论数字化探究实验室系统在物理教学中作用 200

论数字化探究实验室系统在物理教学中作用 200（通用10篇）

论数字化探究实验室系统在物理教学中作用 200 篇1

论数字化探究实验室系统在物理教学中作用

2007-01-30 11:56:45| 分类： 个人日记 | 标签： |字号大 中

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创建“信息化实验环境”，有利于提高学生的实验素质和信息素养

物理是一门以实验为基础的学科，实验的重要地位及教学功能无可置疑。但是，目前不少学校的实验教学往往是一块相对薄弱的地方，导致学生对动手实验的兴趣也不高，为了应付考试往往沉湎于纸上谈兵，实验教学的信息化水平更低。教育部和上海市教委领导多次指出，教育改革必须基于现代信息技术发展的需要，《二十一世纪物理学科改革行动纲领》也突出了“现代教育技术对物理教育的支撑作用”，《上海市中学物理课程标准(征求意见稿)》更强调了“现代信息技术和物理课程的整合”。由此可见，传统的实验手段和方法已经跟不上信息时代发展的需求了，急需更新和发展。学生未来的工作环境离不开以计算机为核心的信息化环境，培养学生的信息素养也迫在眉睫。

由此可见，创建“信息化实验环境”势在必行。所谓“信息化实验环境”，指的是将现代实验技术和以计算机为核心的信息技术融为一体的实验平台或环境。信息技术具有强大的信息处理能力，可以实时、高效处理各种数据，可以实现连网互通，具有便捷的交互功能。传统的实验手段存在着误差大、数据采集慢(无法在很快的时间内采集很多组数据)、有的物理量无法直接测量、读数不方便等问题，更为重要的是数据处理手工完成，效率低，误差大。DISLab技术的应用，初步实现了运用 现代技术改造传统的实验手段和方法，而且为信息技术的融合创造了条件。它不但能替代许多传统仪表，如打点计时器、弹簧秤、温度计、压强计等，而且还能直接测量瞬时速度(光电门)、磁感应强度(霍尔传感器)、微电流计(微电流传感器)等传统仪表无法测量的物理量。即使替代也不是简单的功能重复，而是大大提高了测量范围、精度、反应时间。因此，DISLab的应用使中学物理的教学内容发生了很多改变(必需和二期课改的新教材配套使用)，许多原来不能做的实验可以做了，许多原来只能定性的实验可以定量分析了，许多“瞬时”的过程(如碰撞)我们能通过高速扫描记录下来

仔细分析了，因此学生利用DISLab可以探究的问题范围和深度都大大拓展，这对提高学生的探究能力很有益处。计算机及配套软件的使用使我们“数据挖掘”的本领大大增强，更容易、更深刻的揭示客观世界隐藏的各种规律：同时我们也更容易交流演示实验的过程和结果，继续发展下去可借助网络平台开展学生或师生之间的异地合作讨论或观摩实验过程。

由此可见，“信息化实验环境”有助于促进学生的实验素质发展。实验素质是科学素质的重要组成部分，包括实验过程中的科学精神、情感态度，如怀疑、求真、批判、探究、实践、创新等基本要素以及认真、踏实、谦虚、合作等情感因素；还包括熟练的实验技能、运用实验完成观察、测量、验证、探究等任务的能力。显然，只有建筑在高技术平台上的实践经验，才会带来高层次的实验素质、思维能力和创新发现，而这些素质和能力的培养为学生将来从事科学研究、工作的环境接轨创造了条件。

信息技术的融入，使学生在利用DISLab技术开展实验的过程中同时提升信息素养。学生在“信息化实验环境”中采集数据，将获得更多更精确的信息，通过网络合作与交流还可以得到大量他人的数据、经验体会，必然要思考如何处理这些数据，如何做出判断而选择有价值的信息，如何评价自己和别人的实验过程及结果等等。这些信息获取和处理的过程，对学生信息素养的提高有帮助。

最后的表格（见文末附表）中举了一个实际例子比较了传统实验和DISLab系统实验的优缺点。非常

凑巧，我在指导学生做完表格中实验后，去上海市进才中学和第六十中学各听了一节课，内容也是“测定电动机效率的学生实验”，三个学校的实验方案各有千秋、都有一些别人意想不到的闪光点，如自己学校选用的电动机是瑞士制造的直流电动机(带减速功能)比较稳定、进才中学的所用的细线效果比较好、第六十中学对电动机的轴进行了特别加工效果比较好、每个学校的学生在实验设计和操作能力方面存在差异，如果让三个学校的同学借助广域网一起边做实验边交流和展示，我相信学生肯定会取长补短、更有兴趣、更有收获的。

戴尔的“经验之塔”理论指出，“教育应从具体经验人手，逐步进入抽象，有效的学习之路必需是铺满着具体经验”。DISLab技术为学生开拓了“具体经验”的范围和深度，为概念、规律的揭示创设了更好的条件。有利于提高学生的实验素质和信息素养。

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教育手段的信息化是现代教育技术发展的重要内容,是实现教育现代化的具体途径和主要标志,以教育信息化带动教育现代化是教育改革和发展的大势所趋。实现实验教学的信息化不仅成为信息技术与课程整合、教育手段现代化的一个突破口,而且对培养学生的实践动手能力、激发学生的学习兴趣、提高综合素质和培养创新思维起着重要作用。

一、数字化虚拟实验教学系统的形式、功能及特点

与理论课程教学时数相比,实验教学课时较少,且由于实验条件、场所、仪器的限制,实验课程内容开设有限、复习和巩固教学环节缺失,严重制约了实验课程教学目标的实现。微型计算机的普及和校园网建设的日益成熟为实验教学方法的改进和内容的革新提供了条件。

1. 数字化虚拟实验教学系统的形式和功能

要实现数字化实验教学系统的应用首先须进行数字化教学资源建设,开发多媒体实验教学课件,实现实验过程的数字模拟。通过收集实验设备的数字信息,将多媒体资源制作成实验教学数字资源,表现特定的实验教学内容,借助Flash动画软件,整合声音、图像、文字等多种媒体资源。通过多种媒体表现形式,呈现实验大纲、实验原理、实验目的与要求、实验设备、实验演示课件、实验示范录像等信息。学生不仅可以观看实验模拟过程,还可以动手操作课件。通过不同操作参数的变化,在动画及声像软件中产生不同结果的信息反馈,通过学生与教学资源的互动,使学生对实验信息有更深刻地理解和认识。

数字化仿真实验系统为教学内容与学生实现网络互动提供了基础。由网络平台提供浏览、查询、测试、交互等功能,实现实验的网上预习、实验报告的网上提交。学生在实验开始前利用网络学习实验课件,实验结束后将实验报告上传给教师,实验中遇到的问题,在网上与教师和同学进行交流获取帮助。教师在网络平台上发布实验通知和实验要求,上传实验教学资源,对学生进行答疑。

2. 数字仿真实验教学系统的优点及局限

(1)仿真实验教学系统的优越性

针对真实实验的缺欠,虚拟仿真实验项目建设是目前实验教学发展的热点之一。与传统真实实验相比,仿真实验具有一些显著的优越性。

(1)仿真实验突破了现实教学条件对实验内容在时间与空间上的制约。在显示实验教学中,一些实验设备由于价格昂贵、操作复杂、操作条件苛刻或其他一些原因,难以让学生在实验室中完成。还有一些项目实验周期长、测试项目反复,不适宜于安排在实验教学课堂上完成。而数字仿真实验平台是一个开放的实验平台,师生可以不受时间空间的限制,在虚拟的环境条件下,自由地操作选定的实验项目。对于在实际操作中容易出现错误、发生危险的实验项目更是可以放下包袱,反复操作、练习。

