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時(shí)間：2023-03-17 18:13:02
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物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科院校的一門重要基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專門人才上具有舉足輕重的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近年來我國高等院校教改的方向之一，研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是物理實(shí)驗(yàn)課程改革重要的基本問題。
一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及目的
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和要求，自己選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，制定?shí)驗(yàn)方案，求出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程是圍繞著一個(gè)需要解決的問題展開，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過自主參與一些類似于科學(xué)家從事科研的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得親身體驗(yàn)產(chǎn)生積極情感，逐步形成一種在日常學(xué)習(xí)與生活中喜愛質(zhì)疑，樂于探究，努力求知的心理傾向。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究過程中激活自己各科學(xué)習(xí)中的知識(shí)儲(chǔ)存，通過解決實(shí)際問題的探索性活動(dòng)，提高自己綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是：加強(qiáng)學(xué)生已學(xué)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合，并將這些知識(shí)靈活應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法和分析方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力。
二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路
構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)該把學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)作為構(gòu)建的指導(dǎo)思想，以便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究的過程中，通過自己的努力獲取相應(yīng)的物理知識(shí)和練就一定的操作技能，又能逐步學(xué)會(huì)一套獲取新知識(shí)和解決新問題的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是：(1)將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫徹始終，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)服務(wù)；(2)循序漸進(jìn)；(3)要選擇或設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎、難易適度的實(shí)驗(yàn)；(4)要立足大學(xué)物理，輻射其它學(xué)科；(5)要把科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和物理知識(shí)的建構(gòu)統(tǒng)一起來；(6)要把科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來；充分發(fā)揮設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教育功能。
三、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和提高綜合素質(zhì)為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，按照物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程和目的要求以及學(xué)生自身個(gè)性發(fā)展將研究性物理實(shí)驗(yàn)劃分為以下三個(gè)層次。
1.基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)?；驹O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特別注意科學(xué)性和趣味性的結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本能力、科學(xué)的思維方式、探究意識(shí)和動(dòng)手能力。采用指定“單任務(wù)教學(xué)”模式，教師起到“指導(dǎo)、幫助”的作用。
(1)基本目的。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、研究與探索物理規(guī)律的熱情，加深對物理規(guī)律的切身感受，提高動(dòng)手動(dòng)腦能力，激勵(lì)創(chuàng)新精神。
(2)基本要求。在教師的指導(dǎo)下或自己的獨(dú)立研究完成實(shí)驗(yàn)課題，按學(xué)術(shù)論文的形式撰寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)研究方法。
