物理实验论文篇1
物理学是一门实验科学,物理实验是物理学发展的基础。也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。大学物理实验作为一门独立设制的课程,是学生动手、观察、创造思维、处理数据、总结写作等综合能力提高的过程,有着其他课程不可替代的作用。因此不能教条学习,只是简单地照猫画虎,测几组数据。应使知其然,还能举一反三,循序渐进。要在全学年实验中,致使综合能力有全面“质”的飞跃。只有这样才能真正起到锻炼实效,这就要求实验教师在每个实验过程中积极引导学生的学习欲望。
2利用物理学史激发学生的兴趣
光学是研究客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析研究,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占领先的地位。《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,好像箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观察实验发现,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。墨家根据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬根据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上实验课缺少足够的时间,应该将实验仪器的一些改进通过演示,使学生明了其实用与便捷。而我们只能见缝插针,简单叙述。例如:在薄透镜测焦距的实验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。共轭法测焦距,要求同学们在观察到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。为了对比,学生往往在屏上做记号(划一横线),时间长了,白色屏被画得全是横线,面目全非,很难辨别。新仪器做了巧妙的改进,在一小张硬纸板上,印了坐标,然后用塑料薄膜扎制,既美观又实用。这一看似简单的改进,给使用者带来很大便利。让同学们知道,实验仪器的设计也不是完美的,需要不断改进、更新,这首先就需要认真观察,发现不足,提出建议或思路。
单摆测重力加速度实验,这是经典的物理实验。单摆不仅是准确测定时间的仪器,也可用来测量重力加速度的变化。第一个发现摆的振动等时性的科学家伽利略,他用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变化。惠更斯制成了第一个摆钟,而且第一次记录到一个耦合的振荡器观察。“惠更斯的同时代人天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢2.5min,经过校准,回巴黎时又快2.5min。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。英国科学家罗伯特•胡克发明了圆锥摆,是在两个方向上自由摆动的钟摆。通过分析摆锤圆周运动,他用它来分析行星的轨道运动。19世纪中叶傅科在巴黎的先贤祠证明了地球的自转。牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。实验教师本身应该对所做实验从实验内容、历史背景、仪器结构、仪器调节、仪器维护各环节了如指掌,这样才能及时解决和解答实验中出现的种种难点、问题,并迅速应急处理。更重要的是要教会学生遇到问题应该如何面对、怎样解决。当然教师的知识也不是全方位的,在科学技术不断进步的过程中,有些问题也可能会出现瞬间“卡壳”的尴尬现象,这就敦促教师应大量查询资料,不断更新知识,在教学中学习,提高自己认知能力,从而保障教学质量。
3存在的问题
(1)对物理学史融入大学物理实验重视不够,且不重视学生的逻辑思维及动手能力的培养,形成单纯知识灌输。
(2)没有特定时间进行物理学史、物理思想的教学,从而导致在实验课中不系统、不全面,缺乏完整性。
(3)需进一步加强教师对教学的严谨态度、拓宽知识面、提升自身素质、提高实验教学水平。
4结论
物理实验论文篇2
论文关键词:几个物理演示实验的改进(初中版)
