第一篇：數字化技術在物理實驗教學中的應用
海興縣 楊金鐘 *** 061200 數字化技術在物理實驗教學中的應用
物理本身就是一門以實驗為基礎的學科，實驗在學科教學中的重要性也是不言而喻的。因此，在初中物理教學中，要做好演示實驗，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲;要注重探究實驗，促進學生學習方法的轉變和探索意識的培養(yǎng)；開發(fā)課外實驗，挖掘學生的潛力，提高動手實踐能力和創(chuàng)新能力。中學作為基礎教育階段，傳統(tǒng)實驗方法的訓練對學生實驗能力、科學素質的培養(yǎng)是必不可少的。但若要研究的物理過程十分復雜，要采集或處理的數據量很多，或要通過多次改變實驗條件，對實驗過程進行深入的分析，數字化實驗手段就有強大的優(yōu)勢和廣闊的空間。
一、數字化實驗的特點
1、強大的數據采集能力
利用計算機，既可以對傳感器在快速變化的瞬態(tài)過程中獲得的大量實驗數據進行實時采集，也可以長時間地跟蹤收集極緩慢過程的各種實驗數據。數字化技術為理科教學中改造傳統(tǒng)實驗或開發(fā)以前無法進行的新實驗提供了有力的工具。
2、靈活的數據處理能力
通過計算機，可以對實驗過程進行控制，對大量的數據進行各種復雜的、快速的處理，例如數據的轉換、曲線的擬合、誤差的計算等．這就允許在實驗中嘗試改變各種條件，比較實驗的結果，為學生創(chuàng)造了一個科學探究和自主學習的環(huán)境，培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力以及實事求是、勇于探究的科學態(tài)度。
3、為互動式教學創(chuàng)造了條件
在實驗室中將計算機聯(lián)機，可以方 便地實現(xiàn)數據共享，在教師的指導下對各1 組實驗結果進行比較、探討，為開放、互動性的課堂教學創(chuàng)造了條件。
二、數字化實驗系統(tǒng)的構成 硬件：傳感器、采集器、計算機
軟件：對數據的采集進行控制；對所采集的數據進行處理
三、數字化教學實驗設計原則
既然要用數字化手段來進行某一實驗，選擇實驗課題時就應該能夠回答采用數字化手段來進行這個實驗的必要性，并且在設計實驗時充分發(fā)揮數字化技術的特長。
1、教學實驗必須有鮮明的物理思想
教學實驗必須含有豐富的物理思想．實驗設計要突出所研究的問題的背景，實驗所依據的原理和研究問題所用的方法。
2、教學實驗的設計要能充分展示所研究的物理過程，有效地揭露物理過程的本質．教學實驗的設計還必須給學生提供充分發(fā)揮創(chuàng)造力、想象力的空間，有一定的操作要素．
四、數字化實驗的選取原則
要用數字化手段來進行某一實驗，選擇實驗課題時就應該能夠回答采用數字化手段來進行這個實驗的必要性，并且在設計實驗時充分發(fā)揮數字化技術的特長。在實驗課題的選擇上，數字化實驗比較適合用在那些過程比較復雜的，要采集的數據量比較多的，數據處理中計算量比較大的實驗。
五、數字化實驗設計實例
1、作用力與反作用力
實驗目的：說明物體間發(fā)生相互作用時，作用力反作用力方向相反，大小相等。實驗方法：用兩個力傳感器互相對拉或對壓，比較兩條“力－時間”函數圖線。
2、碰撞與緩沖的研究
實驗目的：比較緩沖物軟硬程度對沖力大小的影響；驗證動量定理
實驗方法：使砝碼從同一高度下落到軟硬程度不同的緩沖墊上，通過“力－時間”圖線比較沖力大小。將琺碼與緩沖墊接觸過程中受到的“合力”對時間積分，說明琺碼從同一高度下落，自接觸緩沖墊到停止運動，所受合力的沖量相等。
3、電容器充、放電過程的研究
實驗目的：
1、觀察電容器充放電過程中電壓、電流的變化情況。
2、說明電容器所帶電量與電壓之比是只與電容器物理結構有關的常量，說明物理量“電容”的概念。
實驗方法：
1、觀察電容器充、放電過程的“電壓－時間”、“電流－時間”函數圖線。
2、將電容器充、放電過程的“電流－時間”圖線對時間積分，求出充、放電的電量。證明對某一電容器來說，這電量與充電電壓之比是一個常量。
4、定值電阻伏安特性的研究 實驗目的：
1、研究定值電阻的伏安特性
2、研究定值電阻上消耗的電功率與電壓的關系
實驗方法：
1、通過對定值電阻伏安特性曲線的線性擬合，研究定值電阻上電壓、電流、電阻間的函數關系。
2、通過對定值電阻上“功率－電壓”曲線的擬合5、電磁感應現(xiàn)象的研究 實驗目的：驗證電磁感應定律
實驗方法：比較“磁感強度、感應電壓－時間”、“磁感強度變化率、感應電壓－時間”圖線，說明在電磁感應現(xiàn)象中電路中感應電動勢的大小只與磁通量的變化率有關。、6、研究交流電的有效值 實驗目的：研究正弦交流電有效值與峰值間的關系
實驗方法：
1、通過用“正弦函數”對“交流電壓－時間”圖線進行擬合，確認低壓交流電源輸出的是否可看作是正弦交流電。
2、通過對“電壓平方－時間”圖線進行統(tǒng)計分析，求出在整周期內交流電壓的“均方根”值，并求出交流電壓的峰值與“均方根”值之比。
7、振蕩電流的研究
實驗目的：
1、研究“LC”振蕩電路產生振蕩電流的過程
2、研究產生振蕩電流時電路中電壓、電流間的相位關系
實驗方法：
1、觀察“LC電路”產生超低頻振蕩的過程
2、通過軟件慢速重放的功能研究產生振蕩時電路中電壓和電流間的相位關系
8、氣體等溫過程的研究
實驗目的：驗證一定量氣體等溫過程中壓強與體積的關系
實驗方法：
1、通過單點輸入，作出一定量氣體“壓強－體積”曲線
2、通過對“壓強－體積”曲線的擬合，驗證波義耳定律
第二篇：數字化實驗技術在物理實驗中的應用
數字化實驗技術在物理實驗中的應用
戴儒京（江蘇省特級教師）
所謂數字化實驗技術，是以數字化設備為實驗數據采集處理的工具、配套其它實驗器材構建的現(xiàn)代化實驗技術。數字化數據采集處理系統(tǒng)，由傳感器、數據采集器和計算機組成。
以數字化實驗技術為基礎的物理實驗，就是建立在上述實驗儀器、實驗技術、實驗方法基礎上的物理學實驗。
數字化實驗，是課程標準教科書的要求和需要，也是新高考和中考的要求和需要。也是物理學科發(fā)展的要求和需要。
