第一篇：逻辑思维在物理实验教学中的应用

逻辑思维在物理实验教学中的应用

摘要：本文就如何在初中物理实验教学中发挥学生的逻辑思维能力，提高物理实验教学的效率提出了自己的看法和具体做法。

关键词：逻辑思维；物理；实验教学

实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径。实验教学具有多维的课程目标，除了学习知识、训练技能以外，物理实验教学还在发展实验能力、提高科学素养方向发挥重要作用。应让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力；在认真收集、处理实验信息中培养严谨的科学态度和科学精神等。实验教学本身要求科学思维具有严密的逻辑性，从某种意义上讲，逻辑思维能力是一名学生科学素养的重要标志。逻辑思维方法是分析和解决物理问题的关键，认真分析研究逻辑思维方法对物理实验教学的指导作用，选择恰当的逻辑思维方法，将会提高物理实验教学的效率。比较与分类，分析与综合，归纳与演绎是逻辑思维的基本方法。下面我就如何在物理实验教学中发挥学生的逻辑思维能力谈谈自己的具体做法。

一、通过对比实验发现新事物

对比是找出事物之间的不同点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或不同特征的比较，揭示事物的本质和区别。在物理实验教学中，对比的目的主要是揭示两种事物的不同特征，但在对比的过程中我们还会发现新的事物。

大气压强这一概念，对初中学生来说是比较抽象的。在“体验大气压强的存在”教学时，为了证明大气压的存在，教学中我设计了两个对比性实验，每做一个实验，都引导学生观察现象，思考问题，分析问题，得出结论。第一个实验是用一张硬纸片盖住玻璃杯口，用右手拿着玻璃杯，左手压住硬纸片，将玻璃杯口朝下，松开左手，让学生观察发生的现象，根据纸片的受力情况分析纸片为什么向下掉。第二个实验是用一张硬纸片盖住装满水的玻璃杯口，进行与实验一同样的操作，让学生思考与实验一同样的问题。学生自然会想到厚纸片不会掉下来时因为受到一个向上的作用力，这个作用力只能是大气产生的，由此可见，大气对硬纸片产生了压强。

二、运用对比性实验导出物理规律

对于学生易于形成片面认识的物理规律，设计针对性强的对比性实验，可以帮助学生完成认识上的飞跃。在做“探究二力平衡的条件”演示实验时，先让学生仔细观察并读出卡片保持静止时两边吊盘里砝码的重力，并向学生提出探索性问题：“二力在什么条件下才会平衡？”学生往往得出片面的结论：“二力平衡条件是二力的大小相等，方向相反。”这时引导学生再仔细观察如下两个有针对性的对比实验。①两个力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上（即用两个卡片拼合在一起代替原来的卡片）；②两力大小相等，方向相反，作用在同一个物体（卡片）上，但两力的作用线不在同一条直线上。通过这两个实验，学生自己否定了原先的片面论断，从而得出科学的结论：“作用在一个物体上的两个力，如果在同一条直线上，大小相等，方向相反，这两个力就平衡”。

三、联想实验现象，体验新事物的存在对看不见、摸不着的物质，通过引导学生分析在实验中出现的奇特现象，感受新物质的存在。在引入红外线的概念时，如果直接告诉学生红外线的存在，学生会很难理解，甚至认为无中生有。我们可以在“光的色散”实验的基础上，在肉眼看起来没有任何物质的红光外侧位置上放一支温度计，结果发现温度计的示数很快上升。从温度计的示数很快上升这种现象我们联想到红光外侧位置上应该存在某种肉眼看不见的物质，由于它位于红光外侧位置上，就根据它的位置命名为红外线。

四、分析与总结物理模型，降低实验探究的难度

物理器材的原理和结构决定了器材的使用方法。在物理仪器和器材的使用方法教学中，理解仪器的原理和结构可以降低实验探究的难度，加强学生对器材使用方法、使用规则的理解。在“探究滑动变阻器的使用方法”的实验教学时，首先要给学生分析滑动变阻器的结构和原理，然后引导学生根据原理分析接入A、B接线柱时，无论向哪移动滑片A、B间的都不发生变化；接入C、D接线柱时，无论向哪移动滑片接的都是一根金属杆（相对于一根导线），C、D间的电阻丝长度也不可能发生变化。只有一个接线柱接在电阻丝上，另一个接线柱接在金属杆上，移动滑片时电阻丝长度才能发生变化。接着让学生分析下接线柱选A时电阻值的变化规律，下接线柱选B时电阻值的变化规律，从而得出结论：滑动变阻器的接线柱选择应该“一下一上”，电阻值的变化规律是由下接线柱决定的。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须要注意把掌握仪器的方法与仪器的原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器。

五、利用逻辑推理进行理想实验

进行理想实验的过程，同时也是运用逻辑思维进行高度科学抽象的过程。理想实验是一种创造性的思维活动，是科学实验的补充和跨越。在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，学生已经观察到小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长。接着引导学生进行逻辑推理：如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即受到的阻力等于零，小车将怎样运动？小车运动的路程将无限长，沿着直线一直运动下去，它的速度不会发生变化（做匀速直线运动）。

