趣味物理实验的开发.docx
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趣味物理实验的开发
趣味物理实验的开发
2010级物理学专业：
指导教师：
讲师
1研究目的意义
1.1课题的提出背景
传统物理教学模式在新社会的冲击下渐渐显露弊端，从而教育局出台了物理教学新课标。
物理教学新课标有新的内容，给物理教学注入了新的生命力，使广大教师的教学理念、教学行为及学生学习的学习行为等方面都发生了很大的变化。
教学目标的多元化、教学方式的多样化、导致学生在学堂上更加活跃。
但在这活跃的教学课堂之上也慢慢体现出了课堂教学的浮躁化和形式化的倾向，导致教学目标不明确，教学效率低下，使新课标的发展造成了严重的阻碍。
学生的物理学习兴趣不但没有的到有效的提高反而完全失去了物理兴趣与学好物理的信心。
所以，研究如何培养学生的物理学习兴趣以及培养学生的创新能力与创造力更显重要。
而要培养学生学习物理的兴趣，那么有趣的物理实验是必须的。
然而如何将传统的物理实验进行改进和将生活中的物理现象融入教学中尤为重要，所以在此背景下我提出了《趣味物理实验开发》课题。
1.2目的意义
科学严谨的开发趣味物理实验教学，具有重要的研究价值，是培养中国物理创新型人才和改革的必然选择，是提高全名科学素养，落实科学发展观，构建和谐社会，推动国家科学进步的重要任务之一。
然而，要结合现在的国情实施科学素质教育还有待提高，许多地区还缺乏必备的条件，但是针对这样的环境，我认为开发和建立趣味物理实验教学更为重要，而且有以下几点重要意义。
1.2.1科学的开发和构建趣味物理实验的社会意义
科学的开发和构建趣味物理实验，是社会发展对人才需求的必然选择。
九年义务教育是我国基础教育的重要部分，是全民科学素养教育的根基，他不但培养具有公民应有的基本素质外，还需要向高一级学府输送优秀的人才，为学生向更高学府前进打好基础。
所以要求学生必须具有扎实的理论基础，同时学要具备一定的基本实验操作技能，最重要培养强烈的求知欲，创造力，创新力，也只有如此才能适应社会对人才的需求，才能真正的服务社会，建设社会，为社会为国家创造财富，成为有用之才。
所以，加强基础教育阶段的学生学习好物理实验技能，培养学生队物理的兴趣，开发趣味物理实验具有非比寻常的社会意义。
1.2.2科学开发趣味物理实验的教学意义
科学开发趣味物理实验，是教学改革和深化的要求。
目前我国大部分中小学教育中，教学计划和教学内容仍然存在理论教学占重要部分的现象，仍然重视理论教学，为应付考试升学而教学，严重忽视了实践教学，导致大部分学生缺乏自主动手能力，固性思维严重，探究精神严重不足，解决问题思路不清晰，转换一下角度就不能理清思路。
这样的教学模式如何改变，具有重要研究意义，然而就目前情况分析，就物理教学，我认为最有效的打破传统的教学模式的方法就是，开发趣味物理实验教学，设置多思维多角度的趣味物理实验，来填补课堂教学的不足之处。
1.2.3科学开发趣味物理实验的现实意义
科学开发趣味物理实验教学，是发展和谐社会，提高全民科学素养，落实素质教育的重要措施。
根据市场调查，我国目前就业和再就业率都偏低，就业已经成为社会关注的重要问题。
根据有关报道，近几年我国高等院校毕业生，以20%的速度增长，大量的毕业生步入社会，为社会注入新鲜血液的同时，也给社会就业带来了严重的困难。
所以，加强初高中物理趣味实验教学，开发学生思维的同时，培养学生的动手能力，令学生掌握一定的实践操作技能，对学生将来步入社会，适应社会需求，开阔知识，开发思维，引导学生积极参加实验实践活动都具有重要的现实意义。
1.2.4科学开发趣味物理实验的科学意义
科学开发趣味物理实验，是中学物理素质教学的必然。
物理是一门包含甚广的自然学科，它与生产、建设、生活、科学发展、服务等社会各个方面都有紧密的关系。
