中学物理实验创新的实践的策略探讨

1、.中学物理实验创新的理论的策略讨论一、倡导低碳理念,变废为宝实验生活化物理老师不应满足于物理实验的已有效果,而应致力于进步实验的稳定性、操作性和可见度,在教学理论中激发实验改进的动机,用学科知识分析问题解决的思路,在生活中探务实验改进的途径。“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验成了开发实验资源的真实写照。可乐瓶改装的弹簧振子阻尼振动演示装置如图1,以及用日光灯镇流器制作的千人震,均给学生留下了深化的印象。这样,对失去使用价值的废物进展修整、改进,甚至进展解剖和重新组装,将其改造成教学资源,正好适应循环经济、节约型社会的时代潮流,用实际行动践行了低碳实用的环保理念,是对学生详细而深化的技术教育和人文

2、教育。针对静电学实验的可见度低、易漏电等困难,我们先后研制了系列实用的实验器材,如“八宝粥罐导体圆筒如图2、“怒发冲冠帽、PVC电工套管和塑料布摩擦起电器等等,这些其貌不扬的自制教具、仪器,尽管比较粗糙,但它们在课堂教学中却神通广阔,破解了难点,解决了问题,效果很好。实验改进的灵感来自不懈的探究与考虑,实验创新要求我们慧眼独具。如传统的曲线运动速度方向演示实验效果欠佳,如何改进呢?有次无意间发现了磁性橡胶,一个新的实验方案在脑海中形成:把几段磁性橡胶弯成曲线轨道,吸在程度铁板上,然后用粘有红墨水的鼠标球沿轨道内侧运动,观察鼠标球脱离轨道后的运动;去掉一段磁性橡胶后,重复上述操作,可以发现鼠标球

3、脱离轨道后均沿切线运动。本实验中鼠标球的运用可谓是独具匠心,因为其吸水性适中,留下的运动轨迹明晰且均匀,这是通过比较多种器材后才确定的最正确选择,不正说明每个实验细节的改进和创新都包含着许多艰辛?物理知识源于生活,具有鲜明的生活性和实用性,因此,在物理课堂教学中,应尽可能创造条件,使学生感受到物理知识及其应用就在身边,激发他们自觉应用物理知识解决问题的兴趣。二、改进实验装置,推陈出新实验精细化教材提供的实验方案并不一定是最正确方案,在教学中应该精益求精,力臻完美,如?探究功与速度变化的关系?一课中,教材中使用了如图3所示的实验器材。该实验原理简单,装置也不复杂,但在实验操作过程中,却难以获得令

4、人满意的效果,主要存在以下问题:1难以保证小车做直线运动,从而导致纸带上的点迹不在同一直线上,同时,增大了运动中的阻力,实验精度低。2橡皮筋恢复原长后,处于小车运动的前方,容易阻碍小车的运动。3弹力做功采用倍增法的前提是每条橡皮筋在操作中做功一样,如何才能保证这些规格一样的橡皮筋在实验过程中形变一致?在教学理论中,通过对教材提供实验方案的改进,自制了如图4所示的实验装置:1用轨道代替了木板。这样既减小了摩擦阻力,更重要的是保证了小车的直线运动;同时,当橡皮筋恢复原长后,会自行落到轨道之下,解决了橡皮筋影响小车运动的问题。2为保证橡皮筋在操作中做功一样,设置放手位置的标志,橡皮筋条数增加后而放手

5、位置不变,即可实现橡皮筋在实验过程中形变一致。由于成功地抑制了诸多缺点,学生在分组实验过程中,操作方便,结论准确,效果良好。三、探究科学玩具,激趣增色实验兴趣化“科学玩具是指表达娱乐性并蕴涵着丰富科学内涵的玩具,集科学知识与设计技术于一体。学生在参与活动过程中,不仅有利于他们理解和稳固物理知识,培养联络实际的才能,而且还能丰富知识、开阔眼界,激发他们探究新的物理现象和规律的兴趣,是课堂教学活动的重要补充。怪坡现象曾引起人们热议,因为在怪坡上物体由低处往高处看似轻松自如,而从高处往低处却显得非常困难,其怪因引起了许多同学的兴趣和探究冲动。好奇心是最好的老师,为解释怪坡现象,可自制如图5所示滚轮装

6、置,进展模拟演示后,引导学生初步分析怪坡现象的成因,鼓励学生上网查阅相关资料,组织小组讨论,开展研究性学习,并对此作出科学合理的解释。魔罐如图6外观看似一听普通的饮料,其实却不寻常:让其在程度桌面上滚动,速度逐渐变小,最后竟反向运动,神奇地回到出发点。假如有人质疑桌面是否程度,可以换方向重复前面的演示,结合实验引导学生通过看外形,猜测构造,进展讨论,去伪存真、由表及里。其实正是因为巧妙地运用了机械能守恒定律,实现动能与弹性势能的互相转化,使其变得神秘,显得神奇。让所学规律承受理论检验,从而使学生在知识运用过程中,获得更深化的认识或展开进一步的讨论。滚轮装置和魔罐实验亲密联络实际,为物理课堂教学