六、运用逆向思维，提出新问题

有许多把事物反转一下或把顺序调换一下就解决了停滞不前的问题的事例。比如，1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第利用逆向法，终于在1831年实现了“磁转化为电”。牛顿根据开普勒提出的行星运动三大定律，经过逆向思维，从而提出“行星为什么这样运动”，通过严密的推理论证、分析归纳，找到了天体运动的原因，总结出了的万有引力定律。物理学家的逆向思维活动的独特和新颖，使他们创造活动成为物理学发展史上璀璨明珠。在实际实验教学过程中，我们不妨模仿科学家使用过的逆向思维提出新问题，激发学生进行实验探究的兴趣。

（作者单位：陕西省勉县新街子镇九年制学校724205）

第二篇：网络技术在物理实验教学中的应用[定稿]

网络技术在物理实验教学中的应用

常德市西湖一中 刘益安

摘要:网络技术应用在物理实验教学中,不仅仅是一种方法的更新,更重要的是把网络资源引入课程教学活动中,合理地运用网络技术,把学习空间还给学生,给学生提供视觉和听觉感受,丰富学生的想像,有效地培养学生自主学习、主动发展的意识和能力,提高高中学生科学实验的兴趣。

关键词：网络技术 物理实验教学 应用

21世纪是一个信息化和数字化的时代,是一个以计算机、多媒体、网络为代表的新技术时代,是一个生产力高度发展的时代。教育信息化的根本目的是使广大教师和学生充分利用优秀教育信息资源进行教育教学改革,提高现代教育技术水平,推进素质教育,实现培养创造性人才的目标。因而,教育信息化的重要任务之一是优秀教育信息资源的开发及其普及应用。教育信息资源应用于教学,其作用不仅是改变传统的教育教学手段,更重要的是将现代教育思想和理念、信息化的教学内容和方式融于学科课程教学的过程之中，实现新的更高的教育教学目标和更好的教学效果。因此,信息技术与课程整合被认为是教育信息资源开发和应用的核心课题。它的研究解决对我国教育信息化和教育改革的深化发展至关重要。笔者就网络技术与物理实验教学整合进行了初步探索,收到了良好的效果。本文就网络技术与物理实验教学的整合谈几点看法。

一、传统中学物理实验教学中存在的问题 1.重结论、轻过程、能力培养不全面。

谁都知道物理是一门以实验为基础的学科,但由于各种因素的长期影响,实验能力的培养,尤其是实验过程中观察能力和思维能力的培养一直是物理教学的薄弱环节。教材中安排的实验多数是用来帮助学生形成、理解、巩固所学知识的,属于验证性实验,这些实验始终处于概念和理论的依附地位,仅作为验证物理知识和物理理论的手段,原理、步骤、实验现象、实验结论在教材中均已写明,学生习惯进入实验室,一切都是别人准备好的,学生不必用心思考、分析,只要单纯模仿、重复,“照方抓药”,稍加动手就可以完成实验。另外一些教师准备不足,讲解粗放、重结论轻过程,有的教师思想不重视甚至认为“做实验不如讲实验”。在这种状态下,学生的思维活动降到最低程度,通过实验发展学生智力、培养能力自然成了空话。

2.客观条件限制,实验效果差。

现行的物理新教材中,虽然增加了许多实验,但不够多,绝大部分为演示实验,传统的教学是教师台上做,学生台下看,因空间因素的制约,并不是所有学生都能看清实验现象,而教学进度时间紧,又不能重复,也不允许拉长时间观察。有的实验因器材或其它不确定因素,实验还不成功；有的实验现象太快,不易观察；有的实验现象太慢,现象不明显,这会使学生注意力不集中；有的实验因有毒、污染严重、危险性较大；有的实验对设备、器材要求稍高等一些问题,都会制约实验的开展。所以,经常草草收兵,迷迷糊糊过关。

3.操作能力低下,缺乏规范。因为传统教学中讲比做多,重结论而轻过程,导致学生在实验操作过程中,存在胆小心粗的操作多,胆大心细的操作少；手忙脚乱的操作多,井然有序的操作少；随心所欲的操作多,严格规范的操作少；“按方抓药”的操作多,主动独立的操作少的现象。

二、网络技术应用在物理实验教学中的优势

1.运用网络技术平台, 能给予物理实验更大的展示空间。用制作课件的方法，再现或模拟实验现象。将一些在课堂上实验现象不明显、学生很难观察或受气候的原因不便做的实验，制成课件，使学生能很好地理解物理教学中的重点和难点。如：对于在波的传播过程中质点的运动规律、波的双缝干涉的特征、泊松亮斑；在静电实验中的静电屏蔽、法拉第圆筒实验、影响平行板电容器的电容的因素有哪些的实验、光电效应实验、原子物理中的α散射实验等等，都可以做成多媒体课件，突出重点和难点，使学生能更好地理解物理教学的内容。

提供与实验相关的生活与社会背景材料。在实际上课的过程当中，教师可以结合教学内容播放录像或从网络下载相关视频。如：针对磁极间的相互作用可播放磁浮列车的录像；在原子核一章中核能的利用可播放核电站的有关录像等等；这些现代媒体的运用，能对物理实验教学起到很好的辅助作用。