實驗是學習和研究物理學的最基本的內容、方法和手段。實驗，包括學生實驗和演示實驗以及小實驗等，要把傳統(tǒng)實驗和數字化實驗結合起來。只有實驗，才能學到真知識；只有實驗，才能培養(yǎng)真人才；只有實驗，才能真正提高教學質量。
數字化實驗，是計算機輔助實驗。課程標準教科書專門安排了一些電子計算機輔助實驗，如：借助傳感器用計算機測速度（教科書《物理》必修1 P25）、用傳感器觀察電容器的充電和放電（選修3-1 P31）等等。電子計算機，是現(xiàn)代化的標志和體現(xiàn)，學生通過用計算機做實驗，不僅學了物理學，也學了計算機，可謂一舉兩得。
數字化實驗，是新實驗，不僅是新儀器，也是新方法。例如霍爾元件、斯密特觸發(fā)器等實驗。一些教師開始接觸，不太了解，不太熟悉，往往有把數字化實驗室閑置或充當門面。通過做實驗，他們熟悉實驗、熟悉儀器，并可能在應用的過程中有所創(chuàng)新，使數字化實驗室充分發(fā)揮作用，以物盡其用。
1.數字化實驗：傳感器的應用實驗
課程標準教科書《物理》不僅把傳感器作為單獨的一章知識內容，而且把傳感器的應用實驗（選修3-2 P70）作為學生實驗和演示實驗，新的高考大綱中也把“傳感器的應用”實驗作為高考內容。傳感器在現(xiàn)代生活和工業(yè)、科技中也有廣泛的應用，學生在實驗中接觸和了解傳感器，對他們的高考和將來從事科學研究及工農業(yè)生產也不無幫助。
實驗1.傳感器的應用實驗——光控開關
簡單光控開關 背景資料： 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子—空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子—空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。施密特觸發(fā)器在數字電路及控制領域有廣泛的應用，它屬于電壓觸發(fā)方式，當輸入電壓達到某一閾值時，輸出電壓會發(fā)生突變，最重要的一點是，輸入電壓增加或減少時，電路有不同的閾值電壓。以下圖1為例 圖 1 當輸入電壓Vi，當輸入電壓由低電位開始增加，如果Vi
實驗原理：
圖 3
將電路按圖3連接，RG為光敏電阻，R1，R2為電阻箱，LED為發(fā)光二極管，A點為施密特觸發(fā)器的輸入端，Y點為施密特觸發(fā)器的輸出端。適當選擇R1，R2的阻值后，當外界光線很強時，RG上的電阻相對比較小，A點的電壓小于Vp，Y點輸出高電位，發(fā)光二極管兩端的電勢差很小，因此不能發(fā)光，當外界光線變弱時，RG上的電阻顯著增大，A點的電壓也顯著增大，當增大到Vp=3.0V時，Y點輸出低電位，發(fā)光二極管兩端有大約5V的電勢差，發(fā)光二極管開始正常發(fā)光，如果光線強度又進一步開始回升，RG上的電阻減小，A點的電壓也開始減小，當A點的電壓小于Vn=2.2V時，Y點又輸出高電位，發(fā)光二極管熄滅。
為了更直觀地了解整個電路工作過程，在分別用兩個電壓傳感器對A點和Y點的電壓進行實時測量，光強傳感器測量，顯示外界光線變化對電路的影響。實驗目的：
了解簡單光控電路，對自動控制有初步理解。實驗裝置：
計算機，數據采集器，光強傳感器，兩個電壓傳感器，兩個電阻箱，施密特觸發(fā)器，發(fā)光二極管，導線若干，學生直流電源。實驗步驟：
1．先按電路圖連接各個器件，并注意發(fā)光二極管的極性，和施密特觸發(fā)器的引腳，具體情況可以參照前面的示意圖，將VDD接到穩(wěn)壓電源的正極，VSS接到穩(wěn)壓電源的負極，i1接輸入電壓對應電路中A點，o1接輸出電壓對應電路中Y點。
2．調節(jié)R1，R2電阻箱的阻值，選擇合適的電阻，將兩個電壓傳感器與數據采集器的1，2通道連接，把光強傳感器連接到3或4通道，然后將數據采集器與計算機連接，開啟采集器電源，進入實驗專用界面。
3．把兩個電壓傳感器的兩個信號輸入端的分別導線短接，對電壓傳感器進行較零，然后把連接1通道電壓傳感器的信號正極接到電路中A點，同時把它的負極接到穩(wěn)壓電源的負極，也就是電路中的地，然后把2通道電壓傳感器的信號正極接到電路中Y點，同時把它的負極接到穩(wěn)壓電源的負極。
4．把光敏電阻的感應面朝上，將光強傳感器與光敏電阻放置在一起，在采集間隔和采集數量窗口輸入合適的數值，點擊開始按鈕。
5．用一塊大的擋光物將光敏電阻附近的光線慢慢擋住，觀察實驗數據曲線，同時注意二極管的發(fā)光情況，當它開始發(fā)光以后，再慢慢把擋光物撤掉，結束實驗。實驗數據記錄與分析： 1．輸出電壓與輸入電壓曲線
2．外界光強與輸出電壓數據關系
本次實驗中R1?1500?，R2?2000?，從圖上可以看出當光強為I?139lux時，發(fā)光二極管發(fā)光，而當光強為I?244lux時，發(fā)光二極管熄滅。
2.數字化實驗：探究性實驗
課程標準教科書不僅把原教科書的一些驗證性實驗改為探究性實驗，而且新安排了一些探究性實驗。這些探究性實驗，用數字化實驗儀器和方法去做，更為便捷。例如探究加速度與力、質量的關系（必修1 P75）、探究功與物體速度變化的關系（必修2 P17）等實驗。通過探究性實驗，提高學生研究、探究的能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力打好基礎。
實驗2.探究（恒力做）功與物體速度變化的關系動能定理）
