物理實驗儀器的認識

1、一、中學物理實驗教學的危機,1、不重視實驗的傾向相當普遍常有這樣的觀念：理論課已多得要命了，做實驗麻煩又吃時間，區(qū)區(qū)那幾個百分比的實驗分數(shù)就別太在意吧，反正不會吃零蛋就好了。讓學生背熟，去應付考試，出現(xiàn)“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬作法?！昂诎鍖嶒灐爆F(xiàn)行評價下的社會、家長不“喜歡”。中國傳統(tǒng)思想中輕視“動手”。,,學校愿意投入數(shù)百萬信息技術，不愿意投入學生實驗設施——制作器材客觀上，物理實驗器材不足，缺少有效率

2、的實驗教師，不少物理老師本身不愛動手做實驗（我是念理論物理畢業(yè)的，很欣賞思想實驗，但就是不愛動手做實驗）。,2．“為做實驗而做實驗”,學生實驗質(zhì)量不高： “為做實驗而做實驗” ．——分組實驗的“任務型實驗”教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，寫得面面俱到．學生照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下，取幾個數(shù)據(jù)，算出結果，填好表格，實驗就算完成了。？！,,部分學生動手，部分學生則袖手旁觀， “合而不作“一個班的學生同一時間

3、做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，都要在規(guī)定時間內(nèi)做完，得出同一結論。“新”？看別人怎么做，自己就怎么做，談不上去思考。實驗報告抄好上交了事。學生不看、教師不安排交流分析！。。。。。。,3．教師實驗教學的基本素質(zhì)普遍下降,實驗教學的素質(zhì)觀察實驗的素質(zhì)，實驗思維的素質(zhì)和實驗操作的素質(zhì)，其中實驗思維素質(zhì)和實驗操作素質(zhì)表現(xiàn)在設計和完成實驗中，是一種綜合性和創(chuàng)造性素質(zhì)的反映．,表現(xiàn)為：,對演示實驗和學生分組實驗，沒有認真做過，不夠熟

4、悉，更談不上實驗教學研究。對實驗的設計與操作的心理活動不佳，缺乏實驗測量的操作技巧，缺乏設計、改進實驗和排除故障的能力，缺乏實驗考核的命題能力,,關鍵是思想：不重視，沒有用——沒有時間（事實上不愿意投入）嚴格的實驗訓練不是簡單的，需花很多心力。,認識誤區(qū)：實驗是不是真的沒用？,美物理教師協(xié)會主席喬.梅爾 “講給我聽的，我會忘記…… 演示給我看的，我會記得…… 我動手做的，我會終身不忘…”

5、對認識物理規(guī)律一致公認——有用物理學是模型學科，實驗的檢驗無可替代,李政道認為,“通過實驗得出結果，通過結果求得了解?！瓘膶嶒為_始，引出理論，進行解釋和猜想，又進行實驗?！薄茖W研究方法。 16、17世紀的文藝復興時期，以伽利略為代表的杰出科學家提出“把實驗方法與物理規(guī)律的研究結合”，把科學的實驗方法發(fā)展到一個新的高度。,研究方法的特點,把數(shù)學和實驗密切地結合起來。 “理想化模型”研究方法 設法改變實驗的測量條件，使之

6、易于觀測。 提出“要用實驗去檢驗理論”。 把實驗方法和科學理論聯(lián)系起來——理論演繹和邏輯推理,認識誤區(qū)：實驗真的是工具？,幫助學習“物理知識”？幫助訓練“手的技巧”？新課程大綱、新課程標準——既是手段、又是目標——為“科學探究”服務！,劉炳升先生觀點,形象、生動——激發(fā)學生解決問題的動機；學生自己的觀察獲取信息，作為思維加工和評價的基礎；實驗中蘊藏著極其活躍的因素，會出現(xiàn)許多意想不到的問題，對活化知識和訓練思維大有益處；,