然而物理对初高中学生来说尤为重要，初高中学生处在重要的学习阶段，也是求知欲最旺盛的阶段，如果不能很好的在这个阶段培养好学生对物理的浓厚兴趣，将是教学模式的重大失误。
所以，如果物理教师能结合物理教材和生活现象，积极的引导学生参与到趣味物理实验中去，不仅能加强学生的知识，还能提高学生的兴趣，培养学生的动手能力，开发学生的思维，从多个角度解决物理问题，这样将使物理教学具有重要的提高，使全面科学素养得到显著地提升。
1.3课题核心概念
实验，科学研究的最基本方式之一，是一种人为的活动。
是以科学研究为根据，尽可能的排除外界影响，突出主要因素利用专门的仪器，人为的控制或模拟研究对象，使一些事物发生或重现，从而直观的认识自然现象、物理性质以及其规律[1]。
1.3.1趣味物理实验
趣味物理实验是物理实验的一部分，与常规实验存在一定的差别，最主要的表现就是具有一定的指向性，主要以小型实验为主，常利用身边的物品对物理规律的观察与应用进行展现，从而令学生产生兴趣引发学生思考。
物理本身就应该是一门探究的学科，但是我国国情升学的压力以及教学模式的落后导致一门实验学科失去了本来应有的颜色与特征。
趣味物理实验能激发学生的学习兴趣、求知欲，开发学生探索知识的途径，激发学生的自主探索创新能力，并且培养学生良好的求知学习习惯，能主动的探索知识的原理。
开发趣味物理实验的趣味性尤其重要，所以要求我们开发时必须符合相应的人群，学生的知识水平、兴趣爱好等因素都必须考虑。
并且在开发过程中能贴近生活，符合教学内容，从学生身边切入是学生觉得更加亲近。
1.3.2开发与研究
趣味物理实验开发与研究的人群是学生和老师。
我觉得趣味物理实验的开发需要从多个方面入手。
如，开发符合教学目标的趣味性实验，从学生的身边物理现象出发，收集信息整理编辑开发出具有贴近学生生活的趣味性试验，激发学生对科学的好奇心，对学习物理的兴趣，提高学生的创新思维，培养学生良好的学习习惯，从而提高学生的整体物理水平与科学素养。
还可以设计一些原创性物理实验，教师与学生一起动手开发。
由教师提出一个可行性的物理实验问题，教师引导学生自主的从多个方面设计实验验证问题的科学性[2]。
这样能培养学生的自主学习能力、动手能力、创新能力。
但是以目前的我国国情出发，大量的实验教学还处在理论层面，还需要广大教师及学生一起努力。
2趣味物理实验的开发方向
2.1趣味物理实验与教学模式的结合
科学开发趣味物理实验与教学结合，是提高学生动手能力、实践能力和创新力的重要教学模式，是运用科学系统的管理方法，实现学生个体能力提高，以达到基本能力为目的的教学方式，是快速加强学生实践能力、思维开发以及创新能力的新型教学方法。
2.2趣味物理实验开发方向的建立
趣味物理实验开发方向的建立，是科学实施物理趣味实验与教学结合的基本内容。
根据新课标提出的内容，我认为物理趣味实验开发应从多方面入手。
从学校实际出发，以培养培养学生兴趣目的，以完成教学内容为目标，可以将趣味物理实验开发化分为多个模块。
2.2.1“力学机械”模块
研发该模块主要结合初高中物理力学知识，将学校实验室与家庭机械有机的结合，利用家用机械，家用电器，农业机械等。
训练学生的力学意识、力学基础原理、结构层次以及施力方式，建立良好的力学模型等。
2.2.2“热量转换”为主的测量模块
利用常见的自然现象，大雾、下雪、起霜等自然现象引入热量转换内容，利用家庭用具加深学生印象，水的沸腾，钨丝的升华等建立直观简易的物理热学模型。
训练学生对热能的理解，掌握基本的测量方法，如温度的测量、对比、热传递方式能量的转换等等。
2.2.3“电能应用”为主的简单电路设计模块
学校电学实验室与家庭电器的有机结合，开发直观简易的电学电路，如家用台灯的电路，解刨该电路加深学生对电路的认识，利用家用电器提高学生的兴趣。
从而更加直观简易的训练学生对电的认识，学会多种电器元件的原理及使用方法，并能进行简单的维修工作。
为以后学习高深电路，电器打好扎实的基础。
2.2.4“光学观察”模块