(2)虚拟环境下的仿真实验节省了大量经费和资源。实验室的建设维护、仪器设备的采购保养以及实验教学运行管理都需要很多费用,仿真实验使这些费用都大幅度降低,而且可以创造更好的实验条件和更多的实验机会。另外,学生开展设计性、综合性实验时,可以先进行模拟仿真实验,在得到最优方案后再进行实际实验,可以有效地避免盲目性错误,提高实验的成功率。

(3)数字仿真实验还能够有效促进学生创新意识和创新能力的培养。学生可以在虚拟环境下开展综合性实验和创新性实验,彻底摆脱现实实验条件的约束,在更深、更广的知识领域内探索。利用网络实验环境,可以发挥实验者的想象力,去实现自己的设计,而不受器材、仪表等的限制,为学生创造力的发挥提供广阔的空间。

(4)网络化仿真实验能够充分体现学习内容的开放性和资源共享性。仿真实验内容具有高度的可获得性,更广泛专业范围内、不同高校的学生都可以进入实验系统,实验者不再受时间、空间上的制约,而教师可以共享教学信息资源,促进相互交流,节省教学资源和快速反馈教学问题,发挥优质教学资源的辐射作用。

(2)仿真实验教学的局限性

仿真实验在实验、实习、实训等方面具有明显的优越性,值得大力推广,但同时其在某些方面的应用也存在不足之处。

例如在水处理工艺实验教学中,工艺实验处理效果受各项水质参数和运行操作参数的影响,每个参数对处理后水质参数的影响程度和趋势各有不同,处理后水质各项参数变化由于受不同机理的控制也存在很大的差异。各工艺参数协同作用对处理后水质参数影响的数学模型极其复杂,学术界至今没有形成成熟的、被广泛接受的模型理论。因此,在仿真实验中,大部分的实验参数被确定,每个实验只能限定1~2个工艺参数作为可调整的实验参数、演示处理过程中及处理后水质的1~2项水质参数的变化。学生在实验过程中只能观察到单一参数对实验结果中单一数据的影响,不能综合分析讨论工艺过程中的多项重要机理,难以对工艺过程产生全面、立体、多维度的认识,使实验教学效果大打折扣。仿真实验的这种局限性难以在短期内有所突破,需要新的实验教学形式作为有效补充。

二、在线监测实验系统的作用

一些水处理工艺实验运行周期较长,水在处理构筑物中停留时间最短也要几个小时,生物处理工艺甚至达到几十个小时以上,也就是说运行参数或水质参数发生变化需几个小时甚至几十个小时才能显现出后续效果的改变。实验周期过长,不适宜于在实验课上进行。另外实验取样次数频繁、水样检测分析工作量庞大,分析过程中产生操作误差的几率高,难以有效保障实验教学质量。而一些典型工艺的实验教学对学生深入理解和掌握学习到的理论知识具有重要意义,须寻求适当方式开展典型工艺的实验教学。在线仪表与计算机相结合应用在实验教学中是克服实验周期及检测分析问题的有效途径,同时对于一些仿真技术无法模拟的实验项目也能够提供适宜的操作条件。

以一个污水生物处理工艺实验为例,将在线监测有机物、氮、磷含量等水质参数以及流量、液位等操作参数的传感器安装在处理工艺构筑物模型的适当位置,水质及操作条件模拟信号传入探头控制器,将模拟信号转换成数字信号,与计算机进行通讯,工业控制组态软件将分析数据经过处理存储起来备查。组态软件可以适当发挥控制功能,调节阀门、水泵、计量泵、鼓风机等执行机构的控制参数。让学生通过对存储的数据做数学处理进行动力学计算和反应机理分析,根据水质参数和运行参数数据结果优化工艺运行条件。系统具有一些有利于提高教学效果的独特属性。

1. 数据记录和存储功能

在线记录、保存实验信息是在线监测实验教学系统的基本性能。记录数据量大,不仅可减小学生自行检测和记录可能造成的取样和分析误差,而且由于数据丰富,便于师生从多方面对实验数据进行分析,充分认识和理解实验的教学内容。

2. 对实验过程的指导和规范

在实验指导、教学内容信息传递方面具有与数字仿真实验系统相同的功能,同时在操作上实时提示学生应如何操作,随着操作阶段的不同,指出操作要点和注意事项。限制操作参数在合理范围内,当学生操作失误时能够即时发出警示,并拒绝执行操作,保障仪器设备不会由于误操作而造成损坏。

3. 优良的综合性、设计性实验和创新实验平台

在线监测的模型实验系统具有完备的数据采集功能和最接近实际工艺运行状况的实验操作过程,能够进行复杂、多样的实验,为综合性、设计性实验提供完备的物质基础。最接近真实状况的实验条件和实验内容的丰富性使学生在发现问题、解决问题、开发想象力、发挥创造性方面拥有极大的空间,为创新实验提供广阔的舞台。

4. 教学资源利用最大化

实验操作条件、实验结果的数字化为在线监测实验系统网络化打下基础。学生可以利用校园网对实验模型设备现场进行远端操作控制、实时下载实验数据并与指导教师进行交流,使学生不致在漫长的实验周期中全部时间被实验操作和取样分析所占用,同时大量的实验数据可以由所有学生共同分享,各取所需,让实验数据发挥最大的作用。

一些在线仪表比较昂贵,整个在线监测实验系统造价较高,一套系统不能只供少数学生使用。将在线监测实验系统与网络连接,让更多的学生和教师分享实验数据,使其体现最大价值。

三、结束语

信息化是实验教学发展的重要方向,数字仿真实验系统和数字化真实实验系统作为实验教学信息化建设的重要内容,应优势互补,共同在实验教学中发挥作用。

参考文献

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关键词 数字化实验；数字化实验系统；数字化校园；初中物理

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）34-0148-02

随着科技的进步与发展，越来越多的数字化技术手段被应用到物理教学中。这也促使初中物理教育模式发生变化。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》从战略高度提出要创新教育教学方法，激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。新的课程标准指出：重视将信息技术应用到物理实验，计算机实时测量、处理实验数据，分析实验结果等。

为了适应科技的迅猛发展和新的人才培养需求，数字化实验系统（Digital Information System，简称DIS）成为各地数字化校园建设重点项目，数字化信息系统实验室也成为初中物理开展课内外探究实验的首选对象。

1 数字化实验系统简介

数字化实验系统是以计算机为平台，各种传感器将不同的物理量转换成数字信号，数据采集器将传感器采集到的各种电信号进行处理后通过USB等接口输入计算机，再由应用软件进行分析处理，并以多种形式实时显示在计算机的屏幕上。

数字化实验系统能够直接将测得的物理量以数据表格、坐标图像等形式呈现，具有可视性、直观性的特点，配合手持分析仪使用还具有户外拓展性。

2 初中数字化实验系统探究实验的设计原则

2.1 科学性原则

在活动设计中首先要遵循的就是科学性。数字化探究活动的实验原理、实验方法要科学。教师在设计实验时要符合初中物理教学规律，遵循物理原理，使教育价值得以体现。

2.2 针对性原则

数字化实验系统实验设计应该围绕实验教学的目标，在改进传统实验时仍然要突出实验的目的和意义。数字化实验所要替代的只是探究活动中数据读取和处理等环节，因此数字化实验系统实验要从学生的实际出发，针对教材中的重难点，不能因为要刻意使用数字化实验设备而改变探究实验活动的主旨。

2.3 适用性原则

数字化实验系统实验的设计要適用于初中物理实验教学。数字化实验系统配套的传感器能满足力学、热学、光学、电磁学等物理量的测量。初中物理数字化实验的设计应以定性分析为主，多采用图像分析法。

数字化实验系统实验活动的设计还要符合初中生的认知规律。初中学生对物理图像的认知理解存在局限性，避免复杂函数关系增加学生的认知难度。实验设计还要避免使实验复杂化，这样才能提高学生的学习兴趣。

