中学物理实验的研究的讲义.doc

目 录 第1章 物理实验与物理学发展 1 1.1 物理实验与观察、生产劳动 1 1.2 物理实验在物理学发展中的地位 1 1.3 物理实验在物理学发展中的作用 4 第2章 物理实验与物理教学 6 2.1 科学实验与教学实验 6 2.2 物理实验在物理教学中的地位 6 2.3 物理实验在物理教学中的作用 7 第3章 物理实验原理与设计 11 3.1 中学物理演示实验原理分析方法 11 3.2 中学物理演示实验科学性与可行性 15 3.3 基本设计思想的形成 26 3.4 实验模型的建立 27 3.5 实验方案的设计与比较 30 3.6 实验装置与实验器材的选择 32 3.7实验条件的选择和实验操作 49 第4章 课堂演示实验教学方法 51 4.1 物理实验的教学功能 51 4.1.1 物理实验的感觉功能 51 4.1.2 物理实验的训练功能 51 4.1.3 非语言传播功能 53 4.1.4 物理实验的评价功能 53 4.2 演示实验的类型 53 4.3 中学物理演示实验对教师的要求 54 4.3.1 备课要仔细 54 4.3.2 指导要明确 55 4.3.3 演示力求直观 55 4.3.4 操作要规范 55 4.4 课堂演示实验教学设计的基本方法 55 4.4.1 课堂演示实验教学模式 56 4.4.2 课堂演示实验教学设计的基本程序 57 4.5 实验教学程序 59 4.5.1 必须一切从学生出发 59 4.5.2 要与教学要求相适应 63 4.6 实验教学体系的设计与研究 64 第5章 中学物理演示实验器材制作 70 5.1 实验器材制作的意义 70 5.2 演示实验器材制作的基本原则和要求 70 5.2.1 基本原则 70 5.2.2 基本要求 70 5.3 自制实验器材设计注意事项 71 5.4 金属加工及工具 71 5.5 焊接技术 72 5.6 玻璃材料的加工 73 5.7 有机玻璃般的加工 74 5.8 粘接技术 74 5.9 自制实验器材实例 77 5.9.1 物体的重心 77 5.9.2 测定滑动摩擦系数 78 附录：备选实验项目 82 第1章 物理实验与物理学发展 1.1 物理实验与观察、生产劳动 所有自然科学都来自于实践，都是在对自然现象观察的基础上，从科学试验和生产实践中总结发展起来的，物理学亦如此。但是，物理实验与物理观察和生产劳动并不完全相同。 1．两个概念 物理实验：是人们根据研究的目的，运用科学仪器设备，认为地控制、创造或纯化某种自然过程，使之按预期的进程发展。同时在尽可能减少干扰客观状态的前提下进行观察，以探究物理过程变化规律的一种科学活动。 观察：是通过感官感受外部的各种刺激，形成对周围事物的印象。科学观察是有计划、有目的地对自然状态下的客观事物进行系统考察和描述的一种科学活动。 2．物理实验与观察的差异 （1）共同点 两者都是科学实践中搜集事实、取得经验的途径。 （2）差别 A．实验中，人处于主动地位，可充分发挥主观能动性，控制条件，改变客观状态和进程，使自然现象的变化有利于得出规律性认识。观察中，人处于被动地位，只能等待自然现象按其本来进程发展，对现象进行记录和研究。 B．实验结果可以重复，它不是简单的纯感性的活动，而是包括深刻的理性思维。 C．观察一般是获取原始材料的基本方法。 （3）联系 观察是实验的前提，实验是观察的发展。 观察是搜集自然现象提供的东西，实验室从自然现象中提取它需要的东西。 因此，观察和实验室两种不同层次的认识手段，起着不同的作用。 3．物理实验与生产劳动的区别 物理实验是以在科学理论指导下探索自然规律为主要目的； 生产劳动以直接改变自然，达到增加物质财富为目的，且不要求得到自然规律。 1.2 物理实验在物理学发展中的地位 物理学是一门实验科学，其概念的建立、定律的发现都有坚实的实验基础，在物理学的发展中有着巨大的意义和推动作用。 1．物理实验与古代物理学的发展 物理学的发展，经历了从萌芽时期到经典物理学时期，再到现代物理学时期的三个大发展阶段。 在古代（公元前七、八世纪），物理学只是“自然哲学”的重要组成部分。此时，主要依靠对自然现象和生产、生活很不充分地观察，以及简单粗造的实验，直觉地、笼统地去把我物理现象的一般特性。物理学基本上处于对现象的描述，经验的简单总结和思辨性的猜测阶段，饰演的巨大作用还未被充分认识。 在古代，许多人曾做过许多实验，或进行过观察，对实验现象作过各种解释或总结，提出过种种理论，制造了不少仪器，对古代物理学的发展起到了积极的推动作用。 例如： （1）古巴比伦人：用“日晷”和水钟计时； （2）古希腊人：摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体，恬然磁石具有磁性； （3）阿基米德：由杠杆实验得到杠杆定律；由浮力实验得到浮力定律； （4）《考工记》：