物理實(shí)驗(yàn)論文范文

時(shí)間:2023-04-05 07:50:34

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物理實(shí)驗(yàn)論文

篇1

科學(xué)發(fā)明來(lái)源于大膽的猜想和假設(shè),而當(dāng)前物理教學(xué)中,學(xué)生按照教師預(yù)設(shè)的程式學(xué)習(xí),缺少自由想象的空間,以致學(xué)生出現(xiàn)不敢猜、不會(huì)猜的狀況,教師要精心設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題情境,引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生猜想.

1.培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與的意識(shí).

教師要想培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí),就要營(yíng)造平等、民主的教學(xué)氛圍,放手讓學(xué)生回答問(wèn)題,即使回答錯(cuò)了,教師也不要輕易批評(píng)甚至訓(xùn)斥學(xué)生.對(duì)于有一定難度的問(wèn)題,學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以獨(dú)立完成,教師要讓學(xué)生進(jìn)行小組交流討論,提出有價(jià)值的觀點(diǎn).

2.頭腦風(fēng)暴法教學(xué).

部分學(xué)生生怕發(fā)表錯(cuò)誤的觀點(diǎn)而引來(lái)同伴的諷刺、挖苦,以至于不敢提問(wèn).教師要強(qiáng)化學(xué)生的發(fā)散思維訓(xùn)練,鼓勵(lì)學(xué)生毫無(wú)顧忌地發(fā)表自己的觀點(diǎn),才能產(chǎn)生有價(jià)值的新觀點(diǎn)、新思路.

3.為學(xué)生搭建腳手架.

有些知識(shí)遠(yuǎn)離學(xué)生生活背景,如果直接呈現(xiàn)就顯得有些突兀,此時(shí),教師要為學(xué)生搭建腳手架,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)猜想.因而教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題應(yīng)難度適宜,符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,對(duì)于難度過(guò)大的問(wèn)題,教師應(yīng)將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿舾蓚€(gè)小問(wèn)題,讓學(xué)生逐層深入,各個(gè)擊破.教師還要在新舊知識(shí)之間、多層次知識(shí)之間、理論與實(shí)際應(yīng)用的銜接處設(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生沿著有意義、有價(jià)值的方向思考問(wèn)題.

二、引導(dǎo)學(xué)生積極參與操作實(shí)驗(yàn)

1.演示實(shí)驗(yàn)策略.

(1)改進(jìn)已有的演示實(shí)驗(yàn).教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察效果差的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改造,如在“彈簧的伸長(zhǎng)量與所受的拉力成正比”實(shí)驗(yàn)中,后排的學(xué)生根據(jù)看不到刻度尺上的刻度,影響了演示效果,教師可以將其投影到屏幕上,或用白紙加以放大顯示,從而增強(qiáng)教學(xué)效果.(2)通過(guò)多媒體演示,增強(qiáng)效果.有一些物理實(shí)驗(yàn)受時(shí)間和空間的限制,往往在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成.教師可以借助多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),利用其圖文并茂、交互性強(qiáng)的特點(diǎn)進(jìn)行演示.

2.分組實(shí)驗(yàn)策略.

教師要合理劃分實(shí)驗(yàn)小組,按組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的原則劃分,以確保每組都包括不同層次的學(xué)生.小組要明確每個(gè)成員的角色和任務(wù),包括組織者、操作者、記錄員等,以保證探究活動(dòng)的順利進(jìn)行.當(dāng)學(xué)生在操作中遇到障礙時(shí),教師應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo),為避免造成時(shí)間上的浪費(fèi),共性問(wèn)題集中解決、個(gè)性問(wèn)題個(gè)別指導(dǎo),當(dāng)然教師指導(dǎo)也不是替代學(xué)生的思考,直接將結(jié)論告訴學(xué)生,而留有讓學(xué)生充分思考的時(shí)間和空間,在參與學(xué)生討論后適當(dāng)予以點(diǎn)撥,讓他們?cè)诮處煹膯l(fā)下頓悟,尋求到最佳的解決方案.

三、組織學(xué)生開(kāi)展自評(píng)和互評(píng)活動(dòng)

篇2

學(xué)生在物理方面的認(rèn)知雖然還處于基礎(chǔ)水平,但是對(duì)于教師的實(shí)驗(yàn)演示他們很感興趣,正因?yàn)橐恢虢獠艜?huì)更有好奇心繼續(xù)研究物理知識(shí)。教師應(yīng)適當(dāng)?shù)貙⒁恍┭菔拘詫?shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),這樣才能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生不同能力的目標(biāo)。探索性的實(shí)驗(yàn)更能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,構(gòu)建更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間,激發(fā)不同層次學(xué)生的探索和創(chuàng)新的欲望。學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,能夠?qū)?dòng)手和動(dòng)腦很好地結(jié)合在一起。在實(shí)施過(guò)程中教師應(yīng)當(dāng)選取合適的問(wèn)題作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在教學(xué)過(guò)程中利用探究式實(shí)驗(yàn)的方法培養(yǎng)學(xué)生的能力。創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)滲透在物理實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生對(duì)各種實(shí)驗(yàn)的基本環(huán)節(jié)都進(jìn)行觀察和處理,并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生積極對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行探究,并將探究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和創(chuàng)新能力很好地聯(lián)系在一起。

二、教師首先要注重觀念的轉(zhuǎn)變,提高自己的創(chuàng)新能力

要讓學(xué)生具備創(chuàng)新意識(shí),教師本身必須轉(zhuǎn)變觀念,注重提高自己的創(chuàng)新能力。教師要從自身做起,對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)起主導(dǎo)作用。教師不可能像百科全書(shū)一樣儲(chǔ)存各種各樣的知識(shí),但無(wú)論物理教師的資質(zhì)如何,都必須對(duì)物理教學(xué)有自己的教學(xué)思想,必須在自己的教學(xué)領(lǐng)域有獨(dú)特的見(jiàn)解和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),教師要轉(zhuǎn)變自己的教學(xué)觀念和角色意識(shí),不要照本宣科,單調(diào)地傳授書(shū)本上的知識(shí),而是創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)讓學(xué)生積極思考,幫助學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,根據(jù)學(xué)生的整體情況進(jìn)行判斷。綜上所述,教師應(yīng)當(dāng)有創(chuàng)新教學(xué)教育制度的意識(shí),必須轉(zhuǎn)變阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的教育觀念和教學(xué)模式。如果教師只是單方面地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),只是為了達(dá)到書(shū)本上的要求,以完成任務(wù)的思想完成實(shí)驗(yàn)教學(xué),那么這種教學(xué)是沒(méi)有任何效果的,特別要注意,有些教師會(huì)單方面地傳授知識(shí)并不讓學(xué)生自己動(dòng)手完成,如果簡(jiǎn)單地將考試分?jǐn)?shù)作為衡量教育成果的唯一標(biāo)準(zhǔn),那么就無(wú)法在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中真正提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

三、注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析能力

很多學(xué)生只是抱著“好玩”的思想學(xué)習(xí)的,很多時(shí)候做完了實(shí)驗(yàn)就懶得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)整理。創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不僅僅在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中,還應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)后的整理過(guò)程中。很多學(xué)生認(rèn)為,只要學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)操作就可以,根本不會(huì)重視實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,所以數(shù)據(jù)會(huì)有很大的誤差。針對(duì)這些情況,教師應(yīng)當(dāng)硬性地要求學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)整,讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差的分析,并作出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)效果圖。通過(guò)整理和歸納的過(guò)程,最終可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)操作的重要性,整理數(shù)據(jù)的過(guò)程也能讓學(xué)生再一次對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作出思考,創(chuàng)新意識(shí)不僅能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中初步形成,在整理數(shù)據(jù)之后還能進(jìn)一步強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)。

四、結(jié)語(yǔ)

篇3

大學(xué)物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和大學(xué)物理理論占有同等重要地位,它們既有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系,又有著各自的任務(wù)和作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及激發(fā)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)方面有著其它學(xué)科不可替代的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不但把物理理論知識(shí)用到實(shí)驗(yàn)上,而且更好地解釋生活中的物理現(xiàn)象并加以科學(xué)驗(yàn)證。通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生達(dá)到以下幾點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和物理量的測(cè)量,能夠更好的加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí),對(duì)定義、定律更深刻的理解;

2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)試和使用,能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力及臨時(shí)處理突發(fā)事件的能力;

3.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及圖像的繪制,能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的保留與取舍及結(jié)果的正確判斷與分析;

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生以獨(dú)立或合作的方式設(shè)計(jì)一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),從而培養(yǎng)他們獨(dú)立思考問(wèn)題,合作完成工作的意識(shí)。

二、做好我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

實(shí)驗(yàn)課又不同于理論課程,有它自身的獨(dú)特性,因此,在實(shí)驗(yàn)前必須做好以下幾點(diǎn)工作。

(一)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是做好實(shí)驗(yàn)的前提條件。實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是指在實(shí)驗(yàn)前要對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理的熟練掌握,清楚地知道實(shí)驗(yàn)的要達(dá)到的任務(wù)及其所采用的方法,在實(shí)驗(yàn)時(shí)才能游刃有余地解決實(shí)驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題,才能保障實(shí)驗(yàn)的順利完成。

(二)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備及調(diào)試。在懂得了實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸淼幕A(chǔ)上,才知道實(shí)驗(yàn)所需要哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)備,及其儀器參數(shù)的要求。不但要對(duì)所做實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備齊全,而且儀器的擺放也要符合實(shí)驗(yàn)要求,并且要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)試。若中間任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤都可能影響實(shí)驗(yàn)效果,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,所以,實(shí)驗(yàn)前設(shè)備的準(zhǔn)備及儀器的調(diào)試是做好實(shí)驗(yàn)的基本條件。

三、做好我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的具體工作

(一)實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)范使用。不同的儀器設(shè)備有不同的使用方法及其操作步驟,一定要按照儀器說(shuō)明書(shū)來(lái)正確操作使用。要輕拿輕放,要確保儀器設(shè)備在安全有效的參數(shù)范圍內(nèi)使用。不然,給實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大誤差,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。

(二)實(shí)驗(yàn)步驟的合理安排。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)合理安排實(shí)驗(yàn)步驟是高效完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟要熟悉掌握,給夠給出一個(gè)合理的分工安排體系。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一般都是小組實(shí)驗(yàn),先測(cè)哪些量,測(cè)幾組數(shù)據(jù),誰(shuí)來(lái)測(cè)等的分工安排一定要合理明確,才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成。