3 数字化实验系统在初中综合实践活动中的应用

3.1 探究声音的特性

【活动目的】通过对自己及身边物体的发声的波形了解声音的特性。

【实验设计】选用声波传感器，将传感器连接到数据采集器，并打开手持分析仪的相应实验模板即可实验。实验时电脑分析软件自动将声波传感器接收到的声音信号的波形描绘在坐标系中，形成实时振动波形图。

【探究过程】用不同响度的声音对着传感器说话，观察声波图形的振幅的变化，停止说话，波形变成一条直线；探究声音响度的影响因素。男女生分别对着传感器说话，形成两条振动波形，将两条波形对比发现，女生音调高，声波振动的频率高；用不同乐器演奏同一音调，观察不同的乐器，振动波形特点各不相同，理解影响音色的因素；利用声波传感器和手持分析仪测量一天中不同时间段教室内的声音响度，开展噪声产生原因和如何减少噪声危害的课外综合实践活动。

【实验优点】传统声学实验是用鼓面细小物体的跳动高度来反映振幅，电动机齿轮的转速来反映振动频率的，而音色多数教材则直接给出图形。数字传感器的使用直接将这些振动特点可视化，既简化了测量和记录方法，又丰富了声学实验的方法，使探究活动变得更加易于操作，贴近学生生活，增加了学生的学习兴趣。

3.2 探究影响水果电池电压的因素

苏科版物理九年级自制水果电池的探究活动安排在第十三章第四节，本节主要内容为介绍电压知识和电压表的使用。作为课后自主探究活动，自制水果电池的内容深受学生喜爱，但常见水果实际能产生的电压较低，学生用电压表的精度只能达到0.1 V，无法明显准确地探究影响水果电池电压的因素。

数字化电压传感器可以达到0.01/0.002 V的测量精度，在实验设计中，不仅能够较明显地显示出水果电池的电压，增加实验的趣味性，还可以动态演示电压值的变化。在探究影响电压的因素时，先在软件中设定记录电压值和时间的坐标，再逐渐改变金属片插入的深度，系统将会将整个变化过程的电压值描绘出来，直观地反映物理量之间的关系。

4 使用数字化实验系统开展探究活动的几点思考

数字化实验系统精度高，搭建简单，因此能够完成一些传统实验较难完成的探究实验。传感器采集数据和软件自动分析的过程能够减少手工作图和数据分析的麻烦，使探究实验更简单易行，更有趣味性。数字化实验拓展了学生研究性学习的空间，能够更好地培养学生的合作意识和创造能力。

在设计初中物理数字化探究活动时，要正确地认识数字化实验和传统实验之间的关系，实验的设计要能够使学生更易于接受，使得数字化实验更直观。

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论文摘要：探究式实验教学是理科教学的一个重要组成部分，教师如何在实验过程中进行“导”，才能收到较好的教学效果，本文从几个方面进行了阐述。旨在努力做到通过实践落实“学生力所能及，教师避之;学生力所难及，教师助之;学生力所不及，教师为之”的新课程理念，让学生真正成为学习的主人。

论文关键词：探究式实验教学 教师引导 教学效果

新教材将课本实验分为演示实验、学生探究式实验和学生家庭实验三个部分。经过多年的教学实践，我认为如果教师能适时地将演示实验转化为学生探究式实验并加以正确引导，其效果远比教师单纯演示要好得多。这样做，还能锻炼学生的动手操作能力、物理术语的表达能力，真可谓是一举两得，我们何乐而不为呢?要较好地完成探究式实验，我们应如何对学生加以引导和培养呢?

一、观察思考，提出问题

我们知道:物理起源于生活，同时它又服务于生活。所以，在平时的教学过程中，我总是积极引导学生从生活现象中多观察、多思考，想一想哪些问题与我们所学的物理知识有关联。例如:教科版八年级物理上册第一章《走进实验室》的第三节，在讲解“降落伞比赛”这一活动时，我适时地引导学生:在生活中，你还遇到过哪些现象可以提出问题并自己进行解答呢?于是同学们纷纷开动脑筋。有同学说:“老师，在冬季我们走在积有冰雪的路面上比走在平时的水泥路面上容易摔跤，”这个可以作为一个问题提出来吗?我当即表态:很好。还有的同学说:“老师，我们的书包带一般都作得比较宽大，我也可以针对这个现象提出一个问题。”……同学们非常踊跃，课后我感到非常欣慰。因为同学们刚刚接触到物理这门学科，学习积极性就已经被调动起来了。

二、猜想与假设

对于同学们针对生活中的现象提出的种种问题，如何引导同学们进行猜想?猜想与假设合理，能帮助探究者明确探究的内容和方向，指导探究沿着预定目标展开，避免探究的盲目性;它为收集信息、分析和解释信息提供一个大致框架;也为制订探究计划、设计方案奠定了必要的基础。

下面是教科版九年级物理探究“导体的电阻与哪些因素有关”的实验中的一个教学片断:

学生1:导体的电阻可能与导体长度有关。

学生2:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。

学生3:导体的电阻可能与导体两端的电压有关。

学生4:导体的电阻可能与通过导体的电流大小有关。

学生5:导体的电阻可能与环境温度有关。

学生6:我认为铝和钨的电阻就应该不同，否则不会用铝做导线而用钨丝做灯丝。

师:如果铝和钨电阻不同，你们认为这属于前面哪位同学所说的哪个因素?

学生7:前面同学没说到这个因素，应该是构成导体的物质不同吧。

师:对，我们怎样描述这个因素呢?

学生7:导体电阻与构成导体的物质有关。

师:回忆我们在导体与绝缘体的学习中的一些说法，这里物质两个字是否恰当?可以怎样改变一下?

学生7:应该说材料。

师:请你把这个猜想再描述一下，好吗?

学生6:导体电阻可能与构成导体的材料有关。

从这一片断可以看出猜想与假设这一过程的教学，首要的是培养学生的发散思维，要求教师在教学过程中充分体现教学的双边性，做好学生猜想与假设过程的“导演”，充分调动学生大胆思考，敢于创新，想出各种各样的思想观点。老师不可包办代替，只有在学生出现思维障碍时，老师方可给予指导，真正做到“贵在引导，要在转化，妙在开窍”。

三、制定计划，设计实验

问题提出来了，我们如何去验证?这是一个非常关键的问题。这一环节教师要首先引导同学们明确探究的目的和已有的条件，要考虑到影响这个问题的主要因素，初步树立控制变量的意识，还要考虑到自身的实验环境及实验器材等条件的限制。然后引导同学们举一反三，变已知为未知。例如:在讲解“影响电磁铁磁性强弱的因素”这一节时，教师可先引导学生提出问题并进行猜想和假设。同学们提出了许多种可能的问题: ①电磁铁磁性的强弱可能与电路中电流的大小有关;

②电磁铁磁性的强弱还可能与线圈的匝数的多少有关;

③电磁铁磁性的强弱可能与电源电压的高低有关。

④电磁铁的磁性强弱可能与线圈的粗细有关。

⑤电磁铁的磁性强弱可能与构成线圈的漆包线的粗细有关。

于是，我就针对同学们提出的问题进行适当引导:“在研究每一个决定因素时还是否需要其它要求或限制?”很快就有一部分同学举起了手，他们已经意识到了变量控制。在同学们回答的基础之上，我又进一步指出:要研究某一个因素对问题的影响时，必须首先保证其它量一定。然后同学们纷纷设计出了研究某个量决定电磁铁磁性大小因素的验证性实验。

四、进行实验，收集证据

进行实验是整个探究实验的重要环节。这是同学们实际动手参与实践的具体过程。在这一环节，涉及到各种实验仪器的正确使用，涉及到实验现象的.观察、分析和实验数据的整理、记录等多项内容。正因为如此，我平时极为重视学生在实验过程中良好习惯养成的引导。

