大学物理演示实验(共12篇)
大学物理演示实验 篇1
大学物理演示实验论文
一、实验名称:弦驻波演示
二、主要装置:振荡器(调节振动源的振幅和频率),振动源,松紧带(充当驻波的介质)
三、物理原理:
当振动频率,振幅和振动方向相同的两列简谐波,在同一直线沿着相反的方向传播时,产生特殊的干涉现象,即驻波。在波的传播过程中,当波由波密媒质进入波疏媒质时,在分界面处,反射波与入射波同相位,没有半波损失。当波由波疏媒质进入波密媒质时,在分界面处,反射波与入射波有π 的相位突变,有半波损失。所以驻波在两固定端形成的是波节。相邻波节和波腹的距离为
因为波长有一定限制,一波长和松紧带的长度应满足如下条件是才能形成驻波。
四、实验现象:
当振动频率,振幅和振动方向相同的两列简谐波,在同一直线沿着相反的方向传播时,产生特殊的干涉现象,即驻波。松紧带的两端分别与振动源和固定端(入射波反射点)相连。当振荡器开启时,将会形成简谐波,入射波和反射波干涉,当频率波长满足条件时将在松紧带上形成驻波。
因为波长有一定限制,一波长和松紧带的长度满足如下条件时才能形成驻波。
调节合适的频率与振幅使得驻波形成之后,可以看到在驻波中,直线上的某些始终静止不动,这样的点叫做波节。某些点的振幅具有最大值,这些点称为波腹。波腹处的振幅等于一个波的振幅的两倍。固定端形成的永远是波节。波形上的不同点以不同的振幅在波节两边以相同的频率做往复运动。两波节中间的点,振幅最大;越靠近波节,振幅越小。此时绳上的各点,只有段与段之间的相位突变,没有震动状态或相位的逐点传播,没有什么能量向外传播。每一个节点的两侧的各点总是向相反方向运动,当右边的点向上移动时,左边的点向下移动,说 明节点两边的位相相反。而相邻两节点间的各点,虽然它们的振幅不同,但它们却同时经过平衡点,同时达到最大值,和最小值,各点的向相同方向运动,说明它们具有相同的位相。
分别改变振动频率以及振幅,观察松紧带的振动情况。频率增大,驻波形成的越多,即两波节之间的距离越小。
五、思考题:
1、驻波中,质点能量没有流动吗?
驻波是媒质的一种特殊运动状态,它是稳定态。能量从波腹传到波节,又从波节传到波腹,往复循环,能量不被传播。当介质中各质点的位移达到最大值时,其速度为零,即动能为零。这时除波节外所有质点都离开平衡位置,而引起介质的最大的弹性形变,所以这时驻波上的质点全部能量都是势能。由于波节附近的相对形变量最大,所
以势能最大。而在波腹附近的相对形变为零,所以势能为零。因此驻波的势能集中在波节附近。
驻波的全部能量都是动能。这时在波腹处的质点的速度最大,动能最大;而在波节处质点的速度为零,动能为零。因此驻波的动能集中在波腹附近。由此可见,介质在振动过程中,驻波的动能何时能不断地转换。在转换的过程中,能量不断地由波腹附近转移到波节附近,再由波节附近转移到波腹附近。在行波中能量随波的传播而不断向前传递,其平均能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在波节与波腹间来回运行。
即驻波进行过程中没有能量的定向传播。
2、一根弦上,当传有传播方向相反的两列波时,一定形成驻波吗?
不一定。两列波不紧要传播方向相反,还要求振动方向相同、振幅相同、频率也相同,这样的的平面简谐波叠加才会形成驻波。没有相位的条件,因为不同点的相位差不同,合振幅不同,同相点振幅最大称为波腹,反相点振幅为零称为波节。
大学物理演示实验 篇2
1 演示实验在大学物理教学中的作用
在物理科学的发展过程中, 演示实验对于自然规律的探索、科学观念的普及以及科学知识的传播作出了不可磨灭的贡献。在这里, 最著名的例子莫过于十六世纪伽利略通过“两个铁球同时落地”的实验演示向人们揭开落体运动的秘密, 并由此推翻了亚里士多德关于“物体下落速度和重量成比例”这一持续了一千多年的错误学说。今天, 作为物理教学的重要手段之一, 演示实验已成为大学物理课堂教学的有机组成部分, 在物理教学中发挥着极其重要的作用[3]。
1.1 将物理现象和规律直观展示给学生, 加深学生的印象
对于一些在日常生活中非常难见到的物理现象, 由于学生的头脑中没有感性材料, 只能凭教师的语言叙述, 这样仅通过传统教学手段学生难以理解。如果在教学中配合恰当的演示实验, 为学生提供一些必要的感性材料, 这样会使教师讲授的内容很容易地被学生接受和理解。比如, 在讲到晶体二极管的单向导电性的时候, 可以用一个演示实验来帮助学生理解记忆。演示电路如图1所示, 将开关K上掷, 使二极管正向导通, L发光;将K下掷时, 使电源电动势反向, 二极管反向截止, L不发光。通过灯泡这种“亮”与“不亮”的鲜明对比, 突出地体现了二极管的单向导电性, 这样可以使学生印象更加深刻。
1.2 培养学生的观察力、分析能力及实践能力
对学生观察能力的培养是物理教学中一项重要的任务。观察是获取感性认识的重要途径, 为抽象思维提供素材。只有善于观察才能更好地发现和分析物理现象, 探索物理本质, 使用、运用及应用知识, 实现将理论转化为实践, 将抽象思想转化为实际成果的过程。利用演示实验能有效的促使学生在主动分析物理现象和物理过程的同时还能促进其实践能力的培养。演示实验教学中学生通过参与, 自己发现实验中的难点, 自己总结实验现象, 从而更好的理解问题的物理本质。比如, 对于磁场的能量这一抽象概念, 可以通过一个电路如图2所示的演示实验来帮助学生理解磁能的存在。演示时, 将原本闭合的开关K断开, 让学生观察到灯泡并没有立即熄灭, 而是持续发亮一小段时间。引导学生思考:电源断开后灯泡发光的能量来源是什么?通过这样的方式让学生自己分析问题并得出能量以磁场的形式存储于通电的电感L中这一结论, 从而对磁能的概念有了一个感性的认识。
1.3 活跃课堂气氛、激发学生兴趣、提高课堂教学效果
