物理实验摸拟法论文

2022-04-20

当前,在我国的基础教育领域里,正在深入地开展教学的整体改革,要实现这些改革,必须借助现代的教学媒体,即利用多媒体进行教学。多媒体教学是教学现代化的标志,是教学改革的重要组成部分,是整体教学改革的重要途径和突破口。它不仅具有其它直观教学的优点,而且还有视听结合、动静结合、操作方便等特点,有利于课堂教学改革,优化教学结构。今天小编为大家推荐《物理实验摸拟法论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

物理实验摸拟法论文 篇1:

创新教育在初中物理实验课中的实践

【摘 要】创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变,物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。

【关键词】创新;拓展;创造;全新

伴随着经济的发展,科学的日新月异,知识在社会生活和社会发展中的含量越来越高,而以知识为基础的知识经济越来越受到世人瞩目。决定个人命运的主要因素,也已不再是掌握知识的多少而在于更新知识创造知识的能力的大小。创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识有学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而摸拟前人解决问题的思考方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新。也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法,而不仅仅是知识的本身。因此,创新教育不应只是一个时髦而响亮的口号,而应落在工作的最实处。

创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变,物理实验教学中来探索创新教育的具体实施。

一、观察是创新的前提

观察是实验的第一步,也是创新的前提。没有对客观事物的认识是谈不到创新的,我们在实验教学中首先应该使学生知道:所谓的观察就是要有目的地辨明观察对象的主要恃征,注意发现引起变化的条件和原因,其次,要使学生了解观察是要经过一定的努力,克服一定的困难才能发现问题,才能得到对事物的正确认识和正确的结论。需要指出的是:在教学应该让学生知道,观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步,也是我们要进行任何创造和超越的第一步,我们所需要的不仅仅是大家观察到的结果,更重要的是观察这个活动的本身,观察在生活中无处不在。比如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导学生讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同现象是由不同的原因引起的。但是具体到是哪些原因,应该由学生通过多次的实验得出一定的结论,而不是老师在黑板上把各种条件罗列出来,再提供给学实验。那样做实际限制了学生的思维,是不利于学生形成创新思维的。

二、实验,在学习中创新

人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地思索和总结得到的。如对于彩虹,自然界在特定的雨天后才能看到,平时看不到。在序言中教学中用三棱镜做光的色散实验,让彩虹出现在教室里,使学生感到新奇,通过这段教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验,实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。那么在这里学习的就不是色散的知识,更重要的学习了这种探索事实根本的方法—实验。

实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验应该:了解实验目的,正确使用仪器,做必要的记录,得出相应的结论整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论,做出正确的实验报告。向学生适当介绍一些物理学大师所做的物理实验以及所取得成绩,而在以后的学习中能够运用这些方法来探索知识。

三、重视方法的总结,动手动脑

科学的方法提出这样几个步骤:收集大量的资料,证据,总结分析,得出结论,提出意见和建议。实验做完了,结果出来了,我们的实验是不是就结束了?没有。应用才是我们的最终目的,这也完全符合唯物主义方法论中关于从实践到理论再由理论到实践的辩证原则。当学生做完了基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求如做验证性实验和设计性实验。比如在做完测平均速度的实验后应该总结实验时所采用的物理方法:控制变量法,这种方法在物理的实验中是常用的,是应该掌握的。这样在学完密度知识后根据实验室所能提供的器材可以要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生可以根据控制变量法的方法提出设计方案,也可以提出一些具体问题,自己设计实验方法进行实验。这不仅对前面知识的应用,也是一种对物理方法的使用。运用现有的知识内容推论后面的学习内容是一种物理研究的思路,更是学生应该掌握的物理方法之一。在这个研究的过程中也更容易有新的突破。在做固体融化的实验过程中(直接加热),开始的实验结论和课本上总不一致,学生甚至考虑推翻课本的大胆想法。在引导学生考虑小学学习的热平衡的知识后,就有学生考虑是不是加热不均匀的问题,通过讨论,最终用了水浴的方法来解决了问题,结论与课本基本一致。这就是运用来探讨新知识新方法,在探讨中学生也品尝了成功的喜悦。

总之,创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质,增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的意识。而其在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代社会需要的人材提供一个可行的方式方法。

作者:贺永新

物理实验摸拟法论文 篇2:

形象的多媒体技术与抽象的物理教学

当前,在我国的基础教育领域里,正在深入地开展教学的整体改革,要实现这些改革,必须借助现代的教学媒体,即利用多媒体进行教学。多媒体教学是教学现代化的标志,是教学改革的重要组成部分,是整体教学改革的重要途径和突破口。它不仅具有其它直观教学的优点,而且还有视听结合、动静结合、操作方便等特点,有利于课堂教学改革,优化教学结构。

多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观点和方法,组织多媒体信息,结合传统的教学手段,使两者有机结合,相辅相成,形成合理的教学结构,以实现教学的优化,并参与课堂教学的过程。

多媒体技术应用在物理教学中,通过对物理实验模拟,来降低学生对所学知识的理解难度,化抽象为形象。因为在物理教学中,有很多物理量是看不见、摸不到的,只能从其表现出来的现象进行分析、归纳、演绎、推理,进而总结出结论。借助多媒体计算机,能将这些抽象的知识模拟出来,直观形象地显现在学生面前,降低学生对所学知识的理解难度。在研究“磁体周围的磁场”时,情况就是这样的——磁体周围的磁场是客观存在的,可是我们既看不见也摸不到,如果让学生仅凭想象,必然会困难重重,这时我们就可以借助计算机将磁体周围的磁场模拟出来,让学生一目了然。这里强调的物理模拟,不是示意性的简单动画,它演示的物理过程接近于物理的真实。如电流是电荷的定向移动,这种移动是叠加在电子无规则运动基础上的定向移动;电容器充电、放电的过程;两球碰撞时先压缩、后恢复,其过程中两球速度、加速度的变化,粒子散射、核裂变的过程等。模拟实验是多媒体辅助教学的重要功能之一,利用多媒体做实验,准确、逼真(有动画感),能够较好地反映出物理现象变化的全过程。

多媒体还可以进行动画演示,调动学生学习物理的积极性,激发学生学习物理的兴趣。物理学本身是一门实验科学,许多物理知识的理解是要依靠直观的实验做基础的,但在中学教学中有很大的一部分实验(尤其是微观实验)是无法实现或较难实现的。不做实验就会对学生掌握知识以及教学效果带来很大影响。以往遇到这种情况,多是教师对着挂图或书中插图讲实验,学生没有形成具体的认识,较难接受。利用多媒体则可以化小为大、化远为近、化抽象为具体,使本来看不见或者看不清的东西变为具体形象的动画片,利用动画作为媒介,逼真地展现在学生面前,帮助学生理解掌握物理知识,给学生提供大量的感性材料,丰富教学内容,帮助学生形成科学概念,深刻理解较抽象和较复杂的教材内容,使学生在轻松、愉快的环境中去学得知识。如简谐振动的图像,把弹簧振子振动的实物图、相应的圆周运动以及振动图像的形成有机地联系起来,计算机在一幅画面中演示这种有联系的连续的动画,在教学中能起到化解难点、突破重点的作用。在“生活中的透镜”一节的教学中,利用照相机照相时,由于在照相机胶片上所成像的大小是随被照物体与镜头的距离的变化而变化的,而像的这种变化是学生在外部不易观察的。这时,将其做成动画,像的这种变化就显而易见了。这样,可以防止学生产生厌学的心理,调动学生学习物理的积极性,激发学习物理的兴趣。

我们还可以借助多媒体技术进行知识提炼,加大课堂密度,增大课容量。这里所说的知识提炼,是以计算机特有的方式进行的知识的复习、巩固、小结,它能够把物理规律集中表现出来。如,“透镜成像”是几何光学中的重点内容,要求学生掌握透镜成像的虚实、正倒、大小及物体移动时像的变化和移动的情况,在教学过程中学生通过实验法、作图法、公式法学习这部分知识。作为这一单元的小结,计算机演示物体沿主轴由远及近向透镜移动的过程中像的变化和运动,在学生有了实验的感性认识和理性分析之后,给他们一个形象的、连续的、鲜明的知识提炼,达到复习、巩固的目的。物理是以实验为基础的学科,而每一个实验都是经物理学家的许多次实验后才得出的结论,所以我们要掌握这些知识的来龙去脉,对培养学生的创新精神是大有益处的。而课堂的时间短,如果真的用实验一个一个地去完成,确是一件困难的事,这时我们可以将前人走过的路——即实验目的、实验准备、实验过程等,用微机展示出来,让学生按照着前人使用过的正确方式去做。这样既能准确地完成任务,又不至于使学生走弯路,从而在短时间内高效地完成任务。