例如在完成某些需要用到电流表、电压表的实验中，教师要首先向同学们强调电表使用的注意事项，应严格地按照它的规则要求进行操作，特别是一些带有危险性和损坏性的实验，教师更应该首先检查，避免一些不必要的损坏和意外。在使用刻度尺进行测量时，要首先提示同学们首先弄清刻度尺的量程、分度值和零刻度线，掌握正确的使用方法，否则将会影响结果的准确性和可靠性。

五、分析论证

由于实验器材的不同、操作方法不同等因素的影响，同学们对于记录的数据进行分析时，得到的结论也往往不同。教师要及时地引导学生加以分析和总结。如果条件允许，教师还要与学生共同探讨对实验器材和实验方法的改进，从而进一步激发学生的学习兴趣，拓宽他们的思维。例如:在完成“探究滑轮组的机械效率”一节的实验时，因为动滑轮能省一半力，这是同学们所熟知的。但在这个实验中，出现的结果与理论数值往往存在着一定的偏差。“这样我们能否就断定以前的结论是错误的或者说我们的实验存在问题?”我尽量让同学们去思考、去琢磨。经过一段时间的思考，我再告诉大家:“其实出现这种现象并不是我们的实验本身有问题，而是由于绳子和轮之间存在摩擦力的缘故。只有当我们忽略摩擦阻力及动滑轮的重力时，用动滑轮才可以省一半力。”同学们恍然大悟。因此，这一环节我们必须教育学生要尊重事实、尊重自然规律的良好习惯，养成实事求是、不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合科学规律的意识，从而逐步达到能从物理现象和实验中归纳简单的科学规律的目的，为以后的发展奠定基础。

至于评估和讨论与交流，重点是培养同学们的合作意识和好中选优的思想意识，不要满足于一知半解，甚至于个人得出的简单结论，要勇于与他人进行交流并向他人学习，努力做到取人之长，补己之短，从而促进学生自主探究与合作学习的有机统一。

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摘 要:针对当今出现的数控加工仿真系统软件、数控编程与加工教学和数控机床实训环节易出事故、机床损耗严重、费用高等特点,论述了数控加工仿真系统的产生、作用、功能,以及在数控专业教学中,如何有效地使用数控加工仿真系统软件,体现了数控专业教学中的一种新的现代教育理念、教学方法和教学模式。

关键词:数控机床;数控加工仿真系统软件;数控教学;数控实习问题的阐述

随着科学技术的发展,数控技术正在得到广泛的应用。数控人才成为市场急需的人才,如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程和操作技术的数控技能型人才成为数控教学工作者必须研究的问题。作为数控教学的专业教师,深感如何将数控理论和实践教学有机地结合起来是值得我们认真探讨与研究的。

由于数控机床是一种新型工艺装备,故数控技术工人的培养和数控机床的教学还处在刚刚起步的状态,如何利用数控加工仿真系统进行教学更是处在探索阶段,因此有必要对数控教学模式、教学手段和教学方法的完善进行有益的探索,创新数控专业的职业技能鉴定的工作方法,建立一套完整的数控教学新体系。数控实习(实验)教学中存在的问题

(1)数控机床是一种机电一体化的新型设备,价格较之普通机床要昂贵得多。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练,投入大消耗多成本高。

(2)数控机床的系统多,型号多且更新较快,对学院而言是不可能将所有的系统配齐的,这样经常会出现学生在校期间所学的系统与工厂中不符的情况,使到了工厂后不能尽快适应机床。

(3)数控机床是自动运行的,学生在初学时,常常会由于在编程中的疏忽或操作中的失误造成刀具或机床的损坏,甚至造成人身危害。

为了解决上述问题,我院从数控专业开设起,就尝试利用数控加工仿真系统软件进行教学,均对我院数控教学等方面发挥了重大的作用。数控加工仿真系统的产生

随着计算技术的发展,尤其是虚拟现实技术和理念的发展,产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训,不仅可迅速提高操作者的素质,而且安全可靠、费用低。

目前在国内已经有很多学校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中,也产生了各种仿真教学系统。简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真,参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。数控加工仿真系统的应用方法

4.1 活应用教学方法,使学生成为课堂学习的主体

由于大部分高职学生学习基础差,所以教师教学很困难,传统的教学方式已很难使学生接受。

因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力,有较强的数控职业能力,能较为娴熟地运用行动导向的教学方法,在课堂教学真正体现学生为主体,突出显示学生动手动脑的活动,变学生被动学习为主动学习。

4.2 恰当运用数控加工仿真系统,充分发挥其课堂教学中的作用

数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程,还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法,摆正数控加工仿真系统在教学中的位置,既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用,应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。

4.3 科学安排教学内容,循序渐近掌握数控编程与操作技巧

在教学过程中教学内容的安排分为三个教学模块。其一为基础模块,主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的的编程方法、操作及应用,由于配备FANUC系统的数控机床在数控加工中的市场占有率高,所以这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握,灵活应用:其二为提高模块,主要讲解与训练SIEMENS系统的机床的编程与操作,以帮助学生在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力;模块三为拔高模块,主要讲解国产数控数控系统中的华中数控系统的数控编程与操作方法,扩大学生的知识面,从而适应高职数控大赛指定系统—华中数控系统的编程与操作。

这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排。这样,学生在从业时能够信心十足的面对所操作的数控机床,较快适应所从事的工作。当然,运用此方法,我们学院在各种大赛比武中取得了好的成绩。

4.4 正确进行教学评价,提高学生的自觉学习意识

教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主,对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评,而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择,对做得不好的学生不采用直接批评的方法,只是指出该学生哪些地方做得好,哪些不太好,应如何改进;对于比较差的学生称为“稍微弱一点的学生”。课堂测试应有较强的目的性,不是难为学生,而是通过对学生进行测试,来提高学生的学习意识、学习热情,学习的自觉性和自信心。数控加工仿真系统的应用效果

5.1 理论教学应用数控加工仿真系统可以极大地提高学生的学习兴趣

在引入数控加工仿真系统应用软件之前,数控编程与操作课程与其他课程教学模式相同,主要是课堂教学,学生对自己所编的程序正确与否是通过教师批改作业来知晓的。这种方法教师检查程序需逐个程序段进行查阅,内容多而十分麻烦,一些在数控机床上常常无法通过的书写错误也不易查出,而这些问题的解决在实际数控编程中是十分重要的。至于数控操作问题,在黑板上讲解各个按键的作用、名称与使用更是一件费力不讨好的事,习者枯燥,教者乏味。

引入数控加工仿真系统进行教学以后,学生所编程序可以直接在计算机数控加工仿真系统的模拟加工演示,对程序编写和书写的错误能直接看出,机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程历历在目,直观形象,便于学习与掌握,编程与操作的作业可以直接在计算机上检查,每次有检查,次次有结果,使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣。

5.2 技能训练应用数控加工仿真系统可降低训练成本提高训练效率和安全性

数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备,它具备“高速、高效、高精度”的特点,如果初学时就让学生直接在数控机床上操作,可能出现撞坏刀具等现象,甚至因操作失误对学生造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作,可以大大降低实训的消耗,约50个机位的计算机包括50个结点的正版数控加工仿真系统软件,所需费用相当于一台三十万元的数控机床,却能解决50-150个学生的初阶段的技能训练问题,学生可以轻松对实习过程进行初始化,对未能完成的实习实行项目保存,对已完成的实习课题进行调入回顾,而后再进行几次实际操作就能达到事半功倍的效果,大大提高了实习效率降低了实习成本。

物理实验在课堂教学中的作用 篇6

鸡东县东海镇中学

朱世霞

物理实验在课堂教学中的作用

在科学技术高度发展的今天，物理学发展的科学基础仍然是实验，检验物理学新理论正确与否的标准仍然是实验。在物理学的研究发展过程中，物理实验起着举足轻重的作用。而在中学物理教学中运用物理实验的目的就在于为学生学习物理创造一个鲜活、生动、具体、直观的学习环境。从而培养学生各方面的能力，进而提高他们的全面素质。那么，为什么在中学物理教学中物理实验起着很大的作用呢？现在，我们就来探讨一下实验在中学物理教学中有哪些作用。