（動能定理（恒力）實驗原理 牛頓第二定律講述的是力與加速度之間的瞬時關系，表達式為： F = m a（1）其中，F(xiàn)是作用在物體上的合外力，m是物體的質量，a是物體的加速度——速度的時間變化率，表達式為： a??vdv 或 a?（2）?tdt2把（2）式代入（1）式，并將（1）式兩邊對位移積分（由x1到x2），可以得到： W = ∫Fdx = mv2/2-mv1/2 = Δ(mv2/2)= Δ E k(3)2其中，W為從x1到x2的區(qū)間內，合外力F的功，v1 和v2分別為物體在x1和x2處的速度，E k為物體的動能。也就是說，合外力的空間積累效應表現(xiàn)為物體動能的改變。在本實驗中，我們探究在恒定拉力的作用下，小車的動能隨時間變化的關系。其中，拉力由力傳感器測得，速度由固定有擋光滑輪的光電門傳感器測得，動能由速度的平方乘以質量的一半得到。實驗目的 通過對（恒定）拉力和速度的測量，探究合外力的功與物體動能變化的關系。實驗裝置 SWRDISLab-100III數據采集器、光電門(Photogate)傳感器、力傳感器、動力學系統(tǒng)(包括導軌、小車、滑輪和支撐桿等)等。實驗步驟 1.按圖連接實驗裝置（注意平衡摩擦力）； 2.測量并記錄小車和鉤碼的質量（第1次：小車402.81g，鉤碼19.91g）； 3.打開SWRDISLab軟件，點擊“教學專用軟件”，進入“物理實驗列表”中的“力學”部分，選擇“動能定理（恒力—Photogate）”； 4.點擊“校零”按鈕，對力傳感器進行校零； 5.設置“采集間隔”為5ms，“采集200個暫停”，以及“共采集200條數據”； 6.讓小車靜止在靠近光電門傳感器的一側（鉤碼將細繩拉緊），點擊“開始”按鈕； 7.當“開始”按鈕的顏色變“灰”時，釋放小車； 8.當小車運動到靠近支撐桿時，使小車停止運動，然后點擊“結束”按鈕； 9.觀察“力—位移”、“速度—位移”和“動能—位移”關系曲線的特點；
6.當“開始”按鈕的顏色變“灰”時，釋放小車；
7.當小車運動到靠近支撐桿時，使小車停止運動，然后點擊“結束”按鈕； 8.觀察“力—位移”、“速度—位移”和“動能—位移”關系曲線的特點；
9.任選一個位移區(qū)間，對力進行積分，并比較積分值和兩個區(qū)間端點處動能的差； 10.改變鉤碼和小車的質量，重復步驟6~10（第2次：小車402.81g，鉤碼30.35g）。
實驗數據的記錄與分析
a)“力、速度 vs.位移”圖表（小車402.81g，鉤碼19.91g）：
由圖可知，從靜止釋放到制動前（去掉對應制動過程的最后兩組讀數），隨著位移的增加，小車所受的拉力（中間的紅色曲線）幾乎不變，小車的速度（上方的綠色曲線）和動能（下方的藍色曲線）不斷增加，速度的變化率不斷減小，但是動能的變化率幾乎恒定。
b)力做的功與動能的變化（小車402.81g，鉤碼19.91g）： 如圖所示，在所選的位移區(qū)間內，力做的功為W?F?S?0.0630 J，兩個區(qū)間端點處動能的差為0.0594 J（= 0.0832－0.0238），力做的功略大于動能的變化，二者近似相等，相對誤差為5.71 %。
3．“力、速度 vs.位移”圖表（小車402.81g，鉤碼30.35g）：
由圖可知，從靜止釋放到制動前（去掉對應制動過程的最后4組讀數），隨著位移的增加，小車所受的拉力（中間的紅色曲線）幾乎不變，小車的速度（上方的綠色曲線）和動能（下方的藍色曲線）不斷增加，速度的變化率不斷減小，動能的變化率幾乎恒定。4． 力做的功與動能的變化（小車402.81g，鉤碼30.35g）：
如圖所示，在所選的位移區(qū)間內，力做的功為W?F?S?0.0911 J，兩個區(qū)間端點處動能的差為0.0870 J（= 0.1269－0.0399），力做的功略大于動能的變化，二者近似相等，相對誤差為4.50 %。
誤差分析
1． 滑輪與力傳感器掛鉤之間存在摩擦力，使得力傳感器測得的讀數大于小車拉力的二倍；
2． 隨著速度的增加，小車受到的（滾動）摩擦力略有增加； 3． 拉力做功的一部分轉化為兩個滑輪的轉動能。
關鍵點
1． 抵消摩擦力。
注意事項
1． 采集間隔取默認值5ms，如果使用更大的采集間隔，那么當小車的運動速度很快時，位移的測量有可能出錯；使用5ms作為采集間隔時，鉤碼與小車的質量比必須小于3/10。
3.數字化實驗：應用傳感器做實驗，有些傳統(tǒng)實驗，用數字化方法即用傳感器和計算機去做，也比傳統(tǒng)的方法更方便，數據處理更快、更準確，圖象更清晰、更迅速。
例如可以用位移傳感器或光電門代替打點計時器做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（必修1 P34）等實驗。用電流傳感器和電壓傳感器代替電流表和電壓表，做測定小燈泡的伏安特性曲線（選修3-1 P48）、測定電池的電動勢和內電阻（選修3-1 P72）等實驗。除“傳感器的應用”實驗外，還有許多用傳感器作為實驗儀器的實驗，例如用傳感器和計算機描繪簡諧運動的圖象（選修3-4P5）等等，我們統(tǒng)計有十幾個。可以說：幾乎所有的實驗都可以用數字化方法做。實驗3.測定電池的電動勢和內電阻
測定電池的電動勢和內電阻 背景資料：
通常的金屬導體都是以金屬鍵結合的晶體，處于晶格結點上的原子很容易失去外層的價電子，而成為正離子。脫離原子核束縛的價電子可以在整個金屬中自由運動，稱為自由電子，在不受外電場作用時，自由電子只做熱運動，沒有宏觀的電量遷移，因而金屬中各個部分都呈現(xiàn)電中性。當金屬中存在靜電場E時，金屬中的自由電子在外電場的作用下，相對于晶格離子作定向運動，電子運動中必然與晶格相碰撞，達到某種平衡后，金屬中電子有一個整體上的平均速度，導體中有穩(wěn)定的電流，前面的分析都建立在導體中的靜電場E是相對比較穩(wěn)定的前提上。
如果將一個已經充好電的電容器的兩個極板用導線連接起來，構成閉合回路，電路中就有電流通過，不過隨著極板上帶電量的減少，它們之間的電勢差也在減少，電流很快就消失了。在電池的兩個正極和負極上，分別帶有正電荷和負電荷，當接入電路回路后，導線中的電子在電極電荷產生的靜電場中開始運動，形成電流，如果兩極上的電荷量得不到補充，那就不可能形成穩(wěn)定的電流輸出，電源的作用，不管是化學的電池，還是像范德格拉夫起電機之類的電源，都是將電荷從負電極搬運到正電極，這種搬運工作只能靠某種非靜電力來完成，假設非靜電力在搬運過程中做功qu，那u就是電源電動勢，q為載流子的電荷量。實驗原理：
圖1 如圖1所示的閉合電路中，電源的電動勢為?，內電阻為r，負載電阻為R，電路中的電流為I??R?r，可以看出，當負載電阻R足夠大時，因為它和內電阻是串聯(lián)在一起的，它兩端的電壓將非常接近于電源電動勢?，當R??，即所謂開路或斷路時，I?0，U??；當R?0，即短路時，I?Imax?
