物理学实验本科毕业论文
物理学是一门以实验为基础的自然学科。下面是学习啦小编为大家整理的物理学实验本科毕业论文,供大家参考。
物理学实验本科毕业论文范文一:物理学实验设计论文
学习啦在线学习网 一、楞次定律原有的实验方案
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下,对“楞次定律探究”的教学是这样设计的:
1.创设情境,复习引入
学习啦在线学习网 问题一:电流计指针偏转方向与通入电流的关系?【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。师:如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系?是否可以通过实验来确定呢?【学生实验1】学生按图接好电路,探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系,并完成下表。结论:电流从何方流入指针就向何方偏转。问题二:感应电流产生的条件?【实验二】感应电流产生的条件:师:在上述实验中,我们已经得出感应电流产生的条件是什么?生:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。师:磁铁插入与抽出时,指针偏转的方向相同吗?指针左偏与右偏意味着什么呢?生:不同。指针偏转不同,表明电路中的电流方向不同。问题三:怎样判断通电螺线管中的电流方向?师:怎样判断通电螺线管中的电流方向呢?生:根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。问题四:怎样判断通电螺线管中的磁场方向?师:怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢?生:根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师:那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢?本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题,分组探究
学习啦在线学习网 【学生实验2】学生按图接好电路,做实验并填附表。
3.分组总结,难点依旧
描述实验现象,填表。讨论回答:师:穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果?生:有感应电流产生。师:感应电流又会产生什么?生:会产生感应磁场。师:那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢?请大家分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。(1)N级向下插入→原磁场方向向下→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向向上→二者方向相反→感应磁场的作用:阻碍原磁场增加。(2)S级向下插入→原磁场方向向上→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向向下→二者方向相反→感应磁场的作用:阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。(1)N级向下拔出→原磁场方向向下→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向向下→二者方向相同→感应磁场的作用:阻碍原磁场减小。(2)S级向下拔出→原磁场方向向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向向上→二者方向相同→感应磁场的作用:阻碍原磁场减小。结论“:增反减同”,即:判定感应电流方向的方法,其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”,由此得出了楞次定律。在这个教学过程中,学生的学习效果如何呢?实际教学中,学生共分成八个小组,其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师,三个小组的表格填了一部分,而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明,虽然在教学中运用了各种物理学方法,但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知,之后楞次定律的得出也就比较困难,对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢?关键还是要结合学生学习的实际情况,合理地运用物理学方法。于是,教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革,取得了很好的学习成效。
学习啦在线学习网 二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法,是指学生在教师的指导下,使用一定的设备和材料,通过控制条件的操作过程,引起实验对象的某些变化,从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础,教师耐心细致地做好这一步,才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是,教师带领学生对实验教学过程做了如下改进:(1)创设情境,复习引入【实验一】产生感应电流的演示实验。教师演示分步连好电路,由学生上讲台操作,全体学生观察。问题一:怎样做能够产生感应电流?生:将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。问题二:为什么产生了感应电流?(感应电流产生的条件)生:闭合回路中磁通量发生了变化。问题三:灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系?生:电流从哪边流入灵敏电流计,指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。问题四:怎样判断通电螺线管中的磁场方向?师:怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢?生:根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师:那么感应电流的方向是遵循什么规律呢?本节课让我们通过实验来进一步探究。(2)确定课题,互动探究【实验二】探究感应电流的方向。教师实验:N极向下插入螺线管中,请学生记录实验现象,把电流方向标在下图中。学生分组:N极向下从螺线管中拔出,S极向下插入螺线管中,S极向下从螺线管中拔出,分别记录实验现象,并把电流方向标在下图中:由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示,学生的实验做得很顺利,实验现象的记录也很准确,可以说又快又好,有效地完成了这一教学环节。那么接下来,如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论,这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
学习啦在线学习网 所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法,也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律,在学生的学习过程中具有重要作用。于是,教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进:首先,降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个,如下所示:其次,设置问题,引发学生的思考。师:通过实验,我们知道了在不同情况下感应电流的方向(已画在图上),那么请大家分析一下,感应电流的方向与什么因素有关呢?生甲:可能与磁感应强度B的方向有关。生乙:可能与条形磁铁的运动方向有关。生丙:可能与磁通量的变化有关。分析:由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样,由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么,到底与什么因素有关呢?最后,难点由教师引导学生突破。师:感应电流会产生磁场吗?生:会。师:请大家画出感应电流的磁场方向,并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系?分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程(1)N级向下插入→原磁场方向向下→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向向上→二者方向相反→感应磁场的作用:阻碍原磁场增加。(2)S级向下插入→原磁场方向向上→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向向下→二者方向相反→感应磁场的作用:阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。(1)N级向下拔出→原磁场方向向下→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向向下→二者方向相同→感应磁场的作用:阻碍原磁场减小。(2)S级向下拔出→原磁场方向向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向向上→二者方向相同→感应磁场的作用:阻碍原磁场减小。得出结论“:增反减同”即这样设计的实验和学习课程,实际的实验过程顺畅了,学生几乎都能认真完成实验,记录下观察到的现象,并经过分析讨论得出了自己的结论,为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。由此可见,在教学过程中,关键是要保证让学生理解相应的知识。所以,任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计;任何教学方法的应用,都是为实现这一目的而服务的。因此,教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容,怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容,这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合,在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求,等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚,在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法,教学质量就会有大幅度提高,学生的学习也会有较大突破。
