中学物理实验设计和研究PPT文档格式.ppt

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从出土文物看：

在河南省郑州市北部大河村发掘的“仰韶文化”房基遗址，发现室内台面上有炭化粮食和两粒莲子，经测定，距今有五千年的历史。

人类在不断的生产劳动中，对朝夕相处的荷花的生长习性、生存环境等积累了丰富的感性认识，为中国古老的荷花文化的产生发展奠定的良好的基础古植物学家徐仁教授，曾于20世纪70年代在柴达木盆地发现荷叶化石，历史至少有1000万年。

1973年在浙江余姚县距今7000年前的“河姆渡文化”遗址出土的文物中，发现有荷花的花粉化石；

同年又在河南郑州市距今5000多年前的“仰韶文化”遗址中发现两粒炭化莲子。

西周初期（公元前世纪），古人食用蔬菜约40余种，藕是其中之一。

峪经中有“腮有荷华”之句，意指中国大地上凡有沼泽水域的地方，都生长着荷花。

中国是世界上栽培莲花最多的国家之一,中学物理实验设计和研究2020中学物理实验设计和研究针叶2针一束，稀3针一束，长12-20厘米，细柔，微扭曲，两面有气孔线，边缘有细锯齿;

中国是世界上栽培莲花最多的国家之一第一章物理实验与物理学发展第一节、物理实验在物理学发展中的地位一、物理实验与古代物理学发展古代物理实验的特点是：

零星不系统；

定量实验较少、定性实验较多；

大多数实验仅限于现象的描述或一般的解释，没有进行归纳而形成系统的理论；

没有用实验来检验已有的理论。

二、物理实验与经典物理学的发展物理实验的特点：

把实验与数学结合起来，既注意逻辑推理，又依靠实验检验，构成了一套完整的科学研究方法。

其程序大致为：

有意识地在实验中抛开一些次要因素，创造理想化的物理条件。

既要力求使实验条件尽可能符合数学要求，又要设法改变实验测量的条件，使之易于测量。

用实验去验证理论。

把实验与理论联系起来。

对现象的一般观察提出假设运用数学和逻辑进行推理实验检验形成理论,2.2物理实验教学在人才培养中的作用,1.实验是培养创造性人才的必经之路2.实验教学能创设学习物理的情景，激发学生学习物理的兴趣与求知欲望3.实验教学是发展学生探究能力的重要途径,第二章物理实验与物理教学科学实验与教学实验的比较,第一节物理实验在教学中的地位一、实验是物理教学的重要基础二、实验是物理教学的重要内容1、物理实验本身就是物理学的不可分割的重要内容。

2、实验教学是物理教学的重要组成部分。

3、实验是培养学生实验能力（特别是操作能力）的保证。

三、实验是物理教学的重要方法。

1、实验是物理学研究的重要方法。

2、实验是教师教物理、学生学物理的重要方法。

四、实验是物理教学的重要手段。

第二节物理实验在物理教学中的作用一、培养学生的兴趣和激发学生的求知欲。

1、实验具有真实、直观、形象和生动的特点，易于激发学生的学习兴趣。

2、实验是一种有目的性的操作行为。

二、创设学生有效掌握知识的学习环境。

与生活事例相比，实验有下面一些特点：

1、实验具有典型性2、实验具有重复性3、实验具有趣味性4、实验具有定性和定量研究的全面性三、训练学生的科学方法。

1、实验归纳法。

2、实验验证法。

3、真实实验与理想实验相结合的方法。

4、追溯机遇的方法。

四、培养学生的各种能力。

五、培养学生良好的科学素质。

第三章物理实验的设计与研究,3.1物理实验仪器的基本知识1.分类：

我国教学仪器分为9大类，每类又分为若干小类如教学仪器的型号：

JY12012.仪器上的常用符号：

检流计：

G；

电流表：

A；

电压表：

V。

3.常用仪器上的标记：

游标卡尺：

0.02mm，0150mm分别指的是精密度和量程；

天平:

20mg,500g分别指感量和称量。

4.正确操作仪器：

5.熟悉一些基本仪器：

如刻度尺、温度计、天平、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、示波器等等。

3.2物理实验基本测量方法,

（1）比较法：

待测量与标准具比较。

直接比较（直接测量、直接读数）间接比较（间接测量为主）,

（2）放大法累计放大：

测均匀细丝的直径、测周期。

机械放大：

游标卡尺，螺旋测微计，分光计。

光学放大：

测微目镜、读数显微镜、光杠杆电子学放大：

放大电路。

（3）转换测量法：

参量转换：

杨氏模量；

单摆测重力加速度（测g转换为测L、T）。

能量转换：

机械转电，磁转电，光转电，压转电，热转电传感器。

（4）模拟法,以相应理论为基础，不直接研究自然现象或过程的本身，而用类似这些现象或过程的模型来研究。

物理模拟小模型，保持同一物理本质。

如水坝、飞机的设计数学模拟两个不同的现象或过程可以用同一个数学形式来描述，但物理本质不同。

如：

稳恒电流的电场模拟静电场。

人工智能模拟计算机模拟，预测可能出现的现象和结果。

（5）补偿法：

提供一种可调的标准量来抵消被测量所呈现的作用，对待测量进行测量。

惠斯登电桥；

电位差计测电动势。

（6）平衡法：

天平平衡、电桥平衡,3.3运用误差理论改进实验效果的方法,

（1）减少系统误差原因：

理论方法的误差（单摆周期公式、散热、接线接触电阻、伏安法中的内接与外接）；

仪器误差；

个人误差；

环境误差。

发现与消除：

理论公式的完善、仪器的校准、实验条件的满足。

找修正值，参数替代。

（2）减少偶然误差原因：

主观方面：

实验者个人感官、操作协调因素。

客观方面：

实验条件、环境的变化（电、风）减少和消除：

增加测量次数（410次）（正态分布）,（3）注意问题：

测量的精度、准确度、精确度概念测量的不确定度被测量有效数字及其测量结果的表示d=（4.9970.007）（mm）,xx,3.4物理实验数据处理的方法,

（1）列表法简单而明确地表示物理量之间的关系，便于检查测量是否合理，有利与计算和分析。

（2）作图法在坐标平面上以曲线表示物理量之间的关系。

作用与优点：

简明直观（可以多条曲线比较，比列表法形象）图上可以求出物理量（光电效应：

eVshf-hf0,单摆：

T2l）校准仪器的响应曲线线性拟合,（3）逐差法对等间距测量的有序数据进行逐项或等间隔项相减得到结果。

优点：

可充分利用数据，计算简便。

（4）最小二乘法从实验数据求经验方程（函数关系）由一组实验数据找出一条最佳的拟合直线（曲线），获得变量之间的函数关系，称为回归方程。

3.5实验原理的科学性和可行性一、原理的正确性1、不能弄虚做假，制造假象，欺骗学生。

但可采取一定的必要的技术手段。

2、原理无错误，但允许有误差。

二、原理的确切性原理与教学中需要说明的问题要一致。

三、原理的可行性1、设计的实验方案从原理上讲并没有错误，但在实施过程中受到装置、器材、实验条件等限制，而无法实施。

2、有些实验虽然在科学性上并没有错误，但其主要的实验原理学生不易理解，或还未学到。

3、原理无误，学生也易理解，但运用教学中，把他们放在一起就会出现逻辑错误。

3.6实验条件的选择和实验操作实验条件的选择一、根据实验原理选择实验条件。

二、根据仪器技术指标（参数）选择实验条件。

三、根据误差理论选择实验条件。

四、根据理论图线选择实验条件。

实验操作一、操作依据。

二、操作的具体要求。

第四章新课标下，中学物理实验研究,4.1新课标对科学探究及物理实验能力的基本要求,科学探究要素对科学探究及物理实验能力的基本要求提出问题能发现与物理学有关的问题从物理学的角度较明确地表述这些问题认识发现问题和提出问题的意义,猜想与假设,对解决问题的方式和问题的答案提出假设对物理实验结果进行预测认识猜想与假设的重要性,制定计划与设计实验,知道实验目的和已有条件，制定实验方案尝试选择实验方法及所需要的装置与器材考虑实验的变量及其控制方法认识制定计划的作用,进行实验与收集证据,用多种方式收集数据按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义具有安全操作的意识认识科学收集实验数据的重要性,科学探究要素,对科学探究及物理实验能力的基本要求,分析与论证,对实验数据进行分析处理尝试根据实验现象和数据得出结论对实验结果进行解释和描述认识在实验中进行分析论证是很重要的,评估,尝试分析假设与实验结果间的差异注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题吸取经验教训，改进探究方案认识评估的意义,交流与合作,能写出实验探究报告在合作中注意既坚持原则又尊重他人有合作精神认识交流与合作的重要性,4.2新课标物理实验教学的基本形式,1.演示实验2.学生分组实验3.边教边实验4.课外实验与制作,4.3新课标中学物理实验框架的建构,有四个板块：

1.基本仪器使用训练性实验（可融合在验证性实验、探究性实验中）在物理实验中都要运用一定的仪器，有必要对学生进行基本仪器的使用组装训练，使他们能掌握刻度尺、温度计、天平、游标卡尺、螺旋测微计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、示波器等的使用。

“示波器的使用”实验可以让学生认识电子束在电场中偏转的原理，知道示波器面板上主要控制器件的名称和作用，学习和初步掌握示波器的使