利用现代化教学手段对学生产生有利于一种好的潜移默化的影响。通过人机对话,学生能发挥学习的主动性和灵活性,有力地促进智力开发和学习效率的提高;又由于学生可以根据自己的情况控制学习进度,还可实现因材施教、因人施教、突出个性发展的素质教育的目的。如我们用教学软件进行“振动和波”的复习时,每个学生可根据自己的情况选择复习内容和练习题,老师则根据每个学生的具体情况给予个别指导,进而达到较好的效果。随着现代化教学手段的不断应用,既方便了教学,也向学生展示了科技发展的现状,无形中在号召学生应努力学习,不断地丰富和完善自己,跟上时代的要求,去使用现有的现代化工具,才有可能去创新,才能走在时代的前列。

应用多媒体进程中,我们也看到了一些存在的问题:

以辅代主。在教学活动中,学生是主体,教师应起主导作用,多媒体技术是为提高教学效率而使用的一种手段。但在实际教学中,多媒体教学不但替代了粉笔黑板,还替代了其它媒体的地位,“包办”了所有的教学工作,多媒体替代了一切,成了现代课堂教学的全权代表。这种全盘“包办”必然带来问题,如:投影屏幕不能完全替代教师板书。现实中不少老师利用多媒体教学时,脱开了粉笔和黑板。但作为传统课堂教学象征的黑板仍有一些地方是现代教学媒体无法替代的,首先是黑板即时重现力强,随写随看,内容还可以方便地增删,教师在使用多媒体教学的过程中,有时会有突然而至的灵感,如果借助黑板,这种“灵感”就会得到充分展示。另外,好的手工板书有提纲挈领的作用,有体现教师风格的作用,有无形感化的作用,学生抬头一看,便对本节课的重点一目了然。所以,使用多媒体教学时,不能忽视教师在教学中的主导地位,更不能忽视学生的主体性。

以模拟实验操作代替实际实验操作。能够实际完成的实验必须让学生实际操作。利用微机技术可以很方便地实现模拟现实,甚至模拟现实中难以实现的实验。但是,如果热衷于在计算机上模拟操作而忽视学生的实际操作,势必影响学生动手能力的培养。同时由于模拟实验不是真实的实验,使得它的可信度不高,如果长期要学生接受他们所怀疑的信息,那么必然会使他们丧失质疑、创新的欲望和能力,重新回到机械接受和机械记忆的老路上,与使用多媒体计算机进行辅助教学的初衷背道而驰。因此,可以通过实验解决的问题就没有必要再用多媒体摸拟,要尽可能采用真实的实验实践教学。

以教师的活动代替学生的思考。教学活动中,必须发挥学生的主体作用。多媒体辅助教学的作用在于应用现代化的技术手段,刺激和调动学生思考的积极性,启发学生的思路,培养学生的发现问题、思考问题、解决问题的能力。因此,在应用多媒体进行教学的实践中,必须注意不能让电教媒体挤占学生的探索、分析、思考的时间,必须把学生的思维能力的培养作为教学的重要目标。

以人机对话代替师生对话。教学活动是一个师生共同参与的活动,在教学中通过师生之间的对话,信息交流、反馈,实现教学双方对教学过程的把握,帮助教师在一个动态的过程中完成教学任务,实现教学目标。如果盲目地依赖于计算机,只注重人机的对话,很容易忽略师生之间的信息反馈,那么就会使教师的教学活动进入一个单向的信息系统,无法摆脱满堂灌的模式。

以形象思维代替抽象思维。教学活动的一个重要目的就是培养学生的抽象思维能力,对高年级学生而言,这种能力的培养显得尤为重要。多媒体技术可以利用自己强大的功能,降低难度,突破难点,但是,如果只是简单地以生动形象的画面把本来应该在学生头脑中的想象再现出来,那么,势必会影响学生的抽象思维能力的形成和发展,不利于学生的长期发展。

(作者单位:甘肃武威市凉州区张义镇中路中学)

作者:朱兴文

物理实验摸拟法论文 篇3:

新课标下高中物理教学基本模式略议

在物理教学的实践中,探索与总结物理学科课堂教学模式,并将其应用于物理课堂教学实践环节,这对于学生掌握物理概念、物理规律的形成过程、内涵与外延和学习物理的科学方法,培养学生获取知识的探究能力,增强学生的物理抽象思维、形象思维、直觉思维和创造性思维能力,都具有重要的理论价值和指导作用。

