创设;实验操作的创新以
及通过实验过程中突发的问题和现象对学生进行教育,能够充分体现科
学探究的精神,更好地使学生养成科学探究的能力。
【关键词】实验教学;科学探究;探究兴趣;

新一轮基础教育课程改革背景下,科学探究已被作为理科各科教学的核心并要求贯彻落实。作为自然学科之一的物理学科也不例外,物理新课程标准中最突出的特点是把科学探究列入到了课程内容标准中,强调在教学中要积极地培养学生的创新精神品质和增强科学探究能力。所以科学探究已成为物理教学的核心内容。而物理实验教学是中学物理教学不可分割的重要组成部分,是中学物理教学的重要基础、内容、方法和手段。基于物理实验教学本身的这些特点,在中学物理实验教学中恰当的进行科学探究能力的培养,能够收到事半功倍的效果。
1.科学探究内涵
科学探究的本意是指科学家们运用科学的方法研究自然界的科学事物及规律时所进行的科学研究活动。运用到教育中的科学探究的具体含义是:“学生在学习课程和现实生活的情境中,通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动,获得知识、技能、方法情感态度与价值观的学习方式和学习过程” [1]。
课程标准明确指出:“将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神”。科学探究的教育目的就是让学生亲身经历和体验科学知识的获得过程,并在此过程中运用科学的方法发现问题、提出问题、以及寻求证据、材料解决问题,体验探究过程中的辛酸与喜悦,从而使学生能够在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面得到全面发展,以应对现代社会和未来发展的挑战。
2.物理实验教学对科学探究能力培养的作用
2.1物理实验教学能够激发学生的科学探究兴趣
心理学认为:“兴趣是积极探究某种事物的认知倾向,它是人的一种带有趋向性的心理特征” [2]。科学探究兴趣是学生进行科学探究的一个重要条件,是学生探究的一种推动力。物理学是一门以实验为主基础的自然科学,利用实验可以直观的把物理现象和物理事实呈现在学生们的面前,从而激发学生的直觉兴趣。大量的教育事实表明学生对各种操作性实验和演示实验都感到新鲜而有趣,这也是中学生们愿意上物理实验课的一个心理原因,所以我们就要抓住学生的这个心理因素,充分利用好实验激发学生的科学探究兴趣。
2.2物理实验能够使学生学会并运用物理科学思维方法
“当代科学教育理论认为,科学探究没有固定的模式,但有一些可辨别的要素,比如提出问题、进行猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验、收集数据、提出理论或建立模型、进行评估与交流等” [3]。这些同样也是物理实验中经常用到的科学思维方法。只学习理论,而不把学到的理论应用到实践不是真正地学会了理论。通过物理实验学生们可以直接应用这些科学思维方法,从而使学生真正地掌握这些科学思维方法,成为终身必备的知识与技能,这样才是真正地实现了科学思维方法教育,提高了学生科学探究的能力。所以说物理实验教学能够使学生真正地学会并掌握科学探究的思维方法。
2.3物理实验能够培养学生的科学态度
今天的教育不仅要关注学生的智力发展,更要注重学生的非智力因素的发展。每一个物理概念、规律的发现和证实都离不开物理学家们的坚持不懈、一往直前的科学探索精神。在这一点上物理实验教学表现的尤为突出,因为今天我们所做的实验都是在研究和体验物理学家们的“实验”。我们不仅要让学生们掌握和创新物理学家们的“成果”,更要让学生们体验物理学家们在发现物理问题和解决物理问题上的酸甜苦辣,从而通过实验教学培养学生的探索精神、意志品质和实事求是的科学态度。
3.物理实验教学中科学探究能力的培养策略
3.1创设实验问题情境,激发学生的探究兴趣
问题情境的创设无论是在物理概念教学还是在物理规律教学中都是十分重要的,物理实验教学中同样也不能缺少问题情境的创设。因为一个良好的问题情境的创设能够促使学生提出问题,只有提出问题才能进一步地通过实验进行验证、推理,从而解决问题。一个实验问题情境的创设能够给学生们提供丰富的想象空间,发挥学生的创造性思维能力,从而使学生产生疑问,激发学生的探究兴趣。