負載電阻兩端的電壓為U??r，這時候的電流最大。
?R?rR，也可以寫為U????R?rr，而電流為I??R?r，因此有U???Ir，這個關系在伏安曲線上表現(xiàn)為Umax??，I?0，也就是R??時。如果R?0，U?0，Imax??r。在實驗中用滑動變阻器做負載電阻，改變它的電阻，以同時改變電流和電壓，在軟件中作伏安曲線圖后，取擬合線，線的斜率的絕對值就是r，曲線與縱軸的交點就是Umax??，I?0點，可以測出電動勢。實驗目的：
簡單測量電池電動勢和內阻。實驗裝置：
計算機，數據采集器，電池，滑動變阻器，電流傳感器，電壓傳感器，導線等。實驗步驟：
1．將數據采集器與電流傳感器，電壓傳感器連接，然后將數據采集器與計算機連接，開啟采集器電源，進入實驗專用界面。
2．把電流傳感器，電壓傳感器的兩個信號輸入端的導線分別短接，對電流傳感器、電壓傳感器進行校零。3．按實驗電路連接電路圖，在專用界面的底部輸入合適的采集間隔和采集數量，閉合開關，點擊開始按鈕，進行實驗測量。
4．將滑動變阻器從最大滑為最小，或者從最小滑到最大，得到伏安曲線，然后對伏安曲線進行線性擬合。實驗數據記錄與分析：
1．電壓變化：
2．電流變化：
3． 伏安曲線：
從圖象可以得出，電池的電動勢為E?7.003V，內阻為r?27.407?。
數字化實驗儀器，包括傳感器、數據采集器和實驗軟件，是新儀器、新器材、新設備。南京師范大學蘇威爾科技有限公司研發(fā)、生產的傳感器、數據采集器和實驗軟件，以及配套使用的實驗器材如動力學系統(tǒng)（包括滑輪、小車、滑軌、支架等），電磁學系統(tǒng)（如邏輯門電路、施密特觸發(fā)器、霍爾元件實驗等）等，是國內具有先進水平的數字化實驗儀器，可以滿足新課程對物理實驗的要求和需要，可以促進物理實驗教學質量的提高，可以促進物理實驗的數字化、現(xiàn)代化。
第三篇：網絡技術在物理實驗教學中的應用[定稿]
網絡技術在物理實驗教學中的應用
常德市西湖一中 劉益安
摘要:網絡技術應用在物理實驗教學中,不僅僅是一種方法的更新,更重要的是把網絡資源引入課程教學活動中,合理地運用網絡技術,把學習空間還給學生,給學生提供視覺和聽覺感受,豐富學生的想像,有效地培養(yǎng)學生自主學習、主動發(fā)展的意識和能力,提高高中學生科學實驗的興趣。
關鍵詞：網絡技術 物理實驗教學 應用
21世紀是一個信息化和數字化的時代,是一個以計算機、多媒體、網絡為代表的新技術時代,是一個生產力高度發(fā)展的時代。教育信息化的根本目的是使廣大教師和學生充分利用優(yōu)秀教育信息資源進行教育教學改革,提高現(xiàn)代教育技術水平,推進素質教育,實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的目標。因而,教育信息化的重要任務之一是優(yōu)秀教育信息資源的開發(fā)及其普及應用。教育信息資源應用于教學,其作用不僅是改變傳統(tǒng)的教育教學手段,更重要的是將現(xiàn)代教育思想和理念、信息化的教學內容和方式融于學科課程教學的過程之中，實現(xiàn)新的更高的教育教學目標和更好的教學效果。因此,信息技術與課程整合被認為是教育信息資源開發(fā)和應用的核心課題。它的研究解決對我國教育信息化和教育改革的深化發(fā)展至關重要。筆者就網絡技術與物理實驗教學整合進行了初步探索,收到了良好的效果。本文就網絡技術與物理實驗教學的整合談幾點看法。
一、傳統(tǒng)中學物理實驗教學中存在的問題 1.重結論、輕過程、能力培養(yǎng)不全面。
誰都知道物理是一門以實驗為基礎的學科,但由于各種因素的長期影響,實驗能力的培養(yǎng),尤其是實驗過程中觀察能力和思維能力的培養(yǎng)一直是物理教學的薄弱環(huán)節(jié)。教材中安排的實驗多數是用來幫助學生形成、理解、鞏固所學知識的,屬于驗證性實驗,這些實驗始終處于概念和理論的依附地位,僅作為驗證物理知識和物理理論的手段,原理、步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結論在教材中均已寫明,學生習慣進入實驗室,一切都是別人準備好的,學生不必用心思考、分析,只要單純模仿、重復,“照方抓藥”,稍加動手就可以完成實驗。另外一些教師準備不足,講解粗放、重結論輕過程,有的教師思想不重視甚至認為“做實驗不如講實驗”。在這種狀態(tài)下,學生的思維活動降到最低程度,通過實驗發(fā)展學生智力、培養(yǎng)能力自然成了空話。
2.客觀條件限制,實驗效果差。
現(xiàn)行的物理新教材中,雖然增加了許多實驗,但不夠多,絕大部分為演示實驗,傳統(tǒng)的教學是教師臺上做,學生臺下看,因空間因素的制約,并不是所有學生都能看清實驗現(xiàn)象,而教學進度時間緊,又不能重復,也不允許拉長時間觀察。有的實驗因器材或其它不確定因素,實驗還不成功；有的實驗現(xiàn)象太快,不易觀察；有的實驗現(xiàn)象太慢,現(xiàn)象不明顯,這會使學生注意力不集中；有的實驗因有毒、污染嚴重、危險性較大；有的實驗對設備、器材要求稍高等一些問題,都會制約實驗的開展。所以,經常草草收兵,迷迷糊糊過關。
3.操作能力低下,缺乏規(guī)范。因為傳統(tǒng)教學中講比做多,重結論而輕過程,導致學生在實驗操作過程中,存在膽小心粗的操作多,膽大心細的操作少；手忙腳亂的操作多,井然有序的操作少；隨心所欲的操作多,嚴格規(guī)范的操作少；“按方抓藥”的操作多,主動獨立的操作少的現(xiàn)象。
二、網絡技術應用在物理實驗教學中的優(yōu)勢