三、结论
本次实验设计改革,在高中物理实验演示实验改进上作了一定的改进与创新,包括演示仪器的改进、实验方式的改进创新、实验改进规律的总结等,使教师可以更好地说明一些抽象的物理规律和较难的知识点,有效地创设问题情境,使物理实验与教学实际更紧密地结合,同时又增强了实验的趣味性、直观性、形象性和科学性,使学生学得更有劲。
物理学实验本科毕业论文范文二:物理学实验基础培训思考
物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。这就是当前我们贯彻和实施素质教育,提高学生实验素质的正确教育思想。中学物理学生实验技能主要包括六个方面:一是掌握常用基本仪器的构造、原理和使用,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确的结论;四是了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是初步养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。下面试从两个方面浅谈学生实验技能的培养。
一学生实验技能培养的方法
学习啦在线学习网 (一)培养学生使用基本仪器的技能
学习啦在线学习网 掌握基本仪器的使用,是做好物理实验的基矗基本仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导:
1.各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器。
2.使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据就不准确。如:“对安培表、伏特表等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的,零误差的修正在生产上有普遍意义。因此,必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
学习啦在线学习网 3.会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时,要学会正确读数的姿势。如:从量筒上读数时,眼视线应与液面保持相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处,凸液面读凸处,从安培表、伏特表读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
4.根据仪器的构造原理,掌握它的使用方法和使用规则。如:天平是根据杆杠的平衡条件制成的,因此,使用前和秤量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然,培养学生使用基本仪器的技能,必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来,这样既有利于巩固基础知识,又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理,使用起来才会更加自觉和主动。
(二)培养学生进行实验过程必须掌握的技能
1.培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。
学习啦在线学习网 其次,培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的技能。正确的实验,首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整(对仪器的调零前面已介绍,这里略),电气调整如:使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路按顺序进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。这种技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。
2.培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力
这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求:能记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
进行数据处理、运算,对实验结论进行分析。在整理数据时,如发现有不合理的数据,应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论,如:讨论数据说明什么?与理论计算有何偏差?实验过程为何这样设计?实验结果的物理意义(结论)是什么?对一些成绩优良的学生,还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生,许多深一层次的问题都可以在这里分析研究,从而加强了对学生思维能力的培养,有效地巩固知识,技能更加熟练。
学习啦在线学习网 3.要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析。实验后,要指导学生分析实验误差的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:螺旋测微器零点不准;风的吹动使天平产生误差;电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。改进实验的方法,可改变仪器的位置或仪器的布置,撤换某件仪器,改变所选取的某个参数,改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上,分别称衡,可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值,可以发现周期与摆角有关。
偶然误差是在实验条件不变的情况下,对某一物理量进行多次重复测量时,由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值,以其平均值为最终的结果。测量次数取多少,要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如:测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等,应当多测量几次。
综上所述,要培养学生这方面的技能,必须让学生懂得减少误差首先要发现它的存在和来源,其次是确定减少误差的方法。
增加测量次数固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,实际上,只有改进实验方法和仪器,才能从根本上改善测量的结果,提高测量精确度。
4.会写一般的实验报告。学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会,写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能,对实验报告的写法、格式要严格要求,书写时,要求层次清楚,语言流畅,文字精练、正确,图文并茂,要总结出实验成功的经验或实验失败的原因,使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果,并让别人看懂。
在批改实验报告时要注意学生思维的火花,如对某个问题的独特看法,对某项操作的有益建议,对实验的改进意见等,要给予鼓励,并要及时与之讨论,让师生都有所收获。这样做,既延伸了实验课的教学,使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透,又是提高学生动手技能的有效渠道。
5.养成良好的实验习惯,包括爱护仪器,遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如:做电学实验结束时,应将仪器调到最安全的状态再切断电源,然后拆除连接线,整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育,以免损坏仪器及发生实验事故等。
学习啦在线学习网 二培养学生实验技能的途径
学习啦在线学习网 1.实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器,进行实验操作典范,它教给学生正确的实验方法。如:如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理,得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验,学生可以在长年累月的耳闻目睹中,潜移默化地学到实验技能。
在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后教师在台上做示范,学生在台下跟着教师做,这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的步步指导下,养成良好的实验方法、实验修养。随着实验技能的不断提高,逐步培养学生自己设计实验,独立实验的能力。
2.尽可能将演示实验改为分组实验。如:阿基米德定律、牛顿第二定律等。
学习啦在线学习网 3.将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系,后总结出物理规律。
学习啦在线学习网 4.开辟第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识,又可培养学生的实验技能。主要形式有:①指导学生进行课外实验;②组织参观活动;③举行操作实验竞赛;④组织课外兴趣小组;⑤举办物理科技晚会等。
学习啦在线学习网 5.实验考查。考查的形式有:①书面实验考试;②实物实验操作的考查。
总之,学生实验技能的培养需通过多方面的长期培养,但作为中学学生物理实验技能的培养,上述所论及的是最主要、最基本的。因此,抓好上述的技能培养是抓住矛盾的主要方面。
物理学实验本科毕业论文相关文章:
4.物理学论文范文