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物理实验论文范文1
1.教师思想观念落后
很多教师依然采取传统的填鸭式的教学方法,根本不重视实验教学,认为只要学生会动笔做实验课的考题就可以了,不是在实验课上下功夫,而是在研究考题上下功夫.经笔者走访发现,很多苏北的农村物理教师对实验教学认识不够,甚至认为讲实验比带着学生做实验更重要,认为做实验会浪费课堂时间.另外,很多教师在自己的学生时代就没有做过实验,现在也没有做实验的经验,对自己能不能做出书上的实验效果不自信,导致很多农村教师不愿做实验,更不要说是上实验课了.因此,很多农村的物理教学难以达到预期的目标,妨碍了创新能力人才的培养.
2.教学模式陈旧
很多教师对物理实验教学的认识不到位,在教学过程中很难对实验教学下功夫.一些教师在实验课教学上用的精力很少,教学方式单一而且枯燥,导致的结果是教师不想教,学生不想学,上实验课变成了实现完成新课程标准规定的任务,很难引导学生去主动学习,难以发挥学生的积极性和主动性.有些教师在做实验课时担心学生在规定的时间内完不成任务,不给学生想象和理解的空间,甚至剥夺了学生动手和创新的机会,学生的能力当然得不到提高.另外,由于学校的器材不够,做实验时只能分组进行,导致很多学生没有亲自动手有机会,最后只能问问别人得出的数据是多少,然后根据数据伪造实验过程,根本达不到实验教学的效果.
二、对苏北农村物理实验教学的思考
1.加大苏北地区农村物理实验教学投入力度
一方面教育主管部门要高度重视,给农村中学提供相应的实验器材,在种类上要补够,在数量上要补足.另一方面,由于受到经费等各面条件的限制和制约,在短期内农村中学的教学条件很难和城市相提并论,为了弥补这一不足,可以让学生自己动手,制作一些简单的实验工具.如在学习弹力时可以让学生去做弹簧计,学习重力时可以让学生去做不倒翁,通过这种方式可以加深学生对弹力和重力的理解,也可以培养学生的动手和创新能力,激发学生学习物理的热情.
2.对苏北农村地区的物理教师进行系统培训
世界在不断地发生变化,教学模式也应该随着时代的变化而变化,不能跟上时代变革的步伐迟早会被时代所淘汰.初中物理教师也要不断地学习,主动转变教学模式,对实验教学要有钻研和创新精神,要主动对实验教学进行研究和提高.另一方面,上级管部门对此要加强培养,给农村中学教师创造学习和进修的机会,定期对中学教师进行培训,让其接受新的教育理念,拥有新的教育思想.针对农村初中物理实验教学的薄弱环节,要加强引导,对教师实验教学要定期考核.
3.改革实验考核力度
在物理课程考试中,目前重点是关注学生对实验过程理论上的情况,对学生真正的动手能力不从考察,这种考察方式难以考出学生的基本技能.很多学生在教师对实验题研究的基础上,逐渐掌握了解题技巧,但真正动起手来却不知所措,纸上谈兵的现象非常严重.因此,对初中实验课考察要改变传统的考察方式,要重点考察学生的动手能力和创新能力,要把理论考试和实验操作结合起来,这样才能考察出学生的整体素质,才能督促教师重视初中物理的实验教学,才能为学生进一步深造打下坚实的基础.