一、物理实验能为学生提供学习物理的一个直观、生动、形象的认识环境。

在学习物理的过程中，要认识物理概念和物理规律，首先必须有一定的感性认识。通常，从生活中得到的感性材料，本质与非本质的因素交融在一起，难以使学生获得清化、纯化的感性材料。运用演示实验可以突出事物间的本质联系，使学生对物理概念与规律有透彻的理解。物理实验是展示物理教学魅力的有效手段。它能够使学生清楚的观察到不同物理现象之间的因果关系，比较直观的理解这些相互联系的物理现象，进而巩固和加深学生对物理规律的认识。

1.物理实验具有化枯燥为生动、化抽象为具体、化平淡为奇特的功效，能为学生提供一个学习新知识的良好环境。例如，在我们的世界静摩擦无处不在，同学们却很难感受到静摩擦力的存在。因此，教师可以做“筷子提米”以及“覆杯”实验让学生观察。这样的话，看不见，摸不着的静摩擦力就可以在比较直观、生动、形象的环境中展现在同学们面前。在研究滑动摩擦力大小和哪些因素有关系的时候，教师可以设计两组实验，让学生用弹簧称拉着相同质量的小车在粗糙程度差异较大的水平面上匀速行走，同学们肯定会观察到，拉在比较粗糙水平面上小车的弹簧称的示数大，这样就比较直观的使同学们知道滑动摩擦力大小和接触面的粗糙程度有关。再用弹簧称拉着不同质量的小车在粗糙程度相同水平面上匀速行走，同学们会观察到拉质量大的小车的弹簧秤示数明显比拉质量小的小车的弹簧秤示数大，这样又可以让学生比较容易的明白滑动摩擦力大小不仅和接触面的粗糙程度有关，还和正压力有关。在传统教学中，教师往往只是重视给学生一个抽象思维的学习环境，而往往忽视了为学生创造一个表象思维活动的学习环境，而实验恰恰可以弥补传统教育的这一“先天”不足。

2.通过物理实验，可以巩固学生头脑中的知识体系，纠正错误观点，为同学们进一步学习创造条件。例如，在讲《二力平衡》这节课的时候，教师开始仅仅用两只弹簧对称拉从而得到两个力是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上的结论，但是从这一特殊的例子来说明二力平衡的条件是不够的，同学们往往会错误的认为二力平衡的条件就是物体静止。于是，我们可以演示小车在桌面上受到不同大小水平力时的运动情况来说明二力平衡的条件以及平衡时的状态是物体静止或者做匀速直线运动。

二、物理实验能够引导学生热爱大自然和探索大自然，培养学生对物理学习的浓厚兴趣。

兴趣是人要求获得新知识的一种积极的心态，对于顺利获取知识、推动学习是一种强大的动力。物理课堂中演示实验的真实性、形象性、生动性，对学生有很强的吸引力，极易 唤起他们的兴趣。在引入课题时运用新奇、生动、有趣的演示实验，往往可引发学生对所研究问题的兴趣，激发学生的求知欲望，使其主动参与教学，成为教学中的主体。我们都知道物理实验具有直观、生动、有趣、形象的特点。这些特点往往会强烈的吸引着学生们的好奇心，进而增强他们求知的欲望。通过趣味新奇的物理演示实验，能够激发学生的好奇心，从而引导学生热爱大自然和探索大自然。在上《光的色散》这节课的时候，教师就可以做一下“彩虹”实验。教师在做这个实验的时候，同学们的注意力会高度集中，对这些有趣的物理现象他们会表现出异常的好奇。

三、有助于发展学生的多种能力 1.培养学生的观察能力

观察能力是人们通过感官或借助科学仪器，有目的、有计划地感知客观现象，从而获得科学运作的能力。物理教学演示实验，从出示仪器到进行演示的全过程，都将给学生以多方面的刺激。教师便可从中指导学生观察，有计划地培养学生的观察能力。实验中的现象有 本质和非本质的区别，又些本质的现象在实验中很不明显，甚至只是短暂的显现，要从众多现象中“去伪存真”，找出本质的内容。首先，每次演示实验都要明确观察的目的、任务、重点，事先做好充分准备；其次，要注意观察的全面、准确、细致、敏锐。教师要教给学生正确运用重点观察、对比观察、归纳观察等方法，提高学生观察能力。2.培养学生的思维能力

思维是人脑将观察实验所取得的感性材料进行加工，上升为理性认识的过程。确定事物或现象之间的因果联系，需要思维与实验相互结合。直观的演示实验能为学生提供建立概念和规律的感性材料。因此，物理的演示实验对培养学生思维能力的作用是不可忽视的。思 维能力主要有分析、综合、抽象、概括。对于学生，学习任何物理概念、规律都是离不开这些思维过程的。3.培养学生的创新能力

“创新是一个民族的灵魂”，它是当今知识经济社会中人最重要的素质。江泽民同志曾在全国教育改革会议上明确指出“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度认识”。确实，一个国家、一个民族要取得二十一世纪发展的主动权、领先权和控制 权，就必须要有高素质的人才，而高素质人才的突出表现就是具有创新能力。然而，创新能力的形成是需要建立在有较强观察能力、思维能力、操作能力基础上的。4.培养学生的实践能力

培养全面发展的人才，贵在既会用脑，又会动手。在物理课堂教学中，充分而又恰当地运用实验，在引导学生观察的基础上，使学生通过科学抽象得到规律性的认识，从而把规律运用到实践中去，既符合“实践——理论——实践”的辩证唯物主义认识论，又使学生懂得 一切真知都来自实践，有利于培养学生从实践中认识事物、获取知识、自我发展的能力。

四、物理实验可以促成学生正确的世界观方法论的形成。

我们知道人们只有在实践中，才能形成正确的世界观和方法论。然而，实验是一个十分严谨的科学研究的实践活动，因此它更有利于人们正确的世界观和方法论的形成。

1.通过物理实验，可以培养学生实事求是、理论联系实际的科学品质，从而促成学生正确的世界观和方法论的形成。就物理实验本身的特点来说，它是一个十分严谨的科学研究的过程。只有同学们在实验的过程中，本着实事求是、一丝不苟的态度，才能保证实验的成功完成。在实验的过程中，学生还可以深刻的领悟到实事求是的哲学方法论的重要意义。

2.通过物理实验，可以培养他们严谨的科学作风，从而促成学生正确的世界观和方法论的形成。例如，在做“测物理质量”以及“验证欧姆定律”实验的时候，有的同学不按规程操作，如用手拿砝码，电路连接时不用电键以及在使用天平、电压表、电流表之前不调零。教师这时候对违规操作同学的批评改正，可以促成他们严谨的科学作风的形成。

论实验在初中物理教学中的作用 篇7

关键词：初中物理教学,物理实验,重要性,作用

传统的物理教学，常常以老师为中心，老师最关心的是学生学到了多少知识与技能，能不能考好试，能不能完成升学指标。因此，不少老师淡化了实验教学，甚至连演示实验都不做，取而代之是用粉笔在黑板上讲实验，要求学生用死记硬背的方法记住实验的原理、操作步骤等。事实上，实验占据物理教学的核心地位，离开了实验是空洞的物理教学。笔者结合自身的教学实践，在此谈谈实验在物理教学中的作用。

一、物理实验的重要性

新课改着眼于学生的全面发展，重视学习的过程。物理上很多的规律、原理，比如欧姆定律、惯性定律等，都有很强的客观性，但初中学生的知识与生活常识基础有限，他们无法真正理解这些客观规律，某些学生甚至会产生怀疑态度。此时，利用实验就可以让学生得到亲身的经历，实验使学生获得了感知。这样便于学生理解掌握物理规律，实验还让学生体验了知识的探索过程，便于形成严谨的科学作风。