7、,實驗活動形式多樣，能為各種學生提供全面而又有個性特長的發(fā)展條件；實驗需要嚴謹、踏實等優(yōu)良的作風，這種活動對于塑造人的完善品格具有重要意義。,實驗教學功能（美）,（1）  感覺功能---觀察、體驗（2） 訓練功能---練習、觀察、歸納、驗證實驗（科學活動）（3）  身教功能---科學、嚴謹、客觀（4）  評價功能---評價理解分析能力,我國對實驗能力的培養(yǎng)——注重結果評價,（1）.  細致

8、而敏銳的觀察能力 全面性:整個過程 例：“電磁感應現(xiàn)象”深刻性:隱蔽現(xiàn)象 例：“浮沉子”“酒精燈”“水銀和水的液面”銳敏性:敏捷變化 例：“振動運動情況”準確性:正確的習慣與減少誤差 例：“讀數(shù)目光正對（鏡反射）”,,直接觀察（感官——看、聽、聞、嘗、感）間接觀察（工具——觀測儀器設備 ）①擴大了觀察范圍。②提高觀察的精確性，克服感官造成的錯覺。 ③提高觀察速度，分辨肉眼無法辨別的變化。 ④能使感覺形式發(fā)生轉

9、換,,①沒有直接觀察直接生動、簡便易行；②儀器發(fā)生問題，導致觀察失誤。這是間接觀察一大弊端，“不要迷信儀器”。③觀察不能改變和控制對象。膽大心細,,（2）.  準確的儀器操作能力a．基本儀器的使用：了解儀器構造原理,按使用要求操作b．合理組裝(連接)儀器：布局合理，組裝規(guī)范，便于觀察、讀數(shù)和操作。c．綜合操作,,實驗人為地干預、變革和盡可能控制自然現(xiàn)象?！皩嶒灳柙谟诳刂啤雹偌兓芯繉ο?排除次要、外在和偶然因素的干

10、擾 ②強化研究對象 超高（低）溫度、壓強、場等等）條件③再現(xiàn)、加速和模擬自然過程——可重復,,實驗可以分為直接實驗和模擬實驗。 模擬實驗 ：①幾何模擬 ②動力相似模擬 ③替代、類比模擬 ④電路模擬 ⑤計算機模擬,（3）  分析和處理實驗數(shù)據(jù)的能力,a.實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理實驗數(shù)據(jù)的處理方法，通常有列表法、圖象法和函數(shù)法三種 b.實驗測量誤差的分析和減少方法c.實驗數(shù)據(jù)的處理、物理規(guī)律的得出---由來注意：實驗結

11、果數(shù)據(jù)與實驗結論的區(qū)別,,光的折射光的折射實驗最早可以追溯到古希臘。據(jù)考證，約公元１４０年，天文學家克勞第斯·托勒密專門做了“光從空氣到水中發(fā)生‘折’”的實驗。數(shù)據(jù)折射定律的正確表述是１６２１年荷蘭數(shù)學家斯涅耳從實驗中得到的。,二、物理實驗儀器的認識,,（一）常用量具的精密度、準確度、精度,1.  量具儀表的精密度 一般是指量具儀表的最小分度,米尺一般為1mm精密度為1mm 電表一格為0.2A精密度為0.2

12、A 依此可以確定每次測量最大誤差不超過1/2最小分度（精密度）,2、  量具儀表準確度,指儀表在規(guī)定的使用條件下工作時基本誤差(額定最大誤差) ----“讀數(shù)再準確也是可能有的”GB776-76電氣測量指示儀表通用技術條例規(guī)定.儀表準確度 0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0基本誤差(%)±0.1 ±0.2 ±0.5 &#

13、177;1.0 ±1.5 ±2.5 ± 5.0其中中學常用儀器儀表的準確度為1.5 2.5 5.0,3、量具儀表的精度,是泛指名詞，既包含精密度,也包含差準確度一般:電表、計時儀表、萬用表、示波器---- 精度指準確度 米尺、游標、量筒、溫度計---精度指精密度 天平：精度級別是其感量/稱量之比.,,,,,精度級別 1 2 3 4 5 6 7

14、 8 9 10,感量/稱量,,中學常用的十級天平就是感量為100 mg 50mg 20mg 稱量為1000g 500g 200g 的物理天平,（二）教學儀器的型號和儀器上常見符號,1、型號 現(xiàn)行我國教學儀器型號以J打頭 例：J1204  J 12 04 序列號 教學儀器 大類號1通用儀器、小類號12電源