三、结语
物理实验论文范文2
物理实验不同于一般的科研,尤其是大学的物理实验需要学生自己进行实验的操作,得出数据,进行数据的处理,写出实验报告。学生进行物理实验锻炼的是操作实践能力,如果完全利用计算机进行操作无疑会降低学生的动手能力,所以计算机应该作为辅助手段,或者是发挥其在物理实验中的特殊作用。
2多媒体技术在大学物理实验中的应用
物理实验的计算机应用其一就是利用多媒体技术进行物理实验的教学。随着科学技术的高速发展,传统物理实验的教学已经无法适应现代社会的发展,势必要求改变物理实验的教学方法,而计算机尤其是多媒体技术的应用满足了现在物理实验的要求。
2.1利用多媒体技术进行教学
大学物理学承担着培养新型人才的重任。物理实验涉及面比较广,但是实验课时间有限,所以传统的物理实验往往无法让学生充分的学习和操作,老师的讲解也是“填鸭式”,完全按照课本的操作步骤让学习进修操作,得到的数据往往也是根据课本上的公式得出的。而对媒体技术的引入,能够让教师获得最先进、最前沿的物理实验知识,让学生的视野开阔,动手意愿更强,培养学生的创新意识和创新思维。能够丰富实验教材,方便学生进行学习,客服传统物理实验教学的弊端。利用多媒体技术制作物理实验教学的课件,能够大大提高教学效果。物理实验的操作过程往往不具体,有些抽象描述如果利用传统的教学模式无法直观的表达给学生,而多媒体技术能够利用计算机的模拟技术,将一些抽象的描述具体化为图像、表格等,让学生能够直观了解物理实验的信息。比如大学物理实验当中的“霍尔效应”中平衡态的建立过程,就需要利用多媒体技术,将实验中本来瞬间完成的动作放慢,让学生仔细的进行观察和理解。多媒体技术能够使用计算机技术当中的PowerPoint,Flash等制作物理实验课件,先让学生近距离、科学的接触物理实验,能够掌握模拟实验的基本步骤,这样在进行具体的物理实验过程当中就会得心应手,更好的巩固已经学习的理论知识。教师还可以利用网络将已经制作好的课件上传到网上,方便学生自行学习。
2.2利用多媒体技术进行教学管理
物理实验过程中,由于实验室的设备有限,所以一般上物理实验课都需要老师进行学生的登记,进行学生成绩的考察和记录。这些工作通常比较繁琐,浪费时间和精力。而多媒体技术的应用能够方便老师利用计算机技术进行学生登记。学生还可以利用计算机技术在网上提前进行选课。多媒体技术在教学管理上的应用应该侧重对管理系统软件的开发,按照物理实验的特殊教学管理模式开发相适应的系统软件。
3计算机仿真实验在物理实验中的应用
随着仿真技术的快速发展,计算机仿真实验也随之出现了。所谓的计算机仿真实验就是虚拟实验环境,能够节约实验室资源的利用和消耗,是利用现代科技的典型。
3.1计算机仿真技术在物理实验中的作用
目前计算机仿真技术应用于物理实验当中,大多数高校学生都称仿真物理实验仪器具有较高的仿真度、图像和文字一起能够增强学习的乐趣。其中,调节仿真仪器可以模拟真实的操作仪器,从而减少对真实仪器的损害,而且学生出现错误时候,能够智能的提供帮助。再次,仿真实验系统是利用计算机技术进行的,所以能够在网络上进行传播,实现资源的共享。
3.2仿真实验在物理实验中应用的现状
3.2.1仿真实验在我国的产生和优势
我国对物理实验中的仿真实验起步比西方发达国家晚,但是后来者居上,我国也开发了一些非常好的仿真软件,主要集中于一些技术较先进的单位,比如中国科技大学物理实验中的仿真实验,为物理实验的教学模式提供了新的借鉴,该仿真实验主要是充分发挥了计算机的功效,将教学内容和学习者的操作融为一体,方便了一些没有接触过实验的学生进行仿真模拟,对操作仪器和操作过程有了更加直观的认识。仿真实验在大学物理实验中有很多优势,第一,仿真仪器可以进行拆卸,从而更好地对仪器进行观察,让学生和老师对仪器有更进一步的了解和认识。第二,可以随意产生实验中待定的物理量,从而适应不同的学习阶段要求,满足不同学生的学习需求。第三,能够模拟实验的误差,从而对实验的质量进行综合的评价。第四,将学生所做的物理实验得出的数据进行存储,方便学生进行查阅,方便分析资料。
3.2.2仿真实验的具体案例
某大学的物理实验面临着资源不充足和设备不先进的局限,为了满足更多学生的需求,为了方便教师对物理实验的学生报告进行更准确的核实,该校利用计算机仿真技术开发了新的物理实验网络教学管理系统,这个系统的基础就是利用互联网而产生的。整个系统的设置采用了教学大纲的实验模式,包括实验仪器、实验原理等很多模块,主要分为基本模块和附加模块。
4总结
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对于物理的学习,需要学会数据和关系的转化,比较抽象的理念要通过知识的转化,转变成直观的知识.高中物理解题的方法和思想颇多,针对物理问题的转换方法没有什么标准模式可以遵循,为此,在解题的过程中要认真分析问题,因题而异,寻找恰当的解决方法.在物理问题的处理上,教师可以通过物理实验,让学生亲身体会和参与到解题的过程之中,让学生领悟到问题的本质.例如,图中A、B、C是三种质量相同的小木块,层级叠放在水平面上.