1、演示声音在真空中不能传播的实验改进。
在学习八年级上册课本第一节声音的产生与传播”这节课上,课本上的演示实验是把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,同时注意声音的变化。再让空气逐渐进入玻璃罩内,注意声音的变化。
该种做法缺点:此实验由于密封等原因,效果不好,并且不能达到人手一份,课堂效果不理想。
对该实验的改进如图所示:
利用大注射器、手机等制作成一个简易的实验装置,将手机的外放喇叭用导线撤出来,放置在密封针管里,把手机音乐打开,密封着喇叭的针管里就传出了音乐,然后用力往外抽针管,喇叭的声音也随之变得越来越小。
改进后的做法的优点:当针管内的空气变化时,声音的传播介质就发生了变化,声音的传播效果也起了变化,根据逐步逼近”法推理,可以得出真空中声音不能传播”的结论。不但效果明显,而且可以达到人手一份,可操作性强,课堂效果好。
2、演示焦耳定律的实验改进。
在学习电与热”这节课上,老师们经常做的演示实验是:
a:探究在电流和通电时间相同的情况下,电流产生的热量与电阻的关系。
课本做法如图所示:
两瓶中的金属丝串联起来,接到电源上,由于电路没有分支,通过两段金属丝地电流相同,通电一定时间后,比较两瓶中煤油的温度变化,得出在电流通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
该种做法缺点:这种实验方法是通过相同质量的煤油的升温情况,来比较产生热量的多少,因本实验为演示实验,这样演示起来初中物理论文,学生很难观察,即可视性差,其次煤油升温变化不如气体膨胀变化快捷明显,实验效果差。
而改进后的做法如图所示:
第一个是铜丝电阻5欧,第二个是镍铬合金丝电阻10欧,两塑料盒中的金属丝串联起来,接到电源上,通过两段金属丝的电流相同,通电一段时间以后,比较两塑料盒所连接的U”形管中液面高度差的变化,从而得出在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大产生的热量越多。
改进后的优点:这种通过密封在塑料盒中气体的膨胀,引起U形管液面高度差的变化,来比较产生热量的多少,不但其体膨胀明显,而且通过U形管来观察时,可观察性强。
b:在探究通电时间一定,电阻相同的情况下,镍铬合金丝产生的热量与电流大小的关系实验中
课本上要求的做法是:
在通电时间相同的情况下,分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流,观察什么情况下产生的热量多龙源期刊。
该种做法缺点:这种试验方法是通过滑动变阻器来改变通入同一镍铬合金丝中的电流,记录相同时间,比较什么情况下产生的热量多,此试验可操作性差,同一瓶煤油温度上升了,需要降到室温才能开始第二次改变电流后的升温,记录时间也很麻烦,容易产生误差,更不用说前面已经说过的,通过温度计观察煤油升温,班内演示时可视性差。
而改进后的做法如图所示:
三段金属丝的电阻相同,其中R1在干路上,R2、R3并联,可知R1中的电流大于R2中的电流,通电相同的时间后,比较两塑料盒所接U”形管中液面高度差的变化,从而得出,在电流和通电时间相同的情况下电阻越大产生的热量越多。
改进后的优点:这样由于并联的分流作用,相同电阻的两段镍铬合金丝R1、R2在同一段电路中通电时,电流不同,时间相同。又可同时对比着观察塑料盒内气体膨胀引起U形管内液面高度差的变化,可以同时比较,不但可操作性强,可观察性也很强。
3、演示物体受滑动摩擦力的实验改进。
初中物理教材第十三章第三节上,有测量物体受滑动摩擦力的演示实验。
课本要求如图所示:
用弹簧测力计匀速拉动木块a使它沿长木板匀速滑动,由二力平衡知道,从弹簧上读出的拉力,就知道了木块跟木板之间的滑动摩擦力,从而测出木块与长木板之间的摩擦力。
该种做法缺点:木块a被测力计向右匀速拉动,其受到的滑动摩擦力水平向左与运动方向相反,此做法中必须要求木块a匀速运动,?耸被动Σ亮Σ庞氲簧测力计的拉κ且欢云胶饬Γ而实际操作上,我们常常会看到弹簧秤的指针总是在某一值左右不停地晃动,很难使木块a保持匀速直线运动,读出的数值只是一个大致的值。出现这样的现象会影响实验的效果,让学生误认为滑动摩擦力的大小在变化,或认为它的大小跟物体的运动速度有关,
而改进后的做法如图所示:
将弹簧测力计一端固定,另一端构筑木块b,木块b下面是一长木板,实验时,拖动长木板,然后读出弹簧测力计的示数,即可测出木块b和木板间的摩擦力。