开发简易光学趣味物理实验，可以以视觉冲击力引发学生的兴趣，如自制彩虹，水杯光学透镜，平面镜折射等，训练学生认识光的世界，认识基本的光谱知识、光的速度、传播途径以及光的能量应用等。
3趣味物理实验开发与教学模式结合的建立
3.1趣味物理实验与教学模式的科学结合
趣味物理实验只是一个简单有趣的物理实验，需要它在学生的学习中取得成果，必须将趣味物理实验与教学模式有机科学的结合。
而且趣味物理实验只是能简单的训练学生的基本操作能力，要学生利用学习一个简单的实验在成绩上取的成功显然是缺乏实际的。
在学生学习实验的过程中还必须需要与教学模式科学的结合，这就需要有一套系统的趣味物理实验操作规范和完善的教学管理制度。
3.1.1趣味物理实验教学计划的建立
不同模块的趣味物理实验需要根据其具体情况，设置完善的教学计划。
如需要根据不同年级的教学计划、教学内容以及学生掌握的学习情况来制定相应的计划，而且计划中需要包括趣味物理实验的训练目的、内容、操作方法及步骤哦、学习时间、所需的仪器、场地和指导教师等内容。
只有科学规范的实施趣味物理教学才能取到其应有的教学成果。
3.1.2明确目标的趣味物理实验开发
趣味物理实验开发不能盲目的进行，特别是需要与教学相结合的趣味物理实验。
这就要求趣味物理实验开发必须科学性与教育性结合，实验的内容，实验的时间，实验适合的人群都需要严谨的计划。
如不同年级的物理教学计划与教学内容都不同，同一年纪的学生兴趣爱好研究方向、学习进度也存在区别。
这就要求在设计时必须考虑诸多因素，实验的数量、内容、形式等多方面都需要进行科学严谨的计划。
而且还要考虑学生的兴趣、爱好、器材的使用、场地的需求等实际情况。
在实际操作中，也会因人而异，个人的兴趣不同，家庭环境不同，都会存在诸多影响。
所以，要求教师要对学生做足充分的了解，从而安排实验的内容、教学的模式、训练的起点、难度等做好分阶段的准备。
只有这样才能使趣味物理实验在教学模式中起到启发性作用。
3.1.3趣味物理实验在教学模式中的科学管理
趣味物理实验的实施和监控应由专职的物理教师组织进行，专业的物理实验教师的专业水平决定了学生进行趣味实验技能训练的训练质量，只有专业的教师才能在实验过程中及时、准确的指出学生的错误以及指导学生学习，并能对学生进行针对性的辅导，进而提高学生的学习质量，达到教学的目的。
3.1.4趣味物理实验在教学中的制度化建立
趣味物理实验的应用，目的是在学习乐趣中令学生掌握物理知识，但这不代表学生能在毫无约束的情况下学习，这样只会导致学生学习过程中浮躁，华而不实。
所以趣味物理实验的制度化建立尤为重要，这样能规范教师和学生的学习行为，而且能保障实验的顺利实施。
各个实验内容以及操作过程，实施场所时间都必须进行科学的制度化管理，这样不但是保证学习的质量，更加是保障学生的人生安全。
通过制度化的实验过程，教育学生基础技能的同时，培养学生良好的实验意识、安全意识、观察与分析、思考与创新等有用的能力。
4趣味物理实验与教学结合的模拟实施
科学的模拟趣味物理实验与教学结合是实现趣味物理实验教学的必要内容之一，是在模拟确定的教学目标、教学内容，根据学校、家庭、学生的基础和兴趣爱好的情况下组织实施的，并且这可以制定出符合各个阶段的趣味物理教学内容。
4.1课题引入式趣味物理实验模拟教学
课题引入是初高中物理教学里非常重要的一个环节，也是许多教师难以把握的内容，好的课题引入关系到整个教学内容低的成败。
所以说，引入课题是整个课堂教学的“准备工作”，它将为师生即将进行的思维活动做好心理准备，教师设置好生动活泼有趣的课题引入，可以取到良好的教学目的，为整堂教学内容打下良好的基础[3]。
虽然课题引入的方法各种各样，但我认为就物理教学而言，利用趣味物理小实验进行课题引入是最简洁有效的方法。
趣味物理实验是研究物理问题的重要手段，教师通过趣味物理实验演示，可以令学生直观的透过观察现象剖析现象明白实验的本质。