其中水平方向的恒力F作用在B上,而A、B、C三个小木块都以同样的速度v在水平面上做匀速运动.在此过程中下列描述正确的是().A.C作用于B的静摩擦力是2F/3B.C作用于B的静摩擦力是FC.地面对C的滑动摩擦力是F/3D.地面对C的滑动摩擦力是2F对此问题的解决需要学生认真的审题,找准研究对象.
从题干中分析得出,A、B、C在水平面上做的是匀速运动,它们的受力情况可以清晰地分析出来,合力和加速度都是零.在考虑C作用于B的静摩擦力时,将A与B视为一个整体,分析受力的情况,再根据力学中的平衡条件来判定,C作用于B的静摩擦力是:FCB=F,所以B选项的描述是正确的.同样,按照既定的思维来分析地面对C的滑动摩擦力,可以把A、B、C视为一个物理整体作为整个研究对象,然后再根据平衡条件,分析得出FC=F.
二、激发学生的好奇心,学会实验的转化
物理实验开展起来是比较困难的,对于很多疑难的问题直接开展物理实验是不可能的,也找不到解决问题的头绪,要想轻松地开展物理实验,需要教师巧设问题情境,激发学生的好奇心,并且认真地研究教材和教学内容,钻研教学方法,总结教学规律,把抽象的问题转化为具有的数量关系和教学情境,创设针对性的物理实验方案.对于枯燥的物理课堂,面对死板的教学内容,学生看到之后第一感觉应该是没有兴趣,索然无味,对于学习内容也不易掌握和理解.
如果教师能恰如其分地运用生活中的实例来创设一定的实验问题情境,让学生在熟知的环境中学习和实验,那效果一定会非常的明显,学生也比较容易掌握这样的问题结论.新课标明确指出,物理教学中应该突出学生的主体地位,以激趣为导向,活化教学过程,有效地进行实验教学,让学生在好奇心的驱使下去完成学习任务,去参与物理实验,进而达到既定的教学目标.对于实验教学,往往都是学生熟知的知识,他们会乐在其中,也会和同学、老师一块去研究解决问题的策略,有利于良好学习习惯的培养.在物理实验的过程中,还能培养学生的问题意识和参与意识,让学生去质疑问题、分析问题、转化问题和发展问题,让他们去探究和分析解决问题的规律和方法.
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根据学生的认知水平和实验内容设计具有启发性的引导措施,使学生能够明确在实验中应该观察什么,找出门道。比如,在演示测定小灯泡额定功率的实验中,老师要引导学生按照一定的思路进行观察和思考,先让学生观察电路图的特点,然后老师引导学生观察在实验中变阻器的作用,电阻器被调节以后会出现什么情况等等。在演示实验中,老师要引导学生认真观察,对每一个细节及变化都要引起学生思考,只有在实验中认真观察,学生的思维才能更加活跃,并学到知识、提高能力。
二、改演示实验为分组实验
为了在教学中能关注全体学生,老师改变演示实验的操作实施方法。将实验的形式分为小组合作的形式,即在教师的引导下,由教师的操作变为学生的操作,使学生在独立操作的过程中懂得如何获得物理知识。学生在物理实验的操作过程中和其他学生共同参与,锻炼了合作的意识和精神,这是教师在课堂上单独做演示实验所不能达到的效果。例如,在做凸透镜成像这一物理实验时,如果教师单独做演示实验,学生只是从视觉感官上去感知物理现象,不能真正理解物理现象的本质,如果将这种演示实验改成学生分组去做,学生就会真实地观察到物理现象,从而对于物理原理的理解会更加深刻。所以,对于一些学生容易操作的物理实验,教师完全可以让学生分组去操作,让学生在分组实验过程中,既能锻炼自己动手操作的能力,又加深了学生对物理知识的理解,学生之间又可以相互交流、相互讨论、共同探究、共同提高,增强实验教学的效果。
三、重视实验操作,让学生到实验室去做一做