初中学生仍然以感性认识为主，心理学研究表明，初中生存在着感知优先的特点，他们的理性思维能力还比较欠缺。而物理实验恰恰为学生提供了丰富的感性认识，使他们更加直观地观察到物理变化的现象，便于他们寻找到物理规律与原理。

二、实验在教学中的作用

1. 激发学生的学习兴趣。

兴趣是最好的老师，学生有了学习的兴趣，就有了能克服学习困难的勇气。物理是一门比较难学的课程，不少学生还没有开始物理学习，就产生了畏惧情绪。他们进入了初中后，会听其他人说物理不好学，从而内心产生了阴影。假如，老师能激发学生的学习兴趣，用兴趣驱散他们心中的阴影，那么，他们的学习效率自然会得到提高。

物理实验千变万化，而初中学生天生好奇心强，他们常常被奇特的物理实验所吸引，对物理实验产生浓厚的兴趣。有了兴趣，他们就有了探究科学奥秘的积极性。比如，在学习物态变化知识时，我们可以模拟自然界中雾、露水、云、霜的形成;在学习光的现象之前，我们可以利用三棱镜等器材，做光的散色实验，让学生看到“彩虹”。这些小小的实验，能极大地调动学生的学习积极性，使他们产生努力探知的动力。

2. 创设问题情境。

俗话说得好，良好的开端等于成功的一般，新课程教学也需要一个好的开端，假如老师一进课堂，学生的注意力就能集中到教学上来，教学效果自然会很明显。因此，每个老师在教学设计的时候，都要考虑如何创设教学情境。物理学有得天独厚的优势，那就是实验，可以利用实验来创新教学情境，也可以利用实验来引导学生发现问题，进而组织学生进行科学探究。比如，学习光的折射知识时，可以请个学生上来做一个简单的，模拟渔翁叉鱼的实验：用水槽里盛些水表示小河，用橡皮泥与泡沫做一条小鱼，让它悬浮在“小河里”，铅笔代表鱼叉。学生瞄得比较准，但就是叉不到“小鱼”。同学们会感到奇怪，猜测到其中一定有什么奥秘，很想探究出原因，学习效果自然十分明显。

3. 开展探究学习，培养学生的创新能力。

随着社会的发展，科技的进步，创新能力已经成为新世纪人才必备的能力之一。各国的科技竞争越来越激烈，但最终都是表现在创新人才的竞争上，为此，各国的教育都十分重视创新人才的培养。新课程教学已经把培养学生的创新能力作为教学的重点，可见，培养学生创新能力的重要性。

在传统的教学中，学生始终处于被动接受知识的地位，而教学的最终目标就是希望学生多掌握知识，能应付各种考试，因此，老师总是把学生当做知识的接收器，能灌输的尽量灌输，灌输得越多越好，实在灌输不进去，就用题海战术再灌，学生没有一点的余地，去思考问题、解决问题，更不要说创造性地去解决实际问题。在传统的教学中，我们经常会看到这样的场景，老师讲解学生记录，学生唯一能说的一句话就是：老师说慢点，我们来不及记啊。这种教学只能使学生高分低能。事实上，学生的创新能力不是老师灌输出来的，也不是通过考试考出来的，只能依靠实践锻炼培养出来。

新课改大力提倡进行探究式教学，让学生进行各种形式的自主探究活动，目的就是在于让学生掌握学习方法，提高各种能力。古人云：“授之以鱼，不如授之以渔。”教学也是一样的道理，教学生学会，还不如教学生会学。知识犹如浩瀚的海洋，永远学不完，随着社会的进步，科技的发展，知识呈几何级增长，学生在校短短的几年，怎么能学完那么多知识呢?要想适应社会的发展，唯一的办法就是教会他们学习的方法。因此，开展探究式学习，能使学生掌握知识获取的方法，体验到学习的过程。

学生在探究学习的过程中，需要针对问题设计实验，然后利用实验验证猜想，再通过分析、交流得到结论。无论是在实验的设计阶段，还是在利用实验收集数据的阶段，都需要积极思维，甚至是创造性地去思考解决问题的方法，这样就培养了学生的创新意识，提高了创新能力。比如，在学习液体汽化知识的时候，先向学生提出一个生活问题：用哪些办法能使潮湿的衣服干得快一些?学生会根据自己的生活经验，提出多种的方法。然后组织学生进行科学探究：让碟子里的几点水迅速地干?有的学生想到了用酒精灯加热;有的学生想到了用扇子扇;有的学生想到了先将水滴摊开。这时候可以将学生分成几个小组，每个小组探究一个方面。当学生得到了结论后，老师再问学生：如何让新鲜的蔬菜、瓜果保鲜的时间长久些呢?这是一个生活问题，也是液体蒸发的相反问题，能有效地锻炼学生的逆向思维能力，从而逐步提高他们的创新能力。

总之，实验是物理教学的手段，也是研究物理问题的基本方法，它是物理教学的关键，在物理教学中无论怎么重视实验，都是正常的。如果物理教学忽视了实验作用，淡化了实验教学，那么所谓的新课程教学也是彻头彻尾的形式主义。

参考文献

[1]教育部.全日制义务教育物理课程标准 (实验) .北京:人民教育出版社, 2001.

论实验在物理教学中的作用 篇8

【关键词】实验 物理 兴趣 学习

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）12-0190-01

心理学研究表明，人的思维活动是在感性材料的基础上产生的，感性材料是思维活动的源泉和依据。各类型的物理实验，形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉，从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。但是，应该指出，目前由于升学考试的严厉，不少教师并不十分重视初中物理实验教学，因此，初中物理教学应做到以下几点：

一、培养学生的兴趣和激发学生的求知欲

众所周知，兴趣是最好的老师。学生对于物理课题特殊的认识倾向就是学习物理的兴趣。在实验活动中，可充分利用学生刚接触物理学科的新鲜感和好奇心。引导学生观察日常生活中的各种现象。如用一个较大的凸透镜对着太阳光在透镜后面的亮点处放一片纸，纸可被烧焦。看到这个实验结果学生们很惊奇对相关的知识就产生了强烈的兴趣。所以，有趣的实验能够把学生引入物理知识的海洋。“物理难学”这一畏难情绪便会明显淡化。

二、利用实验的机会，培养学生动手操作的能力

实验是学生将来从事科学实践的起点。因此，在物理实验课的教学中，必须重视培养学生的实验技能和操作能力，指导学生弄懂实验原理，学会正确使用实验器材，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧，通过分析、推理得出正确结论。使学生养成良好的实验习惯。比如，在电学实验中，教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“+”、“-”接线柱的接法，让学生学会用欧姆定律正确估算量程，避免量程过大使测量值的误差大，又避免量程过小而烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能，就能独立动手操作，打好实验的基础，有了这种基础，学生就能自主的探究其他电学实验。此外，教师要鼓励学生做好课外小实验、小制作，并有意识地在教学中加以讲评。使班级中不同认知水平的学生的求知欲都能得到满足。同时，教师可以根据教材的要求，引导学生把教学内容的学习和对小实验、小制作的学习结合起来，从而使教学内容的学习和小实验、小制作的学习达到某种程度的互补。这样，加深了学生对所学内容的理解和记忆，更重要的是能培养学生的动手操作能力。

三、激发学生的创造性思维和创新能力

教学过程不仅要教会学生学会知识，还要教会学生会学知识。杨振宁曾经说过，中国留学生学习成绩往往比一起学习的美国学生好得多，然而十年以后，科研成果却比人家少得多，原因就在于美国学生思维活跃，动手能力和创造精神强。所以，我们应努力提高学生的创新思维。例如，在课后小实验中，没有现成的仪器和用品，这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品，无疑会让学生动手、动脑，这必将激发学生潜在的创造能力。学生在课后小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了以下实验：实验1：把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后，再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多（热胀冷缩的性质）；实验2：把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受，过一会儿，当蛋壳上的水干了后，感到比刚捞上来时烫（液体蒸发吸热）；实验3：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底铺上一层干沙，点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内，接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子存入了瓶中（验证大气压的存在）。