(三)實(shí)驗(yàn)中突發(fā)事件的處理。實(shí)驗(yàn)課不同于理論課,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的很多力學(xué)、電磁學(xué)、近代物理等實(shí)驗(yàn)都會(huì)用到高壓電,電壓可達(dá)到380伏甚至?xí)?,一定要保證學(xué)生和實(shí)驗(yàn)師的人身安全;也要保障實(shí)驗(yàn)室的財(cái)產(chǎn)安全。實(shí)驗(yàn)中要做好一切安全應(yīng)急措施,確保萬(wàn)無(wú)一失,是做好實(shí)驗(yàn)的基本保障。

四、做好我國(guó)大學(xué)物理試驗(yàn)后的工作

當(dāng)試驗(yàn)完成后并非一切都結(jié)束了,實(shí)驗(yàn)后的收尾工作也顯得十分重要,這樣更有利于下次實(shí)驗(yàn)及儀器設(shè)備壽命的延長(zhǎng)使用。

(一)試驗(yàn)后的檢查。試驗(yàn)后的檢查主要是指數(shù)據(jù)是否記漏、設(shè)備是否完好、配件是否丟失、開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉、電源是否切斷等事項(xiàng)的檢查,以確保下組人員能夠繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。

(二)試驗(yàn)后的儀器保養(yǎng)及衛(wèi)生。由于實(shí)驗(yàn)室所使用的是精度較高的儀器設(shè)備,不同于其它上教室課時(shí)使用的桌椅,對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器的保養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的衛(wèi)生也有著很高的要求。實(shí)驗(yàn)完畢后注意儀器的保養(yǎng):該擦洗的要擦洗,該涂油的涂;地面該掃的掃,該拖的拖。有些儀器怕強(qiáng)光照射,窗簾該拉的要拉上,好的保養(yǎng)及衛(wèi)生更有利于延長(zhǎng)儀器的使用壽命。

篇4

實(shí)際上,所謂的創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的根本目的是為了更好的開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生核心能力的形成,為學(xué)生自身才能的展現(xiàn)提供了一個(gè)良好的環(huán)境。通常研究項(xiàng)目主要是根據(jù)課題的形式來(lái)制定和設(shè)計(jì),將會(huì)由專業(yè)的教師來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。并且,教師要將課題提出與實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際靈活的結(jié)合在一起,可以由學(xué)生自行擬題,或是由實(shí)驗(yàn)室提出問(wèn)題。在這一過(guò)程中,無(wú)論是方案的確定,還是研究過(guò)程,都必須讓學(xué)生單獨(dú)完成,教師可以適當(dāng)?shù)慕o予學(xué)生一些鼓勵(lì)和幫助,激勵(lì)學(xué)生能夠大膽創(chuàng)新的去探索問(wèn)題,善于觀察發(fā)現(xiàn),用所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)解決生活中遇到的難題,從而促進(jìn)學(xué)生的全面型發(fā)展。其次,學(xué)生通過(guò)實(shí)踐動(dòng)手得出的研究成果也是學(xué)生自己努力而來(lái)的研究成果,更是學(xué)生創(chuàng)造能力、開(kāi)拓創(chuàng)新、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等多方面的體現(xiàn)。這樣一來(lái),能夠更加有效的激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性,積極主動(dòng)的參與到物理實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)中,逐步提升學(xué)生的創(chuàng)先實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,同時(shí)也達(dá)到了十分理想的教學(xué)效果,真正實(shí)現(xiàn)了教學(xué)育人的目的。

2構(gòu)建研究性創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可行性分析

2.1與大學(xué)人才培養(yǎng)要求相一致

現(xiàn)如今,科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種各樣的科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)在人們的生活中,逐漸呈現(xiàn)了綜合化的發(fā)展趨勢(shì)。并且,在這一新形勢(shì)的發(fā)展背景下,越來(lái)越多的新問(wèn)題也被不斷提出,這就對(duì)高等教育提出了更高一層的要求,而隨著教育體制改革的不斷深入,我校也將培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新性人才作為主要的人才培養(yǎng)目標(biāo),通過(guò)合理的物理實(shí)驗(yàn)課程安排來(lái)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,有效的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性,進(jìn)一步提高學(xué)生綜合素質(zhì)水平。因此,為了更好的滿足于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)全面型人才的需求,加大對(duì)研究性創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)的建設(shè)是十分有必要的,改變以往傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和教學(xué)模式,大力推廣基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用。

2.2與學(xué)生實(shí)際認(rèn)知能力相契合

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建有利于全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、綜合分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為主線,同時(shí)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和實(shí)際水平,注重調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。研究項(xiàng)目是學(xué)生較熟悉的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題,如數(shù)據(jù)測(cè)量問(wèn)題、操作難點(diǎn)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)方法問(wèn)題、調(diào)節(jié)規(guī)律探索問(wèn)題、儀器結(jié)構(gòu)改進(jìn)問(wèn)題、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和管理、實(shí)驗(yàn)教材中存在的問(wèn)題探討等等。

2.3與教師科研能力的提高與拓展相促進(jìn)

在創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過(guò)程中,在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的同時(shí),也在逐步提高教師的業(yè)務(wù)水平。其中,課題項(xiàng)目的研究不單單再是傳統(tǒng)課本中的教材內(nèi)容,而是讓物理實(shí)驗(yàn)課教師也會(huì)課題進(jìn)行了更深入的研究和思考。這樣一來(lái),教師就與學(xué)生共同學(xué)習(xí)、共同探討、共同解決在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中遇到的問(wèn)題,并共同尋找到有效的解決辦法。并且,教師還會(huì)適當(dāng)?shù)慕o予學(xué)生一定的啟發(fā),對(duì)其進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生形成很好的可行性思維。此外,教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行教導(dǎo)的過(guò)程中,也在不斷加強(qiáng)自我建設(shè),豐富了自身的知識(shí)層面,并學(xué)習(xí)到了更多新技術(shù)和新知識(shí)。由此,我們也可以看出,構(gòu)件創(chuàng)新物力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)于教學(xué)知識(shí)水平的提升有著重大的意義。

2.4能有效地推動(dòng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)與發(fā)展

眾所周知,課題研究本來(lái)就是一項(xiàng)周期長(zhǎng)、持續(xù)發(fā)展的研究工作,其中涉及的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)非常多,而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)不僅能夠有效的推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)課程的可持續(xù)發(fā)展,還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中各方面存在的不足之處,從而采取相應(yīng)的改善對(duì)策進(jìn)行改進(jìn)。其次,大部分的課題研究成果都可以應(yīng)用于實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)到新的物理知識(shí)。并且,伴隨著研究性創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,在不久的將來(lái),勢(shì)必會(huì)發(fā)揮著不可預(yù)估的重要作用。

3研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的建設(shè)

以某高校為例,其專門(mén)開(kāi)設(shè)了一門(mén)研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)選修課(當(dāng)時(shí)稱為綜合物理實(shí)驗(yàn)課),課程設(shè)在大三,即修完普通物理實(shí)驗(yàn)之后,初設(shè)課時(shí)學(xué)校不給學(xué)分,但學(xué)生反應(yīng)強(qiáng)烈,報(bào)名學(xué)生近2/3,經(jīng)過(guò)幾年實(shí)踐現(xiàn)已單獨(dú)列入教學(xué)計(jì)劃,是國(guó)家級(jí)精品課《普通物理實(shí)驗(yàn)》的一部分。課題大部來(lái)自教師的科學(xué)研究或教學(xué)研究中正在探索的問(wèn)題,也有學(xué)生自擬的課題,這些課題沒(méi)有預(yù)定的結(jié)論,因而需要師生共同探討,學(xué)生則通過(guò)查閱文獻(xiàn)、討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后,獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提交論文,期末每個(gè)學(xué)生做15min的報(bào)告,由中心教師組成的考核委員會(huì)評(píng)定成績(jī)。

該校12年來(lái)共開(kāi)過(guò):用閃光法測(cè)定不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率(教學(xué)研究)、用非平衡橋測(cè)鉑電阻溫度系數(shù)(教學(xué)研究)、虛擬儀器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用(教學(xué)研究)、超導(dǎo)薄膜和塊材制備及特性(科學(xué)研究)、掃描顯微鏡的數(shù)字化控制(科學(xué)研究)、超高真空掃描隧道顯微鏡及其應(yīng)用(科學(xué)研究)、聲致發(fā)光(自選)、磁懸浮力的測(cè)量(自選)等200多個(gè)課題,而且從來(lái)沒(méi)有重復(fù)過(guò)。學(xué)生修完近代物理實(shí)驗(yàn)(1)之后,在大四上學(xué)期為成績(jī)是優(yōu)的學(xué)生開(kāi)設(shè)開(kāi)放性的研究性實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生可以在校內(nèi)任選導(dǎo)師,確定題目就可申請(qǐng),但內(nèi)容必須包括樣品制備和3種以上的物性表征手段(學(xué)生必須親自參與),期末提交書(shū)面和口頭報(bào)告,其成績(jī)可作為近代物理實(shí)驗(yàn)(2)的成績(jī),這些學(xué)生等于提前進(jìn)入畢業(yè)論文階段,提高了畢業(yè)論文的質(zhì)量。

本科生研究性學(xué)習(xí)方式為優(yōu)秀生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,營(yíng)造了不同于課堂學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)氛圍;調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性;激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造才能;培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力及書(shū)面、口頭表述能力。

4結(jié)束語(yǔ)

篇5

(一)階段性總結(jié)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)正是一種階段性總結(jié),它可以將那些很多在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)復(fù)現(xiàn)在課堂上的所學(xué)物理理論知識(shí)的原理與結(jié)果再一次進(jìn)行總結(jié)和歸納,從而實(shí)現(xiàn)自我分析和思考的目的,這是一種深度的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),很多物理知識(shí)得到了最為直觀的展示和呈現(xiàn),增加了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力;而進(jìn)行及時(shí)的階段總結(jié)式的論文撰寫(xiě)可以使得學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中的種種物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行紀(jì)錄和分析,加深其對(duì)有關(guān)物理知識(shí)的理解,給出一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)是客觀和真實(shí)的總結(jié)。

(二)階段成果固定

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)可以使得其階段性成果得到鞏固。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不應(yīng)該只是按知識(shí)分類簡(jiǎn)單串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成的一系列的實(shí)驗(yàn),而是一個(gè)有著確定的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)計(jì)劃的能力培養(yǎng)過(guò)程,在此過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)參與物理實(shí)驗(yàn)來(lái)感知物理知識(shí)的應(yīng)用并親身操作和體驗(yàn),此后,學(xué)生需要將自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題和得到解決的問(wèn)題都得以記錄和反思。這就是一個(gè)階段成果固定的過(guò)程。在此階段,學(xué)生可以將物理知識(shí)在實(shí)踐中的反映以論文的形式總結(jié)并鞏固,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力,從而為學(xué)生今后的個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造條件。