改进后的优点:使木板滑动,木块b和弹簧秤相对地面静止,无论木板运动速度如何,木块相对木板都滑动初中物理论文,且木块b均受平衡力作用,操作方便易于控制,同时,此做法中弹簧测力计是静止的,更容易读准示数。同时也更加使学生明白:滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动方向相反,体会相对的含义。
4、对阿基米德原理演示实验的改进
在学习阿基米德原理”这节课上,课本上的演示实验如图所示:
用弹簧秤称出石块的重G物和空小桶的重G桶,将弹簧秤挂住的石块浸没入溢水杯中,将溢出的水用小桶接住,同时读出弹簧秤的示数F示,再用弹簧秤测出小桶和水的总重G桶+水,最后计算:F浮=G物-F示,G排=G桶+水-G桶,最后比较得出:F浮=G排
该种做法缺点:此实验做起来既繁琐,误差又大,当老师拎着弹簧秤讲解时,示数不稳定。且比较起来不具有同时性。
对该实验的改进如图所示:
其中A、B为两个规格相同的弹簧秤,C为重物,D为小桶,E是溢水杯,杯中加入红色的水,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台。
实验过程中,逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧秤A的示数减小,弹簧秤B的示数增大,比较发现弹簧秤A的示数变化量FA和弹簧秤B的示数变化量FB相等,从而可以得到结论F浮=G排
实验过程中要注意:弹簧秤使用前要调零,尽量避免玻璃管与小桶之间有作用力,玻璃管不能进入小桶里的水中
改进后的优点:溢水杯中加红色水,增加可见度;能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小,便于比较得出结论;弹簧上端有铁架台固定,弹簧秤示数更稳定;弹簧秤B的示数直接反应物体所受浮力的大小;上课时不用老师拎着弹簧秤读数,便于老师的讲解。
物理实验论文篇3
实际上,所谓的创新物理实验室建设的根本目的是为了更好的开发学生的创造性思维,培养学生核心能力的形成,为学生自身才能的展现提供了一个良好的环境。通常研究项目主要是根据课题的形式来制定和设计,将会由专业的教师来对学生进行辅导。并且,教师要将课题提出与实验教学实际灵活的结合在一起,可以由学生自行拟题,或是由实验室提出问题。在这一过程中,无论是方案的确定,还是研究过程,都必须让学生单独完成,教师可以适当的给予学生一些鼓励和帮助,激励学生能够大胆创新的去探索问题,善于观察发现,用所学的物理知识来解决生活中遇到的难题,从而促进学生的全面型发展。其次,学生通过实践动手得出的研究成果也是学生自己努力而来的研究成果,更是学生创造能力、开拓创新、分析问题、解决问题等多方面的体现。这样一来,能够更加有效的激发学生们的学习积极性,积极主动的参与到物理实验研究活动中,逐步提升学生的创先实验能力,同时也达到了十分理想的教学效果,真正实现了教学育人的目的。
2构建研究性创新物理实验平台的可行性分析
2.1与大学人才培养要求相一致
现如今,科学技术的飞速发展,各种各样的科学技术出现在人们的生活中,逐渐呈现了综合化的发展趋势。并且,在这一新形势的发展背景下,越来越多的新问题也被不断提出,这就对高等教育提出了更高一层的要求,而随着教育体制改革的不断深入,我校也将培养复合型创新性人才作为主要的人才培养目标,通过合理的物理实验课程安排来培养学生实验操作能力,有效的激发学生的创新能力和创造性,进一步提高学生综合素质水平。因此,为了更好的满足于现代社会对全面型人才的需求,加大对研究性创新物理实验的建设是十分有必要的,改变以往传统的实验教学理念和教学模式,大力推广基础实验教学的应用。
2.2与学生实际认知能力相契合
创新实验平台的构建有利于全面培养学生的实验技能、综合分析问题和解决实际问题的能力,以培养学生的创新精神和创新能力为主线,同时符合学生的认知规律和实际水平,注重调动学生学习的积极性和主动性。研究项目是学生较熟悉的物理实验教学中出现的问题,如数据测量问题、操作难点问题、实验方法问题、调节规律探索问题、仪器结构改进问题、计算机辅助教学和管理、实验教材中存在的问题探讨等等。
2.3与教师科研能力的提高与拓展相促进