1.運用網絡技術平臺, 能給予物理實驗更大的展示空間。用制作課件的方法，再現(xiàn)或模擬實驗現(xiàn)象。將一些在課堂上實驗現(xiàn)象不明顯、學生很難觀察或受氣候的原因不便做的實驗，制成課件，使學生能很好地理解物理教學中的重點和難點。如：對于在波的傳播過程中質點的運動規(guī)律、波的雙縫干涉的特征、泊松亮斑；在靜電實驗中的靜電屏蔽、法拉第圓筒實驗、影響平行板電容器的電容的因素有哪些的實驗、光電效應實驗、原子物理中的α散射實驗等等，都可以做成多媒體課件，突出重點和難點，使學生能更好地理解物理教學的內容。
提供與實驗相關的生活與社會背景材料。在實際上課的過程當中，教師可以結合教學內容播放錄像或從網絡下載相關視頻。如：針對磁極間的相互作用可播放磁浮列車的錄像；在原子核一章中核能的利用可播放核電站的有關錄像等等；這些現(xiàn)代媒體的運用，能對物理實驗教學起到很好的輔助作用。
用投影或攝像的方法，強化觀察主體。如不同規(guī)格的游標卡尺、螺旋測微器的讀數，各種電表的表盤刻度等等學生很難觀察清楚，可利用投影等方式，使觀察主體在銀幕上形成放大的像，使學生能方便地觀察到各儀器的實驗細節(jié)，增強了實驗效果.增加信息容量，加快信息傳遞速度。在實驗的復習階段，針對各個實驗的目的、原理、器材特點、器材組合、實驗操作、現(xiàn)象觀察、數據讀取、分析處理、得出結論等各個階段，可利用計算機使知識再現(xiàn)，并在重點、難點的地方加以突破，使學生能更好地理解。
2.利用網絡技術手段，能優(yōu)化原有的教學模式。
原有的物理實驗教學模式中,比較先進的應是啟發(fā)性的“邊講邊實驗”,就是“邊實驗,邊觀察,邊討論,邊講解”的教學形式。但筆者在實踐過程中,經常覺得時間倉促,沒辦法完成教學進度,這種課型實際上只適用于—些操作比較簡單、實驗效果明顯,即能保證安全,又不會對環(huán)境造成污染的實驗內容,而且對教師的能力要求較高,必須要有很強的組織、調控能力。而借助多媒體輔助教學,教師在設置過程中將實驗內容重新編排,認真篩選,事先編制好了實驗內容和程序,節(jié)約了大量的板書時間,使課堂節(jié)奏明顯加快,課堂容量增大,因此節(jié)省的時間,可使學生能在預定的時間內完成實驗操作,即保證了安全,又獲得良好的實驗效果。
3.避免了“照方抓藥”,體現(xiàn)了學生實驗主體性
傳統(tǒng)黑板式的教學不具備可移動性,可保存性,加上容量有限,教師在實驗教學過程不能把所有實驗的具體步驟,及注意事項一一板書出來。學生在做實驗時,因為對實驗不熟練,操作上又不熟練,經常都是按照課本表述一句一句“照方抓藥”,一步一步地操作,絕大多數學生都是機械操作,處于盲目當中,只是為了能看到實驗的最終現(xiàn)象及成功與否。現(xiàn)代計算機輔助教學手段的應用,彌補了這一缺憾。在課前,教師完全可借助多媒體把實驗中一些具體操作步驟,用逼真的圖象、鮮艷色彩、動態(tài)的畫面,讓其形象化、直觀化,把器材的選用、該觀察和記錄的實驗現(xiàn)象、注意事項及問題和討論,都一一列在其中,使學生對任務一目了然,并能帶著問題做實驗。加上多媒體界面可變換,并可以定格,干擾少。如: 自由落體運動的教學設計： ①實驗歸納自由落體運動的概念。
教師做如下演示實驗：將一小球和一張白紙（小球的質量大于白紙的質量）從同一高度無初速度釋放，請學生仔細觀察物體下落的快慢。將一軟木塞和一張硬紙板（軟木塞的質量小于硬紙板的質量）從同一高度無初速度釋放，學生仔細觀察物體下落的快慢。牛頓管內置羽毛、小金屬片、小軟木塞，分有空氣和抽真空兩種情況，請學生仔細觀察物體下落的快慢。目的是通過演示實驗幫助學生建立對自由落體運動的感性認識。之后用多媒體課件以動畫的形式再現(xiàn)了牛頓管實驗情景，提出自由落體運動概念。
②利用頻閃照片研究自由落體運動規(guī)律。
由于頻閃照片在中學實驗室條件下難以拍攝，因此采用計算機模擬的方式演示給學生。首先，簡單介紹頻閃照片的拍攝原理，然后進行仿真拍攝，最后獲得頻閃照片。請學生獨立使用計算機軟件計算分析頻閃照片的數據，總結作自由落體運動的物體的運動特點。③用自由落體運動規(guī)律進行實例分析。
提出問題：假定雨滴從8km高處無初速度下落，若不計空氣阻力，則雨滴下落到地面的瞬間，速度大小是多少？請學生用剛剛學的自由落體運動物理量計算公式進行計算。通過計算機模擬，分析雨滴下落過程的受力情況。并得出結論：雨滴的下落過程不是自由落體運動。
這樣從提出問題開始,到得出結論、形成概念為止,學生始終處于積極探索的情境之中。為了解決問題,要運用已有的知識和實驗技能,提出解決問題的方法;通過討論,設計出合理的實驗步驟。然后,獨立地進行操作、觀察和記錄實驗現(xiàn)象。最后,再通過討論得出正確的結論。因此,這種教學形式,不僅為理解和掌握物理概念提供鮮明、生動的感性認識,而且由于學生始終處于主體地位,并積極參與教學的全部過程。他們主動地學習，積極參與問題的分析、討論、交流、體驗，在自主學習的氛圍中主動學習知識，增強了自主學習的意識，不僅掌握了應學的知識，而且在實踐中體會到了學習的樂趣；在自主學習的過程中，更提高了學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，提高了學生的自身素質。
4.利用網絡技術能有效培養(yǎng)學生的實驗設計能力。