用投影或摄像的方法，强化观察主体。如不同规格的游标卡尺、螺旋测微器的读数，各种电表的表盘刻度等等学生很难观察清楚，可利用投影等方式，使观察主体在银幕上形成放大的像，使学生能方便地观察到各仪器的实验细节，增强了实验效果.增加信息容量，加快信息传递速度。在实验的复习阶段，针对各个实验的目的、原理、器材特点、器材组合、实验操作、现象观察、数据读取、分析处理、得出结论等各个阶段，可利用计算机使知识再现，并在重点、难点的地方加以突破，使学生能更好地理解。

2.利用网络技术手段，能优化原有的教学模式。

原有的物理实验教学模式中,比较先进的应是启发性的“边讲边实验”,就是“边实验,边观察,边讨论,边讲解”的教学形式。但笔者在实践过程中,经常觉得时间仓促,没办法完成教学进度,这种课型实际上只适用于—些操作比较简单、实验效果明显,即能保证安全,又不会对环境造成污染的实验内容,而且对教师的能力要求较高,必须要有很强的组织、调控能力。而借助多媒体辅助教学,教师在设置过程中将实验内容重新编排,认真筛选,事先编制好了实验内容和程序,节约了大量的板书时间,使课堂节奏明显加快,课堂容量增大,因此节省的时间,可使学生能在预定的时间内完成实验操作,即保证了安全,又获得良好的实验效果。

3.避免了“照方抓药”,体现了学生实验主体性

传统黑板式的教学不具备可移动性,可保存性,加上容量有限,教师在实验教学过程不能把所有实验的具体步骤,及注意事项一一板书出来。学生在做实验时,因为对实验不熟练,操作上又不熟练,经常都是按照课本表述一句一句“照方抓药”,一步一步地操作,绝大多数学生都是机械操作,处于盲目当中,只是为了能看到实验的最终现象及成功与否。现代计算机辅助教学手段的应用,弥补了这一缺憾。在课前,教师完全可借助多媒体把实验中一些具体操作步骤,用逼真的图象、鲜艳色彩、动态的画面,让其形象化、直观化,把器材的选用、该观察和记录的实验现象、注意事项及问题和讨论,都一一列在其中,使学生对任务一目了然,并能带着问题做实验。加上多媒体界面可变换,并可以定格,干扰少。如: 自由落体运动的教学设计： ①实验归纳自由落体运动的概念。

教师做如下演示实验：将一小球和一张白纸（小球的质量大于白纸的质量）从同一高度无初速度释放，请学生仔细观察物体下落的快慢。将一软木塞和一张硬纸板（软木塞的质量小于硬纸板的质量）从同一高度无初速度释放，学生仔细观察物体下落的快慢。牛顿管内置羽毛、小金属片、小软木塞，分有空气和抽真空两种情况，请学生仔细观察物体下落的快慢。目的是通过演示实验帮助学生建立对自由落体运动的感性认识。之后用多媒体课件以动画的形式再现了牛顿管实验情景，提出自由落体运动概念。

②利用频闪照片研究自由落体运动规律。

由于频闪照片在中学实验室条件下难以拍摄，因此采用计算机模拟的方式演示给学生。首先，简单介绍频闪照片的拍摄原理，然后进行仿真拍摄，最后获得频闪照片。请学生独立使用计算机软件计算分析频闪照片的数据，总结作自由落体运动的物体的运动特点。③用自由落体运动规律进行实例分析。

提出问题：假定雨滴从8km高处无初速度下落，若不计空气阻力，则雨滴下落到地面的瞬间，速度大小是多少？请学生用刚刚学的自由落体运动物理量计算公式进行计算。通过计算机模拟，分析雨滴下落过程的受力情况。并得出结论：雨滴的下落过程不是自由落体运动。

这样从提出问题开始,到得出结论、形成概念为止,学生始终处于积极探索的情境之中。为了解决问题,要运用已有的知识和实验技能,提出解决问题的方法;通过讨论,设计出合理的实验步骤。然后,独立地进行操作、观察和记录实验现象。最后,再通过讨论得出正确的结论。因此,这种教学形式,不仅为理解和掌握物理概念提供鲜明、生动的感性认识,而且由于学生始终处于主体地位,并积极参与教学的全部过程。他们主动地学习，积极参与问题的分析、讨论、交流、体验，在自主学习的氛围中主动学习知识，增强了自主学习的意识，不仅掌握了应学的知识，而且在实践中体会到了学习的乐趣；在自主学习的过程中，更提高了学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，提高了学生的自身素质。

4.利用网络技术能有效培养学生的实验设计能力。

在网络环境下，实验教学可以采取开放式的教学模式，把“实验课”变成“实验活动课”。让学生自主地参与实验设计，主动地去认识实验仪器的作用及实验的步骤和原理，教师不讲课，只当启发、导思的角色，鼓励学生大胆实验，勇于探索，使学生主动去发现问题、研究问题，有所发现，有所创新，为培养学生的创新精神提供有利条件。

利用计算机能有效地培养学生的实验设计能力,其途径可利用计算机设计模拟实验室,学生可以根据要解决的问题设计不同的解决方案,同时,还可以根据反馈信息,不断修改设计方案。如:《恒定电流》电学实验器材的选择与电路的设计等,都可让学生通过鼠标拖动仪器,组合成各种装置。因计算机不受仪器、药品实物等限制,学生可以反复试做,利用计算机的交互性,使学生思维更具有深度,也避免了一个教师五十几个学生,不能完全指点与辅导的尴尬。