兴趣是学生求知的重要动力。演示实验以视听相互结合的方式, 在展现物理现象时给人以身临其境的感觉。相对于单调的课堂讲述式教学, 演示实验更能调节学生的神经系统的兴奋中心, 其独特的魅力更能激发学生的兴趣, 从而增强其学习动力, 从而能更好的提高课堂教学效果。比如, 在演示实验当中, 学生的目光总是最先被白光干涉中那如彩虹般的彩色光芒所吸引, 当他们好奇的用手指触摸彩色条纹的同时, 心中便会激发起各种疑问, 比如, 为什么光谱总是蓝光在中间, 红光在两边呢?让学生带着这些问题学习, 学生主动性得到加强, 注意力更集中, 学习效果得到提高。
2 提高演示实验教学效果的措施
2.1 加强学生的参与
传统演示实验中, 通常都是由教师演示, 学生在下面观看, 这样容易导致坐在教室后边的学生看不清楚, 从而影响实验教学的质量。因此, 在演示实验中教师应积极引导学生进行观察、猜测、分析以及归纳总结, 并鼓励学生亲自参与实验操作。只有让学生真正的体验实验操作的具体过程, 才能加深其印象, 巩固其记忆。比如, 在“楞次定律”一节教学中, 讲授究竟如何判断感应电流的方向这一问题时, 可以引导学生自己设计实验方案并亲自动手演示, 通过两三个实验寻找规律, 将结果同楞次定律的内容进行比对, 从而实现对定律的理解和掌握。
2.2 运用现代教学手段, 优化演示实验教学
利用实验仪器、教具等进行演示是常规实验教学的基本手段, 利用多媒体演示则是教学现代化的重要标志, 同时也是现代教学改革的重要组成部分之一。利用多媒体对于各种宏观、微观、三维以及变化的物理过程的逼真模拟, 可以突破常规设备演示实验时间以及空间的束缚, 将物理过程生动形象地展现在学生眼前, 使学生认识更加全面, 理解更加透彻。例如, 对“带电粒子在磁场中的运动”这一问题的分析过程中, 因为该实验对立体感要求比较高, 传统的静态图很难达到效果, 所以教师可以通过多媒体动态效果模拟来展示带电粒子在磁场中的圆周或者螺旋运动, 在这过程中可以分析讨论粒子的运动轨迹和磁场强弱、粒子电荷以及运动速度的关系。这些逼真生动形象的动态效果可以激发学生的兴趣, 使其学习过程中保持精力集中、思维活跃、求知欲旺盛的状态, 有利于提高教学效果。
摘要:演示实验是物理教学中不可或缺的一部分。本文对演示实验在大学物理教学中的作用做了简单的介绍分析, 并提出了一些提高演示实验教学效果的措施。
关键词:演示实验,大学物理教学
参考文献
[1]李乐智.谈初中物理演示实验教学[J].湖南教育, 2006;10 (4) :20
[2]陈士芹.浅谈演示实验在物理教学中的应用[J].中国科技信息, 2005;24 (12) :14
浅谈物理演示实验 篇3
一、演示实验的安排要紧扣课堂环节
在教学过程中,教师在安排演示实验时,一定要紧扣教学环节,通过简短的演示为知识的传授开路,起到突出重点、突破难点、巩固知识或应用知识的作用,达到良好的教学效果。而在课堂教学的各个环节中安排演示实验,又有着不同的目的与意义。
1.导课进行的演示。这类演示实验安排在新课的导入部分,如讲《毛细现象》时,做不同粗细的玻璃管内水面升高的不同的演示;讲浸润不浸润时,水银珠在玻璃板呈圆珠状且可滚来滚去。实验虽简单却可引起学生对即将研究的问题的兴趣,在活跃的氛围中引入课题,打开思路。
2.建立概念和规律的演示。这类演示置于新课讲授之中,目的在于借此形成概念,建立规律。它要求条件明确,现象突出,层次分明。对于那些物理规律是通过量的关系反映出来的,则要求各规律能独自改变互不牵制,便于单独研究。
3.深化巩固概念规律及应用物理知识的演示。这类实验的目的在于加深理解、强化记忆。让学生运用所学知识解释实验现象,培养学生理論联系实际分析问题、解决问题的能力。
二、物理演示实验的科学性与启发性
物理是一门严谨的科学。这就决定了对物理学的认识也必须遵从科学性这一原则,它是整个物理教学过程的立足点。在课堂上进行演示实验时,要做到实验原理科学合理,严格按照规定认真操作,演示过程中的每一步都要有理有据。牢记科学性是物理这门学科的要求,也是教师进行教学的基本准则。
演示实验的最终目的是要通过观察启发思维,从而助于学生认识客观规律,发展能力。因此,在设计演示实验或编制演示程序时必须在“怎样使实验启发学生观察、思考”上下功夫。启发性首先体现在演示要能引起学生的兴趣,进而激发学生的思维,使其产生向未知境界不断探索的求知欲。
三、实验效果要明显直观、实验装置要简单可靠
明显直观是指要让课堂里所有学生都能看清楚实验现象,现象要明晰、易见,能充分说明问题,所以在演示实验时,要尽量采用较大型的仪器,尽可能提高仪器本身的可见度。为此,首先是仪器的尺寸要足够大,尤其是观察部分的尺寸要大,刻度线要粗。必要时可以通过投影、机械放大、放大电路等方式来提高观察效果。为了提高仪器的可见度,还可以采用背景衬托法和染色法,来增加对比效果。例如,要观察压强计里的变化,可以将水染红,并在压强计的背后用划横线的白屏来衬托。再次是物理过程的变化要显著,如做阿基米德原理实验时,弹簧秤向重物的体积要较大,浸入水中后浮力才较大,弹簧秤示数才有明显的变化。
演示实验就是从实验中直接观察到物理过程,认识物理现象的本质,因此,实验过程及结果要直观,而不需要过多的拐弯抹角。例如:非典与压强关系的演示,用抽气法就比用冷凝法更直观。
演示实验要求简单方便,包括仪器结构简单、操作简单和由演示现象导出结论时解说或推理简单。不仅便于课堂使用,观察明显,更重要的是重点突出,易于抓住实验中的关键点,不易发生混淆、误差等。结构简单在制作中可以节省材料,也易于搬动。演示实验的操作要尽量简化,同一实验,只要能达到同一目的,步骤越少越好。
演示实验的仪器装置在科学、实用的前提下应尽可能简单,这样更有利于突出物理原理,排除次要因素的干扰,同时还有利于学生打破对实验活动的神秘感,提高学习物理的兴趣。没有必要为追求过分精密而使仪器结构复杂化。例如:用椭圆墨水瓶演示微小行变的现象,就比用光杠杆系统效果好。但同时要求仪器的结构性能可靠,包括机械性能和电气性能可靠,即有足够的机械强度和一定的过载能力,使用中不会出现安全事故。二是实验现象的再现性好,不会时有时无,实验数据的准确度能满足实验要求,绝不会出现与理论相矛盾的结果。
四、演示实验的示范性、规范性和安全性