四、创设学生有效掌握知识的学习环境

我们知道，许多物理概念和规律都是从大量的具体事例中抽象出来的，在教学中，必须重视感性认识，使学生通过物理现象、过程获得必要的感性认识，是形成概念，掌握规律的基础。

1.实验能够展现典型的物理现象。实验能创造一个确实的，排除了干扰的环境，它对产生多种现象的条件进行了严格、精密的控制，排除了次要因素的影响，突出了现象的本质规律。如在探究“音调的高低与振动的频率的关系”时，用硬纸片快速和慢速拨过木梳，让学生听声音的高低，也就是听觉上的“尖细”或“低沉”，学生较易区别比较，因为此时实验中能较好的控制手拨动的力度，但如果在生活中让学生区分声音的高低不太容易，原因是有时不仅音调改变，而且响度也改变，多个因素都改变，较难把握。

2.实验能根据需要重复的再现物理现象。实验能在相同的条件下进行多次的反复，以供学生反复观察。有些实验现象做一次学生观察现象不明显，可以重复做。如在探究“声音是怎样产生的”实验中，把敲响的音叉放入水中，会溅起水花，做一次，响度小，只有近处的几个学生看到，再加大敲击的力度，现象较明显，坐在教室后面的学生都看到了，前面的学生水溅到脸上了，这要比生活中有些仅是“昙花一现”的现象留给学生的印象深刻。

3.实验能让学生体验到物理学的趣味性。实验能充分运用学生的多种感官，激发学生的学习兴趣，让学生在心情舒畅的状态下自觉主动地学习。如在探究“弦音调的高低与哪些因素有关”时，准备了一把二胡，让会拉二胡的同学先演奏一曲学生较熟悉的歌，然后再分别改变各个因素进行研究，学生的感觉“真有趣，既听了，享受了，又学到知识了”。

五、培养学生良好的科学素质

实验除了对知识的掌握，智力的提高有明显的作用之外，对非智力因素的培养也有显著的作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度和坚韧不拔的意志品质，而且有助于形成正确的观点、优秀的道德品质和浓厚的学习兴趣。更能为以后的学习和科学研究打下坚实的基础。

综上所述：做任何一项实验，从设计实施到分析总结，得出结论。都与观察操作、思考等活动密不可分，并要求听觉、视觉等器官高度兴奋，手与脑的密切合作，想象与现实的奇妙交融。为此，在物理教学中，应加强实验教学，激发学生的学习兴趣和求知欲，使学生积极参与，通过观察实验动手动脑，主动地获取知识，全面提高我们的教育教学质量和学生的基本素质。

参考文献：

[1]丁春海.如何在实验教学中提高初中生物理学习兴趣[J].时代教育（教育教学版）， 2008，（08）.

浅谈小实验在物理教学中的作用 篇9

物理教学以观察、实验为基础。观察和实验，能够使学生对物理事实获得具体明确的认识，而这种认识是理解物理概念和规律必要的基础；观察和实验，对培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、激发学生学习兴趣都有不可替代的重要作用。因此，教学中要重视让学生观察有关的现象，要大力加强物理实验教学。教材中设置了众多的“小实验”和“实践性习题”。它们为学生课外活动提供了大量的素材，而这些小实验是物理教学的一种很有效的补充形式,是搞好物理实验教学的不可忽视的重要组成部分。而对于这些小实验，许多教师往往不重视，忽视了其重要性。在教学实践中体会到，重视这些小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力、激发学生的兴趣，又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能，有利于进一步挖掘学生中的创造潜力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、有利于培养学生的科学创新能力，对全面提高物理教学质量具有重要意义。

一、可以激发学生学习物理的兴趣

“人类有强烈的认知好奇心”,学生对于物理课题特殊的认识倾向,就是学习物理的兴趣。在课外实验活动中,可充分利用学生刚接触物理学科的新鲜感和好奇心,引导学生观察日常生活中的各种现象。如用一个较大的凸透镜对着太阳光,在透镜后面的亮点处,放一片纸,纸可被烧焦。看到这个实验结果,学生们很惊奇,对相关的知识就产生了强烈的兴趣。又如，在学习了物态变化的知识后，做人工制霜小实验，对霜的形成有了清楚的认识：霜不是天上下的，而是空气中水蒸汽遇冷凝华而成的。这些有趣的实验,把学生引入物理知识的海洋。“物理难学”这一畏难情绪便会明显淡化。

二、可以加强学生对课内知识的理解和巩固。

学生通过课外实验，可以大大丰富感性认识，深化与活化已掌握的物理知识。课外实验与课堂教学的密切联系，可以使课堂教学得到不断的补充和延伸。

例：在讲完光的直线传播和小孔成像之后，要求学生课外做利用小孔成像原理制作针孔照相机的小实验。通过学生自己动手做实验，并得出实验结果，老师再结合生活中的一些现象，如：太阳光经过茂密的树林会在地上形成光斑等例子来分析。使学生更好地理解光的直线传播规律和小孔成像的原理，以及小孔所成像的特点等。相似的方法在其他知识点也可以运用，如：分子运动论的教学之后，可以要求学生做课本中的小实验“分子的运动”和“分子力”，来巩固对分子运动论的知识的认识；在变阻器的教学之后，要求学生做“自制滑动变阻器来控制小灯泡的亮度”的小实验，来加深学生对课本知识的理解„„。这样通过相应的小实验，就可以进一步加强学生对课内知识的理解和巩固。

三、可以激发学生的创造性思维和创造能力

物理学是实验科学，提倡学生自编实验和自制实验器材，可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力。在课后小实验中，没有现成的仪器和用品，这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品，无疑会让学生动手、动脑，这必将激发学生潜在的创造能力，培养其创造精神。比如学生在课后小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了六个实验：实验1：把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后，再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多（热胀冷缩的性质）；实验2：把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受过一会儿，当蛋壳上的水干了后，感到比刚捞上来时烫（液体蒸发吸热）；实验3：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底铺上一层干沙，点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内，接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子存入了瓶中（验证大气压的存在）；实验4：把一只鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底，捞出鸡蛋往清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐水，再把鸡蛋浸没在盐溶液中，松开手，鸡蛋却缓缓上浮（浮沉现象）；实验5：如图，用手指突然弹击硬纸片，鸡蛋却不会随纸片一起飞出（惯性现象）；实验6：外壳完好的蛋，放入食盐水中腌制一段时间，可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好，但内部的蛋黄都变咸了（分子无规则运动）。

四、可以降低自学释疑环节中学生遇到问题的难度。

学生在预习和自学过程中常会遇到一些疑难问题，对某些新的物理概念似懂非懂，对某些物理规律将信将疑，有时想不通就会产生畏难情绪，影响自学效果。怎样帮助学生克服困难呢？指导学生做个小实验就是好办法。例如小实验“筷子提米”，学生通过亲自动手实验，确信了摩擦力的存在，认识了摩擦力与压力的关系。小实验可以起到“引导”、“解惑”的推动作用，帮助学生认识和理解物理知识，降低学习难度，通过对实验的制作、研究、讨论、改进和提高，帮助学生逐步掌握一定的学习方法，调动学生的学习积极性和主动性，教学效果会大幅度地提高。