在创新物理实验室的建设过程中,在提高学生实验动手能力的同时,也在逐步提高教师的业务水平。其中,课题项目的研究不单单再是传统课本中的教材内容,而是让物理实验课教师也会课题进行了更深入的研究和思考。这样一来,教师就与学生共同学习、共同探讨、共同解决在实验探究过程中遇到的问题,并共同寻找到有效的解决办法。并且,教师还会适当的给予学生一定的启发,对其进行实质性的指导,培养学生形成很好的可行性思维。此外,教师在对学生进行教导的过程中,也在不断加强自我建设,丰富了自身的知识层面,并学习到了更多新技术和新知识。由此,我们也可以看出,构件创新物力实验平台对于教学知识水平的提升有着重大的意义。
2.4能有效地推动大学物理实验课程的建设与发展
众所周知,课题研究本来就是一项周期长、持续发展的研究工作,其中涉及的实验教学环节非常多,而创新实验平台的建设不仅能够有效的推动物理实验课程的可持续发展,还可以及时发现在实验课程教学过程中各方面存在的不足之处,从而采取相应的改善对策进行改进。其次,大部分的课题研究成果都可以应用于实际的教学过程中,让学生更好的学习到新的物理知识。并且,伴随着研究性创新物理实验室建设规模的不断扩大,在不久的将来,势必会发挥着不可预估的重要作用。
3研究性创新实验的建设
以某高校为例,其专门开设了一门研究性创新实验选修课(当时称为综合物理实验课),课程设在大三,即修完普通物理实验之后,初设课时学校不给学分,但学生反应强烈,报名学生近2/3,经过几年实践现已单独列入教学计划,是部级精品课《普通物理实验》的一部分。课题大部来自教师的科学研究或教学研究中正在探索的问题,也有学生自拟的课题,这些课题没有预定的结论,因而需要师生共同探讨,学生则通过查阅文献、讨论、设计实验方案后,独立进行实验、分析实验结果、提交论文,期末每个学生做15min的报告,由中心教师组成的考核委员会评定成绩。
该校12年来共开过:用闪光法测定不良导体热导率(教学研究)、用非平衡桥测铂电阻温度系数(教学研究)、虚拟仪器在电学实验中的应用(教学研究)、超导薄膜和块材制备及特性(科学研究)、扫描显微镜的数字化控制(科学研究)、超高真空扫描隧道显微镜及其应用(科学研究)、声致发光(自选)、磁悬浮力的测量(自选)等200多个课题,而且从来没有重复过。学生修完近代物理实验(1)之后,在大四上学期为成绩是优的学生开设开放性的研究性实验课,学生可以在校内任选导师,确定题目就可申请,但内容必须包括样品制备和3种以上的物性表征手段(学生必须亲自参与),期末提交书面和口头报告,其成绩可作为近代物理实验(2)的成绩,这些学生等于提前进入毕业论文阶段,提高了毕业论文的质量。
本科生研究性学习方式为优秀生创造了良好的学习环境,营造了不同于课堂学习的学习氛围;调动了学生的学习积极性和主动性;激发了学生的创造才能;培养了学生的科研能力及书面、口头表述能力。
4结束语
物理实验论文篇4
在学期初,将本学期要开设的实验内容以“实验教学进度表”的形式告知学生。让学生了解实验的内容、实验时间安排及进度,要求学生每个实验在上课前都要预习实验指导手册,并撰写预习报告;实验前要求对本次实验的目的、原理、步骤做到心中有数。生理学实验平台中现有一台教师用计算机和30台学生用计算机组成的网络互动实验室,可以把学生用机和教师用机组成一个局域网,教师可以在网络上搜索下载高水平的实验录像片和模拟实验,或者是教研室根据自身条件制作多媒体课件或录像,一起储存于实验用计算机内。录像内容可包括手术器械和仪器设备的正确使用、手术操作过程、实验要求和注意事项等。在正式实验课前应组织学生观看相关主要操作的视频,学生能看到每一步实验的正确操作方法,这样使学生对实验内容有了初步了解和把握,也能够直观了解整个实验的流程,帮助学生克服对未知实验的恐惧心理,在正式实验的时候做到心中有数。教师负责强调容易出错的地方,让学生针对关键步骤、主要环节进行讨论。另外,生理学实验中采用的多功能生物信号采集处理系统进行的动脉血压的直接测定及影响因素、胸内负压的测定及呼吸运动的调节、尿生成的调节等实验过程中的各项信息和数据可以自动、客观记录保存在电脑中,以便学生在实验前后随时调出进行观看和分析。
二、学生实验前准备