演示试验过程中,教师一定要注意实验操作的规范性,这是因为教师的操作具有示范性,教师怎么做,学生就怎么跟着学,教师在实验中的一举一动,一言一行都可能成为学生独立操作时的依据,因此在演示操作过程中,教师在仪器的使用连接操作中要做到准确、敏捷、协调,使用的仪器要整洁,放的位置要妥当,既能让学生看的清楚也要便于自己操作。如在连接电路时要从电源的正极开始,电键要断开,按电路图顺次逐段连接,接完后仔细检查一遍,确认无误,方可合上电键。只有这样才能培养出学生严谨的科学态度。另外,在做演示实验时要确保学生的人身安全,保证学生不受伤害,要尽量避免使用220伏交流电和其它高压电源,避免接触有毒(如水银)和强腐蚀性(如强酸强碱)物质。仪器教具应有足够的机械强度和较大的承载能力。
五、演示实验要立足于能力的培养
培养学生的观察能力和思维能力,是物理教学的重要任务,演示实验教学的重点不仅要讲清概念、传授知识,更应注意培养学生的能力。教师在做演示实验时,学生观察到的现象往往是表面的、片面的,属于感性认识。要上升到理性认识,还需要一个由表及里、由此及彼、由现象到本质的分析、推理的思维过程,教师的任务就是要引导学生进行这个认识过程的飞跃,从而培养学生的思维能力,使之学到发现和揭示自然科学规律的科学研究方法。通过演示实验,培养学生的能力,这也是我们物理教师进行演示实验的立足点之一。
大学物理演示实验心得 篇4
大学物理实验大部分都是验证性实验,要求学生通过实验数据验证物理定理的正确性。在此过程中,教师往往更关注于实验数据的准确性而忽视实验操作过程。然而,在验证定理的基础上,实验过程更能培养学生的动手能力,因此,需在重视实验过程的基础上提高实验操作效率。
(一)深刻理解仪器原理,教师要下工夫
大学物理实验教师不仅要掌握需要验证的物理定理和定律,还要深刻理解所用仪器的结构和测量原理,这样才能达到对整体实验了如指掌,解决实验过程中可能遇到的问题或障碍。这一过程要求教师花费精力研读仪器使用说明和原理图纸,熟悉仪器的安装调试,并能对仪器进行简单的维护和维修。以迈克尔逊干涉仪为例,设备调节螺钉较多,由于操作不当极易引起螺丝损坏,教师在实验中不仅要教给学生实验知识,还要做到维护仪器设备的正常运行。
(二)讲解多做设问,不照本宣科
高校大都设置实验岗位,大学物理实验教师一般每人负责固定的几个实验教学工作。由于多年从事相同实验的教学,在积累教学经验的同时,也容易产生保守的教学观念,不适合现代大学生的认知特点。如同理论教学不能照本宣科一样,实验教学也要抓住学生的兴趣点,采用启发式教学,在讲解实验的过程中做到步步提问、引人入胜,摒弃那种直接将实验过程演示给学生,然后由学生记录数据的机械式教学,更不能把学生培养成数据记录者。比如迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,在光路调整、仪器调零、干涉图样形成等过程中多问学生为什么比教会学生怎样做更重要。
(三)多种手段相结合,充分利用多媒体
在大学课程的教学中,往往理论课程更强调教学手段问题,实际上,实验课程也存在同样的问题。利用多媒体等教学手段,可以增加学生学习兴趣,并节省教师板书时间。实验教学不单单是操作实验仪器,还包括实验原理和实验过程的讲解,一堂精彩的实验课应该是理论与实验的有机结合。然而,由于实验场所的限制,高校实验室很少设置多媒体等教学设备。近年来,随着高校对实验教学的重视,很多实验室也配置了多媒体,多媒体不再是课堂教学的专有设备。教师利用多媒体教学设备,将实验原理、仪器使课程与教学用、注意事项等做成课件,以视觉和听觉的双重效果,可以大大激发学生的学习兴趣,并在不增加实验课时的基础上,节约更多时间供学生动手实验,从而在保证质量的前提下,大大提高实验效率。特别是对于迈克尔逊干涉仪等光学实验,可将光线传输、干涉仪器原理等抽象的物理图景形象地展现在学生面前,使学生在仪器操作中更具针对性。
(四)适时添加相关知识,拓宽学生视野
不能简单地将实验理解为使用仪器的课程,面对静态的仪器,实验课程同样可以生动有趣。教师在备课时可以多收集与实验相关的课外知识,如该实验的历史起源、该实验在本领域的地位、该实验与日常生活中现象的关联等,讲解过程中多穿插此类课外知识,一方面可以调节课堂气氛,吸引学生注意力,另一方面可以增加学生知识面,拓宽学生视野。比如在迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,教师可以讲解激光的发现及特点、激光在医学、国防的应用,甚至可以结合新闻报道,谈谈国际上激光武器的发展现状及趋势,拓展知识时间不必过长,但要把握时机。
(五)加强师生互动,实现教学相长
实验教学本身就是师生互动的过程,比理论课程更具交互学习的优势,实验教师应该充分利用互动的特点,与学生共享实验数据验证物理理论的过程,体验物理学家探究真理的历程。在实验中,教师是学生的引导人,学生是实验的主导者,实验教学过程体现着人人参与、师生互动、平等对话,成为富有创新性的实践过程。教师在解决学生问题的时候,自身的水平也得到提高,从而实现教学相长。同样,在迈克尔逊干涉仪的实验中,应摒弃那种教师先讲解、学生做实验、教师改报告的陈旧教学方式,在实验过程中加强与学生的交流,既完成了实验教学,又增进了师生友谊。
二革新考核方式,不唯数据结果论优劣
考核是大学物理实验教学的必备环节,是检查学生实践动手能力的重要手段。实验考核一般由平时成绩和期末成绩两部分按比例构成,其中平时成绩包括多个物理实验的平均成绩,期末成绩则为期末实验操作考试的成绩。与其他专业课考试类似,通过考核可以定量地评价学生对实验的掌握情况。然而,大学物理实验应该更注重学生的动手能力,考核结果不能单单以数据论优劣。
(一)平时成绩中重视实验操作
大学物理平时成绩是某一学期所有实验成绩的平均值,包括力学、电学、光学等多个实验。平时成绩一般由预习报告、实验操作、数据处理三部分组成,其中,实验操作应是最重要的过程,包括实验仪器的调整以及实验数据的记录,考查学生的动手操作能力和实验观察能力。通过考核结果引导学生重视实验操作,真正意识到在理工科学生中设置大学物理实验的目的和任务。
(二)强化数据处理过程