15、 （大、小類號見附表） 例：J2122滑輪組 J2354滑動變阻器 J0409 J-DBX直流電表,,,,,,2．常用儀器上的標記,游標卡尺: 0.05mm 0.002mm 精密度 0-125mm 0-150mm量程天平：感量 20 mg 50mg 稱量

16、 200g 500g滑動變阻器： 0-100Ω 0-2000Ω 調(diào)節(jié)范圍 2A 0.3A 額定電流（允許通過最大電流）,,電阻箱： 0-9999Ω 電阻變化范圍 1Ω最小進位 1.5精度等級 ≤0.05 零電阻開關標記： ↑↓ 轉動標記：,,,3．

17、儀器表盤面上的符號,,,,,,,,,,,,,,接線,絕緣,,,,,,,,,,A,B,C,1,111,11,準確度,（三）認識儀器的一般過程,①  根據(jù)有關知識和資料（儀器說明書），了解儀器的型號、原理和結構。②  掌握儀器的精度、性能、用途和使用方法。③  檢查儀器零部件是否完整——對照儀器裝箱單。 基本功能是否正?！M行具體實驗。簡單儀表可以簡化；復雜儀器設備注意安裝、調(diào)試應由生產(chǎn)廠家

18、或銷售商負責。,,以中學常用電壓表為例說明：型號:J0408----電壓表符號:☆〇⊥∩ ⊥表盤位置豎直放置 ∩ 磁電式測直流 ☆1000伏電壓試驗 〇 準確度構造原理: 閱讀有關資料、說明書,,性能: 測定0-3 0-15 接線柱檢查:1.輕晃電表----指針轉動是否靈活        

19、 2.豎直放穩(wěn)，調(diào)表盤下方螺絲----調(diào)零位 3.電源(∠15 )負端接“-”正端:輕觸搭接 能指示電壓值:說明測量機構良好——可以使用 4.準確測定---標準電源(或標準電表對比測量 ),,正確使用儀器時應注意:1.  測量前調(diào)零位——否則測量數(shù)據(jù)不準確。2.  測量時注意量程、正負極和使用條件。3.  電阻測量：被測量在中值的1/10-

20、-10倍之間 其他測量：被測量在中間值附近（左右各留1/3,三、     物理儀器的讀數(shù),表述一:(中學物理教材) “要求學生估讀到測量儀器最小分量的十分之幾”。中學不要求用誤差分析只有在指針很細寬度小于最小分度的10分之一才可以。（一般可以滿足）,,表述二： (普通物理教材)龔鎮(zhèn)雄“一般 情況下,儀器讀數(shù)最后一位是讀數(shù)誤差所在的位” 事實上還是由最小分度實際寬度和指針粗細決定

21、,儀器要求,（A）儀器儀表的構造和原理；（B）刻度方法、最小刻度和準確度；（C）讀數(shù)及有效數(shù)字。從歷年的考題可知，考試的重點是：（甲）游標卡尺及螺旋測微器的讀數(shù)方法；(乙)電流表、電壓表的刻度認識及讀數(shù)；（丙）歐姆表的測量原理、正確操作方法、讀數(shù)及根據(jù)待測電阻選擇擋位。,,中學物理讀數(shù)要求掌握的包括以下幾個方面:1.  刻度尺2. 游標卡尺、螺旋測微器(千分尺)3.安培表、伏特表讀數(shù)方法 4.歐姆表讀數(shù)方法 5.秒表 6.

