中学物理实验的基本点论文.doc

中学物理实验的基本点论文 物理是一门实验科学而我们目前的物理教学基本上是停留在关于物理学知识系统的归纳和理论体系的阐述上就连物理实验本身的教学也是按教材的分析按部就班进行纯理论讲解其弊端是显而易见的本文主要谈谈中学物理实验的一些基本点 一、实验设计教学的注意点 1.从小处着眼加强实验设计教学 上海作为考试改革的试点城市其成功的改革将为考试提供可能的改革方向甚至一些新颖的题型和情境都可能为考试所借鉴无疑考试关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措极有在全国推广的价值而物理考试说明中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能 2.从大处着眼加强实验设计教学 著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的物理学史所作的序中曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点这就是思想不很活泼这也许跟大家过去受的教育有一定关系”我们常常教育学生“应该”、“必须”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件最后只有一个小小的空格“是”这样培养选拔出来的人才在学校是好学生步入社会是好职员大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么你要我做”工作常常“完成”的相当漂亮但思想僵化毫无创见这正是我们的悲哀！长期以来这种教育选拔模式致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪 思想不活跃是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化是因为我们留给学生太少的“可能”的余地实验设计的教学正是活跃思想培养能力的一种好方法授以实验的基本方法让学生自己去考虑有些可能的做法自己会做 二、实验设计的基本方法 1.明确目的广泛联系 题目或课题要求测定什么物理量或要求验证、探索什么规律这是实验的目的是实验设计的出发点实验目的明确后应用所学知识广泛联系看看该物理量或物理规律在些内容中出现过与些物理现象有关与些物理量有直接的联系对于测量型实验被测量通过什么规律需用些物理量来定量地表示；对于验证型实验在相应的物理现象中怎样的定量关系成立才能达到验证规律的目的；对于探索型实验在相应的物理现象中涉及些物理量这些都是应首先分析的 举例来说要测定地球表面附近的重力加速度我们就应检索：在所学知识范围内些内容涉及重力加速度它与其他物理量有何定量关系并一一罗列出来： （1）在静力学中静止的物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力的大小都等于重力即TNmg,若T（或N）和m能测出则重力加速度g也可测定 （2）在自由落体运动中“hgt/”若h和t可测出则重力加速度g也可测定 2.选择方案简便精确 对于每一个实验目标都可能存在多条思路、多种方案教材中关于某个实验目标的实验方案也只是众多方案中的一种而且不一定是最好的一种而只是较可行的一种那么在众多实验方案中我们应该如何选择呢一般来说选择实验方案主要有三条原则： （1）简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便各物理量易测应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案 （2）可行性原则即实验方案的实施要安全可靠不会对人身和器材造成危害；所需装置和器材要易于置备不能脱离实际不能超出现有条件 （3）精确性原则即不同的实验方案其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的在选择方案时应对各种可能的方案进行初步的误差分析尽可能选用精确度高的实验方案 3.依据方案选定器材 实验方案选定之后考虑该方案需要些装置被测量与些物理量有直接的定量关系这些物理量分别需用什么仪器来测定从而确定整个实验需要些器材 例如在“用单摆测定重力加速度”的实验中是利用单摆装置来进行实验的故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆重力加速度可表示为4L/周期需用秒表测定；摆长L是从悬点到摆球中心的距离因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度L和摆球的直径d从实验原理表达式可以看出实验与摆球质量无关故不需要使用天平 当然从实验方便性和精确性角度考虑还需对所选器材作进一步要求以期把系统误差降到最小如上述器材中摆线的伸缩性和质量应较小摆球的质量应较大；摆线伸缩性大其长度会随拉力变化而变化；摆球与摆线质量相差越小系统（摆线和摆球）质心偏离摆球中心越远误差就越大为了便于观察摆球振动的路径宜长但又要确保单摆做简谐振动故摆线宜长些常取1m左右 4.拟定步骤合理有序 实验之前要做到心中有数：如何组装器材些量先测些量后测应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤对一些可直接测量