笔者在教学探索中,以《普通高中物理课程标准》新理念和三维目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)为指导,根据物理学科的特点和学生的认知、思维发展规律,总结出物理概念教学的基本模式、物理规律教学的基本模式和物理解题教学的基本模式,并赋予三者新的深层涵义。教学实践证明,这些模式切实可行,效果显著,而且具有崭新的物理课堂教学的时代特征和创新教学魅力。

一、物理概念教学的基本模式

在引入物理概念之前,教师应先通过观察、实验、直观教具展示、电脑摸拟等方法,创设与形成物理概念有关的生动新颖的物理情境,使学生感知大量的感性材料,对物理现象有一个明晰的印象,形成表象。教学过程中,教师要着重引导学生善于观察,达到了解现象、取得资料、发现问题和提出问题,激发创新欲望,增强创新意识和发展形象思维的目的。

1.分析概括,思维加工

在学生形成表象的基础上,引导学生进行分析、比较、抽象、概括,找出所观察到的一系列现象的共性、本质属性,形成概念,用准确的、简洁的物理语言或数学语言给出确切的表述或定义,并指出所定义的物理概念的适用条件和范围。教学过程中,教师要留给学生一定的思考和想象的时间,启发、激活学生的思维,让学生逐步掌握引入物理概念的方法,如力的概念的引入和建立,用具体实例抽象概括法;电场强度、磁感应强度的引入和建立,用实验探索发现法,实验发现电场、磁场都具有力的特性,场强、磁感强度的定义用比值法等。让学生亲身体验物理概念引入、建立和下定义的乐趣,增强建立物理概念的欲望和能力,发展学生的抽象思维能力。

2.巩固深化,完善运用

物理概念建立之后,通过与相关、相近概念的对比,以及进行适当的运用,来巩固、深化对概念的理解,完善概念认识的深度和结构,运用一般分为两个阶段:一是初步运用阶段,主要是培养学生运用概念的方法和准确性:二是创新运用阶段,主要是通过变式迁移,将概念灵活地、创造性地运用于新的物理情景中,把实际问题转化为物理概念化的模型问题,然后分析、解决问题。教学过程中,教师要引导学生总结运用物理概念的方法和规律性,提高学生运用概念分析和解决新问题的能力。

二、物理规律教学的基本模式

物理规律只能发现,不能创造。总的说来,发现物理规律主要有三条途径:实验归纳法、理论演绎法和提出假说法。

1.实验归纳法

从物理事物和物理现象中提出问题,对事物和物理现象作多次观察和实验,在取得大量实验资料的基础上,进行分析、综合、归纳,发现在一定条件下有关物理量之间的必然联系,从而得出结论,再通过实验检验就成为规律。用实验归纳法发现的规律,一般叫做定律。如牛顿第二定律、动量守恒定律、法拉第电磁感应定律、光的反射定律、折射定律等。

2.理论演绎法

从已知的规律或物理理论出发,对某特定事物或现象,进行演绎、推理,从而得出在一定范围内有关物理量之间的函数关系或新的论断,最后,通过实践检验就成为规律。用理论演绎法发现的规律,一般叫做定理或原理。它们不再仅仅是对经验事实的概括,而是成为科学理论系统的出发点。如动量定理、动能定理、功的原理、波的叠加原理、光路可逆原理等。

3.提出假说法

在物理事实、证据还不充分的情况下,通过想象、猜测,提出的理论的假说的方法。它是对新事物、新现象的本质和规律的推测性说明或假定性的理论解释,是在观察和实验的基础上提出解释事物和现象的一种设想或预见,正确与否要由实验来检验,经检验正确,假说就上升为一种理论或定律。如安培分子电流假说,就是在物质由什么组成还不清楚的情况下,根据磁铁的磁场与通电螺线管的磁场十分相似这一实验事实而提出的。一般而言,当新的物理事实与传统理论发生矛盾时,或者新的物理事实超过了原有理论范围时,就要提出新的假说,促使对事物的认识向前发展。在原子物理教学中,通过介绍原子模型的演变、发展,使学生认识到“实验一假说一新实验一新假说”这样一种科学假说方法,物理教学要结合知识教学,适时地对学生进行科学方法论教育。

物理规律的教学程序见模式图所示流程。总体来说。首先,使学生对发现成建立某一规律所采用的方法、途径和具体的依据有较清晰的认识,提高学生的类科学研究能力;其次,使学生明确某一规律的物理意义、适用范围和条件,使学生切实理解和掌握物理规律的内涵和外延;最后,通過应用、变式、迁移与拓展,培养学生物理思维的灵活性、发散性、独创性等思维品质,提高创新意识、灵活运用能力和创造性思维能力。