2.提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內(nèi)選擇儀器、擬定二種以上的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較，以較佳的實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)是學(xué)生在普通物理學(xué)習(xí)中已掌握或稍加補(bǔ)充即可掌握的。他們要從查找文獻(xiàn)資料開始，制定方案，做規(guī)劃，直至完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。培養(yǎng)學(xué)生科研綜合對比研究能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力，在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
(2)基本要求。要求這類實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行書面總結(jié)和口頭報(bào)告交流，讓他們對自己的實(shí)驗(yàn)作介紹，交流在實(shí)驗(yàn)研究的過程以及分析問題和解決問題中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
3.獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目，擬定實(shí)驗(yàn)方案、自選儀器完成實(shí)驗(yàn)。側(cè)重于綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課題涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法應(yīng)具有綜合性，學(xué)生選定課題后，教師一般只對課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學(xué)生自己調(diào)研和查閱資料，自己設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，提出實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。在培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和基本的設(shè)計(jì)能力后，對部分學(xué)生提出更高的要求，這一階段要求學(xué)生的自主創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素質(zhì)。
(2)基本要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)課題都要寫出研究論文，并進(jìn)行學(xué)術(shù)答辯和交流，部分論文應(yīng)具有創(chuàng)新的成果，其中優(yōu)秀的論文應(yīng)能在正式學(xué)術(shù)刊物或?qū)W術(shù)會(huì)議論文集上發(fā)表。
4.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案。根據(jù)上面的討論，由從簡單到復(fù)雜、從基本到提高的順序把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主要的類型，對于不同的層次有不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和具體的實(shí)驗(yàn)要求，其中包括學(xué)生選做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)、所需的課時(shí)數(shù)等，提出設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案如表一。
表一設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容
不同的學(xué)校根據(jù)自己的具體情況可以對不同的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類型提出不同的要求，即對基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的個(gè)數(shù)和每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的學(xué)時(shí)給出符合自身實(shí)際情況的規(guī)定。根據(jù)我們學(xué)院的情況，選取基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課題數(shù)目分別為2、2、1個(gè)，總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)。
四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評價(jià)
客觀、科學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績，有利于促進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。評價(jià)應(yīng)體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為主，教師為輔，顯示學(xué)生個(gè)性，相互協(xié)作，有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性的宗旨。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評價(jià)采用雙評模式，把教師的評價(jià)和學(xué)生自評結(jié)合起來，改變以往那種只有教師參與的局面。
1.學(xué)生自評。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都進(jìn)行自我評價(jià)，或是以小組為單位進(jìn)行評價(jià)。在評價(jià)考核范圍里面除了考核實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能和實(shí)驗(yàn)的掌握外還將實(shí)驗(yàn)態(tài)度、文獻(xiàn)查閱能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等都納入考察范圍，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的價(jià)值。