(三)階段性修正

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)也是一種階段性修正。在物理實(shí)驗(yàn)中,為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的客觀和準(zhǔn)確,往往會(huì)盡可能地排除外界的許多干擾或是影響因素,突出其中的主要因素,其目的是使得物理知識(shí)的獲取既要源于實(shí)踐又要高于實(shí)踐,可以說(shuō),它是一種發(fā)現(xiàn)物理學(xué)理論而又檢驗(yàn)物理學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)且具有唯一性。然而,在物理實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)自身在學(xué)習(xí)中的一些問(wèn)題,即是對(duì)于物理知識(shí)本身的理解或是對(duì)于實(shí)驗(yàn)中各種結(jié)果的分析等,這些都可以在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)中得到修正。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)形式

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)形式因其研究?jī)?nèi)容、研究方法等不同而有所不同,下面就其中的方法性論文、反思性論文以及結(jié)論性論文進(jìn)行介紹,希望對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)有所幫助。

(一)方法性論文

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的階段性論文可以是以方法性論文的形式進(jìn)行撰寫(xiě)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的就是希望通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象來(lái)發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)客觀事物間的因果聯(lián)系的一種科研方法,因此,在此過(guò)程中必須通過(guò)某些方法來(lái)加以實(shí)驗(yàn)和研究,從而撰寫(xiě)出最后的階段性論文。通過(guò)方法性論文,可以將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的觀察和調(diào)查應(yīng)用其中,以干預(yù)研究對(duì)象的前提下去重新認(rèn)識(shí)和檢驗(yàn)對(duì)于研究對(duì)象所形成的理論知識(shí)。由于物理實(shí)驗(yàn)會(huì)在實(shí)際操縱中受到實(shí)驗(yàn)條件等限制,或是人為地改變研究對(duì)象的存在方式、變化過(guò)程等,都會(huì)使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生差異性,所以,一定要使得物理實(shí)驗(yàn)符合科學(xué)認(rèn)識(shí)的需要,這就需要科學(xué)的方法觀和方法論,將論文撰寫(xiě)之前的基礎(chǔ)———科學(xué)實(shí)驗(yàn)按照要求和研究需要來(lái)操作和實(shí)踐,借助各種可行性的方法技術(shù)來(lái)減少或消除各種可能影響科學(xué)性的無(wú)關(guān)因素的干擾,展開(kāi)實(shí)驗(yàn)和對(duì)比,從而完成最后的論文撰寫(xiě)。

(二)反思性論文

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的階段性論文可以是以反思性論文的形式進(jìn)行撰寫(xiě)的。如前所述,由于物理實(shí)驗(yàn)會(huì)在實(shí)際操縱中受到實(shí)驗(yàn)條件等限制,或是人為地改變研究對(duì)象的存在方式、變化過(guò)程等,都會(huì)使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生差異性,這就需要在論文撰寫(xiě)中得到體現(xiàn),從而有了反思性。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生可以將物理理論知識(shí)得以驗(yàn)證和檢驗(yàn),使得很多平時(shí)難于理解或是不好理解的物理理論知識(shí)直觀化和形象化,可以說(shuō),物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),許多理論就是多次實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論。因此,在我們進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作之后,必須要進(jìn)行反思和深度思考,并將其展現(xiàn)在論文撰寫(xiě)之中,從而達(dá)到物理理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合,在撰寫(xiě)中體現(xiàn)反思,凸顯出實(shí)驗(yàn)者的主動(dòng)性和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)誤差分析時(shí),論文中需要將其中的各種條件所限進(jìn)行反思,例如,“為何每一次的測(cè)量值與真值間會(huì)存在一定的差異?”學(xué)生在論文撰寫(xiě)中就會(huì)提出諸如此類的問(wèn)題,并在之后的論文撰寫(xiě)過(guò)程中進(jìn)行諸如實(shí)驗(yàn)方案、測(cè)量技術(shù)以及實(shí)驗(yàn)條件等方面進(jìn)行不斷的反思和探索。

(三)結(jié)論性論文

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的階段性論文可以是以結(jié)論性論文的形式進(jìn)行撰寫(xiě)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)通過(guò)總結(jié)性的方法對(duì)于物理實(shí)踐活動(dòng)中的具體情況進(jìn)行歸納與分析,使之系統(tǒng)化、理論化,從而上升為更深層次的理解并將其撰寫(xiě)為結(jié)論性論文。需要做到:第一,通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)的操作和分析可以進(jìn)行探討性研究,然后進(jìn)行討論內(nèi)容的最后歸納、總結(jié),從而形成新的發(fā)現(xiàn)或是新的認(rèn)識(shí)或是新的觀點(diǎn);第二,結(jié)論性論文中的對(duì)于研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律性的知識(shí)和理論可以進(jìn)行具有科學(xué)性和高度性的總結(jié)和概括;第三,總結(jié)性論文中還需要指出本研究的理論意義和今后的應(yīng)用意義;第四,在總結(jié)性的論文中還需要指出今后的研究方向和可以深化的課題等。總之,結(jié)論性論文是以“討論”為前提的,是對(duì)包括在整個(gè)討論中所有研究?jī)?nèi)容的總結(jié),具有確定性和概括性,給出最終的結(jié)論。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)內(nèi)驅(qū)引領(lǐng)作用

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)內(nèi)驅(qū)引領(lǐng)作用是指在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中,會(huì)起到發(fā)現(xiàn)性引領(lǐng)、啟發(fā)性引領(lǐng)和階段成果驅(qū)動(dòng)性引領(lǐng)作用。對(duì)大學(xué)生來(lái)說(shuō),論文是一個(gè)階段的學(xué)結(jié),也是學(xué)習(xí)成果的重要體現(xiàn),也是同行進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的媒介。這種內(nèi)驅(qū)動(dòng)性引領(lǐng),可以推動(dòng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、技術(shù)技能應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力快速的成長(zhǎng)。具體到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文的撰寫(xiě)來(lái)說(shuō),它可以起到幫助大學(xué)生將物理理論知識(shí)進(jìn)行內(nèi)省化,從而實(shí)現(xiàn)其內(nèi)驅(qū)引領(lǐng)作用。

(一)發(fā)現(xiàn)性引領(lǐng)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)具有發(fā)現(xiàn)性引領(lǐng)作用,這是指在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中通過(guò)對(duì)于大學(xué)物理理論以及知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的重現(xiàn)和檢驗(yàn),對(duì)于這種物理知識(shí)和理論由客觀事物到人的主觀認(rèn)識(shí)的“意化”并到最后的書(shū)面表達(dá)的“物化”。在這個(gè)過(guò)程中,一些新的發(fā)現(xiàn)或是新的認(rèn)識(shí)或是新的觀點(diǎn)會(huì)隨之出現(xiàn),這就是發(fā)現(xiàn)性引領(lǐng)作用的體現(xiàn)。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中,通常某一物理現(xiàn)象被作為基本的探究?jī)?nèi)容并最終以撰寫(xiě)論文的形式進(jìn)行完善,使得學(xué)生在此過(guò)程中可以充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究和討論,完成對(duì)于新發(fā)現(xiàn)或是新認(rèn)識(shí)或是新觀點(diǎn)的發(fā)現(xiàn),從而最終使得學(xué)生得到了分析和處理問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)探究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變。可以說(shuō),當(dāng)物理實(shí)驗(yàn)中有新的發(fā)現(xiàn)、出現(xiàn)新的結(jié)果時(shí),學(xué)生在撰寫(xiě)論文時(shí)就會(huì)得到新的靈感和動(dòng)力,以此來(lái)促進(jìn)其對(duì)自然規(guī)律的探索向廣深推進(jìn)。

(二)啟發(fā)性引領(lǐng)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)具有啟發(fā)性引領(lǐng)作用,這是指在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中通過(guò)實(shí)驗(yàn)性的操作,很多物理理論和知識(shí)會(huì)重新給予論文撰寫(xiě)者一些具有啟發(fā)性的認(rèn)識(shí),啟發(fā)他們進(jìn)行研究和探討??梢耘囵B(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)的世界觀,這是科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)和最終目標(biāo)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文可以不斷地促進(jìn)學(xué)生對(duì)于以往所學(xué)的物理知識(shí)和理論進(jìn)行嶄新的認(rèn)識(shí)和思考,學(xué)生在撰寫(xiě)論文的過(guò)程中得到不斷的啟發(fā)并進(jìn)行探究,從而實(shí)現(xiàn)其啟發(fā)性引領(lǐng)作用。

(三)階段成果驅(qū)動(dòng)性引領(lǐng)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中階段性論文撰寫(xiě)具有階段性成果驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的引領(lǐng)作用。通過(guò)每一次的物理實(shí)驗(yàn),物理知識(shí)可以在有效的實(shí)踐內(nèi)得到檢驗(yàn)和鞏固,并使得其中的那些較為抽象或是晦澀的內(nèi)容給以具體化和形象化,使得學(xué)生在此階段的學(xué)習(xí)中盡快形成自己的學(xué)習(xí)觀點(diǎn)并取得一些成果性收獲。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的階段性論文可以有助于學(xué)生在接受物理理論和知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行物理科學(xué)的研究工作,從而促進(jìn)其物理學(xué)知識(shí)面和知識(shí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充和增加,從而在某一階段中形成具有成果性的研究論文,并將其中的物理學(xué)具有嶄新的某些思想方法和研究成就得到體現(xiàn)和歸納總結(jié)。

四、結(jié)語(yǔ)

篇6

運(yùn)用信息技術(shù)有利于把需要引起注意的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象凸顯分離,有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。物理學(xué)科中有很多實(shí)驗(yàn)通常都伴隨有多種現(xiàn)象,教師要用科學(xué)的方式將某一現(xiàn)象凸顯出來(lái)引起學(xué)生重視,使得學(xué)生積極從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考分析問(wèn)題、進(jìn)而解決問(wèn)題。信息技術(shù)可以將某一現(xiàn)象明顯化,如用加深不同現(xiàn)象的顏色突出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這些都有利于學(xué)生觀察,提高課堂教學(xué)效率。