总之, 网络技术应用在物理实验教学中,不仅仅是一种方法的更新,更重要的是把网络资源引入课程教学活动中,合理、机动地运用网络技术,把学习空间还给学生,给学生提供视觉和听觉感受,丰富学生的想像,有效地培养学生自主学习,主动发展的意识和能力,充分挖掘学生的创造潜能。

参考文献：

1.郭昭全、何胜红 高中物理学生实验课改革的实践与思考 物理教学探讨 202_，8 2.康良溪 学生自主实验能力的培养 物理教师 202_，12（12）

第三篇：饮料瓶在物理实验教学中的应用

饮料瓶在物理实验教学中的应用

一、对饮料瓶不进行任何技术处理，就可以做如下实验

1．压缩气体体积，气体液化演示

拧开瓶盖，滴入几点乙醚，拧紧瓶盖后，稍待一会，蒸发，乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时，乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积，气体被液化。

2．碘的升华与凝华演示

拧开瓶盖，用匙加入少些固态碘，拧紧瓶盖后，竖起将含有碘的瓶底，放入烧杯中的沸水里，就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升，到瓶子的上部后重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时看到瓶底的碘仍然是固体，这比用烧瓶在酒精灯上加热出现液态碘的可操作更强。

3．物体的悬浮、上升、下降演示

（1）将几粒茶叶放入饮料瓶中，然后倒入多半瓶热水（不要倒满，留一部分空间，用于调节饮料瓶中的压强），最后旋紧瓶盖。

（2）观察到几粒茶叶中有的漂浮、有的下沉、也有的悬浮。选取一个漂浮的茶叶片为观察对象，用手挤压方形塑料饮料瓶正对的两侧面时，漂浮的茶叶片就会下降，当用力适度时茶叶片就会悬浮在热水中。

（3）若选取一个缓慢下降（或沉在瓶底）的茶叶片为观察对象，用手挤压方形塑料饮料瓶正对的两个棱时，下降的茶叶片就会停止下降（或瓶底的茶叶片上升），当用力适度时此茶叶片也会悬殊浮在水中。

实验原理：方形塑料饮料瓶挤压正对两侧面时，瓶的容积变小，内部压强增大，茶叶中浸入一些水而重力变大，当茶叶的重力等于浮力时就悬浮。当挤压方形塑料饮料瓶正对的两个棱时，瓶子的容积增大（数学证明略去），瓶内压强减小，浸入茶叶中的水分量减小，当茶叶的重力等于浮力时也会悬浮。

4．演示气体、液体分子之间有间隔

将空饮料瓶的瓶盖拧紧后，用手握住用力挤压，观察到瓶子发生的形变，体积减小，说明气体分子之间有间隔。将饮料瓶中盛满水，再拧紧瓶盖后，也用手握住使劲挤压，会观察到瓶子发生很小的形变，体积也减小，说明液体分子之间也有间隔。通过两次挤压后观察到形变的程度不同，说明了气体分子之间比液体分子之间间隔大。

5．演示光的直射、反射、折射现象

在一个比较粗一些的饮料瓶中充满香烟（或是卫生香）的烟雾，拧紧瓶盖，制成了显示光路器（能多个班级重复使用）。用激光笔从瓶底照向瓶口，能清晰地显示光在同一种物质中沿直线传播。若将瓶底放在平面镜上，用激光笔从侧面照向瓶底的平面镜照射时，会清晰地观察到入射光线和反射光线，给学生留下深刻的反射现象的表象。若一半是盛有未澄清的石灰水，一半是烟雾时，从侧面向石灰水面照射时，会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。

6．分子不停地做无规则运动

将饮料瓶中滴入几滴酚酞试液，拧紧瓶盖后，上下倒置并旋转饮料瓶子，使管壁上涂有一层无色酚酞试液。然后，将瓶盖拧开后，在瓶盖里滴上两滴酚酞试液，并把饮料瓶倒置后，拧紧瓶盖，2秒钟后观察到饮料瓶内的氨分子与酚酞反应，从瓶口外开始逐渐向上变红，表明氨分子不停地做无规则运动。特点：饮料瓶由无色变成红色，色彩鲜艳，能激发求知欲望，而且不污染环境。

7．演示竖直方向

对具有物理意义的“竖直”，学生不能很好的认识，理解起来费力，以至在有些问题中对重力和浮力的方向不能正确把握。

如图

1、图2所示，A是塑料饮料瓶；B是水；C是用线系好固定在瓶盖上的铁球；D是用细线系好固定在瓶盖上的氢气球。演示时，将组装好的饮料瓶A正立、B倒立时，学生会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向是竖直的方向；若将饮料瓶A、B倾斜时，学生也会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向仍与水平面是竖直的，从而生动形象地表明重力的方向和浮力的方向总是竖直的。