22、天平7.溫度計8.彈簧秤9.電阻箱10.打點計時器。,讀數(shù)公式,1.游標卡尺: 主尺 最小分度1mm游標20個小等分刻度---每個0.05mm(1/20) 讀數(shù)公式:主尺刻度+標分度量×刻度數(shù),,2.千分尺: 固定刻度尺 0.5mm最小分度 可動刻度尺 0.01mm最小分度 可估讀到 0.001mm 讀數(shù)公式:固定尺刻度數(shù)+可動刻度數(shù)+估讀數(shù),,3.安培表、伏特表--目光垂

23、直于指針 左偏→數(shù)偏大 右偏→數(shù)偏大讀數(shù)公式: 大刻度數(shù)+分度值×小刻度數(shù)+分度值×估讀數(shù),,量程0～3Ａ時 最小分度:0.1Ａ 讀數(shù)=2+0.1×4+0.1×5/10=2.45А量程為0～0.6A時 最小分度數(shù)0.02А 讀數(shù)=0.4+0.02×4+0.02×5/10=0.490量程為0～15Α時 最小分度0.5A

24、 讀數(shù)=10+0.5×4+0.5×5/10=12.25A,,4.歐姆表 萬用表 歐姆檔①  調(diào)零 ②指針在中間1/3內(nèi) ③不在其內(nèi)“換檔”②  讀數(shù)公式：刻度數(shù)×檔位讀數(shù) 讀數(shù)＝24×1000 =24KΩ 要測:3000 ①選檔 ×100 ②調(diào)零 ③讀數(shù),,5.秒表1.  機械表:---中學實驗中用

25、 大:秒針 長針 每小格0.1秒 （齒輪結構不可能停留其間 不可估讀0.1秒） 小:分針 短針 15分 每小格0.5分 30分 每小格1分讀數(shù)公式:t1短針讀數(shù)+t2長針讀數(shù),四、物理實驗規(guī)范訓練,良好的實驗習慣，是做好物理實驗的重要條件。 （一）存在的問題①學生毫無準備地進入實驗室，在不了解儀器性能、操作規(guī)范的情況下，亂動儀器；②不嚴格

26、按正確、規(guī)范的方法實驗，例如：使用天平時，并不預先調(diào)整好，在啟動狀態(tài)下動砝碼；使用千分尺時，不用尾部棘輪；電路換接電線不斷開電源；等等；,,③測量、讀數(shù)馬馬虎虎，只要“差不多”即可；記錄讀數(shù)不設計表格，任意涂改；更有甚者，邊實驗邊說笑打鬧。,（二）怎樣培養(yǎng)學生良好的實驗習慣,1、提高學生對這個問題的認識。據(jù)了解，有的學生并不是不知道實驗的有關規(guī)范，而是認為這是小事，不按規(guī)范，隨意為之也無礙；更有些學生認為實驗規(guī)范是一種額外的束縛、約束，

27、不去理會。根據(jù)現(xiàn)代教育理論，學習的主體是學習者——學生，因此，必須讓學生有這樣的認識：實驗規(guī)范是保證實驗正常進行的必要手段。,,2、結合具體的實驗，強化實驗常規(guī)訓練。實驗常規(guī)訓練應該說不是實驗教學的全部，但是它是一個基礎。 （1）注重常用基本儀器的訓練 常用基本儀器的使用訓練首先應在學生頭腦中樹立這樣一個基本思想：每個實驗儀器都是科學研究的工具，不是日常生活中的計量器具。也就是說，實驗中應該規(guī)范、認真地操作儀器。,⑴認識儀器,①

28、通過仔細觀察儀器的表面或表盤，熟悉儀器的可測量、測量范圍、精度（精密度或準確度），以及接線柱（連接口），等等；②通過閱讀說明書、銘牌，或由老師講解，了解儀器的基本構造、性能，使用注意事項，掌握使用方法 。,⑵操作儀器,①檢查儀器是否符合測量條件：儀器接入是否正確？估計待測量是否在儀器量程內(nèi)？使用前儀器是否調(diào)零？儀器放置是否正確？等等；②按儀器的精密度要求，正確、科學地讀數(shù)。③實驗操作必須人人動手。應該注意：個別學生會由于不懂，或由于

29、了解了操作步驟，就不去操作。事實上許多實驗技巧只能在動手操作中才能體會到 。,以中學基本儀器——直尺為例,觀察 直尺可測范圍、最小分度（讀數(shù)最后為最小分度的十分之一）。 測量 ①與待測物平行，并盡量靠近；無法靠近，要采用視線準直。②由于直尺兩端易磨損，一般不用零刻度為起點。測量時，可選擇多個起點；這也有利于克服心理期望，減少習慣趣同帶來的誤差。,,通過訓練讓學生學會一個本領：在以后的實際的工作、學習和生活中可能會碰到許多陌生的儀器或