大学物理的验证性实验较多,大都要求通过观察的实验数据验证物理定理或定律。在实验结果中,能够准确地验证相关定理固然重要,但往往由于实验仪器的老化或误差,最终结果与理论相差较大。实验教师在考核过程中更应该看重数据处理的过程,了解学生是否会对测量得到的数据正确处理,而不仅仅是能够通过数据验证定理。明确告知学生,应该尊重原始数据,完全没有必要为了得到想要的结论,对数据进行有意筛选,实事求是地对待实验结果,认真分析产生错误或误差的原因。
(三)考核方式多样化
实验过程包括预习、操作、报告等多个环节,因此分数不能成为判定学生成功的唯一标准,在实验中,教师需要灵活掌握判定尺度,把学生操作能力和理论水平的提高作为考核是否合格的标尺,探索符合实际的实验课程考核方式。比如,在迈克尔逊干涉仪的实验中,由于仪器差别,学生得到的波长与激光实际波长会有偏差,教师应注重产生偏差的原因,不能以偏差大小作为学生成绩的标准。同时,如果学生能在实验过程中发现问题、解决问题,也应成为其平时成绩的一部分,记录到最终的学习成绩中。
三结论
物理演示实验报告 篇5
38071124赵洪铺
这是本学期第二次物理演示实验,本次实验和以往不同,由于其中绝大部分实验原理都已经学过了,所以老师就没有像前几次那般一个一个给我们演示,而是让我们自己动手去体验这些实验,印象深刻的有多普勒效应,声聚焦,光栅视镜等。当然最有印象的还是那个视觉暂留实验。
眼睛的一个重要特性是视觉惰性,即光象一旦在视网膜上形成,视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间,这种生理现象叫做视觉暂留性。人眼在观察景物时,光信号传人大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像,感光细胞感光,并且将光信号转换为神经电流,传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素,感光色素的形成是需要一定时间的,这就形成了视觉暂停的机理。
视觉暂留的应用非常广泛,也非常普遍。尤其是在电影的拍摄和放映上应用特别广泛。物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像,所以,根据这一视觉暂留性原理,电影的拍摄实际上就是将一张张的图片高速放映,在人眼看来就是连续运动的画面了。
观看物理演示实验心得 篇6
实验物理和理论物理是物理学的两大组成部分,其发展共同形成了整个物理学史的前进足迹,二者相互促进、共同发展。当实验物理中有了新的发现或结论,将会激励和促进理论物理研究出新的模型,从而使人们对自然物理的探索更进一步发展。大学物理实验课是高等理工科院校的一门必修基础课程,是对学生进行科学实验基本训练,提高学生分析问题和解决问题的能力的重要课程。物理实验课与物理理论课有着同等重要的地位。
作为一名文科生,当得知物理课是必修课时,我确实有些惊恐。因为一直以来物理就是我的弱势,但是大学的第一节妙趣横生的物理课就让我改变了原有的看法,而大学物理演示实验更是激发了我对物理的兴趣和热情,通过观看奇妙的物理演示实验现象也是更进一步加深了我对物理理论的理解。我们的物理演示实验课在理学院四楼,四楼的楼梯转角处的“窥探无穷”设计的极其巧妙,也给我留下了很深的印象。还没进入实验室,首先吸引我注意的是四楼的天花板,上面布满了各种有关物理学的知识,让我突然有一种进入物理海洋的感觉,也引起了我对实验室内的各类仪器和实验现象的好奇心。
在本学期的物理演示实验课上,老师像我们展示了一系列新奇的仪器和实验现象,例如磁悬浮列车,锥体上滚,手触式蓄电池,人在转椅上张开双臂转速减慢等等,我们认真观看了每一个演示实验,并亲自动手操作了部分实验,老师很负责的为我们讲解每一个奇特的实验现象背后的实验原理,让我们了解了原来每一个看似不正常的现象都能用自然科学知识来解答,同时也让我们通过奇妙的物
经管1207班 陈晓 12241157 理现象来感受伟大的自然科学的吸引力与奥妙!其中,有很多的演示实验都给我留下了很深的印象。
我印象最深刻的是磁悬浮列车的演示实验。老师先向我们介绍了目前磁悬浮列车的一些发展情况。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车,由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这三部分的功能均由磁力来完成。目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。老师先将模型放在液氮中浸泡三分钟左右,他向我们讲解这是为了使超导材料由正常态变为超导态。之后老师把小车放在磁轨道上,轻轻推动列车,给了小车一个初速度,小车就沿着磁轨无摩擦的运动起来。我和所有观看实验的同学一样,十分惊讶并且想知道其原理。老师便开始为我们讲解,超导体的磁性与常规磁体的磁性不同,超导体进入超导态后置于外磁场中,它内部产生磁化强度与外磁场完全抵消,磁力线完全被排斥在超导体外面,从而内部的磁感应强度为零,这就是超导体的完全抗磁性,即迈斯纳效应。完全抗磁性会产生磁悬浮或倒挂现象。实验中,当超导块经冷却达到超导态后靠近磁性导轨时,磁力线进入超导体表面并形成很大的磁通密度梯度,感应出高屏蔽电流,又由于零电阻效应,屏蔽电流几乎不随时间衰减,该电流产生的磁场与外磁场相互作用,从而对轨道产生排斥,排斥力克服超导体重力使其悬浮。磁性导轨用铷铁硼磁块铺设在钢板上制成,两边N型轨道起磁约束作用,保证超导块在轨道上运动。速度快、能耗小、噪音小、无污染、安全性高这些优点使得磁悬浮
经管1207班 陈晓 12241157 列车发展前景可观,这也是物理学给人类生活带来的又一项伟大发明。
除了磁悬浮列车的演示实验,锥体自由上滚的演示实验也让我记忆深刻。老师把双圆锥体放在V字形轨道的低端(即闭口端),松手后锥体便会自动的滚上这个斜坡,到达高端(即开口端)后停止。按照常理,因为重力势能,锥体应该由高处往地处滚动,但是这个实验中锥体居然可以由低处往高处滚动。这种与常理相悖的想象激发了我的好奇心。通过这个实验我明白了重力场中物体总是以降低重心,趋于稳定的规律运动。物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势,同时说明物体势能和动能之间的转换。由此可见,生活中的很多看似不正常,不合理的现象都能用自然科学的知识来进行解释。