2.教師對學(xué)生的評價(jià)。教師對學(xué)生的評價(jià)與學(xué)生自評同步進(jìn)行，教師通過對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的審核，對實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)督，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，給出一個(gè)評價(jià)。
對于這兩部分的權(quán)重，不同的學(xué)校，不同的專業(yè)可以進(jìn)行不同的調(diào)整，一般可以采用教師評價(jià)占60％，學(xué)生自評占40％的比例來進(jìn)行，對于不同的給分點(diǎn)可以根據(jù)各自情況進(jìn)行界定。
參考文獻(xiàn)：
2大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容的實(shí)施方案
大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容評價(jià)的方案制定包括確立目標(biāo),科學(xué)選擇內(nèi)容、設(shè)計(jì)工具、靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)相互之間既緊密聯(lián)系又相互制約。明確目標(biāo)和內(nèi)容是選擇實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)?；\統(tǒng)或瑣碎的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)將不利于數(shù)據(jù)和資料的收集,而沒有準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù),就不可能達(dá)成正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,從而影響實(shí)驗(yàn)的反饋以及最終合理改進(jìn)建議的提出。必須針對不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選取恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方式方法,并利用反饋意見改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的發(fā)展。其最終目標(biāo)是學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過程中逐步生成的。必須針對不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選取恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)方式方法,并利用評價(jià)反饋改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的發(fā)展。根據(jù)大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的價(jià)值追求和課程特點(diǎn),大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)多維度評價(jià)的目標(biāo)包括知識(shí)與技能,過程與方法,情感、態(tài)度和價(jià)值觀3個(gè)維度。2.1收集、分析和處理信息。學(xué)會(huì)收集信息的各種基本方法,嘗試運(yùn)用調(diào)查、考察等方法及利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等基本信息工具；能夠?qū)κ占男畔⒒蛸Y料進(jìn)行初步分析和處理；能夠在團(tuán)隊(duì)中進(jìn)行信息交流。2.2問題解決。學(xué)會(huì)自主提出問題、制定解決方案,并通過實(shí)驗(yàn)過程驗(yàn)證方案的合理性；開展問題探究,嘗試探究活動(dòng),體驗(yàn)探究過程；提出問題解決的策略。2.3動(dòng)手操作。計(jì)劃和組織一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施；嘗試運(yùn)用已有的儀器設(shè)備或通過改造或自制設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；具有基本的信息操控技術(shù)和素質(zhì)。2.4表達(dá)與交流。能夠自主地與指導(dǎo)教師或?qū)＜疫M(jìn)行聯(lián)系,并學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中自我管理；能夠以書面和口頭等不同的表達(dá)方式,表述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、體會(huì)或思想情感；學(xué)會(huì)結(jié)果分享。2.5情感、態(tài)度與價(jià)值觀。養(yǎng)成參與意識(shí)、服務(wù)意識(shí)、合作意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、效率意識(shí)、安全意識(shí)、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)；形成社會(huì)責(zé)任感和義務(wù)感,形成負(fù)責(zé)任的工作態(tài)度和生活習(xí)慣。
3大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容的啟示