在網絡環(huán)境下，實驗教學可以采取開放式的教學模式，把“實驗課”變成“實驗活動課”。讓學生自主地參與實驗設計，主動地去認識實驗儀器的作用及實驗的步驟和原理，教師不講課，只當啟發(fā)、導思的角色，鼓勵學生大膽實驗，勇于探索，使學生主動去發(fā)現(xiàn)問題、研究問題，有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)新，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神提供有利條件。
利用計算機能有效地培養(yǎng)學生的實驗設計能力,其途徑可利用計算機設計模擬實驗室,學生可以根據要解決的問題設計不同的解決方案,同時,還可以根據反饋信息,不斷修改設計方案。如:《恒定電流》電學實驗器材的選擇與電路的設計等,都可讓學生通過鼠標拖動儀器,組合成各種裝置。因計算機不受儀器、藥品實物等限制,學生可以反復試做,利用計算機的交互性,使學生思維更具有深度,也避免了一個教師五十幾個學生,不能完全指點與輔導的尷尬。
總之, 網絡技術應用在物理實驗教學中,不僅僅是一種方法的更新,更重要的是把網絡資源引入課程教學活動中,合理、機動地運用網絡技術,把學習空間還給學生,給學生提供視覺和聽覺感受,豐富學生的想像,有效地培養(yǎng)學生自主學習,主動發(fā)展的意識和能力,充分挖掘學生的創(chuàng)造潛能。
參考文獻：
1.郭昭全、何勝紅 高中物理學生實驗課改革的實踐與思考 物理教學探討 2000，8 2.康良溪 學生自主實驗能力的培養(yǎng) 物理教師 2000，12（12）
第四篇：飲料瓶在物理實驗教學中的應用
飲料瓶在物理實驗教學中的應用
一、對飲料瓶不進行任何技術處理，就可以做如下實驗
1．壓縮氣體體積，氣體液化演示
擰開瓶蓋，滴入幾點乙醚，擰緊瓶蓋后，稍待一會，蒸發(fā)，乙醚液體不見了。當用手擠壓瓶體時，乙醚液體重新出現(xiàn)在瓶壁上。這表明壓縮氣體體積，氣體被液化。
2．碘的升華與凝華演示
擰開瓶蓋，用匙加入少些固態(tài)碘，擰緊瓶蓋后，豎起將含有碘的瓶底，放入燒杯中的沸水里，就會觀察到紫色的碘蒸氣從瓶底上升，到瓶子的上部后重新凝華成閃閃發(fā)光的碘晶體。此時搖動飲料瓶時看到瓶底的碘仍然是固體，這比用燒瓶在酒精燈上加熱出現(xiàn)液態(tài)碘的可操作更強。
3．物體的懸浮、上升、下降演示
（1）將幾粒茶葉放入飲料瓶中，然后倒入多半瓶熱水（不要倒?jié)M，留一部分空間，用于調節(jié)飲料瓶中的壓強），最后旋緊瓶蓋。
（2）觀察到幾粒茶葉中有的漂浮、有的下沉、也有的懸浮。選取一個漂浮的茶葉片為觀察對象，用手擠壓方形塑料飲料瓶正對的兩側面時，漂浮的茶葉片就會下降，當用力適度時茶葉片就會懸浮在熱水中。
（3）若選取一個緩慢下降（或沉在瓶底）的茶葉片為觀察對象，用手擠壓方形塑料飲料瓶正對的兩個棱時，下降的茶葉片就會停止下降（或瓶底的茶葉片上升），當用力適度時此茶葉片也會懸殊浮在水中。
實驗原理：方形塑料飲料瓶擠壓正對兩側面時，瓶的容積變小，內部壓強增大，茶葉中浸入一些水而重力變大，當茶葉的重力等于浮力時就懸浮。當擠壓方形塑料飲料瓶正對的兩個棱時，瓶子的容積增大（數學證明略去），瓶內壓強減小，浸入茶葉中的水分量減小，當茶葉的重力等于浮力時也會懸浮。
4．演示氣體、液體分子之間有間隔
將空飲料瓶的瓶蓋擰緊后，用手握住用力擠壓，觀察到瓶子發(fā)生的形變，體積減小，說明氣體分子之間有間隔。將飲料瓶中盛滿水，再擰緊瓶蓋后，也用手握住使勁擠壓，會觀察到瓶子發(fā)生很小的形變，體積也減小，說明液體分子之間也有間隔。通過兩次擠壓后觀察到形變的程度不同，說明了氣體分子之間比液體分子之間間隔大。
5．演示光的直射、反射、折射現(xiàn)象
在一個比較粗一些的飲料瓶中充滿香煙（或是衛(wèi)生香）的煙霧，擰緊瓶蓋，制成了顯示光路器（能多個班級重復使用）。用激光筆從瓶底照向瓶口，能清晰地顯示光在同一種物質中沿直線傳播。若將瓶底放在平面鏡上，用激光筆從側面照向瓶底的平面鏡照射時，會清晰地觀察到入射光線和反射光線，給學生留下深刻的反射現(xiàn)象的表象。若一半是盛有未澄清的石灰水，一半是煙霧時，從側面向石灰水面照射時，會清晰地觀察到光的入射光線和折射光線。
6．分子不停地做無規(guī)則運動
將飲料瓶中滴入幾滴酚酞試液，擰緊瓶蓋后，上下倒置并旋轉飲料瓶子，使管壁上涂有一層無色酚酞試液。然后，將瓶蓋擰開后，在瓶蓋里滴上兩滴酚酞試液，并把飲料瓶倒置后，擰緊瓶蓋，2秒鐘后觀察到飲料瓶內的氨分子與酚酞反應，從瓶口外開始逐漸向上變紅，表明氨分子不停地做無規(guī)則運動。特點：飲料瓶由無色變成紅色，色彩鮮艷，能激發(fā)求知欲望，而且不污染環(huán)境。
7．演示豎直方向
對具有物理意義的“豎直”，學生不能很好的認識，理解起來費力，以至在有些問題中對重力和浮力的方向不能正確把握。
如圖
1、圖2所示，A是塑料飲料瓶；B是水；C是用線系好固定在瓶蓋上的鐵球；D是用細線系好固定在瓶蓋上的氫氣球。演示時，將組裝好的飲料瓶A正立、B倒立時，學生會觀察到系有鐵球C和系有氫氣球D的線段方向是豎直的方向；若將飲料瓶A、B傾斜時，學生也會觀察到系有鐵球C和系有氫氣球D的線段方向仍與水平面是豎直的，從而生動形象地表明重力的方向和浮力的方向總是豎直的。
9．證明大氣壓存在的演示
方法a：擰開塑料飲料瓶的瓶蓋后，用打火機點燃浸過酒精的棉花團，用鑷子放入塑料飲料瓶中，隨即旋緊瓶口，火熄滅片刻后，塑料飲料瓶就發(fā)生明顯的變形，同時有喀喀聲音的出現(xiàn)。這是棉花團在瓶內燃燒，消耗氧氣，體積膨脹又溢出，封口冷卻后，瓶內氣壓減小，外界大氣壓把瓶壓變形了。松開瓶蓋后，空氣進入內外氣壓平衡，在彈力的作用下，瓶身恢復了原樣。