9．证明大气压存在的演示

方法a：拧开塑料饮料瓶的瓶盖后，用打火机点燃浸过酒精的棉花团，用镊子放入塑料饮料瓶中，随即旋紧瓶口，火熄灭片刻后，塑料饮料瓶就发生明显的变形，同时有喀喀声音的出现。这是棉花团在瓶内燃烧，消耗氧气，体积膨胀又溢出，封口冷却后，瓶内气压减小，外界大气压把瓶压变形了。松开瓶盖后，空气进入内外气压平衡，在弹力的作用下，瓶身恢复了原样。

方法b：饮料瓶中盛满水，用一硬纸片（或塑片）挡住瓶口后，用手支撑着倒立过来，松手后，所挡的硬纸片掉不下来。再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度，硬纸片也倒不下来的，从而形象生动地证明大气压的存在。

方法c：将饮料瓶用手挤压使它发生形变，让瓶内的气体被排出一部分后，把瓶口与自己的脸（或吹起的玩具气球上）上相接触，松手后，饮料瓶子就被“沾”在脸上了。这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大，内部压强减小，瓶外的大气压使饮料瓶“压”在人脸（或吹起的玩具气球上）上了。

方法d ：如图所示，饮料瓶中盛满水，用带有较长（1．6～1．8m）橡胶管的塞子塞紧瓶口，将饮料瓶子倒立进过来，瓶中的水从橡胶管中流入容器中，随着水流入容器的增多，饮料瓶就发生形变，同时有声音的出现。这是由于瓶内水的流出使瓶内气压减小，外界大气压作用在瓶子上的缘故。

方法e：将饮料瓶拧开瓶盖后，用手按入水槽中使瓶中充满水，然后把饮料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不离开水面为止，液面不下降（并与托里拆利实验对比，使学生感悟出，当时托里拆利实验为什么用水银做实验），从而说明大气压强的存在。

10．演示空气振动产生声音及音调变化

方法a：在几个饮料瓶中盛入不同深度的水，将瓶口移至嘴边吹气，可以听到不同音调的声音产生。空气柱越短的，音调越高，反之，空气柱越长，音调越低。

方法b：在饮料瓶中盛入小部分水，用手握住后，将饮料瓶口移到嘴边、吹气，学生会听到一种音调的声音。若一边吹气，一边用手挤压饮料瓶水面升高时，学生又会听见不同音调的声音。

二、若对饮料瓶进行稍稍加工就会产生了“多功能瓶”

改进一：把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶的盖上，这样就制成了可作如下实验：

1．演示空气有浮力

人类长时间生活在空气中，对空气的浮力适应，感受不到有浮力的存在，有下面的实验，使学生直观体会到空气中的物体有浮力。用打气筒给多功能瓶充气，然后气球套紧在气门芯上，并用线系好。放在天平上使天平平衡，将套在气球内的螺丝帽松动，使气球膨胀，天平左端上升。在左端质量不变的情况下，左端上升是体积大浮力变大的缘故。

2．演示空气有质量

空气有质量的直观表象是理解大气压强的关键，在新教材中没有编排这一实验，学生觉察不到大气有质量，因此，我们增加了该实验，天平调平后，将“多功能瓶”放在天平左盘上，右盘加砝码使天平平衡；然后用打气筒往“多功能瓶”中充8～9次后，再放在天平左盘上，发现左盘迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盘加1g多的砝码，这表明空气有质量。

3．演示对外做功内能减少

打开瓶盖、滴入几滴乙醚，拧紧瓶盖，在用打气筒充气后，看见瓶内的乙醚蒸发透明，然后慢慢松开瓶盖，同学们会看见瓶内出现了“白气”，这表明气体对外做功，气体的内能减小，温度降底而使乙醚液化的原因。

4．演示反冲运动

用打气筒往“多功能瓶”中充10～15次的空气后，将充足空气的多功能瓶放在水池中的水面上，然后旋松气门芯的螺丝，使气体放出，会观察到多功能饮料瓶，在水面上快速地前进着。

改进二：在饮料瓶上从上向下用针扎三个等距离的小孔可做如下实验．

1．大气压的存在饮料瓶中盛满水，拧紧瓶盖后，放在水平桌面上。用锥子在周围扎一些小眼（直径小于3mm），水并未流出，这是瓶内水产生的压强，小于外界大气压的缘故；当用手拧松瓶盖时，瓶内的水与大气压产生的压强之和大于瓶外的大气压，因此水就从所扎的小眼向外喷射出来，形成美丽的水帘。

2．液体的压强随深度的增加而增大

将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水后，不盖瓶盖时，从水中提出水面来，可观察到不同深度的水射程不同，从而说明液体的压强，随着深度的增加而增大。

3．演示失重和超重

将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水，拧紧瓶盖后，从水中提出来（水不溢出，是大气压的作用）。然后打开瓶盖，水从小孔射出，将饮料瓶提高位置，松手使饮料瓶自由下落，小孔中没有水射出。当瓶子落至地面前，用手接住，这时水又从小孔射出来。再竖直上抛时，也会观察到水不溢出。再下落时，又会看到没有水从小孔射出。这是因为当自由下落时，水受到的重力全部用作自由落体加速度g，不产生附加压强，完全“失重”了。而竖直上抛时，作减速上升的运动时，负加速度也是重力产生的，也“失重”了。

4．演示帕斯卡定律

将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水，拧紧瓶盖后，用手挤压饮料瓶，会观察到从三个孔中射出来的射程是一样的。从而说明加在密闭液体上的压强，能够按着原来的大小不变地传递。