3.1在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)一步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體系的重要性。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了許多大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施中的問題,比如指導(dǎo)教師學(xué)科分工的問題、實(shí)驗(yàn)過程中教師的指導(dǎo)問題、實(shí)驗(yàn)過程中資料的規(guī)范性問題、指導(dǎo)教師的培訓(xùn)問題等,這些問題都要在今后的教學(xué)中進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)和落實(shí)。3.2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在測評過程中得到培訓(xùn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師的指導(dǎo)往往過于寬泛,針對性不強(qiáng),缺乏具體的指導(dǎo)行為和指導(dǎo)規(guī)范,部分教師不明確自己在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程中的具體指導(dǎo)任務(wù)有哪些方面,因此指導(dǎo)方式、指導(dǎo)行為存在著一系列問題。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在評價(jià)過程中進(jìn)一步了解了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和要求,對指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。3.3學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)得到了全面發(fā)展。大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究提高了學(xué)生合作意識(shí)。在大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中,增多了學(xué)生之間的交往合作機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生分工合作,在團(tuán)隊(duì)中學(xué)會(huì)與人相處,發(fā)展協(xié)作素質(zhì)；增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開放的教學(xué)方式；培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的素質(zhì),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能；同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展密切了學(xué)生與指導(dǎo)老師的聯(lián)系,激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情。
德州市實(shí)驗(yàn)技能考試期間，我跟隨考核小組來到了德城區(qū)的第七個(gè)考點(diǎn)德州十中?？荚囍埃液褪械膶?shí)驗(yàn)室管理員趙紅梅老師轉(zhuǎn)了一下他們的物理儀器室，眾多的器材中有一件引起了我的注意，這是一臺(tái)嶄新的浮力原理演示器。趙老師說：“這個(gè)儀器自從買來以后就沒用過，不知道該怎么用，畢老師你給看看吧”。趙老師的一句話引起了我的興趣，我摩拳擦掌，決定一探究竟。
我召集了三名監(jiān)考的物理老師和我一起做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。我們的操作步驟如下（見圖1）：將浮體放在小水箱上端，并對齊位置，使浮體恰好堵住小水箱頂端的開口。先用手壓住浮體，向大水箱中慢慢注水，水的深度約12cm，將手放開，繼續(xù)向大水箱內(nèi)加水，直到水位高出浮體上端10 cm以上。因?yàn)樾∷渖峡谂c浮體配合良好，漏水很少，小水箱的進(jìn)水孔很小，水滲漏緩慢，浮體還沒有受到向上壓力，只受到水向下的壓力，浮體還不能浮起。水繼續(xù)向小水箱流入，小水箱中的空氣由排氣管不斷地排出。根據(jù)我們的設(shè)想：當(dāng)小水箱充滿水時(shí)，浮體就會(huì)受到水向上的壓力，向上壓力大于向下壓力，即產(chǎn)生了浮力，浮力大于浮體的重力，浮體就上浮了。小水箱中的水位越來越高，我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)很快就能成功了。正當(dāng)我們要慶祝勝利的時(shí)候，浮體突然向上浮起，可這時(shí)小水箱中的水位距離頂端開口還有將近2 cm，實(shí)驗(yàn)失敗了。這時(shí)我想起趙老師的話，看來問題并沒有那么簡單論文提綱格式。
1、目的
通過對氣球這一物體做出的各種實(shí)驗(yàn)表明，各種在相互作用的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)壓強(qiáng)內(nèi)外力的出現(xiàn)，就此這些實(shí)驗(yàn)來證明壓強(qiáng)的存在和原理。
2、要求
采用不同的實(shí)驗(yàn)形式，包括簡易到復(fù)雜，微小物體到龐大設(shè)施的實(shí)驗(yàn)，都在說明壓強(qiáng)這一原理的作用和價(jià)值，需要我們通過對各種實(shí)驗(yàn)的操作和掌握，能夠比較深刻的了解壓強(qiáng)的原理和作用。
二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)原理
1、演示力可以使物體發(fā)生形變、彈性形變
讓吹進(jìn)氣的氣球放置在桌上，用手掌壓氣球，能看到氣球被壓扁，表明力能夠使物體產(chǎn)生形變；松手后氣球恢復(fù)原狀，表明氣球是在彈性形變。
2．演示壓力的作用效果
a．如圖1，一手手掌平壓在氣球上，另一手用手指頂住氣球，可看到，與手掌接觸的那部分氣球形變較小，而手指頂著的那部分氣球形變明顯，并且用的力越大，形變越明顯。