从新课改理念来看,高考物理非常重视学生的动手操作能力,物理实验的分值比例越来越高,实验考试的目的就是将经过实验操作的学生和没有经过实验操作的学生区别开来,进而提高物理实验的重要性。同时,即使高中物理教材中的实验如果学生不去独立操作,也不能真正理解实验背后的物理原理。所以,对于在高中物理阶段所要求的实验目标和任务,学生必须要按照要求亲自去操作和锻炼,只有学生自己亲自操作物理实验,才能准确把握实验背后的物理原理,增强对物理知识的理解和掌握。
四、重视实验的归纳与总结
学生到了高中,学到的知识越来越多,难度也越来越大,所以,学生的思维也就越活跃,到了高三阶段,应该站在更高的角度,对以前的物理知识和物理实验做好总结,把所学到的知识系统起来,比如“电源电动势和内阻的测量”,这样实验可以利用多种方法进行测量。学生通过对实验的总结和归纳,会对旧知识有了更加系统的复习,加深了对知识的理解和掌握,提高了学习效率。
五、开展实验设计方案评比活动,让学生施展创造才智
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(1)演示实验的现象和效果不易观察,难以普及“每一个学生”。在物理教学中,演示实验是实验教学的主要方式。但在具体的演示教学中,不论是教师做实验,还是让学生做实验,由于实验置放于讲台上,效果很不理想。不要说学生坐在自己的座位上,即使学生围在讲台边上,也会有很多学生因为距离太远从而不易观察实验,导致演示效果不佳,造成学生对实验中的某些细节、细微之处把握不到位,直接影响到对物理现象的深度思考,甚至因为缺乏观察,失去继续学习的兴趣。
(2)学生小组合作实验效率不高,难以实现“1+1大于2”之效。学生在实验中普遍以小组为单位(三至五人)共同完成一个实验,满足学生实验操作的热情,也意在培养学生交流与合作的良好素养。但在具体的操作实验中学生合作意识的欠缺,竞争意识与个人表现欲望的强烈,导致实验的效率不能达到理想效果,甚至是费时又低效。
(3)学生探究能力不足,为实验造成障碍。学生在实验过程中出现实验差异时,不善于分析、探究出导致实验错误操作的问题,只是盲目地反复进行实验操作,或质疑实验的科学,致使学生实验失败或放弃实验,影响到学生的信心。
(4)学生实践较少,难以满足学生的学习求知。由于实验器材的限制,多数老师在实验教学方面选择了演示,只是让学生动手操作比较简单或是操作需要考的实验,难以满足学生的实验“欲望”,再加上考试的需要,理论课挤占了实验课的教学时间,实验过少的后果就是学生逐渐失去了初始的兴趣,创新的意识也在演示或实验空白的物理教学中被我们教师扼杀。
二、物理实验教学症结的解决策略
(1)借助先进的教学设备,增强演示实验的可观察性。多媒体辅助教学手段是促进教学的“利器”,能让抽象的课堂变得直观、形象,也能把细微之处放大展现在学生面前。在物理演示教学时,利用多媒体的实物展示功能,把演示的全过程展示在电子白板或投影幕上,放大需要观察的部分,这样就能让实验的细节清楚地呈现在每一个学生的眼中,满足每一个学生的观察需求。例如在演示“组成串联电路和并联电路”的实验中,由于实物展示把演示的过程清楚地放大在荧屏上,学生对实验过程一目了然,就连干电池的正负极对向、线头的缠绕方式和方向这些细微之处学生都“明察秋毫”,让演示实验的直观效果发挥到最大。另外,对于一些比较抽象的物理实验,比如声波、电流、磁场等,在实验中难以直观观察,可通过多媒体课件动画演示,化抽象为直观,帮助学生理解物理现象,以取得良好的教学效果。
(2)创设条件增加学生实验,激发学生的学习兴趣。针对学生实验机会较少的问题,为给学生创造更多的实验机会,让学生有参与探究的科学经历,可借助生活中容易找到的物品进行学生分组实验,借此调动学生学习的积极性和主动性,提高物理实验的教学效果,也解决实现器材短缺的“尴尬”现状。通过自己设计、操作、观察实验,分析实验现象得到结论,学生更有激情、注意力更集中,并且在演示准备的过程中学到了教师演示所学不到的能力与经验。