30、設備（電器），學生會根據(jù)儀器的表面、說明書和銘牌去了解怎樣使用儀器。,（2）強化物理實驗操作規(guī)范,實驗操作在很大程度上影響著實驗的成敗。物理實驗操作規(guī)范是指物理實驗操作程序規(guī)范和物理實驗操作動作規(guī)范。,⑴組合實驗裝置,根據(jù)實驗原理圖來組合實驗裝置。應該注意組合裝配的布局合理、線路（通道）清楚，調(diào)節(jié)、觀察、讀數(shù)方便。,⑵預備性調(diào)整,調(diào)節(jié)實驗裝置的初始狀態(tài)，例如：儀器的底座調(diào)整，滑線變阻器的初始位置調(diào)整，儀表檔位、零點調(diào)整，光具組共軸

31、調(diào)整，預熱，等等；每次測量前都應注意例行檢查：組合是否正確？裝置是否處于規(guī)定的初始狀態(tài)？,⑶按實驗操作規(guī)范操作,①按實驗操作步驟進行，對每一操作步驟都要能明確其中道理，了解它的作用和可能的結果。②按實驗動作規(guī)范操作，不得違反操作禁令。例如，測量溫度應溫度計在待測物中測，不得用溫度計作攪拌器；電表讀數(shù)必須視線與表盤垂直，有反射鏡時應讓指針和像重合；調(diào)節(jié)天平時要先調(diào)節(jié)底座水平，游碼撥到左端再調(diào)節(jié)橫梁平衡，不得用手去拿砝碼；光學鏡面不得用手去

32、拿或擦；電學實驗接線必須在接線柱上，暫停實驗時應切短電源；等等。,⑷整理,按一定順序（組裝或開機的相反順序）關閉和拆除實驗裝置，并整理放置好。逆序,教師應注意,①身教重于言傳：對于實驗操作動作規(guī)范，教師應同樣嚴格要求自己，無論何時何地（特別是演示實驗）都要規(guī)范操作。教師的明了、規(guī)范的操作，對學生是一種示范，有著不可忽視的影響。,,②提倡先思后行：教師提出的實驗操作步驟要以實驗原理為依據(jù)，具有嚴謹性；同時也應鼓勵學生自己去分析，提出

33、新的設想，在實驗許可情況下實施、比較，進一步刺激學生的實驗興趣。計劃實施！,（3）、重視實驗報告的撰寫,屏棄整齊劃一的統(tǒng)一印制的實驗冊 改進實驗報告的撰寫方法，在實驗教學一開始教會學生獨立寫好實驗報告也是實驗常規(guī)訓練的重要內(nèi)容之一。1、應該要求學生在進實驗室之前，一定要預先寫好實驗報告的基本內(nèi)容。,,進實驗室沒有什么準備，很容易帶有盲目性、隨意性，馬馬虎虎，或束手無策，忙亂一團，或機械地照搬教師給的操作步驟。,,強調(diào)事先寫好實

34、驗報告，也是科學進行實驗的要求，因為實驗是一種有目的、有準備的活動。同時也可以培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度。,,例如，實驗過程中，有的同學記錄數(shù)據(jù)時，隨便找一塊廢紙片，東記一個，西記一個，或者記在講義、教材的某個角落，甚至記在桌子上、手上。也不按有效數(shù)字規(guī)則記錄。實驗完成后再填人實驗報告，甚至隨意更改?？雌饋硎钦J真、清楚，實際上這是不嚴肅的。應該事先設計好實驗數(shù)據(jù)表，實驗中當場填寫，不允許隨意涂改或擦掉再填，可以劃去（必要時應說

35、明原因），以保證實驗數(shù)據(jù)的嚴肅性、客觀性。,,教會學生寫實驗報告也有一個循序漸進的過程。第一步可以先講解實驗數(shù)據(jù)表的構成，只讓學生設計實驗數(shù)據(jù)表。第二步，可以增加畫實驗原理圖，再增加分析實驗原理，提出實驗內(nèi)容和步驟。實驗報告的示意圖按要求提倡不用直尺和圓規(guī)，徒手作畫。這也有利于適應實際學習、工作?！詈螅_到能寫好一份完整的實驗報告。,,一份完整的實驗報告應該包括：明確實驗要求和原理，畫實驗示意圖，設計實驗數(shù)據(jù)表，列出實驗步驟和實