利用信息技術(shù)進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn),可以不受時(shí)間、空間、實(shí)驗(yàn)儀器的限制,又具有操作方便、可視度高、信息容量大的特點(diǎn)??梢岳眯畔⒓夹g(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)展示,將一些在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下很難進(jìn)行或者效果不明顯的實(shí)驗(yàn)更好地完成,這樣使比較復(fù)雜的、抽象的物理現(xiàn)象或物理過(guò)程簡(jiǎn)單化、具體化,便于學(xué)生形成感性認(rèn)識(shí),幫助學(xué)生加深對(duì)現(xiàn)象的記憶和知識(shí)的理解。

如在講授《天平測(cè)量固體或者液體的質(zhì)量》時(shí),如果教師在講臺(tái)上做實(shí)驗(yàn),學(xué)生很難觀察清楚,而運(yùn)用信息技術(shù)把這些實(shí)驗(yàn)過(guò)程擴(kuò)大化,使得學(xué)生能夠更加清楚地觀測(cè)到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。同時(shí),對(duì)于一些關(guān)鍵的、學(xué)生沒(méi)有看清楚的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),還可以利用信息技術(shù)展示給學(xué)生以便其多次觀察,這樣就大大提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。又如在講《浮力》時(shí),如果教師僅憑語(yǔ)言來(lái)為學(xué)生解釋浮力產(chǎn)生的原因,很多學(xué)生會(huì)感到困惑,因?yàn)閷?duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)這是一個(gè)比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象。

在此可借助信息技術(shù)進(jìn)行展示:教師以動(dòng)畫(huà)的形式為學(xué)生展示出一個(gè)浸沒(méi)在水中正在上浮的空心立方體,通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬演示讓學(xué)生觀察四周和上下兩個(gè)面的形變程度,從而讓學(xué)生得出立方體在水中前后左右四個(gè)面所承受的壓力是相等的結(jié)論,而且在動(dòng)畫(huà)展示中因上下兩面的壓力差使得立方體向上浮動(dòng)的原因也顯得很直觀,這時(shí)再利用液體壓強(qiáng)公式推出浮力計(jì)算公式,學(xué)生就更易理解了。

二、在初中信息技術(shù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)的注意事項(xiàng)

1.切莫運(yùn)用信息技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)替代學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐

運(yùn)用信息技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)有很多的好處,但是有些實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)體會(huì)只有讓學(xué)生親自動(dòng)手才能感受到。因此,教師在進(jìn)行模擬性實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意有所選擇。只有在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、效果不理想時(shí),才可通過(guò)信息技術(shù)展示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生更易理解。另外,在數(shù)據(jù)處理方面,不能完全由信息技術(shù)取而代之,必須要讓學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力得到培養(yǎng)和發(fā)展。

2.運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)應(yīng)注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

只有學(xué)生積極主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中,才能收到良好的學(xué)習(xí)效果。運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)應(yīng)更多注重引導(dǎo)學(xué)生自己提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。使用信息技術(shù)時(shí)不能太直接,該設(shè)問(wèn)時(shí)要設(shè)問(wèn),該演示時(shí)才演示。

篇7

1929年哈勃宣布:“宇宙正在膨脹著。星系之間的空間隨時(shí)間線性增加,星系本身并沒(méi)有改變;而且星系越遠(yuǎn),離去得越快”〔1-P115〕。而后,由列梅特、伽莫夫等人發(fā)展為大爆炸理論,基本要點(diǎn)是:在100-200億年之前,宇宙生之于一次大爆炸,物質(zhì)、能量、時(shí)間和空間都由爆炸中創(chuàng)生,爆炸前那種原始的無(wú)限稠密被稱為“奇點(diǎn)”,由爆炸引起的膨脹,現(xiàn)在仍在繼續(xù)著。從30年代開(kāi)始,膨脹的宇宙模型已經(jīng)為大多數(shù)宇宙學(xué)家所接受,現(xiàn)在被稱為現(xiàn)代宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型?,F(xiàn)代宇宙學(xué)被定義為:“以廣義相對(duì)論為理論基礎(chǔ),以哈勃定律為觀測(cè)依據(jù),并在宇宙學(xué)原理的假設(shè)下,研究整體宇宙的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和演化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科”(2-P85)。

此前15年,斯利弗在美國(guó)天文學(xué)協(xié)會(huì)的一次會(huì)議上,公布的觀察結(jié)果是:“一些明亮星云(后來(lái)被證實(shí)是星系),既有藍(lán)移的,也有紅移的”;更遠(yuǎn)的弱光星云,“全都展示紅移”(1-P111)。沒(méi)有做出任何解釋。哈勃有效地以“宇宙梯”法解決了確定星系距離的問(wèn)題之后,通過(guò)對(duì)自己測(cè)定的24個(gè)河外星系距離的分析,發(fā)現(xiàn)紅移量大致同星系距離成正比,即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)=D1/D2。當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為,這個(gè)結(jié)果“唯一可能的物理學(xué)解釋便是河外星系都在以正比于它們距離的速度退離我們而去”〔3-P140〕,由此得出的H=V/D,被稱為哈勃定律。其中H為哈勃常數(shù),D為星系距離,V為星系退離速度。D和V“都不是可測(cè)量的量”(8-P403)。

哈勃定律作為膨脹宇宙論的基礎(chǔ)原典、現(xiàn)代宇宙學(xué)的觀測(cè)依據(jù),存在如下紕漏:1、該定律中既沒(méi)有可觀測(cè)的物理量,何以能成為“觀測(cè)依據(jù)”?又缺乏作為必要條件的觀測(cè)數(shù)據(jù),如何判定其正確?

2、設(shè)星系在t內(nèi)退離距離D=Vt=HDt;依據(jù)哈勃關(guān)系式λ/λ=D/D,λ應(yīng)隨時(shí)間線性增加,即該定律成立的必要條件是紅移譜線持續(xù)移動(dòng)而不是紅移。

3.取H=3×10-2m/s光年,代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知,任一星系的λ/λ都將以每年10-10持續(xù)增加。60年代觀測(cè)精度(λ/λ~2.5×10-15)已達(dá)這個(gè)數(shù)據(jù)的4×104倍,要證明哈勃定律成立,就必須提供對(duì)同一星系λ/λ隨時(shí)間線性增加的觀測(cè)證據(jù)。

近40年來(lái),新理論與新技術(shù)的結(jié)合,相繼發(fā)現(xiàn)了一些不調(diào)和的紅移現(xiàn)象。海爾天文臺(tái)的阿普80年代末就宣稱:“我們已知有38個(gè)不調(diào)和紅移天體與24個(gè)星系相關(guān)聯(lián)。這個(gè)數(shù)字之大,不允許我們將它一筆勾銷(xiāo)”(1-P151)。依據(jù)這些佐證,至少在某些情況下,關(guān)于紅移跟膨脹關(guān)聯(lián)的傳統(tǒng)解釋是錯(cuò)的。

紅移跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)確實(shí)并不具有唯一性。依據(jù)狹義相對(duì)論,運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出的光被靜止者觀測(cè)時(shí)將發(fā)生頻移,和聲波頻移機(jī)理相同,用多普勒效應(yīng)解釋沒(méi)有錯(cuò)。依據(jù)廣義相對(duì)論,具有強(qiáng)引力場(chǎng)的靜止物體發(fā)出的光,在引力勢(shì)較高處觀測(cè)也要紅移。即光的頻移有兩種機(jī)制,聲波頻移卻僅有一種,用多普勒頻移解釋光現(xiàn)象就必然會(huì)丟失引力頻移機(jī)制。通常的解釋是:“引力不能定量解釋星系的普遍紅移,引力效應(yīng)至少不占主導(dǎo)地位”(4-P509),可以忽略不計(jì);霍金的說(shuō)法是:“星系的引力場(chǎng)沒(méi)有足夠強(qiáng)到對(duì)它有明顯的效應(yīng)”(5-P47)。

哈勃宣布宇宙在膨脹時(shí),全世界能夠理解廣義相對(duì)論的人寥若晨星,“據(jù)記載,本世紀(jì)20年代初有一位記者告訴愛(ài)丁頓,說(shuō)他聽(tīng)說(shuō)世界上只有三個(gè)人能理解廣義相對(duì)論,愛(ài)丁頓停了下,然后回答:我正在想這第三個(gè)人是誰(shuí)”(5-P83);50年代之前,“廣義相對(duì)論大體上是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支”,60年代之后才“從考察數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)到開(kāi)始按照物理來(lái)思考”(6-P72);尤為重要的是,這個(gè)時(shí)期利用穆斯堡爾效應(yīng)在高度差H=22.5m的條件下,“極其精密地測(cè)得57Fe的一條γ譜線的紫移,波長(zhǎng)相對(duì)變化僅有λ/λ≌gH/C2~2.5×10-15,與理論預(yù)告值在誤差范圍內(nèi)符合”(7-P94)。引力頻移被精確地測(cè)量出來(lái)后,就不得不承認(rèn)“引力是一種極其巨大的力量”(6-P66)。即此不難算出,在地球引力場(chǎng)中γ光子通過(guò)22.5m,需時(shí)t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。

由哈勃關(guān)系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t;當(dāng)λ/λ~2.5×10-15時(shí),t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。

依據(jù)平直而各向同性的宇宙學(xué)原理,當(dāng)λ/λ~2.5×10-15時(shí),引力效應(yīng)/哈勃效應(yīng)=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很顯然忽略引力效應(yīng)肯定是個(gè)重大失誤。

大爆炸——膨脹宇宙論被稱為標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型,存在3個(gè)問(wèn)題:其一、不考慮引力效應(yīng)就不符合現(xiàn)代宇宙學(xué)的定義;其二、40年前就測(cè)出的引力頻移比膨脹效應(yīng)大1010數(shù)量級(jí),早已粉碎了“唯一的物理學(xué)解釋”神話;其三、“廣義相對(duì)論用時(shí)空結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來(lái)表示引力場(chǎng)”(8-P328),哈勃當(dāng)時(shí)并不理解,用多普勒效應(yīng)解釋紅移屬于以偏概全;時(shí)至今日如果仍不考慮引力效應(yīng),宇宙常數(shù)偏小、退離速度偏大的錯(cuò)謬,將永遠(yuǎn)不可能得到糾正。

為了確定引力跟紅移的定量關(guān)系,特作如下討論:

一、改變高度差重做穆斯堡爾實(shí)驗(yàn),依據(jù)兩次測(cè)得的數(shù)據(jù),可以確定:

1、紅移相對(duì)變化量跟距離還是距離平方相關(guān);