另外,还有转椅加减速的实验,科学的说,应该叫茹科夫斯基椅实验。这个实验我亲身参与,觉得非常有趣。我坐在可绕竖直轴自由旋转的转椅上,两手握哑铃,两臂平伸,然后老师推动转椅使其转动起来,按老师的要求我收缩双臂,可以明显感觉到我和转椅的转速加快了。当我两臂再度平伸,转速又减慢了。老师为我们进行了讲解,质点系绕定轴转动时,若其所受到的合外力矩为零,则质点系的角动量守恒,L=Jw=恒量。因为内力矩不会影响质点系的角动量,若质点系在内力的作用下,质量分布发生变化,从而使绕定轴转动的转动惯量改变,则它的角速度将发生相应的改变以保持总角动量守恒。这个实验中实验对象是手持哑铃坐在轮椅上的操作者,若哑铃位置改变,则操作者及轮椅系统的转动惯量改变,从而系统角速度也会随之改变。
高中物理演示实验小议 篇7
一、明确实验目的
在物理课堂上, 任何一个演示实验的开始都是服务于教学活动的, 换句话说, 每个物理演示实验都具有自己的目的性, 实验一开始就要明确其目的。教师要让学生知道, 开展这个实验是为了解决什么问题, 在实验的过程中, 需要重点观察的现象有哪些, 需要注意的细节和变化又有哪些。这样, 有了明确的目的以后, 学生在观察实验的时候才能够把握重点。例如在“探究加速度与力、质量的关系”实验中, 明确好目的后, 学生就会有目的地去实验。这样, 学生就不是简单地加减砝码个数, 只知道哪个运动快哪个运动慢, 而是能透过现象看本质。
二、注意实验的可观察性
演示实验的目的是为了向学生演示实验操作过程, 呈现物理概念、规律等。因此, 教师在开展演示实验的时候, 一定要注意实验的可观察性, 一方面要考虑到实验仪器摆放的位置, 另一方面, 要注意实验过程中的光线、物体大小等问题。对于一些实验效果不明显的实验, 教师可以通过改进实验或者利用其他一些工具辅助实验, 来增加实验的可观察性。如在做摩擦起电实验时, 最好不要在阴雨天做, 否则空气湿度大会导致实验现象不明显或无现象。又如讲解多用电表读数时, 由于仪器本身的刻度比较密集, 教师在讲台上进行演示实验的时候, 学生坐在下面无法观察清楚, 从而使得教师的示范讲解显得异常吃力。这个时候, 若能利用投影仪的放大功能把多用电表拿到投影仪上进行演示操作, 学生就能够清楚地看到表头特征及指针偏转情况, 从而有效提升演示实验的教学效果。
三、注意实验结构和操作的简便性
演示实验是在课堂教学的过程中开展的, 这样, 演示实验就会受到时间和装置的制约。也就是说, 在课堂上所进行的演示实验, 一方面, 实验的时间不能过长, 否则一个演示实验占用十几二十分钟时间, 接下来的教学活动也就无法正常开展了;另一方面, 实验装置要尽量简单, 如果实验器材过于复杂, 既不利于搬运也不利于观察。因此, 演示实验要避繁就简。如在讲到静摩擦力的概念时, 我们可以将一根木棒伸进装满砂子的试管中, 然后快速搅拌, 过一段时间以后把木棒提出来, 这时候, 就会发现木棒能够连带着把装有沙子的试管给提起来, 这就是静摩擦力。在这个实验中, 只有木棒、试管、沙子, 但在简单的实验器材下, 经过简单的操作, 能让学生直观地看到静摩擦力的存在, 可以说, 这就是一个很成功的演示实验。
四、注意学生的参与性
在演示实验教学中, 多数情况下的操作者都是教师。很多时候, 都是教师在课堂上一边进行实验操作, 一边讲解, 而学生只需要观察和听讲就可以了。在这样的演示实验中, 学生缺乏主动参与性, 也无法体会到操作过程的乐趣所在。因此, 作为教师, 在开展演示实验教学的时候, 要重视学生的参与性, 让学生在观察实验的同时, 还能够积极地进行思考、分析、探究。例如, 在学习“楞次定律”时, 我准备了长2米左右, 直径4厘米的铜管和小铁球及小磁石, 先让学生计算物体自由落体2米所需要的时间, 然后让一位学生拿管并释放附在磁石上的小球, 另一位学生觉得小球要到下管口时伸手去接小球, 然后大家对观察到的现象进行讨论和分析, 就这样, 楞次定律就在学生们的欢笑和分析中得了出来。在这个演示实验中, 学生亲自参与到实验的操作中, 并积极地参与了讨论和思考, 这样, 学生不仅获得了亲身动手操作的机会, 体会到了眼见为实的道理和物理世界的奇妙性, 同时思维能力也获得了有效提升。
五、注重总结
俗话说:“雁过留痕。”做完演示实验, 教师还要让学生学会总结, 比如实验中有哪些注意点, 该实验是怎样的一个流程, 在实验中观察到些什么收获些什么, 还有哪些疑惑等。反馈所学知识, 是师生交流、让教师更好地了解学生掌握情况的一个重要环节。学生在总结的过程中, 自己的思路思维也将更清晰, 演示实验所达到的效果也能很好地体现出来。
物理学科作为一门实验性强的学科, 在物理教学过程中, 实验的重要性毋庸置疑。而在物理实验中, 演示实验是所有教学手段中最直观、最有利于展现物理学科魅力的教学手段。教师在设计演示实验的时候, 要注意遵循科学性强、实验结构简单、便于操作和观察等原则, 这样才能够最大限度地发挥演示实验的作用。
总之, 在演示实验的辅助之下, 原本枯燥的物理概念、规律会变得更加形象生动、简单易学, 因此, 演示实验的有效开展对于激发学生学习兴趣, 提升物理课堂的魅力是功不可没的功臣。
摘要:演示实验是物理教学中不可缺少的教学手段和重要内容, 它在激发学生学习兴趣、建立和验证物理概念规律、培养学生的思维能力等多方面都具有积极的影响。对于教师而言, 能否科学有效地开展演示实验教学也反映了一个教师教学水平的高低。因此, 教师在设计演示实验的时候, 要注意遵循科学性强、实验结构简单、便于操作和观察等原则, 这样才能够最大限度地发挥演示实验的作用。
关键词:高中物理,演示实验,观察,能力
参考文献
[1]陆秋琴.高中物理演示实验教学浅谈[J].中学教学参考, 2012 (20) .