方法b：飲料瓶中盛滿水，用一硬紙片（或塑片）擋住瓶口后，用手支撐著倒立過來，松手后，所擋的硬紙片掉不下來。再緩慢地使飲料瓶在豎直面轉動360度，硬紙片也倒不下來的，從而形象生動地證明大氣壓的存在。
方法c：將飲料瓶用手擠壓使它發(fā)生形變，讓瓶內的氣體被排出一部分后，把瓶口與自己的臉（或吹起的玩具氣球上）上相接觸，松手后，飲料瓶子就被“沾”在臉上了。這是飲料瓶瓶身的向外彈力作用下體積增大，內部壓強減小，瓶外的大氣壓使飲料瓶“壓”在人臉（或吹起的玩具氣球上）上了。
方法d ：如圖所示，飲料瓶中盛滿水，用帶有較長（1．6～1．8m）橡膠管的塞子塞緊瓶口，將飲料瓶子倒立進過來，瓶中的水從橡膠管中流入容器中，隨著水流入容器的增多，飲料瓶就發(fā)生形變，同時有聲音的出現(xiàn)。這是由于瓶內水的流出使瓶內氣壓減小，外界大氣壓作用在瓶子上的緣故。
方法e：將飲料瓶擰開瓶蓋后，用手按入水槽中使瓶中充滿水，然后把飲料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不離開水面為止，液面不下降（并與托里拆利實驗對比，使學生感悟出，當時托里拆利實驗為什么用水銀做實驗），從而說明大氣壓強的存在。
10．演示空氣振動產生聲音及音調變化
方法a：在幾個飲料瓶中盛入不同深度的水，將瓶口移至嘴邊吹氣，可以聽到不同音調的聲音產生。空氣柱越短的，音調越高，反之，空氣柱越長，音調越低。
方法b：在飲料瓶中盛入小部分水，用手握住后，將飲料瓶口移到嘴邊、吹氣，學生會聽到一種音調的聲音。若一邊吹氣，一邊用手擠壓飲料瓶水面升高時，學生又會聽見不同音調的聲音。
二、若對飲料瓶進行稍稍加工就會產生了“多功能瓶”
改進一：把自行車內袋上具有單向導氣的氣門芯，固定在瓶的蓋上，這樣就制成了可作如下實驗：
1．演示空氣有浮力
人類長時間生活在空氣中，對空氣的浮力適應，感受不到有浮力的存在，有下面的實驗，使學生直觀體會到空氣中的物體有浮力。用打氣筒給多功能瓶充氣，然后氣球套緊在氣門芯上，并用線系好。放在天平上使天平平衡，將套在氣球內的螺絲帽松動，使氣球膨脹，天平左端上升。在左端質量不變的情況下，左端上升是體積大浮力變大的緣故。
2．演示空氣有質量
空氣有質量的直觀表象是理解大氣壓強的關鍵，在新教材中沒有編排這一實驗，學生覺察不到大氣有質量，因此，我們增加了該實驗，天平調平后，將“多功能瓶”放在天平左盤上，右盤加砝碼使天平平衡；然后用打氣筒往“多功能瓶”中充8～9次后，再放在天平左盤上，發(fā)現(xiàn)左盤迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盤加1g多的砝碼，這表明空氣有質量。
3．演示對外做功內能減少
打開瓶蓋、滴入幾滴乙醚，擰緊瓶蓋，在用打氣筒充氣后，看見瓶內的乙醚蒸發(fā)透明，然后慢慢松開瓶蓋，同學們會看見瓶內出現(xiàn)了“白氣”，這表明氣體對外做功，氣體的內能減小，溫度降底而使乙醚液化的原因。
4．演示反沖運動
用打氣筒往“多功能瓶”中充10～15次的空氣后，將充足空氣的多功能瓶放在水池中的水面上，然后旋松氣門芯的螺絲，使氣體放出，會觀察到多功能飲料瓶，在水面上快速地前進著。
改進二：在飲料瓶上從上向下用針扎三個等距離的小孔可做如下實驗．
1．大氣壓的存在飲料瓶中盛滿水，擰緊瓶蓋后，放在水平桌面上。用錐子在周圍扎一些小眼（直徑小于3mm），水并未流出，這是瓶內水產生的壓強，小于外界大氣壓的緣故；當用手擰松瓶蓋時，瓶內的水與大氣壓產生的壓強之和大于瓶外的大氣壓，因此水就從所扎的小眼向外噴射出來，形成美麗的水簾。
2．液體的壓強隨深度的增加而增大
將帶有三孔的飲料瓶，用手按入水中充滿水后，不蓋瓶蓋時，從水中提出水面來，可觀察到不同深度的水射程不同，從而說明液體的壓強，隨著深度的增加而增大。
3．演示失重和超重
將帶有三孔的飲料瓶，用手按入水中充滿水，擰緊瓶蓋后，從水中提出來（水不溢出，是大氣壓的作用）。然后打開瓶蓋，水從小孔射出，將飲料瓶提高位置，松手使飲料瓶自由下落，小孔中沒有水射出。當瓶子落至地面前，用手接住，這時水又從小孔射出來。再豎直上拋時，也會觀察到水不溢出。再下落時，又會看到沒有水從小孔射出。這是因為當自由下落時，水受到的重力全部用作自由落體加速度g，不產生附加壓強，完全“失重”了。而豎直上拋時，作減速上升的運動時，負加速度也是重力產生的，也“失重”了。
4．演示帕斯卡定律
將帶有三孔的飲料瓶，用手按入水中充滿水，擰緊瓶蓋后，用手擠壓飲料瓶，會觀察到從三個孔中射出來的射程是一樣的。從而說明加在密閉液體上的壓強，能夠按著原來的大小不變地傳遞。
第五篇：邏輯思維在物理實驗教學中的應用
邏輯思維在物理實驗教學中的應用
摘要：本文就如何在初中物理實驗教學中發(fā)揮學生的邏輯思維能力，提高物理實驗教學的效率提出了自己的看法和具體做法。
關鍵詞：邏輯思維；物理；實驗教學
實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑。實驗教學具有多維的課程目標，除了學習知識、訓練技能以外，物理實驗教學還在發(fā)展實驗能力、提高科學素養(yǎng)方向發(fā)揮重要作用。應讓學生通過設計實驗、收集和分析實驗數據等自主活動來提高實驗能力；在認真收集、處理實驗信息中培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度和科學精神等。實驗教學本身要求科學思維具有嚴密的邏輯性，從某種意義上講，邏輯思維能力是一名學生科學素養(yǎng)的重要標志。邏輯思維方法是分析和解決物理問題的關鍵，認真分析研究邏輯思維方法對物理實驗教學的指導作用，選擇恰當的邏輯思維方法，將會提高物理實驗教學的效率。比較與分類，分析與綜合，歸納與演繹是邏輯思維的基本方法。下面我就如何在物理實驗教學中發(fā)揮學生的邏輯思維能力談談自己的具體做法。