如我们学习《压强》时，压强是一个非常抽象的内容，初高中学生物理基础一般，如果不能让他们直观、明确的观察到压强的作用，只是一味的灌输理论知识令其掌握好该章节内容，我认为是非常不明智的。
而一个好的趣味物理小实验却能很好的直观的使学生观察到压强的作用。
如，教师在开课前提问学生：
“你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗？
”准备好实验工具：
气球一到两个、塑料杯一到两个、热水少许。
教师在实验过程中可以不断提示学生，引导学生进行开发实验。
教师给出了实验器材，那么教师可以引导学生回顾问题，“同学们既然我们是想将杯子倒吸住气球不让其掉下来，现在我们有了实验器材，大家不妨一起来想一下，我们怎么利用实验器材来完成这个实验纳？
”接着可以让学生自由讨论一下方法，然后收集学生的方法一一实验。
比如，学生提出“现将气球吹气并且绑好，然后用热水淋湿气球，再将玻璃杯倒扣在气球上。
”那么此时教师可以不先反对学生的意见，可以请学生上台完成它的方法，这样既能开发学生的思维，又能培养学生的动手能力。
最后，教师示范正确的做法，“将70摄氏度的水倒入杯中半杯，停留20秒左右，再把水倒出，立即将杯口紧密的倒扣在气球上，轻轻的把杯子连同气球一块提起，完成实验[4]。
”接着教师就必须提出问题：
“为什么杯子能到吸住气球，热水在这个实验中的作用是什么？
”引发学生思考问题。
最后教师说明原理：
“杯子直接倒扣在气球上是不能把气球吸起来的，有热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，外界压强较大将挤压气球朝向杯子内，所以杯子把气球一起来了。
”通过实验，让学生直观的观察到压强的作用，引入压强将令学生非常容易与明白压强这一抽象的内容。
教学内容结束后还可以配置实验作业，让学生继续想将气球吸起来的方法。
这样的教学方法，通过学生开动大脑，自己动手做实验来引入课题，不但让学生自己发现问题，明确了探索目的，还培养了学生的实验兴趣和实验能力。
因此，可以看出通过做趣味实验来引入课题的好处，不仅反映在实验的生动、形象，还容易把学生对物理想象的兴趣引导到对物理知识的学习上去，而且使学生通过探索实验建立感知的物理模型，对物理理论知识的掌握将更加熟练。
这种将趣味物理实验与教学模式结合的教学方法，对培养学生的思维能力和科学素养都有非常明显的作用。
4.2科技制作型趣味物理实验模拟教学
科技制作是社会进步的源泉，但是科技的革新往往需要强大的创新力。
这就要求在培养相应的科技人才时必须注重创新力与动手能力的培养，但是我国现在的教育正是缺乏这样的培养方法。
根据调查，我国现在大多数中学实验室都是以厂家生产的设备为主，虽然它是顺利开展物理实验的物质保障。
但是长期这种固定模式的物理实验教学往往会导致物理教学远离生活与经验，学生将失去对物理学习的兴趣。
而且，大多数贫困地区，因经济落后无法置购实验室导致只能开展讲解实验，长期如此物理教学将失去因有的特色，社会科技人才将思维固化，很难有创新型开发。
因此自主开发科技制作型趣味实验教学尤为重要，这就要求教师能有主动与学生一起互动的必要，及加生学生学习兴趣，又能培养师生之间的互动关系。
科技制作型趣味物理实验，既然是面向学生，这就要求在教师的指导下，学生必须发挥自身的聪明才智，从生活中取材，制作实验科技制作，实验原理和结构简单贴就生活自然，时学生能更加容易以接受和理解。
从而产生学习物理的浓厚兴趣，与体会的开发科技制作的荣誉感，在动手培训中开发学生的思维，从而培养学生的创新能力。
如，当学生学习完《杠杆原理》这章书后，教师完全可以放弃传统的题海式复习方法。
列出必要的实验用具，吩咐学生自制一个杆秤。
比如教师可以列出以下材料：
“筷子、塑料小盘或纸盘纸杯、棉线、玻璃胶、合适的重物（橡皮等）、铅笔。