浅议初中物理演示实验 篇8
物理是一门以观察和实验为基础的科学。实验教学既是物理知识教学的基础,也是物理课堂教学中实施素质教育的一种主要渠道和有效手段。在21世纪,作为基础教育学科之一的物理教学如何从应试教育转向素质教育?加大实验教学力度,加强学生的观察能力和动手能力的培养,是全面提高人的素质必不可少的一个方面。物理演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,能为学生在形成物理概念、得出物理规律前营造出活生生的物理情景,使学生感受倍深。作为一名物理教师,首要任务就是:尽一切可能,在课堂上为学生展现出丰富多采的物理现象和活生生的物理情景。教师不仅要用好课程标准上规定的演示实验,甚至教材上的一段话、一幅插图、一道习题也可以将它搬上“讲台”,进行演示。在物理演示实验教学中,我们应该注意以下几点:
一、课前准备要充分
演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,需要教师认真研究和准备。有的教师轻视课前演示实验的准备工作,结果造成演示失败或出现意想不到的情况,以致在课堂上手忙脚乱,“强行”让学生接受结论,教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的,有的是思想认识存在问题,对实验教学不重视或持怀疑态度;有的是疏忽大意,以为实验内容简单,以前做过或曾看见别人做过;还有的是怕麻烦。这些都是演示实验教学的大忌。教师在课前首先要准备好与实验有关的全部仪器、材料。其次是在课前反复操作,直到熟练的地步,对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除。第三是掌握演示时间,注意与教学进度紧密配合。第四是教师要考虑除大纲和教材中规定的演示实验外,还可以适当补充哪些小实验,或对现有的实验作必要的改进,以提高教学效果。例如在讲解蒸发吸热这一问题时,教师可用方座支架、小烧瓶、细玻璃管、有色水和小烧杯等组装一个伽利略气体温度计,用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象清晰、直观。第五是要考虑在演示过程中如何引导学生观察,启发学生思维,最大限度地发挥演示实验的作用。
二、操作要规范
操作规范是指教师在使用仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、标准。例如在使用托盘天平时,取用砝码、移动游码必须用镊子而不能用手;点燃酒精灯后火柴签不能随手扔在地上,要放在专门的废物杯中;电路的连接应先接线路后接电源,拆卸时先断电源,后拆线路;导线两端接头不是钩、叉时要注意导线在接线柱上的绕向应同螺母旋紧的方向一致等。教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象,起到潜移默化的作用。教师的规
范操作,不仅是实验成功的前提,而且会使学生养成严谨求实的良好实验习惯。
三、实验用语要准确
教师在介绍实验仪器、阐述实验过程和总结实验结论时,语言必须准确不含糊。有的教师在进行演示实验时不注意语言的准确表达,对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律就会产生不良的影响。例如在称呼仪器名称时就有三种错误现象:一是随意更改仪器名称,如将滑动变阻器称为电阻器,将斜面小车称为木板小车等。二是将类似的仪器混为一谈,如将圆筒测力计、平板测力计称为弹簧秤。三是方言和普通话夹杂使用,对仪器的读音不准。又如在叙述实验结论时将“同名磁极相互排斥”说成“相互推斥”;将阿基米德原理中的“重力”说成“重量”等等。
四、不唱独角戏,要让学生积极参与配合
演示实验不能先由教师做给学生看,再讲给学生听,使演示与讲解脱节。这种作法忽视了学生学习的主动性,把学生当作被动接收的“仓库”,完全没有发挥出演示实验的作用,是不可取的。教师要在演示的同时引导学生观察,不断启发提问,让学生分析、讨论,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。还可以让学生参与做实验,如让学生上前来读数或动一动手。例如在进行马德堡半球演示时,先让两个“大力士”上来拉,不能将两个半球拉开,打开活塞,让空气进入半球中,再让两个力气最小的学生来拉,却很轻松地将两个半球分开了。两相对比,说明大气压强不仅存在,而且还不小,全体学生都留下了深刻的印象。
五、要增加可见度
演示实验不仅要现象清楚,而且还要面向全体学生。教师要想方设法增大演示实验的可见度。投影放大、机械放大、自制可见度大的仪器进行演示等都是常用的方法。例如说明磁体周围存在着磁场的实验可以采用投影放大的方法。如果直接用j2406型小磁针,因其底座是不透明的,面积又比较大,遮住了磁针,影响学生观察。教师可在一块有机玻璃板上比照条形磁铁的大小,在其周围均匀固定上10根细针,同时将小磁针的两端分别涂上对比强烈的两种鲜明的颜色,便于区分南北极。使用时将小磁针插在细针上即可进行投影演示。
大学物理演示实验 篇9
光学技术在日常生活许多领域扮演着一个突出的角色,以愈发聪明的方法和灯具,确保效果更好、更加节能的照明。工业生产中的激光处理材料,光学感应和光学通信技术,以及显示器技术,这些都只是对于我们现代工业环境日益重要的一些光学技术范例。光学是充满神秘和应用价值的海洋。
上周三下午我们很有兴趣的参加了光学的物理演示实验课。老师耐心的讲解各种有趣的光学现象和小应用,不仅让我们探索了奇妙的光学现象,还了解熟悉了其中的物理原理,让我们突然了解到生活中各个地方都有光学的身影。看似真实其实虚拟的“方块”是虚拟三维立体成像,有趣的夜视仪,“真实”的火焰,熟悉的电子滚动屏,其实是利用了视觉暂留原理,在一块凹面镜前竟然能够自己握手,是运用了其成像原理。最印象深刻的是显微镜下纸币的条纹中竟出现了几行字母,可见光学在防伪方面有了非常好的应用。
光学在生活中还有很多很多的应用。例如:LED显示屏的应用,给夜晚增添了许多色彩和魅力;防盗的门镜利用凸透镜、凹透镜光学性能将其组合,使得门内可见门外,而门外不可见门内;光学显微镜利用两片凸透镜放大实物的像;望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器;光纤传导运用光的全反射原理,大大提高信号传递质量效率;特别刺激的3D电影,利用光的偏振性,使人身临其境;还有其他各种光学器件在人们平时的生活、医疗、工作、科研中都起着至关重要的角色。小到我们手机里的光电成像器件,大到宇宙望远镜,可以说现在无论走到哪里都能看到光学的影子。
光学技术覆盖到广泛的应用领域。涉及光的产生、传输、测量和一般应用。它们的潜在市场巨大已经超越了半导体电子品的市场。现在全世界光学领域的总产值约为1300亿欧元预计在2013年之前会增长到4000亿欧元。可见光的应用性价值十分巨大。
高一物理教师演示实验 篇10
油膜面积的测量:油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上;将玻璃板放在坐标纸上,以1cm边长的正方形为单位,用四舍五入的方法数出油膜面积的数值S(以cm2为单位)。
由d=V/S算出油膜的厚度,即分子直径的大小。
2加速度和力的关系加速度和质量的关系两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码。
小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)的重力大小。
小车后端也系有细线,用一只夹子夹住两根细线,控制两辆小车同时开始运动和结束运动。
由于两个小车初速度都是零,运动时间又相同,s=21at2∝a,只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比。
实验结果是:当小车质量相同时,a∝F,当拉力F相等时,a∝1/m。
实验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小,这样做会引起什么样的系统误差?怎样减小这个系统误差?3.卡文迪许实验左下图是卡文迪许扭秤实验的示意图。
其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。
利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的.程度。
设小平面镜到刻度尺的距离为L,T形架两端固定的两个小球中心相距为l,设放置两个大球m/ 后,刻度尺上的反射光点向左移动了Δx,那么在万有引力作用下,小球向大球移动了多少?