36、驗關鍵，以及實驗完成后對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，歸納、提出結論。,,當然，實驗報告也不應該搞千篇一律，照抄教材，可以有所側重。例如，有的可以突出數(shù)據(jù)處理、誤差討論，有的突出實驗步驟設計，也有的偏重現(xiàn)象分析。,,讓學生自己寫好實驗報告，也能提高學生的文字表達能力，改變相當一部分學生在表述上的字跡潦草、符號混亂、詞不達意、邏輯思維紊亂等文字表達能力差的現(xiàn)狀。,五、物理實驗教學要求,根據(jù)中學物理教學的要求，中學物理實驗一般分三類①學生分組實驗

37、，（動腦、動手結合）②教師課堂演示實驗（教學內(nèi)容引入常用的“設疑和驗證”） ③課外補充實驗（培養(yǎng)興趣和能力）,（一）學生分組實驗,基本程序：（1）預習（2）提問檢查,指出關鍵,教師示范。（3）學生實驗操作,教師巡回指導。（4）總結講評。,2.注意點：分組實驗“三強調(diào)”,（1）強調(diào)課前預習 在進行每個分組實驗前,通過布置實驗問題、回答實驗冊上的問題讓學生充分認真地做好預習,甚至到實驗室對儀器進行預習,盡量使學生對實驗應該達到的結果,所

38、用儀器的構造、性能及使用方法等做到心中有數(shù).從而收到理想的實驗效果.,（2）強調(diào)課內(nèi)動手,實驗課的突出特點是個人活動 、合作活動實驗時，一方面采用輪換方式，使每個學生都有動手機會；另一方面，把每個實驗均讓學生自己完成。在達到實驗目的前提下，可以鼓勵學生“越軌”思維，鼓勵學生創(chuàng)造活動。,,允許他們自己選擇必要的儀器，允許他們適當調(diào)整和增減實驗步驟和次序，允許他們作可行性的試驗。在整個實驗過程中，把主動權交給學生，教師起指導和解難

39、的作用。,（3）強調(diào)課后總結,做好實驗總結，其主要方式是認真如實地寫好實驗報告、交流不僅突出數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析、結論歸納、誤差討論等重要內(nèi)容，而且還體現(xiàn)要求：1、你認為本實驗方法是否有不足？有何改進措施？2、實驗中出現(xiàn)過什么問題？你是如何解決的？等等。,（二）演示實驗,演示實驗的目的在于使學生對物理現(xiàn)象有清晰的了解，啟發(fā)思維活動。其基本特點是時間短，觀察者多。爭取達到以下“三高” （1）可見度高。只有清楚明顯、可見度高的物理現(xiàn)象，

40、才能容易觸動學生視覺，激發(fā)學習興趣，啟發(fā)思維活動。,在器材上想辦法,采取增大器材尺寸、改善室內(nèi)光線、增加儀器擺放高度以及選擇合適演示角度等方法，力爭提高實驗的可見度。,投影、放大,對某些變化小、效果差的實驗現(xiàn)象，利用幻燈將其投影放大，增大視角，提高可見度。比如，用驗電器做物體帶電、研究靜電屏蔽、探索決定電容器電容大小的因素等演示時，采用幻燈教學手段，將驗電器指針偏轉及偏轉角度的變化映射于幕上，十分明顯，提高了演示效果。,改某些演示實驗為

41、分組實驗,如把通過磁鐵與線圈的相對運動得出楞次定律的演示改為分組實驗，這樣，線圈繞法、指針偏轉一目了然，不僅便于學生觀察，印象深刻，而且增加了他們動手機會，提高了學習興趣，培養(yǎng)了實驗能力。,（2）收看率高,某些演示實驗所發(fā)生的物理現(xiàn)象保留時間很短，一閃即逝，很難保證全體學生都看得到?？床坏浆F(xiàn)象，就不能借題發(fā)揮，進行相關的推理和判斷。做好組織教學，及時提示學生們把握關鍵時機，注意觀察。,,在可能情況下，爭取時間重復演示幾遍；創(chuàng)造條件設