例如,我们可以设计的一个实验问题情境:“从物理学角度看日常生活中的一斤棉花和一斤铁哪个重?”当然同学们都会不假思索的回答:“当然是一样重了,因为都是一斤吗?”这时教师说:实际上不是这样的。这时同学们会感到很迷惑,都想知道是怎么回事。教师:一斤棉花和一斤铁它们有什么不同点?学生:棉花的体积大。教师:同学们思考一下刚才的问题,既然它们的体积不同那么它们在天平上的平衡状态会受什么影响?同学们猜想一下,学生:会受到空气浮力的影响。教师:那么同学们可不可以设计一个实验来探究一番呢?于是同学们会积极地设计实验来探究从物理学角度来看日常生活中一斤棉花和一斤铁到底哪个重?学生:在空气中将一斤棉花和一斤铁分别放到天平的两盘内,这时天平保持平衡。然后取一大玻璃罩将天平罩住,抽掉其中的空气,形成“真空”。会发现装棉花的一端逐渐下沉,天平平衡被破坏了。这时教师引导学生交流得出结论:“棉花的真正重量—棉花所受空气浮力=铁的真正重量—铁所受到的空气浮力”。因为棉花所受空气浮力大于铁所受到的空气浮力,所以一斤棉花的真正重量要比一斤铁的真正重量大。
从这个让同学们“疑惑”问题情境入手,激发他们的探究兴趣,更好的使学生形成科学探究的意识和能力。
3.2从实验操作上培养学生的科学探究能力
一个准确的物理实验离不开正确的运用实验器材和准确的观察、记录实验数据,这些过程对实验结论的科学性都是至关重要的。不正确的实验操作就会产生失误,甚至得不到实验结论或产生很大的实验误差,非准确的观察和记录实验数据会导致实验误差的增大。所以在实验操作上对学生进行正确教育和引导是非常重要的,这也是科学探究能力的一个重要组成部分。在物理实验教学中要积极鼓励学生进行创造性的想象,发散思维寻求如何更好的方法完成每一个物理实验。
例如,在“用单摆测定重力加速度”时,中学物理实验中在对记录小球摆动次数时的要求是当小球达到平衡位置时计时,小球每次经过平衡位置是一个周期,在这个实验操作中,学生们会产生这样一个问题虽然小球经过平衡位置容易计时,但小球来回摆动观察起来还是不太容易,一不小心就会查错。那么我们针对这个问题就应该引导学生对实验操作上进行探究改进,使观察记录时清晰一些。教师:同学们我们用什么办法能使在观察记录摆球摆动时更加精确更加清晰一些?教师可以把学生分成若干小组进行探究。经过探究每个小组都想到了自己的办法,如,(1)可以把除平衡位置以外的地方用屏挡住,只能通过屏上的缝或孔看到平衡位置的摆球;(2)可以设计一个光电门来记录摆动次数;等等。
通过教师引导,学生们积极设想,鼓励学生进行科学探究,寻求更多的改进,创新实验操作的方法,有利于学生创造力的培养,更加有利于学生的科学探究能力的养成。
3.3利用实验过程中出现的问题和现象培养学生的探究能力
实验教学在使学生学会验证一个结论和探索某一物理规律的同时,更重要的是培养学生追根刨底的科学精神。学生在实验中遇到了问题时教师就要积极引导学生深入探究其产生的原因。
例如,在“用打点计时器研究匀变速直线运动的规律”的实验中,有时会出现这种情况,在纸带上应该打出一个点的位置却打出了两个很近的点,如图2。当出现这个问题时,有的学生认为打的不成功,于是决定重新做实验,结果还是这样的问题。我们做实验并不是单纯的去“迎合”物理上的正确规律,更重要的是在实验过程中养成“有问必究”的科学探究精神。出现了这样的问题教师应该及时地引导学生探究问题产生的原因,学生们能够发现和找出原因不也是在进行“科学探究”中的一个新发现吗!首先教师应让学生猜想一下原因。学生们可能提出各种各样的猜想,例如:(1)电压不稳;(2)振针长短未调节好;等等。这时教师组织学生进行交流讨论,对这两个原因分别进行检验得出:(1)通过对电压的测量得出电压是稳定的;(2)通过对振针的调节发现打出的纸带不出现“两个点”了。最后在教师的指导下学生们经过探究把原因找到了并排除了故障。
物理实验教学在中学物理教学中占有很大的比重,能够充分地利用好实验教学来培养学生的科学探究能力具有无可替代的优越性。所以我们广大物理教师要进一步做好物理实验教学工作,发挥实验教学的优越性,这样才能更加完美地提高学生的科学探究能力。

引文注释:
[1] 刘力.研究性学习通论[M].高等教育出版社,2004.465.