2、導(dǎo)出相關(guān)公式,為比較引力貢獻(xiàn)和哈勃貢獻(xiàn)提供依據(jù)。

二、有人認(rèn)為,光在漫長(zhǎng)的星際旅途中會(huì)受到無(wú)數(shù)恒星的影響,其左彎右折必然使紅移量產(chǎn)生較大改變,無(wú)法予以判定。其實(shí)并非如此,可依據(jù)右圖闡明如下:圖中A為發(fā)光恒星,M、N為兩個(gè)恒星,P為太陽(yáng);光線AB受它們影響的實(shí)際傳播線路為AB、BC、CD、DE、EF;F為地球,F(xiàn)A為依據(jù)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)定的光傳播線路。實(shí)際上BC是光在M附近沿能級(jí)相同的測(cè)地線通過(guò)的軌跡,能夠影響紅移的僅為B′C′。即此可得如下推論:

推論1、光無(wú)論受多少恒星影響發(fā)生左彎右折,決定紅移或紫移的只有直線距離。

推論2、A使光紅移,F(xiàn)使光紫移,由于M地《M恒,地球的影響可以忽略不計(jì)。

推論3、由實(shí)驗(yàn)得出的公式,可以用于定量解釋星系的普遍紅移,同時(shí)將成為確證哈勃定律正確與否的判據(jù)。

參考書(shū)目

1、(美)巴里·派克著愛(ài)因斯坦的夢(mèng)湖南師范大學(xué)出版社1989年

2、薛曉舟等著現(xiàn)代物理學(xué)的哲學(xué)問(wèn)題河南大學(xué)出版社1996年

3、袁正光主編領(lǐng)導(dǎo)干部科普知識(shí)全書(shū)改革出版社2000年

4、大百科全書(shū)編委會(huì)大百科全書(shū)·物理卷大百科全書(shū)出版社

5、(英)霍金著許明賢等譯時(shí)間簡(jiǎn)史湖南科技出版社1995年

6、(英)霍金著胡小明等譯時(shí)間簡(jiǎn)史續(xù)篇湖南科技出版社1995年

7、倪光炯等著近代物理上??萍汲霭嫔?979年

8、董光璧等著世界物理學(xué)史吉林教育出版社1994年

二、光速不變與波粒二象性

在討論這兩個(gè)問(wèn)題之前,首先需要廊清物理學(xué)理論中的3種觀念。

1、物理學(xué)不研究“物質(zhì)”,正如沒(méi)有人能夠講出“水果”是什么滋味一樣,因?yàn)槎叨际浅橄蟮念惛拍?。?shí)際上物理學(xué)只研究質(zhì)量、電量、能量跟時(shí)空的關(guān)系,“物質(zhì)”屬于誤用的哲學(xué)概念。

2、從牛頓那個(gè)時(shí)代開(kāi)始,物理學(xué)就分牛頓范式和非牛頓范式,前者研究孤立質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,后者探討熱、光、電、磁的本質(zhì);現(xiàn)在已經(jīng)非常清楚,熱、光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)都是電磁波,統(tǒng)稱為能量。

3、現(xiàn)代物理學(xué)理論可以分為以質(zhì)量計(jì)量、用時(shí)空描述,以能量計(jì)量、用位形描述兩大體系,物理客體理應(yīng)分為質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)兩大類。同理粒子物理學(xué)就應(yīng)該分清質(zhì)量子(即費(fèi)米子)和能量子(即玻色子),本質(zhì)差異在于有沒(méi)有靜質(zhì)量。

據(jù)此,先討論光速不變問(wèn)題。

所謂的光速不變是一種簡(jiǎn)稱,實(shí)際所指是光速與光源運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),或曰:光總是各向同性的。依據(jù)“質(zhì)量是慣性的量度”,光子沒(méi)有靜質(zhì)量,自然就應(yīng)該與光源的慣性無(wú)關(guān)。人們通常表現(xiàn)出的“不理解”,根源在于誤認(rèn)為任何“物質(zhì)”都具有慣性,忘記了慣性只與質(zhì)量相關(guān),屬于牛頓范式獨(dú)霸天下產(chǎn)生的常識(shí)性錯(cuò)誤,不清楚物理客體應(yīng)該分為質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)兩大類。

討論光的各向同性,首先必須依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論確立如下觀念:所謂的宇宙是質(zhì)量體(包括電子、質(zhì)子、原子、分子到其大無(wú)比的天球)懸浮在能量海洋(即連續(xù)輻射)中的巨系統(tǒng)。只有當(dāng)能量(子)從質(zhì)量體中放出(或被吸收)時(shí),才表現(xiàn)出一份一份的粒子屬性,被稱為光子;而這種能量(團(tuán))在連續(xù)輻射的海洋中傳播時(shí),則總表現(xiàn)為波。只需要以石塊擲入水中后,水波總是各向同性傳播為類比,就很容易理解光波總是各向同性的道理。

得布羅意提出波粒二象性,至今已有七十余年,開(kāi)始時(shí)說(shuō)微觀“物質(zhì)”既是粒子又是波,后來(lái)改為既不是粒子又不是波;由于實(shí)際測(cè)量的結(jié)果是:用干涉儀得到衍射圖象,用計(jì)數(shù)器記下的是粒子數(shù),就將微觀粒子的實(shí)在性跟意識(shí)聯(lián)系起來(lái),認(rèn)為究竟是粒子還是波,由測(cè)量者的意識(shí)所決定,關(guān)鍵在于選用什么樣的儀器。直到今天波粒二象性依舊是個(gè)說(shuō)不清道不明的謎。

實(shí)際上只需要擯棄掉“物質(zhì)”這個(gè)誤用的哲學(xué)概念,并承認(rèn)物理客體分質(zhì)量、能量?jī)蓚€(gè)系統(tǒng),問(wèn)題即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述,只需要將在能量海洋中傳播和由質(zhì)量體吸收(或放出)分開(kāi)考慮,答案就已經(jīng)非常明確:波屬于能量系統(tǒng)的屬性,而粒子性總跟質(zhì)量系統(tǒng)相關(guān)。

光子屬于能量子,現(xiàn)在討論質(zhì)量子的問(wèn)題。依據(jù)量子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),粒子永遠(yuǎn)不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。按En=n2h2/8mL2被關(guān)在L=4A箱內(nèi)的電子(m=me=9.1×10-31kg),最低能量狀態(tài)(基態(tài))也還有2.3eV能量,通常稱它為電子的動(dòng)能,又是一種植根于“物質(zhì)”這個(gè)誤用概念的常識(shí)性錯(cuò)誤。量子場(chǎng)論承認(rèn)微觀存在分粒子和場(chǎng),每一種粒子都對(duì)應(yīng)著一種場(chǎng),卻講不清二者之間的關(guān)系究竟如何。只需要將電子放到質(zhì)能兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論的框架去考察,就不難發(fā)現(xiàn)所謂的電子動(dòng)能并非屬于電子,而是網(wǎng)絡(luò)態(tài)的能量海洋作用于電子的結(jié)果。任何粒子實(shí)際上都處在“樹(shù)欲靜而風(fēng)不止”的被動(dòng)狀態(tài),傳統(tǒng)將這種能量理解為電子“自能”,是基于質(zhì)、能不分產(chǎn)生的常識(shí)性錯(cuò)誤。試想:空中懸浮的氣球不能靜止的原因在于空中能量分布不均衡,水中木屑的動(dòng)能亦來(lái)自于水,都不屬于氣球和木屑自身所有;即此為類比就不難理解粒子性和波之間的相互關(guān)系。

結(jié)論:所謂的波粒二象性,是使用分別適用于能量或質(zhì)量系統(tǒng)的儀器,檢測(cè)由質(zhì)量子和能量子構(gòu)成的復(fù)合態(tài)產(chǎn)生的不同效應(yīng)。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn):同時(shí)使用干涉儀和計(jì)數(shù)器對(duì)質(zhì)量子進(jìn)行觀測(cè),當(dāng)光柵的隙縫小于粒子的直徑時(shí),放在光柵背后的計(jì)數(shù)器就不會(huì)記下粒子數(shù)。理由是通過(guò)光柵的只能是能量海洋中傳遞的一列波,具有靜質(zhì)量的粒子將被“濾”掉。

三、絕對(duì)時(shí)間和相對(duì)相間

牛頓將時(shí)間分為“自身在那里流”的絕對(duì)時(shí)間和“可感知的及外界的度量”的相對(duì)時(shí)間。狹義相對(duì)論預(yù)言“動(dòng)鐘變慢”;廣義相對(duì)論預(yù)言“一個(gè)鐘所處的引力勢(shì)越低(深),它走得越慢”。通常都說(shuō)相對(duì)論的預(yù)言被證實(shí),說(shuō)明牛頓的時(shí)間觀念是錯(cuò)的;實(shí)際上恰恰相反,即此正好證明了時(shí)間確實(shí)有絕對(duì)和相對(duì)之分。

牛頓之前,惠更斯已導(dǎo)出單擺周期公式T=2π(L/g)1/2,據(jù)此發(fā)明的擺鐘至今仍在使用,其走時(shí)快慢與g直接相關(guān):g越大,T越小,走時(shí)讀數(shù)即變大;反之即被稱為變慢。這個(gè)結(jié)果為什么正好跟廣義相對(duì)論的預(yù)言相反呢?因?yàn)槲锢韺W(xué)研究的客體分兩個(gè)系統(tǒng):一是由牛頓范式沿襲而來(lái)的,用質(zhì)量計(jì)量、用時(shí)間和空間描述運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量系統(tǒng);一是由非牛頓范式沿襲而來(lái)的,用能量計(jì)量、用位形描述運(yùn)動(dòng)的能量系統(tǒng)。擺鐘的讀數(shù)屬于質(zhì)量系統(tǒng)計(jì)量的相對(duì)時(shí)間,可以通過(guò)調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)L使所有的鐘走時(shí)一致,其作用直接源于發(fā)條的彈性勢(shì)。剛旋緊發(fā)條時(shí)走時(shí)慢些,發(fā)條松弛時(shí)走時(shí)即變快。

用原子鐘實(shí)測(cè)的結(jié)果正好跟廣義相對(duì)論預(yù)言一致,這又是為什么呢?由于原子釋放能量子跟它所處環(huán)境的能級(jí)直接相關(guān),而能量子的T即代表該能級(jí)的內(nèi)稟時(shí)間,由能密梯度g′決定,是無(wú)法人為改變的,故而稱之為絕對(duì)時(shí)間。