实验前准备工作主要包括:材料准备、试剂配制和仪器调试等。这些过程是实验室的基础科目,看似简单,稍不注意就会导致实验的不顺利或失败。但在实验课教学中,往往容易忽视这个环节,在以教师为主体的教学模式下,实验前的准备工作通常是由实验指导老师在实验开始前完成。改革后的实验课在以学生为主体的教学模式下,实验前对学生进行分组,推选小组负责人,说明实验要求、实验注意事项等;让学生按照预习过的实验流程自主做好实验前各项准备工作。这个环节不仅能让学生了解实验准备工作主要有哪些,同时让学生了解各种知识,最主要的是能让学生逐渐克服对实验的恐惧心理。如,“家禽血液样品的采集”这个实验要防止血液凝固,所以要用到抗凝剂,例如,选用3.8%的柠檬酸钠或者是1%的肝素。很多学生对抗凝剂的配制不了解,因此在配制前让学生查阅文献资料了解抗凝剂的配置方法。配制过程中我们特别注重培养学生正确的实验操作方法,像天平的正确使用,量筒以及容量瓶的正确使用等。另外,做复杂的实验前,要考虑到实验过程中可能会遇到的情况,准备好应急或者急救措施。还要利用实验室物品对实验装置进行改进,例如,自制静脉留置针、气管插管、动脉插管以及导尿管等。学生通过参与实验前准备工作,不仅能逐步培养严谨的学风,还能培养动手能力和团队协作能力。
三、开放式实验教学
物理实验论文篇5
ApplicationOfQTVRInPhysicsExperimentTeaching&StudyingOnline
Wenhuan,Douyiyang
PhysicsDepartmentofNUSC
Abstract
ThetopicofthistextistheapplicationofQTVRinPhysicsexperimentteaching&studyingonline.Atfirst,theauthorsanalyzetheadvantagesofQTVRinteaching&studyingonline.Thenwiththeexamplesofvirtualinstruments,weintroducehowtoapplyQTVRtechnologyinourteaching&studyingonline.WeemphasizeontheusesofSpinPhotoObject(ofPictureWorkscompany).Inourfollowingwork,wewilluseVRWorx(ofVRToolboxcompany)tomakeavirtuallabwithvirtualinstrumentsinside.
Keywords:QTVRtechnology,panorama,object,scene,virtuallabandinstruments
正文:
QTVR是QuickTimeVirtualReality的简称,是美国苹果公司QuickTime技术的拓展。它是新一代的、基于静态图象处理的初级虚拟现实技术①。它不需要传统虚拟现实技术所要求的特殊硬件和附属设备,在普通的PC机或Macintosh机上就可产生相当程度的虚拟现实的体验。它不需要进行任何几何造型,只需通过图像采集系统采集真实世界的图像、QTVR系统软件处理离散的图像,即可完成三维空间、三维物体的造型;操纵普通鼠标、键盘即可实现对三维造型的全方位观察。
QTVR有三个核心概念:全景图像(Panoramas),对象(Object),场景(Scene)。全景图像:是空间中的一个视点对周围环境的360度视图,用户可在全景图像的360度范围内任意切换视线,也可在一个视线上改变视角,来获得距离远近的视觉效果。对象(物体):是从分布在以一件物体为中心的立体360度的球面上的众多视点来看一件物体,从而生成的对一件物体全方位的图像信息。经QTVR系统软件的处理,形成用户可观察的各个视点。场景:利用热点手段将一个或多个全景图像或对象电影进行连接,从而生成的有序集合体。在场景中,用户可在很多全景图像和对象电影中漫游。
虽然是初级的虚拟现实技术,但是QTVR以其独特的技术特色与独特的优势,开创了多媒体技术与仿真技术相结合的新途径,为虚拟现实技术的大众化铺平了道路。尤其重要的是,它的出现使得建立网络虚拟实验室有了广阔的前景②。
身处网络时代,作为物理教学论实验物理方向的学生,我们所关注的问题是QTVR技术能为物理网络实验教学做些什么?QTVR技术在物理教育领域中已有了广泛的应用,例如虚拟固体物理中的晶格结构、虚拟核物理中的核反应堆等,在这些理论教学中,QTVR技术都有了极为成功的应用范例;但是在网络实验教学方面,国内的QTVR技术应用基本上还处于探索阶段。因此,我们想就这个问题做些探讨。
