对中学物理演示实验的认识和教学设计案例

1、1引言“你要我做什么？ 你想要我怎么做？ “有日子，我们的学生在这种被动的机械模式下学习，思想僵化，缺乏创造性。 反思我们的教育，思想之所以僵化，是因为我们给学生太多的“必须”。 缺乏创造力是因为我们给学生留下了很少的“可能性”。 修订物理实验教育是培养活泼思想、能力的好方法、好方法。 传授物理实验的基本方法，让学生多思考。 “我要做什么？ 是怎么破吗？ 为什么要这么做？ 提高能力需要时间。 因此，从平时的各门课开始，切实加强对示范实验和分组实验的教学设施修订，才是物理学科能力培养和知识把握最佳结合的方法。2中学物理演示实验教学现状与对策物理学是一门比较抽象的科学，是一门以观察、实验为基础的学

2、科，它包含的内容极其丰富，许多基本概念、规律、定理需要学生掌握，教学过程的各个环节密切相关。 示范实验是教学中极为重要的环节，中学物理教育是不可替代的。2.1中学物理演示实验的特点从演示实验的教学过程来看，实验装置和人民教师、学生构成了三元教学系统，其中演示实验装置起着制作物理剧本的作用。 在人民教师的指导下，激发了学生观察实验的兴趣和说明实验现象的热情。 也就是说，人民教师的引导对激发学生的情感起着主导作用。 学生在物理情景和物理情感的作用下，积极参与观察实验，在活动中发展智力、技能和品格。 搞好物理示范实验教学，不仅可以达到让学生掌握基础知识和基本技能的要求，而且还可以成为学生探索知识的过

3、程，使学生确立科学的思维方法，培养学生的创造能力，全面提高人的素质。2.2中学物理演示实验教学现状分析本世纪80年代以来，国内外许多物理教育工作者进行了教育改革实践，总体趋势是加强物理实验教育，重视从“应试教育”向“素质教育”的转变。 但是，由于应试教育的强压力、传统教育思想的束缚、实验设备的缺乏以及实验技术的落后等，在当前的物理实验教学中，示范实验仍然是极其薄弱的环节，这种情况影响着学生的知识能力结构和非智力因素的发展。 目前制约高中物理示范实验教学的主要因素有以下几个方面： (1)传统的“应试教育”思想影响太深；(2)对“物理实验在教育中的作用”认识参差不齐；(3)示范实验及其教育方式缺乏

4、创新思想。2.3如何改进初中物理示范实验教学如何在当前条件下发挥物理实验在中学物理教学中的作用，利用示范实验刺激学生的学习兴趣，启发学生的思维培养学生的实践精神和创新意识，提高学生的探索能力，需要我们在教学实践中不断地进行探索、改进和创新。(1)影响实验示范效果的因素和改善对策从实验结构分析结合初中物理教学的实际，示范实验不理想，失败的主要原因有：一是实验动力源不好或运用不当。 热源的散热不均、电池内部电阻过大、平行光源不平行、亮度过弱等。 二是被试验者的可视性差。 光路表示模糊或电阻丝过小，学生无法抓住观察主体。 三是实验现象的显视器故障或变化幅度太小。 四是实验控制装置不灵敏，不符合实验条

5、件。 对各示范实验效果差的具体原因不同。 为了使演示实验生动地制作物理情景，根据以上的分析，一般可以采取提高实验动力源和控制装置性能的改善措施。 二是强调受试者，在时间和空间上扩展实验现象。 三是采用放大的鲜明、形象的显示手段。(2)发挥演示实验教学系统的整体功能为了提高演示实验的教学效果，除了从实验本身进行之外，从发挥实验教学系统整体功能的方面来考虑也很重要。 在进行演示实验前后，讲述相应的物理学史叙述方法及其在生产生活中的应用和趣闻，对物理观察现象进行深入分析和联想，可以使学生积极学习物理情感。(3)自制教学用具，提高应用性的演示实验仪器教学用具在物理实验中不可或缺，使用什么样的仪器教学用

6、具是实验教学研究的重要内容。 随着科学技术的迅速发展，现在的实验教育正在采用现代化的仪器和手段。 但是，从上个世纪开始，麦斯威尔就明确表示“演示实验使用的材料变得简单的话，原来如此、学生就会变得熟悉，希望得到彻底的验证结果。” 自制仪器是历代科学家的优良传统，科学巨人很难得到比科学预言更先进的完善设备，科学成果往往伴随着自制仪器的成功而诞生。 人民教师开展自制教学用具的活动并鼓励云同步，也鼓励学生参加自制教学用具的活动，使他们学习使用，也可以开发他们的智能。(4)自制多媒体课件。 仿真演示现代物理实验利用常用仪器、教学用具进行演示是最基本的手段，利用多媒体教学是教育现代化的重要标识牌，是教育改