4.描绘单摆的振动图象对同一个单摆,如果两次拉出木板得到的图形分别如a、b所示,说明两次拉木板的速度之比为3∶2。
对摆长不同的单摆,如果两次拉木板速度相同,说明摆的周期之比为3∶2,摆长之比为9∶4。
5.波的叠加在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下,就分别右两个凸起状态1和2在绳上相向传播。
它们在相遇后,彼此穿过,都保持各自的运动状态继续传播,彼此都没有受到影响。
观察一下:在它们相遇过程中,绳上质点的最大位移出现在什么位置?每个点都有可能达到这个位移吗?在同一根绳子上,各种频率的波传播速度都是相同的。
6.扩散现象装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开。
抽去玻璃板,过一段时间可以发现,两种气体混合在一起,上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。
a b m1 m2 F1 F2 扩散现象也证明分子在做永不停息的无规则运动。
从热力学第一定律分析一下:设环境温度不变。
在扩散过程中,瓶中气体将吸热还是放热?这个实验也证明扩散现象有方向性。
7.绝热过程,做功改变物体内能用打气筒向容器中打气到一定压强,稳定后读出灵敏温度计的读数。
打开卡子,气体迅速冲开胶塞,温度将会明显降低。
(ΔU=Q+W,作用时间极短,来不及热交换,是绝热过程,因此Q=0,而W为负,所以ΔU必然为负,即气体内能减小,温度降低)。
迅速向下压活塞,玻璃气缸内的硝化棉会燃烧起来(ΔU=Q+W,也是绝热过程,Q=0,W为正,所以ΔU为正,气体内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点,因此被点燃)。
这就是柴油机的工作原理。
8.平行板电容器的电容静电计是测量电势差的仪器。
指针偏转角度越大,金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。
在本实验中,静电计指针和A板等电势,静电计金属壳和B板等电势,因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。
本实验中,极板带电量不变。
三个图依次表示:正对面积减小时电压增大;板间距离增大时电压增大;插入电介质时电压减小。
由UUQC1知,这三种情况下电容分别减小、减小、增大。
因此可以确定C和S、d、ε的关系是dSC。
思考:如何测量电容器两极板间的电压?9.磁电式电表原理圆柱形铁芯的作用是在磁铁两极和铁芯间生成均匀地辐向分布的磁场。
不管线圈转到什么角度,线圈平面都跟磁感线平行,线圈受到的安培力矩的大小只跟电流大小成正比。
线圈绕在铝框上,线圈的两端分别和两个螺旋弹簧相接,被测电流由这两个弹簧流入线圈。
铝框可以起到电磁阻尼的作用。
指针偏转方向与电流方向有关。
因此根据指针偏转方向,可以知道被测电流方向。
10.研究电磁感应现象首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系(方法与画电场中平面上等势线实验相同)。
电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时,都会发现电流表指针发生偏转,说明有电流产生。
而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A 在B中不动时,电流表指针都不动,说明无电流产生。
结论:闭合电路中有感应电流产生的充要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
高中物理演示实验的优化 篇11
物理是一门建立在实验基础上的学科,物理理论的建立依赖于实验,并且理论的验证也需要实验来完成。在高中物理实验教学中,演示实验具有重要的作用。教师通过演示实验可以帮助学生建立物理概念和规律,可以将抽象的知识变得更加形象直观,可以传授给学生实验操作方法和技能,可以让枯燥的课堂变得生动有趣。因此,我们要不断优化物理演示实验,努力用高质量的演示实验来提升物理教学质量。
一、做好充分的实验准备
与常规的理论教学相比,实验课涉及的内容和教学器具较多,为了保证实验活动的顺利开展,教师和学生都应认真做好实验前的准备工作。作为教师,在实验开始前要明确实验目的,制订实验计划,对实验仪器和材料进行检查,必要的时候,可以提前试做实验;作为学生,在实验开始前,要对实验原理、实验目的等有一个大致的了解,这样,在教师实验的过程中,学生才能保持“耳聪目明”,很好地观察实验过程,总结实验规律,实现实验目标。
二、演示实验操作要规范严谨
物理实验是一门非常严谨规范的科学活动,任何一个微小的操作不当,都有可能造成实验的失败,例如,用万用表测电阻,换挡时没有重新调零;接电路时,导线横七竖八地摆在桌子上等,这些看似无关紧要的小问题,对于实验的质量和效果往往会产生致命的影响。因此,作为教师,要从小培养学生严谨的操作习惯,而演示实验就是教师培养学生严谨操作习惯的第一步。在演示实验过程中,教师的每一个操作都会成为学生模仿的对象,如果教师在操作的时候不规范、打马虎,学生就有可能有样学样,从而养成不良的操作习惯,因此,教师必须规范、科学地操作。
三、适当设置一些实验悬念
在课堂上,演示实验的设置可以活跃课堂气氛,增强学生的学习兴趣。如果教师能够在实验过程中增设一些小悬念,会更容易引发学生的好奇心,引导学生进一步思考问题,例如,笔者在给学生讲《力的分解》时,就在上课的时候给学生做了一个简单的演示实验,首先取一个沉重的砝码,然后拿出一些细线,问学生:“你们猜一下,如果用细线把砝码吊起来,是一根细线容易断,还是两根细线容易断?”这时候,所有的学生都回答是一根细线容易断。接下来,笔者开始进行实验操作。先用一根细线拴住砝码,结果沉重的砝码稳稳地被提了起来;接着用两根同样粗的细线拴在砝码上,在提起砝码的过程中,故意将两根细线拉成一个很大的夹角,这时,意外发生了,提砝码的细线断了。看到这种情况,学生感到非常惊讶,为什么两根线反而不如一根线结实呢?就这样,在悬念的激发下,学生产生了强烈的求知欲,大家积极思考和讨论起来。
四、恰当利用现代教学工具辅助实验教学
在物理实验中,有很多实验现象都是微观的、瞬间的甚至是无形的,在传统的实验手段下,这些实验现象很难被观察到,这样就影响了实验的可观性。怎么解决这个问题呢?可以尝试利用一些现代化的教学工具,用一些现代技术来辅助实验教学。例如,在讲到“波的干涉”时,可将两个带触电的振动片与同一个振源连接起来,在接通电源后,振动片会在小水槽中激起水波,而两个水波相遇相干,就会呈现出波的干涉。然而,教师在课堂上演示这个实验的时候,坐在座位上的学生根本就无法观察到这一微小的实验现象,这时,可以利用投影屏幕,将这个实验现象放大,这样,干涉的图像会清楚地展现在学生眼前,使学生清楚地认识到何为干涉现象。
演示实验作为物理课堂的“常客”,它的质量好坏直接影响物理教学质量。因此,一定要重视演示实验,努力通过多种手段对演示实验进行优化。
参考文献
[1]姚妍妮.高中物理演示实验教学研究[D].华中师范大学,2000.
[2]王树俊.高中物理演示实验教学要求与指导[J].考试周刊,2008(50).