1978年,在英国牛津召开了一次国际物理教学委员会,讨论的主题是“实验室在物理教育中的作用”。会议认为实验课的作用之一就是学会使用仪器③。可是,传统的物理实验教学存在着不重视仪器使用的问题。有的实验室因为某些实验仪器价格昂贵而无力购买,因此无法开设一些实验;有些仪器不可能拆卸开让学生熟悉内部构造;有些实验因为样品存在危险性,由老师演示学生观摩。以上因素造成学生不能动手实验,这显然是与开展实验的目的相悖的。另外,实验室大多数实验都是采用菜谱式教学方式,也就是给出具体实验步骤,学生依样画葫芦,这就导致学生不重视仪器的构造、功能、和使用方法、参数指标、误差范围等。再者,多数实验的数据采集、数据处理已由计算机系统完成,实验过程比较枯燥,只是机械地重复对几个按钮的操作,学生的兴趣普遍不高。
此外,目前的物理网络教学实验仅提供计算机二维仿真系统,真实感不够强,不能给人以身临其境的感觉。因此,综合以上几个方面的因素,我们考虑在网络实验教学中引入QTVR技术,以期能在一定程度上解决以上问题。
那么,在物理网络实验教学中应用QTVR技术有哪些优势呢?首先,由于QTVR独特的技术特色,使得它在立体空间的展示、立体物体的展示、展品的介绍、虚拟空间的营造与构建、虚拟场景的构造等方面有着独特的优势。教育过程的很重要的一个过程就是呈现知识信息,而QTVR在呈现知识信息方面有着独特的优势④。我们可以为某些仪器创作配以解说词和文字说明的三维旋转体图片,让学生在虚拟的实验室中对虚拟仪器进行随意地旋转和任何视觉角度的观察,以便学生详尽了解仪器的构造、功能和使用方法,同时达到预习实验、复习实验的目的。更重要的是,教师和学生在QTVR创造的虚拟现实环境中,可以沉浸其中,全身心地投入教与学,既生动了课堂教学,又提高了学生的学习效率与积极性。
QTVR制作简单,制作周期较短,制作的可控性也很强,对于物理教师这类非计算机专业人士来说,比较容易掌握其技术;要开发一些简单的实验教学软件应用于网络教学中,也不至于难度太大。
我们初步的工作是制作虚拟仪器,在网上为学生提供真实仪器的各种资料;第二步的工作是构建虚拟实验室,使教师与学生在网上身临其境般地完成教学任务。由于时间有限,目前暂时没能完成第二步的工作,所以在此仅介绍制作虚拟仪器的工作。
接下来要陈述的是我们制作虚拟仪器的工作。
首先,选择实验仪器。我们选择密立根油滴仪、γ能谱仪等仪器。(我们以密立根油滴仪为例,说明制作过程)。
其次,用数字相机获取密立根油滴仪图像。我们使用的是EpsonPhotoPC850Z相机,选择800*600的分辨率,拍下仪器360度自转的照片,总共拍摄二十四张。在拍摄相片的过程中,可为相片配解说词。Epso
nPhotoPC850Z相机有在拍摄过程中为相片配录音的功能。
上传图像。用USB电缆(Epson相机自带)连接相机和计算机,使用EpsonPhoto!3Ver.1上传图像,并保存。
编辑图象。我们使用PictureWorks公司的SpinPhotoObject软件来编辑图像。
SpinPhotoObject的工作界面如下所示:
图一
具体步骤如下:
Browse
将所有图片按顺序编号(一般需三位以上数字)后放在同一目录下,在Browse中选中该目录,此时会将目录中所有文件列出。
Insert
如果需要目录中所有图片,选InsertAll,否则选定所需文件后选InsertSelection
Align
观察每一张图片的位置,使之尽量重合。关键是每一张图片的尺寸大小(长和宽)必须一致,如原图片太大需要切割,則每一张图片切割的位置必须完全一致
Crop
调整八个句柄围成的范围大小,其中包含的內容是最后显示的內容
Create
建立输出文档。注意选择播放的尺寸。输出文档可以是QTVRObjectMovie(mov)格式、Quicktime(mov)格式、MovieAVI格式、AnimatedGIF格式等等。其中最常用是mov格式文件,可用QuicktimePlayer播放器观看(含交互性),若插入页中,则需要QuicktimePlayer的插件(PlugIn)支持。我们把它插入页中,用MicrosoftFrontPage制作网页。包含虚拟仪器的HTML文件的地址A:\VRinstruments.files\VirtualInstruments.htm,打开它,可以浏览我们所制作的虚拟仪器。
下图是用QuicktimePlayer播放器观看的密立根油滴仪。
图二密立根油滴仪
物理实验论文篇6