(3)合理明确的实验分工,重获高效实验。合作的学习方式能让学生充分参与到学习的过程中,亲历学习过程,培养探索精神,提高实验能力,但合作的高效来自于小组成员之间的合理分工。鉴于实验中小组合作低效的问题,我对物理实验的组织进行科学的调整:三人一组,固定到具体的实验台,并担负着保护实验器具的重大职责;三人分工,每节课由一人主操作,一人从旁协助,一人做好记录;每节课轮换,保证实验的激情。例如在进行“凸透镜成像规律”的实验中,一人拿着预先设定好实验操作流程在旁边“指挥”,一人在操作台上具体操作,一人拿着实验报告做记录。由于分工合理,小组实验进行的异常顺利,不到10分钟,小组当中的三人都轮流换角色操作了一遍,并把实验报告多次修改,还总结出许多实验注意事项。可见,1+1>2并不在于数量的简单相加,而在于人与人之间的相互配合,学生在实验中能相互配合,各司其职,做到人人有事干、事事有人干,合作就能创造实验的高效,反之则另是一番情形。
(4)变教为问,善加引导,培养学生探究精神。为了解决学生实验中探究不足或不会探究的问题,教师要转变教学方法,变教为导,变讲为问,对学生的实验症结加以诱思、引导,开启学生的探究思维,培养学生的实验能力和创新能力。在做“探究水的沸腾”实验时,我就对学生实验中的失误进行质疑引导,让学生的实验能力、观察能力、创新能力在探究纠错中得到提升。一个小组连续测了几次沸腾状态的水温,都是98℃,禁不住问:“老师,我的水怎么就不到100℃就沸腾了呢?”我把问题又抛了回去:“你们觉得是什么原因导致的呢?”学生猜想水的沸点可能与天气或者与水当中是否有杂质有关,我请他们课后去查阅相关的资料,他们知道了在标准大气压下,水的沸点是100℃,大气压低于标准大气压,水的沸点就会相对降低,反之亦然。看到学生兴致勃勃地思考、坚持不懈地研究,我想,这才是学生喜欢的物理实验课堂。
(5)开展兴趣小组,拓展课后小实验,丰富生活实践。利用课外活动时间开展物理实验兴趣小组,不仅可以解决学生实验少的症结,还可以跨越课堂实验时间的限制,让课堂实验实现向课外延伸,巩固学生课堂上所学的知识与实验技能,更让学生联系生活实际,拉近物理与生活的距离,让学生感受“物理即生活”的现实,提升自己的实践能力。比如学习了“机械能”后,我们的兴趣小组成员对自行车进行解剖,明确了哪些部件是杠杆工作原理,哪些部件是起到增大、减小摩擦的作用,哪些部件是增大、减小了压强,上下坡时能量是如何转换的,学生不仅明白了自行车的工作原理,还提升了骑车的技能,参加兴趣小组的这些学生的自行车维修率明显降低,学生纷纷说:“物理有大用,知识是力量。”
物理实验论文范文6
1.1精挑细选实验
光的折射现象在生活当中的事例、小实验很多,如:“筷子弯折”,“钢笔错位”,“渔夫叉鱼”,“水中浅、岸上高”等,但我觉得能真正达到情境新颖,引起学生最大兴趣,激发学生思维冲突,新旧知识间发生联系,效果最好的是“螺帽重现”.该实验是让学生从某个角度观看一个摆在桌面上的不透明碗,由于光在空气中沿直线传播,碗底的螺帽刚好被碗壁挡住,因而看不到,随后向碗里加水,从螺帽出发的光经水和空气的界面折射后改变方向进入人的眼睛,学生就可以看到碗底的“螺帽”了.
1.2解决实验的可视性问题
课室内坐着的学生与讲台高度相近,平视观察不了实验,即使学生站起来观看,课室的空间较大,坐后面的同学也难以观察,还有部分同学未加水就看到碗里有螺帽,不能激起他们最大的认知冲突.考虑到这个实验观看角度不变,笔者想到了利用多媒体实物投影代替学生的眼睛,从某一高度斜向下拍摄放在桌子上的碗,调整直至刚好在屏幕上看不到螺帽,用一本书盖在碗上不让学生看到,并固定好碗和投影仪的位置不动.