第四篇：数字化技术在物理实验教学中的应用

海兴县 杨金钟 *** 061200 数字化技术在物理实验教学中的应用

物理本身就是一门以实验为基础的学科，实验在学科教学中的重要性也是不言而喻的。因此，在初中物理教学中，要做好演示实验，激发学生的学习兴趣和求知欲;要注重探究实验，促进学生学习方法的转变和探索意识的培养；开发课外实验，挖掘学生的潜力，提高动手实践能力和创新能力。中学作为基础教育阶段，传统实验方法的训练对学生实验能力、科学素质的培养是必不可少的。但若要研究的物理过程十分复杂，要采集或处理的数据量很多，或要通过多次改变实验条件，对实验过程进行深入的分析，数字化实验手段就有强大的优势和广阔的空间。

一、数字化实验的特点

1、强大的数据采集能力

利用计算机，既可以对传感器在快速变化的瞬态过程中获得的大量实验数据进行实时采集，也可以长时间地跟踪收集极缓慢过程的各种实验数据。数字化技术为理科教学中改造传统实验或开发以前无法进行的新实验提供了有力的工具。

2、灵活的数据处理能力

通过计算机，可以对实验过程进行控制，对大量的数据进行各种复杂的、快速的处理，例如数据的转换、曲线的拟合、误差的计算等．这就允许在实验中尝试改变各种条件，比较实验的结果，为学生创造了一个科学探究和自主学习的环境，培养学生的观察和实验能力以及实事求是、勇于探究的科学态度。

3、为互动式教学创造了条件

在实验室中将计算机联机，可以方 便地实现数据共享，在教师的指导下对各1 组实验结果进行比较、探讨，为开放、互动性的课堂教学创造了条件。

二、数字化实验系统的构成 硬件：传感器、采集器、计算机

软件：对数据的采集进行控制；对所采集的数据进行处理

三、数字化教学实验设计原则

既然要用数字化手段来进行某一实验，选择实验课题时就应该能够回答采用数字化手段来进行这个实验的必要性，并且在设计实验时充分发挥数字化技术的特长。

1、教学实验必须有鲜明的物理思想

教学实验必须含有丰富的物理思想．实验设计要突出所研究的问题的背景，实验所依据的原理和研究问题所用的方法。

2、教学实验的设计要能充分展示所研究的物理过程，有效地揭露物理过程的本质．教学实验的设计还必须给学生提供充分发挥创造力、想象力的空间，有一定的操作要素．

四、数字化实验的选取原则

要用数字化手段来进行某一实验，选择实验课题时就应该能够回答采用数字化手段来进行这个实验的必要性，并且在设计实验时充分发挥数字化技术的特长。在实验课题的选择上，数字化实验比较适合用在那些过程比较复杂的，要采集的数据量比较多的，数据处理中计算量比较大的实验。

五、数字化实验设计实例

1、作用力与反作用力

实验目的：说明物体间发生相互作用时，作用力反作用力方向相反，大小相等。实验方法：用两个力传感器互相对拉或对压，比较两条“力－时间”函数图线。

2、碰撞与缓冲的研究

实验目的：比较缓冲物软硬程度对冲力大小的影响；验证动量定理

实验方法：使砝码从同一高度下落到软硬程度不同的缓冲垫上，通过“力－时间”图线比较冲力大小。将珐码与缓冲垫接触过程中受到的“合力”对时间积分，说明珐码从同一高度下落，自接触缓冲垫到停止运动，所受合力的冲量相等。

3、电容器充、放电过程的研究

实验目的：

1、观察电容器充放电过程中电压、电流的变化情况。

2、说明电容器所带电量与电压之比是只与电容器物理结构有关的常量，说明物理量“电容”的概念。

实验方法：

1、观察电容器充、放电过程的“电压－时间”、“电流－时间”函数图线。

2、将电容器充、放电过程的“电流－时间”图线对时间积分，求出充、放电的电量。证明对某一电容器来说，这电量与充电电压之比是一个常量。

4、定值电阻伏安特性的研究 实验目的：

1、研究定值电阻的伏安特性

2、研究定值电阻上消耗的电功率与电压的关系

实验方法：

1、通过对定值电阻伏安特性曲线的线性拟合，研究定值电阻上电压、电流、电阻间的函数关系。

2、通过对定值电阻上“功率－电压”曲线的拟合5、电磁感应现象的研究 实验目的：验证电磁感应定律

实验方法：比较“磁感强度、感应电压－时间”、“磁感强度变化率、感应电压－时间”图线，说明在电磁感应现象中电路中感应电动势的大小只与磁通量的变化率有关。、6、研究交流电的有效值 实验目的：研究正弦交流电有效值与峰值间的关系