42、法延長實驗現(xiàn)象的可觀看時間，為學生創(chuàng)造收看機會，提高收看率，這樣有利于提高課堂效果，有利于大面積提高教學質(zhì)量。,（3）成功率高,演示實驗用來啟發(fā)學生思維，調(diào)動學生積極性，建立物理概念，揭示物理規(guī)律而且是培養(yǎng)學生操作技能的標準示范。如果演示實驗中經(jīng)常損壞儀器，或者經(jīng)常失誤，甚至失敗，將會造成不良影響。不但會使學生認為教師的演示是在勉強，在將就，在作戲，降低了實驗的可信性和說服力，而且自然地會影響教師的威信和形象。,提高教師實驗素養(yǎng),教師一

43、方面在主觀上應該加強基本功鍛煉，提高操作技術、技巧，提高個人素質(zhì)，提高動手能力以及應變能力，另一方面，在客觀上應該加強演示前的準備，仔細檢查儀器，認真估計可能發(fā)生的問題，并準備好應急措施，也可以對演示方法進行改進，提高其成功系數(shù)。力爭演示實驗百分之百成功。,（三）補充實驗三原則,（1）科學性原則?？茖W性是補充實驗的基本原則，主要體現(xiàn)在方案設計合理化，儀器裝置簡單化，物理原理突出化，實驗效果明顯化等幾個方面，所以每補充一個實驗。都要力

44、求在知識性、靈活性、直觀性和創(chuàng)造性方面有所突破。,（2）可行性原則,可行性是補充實驗的必要原則，它是指補充的實驗值得做，即有實用和推廣的價值；可以做，即被一般的人力和物力條件所允許，容易做，即簡單易成。低成本、高效能！,（3）趣味性原則,趣味性是實補充實驗的重要原則。其意義是增強實驗的刺激性和吸引力，誘發(fā)學生學習動機。,,讓學生參與自制教具、學具，參與小發(fā)明、小創(chuàng)造等科技活動；要注重知識性、趣味性、實用性；既簡單易行又富有創(chuàng)造性，因而

45、這些活動應與生產(chǎn)、生活實際相結合，與“億利達”科技發(fā)明活動、省市科協(xié)、教委舉辦的“小論文、小發(fā)明評比”活動相聯(lián)系，在實用、趣味、榮譽的氛圍里，刺激和吸引學生參與。,,,三、課題實驗的設計,1、提出問題——開題創(chuàng)造活動首先源于問題意識。傳統(tǒng)的灌輸式的教學引導下，很多人失去了問題意識。指導教師應設計出能提高學生問題意識的、能培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的課題，使學生在分析、研究的過程中能提出一些設想和問題，這樣學生的創(chuàng)造思維能力才能得到提高。

46、,,從生活中找問題從實驗中找問題尋找現(xiàn)有實驗的替代方案把“思想”變?yōu)楝F(xiàn)實,,2、原理分析“思想設計”——物理思想可以達到實驗的完備性以“直導線切割磁力線產(chǎn)生感生電流”實驗為例 預想達到的實驗結果是電流表指針偏轉明顯。,,（1）明確實驗原理：直導線切割磁力線產(chǎn)生感生電動勢，直導線通過導線連接電流表形成閉合回路產(chǎn)生感生電流，感生電流通過電流表使電流表指針偏轉。要使實驗結果--電流表指針偏轉明顯，其關鍵是感生電流大和電流表靈敏、可

47、見度大。分析實驗原理可得,,I=,,可以看出：感生電流I大即要求：①磁感應強度B、切割磁力線速度v、直導線程度l和sinθ（θ為切割磁力線速度方向和磁感應強度方向的夾角）大。②導線和接觸電阻R和電表內(nèi)阻r小。,,（2）實驗器材和條件的選擇 ①增大B，可以用強磁性磁鐵，或將幾塊磁鐵組合在一起（同時增大了磁場區(qū)域，相應增大了直導線l）；②增大直導線長度l，也可采用多繞幾圈的線圈的一直邊；③減少R，選擇低電阻導線和注意接觸電阻；。,