一、通過對比實驗發(fā)現(xiàn)新事物
對比是找出事物之間的不同點和共同點的思維方法，通過事物間相同特征或不同特征的比較，揭示事物的本質和區(qū)別。在物理實驗教學中，對比的目的主要是揭示兩種事物的不同特征，但在對比的過程中我們還會發(fā)現(xiàn)新的事物。
大氣壓強這一概念，對初中學生來說是比較抽象的。在“體驗大氣壓強的存在”教學時，為了證明大氣壓的存在，教學中我設計了兩個對比性實驗，每做一個實驗，都引導學生觀察現(xiàn)象，思考問題，分析問題，得出結論。第一個實驗是用一張硬紙片蓋住玻璃杯口，用右手拿著玻璃杯，左手壓住硬紙片，將玻璃杯口朝下，松開左手，讓學生觀察發(fā)生的現(xiàn)象，根據紙片的受力情況分析紙片為什么向下掉。第二個實驗是用一張硬紙片蓋住裝滿水的玻璃杯口，進行與實驗一同樣的操作，讓學生思考與實驗一同樣的問題。學生自然會想到厚紙片不會掉下來時因為受到一個向上的作用力，這個作用力只能是大氣產生的，由此可見，大氣對硬紙片產生了壓強。
二、運用對比性實驗導出物理規(guī)律
對于學生易于形成片面認識的物理規(guī)律，設計針對性強的對比性實驗，可以幫助學生完成認識上的飛躍。在做“探究二力平衡的條件”演示實驗時，先讓學生仔細觀察并讀出卡片保持靜止時兩邊吊盤里砝碼的重力，并向學生提出探索性問題：“二力在什么條件下才會平衡？”學生往往得出片面的結論：“二力平衡條件是二力的大小相等，方向相反。”這時引導學生再仔細觀察如下兩個有針對性的對比實驗。①兩個力大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上（即用兩個卡片拼合在一起代替原來的卡片）；②兩力大小相等，方向相反，作用在同一個物體（卡片）上，但兩力的作用線不在同一條直線上。通過這兩個實驗，學生自己否定了原先的片面論斷，從而得出科學的結論：“作用在一個物體上的兩個力，如果在同一條直線上，大小相等，方向相反，這兩個力就平衡”。
三、聯(lián)想實驗現(xiàn)象，體驗新事物的存在對看不見、摸不著的物質，通過引導學生分析在實驗中出現(xiàn)的奇特現(xiàn)象，感受新物質的存在。在引入紅外線的概念時，如果直接告訴學生紅外線的存在，學生會很難理解，甚至認為無中生有。我們可以在“光的色散”實驗的基礎上，在肉眼看起來沒有任何物質的紅光外側位置上放一支溫度計，結果發(fā)現(xiàn)溫度計的示數很快上升。從溫度計的示數很快上升這種現(xiàn)象我們聯(lián)想到紅光外側位置上應該存在某種肉眼看不見的物質，由于它位于紅光外側位置上，就根據它的位置命名為紅外線。
四、分析與總結物理模型，降低實驗探究的難度
物理器材的原理和結構決定了器材的使用方法。在物理儀器和器材的使用方法教學中，理解儀器的原理和結構可以降低實驗探究的難度，加強學生對器材使用方法、使用規(guī)則的理解。在“探究滑動變阻器的使用方法”的實驗教學時，首先要給學生分析滑動變阻器的結構和原理，然后引導學生根據原理分析接入A、B接線柱時，無論向哪移動滑片A、B間的都不發(fā)生變化；接入C、D接線柱時，無論向哪移動滑片接的都是一根金屬桿（相對于一根導線），C、D間的電阻絲長度也不可能發(fā)生變化。只有一個接線柱接在電阻絲上，另一個接線柱接在金屬桿上，移動滑片時電阻絲長度才能發(fā)生變化。接著讓學生分析下接線柱選A時電阻值的變化規(guī)律，下接線柱選B時電阻值的變化規(guī)律，從而得出結論：滑動變阻器的接線柱選擇應該“一下一上”，電阻值的變化規(guī)律是由下接線柱決定的。顯然，培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能，必須要注意把掌握儀器的方法與儀器的原理結合起來，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器。
五、利用邏輯推理進行理想實驗
進行理想實驗的過程，同時也是運用邏輯思維進行高度科學抽象的過程。理想實驗是一種創(chuàng)造性的思維活動，是科學實驗的補充和跨越。在“探究阻力對物體運動的影響”的實驗中，學生已經觀察到小車受到的阻力越小，小車運動的路程越長。接著引導學生進行邏輯推理：如果小車在絕對光滑的水平面上運動，即受到的阻力等于零，小車將怎樣運動？小車運動的路程將無限長，沿著直線一直運動下去，它的速度不會發(fā)生變化（做勻速直線運動）。
六、運用逆向思維，提出新問題
有許多把事物反轉一下或把順序調換一下就解決了停滯不前的問題的事例。比如，1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，法拉第利用逆向法，終于在1831年實現(xiàn)了“磁轉化為電”。牛頓根據開普勒提出的行星運動三大定律，經過逆向思維，從而提出“行星為什么這樣運動”，通過嚴密的推理論證、分析歸納，找到了天體運動的原因，總結出了的萬有引力定律。物理學家的逆向思維活動的獨特和新穎，使他們創(chuàng)造活動成為物理學發(fā)展史上璀璨明珠。在實際實驗教學過程中，我們不妨模仿科學家使用過的逆向思維提出新問題，激發(fā)學生進行實驗探究的興趣。
（作者單位：陜西省勉縣新街子鎮(zhèn)九年制學校724205）
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