三、物理解题教学的基本模式

1.把实际问题转化为物理问题

对面临的实际问题在审明题意的基础上,从宏观上确定问题所属的物理知识范围,把实际问题转化为明确的物理问题,分析判断物理问题所描述的物理现象,确定研究对象,分析物理过程,建立物理模型——理想化的对象模型、过程模型和条件模型。如力学问题,在分析研究对象的受力情况和初始运动状态的基础上,应明确研究对象能否看作质点,受力是恒力还是变力,运动性质和轨迹又如何,是静力学问题还是动力学问题,是功能问题还是动量问题等。在此过程中,要分析清楚问题中所涉及的物理量以及相关因素,包括已知的、未知的、直接的、隐含的、多余的,全面掌握相关信息,然后通过文字的、图形的、图表的等各种方式,将问题中的研究对象、物理现象、物理过程及其联系形象化、具体化,在头脑中形成该问题的整体的、动态的、形象的、清晰的物理图景。教学过程中,不仅要使学生掌握把实际问题转化为物理问题的方法,还要培养学生敏锐的观察力、深刻的分析力、丰富的想象力、准确的类比力、广泛的迁移力,发展抽象思维、形象思维和直觉思维能力。

2.把物理问题转化为数学问题

根据物理问题所属的知识领域和问题的特征,选规律列方程。以动力学为例说明:动力学的基本概念有力、质量、加速度、功、能、冲量、动量等,基本规律为牛顿第二定律F合=ma,动量定理F合·t=mv-mv0,动能定理F合·s=mv2/2-mv02/2和两个守恒定律(机械能守恒定律和动量守恒定律)。所求物理问题,如果是与加速度直接相关的瞬间问题,必须选用牛顿第二定律列方程;如果是与时间直接相关的过程问题,应选用动量定理列方程;如果是与相对地位移直接相关的过程问题,应选用动能定理列方程。对系统,若外力合力为零,则选用动量守恒定律列方程;若只有重力或弹簧弹力做功,则选用机械能守恒定律列方程。如果机械能不守恒,而所求问题与物体之间的相对位移直接相关,则应选用能量守恒定律列方程。教学过程中,要培养学生的优化组合思想和发散聚合选优能力,进一步发展学生演绎推理能力、直觉思维能力,提高创造性思维能力。

3.联立所列方程求得问题结果

一般应先运用数学原理、方法,推演出结果的字母表达式。推演过程中,要注意数学符号在物理问题中的实际意义,数学表达式的物理含义,不可从纯数学观点看物理方程及其变换步骤。教学中要培养学生的数理结合能力和运用数学原理、方法、技巧解决物理问题的能力。

4.检验、讨论结果的合理性和物理意义

对结果常反思,分析其合理性(必要时,可设计实验验证),舍弃不合理、无意义解,探究正确解的深层含义,拓展正确解的应用领域、推广范围与价值等,有利于扩大解题成果,提高学生的探究性、扩展性,逐步形成客观的评价观和科学的价值观。

总之,通过物理解题教学,要使学生更深刻的理解、掌握物理概念及其规律,形成科学的解题程序、思路和方法,领悟形成这种解题思路和方法的科学根据,掌握解题的一般规律性,积累大脑中储存的解题依据、方法、经验等,优化物理解题思想,提高学生针对实际问题,分析物理现象、认定物理事实、揭示物理本质的功力和提出问题、分析问题、解决问题的能力。同时,发展、增强学生的物理抽象思维的深刻性、形象思维的动态性、直觉思维的独创性,辨证思维的合理性、纵横思维策略性、顺逆聚散思维的方向性,优化和提升学生物理解题的创造性思维能力。

必须指出的是,目前探讨较多的探究性教学方法可在上述基本模式的某个或某几个环节中运用,但不要形式化(不管什么内容都采用探究式),教学改革不要抛弃基础教育的“重知识技能、重基础理论、重过程方法”的优良传统,要确保知识与技能的落实,过程与方法的领悟,优化学生的物理认知结构和思维结构,发展学生的物理认知能力、物理思维能力和探究发现能力,提升学生的物理创造性智能水平,实现物理教学情感态度与价值观的升华。【e】

(江苏省包场高级中学226151)

作者:陶德泉

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