7、革的重要组成部分。 多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察手段和方法，组织多媒体信息，形成合理的教学结构，实现教学优化，使学生切实感受物理学科的学习方法，提高学生的观察和问题分析能力。 为了给学生形象、直观的认识，人民教师可以自制多媒体课件，利用学生计算机网络教室向学生们进行演示。 例如汤姆森的原子枣饼模型、卢瑟福的粒子散射实验等。 您还可以从网际网络下载一些好的软件(物理触摸实验室、光学实验室等)，以便学生可以在自各儿上设计和观看。2.4中学物理演示实验应遵循的原则(一)科学性实验原理的科学性主要表示物理原理是否正确、是否真实、科学、实验的物理现象是否真实、是否正确地反映了实验原理。

8、原理的精准性要求决不撒谎是要不得。 代替真正的物理现象造假像来欺骗学生。 在桌子上放一根又细又长的木棒，在桌子外面伸出一个小部分，在桌子的木棒上放上报纸，然后用拳头打木棒伸出的部分，就可以看出木棒伸出的部分折断了，而不是把报纸举到空中这是一个很生动的实验，通常用来说明大气压强的存在，但实际上木棒的折断不是因为大气压强压住报纸，即使不盖住报纸，打击快木棒也折断，打击慢报纸引起，木棒也折断，实验现象说明大气压强的存在(2)可行性主要从仪器制作、器材选择、实验条件和操作等方面看实验能否成功，实验能否应用于实际教学过程，是否能达到某一教学目的，经常出现这种情况，修订的实验方案科学、准确，但在实验实施过

9、程中，受到许多方面因素的限制(3)目的性修订的实验具有明确的意图及其目的，即应该要求解决什么样的问题得出什么样的结论验证什么样的定理、法则、法则作成的概念。 教材中有一些重要的规则、概念通过示范实验总结，这比人民教师简单说明更容易为学生所接受。 教材的一些重点、难点学生有疑问，不做实验的学生不能理解，这都需要及时设置、引进示范实验。(4)直观性示威实验首先要有直觉形象，直觉性越好，越有利于学生进行直觉思考。(5)奇异性利用怪异现象渲染气氛，进行费解的实验，激发学生的好奇心，学生观察后解开忙不迭之谜，激发求知欲望，提高敏锐的观察能力和思考能力。 例如，在“惯性”课上，将玻璃瓶放在桌子上，在瓶底按

10、笔记，慢慢拉笔记，使瓶子向着桌子边缘慢慢移动。 此时，学生们认为再搬一次，瓶子就一定会掉到地上(6)爱好趣味又有趣又有魅力的实验让人开心，实验的趣味要求实验采访生活，学生有“亲近感”。 不知道为什么，在自各儿实验可以让学生在好奇心中感受到物理知识的魅力。 用轻松愉快的实验得到知识的真实信息。3中学物理演示实验教学设修例3.1巧妙验证折动摩擦力公式的实验折动摩擦力的考察是高考物理的重要知识点之一，它一般贯穿于选择、填补和修正问题中，是不可忽视的知识点。 但是，在日常的学习中，只通过讲义和练习就能使学生掌握折动摩擦力的公式和运用，缺乏直觉性和客观性。 为了解决这个问题，我修订了一个巧妙检验滑动摩擦

11、力公式的示范实验，让学生在学习这一章的过程中能够更轻松、更有效地把握，大家一起讨论。 具体实验设定修订如下图3.11(1)实验器材：长条纸录音带方材a； 托盘b； 负荷传感器c； 有一些砝码。(2)实验装置：如图3.11所示。(3)实验方法：用负荷传感器牵拉木头块，将负荷传感器一端固定在桌子上，在木头块a下放置一个长纵录音带，录音带用轻绳子与调色盘相连，轻绳子绕过固定在桌子一端的固定滑轮。 实验时只要纸录音带不动，不管是否是等速运动，木片a静止到达平衡态。 木片a在水平方向受到向前方的折动摩擦力f和向负荷传感器后方的拉伸力f、f=f，所以能够从负荷传感器直接读取折动摩擦力的大小。 通过改变a上

12、的砝码的个数，能够更加正确地发现折动摩擦力的大小和压力的比例关系。本实验还可以直观地纠正学生的认识错误。 例如，如下所示在1个物体倾斜的传送带上，传送带静止时物体等速下降，传送带向上运动时(图3.12 )询问物体有可能发生什么样的运动。 很多学生认为，如果传动带向上移动，则传动带与物体的相对速度增大，折动摩擦力增大，物体成为可能向上移动。图3.12修正：在本实验装置中，增加调色盘的重物，增加纸录音带的运动速度，发现负荷传感器表示数即折动摩擦力的大小不变，因此上述的识别是错误的。误解:在水平台的边缘等速拉出长木片(图3.13 )，必要的拉力越来越小。图3.13分析：这种说法的错误可以认为是折动摩