实验方法：

1、通过用“正弦函数”对“交流电压－时间”图线进行拟合，确认低压交流电源输出的是否可看作是正弦交流电。

2、通过对“电压平方－时间”图线进行统计分析，求出在整周期内交流电压的“均方根”值，并求出交流电压的峰值与“均方根”值之比。

7、振荡电流的研究

实验目的：

1、研究“LC”振荡电路产生振荡电流的过程

2、研究产生振荡电流时电路中电压、电流间的相位关系

实验方法：

1、观察“LC电路”产生超低频振荡的过程

2、通过软件慢速重放的功能研究产生振荡时电路中电压和电流间的相位关系

8、气体等温过程的研究

实验目的：验证一定量气体等温过程中压强与体积的关系

实验方法：

1、通过单点输入，作出一定量气体“压强－体积”曲线

2、通过对“压强－体积”曲线的拟合，验证波义耳定律

第五篇：物理实验教学中

物理实验教学中，培养学生“科学探究”的意识

一、主题与背景：

中学物理课程标准在自然科学学习领域中明确提出教学应以提高学生的科学素养及创新能力为目标，以科学探究为主线，通过“探究认识自然现象——形成科学概念和规律——运用科学概念和规律”的学习过程。科学探究的过程应注重提出问题、设计方案、搜集证据、分析证据、形成结论等环节。在物理实验教学中，培养学生科学探究意识，让学生在积极参与和亲身体验科学探究的过程中学习科学知识，真正理解科学知识。

在初中物理教材中，《测小灯泡功率实验》的教学内容是学生必须掌握的基本操作技能和重要知识点，课堂教学中如何探寻一种适合学生实际的认知水平的教学手段及方法。本课例所探讨的是如何通过“测小灯泡功率的实验”教学中碰到的一系列问题，让学生主动地参与实验探究，从而达到提高学生的实验设计能力、观察能力、动手能力以及创新能力。

我校正在开展校本教研活动，旨在以教师个人的教学实践、自我反思、教师之间的互助合作，专业研究人员的及时参与。以“三实践二反思”的形式，促进教师个人教学理念的转变及教学行为的改进，改进教学过程，在实践与反思中，不断提高教学的针对性及实效性，提高教学质量，下述课例的实践与分析，使我对课堂教学中如何开展指导学生有效地开展科学探究有了一些新的认识。

二、实践过程：

第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识

第二次实践：学生在探究过程中提高自主解决问题的能力

第三次实践：教师适时引导，学生探究意识增强

第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识

教学设想：

在平时教学中，测小灯泡功率的实验学生都做过，测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，根据电功率的数学关系式：，就能得到小灯泡的功率。教学中教师提出三个探究问题。学生根据教师的提问，通过小组讨论，设计出测定小灯泡功率的实验方案是否可行，让学生在计算机仿真电学实验中进行连接。演示操作过程，特别是平时滑动变阻器的连接是学生的弱项，此时，在仿真电学实验中，可以很直观地解决连接以及动态变化情况。另外，对电流表和电压表的“＋”、“－”接线柱的连接，量程的选择都可以有正确的操作过程。学生进行实验操作，采集有用数据，并通过计算，测出了小灯泡的功率。学生在实践过程中，实验操作得到了有效的训练，但在实际教学中也碰到许多问题。例如，学生如何进行数据处理，电功率与这些数据之间的联系是什么等等有待解决。

教学反思：

第一次实践后，教研组开展了教研活动，在区教研员指导下进行反思，认为三个问题同时进行设计、连接、采集数据、经过运算解决探究内容容量大，坡度不够，探究不深，学生的印象不深。另外，学生主动参与实验的操作时间不足，在实践操作中反映的问题无法得到有效的解决。

第二次实践：学生在探究活动过程中提高了自主解决问题的能力

教学设想：

对第一次实践课所反映出的问题，在实践反思的基础上，重新设计了新的教学方案，新方案针对学生实验的不足，调整了教学策略，增加了学生对实验探究的讨论，包括实验方案的设计、数据的采集、学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑，尤其是增加了知识的迁移内容，强调了各种设计方案中数学关系式的引入及处理，让学生通过深入讨论、评价，切实提高在探究过程中解决问题的能力。

提问一：某一小灯泡标有“，” 字样、电源电压为6V、电键、电流表、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器，现一电压表15V一档被坏（0—3V一档可用），怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。

〔教学片段1〕

师：在小灯泡额定电压为3.8伏中，电压表15伏一档被损坏，怎样测定小灯泡功率。

生：把电压表并联在滑动变阻器两端。

师：方法很好，一开始就把电压表并联在滑动变阻器两端点行吗？

生：不行。

师：为什么？

生：电路连接正确后，闭合电键时，滑动变阻应放在最大，此时，滑动变阻器两端电压超过3V，不能直接并联在滑动变阻器两端。

师：怎么办？

（思考讨论后）

生：能否把电压表先接在小灯泡两端，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为3V，滑动变阻器两端电压也为3V。这时，可以移动电压表，把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片，使电压为2.2V时，小灯泡两端电压为3.8V，观察电流表的示数为0.3A，就能测定小灯泡的功率。

……

提问二：某一小灯泡的额定电压为、电源电压为6V、电键、电压表、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器、但手中没有电流表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。

〔教学片断2〕

师：调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压为3.8伏，此时，滑动变阻器两端电压为2.2伏，怎样知道接有电路中电阻丝的电阻大小。

生：能否测出电阻丝的长度？

师：为什么要测出电阻丝长度，才能知道阻值大小？

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生：因为滑动变阻器电阻丝总电阻为50欧，总长度为定值，只要测出接入电路中电阻丝的长度，用比例的办法，就能得到接入电路中电阻丝的阻值。