1.3完善实验操作细节
螺帽较轻,倒水时容易受水流推动改变位置,对实验产生影响,故将螺帽用香口胶把它粘在碗底;为了充分说明光在一种介质中传播和光在两种介质中传播的不同,增加了一个对比性操作,用大注射器将水从碗里抽出,让学生再次观看碗里的情况,使学生感受到光在两种介质中传播方向可能改变。
1.4增加实验的趣味性,以小魔术的形式呈现给学生
开始碗倒扣在讲台上,我将碗底朝下拿起并拍打几下,指出碗里没有东西;把碗翻过来(注意不要露馅),放在预定位置,打开投影,向学生说明投影就相当于你们的眼睛;然后向学生说出要在碗中变一个东西出来,学生的注意力高度集中,向碗里倒水(不要太快),螺帽逐渐呈现出来,学生的表情是多么惊奇;接着告诉学生我还能将它变走,并拿出大注射器将水从碗里抽走,看到逐渐消失的螺帽,学生显得非常兴奋;最后,我将碗举起来正对学生,学生终于看清碗里原来就有螺帽,情绪一下子高涨起来,互相讨论着刚才看到的现象背后的原因,大大激发了学生的求知欲.
1.5注意实验过程的设问
在创设了情境和激发了思维冲突后,要不失时机地进行有效提问,我设置了以下问题.
(1)为什么要把螺帽粘在碗底(预设两个答案)大多数学生能回答将碗倒过来时螺帽不会掉出来,产生碗里没有东西的错觉,来进行魔术.如果学生答不出另一个原因,老师做出启发,如果老师很快将水倒进去会发生什么情况.通过提示,会有部分学生回答因为螺帽太轻,倒水时容易受水流推动改变位置,对实验产生影响.
(2)碗里没有水时,为什么看不见螺帽?(复习巩固所学知识)大多数学生的回答是根据光在同一种均匀介质中沿直线传播,从硬币出发的光线被碗壁挡住了,看不到.
(3)碗里有水时,为什么能看见螺帽?(引入到新课所学的内容)大多数学生的回答是水起到关键性作用,老师做出提示,加水后,从螺帽出发的光线经过哪些介质才被眼睛接收,经过提示,不少学生可以答出经过了水和空气两种介质,老师及时向学生明确这节课的课题和学习目标.
2优化分组实验,培养学生创新型教学科学探究能力
2.1根据学生特点,合理组建实验探究小组
小组长一般由有一定管理、协调能力、责任心强同学担任,小组长确定后,根据组内男女学生搭配,学习基础好、中、差学生搭配,能力不同者搭配,不同特长者搭配的原则,尽量使组内成员间优势互补,组间均衡.小组设定后,明确组内成员的职责,一次合作中角色要固定,多次合作中角色可轮换,使学生在多方面的能力都有所提升.
2.2分组实验器材的改进
不足一:用手拿着激光笔,纸板上的光线会出现抖动;改进如下:利用两块相同的铁板取代纸板,且右边铁板可沿竖轴向后转动,激光笔的集束器可磁吸在铁板上,铁板上的光线完全不动.不足二:每次都要用量角器量出入射角和反射角,比较麻烦;
2.3根据学情分析,精心设计实验探究学案
实验探究学案的设计要充分考虑学生的认知水平,动手操作能力及文字表达能力,由于光的反射实验是光学中第一个学生探究实验,为了让学生明确探究目的,故将探究过程细化,并做出一定提示,使学生在学案的指导下一步一步完成探究过程,学会探究方法.
2.4分组实验教学过程
(1)学生刚学完入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角的概念,通过启发学生思考,引导学生提出光的反射规律包含了两个方面,一个是三条线之间的关系,另一个是两个角度之间的关系.
(2)学生分组设计实验,收集和分析实验数据,得到初步结论,老师要进行巡视指导,并做相应记录,为“评”提供依据.在巡视中发现不少学生存在以下问题.①没有设计垂直入射情况;②角度没有按照大小关系排列;③设计的角度都大于45°;
(3)利用多媒体实物投影,让有代表性的小组出来展示实验成果,老师及时进行点评,激发学生的学习动力,达到知识和能力的提升.同时将存在问题让全班同学讨论,不失时机强调实验细节,实验规范.