b．如圖2，把氣球放在釘板上，再把木板放在氣球上，向木板上施加壓力，氣球形變但不會(huì)被釘板上的釘刺破，說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。
3．體驗(yàn)液體壓強(qiáng)的存在
如圖3，向玻璃管內(nèi)加水，玻璃管底部的氣球膜向下凸出，說明液體對容器的底部有壓強(qiáng)；如圖4，把下部蒙有氣球膜的玻璃管插入水中，橡皮膜向內(nèi)凹，說明液體內(nèi)部有壓強(qiáng)。
4．演示影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素
在玻璃管的開口側(cè)面和管底套上彈性較好的氣球膠膜并扎緊，用透明膠管（可用輸液管）加長玻璃管后向管內(nèi)注水，隨著膠管上端的升降，看到液面越高氣球膠膜越凸出，換成不同管徑或液體再做，以說明液體內(nèi)部壓強(qiáng)與高度和液體密度有關(guān)。
5．演示大氣壓的作用
準(zhǔn)備一個(gè)吹脹的氣球，一只邊緣平滑的塑料杯（或碗）。先讓氣球表面沾些水，再在塑料杯（碗）里倒?jié)M開水，過一段時(shí)間將開水倒掉，接著把塑料杯倒扣在氣球上。等一會(huì)兒，摸摸杯子已經(jīng)變得很冷了，拿起氣球再翻個(gè)身，可見塑料杯掛在氣球下，不會(huì)掉下來（可能要多試幾次才能成功）。原因是被開水燙熱的杯中充滿了熱空氣，扣在氣球上以后，杯口被密封，等里面的空氣冷卻了，體積縮小，使杯內(nèi)的空氣壓強(qiáng)小于杯外，在杯外的大氣壓力作用下，杯子被吸附在氣球上。若用手指按壓一下杯子邊沿的球膜，外面的空氣進(jìn)入杯內(nèi)，杯子馬上就脫離氣球了。
6．演示流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
把氣球懸掛起來，向氣球的一側(cè)吹氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球向吹氣的一側(cè)靠近，原因是吹氣的一側(cè)氣體流速快，壓強(qiáng)小，另一側(cè)的氣體壓強(qiáng)大故而產(chǎn)生一個(gè)壓力差使氣球發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
7．演示大氣壓的存在──吞吐氣球
改進(jìn)“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)。用制取氫氣的啟普發(fā)生器的下部，將小氣球置于瓶口，導(dǎo)氣管連接抽氣機(jī)，當(dāng)抽出（或冷卻）瓶內(nèi)氣體時(shí)，大氣壓使小氣球被“吞”進(jìn)瓶內(nèi)，再將瓶倒置，向瓶內(nèi)打氣（或加熱瓶內(nèi)氣體），小氣球又被“吐”出。
8．演示反沖現(xiàn)象
將吸管插入氣球口，用細(xì)線把其扎緊，用氣筒給氣球打足氣，用手堵住吸管，讓吸管口朝下，然后放手，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球沿直線豎直上升。實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫卣f明反沖運(yùn)動(dòng)。在這里要注意選用吸管要稍長一些，有利于氣球沿直線上升。
9．演示氣體的體積與壓強(qiáng)和溫度有關(guān)
a．在直玻璃管的下端拴一個(gè)氣球，把氣球放入瓶中，并用塞子塞住廣口瓶口。先在氣球內(nèi)充入一定質(zhì)量的氣體，封閉直管，通過彎管向瓶外抽氣，發(fā)現(xiàn)氣球變大；向里打氣時(shí)，氣球又會(huì)變小。表明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)減小，體積增大，壓強(qiáng)增大，體積減小。
b．在氣球內(nèi)稍充氣，并把直管封閉，然后把廣口瓶放入熱水中，使瓶內(nèi)受熱，就會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球變大，從熱水中取出后稍冷卻，就發(fā)現(xiàn)氣球又逐漸地變小?？梢哉f明氣體的體積與溫度有關(guān)。
10．物體的沉浮條件
用一個(gè)薄氣球，裝入水，密封好，緩緩放入水中，可以看到氣球在水中的懸?。蝗缓笤跉馇蛑醒b入酒精，則可以看到氣球在水中的漂浮；最后在氣球中裝入鹽水，則會(huì)看到氣球在水中的下沉，能有效說明了液體中物體的沉浮與物體的密度有關(guān)。
11．顯示空氣浮力
將幾個(gè)氫氣球掛在彈簧測力計(jì)的掛鉤上，氣球靜止時(shí)彈簧測力計(jì)顯示出相當(dāng)?shù)氖緮?shù)。可以有效地說明空氣浮力作用。
12．演示和分析浮力產(chǎn)生的原因
將可樂瓶去底后倒置，放入小氣球，先按住氣球緩緩加水，到水完全淹沒氣球才能放手，并繼續(xù)加滿水，氣球并不上??；再將整套裝置放入有足夠水位的水槽或大燒杯中，看到小氣球又向上浮出。
13．在空氣中演示浮沉條件與潛水艇原理
取氫氣氣球與空氣球在空中同時(shí)釋放，看到一個(gè)上浮而另一個(gè)下沉，若將二者綁攏則能懸浮于空中任意位置；此時(shí)若放出空氣球中的一部分空氣則兩氣球上升，反之若放出氫氣球中的一部分氣體則兩球下降。可用以說明浮沉條件，還可以分析潛水艇的工作原理。
14．演示星系在遠(yuǎn)離我們而去
此前15年，斯利弗在美國天文學(xué)協(xié)會(huì)的一次會(huì)議上，公布的觀察結(jié)果是：“一些明亮星云(后來被證實(shí)是星系)，既有藍(lán)移的，也有紅移的”；更遠(yuǎn)的弱光星云，“全都展示紅移”(1-P111)。沒有做出任何解釋。哈勃有效地以“宇宙梯”法解決了確定星系距離的問題之后，通過對自己測定的24個(gè)河外星系距離的分析，發(fā)現(xiàn)紅移量大致同星系距離成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為，這個(gè)結(jié)果“唯一可能的物理學(xué)解釋便是河外星系都在以正比于它們距離的速度退離我們而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被稱為哈勃定律。其中H為哈勃常數(shù)，D為星系距離，V為星系退離速度。D和V“都不是可測量的量”(8-P403)。
哈勃定律作為膨脹宇宙論的基礎(chǔ)原典、現(xiàn)代宇宙學(xué)的觀測依據(jù)，存在如下紕漏：1、該定律中既沒有可觀測的物理量，何以能成為“觀測依據(jù)”?又缺乏作為必要條件的觀測數(shù)據(jù)，如何判定其正確?