13、擦力的大小与物体间的接触面积成正比。 为了修正这个错误，用本装置将木片更换成接触面，将另外一个侧面放置在纸录音带上，再次进行实验，比较2次负荷传感器表示数即可。根据以上的一系列实验，可以自然地获得折动摩擦力相关的知识，也可以容易地解决认识错误。利用3.2word制作游标卡尺演示器游标卡尺原理及其读数是高考物理实验的重要知识点之一，过去的高考多次出现，但从考生的答案来看，得分率一直很低。 在探究其原因的同时，由于考生不熟悉相关知识，更重要的是考生只记住了游标卡尺读数的公式，对其测量长度的原理一盏茶不了解。 当然，这也与考生平时很少直接使用游标卡尺和中学物理实验室的客观条件有关。 例如，在一般的教

14、材中，以10成的游标卡尺为例说明了游标卡尺的原理和读取方法，而在中学的物理实验室中只有20成的游标卡尺，在高考中有必要掌握10成、20成和50成这三种游标卡尺的读取值。 本主儿使用0ffice97的word绘图功能制作的游标卡尺显示器简单实用，操作方便，帮助学生快速理解游标卡尺原理，正确掌握读取方法。 下面，以本主儿10成的游标卡尺演示为例，说明制作过程。(1)首先，在word文件下画出游标卡尺的主刻度。 如图3.21所示。 为了使刻度均匀，希望复制制作相同的树袋熊骨架，设定“调整捕捉线”的“水平间隔”，使用箭头牛鼻子和鼠标移动控制各树袋熊骨架，使其均匀地分布在同一直线上，最后使用“描绘”菜单

15、将它们汇总在一起。图3.21(2)如图3.22所示，用相同的方法描绘旅游标尺及其刻度，使“组合”一体化。图3.22(3)如图3.23所示，移动“主尺寸”或“尺度”使两者的零树袋熊定重叠。 如果要将主尺标和尺标的零树袋熊点对齐，必须在移动之前缩小调整对齐线的水平间距。图3.23(4)选择“主标尺”或“标尺”，然后调整“主标尺”或“标尺”的水平尺寸，以确保“标尺”的第十个树袋熊主标尺与主标尺的第九个树袋熊对齐。 现在，10分钟的游标卡尺完成了，选择“男同性恋标尺”后，可以使用鼠标图3.24按下标记或水平驾驶盘牛鼻子或，移动男同性恋，测量各种长度。 可以用同样的方法制作20分度和50分度的游标卡尺。

16、 如图3.25和3.26所示，这是图3.25图3.26那么省略说明，不同的是在调整“主尺”或者“游尺”的水平尺寸时，相对于20分钟的游标卡尺，使“游尺”的第20条刻线与“主尺”的第19条重合。对于50目录索引的游标卡尺，则是“男同性恋”的第50个主树袋熊和“主尺”3.3用发光二极管改善中学的物理实验发光二极管具有光视效能高、生物电流范围宽、容易点亮、光色多样且廉价的优点。 用它改进中学物理演示实验，不仅新颖独特，而且便于学生的观察。改良1 :使用发光二极管作为凸透镜的影像学演示实验中的光源。中学物理中“凸透镜影像学”的演示实验。 如图3.31所示，在本例中以点燃的蜡烛作为光源，但由于亮度有限，

17、实验效果不太理想。 如果使用多个发光二极管图3.31凸透镜影像学实验装置用光源代替蜡烛是有效的。方法是直径5mm的9个高亮度发光二极管(颜色统一为红色或绿色)，在同一平面上按图3.32那样的形状排列的每个发光二极管串联连接82的限流电阻图3.32电源电压为3v，电路如图3.33所示。 把这些个的零配件安装在一块三合板或塑料板上插入图3.33在原光具台的蜡烛位置，打开电源就可以进行实验。 由于发光二极管亮度高，排成“f”形，不仅实验效果好，而且学生也容易辨别光屏上形成的像是倒立还是正立。改良2 :用发光二极管演示玻璃变导体的实验。中学物理中“绝缘体变成导体的实验”。 如图3.34所示。 教材中用于实验的器材很多，而且通过观察电流校正的指针变化进行演示验证，学生很难看到图3.34察觉。 如果将5个同色的高亮度发光二极管和电阻值3000左右的限流电阻串联连接的话。 如图3.35所示，在不存在直流24伏电源的情况下，二极管不发光，对该情况进行说明图3.3-5玻璃不通电，是绝缘体。 用酒精灯加热玻璃坍落度的芯数分钟后