3改进实验方案,培养学生创新型教学思维能力
完成了分组实验后,笔者会补充实验方案改进课,通过对原有实验方案进行分析,发现其中不足,利用其它的实验器材,寻找解决问题的办法,通过不断改进,优中选优,既可以复习多个知识点,又能提高学生的分析、解决问题的能力,还能培养学生的创新意识,下面以探究凸透镜成像规律的实验改进为例进行分析.,将调节好高度的点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次排开,固定凸透镜的位置,按设定的物距把蜡烛移到相应位置,调节光屏到透镜距离,使光屏成清晰像时记下像距.
目的1:帮助学生复习以蜡烛为光源的实验操作过程,让学生明确实验细节、实验规范.
目的2:引导学生发现方案一的不足,容易将蜡烛或光屏所在位置的刻度读作物距或像距.
目的3:启发学生要想直接读出物距、像距,应怎样改变刻度尺,寻找解决办法.方案二如图5所示,为了直接读出物距、像距,将刻度尺的0刻度改在光具座中间,凸透镜固定在0刻度的位置,蜡烛所在位置的刻度值就是物距大小,光屏所在位置的刻度值就是像距大小.
目的1:提高收集数据的准确性,缩短了实验时间.
目的2:引导学生发现方案二的不足,以蜡烛为光源很容易受到气流干扰,所成的像会晃动,另外立体的烛焰成平面的像,会影响对像特点的判断.
目的3:启发学生从众多可选光源的图片中寻找最优方案解决问题.利用多个LED灯排列成F字样的面光源代替烛焰的立体光源,解决了像的稳定性,对成像特点更容易判断.
目的1:普及光源知识,提高学生的节能环保意识.
目的2:引导学生发现方案三的不足,当物距从大于2f过渡到小于2f时,像的变化不是很明显,尤其很难比较等大的情况.
目的3:启发学生回忆平面镜成像特点实验中简易测距离的方法,寻求解决办法.方案四如图7所示,将相同的方格纸分别贴在LED灯板和光屏上,利用数方格数就可以知道所成像的大小,甚至能以此准确测量未知透镜的焦距.
目的1:学生复习凸透镜成像规律.
目的2:引导学生发现方案四的不足,物和像实质是关于中心的相似对称图形,上下对称容易看出,但左右和斜方向的对称不容易看出.
目的3:启发学生如果LED灯的面板可以在竖直平面转动来解决问题.
4指导学生研发实验教具,培养学生的创新能力
教具研发主要是为了突破教学难点,在教具研发过程中,不应只是老师独行,应与学生同行,充分调动学生的创造积极性,尤其是物理兴趣小组.老师应为学生创造条件,挖掘潜力,使其思维活跃,善于动脑筋,能亲自动手搞小发明、小创作,把学生被点燃的创新的意识转化为创新的动力.下面以观察光在不均匀介质中沿曲线传播的演示教具的研发加以说明.海市蜃楼是光折射的一种现象,我会通过图9所示对其原因进行分析,即便如此,还是有不少学生提出质疑,看到学生疑惑的表情,只能将我的物理老师提过的一种方法搬出来,并让学生回家动手实验,其方法如图10所示,在暗室桌面放一个长方体鱼缸,装入大半缸水,在向鱼缸里均匀撒盐,不搅拌静置2个小时,使盐水成为不均匀介质,用激光笔沿内侧缸壁斜向下射出激光,将会看到水面下方的光路是弯曲的.据一些做过该实验的学生反映效果很不明显,于是动员了物理兴趣小组的同学在原思路的基础上研究解决方案.经同学们的讨论,归纳出以下几点:
(1)海市蜃楼是地球表面大气的一种光折射现象,底面应做成弧面.
(2)根据光线在不均匀空气中传播,保留用盐水代替空气,光线应只在盐水中传播.
(3)光线呈现的距离应尽量远,其弯曲程度才可以用眼睛明显看到.
(4)盐水分层要均匀.
(5)用功率大的绿色激光笔比红色激光效果好.
(6)演示时室内关闭其它光源,周围环境越暗越好.下面是在老师指导下学生的分组合作制作过程:
(1)进行水箱的设计;
(2)完成辅助材料的购买;
(3)对水箱材料进行加工;
(4)对水箱进行成型,密闭性的测试.由物理兴趣小组的学生向班内同学展示研究成果,活跃了课堂气氛,使其它未参与的同学跃跃欲试,不断地加入到动手做实验搞研究的行列,从中开拓了视野,掌握科学研究的基本方法,提高了创新能力.该作品最终获得2012学年广州市中学生物理学科技能大赛一等奖.