近几年来,各级政府和教育行政部门花大力气进行中、小学实验仪器、电教设备的配套建设。重点中学的仪器设备已经相当完善,一些普通中学的仪器设备也得到了较大的充实,这为我们的实验教学提供了物质基础。“实验教学应摆在物理教学中的首要地位”已成为广大物理教师的共识。不少中学物理教师正在自觉地朝着大力加强实验教学的方向努力,纷纷开展着各种“以实验为基础”的跟踪对比教改试验。
然而,由于长期受应试教育思想的影响,在很大范围内物理实验教学在某种程度上仍然处于“讲起来重要,教起来次要,考起来不要”的状态。实验教学因长期未受到应有的重视而成为物理教学中的薄弱环节。采取“以讲代做”的实验教学方式大有人在。教学大纲上规定的演示实验和学生分组实验未得到真正的重视和落实,导致实验室和仪器设备使用效率十分低下,教育资源严重浪费。
实践证明:只有通过训练有素的实验教学,才能使学生在获取物理知识的同时,潜移默化地形成良好的科学素养。如:严谨的科学态度,实事求是的科学作风LL同样,只有加强实验教学,才能培养出具有较强动手能力的学生。而这种能力正是日后成为合格劳动者所必需的劳动技能素质的基础。
如何来加大实验教学力度,改进实验教学、提高教学效果以推进物理素质教育,我认为可以从以下几点入手:
一、切实重视演示实验,提高课堂教学质量
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。心理学研究表明:人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见,百看不如一做”说的就是这个道理。经验告诉我们:一个成绩优秀的物理尖子对物理现象和物理过程具有很强的“悟性”,这种“悟性”源于对日常生活丰富的感性认识。对物理学习有障碍的人,其最大的障碍不在于智力因素,而在于缺少对日常生活的用心观察,头脑中缺乏感性经验,而这些感性经验恰恰是物理思维的基础。因此,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。演示的形式不能仅仅是“教师演,学生看”,还可以是“教师导,学生演”?即边学边实验。
例如:利用鸡蛋做实验。鸡蛋很容易找到,若引导学生利用鸡蛋做实验,既可说明物理道理,又可提高学生的学习兴趣。
(1)做压强的实验
鸡蛋握在手中,使劲握也难以破碎,但手拿鸡蛋在碗边轻轻一敲即破。说明:鸡蛋紧握在手中时,受力面积大,压强小;而在碗边轻敲时,受力面积小,压强大。可见,压力的作用效果不仅跟压力大小有关,还跟受力面积有关。
(2)做大气压实验
将浸湿酒精的棉花放在广口瓶内,点燃棉花,并让它燃烧一会儿,然后将一只剥壳的熟鸡蛋(稍大于瓶口)置于瓶口上,熟鸡蛋在瓶内、外压强差作用下,被压入了瓶里。
(3)做物体的浮沉实验
将一只鸡蛋放入浓盐水中,然后缓缓倒入清水稀释、搅拌,随着盐水的不断稀释,鸡蛋排开液体的体积随着增大,由漂浮状态慢慢变成悬浮状态,最终沉入杯底。这说明:浸在液体中物体的上浮和下沉,决定于它所受浮力和重力的合力。
世界上许多发达国家重视演示实验的经验值得我们借鉴。德国物理教育界流传着这样一种说法:“没有演示实验的课,不算是一堂成功的课”德国的物理教师除了极少数纯理论课没有演示实验外,一般每堂课要做2~3个实验。美国物理教师普遍都很重视演示实验。在他们上的每一节课中至少要做一个演示实验。而且这些实验都是他们自己设计,所用器材都是他们自己动手制作的。日本的物理教学也非常活跃,学生课堂上动手活动量较大,有半数以上的课是在实验室渡过的。大量的信息资料显示:国际物理教育界正在流行这样一种趋势,即衡量一堂物理课的好坏,很大程度上取决于这堂课中演示实验的数量和质量。
二、认真上好学生分组实验课,培养学生的创造思维和实验操作技能
分组实验多以测量性、验证性和实用性实验为主。要提高学生分组实验的教学效果,就必须使学生真正进入角色,手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。根据教育心理学的观点,课堂教学的目的不在于教师完成某种过程,而在于通过某种活动促使学生在行为上发生某些重要的变化,如在学生身上引起的认识上、理解上、技能上、态度上的变化。如果学生通过主动参与教学,在教师的积极指导下获得物理知识,则会印象更加深刻,并增强他们的学习动机。
根据这一思想,我进行了一些探索,将初中物理第一册中电学的一节课《电路的连接方法》由原来的验证性实验改为学生的探索性实验,教学中采用启发式教学和有控开放。
引入时通过演示窗帘被自动拉开、合拢的现象,让学生观察并思考:“为什么闭合一个电键,只有一个窗户的窗帘被拉动,而其它窗户的窗帘不受影响?”