2、設(shè)星系在t內(nèi)退離距離D=Vt=HDt；依據(jù)哈勃關(guān)系式λ/λ=D/D，λ應(yīng)隨時(shí)間線性增加，即該定律成立的必要條件是紅移譜線持續(xù)移動(dòng)而不是紅移。
3.取H=3×10-2m/s光年，代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知，任一星系的λ/λ都將以每年10-10持續(xù)增加。60年代觀測精度(λ/λ～2.5×10-15)已達(dá)這個(gè)數(shù)據(jù)的4×104倍，要證明哈勃定律成立，就必須提供對同一星系λ/λ隨時(shí)間線性增加的觀測證據(jù)。
近40年來，新理論與新技術(shù)的結(jié)合，相繼發(fā)現(xiàn)了一些不調(diào)和的紅移現(xiàn)象。海爾天文臺(tái)的阿普80年代末就宣稱：“我們已知有38個(gè)不調(diào)和紅移天體與24個(gè)星系相關(guān)聯(lián)。這個(gè)數(shù)字之大，不允許我們將它一筆勾銷”(1-P151)。依據(jù)這些佐證，至少在某些情況下，關(guān)于紅移跟膨脹關(guān)聯(lián)的傳統(tǒng)解釋是錯(cuò)的。
紅移跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)確實(shí)并不具有唯一性。依據(jù)狹義相對論，運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出的光被靜止者觀測時(shí)將發(fā)生頻移，和聲波頻移機(jī)理相同，用多普勒效應(yīng)解釋沒有錯(cuò)。依據(jù)廣義相對論，具有強(qiáng)引力場的靜止物體發(fā)出的光，在引力勢較高處觀測也要紅移。即光的頻移有兩種機(jī)制，聲波頻移卻僅有一種，用多普勒頻移解釋光現(xiàn)象就必然會(huì)丟失引力頻移機(jī)制。通常的解釋是：“引力不能定量解釋星系的普遍紅移，引力效應(yīng)至少不占主導(dǎo)地位”(4-P509)，可以忽略不計(jì)；霍金的說法是：“星系的引力場沒有足夠強(qiáng)到對它有明顯的效應(yīng)”(5-P47)。
哈勃宣布宇宙在膨脹時(shí)，全世界能夠理解廣義相對論的人寥若晨星，“據(jù)記載，本世紀(jì)20年代初有一位記者告訴愛丁頓，說他聽說世界上只有三個(gè)人能理解廣義相對論，愛丁頓停了下，然后回答：我正在想這第三個(gè)人是誰”(5-P83)；50年代之前，“廣義相對論大體上是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支”，60年代之后才“從考察數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)到開始按照物理來思考”(6-P72)；尤為重要的是，這個(gè)時(shí)期利用穆斯堡爾效應(yīng)在高度差H=22.5m的條件下，“極其精密地測得57Fe的一條γ譜線的紫移，波長相對變化僅有λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，與理論預(yù)告值在誤差范圍內(nèi)符合”(7-P94)。引力頻移被精確地測量出來后，就不得不承認(rèn)“引力是一種極其巨大的力量”(6-P66)。即此不難算出，在地球引力場中γ光子通過22.5m，需時(shí)t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。
由哈勃關(guān)系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t；當(dāng)λ/λ～2.5×10-15時(shí)，t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。
依據(jù)平直而各向同性的宇宙學(xué)原理,當(dāng)λ/λ～2.5×10-15時(shí)，引力效應(yīng)/哈勃效應(yīng)=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很顯然忽略引力效應(yīng)肯定是個(gè)重大失誤。