”然后吩咐学生自制一个杆秤，让学生利用所学杠杆原理的知识来开发和制作杆秤。
教师可以给出一定的指导，列出实验步骤或当学生完成杆秤的制作后在演示制作一次，在演示制作过程中引导学生复习杠杆的原理。
实验步骤：
1.秤盘的制作。
使用材料：
筷子、塑料杯、棉线、玻璃胶。
制作方法：
用筷子作秤杆，在塑料杯上打四个小孔将棉线穿过作秤盘，秤盘上的棉线系在秤杆上，用玻璃胶固定[5]。
2.提纽的制作，确定支点。
使用材料：
棉线
制作方法：
用一段棉线做提纽系在秤杆上，使提纽靠近秤杆，找到支点的位置，用玻璃胶固定。
3.秤锤的制作，确定“0”刻度。
使用材料：
棉线、橡皮等重物、铅笔
制作方法：
用橡皮等重物系上棉线做秤锤，将之吊到秤杆上。
提住提纽移动秤锤，使秤杆保持平衡，用铅笔在吊线与秤杆的位置上画一根刻度线，记作“0”。
如杆秤上吊一个秤盘的制作，方法是用一根筷子作秤杆，在小盘子上打三到四个小孔并用棉线穿过作为秤盘，将秤盘上的棉线系在秤杆上，有玻璃胶固定。
在这个制作过程中教师可以提问；“学生小盘为什么要系在筷子粗的一端？
”引发学生思考秤盘要保持平衡。
学生完成秤杆的制作后，教师还可以开展一个评比活动，看一下谁做的杆秤测的最准，评选优秀制作之心。
这样不但可以给与学生肯定，还能让学生体会到科学制作的荣誉刚，体会科学制作的乐趣。
通过自身体会，对更多的日常生活事物就行研究与探索，开发学生的自主动手能力，自主求知欲，时学生大胆猜想，按照自己的需求开发思维大胆制作科学小发明。
拜托固有的传统思维，从学校实验走到生活实验中去，使学生的个性与创造性的到最完善的开发。
5趣味物理实验开发与教学结合的展望
趣味物理实验开发与教学结合是今后教育发展的必然趋势，国外的实验教育已经引领潮流，但就我国国情还很难将趣味物理实验与教学结合应用的炉火纯青。
但是这就需要我们广大社会、教师、学生、学校、家庭等一起努力，一起创造与发展趣味物理实验，一起来提高我国的全民科学素养，为将来我国的科技进步做最大的努力。
而且趣味物理实验开发与教学结合其实不单单只是物理学科的问题，其它学科也需要这样的开发精神，其实单单物理科的思维开发还是不够的，这样必将对其它学科造成冲击，这就要求其它学科一样需要拥有物理学科这样的创新精神。
只有教育的全面革新，才能使我国为社会提供更多的科技人才服务社会服务国家。
致谢
本次毕业论文的撰写需要综合运用本学科知识以及其他学科的知识，毕业论文的撰写过程实际上也是学习过程，在这过过程中学习到许多有用的知识，提升了自己的综合整理能力。
在试验和论文撰写期间过得很充实，获益良多。
衷心感谢我的指导老师——物理与机电工程学院钟志龙教授，感谢他对本论文撰写以及答辩等方面所给予的支持和指导。
在试验期间，经常给予我专业的知识指导，尽心尽力。
他在论文撰写期间牺牲自己的休息时间，多次为我修改论文并指出论文中存在的问题和建议。
他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样。
感谢物理与机电的同学对本论文中综合性的知识指导。
感谢物理系老师对论文摘要的翻译给予宝贵的意见。
最后，在此衷心感谢所有曾给予我指导和帮助的老师和同学们，你们的帮助使本论文能顺利完成！
由于时间仓促，而且本人水平有限，因此论文中还存在一些缺陷和不足，恳请广大老师不吝予以指正。
参考文献
[1]李涛.自制教具是科学教师的永恒课题——利用自制教具提高科学课课堂效率的实践[J].教学仪器与实验，2012（11）：
23-24.
[2]苗福俭.培养中学生实验设计能力的教学探索[J].青岛职业技术学院学报，2002（3）：
2-3.
[3]常玲.课题引入对物理教学的作用[D/OL].新思考网
[4]奥数网整理.能抓住气球的杯子[J/0L].奥数网
[5]XX知道.如何制作杆秤[J/0L].XX网
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