在新课教学过程中:
1、教师启发学生思考:如何利用桌上现有的器材连接成一个电路,使两个小灯泡同时发光,并提示连接的方法可能不止一种。学生利用器材自己探索进行连接电路的实验。
2、教师从中选择几个相类似的电路,组织学生通过比较的方法进行讨论,找出相同之处进行归纳,由此得出电路的一种连接方法:串联。此后进一步提出问题:如果取走其中的一个小灯泡,其余小灯泡还能不能继续发光?学生会进行猜测,此时教师示意可通过自己所连接的电路加以实验,由此通过实践操作加深对串联电路的理解。
3、由于有极少数的学生有不同的连接方法,当取走其中的一个小灯泡时,另一个灯泡仍然发光,此时他们会提出异议,当投影他们连接的电路时,大多数同学会发现他们所连接的电路与前面所示的电路有区别,教师由此组织他们进行简短的讨论,分析它的连接特点,并示意学生利用手里的器材进行实验,实验下来大家发现用这种方法也能使两个小灯泡同时发光,教师再组织学生进行比较、讨论,找出相同之处进行比较,得出电路的另一种连接方法:并联。此后进一步提问:如果取走其中的一个小灯泡,其余小灯泡还能不能继续发光?并示意用实验进行检验,学生由此通过实践操作加深对并联电路的理解。
4、结束学生实验后,组织学生通过讨论,自己得出串、并联电路的特点,并利用电脑多煤体的手段进行一些电路的识别练习,进一步巩固所学到的知识。
5、进一步组织学生比较两个相类似的电路,让他们了解电键的控制作用,然后自己解释“各个窗户窗帘之间的电路是怎样连接的?”并为今天的回家作业提供范例。
通过学习,学生们基本能较好的达到教学所预期的目标,但是,要取得这样的效果,就要求教师在每次实验前必须做好大量的准备工作(包括知识和实验方面的准备)。对于实验中学生初次接触的仪器、实验操作中的难点和关键之处,实验开始前教师必须给予适当的指点。在学生实验的过程中,必须注意培养学生养成良好的实验习惯,如正确使用仪器,谨慎操作;尊重客观事实,不拼凑数据;实验完毕后自觉整理并爱护仪器等等。实验后,还必须及时反馈,发现问题及时补救。
三、充分发挥教材中“小实验”的作用,训练学生动手制作的能力
当前在物理教学过程中,有不少教师认为教材中的“小实验”是课外知识,与考试无关,因此常被视为可有可无,或被弃之不理。然而这些小实验却往往具有取材容易、贴近生活、直观明了、便于操作的特点,不仅能加深学生对所学知识的理解,而且能极大地提高学生学习物理的兴趣,锻炼学生的动手制作能力和独立操作能力,发展智力。
例如:初中物理第一册中的《电磁铁》一节中,提供了如何自制电磁铁的方法,我让一个班级的同学利用假期进行制作,并要求以作品的形式加以展示。在此后的几天中陆续有不少同学前来询问如何能提高电磁铁的磁性,以求自己制作的电磁铁磁性最佳,这样在他们制作的过程中,对电磁铁的特点有了更深刻的印象。事实表明,这个班级的学生在《电与磁》一节的学习中,绝大多数同学对“电磁铁特点”这一知识掌握较好。
四、不定期地开放实验室,给学生创造更多的动手机会
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