如圖所示,行星R從遠(yuǎn)日點(diǎn)N向近日點(diǎn)M運(yùn)行時(shí),動(dòng)能(正能)逐漸增大,g亦隨之增大;由M向N運(yùn)行時(shí),勢(shì)能(負(fù)能)逐漸增大,g′亦隨之增大。沿NM方向,正能密梯度g遞增,負(fù)能密梯度g′遞減。原子鐘走時(shí)由g′決定,顯示的是絕對(duì)時(shí)間;擺鐘走時(shí)由g決定,顯示的則是相對(duì)時(shí)間。

小結(jié):絕對(duì)時(shí)間是彎曲時(shí)空(負(fù)能密梯度決定其曲率)的內(nèi)稟時(shí)間,傳統(tǒng)使用的擺鐘“度量”的屬于相對(duì)時(shí)間。當(dāng)使用人為規(guī)定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)去度量負(fù)能量海的內(nèi)稟時(shí)間時(shí),就必然會(huì)出現(xiàn)時(shí)間變快或變慢的實(shí)測(cè)結(jié)果。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn):將在同一地點(diǎn)校準(zhǔn)的擺鐘和原子鐘各一枚,用氣球帶上高空,依據(jù)電臺(tái)播放的校鐘訊號(hào)去校鐘時(shí),原子鐘的讀數(shù)要大些(變快),擺鐘則變慢。

意義:該實(shí)驗(yàn)可以確證:

1、狄拉克所說(shuō)的負(fù)能量海即是充滿連續(xù)輻射的廣袤空域;

篇8

以便為課題研究提供有效事實(shí)依據(jù),作者對(duì)九臺(tái)市第一高中的全體物理教師、300名學(xué)生及部分學(xué)生家長(zhǎng)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查和面對(duì)面的訪談;并對(duì)收集到的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致深入地研究分析。調(diào)查顯示:學(xué)生反思性學(xué)習(xí)能力的好壞直接受到學(xué)校、家庭以及自身因素的影響。該市高中長(zhǎng)期以來(lái)堅(jiān)持應(yīng)試教育體制,一直將考試成績(jī)的高低視為衡量學(xué)生優(yōu)劣的唯一標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程重視程度明顯不足,課時(shí)安排十分有限;課堂教學(xué)仍然延續(xù)“教師演示,學(xué)生模仿”的傳統(tǒng)模式,大多數(shù)教師和學(xué)生認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)課的目的在于完成學(xué)習(xí)任務(wù),于是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不予深入理解,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題不予過(guò)多糾正,實(shí)驗(yàn)過(guò)程缺乏研究探索和反復(fù)思考的階段,學(xué)生的實(shí)踐能力得不到鍛煉,直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性不高和學(xué)習(xí)能力不強(qiáng),甚至還存在部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)講解內(nèi)容不知所云的現(xiàn)象。而且調(diào)查發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生對(duì)于學(xué)過(guò)的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偶爾反思,能做到堅(jiān)持反思的微乎其微,其中部分學(xué)生根本就沒(méi)有反思的意識(shí)。此外更值得關(guān)注的是,即使是偶爾進(jìn)行反思的學(xué)生,反思時(shí)也缺乏一套規(guī)范、準(zhǔn)確、合理、系統(tǒng)的反思理論知識(shí)。反思引導(dǎo)和反思條件的欠缺直接導(dǎo)致學(xué)生反思意識(shí)的薄弱,反思毅力的不足,應(yīng)試教育下不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣使學(xué)生沒(méi)有清晰地認(rèn)識(shí)到反思性學(xué)習(xí)的重要性,更沒(méi)有使其養(yǎng)成堅(jiān)持反思的良好習(xí)慣。

二、培養(yǎng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)反思性學(xué)習(xí)能力的建議

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中要十分注重培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)和反思方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的反思性學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生由被動(dòng)接受到主動(dòng)探究,有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的反思習(xí)慣。此外還要認(rèn)識(shí)到,反思性學(xué)習(xí)能力的提高不是一蹴而就的,需要經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過(guò)程。

(一)將反思貫穿于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)由提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、分析論證、評(píng)估、交流與合作等各個(gè)要素組成。培養(yǎng)學(xué)生的反思性學(xué)習(xí)能力,應(yīng)將反思貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不合理、實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新和靈活而無(wú)法實(shí)驗(yàn),或者課堂掌握很好,但課下卻找不到重點(diǎn)的情況,這都是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行總結(jié)規(guī)律、合理分析問(wèn)題,缺少反思造成的結(jié)果。所以,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中要重視將反思貫穿于物理實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段,尤其在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,及時(shí)組織學(xué)生交流,鼓勵(lì)學(xué)生清晰準(zhǔn)確地總結(jié)和反思實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律,通過(guò)對(duì)結(jié)論的延伸,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身不足,進(jìn)而升華學(xué)生認(rèn)知水平,以此提高其觀察能力、實(shí)踐能力和反思能力。

(二)為培養(yǎng)反思能力營(yíng)造良好氛圍

外界環(huán)境對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)以及各種能力的形成有著深刻的影響。本質(zhì)上說(shuō),反思性學(xué)習(xí)是一種自我批判的過(guò)程,反思成效不佳極易造成情感波動(dòng),失去學(xué)習(xí)興趣,這就需要家長(zhǎng)和教師的正確引導(dǎo),在培養(yǎng)學(xué)生反思性學(xué)習(xí)能力的過(guò)程中要特別注意為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.學(xué)校方面

學(xué)校要努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的反思性學(xué)習(xí)環(huán)境,重視培養(yǎng)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)課程中的反思性學(xué)習(xí)能力。充分利用校園廣播、電視、報(bào)刊等形式多樣的宣傳手段,發(fā)揮校園文化的作用,讓學(xué)生在日常生活中學(xué)習(xí)和掌握物理知識(shí)。通過(guò)舉辦知識(shí)競(jìng)賽、科技創(chuàng)新比賽以及實(shí)驗(yàn)技能大賽等活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與,主動(dòng)學(xué)習(xí)物理知識(shí),激發(fā)熱情與興趣,從而使其將物理學(xué)習(xí)由外部督促轉(zhuǎn)化為內(nèi)在自省。

2.教師方面

教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)應(yīng)試教育模式的教學(xué)觀念,提高自身專業(yè)素質(zhì),發(fā)揮創(chuàng)新精神,積極開(kāi)拓、深入研究、大膽實(shí)踐新的教學(xué)方法。同時(shí)也要不斷提高自身反思性學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)反思性學(xué)習(xí)能力的教學(xué)水平,及時(shí)總結(jié)反思物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容:知識(shí)點(diǎn)講解的是否清晰、透徹,學(xué)生理解程度是否深入,是否引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的反思,下次授課應(yīng)注意的事項(xiàng)和調(diào)整的內(nèi)容等等。新課程倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí),要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)交流、合作,這一過(guò)程需要教師的正確引導(dǎo)。教師要主動(dòng)與學(xué)生交流,促進(jìn)學(xué)生間交流,鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交流反思,在增進(jìn)情誼的同時(shí),更有助于培養(yǎng)學(xué)生的反思性學(xué)習(xí)能力。

3.家庭方面

篇9

導(dǎo)入新課是課堂教學(xué)的最初環(huán)節(jié),課堂教學(xué)成功的關(guān)鍵在于良好的課堂導(dǎo)入.在每節(jié)課的開(kāi)始,大部分學(xué)生精力和情緒狀態(tài)都很好,教師要充分利用這一實(shí)際情況,將物理實(shí)驗(yàn)引入課堂,設(shè)置懸念,激發(fā)學(xué)生的探究興趣.這樣以有趣的教學(xué)內(nèi)容引起學(xué)生注意,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,學(xué)生以良好的狀態(tài)參與學(xué)習(xí)活動(dòng).例如,在講“壓力的作用效果”時(shí),教師可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):讓一個(gè)瘦小的女同學(xué)和一個(gè)高大結(jié)實(shí)的男同學(xué)同時(shí)去按壓放在沙子上面的易拉罐,易拉罐陷入沙子中深者獲勝.出乎所有學(xué)生的意料,結(jié)果瘦小的女生贏了,瞬間激發(fā)了學(xué)生的好奇心,紛紛猜測(cè)可能的原因.教師趁機(jī)引入課題,讓學(xué)生猜測(cè)壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)?學(xué)生的探究欲望被激發(fā)出來(lái),再回過(guò)頭揭開(kāi)女生贏的原因,原來(lái)是女生壓的易拉罐沒(méi)有底,受力面積?。?/p>

二、利用生活中的現(xiàn)象為基礎(chǔ)做實(shí)驗(yàn),拉近物理和生活的距離

物理科學(xué)來(lái)源于生活,并應(yīng)用于生活.教師應(yīng)將物理和實(shí)際生活相結(jié)合,增加課堂和生活的聯(lián)系.在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.例如,在講“光的直線傳播”時(shí),教師可以選擇透明的果凍為實(shí)驗(yàn)器材,用激光燈照射,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的參與度和積極性,促使學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)物理不僅有趣,而且有用,物理與實(shí)際生活是緊密聯(lián)系的.

三、利用教材“小實(shí)驗(yàn)”,提高學(xué)生的動(dòng)手能力

課本中的“小實(shí)驗(yàn)”,通常來(lái)源于生活,更加直接簡(jiǎn)單,容易操作,既能加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力、操作能力等.例如,在講“電磁鐵”時(shí),教師提供了自制電磁鐵的方法,要求學(xué)生在課后制作電磁鐵,下次上課時(shí)在全班同學(xué)前展示自己的磁鐵.這樣,學(xué)生自己動(dòng)手操作,更加牢固地掌握了知識(shí).

四、利用分組實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的主動(dòng)性

分組實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生,教師在分組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)揮著引導(dǎo)和指揮的作用.教師要引導(dǎo)學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方案、器材以及操作過(guò)程,獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論,激發(fā)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的熱情.例如,在講“歐母定律”時(shí),最好安排學(xué)生分組探究,并通過(guò)討論獲得結(jié)論.學(xué)生通過(guò)合作收集證據(jù)、總結(jié)和歸納規(guī)律,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,增?qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí).

五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中需要注意一些問(wèn)題

首先,有些物理實(shí)驗(yàn)無(wú)法讓學(xué)生動(dòng)手操作,也不具有教師演示的條件,此時(shí)教師可以利用多媒體教學(xué).有些物理實(shí)驗(yàn)是宏觀或者微觀的,是極快或者極慢的,不能操作和演示,而多媒體教學(xué)可彌補(bǔ)這些不足,突破時(shí)間和空間的限制,能夠模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,在學(xué)生面前展示生動(dòng)形象的實(shí)驗(yàn)過(guò)程.其次,無(wú)論是教師演示實(shí)驗(yàn),還是讓學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn),教師都要對(duì)課堂進(jìn)行有效組織.物理課堂經(jīng)常要做實(shí)驗(yàn),教師可以制定一些實(shí)際規(guī)范,約束學(xué)生在課堂實(shí)驗(yàn)中的行為,避免學(xué)生只關(guān)心各種奇妙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而忽視對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的思考.教師可以在實(shí)驗(yàn)之前就提出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要觀察的現(xiàn)象以及在實(shí)驗(yàn)之后需要思考的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地進(jìn)行觀察和思考,有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.