[2] 乔际平.物理学科教育学[M].首都师范大学出版社,2001.193.
[3] 芮泽丽.科学探究是物理教学的基本思想[J].《安徽教育》月刊,2007.31.

湖南省邵东县两市镇第四中学

在义务教育《物理课程标准》中,将“科学探究”列入课程目标,并强调“以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究过程,学习科学探究的方法,培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识”。随着新课程标准的实施,科学探究被引入到物理课堂教学中,教材中设置了不少的探究实验。不仅是让学生通过科学探究活动获取知识,而且更重视让学生经历探究过程;有的甚至只是要求学生经历探究过程。由此可见,新课程标准十分强调科学探究在学习中的作用,使科学探究成为一个新的教学要求和新的学习方法。物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学,与现实生活联系最密切,在教学中应把课本上的一些实验进行合理的科学的改进创新,充分发挥物理学实验的多种功能和作用,这不仅可以通过实验掌握物理知识,也是培养学生探究能力和创新能力的重要措施。
笔者在多年的教学实践中,重视演示实验,学生分组实验及课后小实验的改进,在培养学生科学探究能力方面并做了一些有益的尝试。
一、演示实验中,让学生自主设计完成
传统的演示实验教学,只是让学生看教师表演,先是“教师做,学生看”,后是“教师讲,学生听”,缺乏对知识深入引导和研讨,阻碍了学生主动学习和亲自探索知识,如能将一些演示实验进行改进,让学生去自主探索,经过分析、讨论,透过现象看本质,则会从中悟出很多课本上学不到的知识。
例如:在研究焦耳定律的演示实验中,我是这样处理的:提前在课前布置预习本节课,以思考题的方式向学生出示本节课的演示实验课题──研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,要求学生利用自习课时间,实施以下过程:
1、自主设计实验方案
设计实验方案关键是让学生考虑好实验原理,怎样将电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的对象。学生们充分发挥想象,不同的实验方案达十余种,有的甚至比教材上的方案还简单易行,有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升,有的让灯丝发热升温而发光……这样表演性演示实验变为开放性研究实验,极大激发了学生学习和研究物理知识的积极性,培养了学生的发散思维和创造性思维能力。
2、自主选择实验器材
在完成设计后,有的同学到实验室借实验仪器,有的学生找老师帮忙安装实验装置,有的学生自己制作一些小器材,这样变纯观察性实验为创造性操作实验。
3、自由组合,探索研究
经过交流,有一些同学的实验方案相近似,于是他们就自动组在
实验过程中,互相交流切磋、沟通、共同研究。在交流中学会团结协作,在互帮互学中,共同提高。
二、学生分组实验中,让学生自主探究
学生分组实验是初中学生最感兴趣的课,但绝大多数学生是按教材的安排程序进行实验,按照教师布置的步骤进行操作,兴趣只停留在表面上,凑“热闹”成分很多,这样也就无法培养学生的综合能力和科学素质。如:初三物理中《测定小灯泡的功率》的实验,如果只是指导学生按教材的安排进行实验,让学生注意观察小灯泡两端的电压在等于额定电压,高于额定电压和低于额定电压的情况下的发光情况,并将每次测得的电压,电流值填入实验表格,算出电功率值,那么实验目的单一,无法达到培养学生素质的目的,所以在教学过程中我是这样做的:
1、不限制实验原理
在讲本节课时,只讲清实验目的,说明小灯泡上“3.8V”或“2.5V”意义,至于实验原理由实验小组讨论决定,并按要求画出实验电路图,结果出现三种实验原理P=UI,P=U2/R,P=I2R,并通过对三种实验方案的优劣的深入分析,确定应用P=UI为实验原理的方案,从而培养了学生的发散思维能力,提高了思维品质的深刻性与批判性。
2、不规定实验步骤
进实验室要求不看课本,动手时只说明实验中要观察灯泡的亮度,触摸灯泡热度,计算灯泡的功率和电阻,并不限定实验有三个步骤,结果巡视实验中发现,有的小组实验有五、六步,并设计了开放性的记录、表格,其中灯丝在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流的测量值和功率、电阻的计算值,灯泡热度的触摸感,从而激发了学生的观察实践和发现问题能力。
3、不确定实验归纳
实验后不固定方向,让学生多方向、多角度、深入细致的观察,分析实验现象和数据,从而开放性地归纳出实验结论,如有的小组分析真实的实验数据,得出如下结论:(1)伏安法既可测电阻也可以测电功率;(2)灯丝电阻随温度升高而增大;(3)灯泡的实际功率,随其两端实际电压的增大而增大;(4)灯泡只在额定电压下正常发光,实际电压过高会烧坏灯泡,过低灯不亮;(5)因灯丝电阻随温度升高而变大,故不宜用P=I2R和P=U2/R测灯泡的电功率,通过以上五个方面的归纳,培养了学生的分析、概括实验结论能力,并加强了前后知识的联系。
三、加强课外小实验小制作小发明活动,引导学生参与实践
物理小实验,小制作小发明的题材广泛,材料非常丰富,是激发学生兴趣发挥学生创造性的有益活动。对每章或每节课后的小制作、小实验,教师可适当给予指导,提出必要的建议。使得学生能够善于动脑动手,因陋就简就地取材,把小实验、小制作活动搞得丰富多彩,生动活泼。如在学习了温度计之后,可以制作简易温度计,通过制作过程,了解刻度划分的方法。再如学习了简单机械后,可以尝试制作搬运重物上楼用的“爬楼车”,学了电学后,可以制作发明“防火报警器”、“防盗报警器”、“知识竟赛抢答器”等,通过这些活动使学生学习如何运用知识解决实际问题。又如在学习了光的折射现象后,对于不同介质对光的折射情况是否相同、清晨看到日出时太阳在地平线以下还是在地平线以上等问题,学生常表现出较强的探究欲望。为此我们可以组织学生利用课余时间对该物理知识进行较深入的专题探究,可以从模拟实验的角度进行,也可以从理论论证的角度进行,由学生自己确定。再如,晶体熔化的实验误差较大,可让学生通过探究产生较大误差的主要原因,从而提出改进实验方案或改进实验装置的建议。在学习了“能源与可持续发展”后学生可以探究环保方面的问题、节约能源方面的问题。另外还须注意的是选择研究的题目不宜过大,针对性要强,使学生易于操作。课外小实验、小制作、小发明活动在许多方面略显粗糙或不规范,但学生的自主性、参与性高,尤其在设计和准备过程中那种富有创造性的思维及操作过程,是在其它途径中无法体会到的。同时使学生感受到物理知识的应用无处不在,激发他们自觉应用物理知识探究解决问题的兴趣。提高他们科学探险究能力。
综上所述,本人在物理实验教学中,尽量把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为开放性实验,边讲边实验,并改进实验装置,器材并大力发动学生作课外小实验、小制作、小发明等,让学生尝试实验设计、操作,提高学生科学探究能力、创新能力和对知识的应用能力,使学生自主参与学习进而大面积提高物理教学质量。

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