48、,④減少r，選擇內(nèi)阻小的電表；⑤電流表靈敏、可見度大，應選擇靈敏檢流計或微安表頭，以及對刻度和指針投影放大。等等,,（3）實驗操作設計 ①增大V，使直導線快速切割磁力線；②增大切割磁力線速度方向和磁感應強度方向的夾角θ，使直導線方向、切割速度方向、磁感應強度方向互相垂直。,,實驗中可以選擇不同的實驗器材和條件，不同的操作方法去估計、分析和評價對實驗的影響。在實驗中不斷調(diào)整允許失敗鼓勵越軌,伏安法測金屬導線的電阻率”實驗設計,在

49、實驗設計中，應考慮定量分析：以“伏安法測金屬導線的電阻率”實驗為例 選擇約數(shù)十厘米電阻絲為待測材料。,,,,待測量為R，s，l ①l約數(shù)十厘米，可以用米尺測量。因為米尺的最小分度為1毫米，其測量誤差約千分之幾?？紤]儀器誤差和數(shù)據(jù)離散程度，測一次也可 。,,②s，可以用螺旋測微器測出直徑D，用求出。D約零點幾毫米。螺旋測微器可準確測到0。01毫米，其測量誤差約百分之幾。考慮線徑的均勻度測幾次取平均。應在固定好后測量。,,③R，伏安法

50、測出金屬導線的電阻。應預先估計電阻絲的電阻值，再選擇儀器檔位和實驗電路。首先，根據(jù)電阻絲的材料查有關數(shù)據(jù)估計電阻值，一般為幾歐姆。其次，分析選擇儀器量程、檔位。中學常用的電流表、電壓表量程為0--0.6A--3A；0--3V--15V。,,考慮到電阻率是溫度的函數(shù)，電流小，溫度變化小，對電阻率影響小。設電阻約為5歐姆，同時滿足5Ω×0.6A=3V?？梢钥紤]選擇量程搭配：0--0.6A和0--3V。,,選擇實驗電路（電流表內(nèi)接或

51、電壓表內(nèi)接）。一般儀表內(nèi)阻：電壓表內(nèi)阻約1KΩ/V，0--3V檔內(nèi)阻約3KΩ；電流表0--0.6A檔內(nèi)阻約0.05Ω。電流表內(nèi)接時，誤差約0.05/5~1%；電壓表內(nèi)接時，誤差約5/3000~2‰。從表面看，應采用電壓表內(nèi)接。但是，中學物理實驗常用儀器準確度大多為2.5級，本實驗采用何種接法對實驗結果影響不大。,,依據(jù)以上分析，可以設計實驗裝置（電路）和實驗步驟。對實驗結果的估計、分析和評價應放在實驗數(shù)據(jù)的分析。例如，實驗測出的電阻率

52、當然比銅的電阻率大。如果知道待測材料，應將實驗結果和該材料的電阻率數(shù)據(jù)進行比較，以此分析、評價實驗得失。,例：常見隔熱材料的調(diào)查與實驗設計,實驗目的了解身邊常見材料的隔熱性能，可能在緊急情況下幫助你。 材料選擇可以選擇生活中常見的隔熱材料：泡沫塑料碎片、碎紙片、鋸末、米、沙子、空氣等,,方法與器材選擇在中學里的量熱器具和方法：選擇大小燒杯各一、溫度計、小木片（在空氣時用），熱水。裝置如圖：,,,,,,,,填充材料

53、 小燒杯,溫度計,紙蓋 大燒杯,,,,,考慮實驗條件開始時，小燒杯中的熱水溫度和質(zhì)量必須相同；填充物的數(shù)量必須相同：為了保證同樣疏密程度可以使用一定的重物壓實；當然大燒杯的條件也一樣。,,實驗時間根據(jù)實驗情況決定，可以每隔一、兩分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，持續(xù)進行10、20分鐘計入數(shù)據(jù)表。,,數(shù)據(jù)表,,作圖、分析