六、結(jié)語(yǔ)

篇10

有人可能認(rèn)為培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生主要靠課外小組和個(gè)別輔導(dǎo),與課堂教學(xué)關(guān)系不大,這種看法是片面的,實(shí)際上課堂教學(xué)也是至關(guān)重要的.本文著重從高中物理課堂教學(xué)這一側(cè)面來(lái)總結(jié)取得這些成果的經(jīng)驗(yàn).

我們十多年來(lái)的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)成三句話:追根尋源真一點(diǎn),實(shí)驗(yàn)研究多一點(diǎn),能力要求高一點(diǎn),簡(jiǎn)稱“三點(diǎn)”教學(xué)法,因此我們稱自己的教材為“三點(diǎn)”法教材.

我們的“三點(diǎn)”法教學(xué)完全是根據(jù)國(guó)家教委頒布的高中物理教學(xué)大綱編寫(xiě)的.因?yàn)槲覀兠鎸?duì)的是全班學(xué)生,不可能而且也不應(yīng)該把課堂教學(xué)變成物理競(jìng)賽輔導(dǎo),我們確確實(shí)實(shí)通過(guò)課堂教學(xué)明顯提高了學(xué)生的素質(zhì)和能力,為學(xué)生在高考和物理競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ).

一、追根尋源真一點(diǎn)

一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理,首先接觸到的就是物理定律.因此,怎樣搞好物理定律教學(xué),必然是每個(gè)物理教師首先要考慮的問(wèn)題.

在進(jìn)行某一物理定律教學(xué)時(shí),我們有意識(shí)補(bǔ)充了大量的與這一定律的建立過(guò)程有關(guān)的內(nèi)容,這就是所謂的“溯源”教學(xué).任何一個(gè)重要物理定律的建立,都有一個(gè)艱辛而漫長(zhǎng)的過(guò)程.探索定律的工作只所以能成功,這個(gè)定律最后只所以能夠確立起來(lái),其中一定有很多科學(xué)的研究方法和正確的推理思維方式,這些內(nèi)容毫無(wú)疑問(wèn)是屬于物理學(xué)科中最重要的東西,是人類一筆寶貴的知識(shí)財(cái)富,也是我們物理教學(xué)的寶貴財(cái)富.

在講授牛頓萬(wàn)有引力定律時(shí),我們從第谷對(duì)行星進(jìn)行幾十年的觀測(cè)積累的大量第一手資料講起,然后是開(kāi)普勒在擁有這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量計(jì)算總結(jié)出描寫(xiě)天體運(yùn)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(開(kāi)普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動(dòng)力學(xué)原理對(duì)這些規(guī)律予以解釋,終于發(fā)現(xiàn)了對(duì)天上、地上的物體具有普遍意義的萬(wàn)有引力定律.在學(xué)習(xí)牛頓萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中,我們還著重向?qū)W生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗(yàn)證”三種科學(xué)研究的重要方法.

在學(xué)習(xí)庫(kù)侖定律的過(guò)程中,我們糾正了學(xué)生由于大多數(shù)教科書(shū)敘述籠統(tǒng)而形成的錯(cuò)誤觀念,使他們明白:1.庫(kù)侖當(dāng)年只用扭秤做了兩個(gè)同種電荷互相排斥的實(shí)驗(yàn),而未做兩個(gè)異種電荷互相吸引的實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵诤笠粚?shí)驗(yàn)中的平衡有可能是不穩(wěn)定的.庫(kù)侖是用電擺來(lái)完成后一實(shí)驗(yàn)的;2.無(wú)論是扭秤還是電擺,精確度都是很有限的,根本無(wú)法確定兩電荷之間的作用力與距離的平方成反比,更不是和距離的1.98次方或2.02次方成反比.當(dāng)年的庫(kù)侖(實(shí)際上還有更早的卡文迪許),以及后來(lái)的麥克斯韋、普林普頓等人都是用另一種實(shí)驗(yàn)方法將指數(shù)的精度逐漸提高,直至今天的2±3×10-16,終于使庫(kù)侖定律成為當(dāng)今物理學(xué)中最精確的定律之一.結(jié)合庫(kù)侖定律的建立過(guò)程,我們還向?qū)W生介紹了“類比”和“演繹驗(yàn)證”的方法.

在學(xué)習(xí)歐姆定律的過(guò)程中,學(xué)生一開(kāi)始都以為研究通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系是不困難的,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可.可是我告訴他們,在歐姆那個(gè)年代,非但沒(méi)有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒(méi)有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的.他到底是怎樣得到這個(gè)電學(xué)中最重要的定律的呢?學(xué)生頓時(shí)產(chǎn)生了濃厚的興趣.在學(xué)習(xí)歐姆定律誕生過(guò)程的同時(shí),我們還結(jié)合歐姆的實(shí)踐,介紹了用圖線探究新規(guī)律的方法.

此外,我們還結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律介紹了“理想實(shí)驗(yàn)”、“推理”、“實(shí)驗(yàn)研究”等方法,結(jié)合氣體定律介紹了“分析法”,結(jié)合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律介紹了“綜合法”.使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握了一些重要的科學(xué)研究方法.有的同學(xué)深有體會(huì)地說(shuō):物理定律是寶貴的,但研究物理定律的科學(xué)方法更寶貴.誰(shuí)掌握了這些方法,誰(shuí)就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘.

在物理定律的教學(xué)中,我們?cè)谡n堂上經(jīng)常采用設(shè)問(wèn)的方法,不是直接告訴學(xué)生某個(gè)定律是怎樣建立起來(lái)的,而是不斷地提出問(wèn)題讓學(xué)生去思考,擺出困難讓學(xué)生去克服,提出任務(wù)讓學(xué)生去完成,制定目標(biāo)讓學(xué)生去實(shí)現(xiàn).這樣可以有效地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決問(wèn)題的能力.

我們要求學(xué)生在課外進(jìn)行大量自學(xué).早在公元前4世紀(jì),古希臘蘇格拉底明確強(qiáng)調(diào)過(guò):“好的、正確的教學(xué)不是傳遞,而是對(duì)學(xué)生的自學(xué)輔導(dǎo)”.我一貫強(qiáng)調(diào)學(xué)生要學(xué)會(huì)自學(xué)、討論、研究.我教的優(yōu)秀學(xué)生,學(xué)得的物理知識(shí),最多只有一半是在課堂上聽(tīng)我講的,其它一概由他們自學(xué).到一定階段,我開(kāi)始指定幾個(gè)學(xué)得比較好的學(xué)生輪流給其他學(xué)生上課.每次課分兩部分,前半部分由主講同學(xué)講,后半部分由全體同學(xué)提問(wèn)、討論.像王泰然和任宇翔在高二階段就給其他同學(xué)作過(guò)二十幾次講座,楊亮、謝小林、陳匯鋼等同學(xué)也不例外.

我們這種自學(xué)討論式教學(xué)還延續(xù)到學(xué)生畢業(yè)以后.獲金牌或?qū)W有所成的學(xué)生進(jìn)了大學(xué)甚至出國(guó)留學(xué)后,有機(jī)會(huì)還回來(lái)給小同學(xué)談自己的體會(huì).例如1994年暑假任宇翔從美國(guó)回國(guó)探親一個(gè)月,來(lái)學(xué)校給95、96屆學(xué)生講了10次課.他向小學(xué)友介紹物理學(xué)中一些新進(jìn)展、中美物理教學(xué)中的差異以及他們當(dāng)年學(xué)習(xí)過(guò)程中曾激烈爭(zhēng)論過(guò)的問(wèn)題,使聽(tīng)課的學(xué)生大受裨益.1996年暑假,謝小林和陳匯鋼兩位金牌獲得者又為97、98屆同學(xué)講了十多天課.他們既講物理知識(shí),又講國(guó)家集訓(xùn)隊(duì)隊(duì)員奮發(fā)學(xué)習(xí)的感人事跡,使小同學(xué)們大開(kāi)眼界.

這樣的訓(xùn)練方法也得到了權(quán)威人士的肯定.1992年10月,在上海召開(kāi)的全國(guó)物理特級(jí)教師會(huì)議上,原中國(guó)物理學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、現(xiàn)全國(guó)中學(xué)物理競(jìng)賽委員會(huì)主任、北京大學(xué)沈克琦教授在他的題為“國(guó)際物理奧林匹克競(jìng)賽與中學(xué)物理教學(xué)”的報(bào)告中說(shuō):“我聽(tīng)到兩名得金牌的上海學(xué)生講他們的老師如何培養(yǎng)他們的情況,我認(rèn)為這個(gè)經(jīng)驗(yàn)倒很值得推廣.他們說(shuō)他們的老師不是采取灌輸?shù)霓k法,而是啟發(fā)引導(dǎo),要求他們給同學(xué)講課,這對(duì)他們搞清概念原理和科學(xué)地進(jìn)行表達(dá)都非常有幫助.我想這可能是提高優(yōu)秀學(xué)生能力的有效方法之一.”

那么自學(xué)為什么會(huì)對(duì)提高學(xué)生的能力起這么大的作用呢?從心理學(xué)角度來(lái)看,自學(xué)與聽(tīng)課可能有以下兩點(diǎn)不同:

(1)人類的思維活動(dòng)表現(xiàn)為分析、綜合、比較、抽象、概括等過(guò)程.一個(gè)學(xué)生在自學(xué)某一個(gè)新的物理內(nèi)容時(shí),少不了理解、思考、建立正確的物理模型等工作,這里面充滿了分析、綜合、比較等過(guò)程.因此相對(duì)聽(tīng)課而言,自學(xué)對(duì)學(xué)生的思維活動(dòng)提出了更高的要求,從而使他們得到更大的鍛煉.