7、开窗,与应用理论搭桥,这样,规律学习过程中,重视学生的情感体验,本着开发学生智力、开展学生才能进展科学玩具的研究,通过自制科学玩具的研制,激起学生的好奇心和学习兴趣,鼓励学生参与课外小制作,引导他们从学习物理到探究物理,全面培养学生科学素养和技术素养,让学生从课堂走向生活,从生活走向物理,从物理走向社会。四、接轨现代科技,如虎添翼实验科技化数字化信息系统,是集实验数据采集、显示、分析、处理等功能于一体的实时智能化实验系统,是运用现代信息技术进展教学的一种手段。其特点是数据采集迅速,数据分析准确,曲线拟合合理;数据容量大,图形明晰直观,能显示难以观察的过程,在物理课堂教学中,特别是在实验探究中更

8、能大显身手。数字化信息系统的开发和普遍使用,进一步凸显物理实验的教育功能,大大拓展了学生研究的视界。从物理学科特点出发,开展利用“数字化信息系统的实验研究,同时与研究性学习和科学理论活动结合起来,自主设计实验,改进传统实验,挖掘其实验功能,在物理教学中有很大的施展空间,拓展了高中物理实验创新的新途径。如在“作用力和反作用力的研究的演示实验中用力传感器代替弹簧秤,当同学对传感器拉或顶时,屏幕上可以实时显示两个传感器的互相作用力随时间变化的曲线如图7,实验结果一目了然,过程明晰可见,结论令人信服。在?简谐运动?中探究弹簧振子的位移图象时,教材中介绍的频闪照片以及数码相机频闪摄影两种方法,都存在拍摄

9、难度大,数据处理复杂等问题。在教学中,笔者利用数字化信息系统改进了该实验装置如下页图8:在气垫导轨上放置滑块先取下滑块上的小“风帆,其两端各连接一轻质弹簧,滑块上固定位移传感器发射装置,将位移传感器接收装置与数据采集器相连,将实验所测数据实时输入计算机,再以时间为横轴,以位移为纵轴,作出弹簧振子的位移图象如图9,使弹簧振子运动过程中位移与时间关系一目了然。数字化信息系统的引入,简化了实验操作,突出了弹簧振子运动过程中位移与时间关系的研究,可见度大,可信度高,有效地进步了课堂效率。另外,在研究阻尼振动时,只要在该装置的滑块上插上一叶“风帆以增大阻力,利用数字化信息系统可以非常直观地显示阻尼振动中

10、振幅的变化如图10,效果明显。五、开展实验设计,学以致用实验探究化学生实验有利于进步学生实验操作技能,但要培养学生的探究性研究才能,必须加强学生实验设计训练。在学生掌握了一定物理知识和根本实验技能的根底上,老师应根据新课程物理实验教学的要求,有目的、有方案地引导学生开展实验设计,即要求学生按照实验目的和要求,根据已学的实验原理和方法,设计出符合要求和具有创新思路的实验。其最大优势在于:表达了以学生为主体的实验教学新形式,充分调动学生学习掌握根本技能的积极性;表达了素质教育以人为本的新内涵,是一种培养创新才能的有效方法。例如,学习了热敏电阻和传感器后,可以要求学生设计一个自动控制充电器的电路实验

11、方案,并引导学生积极考虑以下问题后再进展设计:1热敏电阻有哪些特性?这些特性与什么因素有关?2为什么可以用热敏电阻进展自动化控制?根据热敏电阻和传感器的特性,本实验应着重打破哪些技术要点?3实验的设计原理是什么?完本钱实验需选用哪些器材?4如何设置实验操作步骤?实验操作过程中的本卷须知有哪些?学生根据以上问题设计出详细的实验方案,经过老师审查后,再由学生利用实验室中的器材独立完成实验,老师及时做好总结与评价。通过实验设计与操作,使学生的理论知识得到稳固,实验技能迅速进步,并逐步掌握设计实验方案的要领和根本规律,进步实验设计才能和创造才能,从中培养学生的逻辑思维才能、抽象思维才能、创新思维才能和

12、探究性研究思维才能。物理学知识有着广泛而详细的应用,这就要求老师应积极倡导学生亲密联络生活实际,利用物理知识解释物理现象,以及开展力所能及的小实验和小制作。老师可以组织学生尝试电动车自动发电、自来水水位自动控制等方面的技术研究与改进;通过废旧电池的利用和鉴别,科学地使用和回收废旧电池,积极参与绿色环保活动。结合当前新农村建立,引导学生深化开展楼房供水供电工程、太阳能热水器等方面的调查和小创造、小创造活动,使学生充分认识到力学原理如平衡、压力和压强等的实用性,感受到供水、供电的实际操作与设计的重要性,认识到太阳能转换的科学性,鼓励学生自主设计、创造创造。小实验、小创造为实验教学赋予了新的内涵,为物理实验增添了时代气息。通过课外实验活动,一方面扩大了学生的知识面,丰富学习内容,增大思维培养空间;另一方面,有效地鼓励学生运用物理知识和物理原理积极开展思维活动,逐步进步分析问题、解决问题的才能,使学生的逆向思维、发散思维更加趋向创新,从而丰富创新性研究思维的培养途径,到达课堂实验教学难以到