大爆炸——膨脹宇宙論被稱為標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型，存在3個(gè)問題：其一、不考慮引力效應(yīng)就不符合現(xiàn)代宇宙學(xué)的定義；其二、40年前就測出的引力頻移比膨脹效應(yīng)大1010數(shù)量級，早已粉碎了“唯一的物理學(xué)解釋”神話；其三、“廣義相對論用時(shí)空結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來表示引力場”(8-P328)，哈勃當(dāng)時(shí)并不理解，用多普勒效應(yīng)解釋紅移屬于以偏概全；時(shí)至今日如果仍不考慮引力效應(yīng)，宇宙常數(shù)偏小、退離速度偏大的錯(cuò)謬，將永遠(yuǎn)不可能得到糾正。
為了確定引力跟紅移的定量關(guān)系，特作如下討論：
一、改變高度差重做穆斯堡爾實(shí)驗(yàn)，依據(jù)兩次測得的數(shù)據(jù)，可以確定：
1、紅移相對變化量跟距離還是距離平方相關(guān)；
2、導(dǎo)出相關(guān)公式，為比較引力貢獻(xiàn)和哈勃貢獻(xiàn)提供依據(jù)。
二、有人認(rèn)為，光在漫長的星際旅途中會(huì)受到無數(shù)恒星的影響，其左彎右折必然使紅移量產(chǎn)生較大改變，無法予以判定。其實(shí)并非如此，可依據(jù)右圖闡明如下：圖中A為發(fā)光恒星，M、N為兩個(gè)恒星，P為太陽；光線AB受它們影響的實(shí)際傳播線路為AB、BC、CD、DE、EF；F為地球，F(xiàn)A為依據(jù)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)定的光傳播線路。實(shí)際上BC是光在M附近沿能級相同的測地線通過的軌跡，能夠影響紅移的僅為B′C′。即此可得如下推論：
推論1、光無論受多少恒星影響發(fā)生左彎右折，決定紅移或紫移的只有直線距離。
推論2、A使光紅移，F(xiàn)使光紫移，由于M地《M恒，地球的影響可以忽略不計(jì)。
推論3、由實(shí)驗(yàn)得出的公式，可以用于定量解釋星系的普遍紅移，同時(shí)將成為確證哈勃定律正確與否的判據(jù)。
參考書目
1、(美)巴里·派克著愛因斯坦的夢湖南師范大學(xué)出版社1989年
2、薛曉舟等著現(xiàn)代物理學(xué)的哲學(xué)問題河南大學(xué)出版社1996年
3、袁正光主編領(lǐng)導(dǎo)干部科普知識(shí)全書改革出版社2000年
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5、(英)霍金著許明賢等譯時(shí)間簡史湖南科技出版社1995年
6、(英)霍金著胡小明等譯時(shí)間簡史續(xù)篇湖南科技出版社1995年
7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年
8、董光璧等著世界物理學(xué)史吉林教育出版社1994年
二、光速不變與波粒二象性
在討論這兩個(gè)問題之前，首先需要廊清物理學(xué)理論中的3種觀念。
1、物理學(xué)不研究“物質(zhì)”，正如沒有人能夠講出“水果”是什么滋味一樣，因?yàn)槎叨际浅橄蟮念惛拍?。?shí)際上物理學(xué)只研究質(zhì)量、電量、能量跟時(shí)空的關(guān)系，“物質(zhì)”屬于誤用的哲學(xué)概念。
2、從牛頓那個(gè)時(shí)代開始，物理學(xué)就分牛頓范式和非牛頓范式，前者研究孤立質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，后者探討熱、光、電、磁的本質(zhì)；現(xiàn)在已經(jīng)非常清楚，熱、光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)都是電磁波，統(tǒng)稱為能量。
3、現(xiàn)代物理學(xué)理論可以分為以質(zhì)量計(jì)量、用時(shí)空描述，以能量計(jì)量、用位形描述兩大體系，物理客體理應(yīng)分為質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)兩大類。同理粒子物理學(xué)就應(yīng)該分清質(zhì)量子(即費(fèi)米子)和能量子(即玻色子)，本質(zhì)差異在于有沒有靜質(zhì)量。
據(jù)此，先討論光速不變問題。