(2)人們的注意可分為無(wú)意注意、有意注意和有意后注意三種.事先沒(méi)有預(yù)定的目標(biāo),也不需要作意志努力的注意叫做無(wú)意注意;有預(yù)定的目標(biāo),在必要時(shí)還需作一定的意志努力的注意叫做有意注意.一個(gè)學(xué)生在自學(xué)的時(shí)候,他的目的一定是十分明確的,而且需要一定的意志努力(否則難以堅(jiān)持),因此學(xué)生在自學(xué)時(shí),可保證在絕大多時(shí)間內(nèi)都處于有意注意的狀態(tài),這一點(diǎn)對(duì)提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)能力都是很有好處的.有的學(xué)生在自學(xué)中往往會(huì)十分投入,進(jìn)入一種旁若無(wú)人的境地,而相對(duì)來(lái)說(shuō),這種情況在聽(tīng)課時(shí)就比較少.一個(gè)學(xué)生堅(jiān)持自學(xué)一段時(shí)間之后,便能漸漸地從有意注意轉(zhuǎn)化到有意后注意,即不需要意志努力也能夠?qū)⒆约旱淖⒁饬﹂L(zhǎng)期保持在這項(xiàng)工作上.有意后注意是一種高級(jí)類型的注意,它既有明確的目的,又不需要用意志努力來(lái)維持,是人類從事創(chuàng)造性活動(dòng)的必需條件.學(xué)生一旦進(jìn)入這種狀態(tài),他們的物理學(xué)習(xí)效率就會(huì)大大提高,學(xué)習(xí)成績(jī)就會(huì)有明顯進(jìn)步.

二、實(shí)驗(yàn)研究多一點(diǎn)

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理學(xué)中的每一個(gè)概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立主要依賴于實(shí)驗(yàn).因此,在高中物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練,無(wú)疑是提高物理教學(xué)質(zhì)量的一條必由之路.

目前中學(xué)物理教學(xué)大綱中安排了相對(duì)數(shù)量的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn),不難發(fā)現(xiàn),這些實(shí)驗(yàn)存在著某些不足,主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:

第一,教材中幾乎所有實(shí)驗(yàn)是為配合所學(xué)內(nèi)容而安排的,目的是幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解,因此學(xué)生不易通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)掌握一些重要的實(shí)驗(yàn)方法.

第二,課本中每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟都講得十分清楚,學(xué)生只需按部就班地完成實(shí)驗(yàn)操作即可.這樣的實(shí)驗(yàn)只能增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力,而對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練是不夠的,也無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力.

第三,目前課本中的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生只要學(xué)懂了書(shū)上的定律,一般都能輕而易舉地完成實(shí)驗(yàn).這種安排違反了教育應(yīng)該走在學(xué)生智力發(fā)展前面的原則,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力是不利的.

針對(duì)以上不足,我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)為發(fā)展內(nèi)容的改革方面,我們主要采取了以下三條措施:

(1)增加實(shí)驗(yàn)數(shù)量.

不論是在課堂演示實(shí)驗(yàn),還是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)或小實(shí)驗(yàn)方面,平均增加了60%的實(shí)驗(yàn).其中有一部分新實(shí)驗(yàn),學(xué)校沒(méi)有現(xiàn)成的儀器,安排學(xué)生自己制作,對(duì)學(xué)生有較高的要求.

(2)重視實(shí)驗(yàn)誤差討論.

物理實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)測(cè)量,測(cè)量是實(shí)驗(yàn)科學(xué)最本質(zhì)的東西.從某種意義上講,結(jié)果準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)就是成功的實(shí)驗(yàn),反之就是不成功的實(shí)驗(yàn).因此在培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生的過(guò)程中,應(yīng)該讓他們掌握一些必要的實(shí)驗(yàn)誤差的基本知識(shí).在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),要求學(xué)生們盡量消除實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差;在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要考慮它的精確程度;在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),要采用盡量科學(xué)的方法.

(3)加強(qiáng)重要實(shí)驗(yàn)方法教學(xué).

在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中有一些重要的方法,比如減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法、減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差的方法、實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律的方法、迂回測(cè)量的方法等,這些方法不是在個(gè)別實(shí)驗(yàn)中,而是在許多實(shí)驗(yàn)中都有應(yīng)用,因此具有一定的普遍意義,這些方法一定要讓學(xué)生很好地掌握.在必要時(shí),我們甚至根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,集中安排幾個(gè)某種方法體現(xiàn)比較典型的實(shí)驗(yàn),這樣便于學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)和熟練掌握某一種實(shí)驗(yàn)方法.

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革方面,我們做了以下嘗試:

(1)在課堂上創(chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)問(wèn)題讓學(xué)生研究.

在高中階段,每周至少有4節(jié)物理課,充分利用物理課中碰到的各種各樣問(wèn)題,可設(shè)計(jì)一些供學(xué)生討論的實(shí)驗(yàn)題目,并引導(dǎo)他們一步一步地探索、解決.

我在講功率一節(jié)時(shí),設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目:要求測(cè)定一個(gè)人騎自行車(chē)的功率.在自行車(chē)由靜止啟動(dòng)的過(guò)程中,人做的功除了增加人和車(chē)的動(dòng)能之外,還要克服空氣阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?學(xué)生根據(jù)自己騎自行車(chē)的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為空氣阻力是很明顯的,不能忽略,而地面和車(chē)輪之間的滾動(dòng)摩擦一般比較小,可以忽略.接下來(lái)的問(wèn)題是怎樣測(cè)量人克服空氣阻力做的功?學(xué)生都有這樣的體會(huì):頂風(fēng)騎車(chē)時(shí),騎得越快風(fēng)的阻力越大,因此可以設(shè)風(fēng)的阻力和車(chē)的速度成正比.車(chē)的速度怎樣測(cè)?風(fēng)的阻力和車(chē)速成正比的比例因數(shù)是多少?問(wèn)題一個(gè)接著一個(gè)地出現(xiàn),被大家一個(gè)又一個(gè)地解決,終于找到了一個(gè)大家都比較滿意的實(shí)驗(yàn)方案.接著全班同學(xué)興高采烈地到操場(chǎng)上去做實(shí)驗(yàn),最后再回到教室里,師生一起處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出圖象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,除了實(shí)驗(yàn)題目是由老師提出的外,實(shí)驗(yàn)方案和解決問(wèn)題的途徑都是由學(xué)生討論研究出來(lái)的,因此他們都覺(jué)得很有意思,收獲很大.

(2)對(duì)課本中一些重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究.

物理課本中有大量現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn),有時(shí)可以對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些討論和改進(jìn).

在做直流電路的實(shí)驗(yàn)時(shí),我們讓學(xué)生對(duì)伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的研究.用簡(jiǎn)單的伏安法電路,不論是采用電流表內(nèi)接還是電流表外接,都有系統(tǒng)誤差.結(jié)合這個(gè)問(wèn)題,我給學(xué)生介紹了補(bǔ)償?shù)乃枷?,然后由學(xué)生自己設(shè)計(jì)了電流補(bǔ)償和電壓補(bǔ)償兩種線路.補(bǔ)償法解決了由于實(shí)驗(yàn)電路不完善帶來(lái)的系統(tǒng)誤差,但這個(gè)矛盾解決了,電流表和電壓表不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題上升為主要矛盾.怎么辦?經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究改進(jìn),大家認(rèn)為可以用準(zhǔn)確度高得多的電阻箱來(lái)取代電壓表和電流表,再輔以靈敏度很高的電流表,便可以明顯提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度,這就是常用的惠斯通電橋.接下來(lái)學(xué)生分別用簡(jiǎn)單伏安法、補(bǔ)償伏安法和惠斯通電橋測(cè)量了同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻,比較測(cè)量結(jié)果,可以證實(shí)先前的想法.在歷史上,從伏安法到惠斯通電橋是有一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程的,而在我們這堂實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生經(jīng)歷了這么一個(gè)碰到問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的完整過(guò)程.這樣的實(shí)驗(yàn)課對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的能力是很有幫助的.(1)和(2)實(shí)際上都是不斷地給學(xué)生提出新的目標(biāo),誘導(dǎo)他們提高實(shí)驗(yàn)水平,我們有時(shí)稱之為“目的誘導(dǎo)法”.(3)給特優(yōu)學(xué)生安排一些特殊實(shí)驗(yàn).

我校有一批進(jìn)口物理儀器,性能比較好,涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面也比較廣.這批儀器的說(shuō)明書(shū)是英文或日文的,我指定一名學(xué)生準(zhǔn)備某一個(gè)實(shí)驗(yàn),要求他先翻譯好說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備好器材,然后帶領(lǐng)其他同學(xué)做實(shí)驗(yàn).這個(gè)主講的學(xué)生還要準(zhǔn)備好一些討論題,在實(shí)驗(yàn)后供同學(xué)們討論.學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)非常感興趣.此類實(shí)驗(yàn)雖然有時(shí)和高考、競(jìng)賽沒(méi)有直接的關(guān)系,但是這種帶有研究性的實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)秀學(xué)生很有好處.

三、能力要求高一點(diǎn)

物理習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分.不論是教師還是學(xué)生,都在解習(xí)題上花費(fèi)了大量的時(shí)間,因此,習(xí)題教學(xué)的改革是一個(gè)很重要的問(wèn)題.就本質(zhì)來(lái)說(shuō),物理習(xí)題是人們編制的一些假想物理場(chǎng)景.毫無(wú)疑問(wèn),物理學(xué)家是不會(huì)去做物理習(xí)題的,而他們是在研究那些真實(shí)的、尚未發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律.同樣,發(fā)明家也是不會(huì)去做物理習(xí)題的,他們是在力圖應(yīng)用已有的物理規(guī)律去解決一系列實(shí)際問(wèn)題,那么我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生做那么多人為假想的物理習(xí)題?目的無(wú)非是要培養(yǎng)學(xué)生的理解、分析、推理等能力.所以物理習(xí)題教學(xué)應(yīng)該圍繞這個(gè)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行.

我們常用以下兩種方法來(lái)進(jìn)行習(xí)題教學(xué):

(1)按照解題方法組織習(xí)題教學(xué)

一般的習(xí)題都是按力、熱、電、光的順序來(lái)講授的,但我們比較傾向于按照解題方法來(lái)講解物理習(xí)題.例如理想化法、整體法和隔離法、等效替代法、小量分析法、疊加法、對(duì)稱法、圖象法等,這樣比較有利于學(xué)生掌握一些重要的解題方法.到學(xué)習(xí)的某一階段,集中將一批用解決方法相同的習(xí)題安排給學(xué)生練習(xí),使他們由不會(huì)用到會(huì)用這種方法.在以后的學(xué)習(xí)中,每隔一定階段讓這種方法再出現(xiàn)一次,以加深這種解題方法在大腦中的印象,達(dá)到牢固掌握,應(yīng)用自如的目的.