如何做好初中物理演示实验 篇12
一、课前要充分准备并且进行预演
演示实验作为一种教学手段, 是教师备课的重要内容, 需要教师认真研究和准备。有的教师轻视演示实验的准备工作, 结果造成演示失败或出现意想不到的情况, 以致在课堂上手忙脚乱最后草草收场, “强行”让学生接受结论, 教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的, 有的是思想认识存在问题, 对实验教学不重视认为反正结论已经知道了无非是走走过场;还有的是怕麻烦不愿意进行预演, 当实验中遇到问题时找种种借口不完成实验而直接给结论;有的是疏忽大意, 以为实验内容简单, 以前做过或曾看见别人做过到时候演示就行了。这些都是很多教师在演示实验教学中容易出现但是又不应该出现的问题。首先, 教师在课前要准备好与实验有关的全部仪器、材料。其次, 在课前反复操作, 直到熟练的地步, 对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除。再次, 掌握演示时间, 不能够因为准备不充分而影响教学进度。再其次, 教师要根据预演情况对现有的实验作必要的改进, 以提高教学效果。例如:在研究“电动机的转动原理”的实验中, 沪科版教材是将一根金属杆放在一与电源接通的金属导轨上, 通过观察金属杆在金属导轨上滚动这一现象来研究的, 由于摩擦较大, 若电流较小那么金属杆受到的作用力就较小导致实验效果不好。如果我们把这一实验进行改进 (如图所示) :把一个矩行线圈用细线悬挂起来, 然后又将线圈的一边放在磁场中, 最后给线圈一通电我们会非常明显的看到线圈摆动起来。用这种方法需要的电流不大, 效果十分明显, 能够让学生强烈地感受到通电导体在磁场中受力的作用, 进而明白了电动机的转动原理。最后, 要考虑在演示过程中如何引导学生观察, 启发学生思维, 最大限度地发挥演示实验的作用。
二、最大限度地发挥实验的示范作用
教师通过规范的实验操作, 对学生潜移默化地规范实验操作规程, 培养学生的实验技能, 充分发挥演示实验的示范作用。利用各种物理实验仪器进行实验操作的过程中, 必须严格按仪器的操作规范使用仪器, 演示的方式和过程必须科学严谨, 在连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、标准, 最大限度地发挥实验的示范作用。例如, 在使用托盘天平时, 取用砝码、移动游码必须用镊子而不能直接用手接触砝码和游码, 取砝码时先取大的, 后取小的;用“试触法”选择电流表、电压表的量程时应该先试触大量程再试触小量程;点燃酒精灯后火柴签不能随手扔在地上, 要放在专门的废物杯中;电路的连接应先接线路后接电源并且在接通电源前开关应该断开, 拆卸时先断电源, 后拆线路;导线两端接头不是钩、叉时要注意导线在接线柱上的绕向应同螺母旋紧的方向一致等。教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象, 起到潜移默化的作用。教师的规范操作, 不仅是实验成功的前提, 而且会使学生养成严谨求实的良好实验习惯。
三、演示过程要讲解指导, 让学生参与配合
演示实验不能先由教师做给学生看, 再讲给学生听使演示与讲解脱节。这种作法忽视了学生学习的主动性, 让学生被动接收, 完全没有发挥出演示实验的作用, 是不可取的。演示过程中, 通过讲解配合。能使学生对实验有更清晰的印象, 通过教师的指导与启发, 让学生参与配合, 引导学生进行思考, 从而推理出物理概念和规律, 更好地发挥演示实验的作用。
1. 要讲解实验目的、原理和步骤。
演示前教师要指导学生认识实验仪器、实验结构。启发学生明确实验目的、原理和相应的思想方法。在演示过程中, 学生才知道:要看什么?怎么看。同时对实验现象进行观察和分析。由感性到理性, 认识现象的本质属性和因果关系, 从而导出结论。经过精心设置问题, 使学生在教师有目的, 有顺序的引导启发下, 进行有目的, 有顺序的观察和思考。充分发挥教师的主导作用, 调动学生的主动性, 充分发挥学生的主体作用。
2. 渗透物理学方法教育。
在讲解指导过程中, 注意突出物理方法教育, 培养学生的实验方法, 让学生知道在什么条件下应该测什么物理量, 并选择什么仪器来测量。例如:“测量电阻”时知道该先测量“电压和电流”, 知道该选择“电压表和电流表”。“控制变量法”是初中物理中非常重要的一种研究方法, 在演示这类实验时应该突出讲解实验中为什么要控制实验对象的条件以及怎样控制。例如:在研究“电阻的大小与什么因素有关”的演示实验中, 我们研究电阻的大小与横截面积是否有关系时, 我们是通过“材料、长度、温度相同, 而横截面积不同”的两个电阻进行实验, 来研究电阻的大小与横截面积的关系的, 同时启发学生如何研究另外几个因素对电阻大小的影响。最终使学生明白, 在研究一个物理量与多个物理量之间的关系时, 人们总是控制某些物理量, 研究一个物理量的变化对研究对象的影响, 即“控制变量法”的研究原则。
四、实验用语要准确
教师在介绍实验仪器、阐述实验过程和总结实验结论时, 语言必须准确不含糊。否则对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律就会产生不良的影响。例如, 在称呼仪器名称时就有三种常见错误现象:一是随意更改仪器名称, 如将滑动变阻器称为电阻器等。二是将类似的仪器混为一谈, 如将电压表、电流表、电能表统称为电表。三是方言和普通话夹杂使用, 对仪器的读音不准, 如电阻箱读作变阻箱等。又如, 在叙述实验结论时将阿基米德原理中的“重力”说成“重量”。用“控制变量法”研究得出的物理结论, 将控制的物理量省去不叙述, 如在叙述导体的长度与电阻的关系时叙述为:“导体越长电阻值越大”等等。
五、实验要可见度大, 效果明显
演示实验不仅要现象清楚, 而且还要面向全体学生。教师要想方设法增大演示实验的可见度。投影放大、机械放大、自制可见度大的仪器进行演示等都是常用的方法。例如, 说明磁体周围磁场分布情况的实验可以采用投影放大的方法。如果直接用教材中的方法在讲台上将小磁针放在磁体周围其效果不是很好并且影响学生观察。教师可在一块玻璃板上铺上一层薄薄的铁屑再在玻璃板下边放磁体同时轻轻敲击玻璃板直到铁屑排列规则, 然后进行投影演示, 效果十分明显。又例如, 在讲解蒸发吸热时, 可先用棉球醮上酒精, 在每个学生手上擦一擦, 使之亲身感受到蒸发吸热的事实;再取两支相同的温度计放在投影仪的展示台上, 使学生从屏幕上看清它们的“一样”, 然后用浸有酒精的布片包住其中一支温度计的玻璃泡, 再让学生从屏幕上看清它们的“不一样”, 从而使每个学生都能轻松地目睹酒精蒸发吸热的过程。
参考文献
[1]浅谈初中物理演示实验的要求.《物理的教与学》1998年第3期.
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