五、可以培养学生的实验能力

中学物理教学的目标不但要让学生掌握物理基础知识，而且还要培养学生的实验能力，而小实验是培养学生具有实验能力的很有效的一种形式。要完成小实验是要做好实验前的准备的，要准备好器材，想好实验的步骤，在实验的过程中要考虑到影响实验成功的因素等等，所以在小实验的过程中无形的就在锻炼了学生的实验动手能力，那么在一些课堂的演示实验和学生实验中，学生自然应用自如。如：用气压计测大气压实验，要测出一段时间内的气压变化，由气压变化数据作出气压变化的曲线的小实验，就不可作为实验或分组实验，只能作为课外小实验。这种需要较长时间里坚持每天定期进行观察实验，可以培养学生的耐心和毅力。再如，橡皮筋自制测力计、用圆桶形玻璃杯自制量筒、自制小天平这些小实验，可以充分让学生自己动手。将使学生的独立的、创造性的实验能力得到充分发挥。

六．可以锻炼学生的意志品质。

有些实验需要进行较长时间的观察。如：观察液体的蒸发、扩散和室温变化等现象。不适于在课堂上进行演示实验或学生分组实验。只能在课外进行，这些实验需要进行持续的观察、对比。它对培养学生的观察力、注意力、耐心、毅力等优良品质是很有作用的。

例：在讲影响蒸发快慢的因素时，可以让学生进行对比性的观察实验。把实验分成三组进行两两对比，每一组用的都是相同的两条湿毛巾。第一组对比温度。要求把毛巾摊开，一条放在向阳的地方，另一条放在阴凉的地方，且通风性一样，看哪一条干得快。第二组对比空气流动速度。要求把毛巾摊开，一条放在通风的地方，另一条放在不通风的地方，且温度一样，看哪一条干得快。第三组对比表面积。要求把一条毛巾摊开，另一条不摊开，且通风性和温度一样，看哪一条干得快。这个实验需要较长时间的观察，对学生的耐心、毅力等都是严峻考验。

实验在初中化学教学中的作用论文 篇10

化学是以实验为基础的自然科学，实验不仅能帮助学生理解化学知识，还能培养学生的实践能力。它对增强学生学习化学的兴趣，了解化学学科特点，加深对物质世界的认识，体验科学探究的一般过程和方法，感受化学世界的奇妙和谐，提高创新精神和实践能力，促进学习方式的转变等方面都具有重要意义。

新课程教学强调对学生科学素养的培养，注重学生实践能力的锻炼，尤其要重视学生自主发现知识、探索知识能力的培养，变被动接受知识为主动获取知识。欲实现这一目标，首先要培养学生的学习兴趣，因为兴趣是最好的老师，学生有了兴趣就有探索知识的动力，而实验却是激发学生学习化学兴趣的最有力措施。

一、利用化学实验培养学生学习化学的兴趣

初中学生天生就有对新鲜事物好奇的心理，他们总想知道事物变化的原因，而化学实验的现象对学生的感官有很多冲击作用，学生因为神奇的化学现象而喜欢学习它。那么在具体的教学中，如何利用化学实验激发学生的学习兴趣呢？

初中化学是学生学习化学的入门阶段，学生开始学习化学时，应遵循由简到难的原则，化学实验教学也是如此，开始时，让学生观察那些现象明显的化学实验，如镁带燃烧、二氧化碳通入澄清的石灰水使之变浑浊等。还可以补充一些课外实验，如魔棒点火、水点“香烟”等。这些实验都能有效激发学生的学习兴趣，但这种兴趣的品质还不高，欲培养学生的稳定兴趣，就要让学生积极参与教学活动，让学生体验成功。比如，学生知道二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，如果反复观看这个实验现象，那么学生的兴趣就会消退。这就需要教师在教学中有创新意识，才能提高学生学习兴趣的稳定性，使学习兴趣成为学生探索化学知识的动力。如让学生探究人呼出的气体与吸入气体的成分变化，学生将这两种气体通入澄清的石灰水中，发现呼出的气体也能使之变浑浊，从而体验到利用化学知识探究实际问题的成功。从本质上看，学生观察的还是二氧化碳通入澄清的石灰水使之变浑浊的现象，但教学效果是不一样的。学生通过亲身的体验，获得了成功，使学习兴趣变的更稳定。

二、利用化学实验培养学生的观察能力

实验是化学的灵魂，而观察则是化学实验的.基础。学生在利用实验探究问题时，离不开各种信息的收集，要准确收集到各种信息就必须具有一定的观察能力。那么，在初中化学实验教学中，如何培养学生的观察能力呢？

首先，要教给学生观察实验现象的方法。如对实验现象的观察，由左到右、由上到下、由内到外，不漏掉任何部位的观察方法，还要注意对重点部位的观察。

其次，要遵循循序渐进的原则，从简单的、现象明显的观察转到较难的、不易觉察现象的实验观察。

刚开始观察一些发光的、颜色变化明显的实验，如白磷燃烧、木炭在纯净的氧气中能剧烈燃烧等，逐步转到放热的或吸热的化学反应实验的观察。在观察现象较为复杂时，教师要发挥引导作用。例如，在观察铁丝在纯净的氧气中剧烈燃烧时，不要只顾看火星四射，而忽略了对黑色物质（四氧化三铁）产生的观察；再如，在酸碱中和反应实验观察时，酚酞试剂颜色变化的时间特别短暂，需要反复多次做实验来观察突变现象的耐心。只要平时加强训练，学生的观察能力会不断提高，当学生有了较强的观察能力后，就具备了分析化学问题的基础。

三、利用化学实验培养学生的动手操作能力

对学生实践能力的培养是新课程教学的要求，在传统教学中，为了片面追求升学率，教师常在黑板上讲实验，让学生背实验，这种方式只能将学生培养成“纸上谈兵”式的人才。对学生实验操作能力的培养，应该放在化学教学中的首要位置上，因为学生没有一定的操作能力是无法开展实践活动的，更谈不上有创造性解决问题的能力。

“没有规矩不成方圆”，在具体实验操作中规范熟练的技能尤其重要。实验技能是一名化学实验者基本的但又是最重要的素质之一。做实验时，简单的错误操作往往易被人忽视，这不但对实验结果有相当大的影响，而且也会带来安全隐患。如药品用量的随意性，硝酸与金属铜反应时，金属铜的取量太多，生成大量的有毒气体，既浪费药品又影响健康，还会造成环境污染等。实验操作的规范正确与否，不仅是保证安全和实验效果的先决条件，还是培养学生实验技能所必需的。而实验操作技能的培养和提高，始于基本操作技能的培养，这就要求我们在实验教学中首先要严格要求，规范操作，使学生养成良好的实验操作习惯；其次要合理安排教学内容，使重要的实验技能能反复练习，不断强化，使学生逐步形成规范化操作意识，甚至成套实验装置的组装、系列实验的操作，都能做到准确而有序，为实验能力的进一步发展打下坚实基础；再次要重视课后的归纳与总结，引导学生对相似的或同类型的技能进行分析比较进而使学生能熟练掌握。

四、利用化学实验提高学生的科学素养

新课程教学的重点是发展学生的科学素养，培养学生的创新精神与实践能力，因此大力提倡学生进行自主学习、合作学习、探究学习活动；尤其是开展探究学习活动，能有效培养学生发现问题、探索问题的能力。学生在探究活动中，需要提出对解决问题的猜想、开展实验、收集实验数据、分析得到结论，这个过程与科学家研究科学问题是一样的，因此开展探究学习活动，不仅能让学生体验到像科学家研究科学那样的过程，还能提高学生学习科学的素养。要成功进行实验探究，学生必须严谨操作每个实验步骤，事实求是对待实验中的现象与数据，从而不断提高自身的科学素养。探究学习可以让学生独立进行，也可以以学习小组形式合作进行，对于较复杂的实验，一般以小组合作探究为主，学生在合作探究时，能学会与他人合作的艺术，提高与他人交流的能力，这为学生以后适应社会打下坚实的基础。

总之，实验是化学教学的灵魂，尤其新课程下的初中化学教学，更应该重视实验教学。