师：你的理论依据是什么？

生：由电阻定律可知：。在（材料性质）、S（横截面积）一定时，R与L（长度）成正比。

师：能否写出关系式？

生：可以。

师：用什么工具进行测量？

生：（思考后）用刻度尺。

……

学生在不断探究思考后，想出了解决办法。通过解决测量接在电路中的电阻丝长度从而求出接在电路中的电阻。

提问三：某一小灯泡的额定电流为，电源电压为6V、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器、二个电键、电流表、但手中没有电压表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。

〔教学片断3〕

师：怎样用电流表测通过滑动变阻器的电流？

生：是否能让电路发生局部短路。

师：怎样发生局部短路？

生：把电键并联接在小灯泡两端，第一次让电流表示数到达小灯泡0.3A时，闭合并联的电键，使小灯泡发生短路，测出电路中的电流。

师：接下来怎么得到小灯泡两端的电压？

生：用电源电压除以电路局部短路时的电流，得到滑动变阻器接在电路中的电阻，乘以电流0.3A就是滑动变阻器两端的电压，电源电压减去滑动变阻器两端电压就是小灯泡两端电压。

师：还有其他方法得到滑动变阻器接在电路中的电阻？

生：能否还可以用刻度尺来测量？

师：可以，二种方法你们都可以试一试。

……

教学反思：

第二次实践，重点放在学生讨论和进一步提高综合解决问题的能力上，并在解决问题的方法上寻找理论依据，让学生懂得要解决问题必须有理论基础。可用最简单的工具（刻度尺）解决较难的电学问题。实际教学中发现学生会采集数据并能用数学表达式进行运算，但不会用表格的形式进行整理。表格是实验数据处理所常用的一种方法，教师的教学应该让学生学会这样一种科学的归纳方法。

第三次实践：教师适时引导，学生探究意识得到了增强

教学设想：

在前两次实践基础上，我和组内教师就第二次实践课中存在的不足，又展开了分析及反思。大家提出，是否能就上过的问题再设置一些问题，设置些学生认知上的障碍，扩大些积极思考的范围，是否让学生在不知道电源电压的情况下来设计实验的方案，解决实际问题，让学生在活动中不断增强探究意识，初步学会发现问题、提出问题，进而找到解决问题的方法。在此基础上增加了思考题：某同学手上有一小灯泡标有“0.3A”字样清晰可见，滑动变阻器上标有“50Ω、1.5A”，电压表一档 坏了，知道电源电压为6V左右,经思考后，想出一个方法测定小灯泡的功率。此题在实验操作时有许多探究的地方，可以让学生在课余时，先讨论，设计出方案再在课内大家交流，共同参与实验，解决问题。

学生经过讨论，最后得到一个较为理想的方案。把电压表接在小灯泡两端，闭合电键，滑动变阻器处在最大值，记录此时电压表和电流表的示数，把电流表的示数乘以滑动变阻器最大阻值，得到滑动变阻器两端电压，加上小灯泡两端的电压，就能知道电源电压的正确值，随后可以用解决问题（2）中的方法，也可以用解决问题（3）中的方法，测定出小灯泡的功率。在实际的教学实践中，学生通过教师给出的表格或问题设计表格，通过数据的记录、整理，学生能从表格中看出这些数据之间的关系，并能从表格中归纳出应有的结论，也学会了正确的语言表述。

三、总结反思：

第三次实践课是全区公开课。学生通过计算机仿真电学实验，进行分析讨论，观察现象，解决实验中存在的问题，思考实验方法中没有想到的问题，通过学生实际的操作及教师的演示，大大地激发学生的积极思维，并主动参与教学过程。听课的教师对这种边讨论边实验的教学方法，影响深刻，都认为值得借鉴。

通过三次实践和二次反思，我认识到学生能否积极主动地参与课堂教学，设置的探究性问题（或称为问题情景）、探究活动能否积极有效展开，在教学过程中应注意下面这些要素：

1、选择探究内容，要切合学生的认知结构和能力基础。问题的提出要有思维的层次感及一定的认知坡度。

2、发挥现代信息技术和学科教学的整合，多渠道、多方位让学生进行探究，增强学生思维的深度。

3、教师在学生的探究活动中，要及时地解疑导拨，互动合作探究。

教师必须在这些方面下功夫，利用生活中的现象，激起学生主动探究的欲望，并不断地递进探究内容的层次，设置学生思维的坡度，通过质疑、讨论、交流等形式探寻解决问题的方法。

在此基础上，多给学生一定时间进行实践操作，学生在具体操作中，还会发现各种仪器本身所存在的局限性，并不断地反思，吸引学生主动参与到“探究、尝试、发现、创新”地过程中来。

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通过“三实践二反思”的教研活动，深深体会到专业研究人员引领所起的作用和教研组全体教师合作互助的教研活动的重要性，给我的教学带来新的理念、新的教学方法。课堂教学是教育教学改革的主阵地，在教学实践和反思中，只有不断地更新教师的教学理念，不断地反思自己的教学行为，改进我们的教学方法，完善我们的教学策略，才能切实有效地提高物理教学的质量，使学生“乐学、会学”，在不断地探究活动过程中，培养学生的科学素质。