中学物理实验教学与设计研究

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1、中学物理实验教学与设计研究北京师范大学物理系李春密第一部分中学物理实验教学研究一物理实验在物理学发展的作用1、发现新事物和探索新规律。2、验证理论。3、测定常数。4、推广应用。二物理实验与物理教学科学实验与教学实验的比较科学实验教学实验目的发现新现象，探索新规律帮助学生掌握知识和学习方法，培养能力，提高素质。内容由需要探索的新问题而定，内容是新的，一般是未知的。按一定的教学目的设计，根据教学实际的需要安排。比较成熟的。形式通过实验观察、测量、记录、计算和分析，总结出规律。使学生形成概念，掌握规律（一）物理实验在教学中的地位1、实验是物理教学的重要基

2、础2、实验是物理教学的重要内容3、实验是物理教学的重要方法。4、实验是物理教学的重要手段。(二)物理实验在物理教学中的作用1、培养学生的兴趣和激发学生的求知欲。2、创设学生有效掌握知识的学习环境。3、训练学生的科学方法。4、培养学生的各种能力。5、培养学生良好的科学素质。三实验原理（一）分析原理是研究实验的基本方法1、明确实验的目的、内容和要求；2、认真研究实验原理，对定量或半定量实验，需要分析实验的误差原因及其影响程度；3、确定实验关键；4、对实验装置、器材和实验条件提出要求并进行选择5、明确操作要点和注意事项。（二）实验原理的科学性和可行性1、原

3、理的正确性2、原理的确切性3、原理的可行性四实验方法和实验方案1、实验归纳法这是一种由个别到一般的认识方法。其特点是，实验在前，结论在后，实验就是探索规律的主要手段。这种实验人们常称为探索性实验。2、实验验证法这是一种推理、判断在前，实验验证在后的研究方法（即演绎法）。实验验证法是与想象、推理、判断等思维形式紧密结合起来的方法，是人们的认识能力充分发展的表现。3、理想实验的方法理想实验是人们头脑中想象的实验，是一种思维活动，是在已有实践的基础上，经过推论、判断得出理想条件下的物理规律的方法。4、实验方法和实验方案的选择原则①仪器装置简单明了，易于搭配

4、和制作。②现象清晰，效果明显，易于操作，安全可靠，重复性好。③紧密结合课堂教学。④学生容易接受。五实验装置和实验器材1、分析仪器的结构和掌握仪器的工作原理2、了解仪器的技术参数和一般用途3、了解仪器的调整方法和与分析其作用和原理4、分析仪器的结构原理与改进和自制仪器六、计算机在中学物理实验教学中的应用（一）、用计算机处理数据（二）、计算机模拟物理实验1．课堂演示，强化学生的直观感觉2．建立物理模型3．展现宏观或微观世界4．显示实验的中间过程5．代替危险性较大的实验演示（三）用计算机采集处理数据1、工作原理传感器模拟量线性放大电路A/D转换器模拟通道数

5、字量A/D转换器I/O通道待测物理量去计算机总线图1采样原理图2、断电自感的采样实例图2断电自感实验电路图4图3图53、通电自感现象实验的讨论图1图2图3图4图5图6图7图8图10图94、用力传感器研究瞬时力的问题实验一、测量最大静摩擦力和最大静摩擦系数实验二、冲量实验第二部分中学物理实验教学设计研究一、物理实验设计的概念1．物理实验设计物理实验设计是指实验者(包括学生和老师)在进行物理实验之前，根据一定的物理实验目的和要求，并根据实验者已有的经验，运用有关的物理知识和技能，对物理实验的仪器、装置、探究步骤和方法、实验结果所进行的一种规划和设想，它包

6、含着对有关物理知识和实验技能的掌握与综合运用。物理实验设计是物理实验教学中的重要组成部分，它对物理实验教学的成败起着关键的作用。2．探究性实验探究性实验是指在未知结果的情境中，在教师引导和配合下，学生独自围绕自己感兴趣的某个问题通过实验设计、实验操作、分析综合、得出结论并对结果进行交流的一种实验形式。探究性实验是以科学地简缩人类认识历程和突出所要解决问题为主要特征的前提下，适当减缓学生主动探索事物的认识坡度，去进行能动认识的学习过程。3．验证性实验验证性实验是指在已知结果的情景中设计实验方案进行操作的过程，实验者的任务是严格按照实验条件，安排实验步骤

7、，按要求进行操作，以求得预想中的实验结果的一种实验形式。在实验操作过程中实验者可以掌握操作要领，获得实验的一些基本技能。验证性实验因其封闭性、严谨性的特点在培养学生基本技能方面，有不可忽视的作用。二、物理实验设计的功能1．激发学生的物理学习兴趣2．培养创新精神和实践能力3．培养学生的科学态度和科学方法4．培养团结协作精神三、物理实验设计类型1．根据实验所追求的精确性划分定性实验设计主要用于判断研究对象具有的性质，是定量实验研究的基础，同时也保证了定量研究的方向，它物理实验教学中是常用的一类物理实验设计。定量实验设计则主要从量的角度研究物理对象的性质以

8、及变量之间的数量关系，测量是物理定量实验研究的基本手段和方法2．根据实验教学的目的划分掌握仪器、器材的实验：