所謂的光速不變是一種簡稱，實(shí)際所指是光速與光源運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，或曰：光總是各向同性的。依據(jù)“質(zhì)量是慣性的量度”，光子沒有靜質(zhì)量，自然就應(yīng)該與光源的慣性無關(guān)。人們通常表現(xiàn)出的“不理解”，根源在于誤認(rèn)為任何“物質(zhì)”都具有慣性，忘記了慣性只與質(zhì)量相關(guān)，屬于牛頓范式獨(dú)霸天下產(chǎn)生的常識(shí)性錯(cuò)誤，不清楚物理客體應(yīng)該分為質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)兩大類。
討論光的各向同性，首先必須依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論確立如下觀念：所謂的宇宙是質(zhì)量體(包括電子、質(zhì)子、原子、分子到其大無比的天球)懸浮在能量海洋(即連續(xù)輻射)中的巨系統(tǒng)。只有當(dāng)能量(子)從質(zhì)量體中放出(或被吸收)時(shí)，才表現(xiàn)出一份一份的粒子屬性，被稱為光子；而這種能量(團(tuán))在連續(xù)輻射的海洋中傳播時(shí)，則總表現(xiàn)為波。只需要以石塊擲入水中后，水波總是各向同性傳播為類比，就很容易理解光波總是各向同性的道理。
得布羅意提出波粒二象性，至今已有七十余年，開始時(shí)說微觀“物質(zhì)”既是粒子又是波，后來改為既不是粒子又不是波；由于實(shí)際測量的結(jié)果是：用干涉儀得到衍射圖象，用計(jì)數(shù)器記下的是粒子數(shù)，就將微觀粒子的實(shí)在性跟意識(shí)聯(lián)系起來，認(rèn)為究竟是粒子還是波，由測量者的意識(shí)所決定，關(guān)鍵在于選用什么樣的儀器。直到今天波粒二象性依舊是個(gè)說不清道不明的謎。
實(shí)際上只需要擯棄掉“物質(zhì)”這個(gè)誤用的哲學(xué)概念，并承認(rèn)物理客體分質(zhì)量、能量兩個(gè)系統(tǒng)，問題即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要將在能量海洋中傳播和由質(zhì)量體吸收(或放出)分開考慮，答案就已經(jīng)非常明確：波屬于能量系統(tǒng)的屬性，而粒子性總跟質(zhì)量系統(tǒng)相關(guān)。
光子屬于能量子，現(xiàn)在討論質(zhì)量子的問題。依據(jù)量子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，粒子永遠(yuǎn)不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。按En＝n2h2/8mL2被關(guān)在L＝4A箱內(nèi)的電子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量狀態(tài)(基態(tài))也還有2.3eV能量，通常稱它為電子的動(dòng)能，又是一種植根于“物質(zhì)”這個(gè)誤用概念的常識(shí)性錯(cuò)誤。量子場論承認(rèn)微觀存在分粒子和場，每一種粒子都對應(yīng)著一種場，卻講不清二者之間的關(guān)系究竟如何。只需要將電子放到質(zhì)能兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論的框架去考察，就不難發(fā)現(xiàn)所謂的電子動(dòng)能并非屬于電子，而是網(wǎng)絡(luò)態(tài)的能量海洋作用于電子的結(jié)果。任何粒子實(shí)際上都處在“樹欲靜而風(fēng)不止”的被動(dòng)狀態(tài)，傳統(tǒng)將這種能量理解為電子“自能”，是基于質(zhì)、能不分產(chǎn)生的常識(shí)性錯(cuò)誤。試想：空中懸浮的氣球不能靜止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的動(dòng)能亦來自于水，都不屬于氣球和木屑自身所有；即此為類比就不難理解粒子性和波之間的相互關(guān)系。
結(jié)論：所謂的波粒二象性，是使用分別適用于能量或質(zhì)量系統(tǒng)的儀器，檢測由質(zhì)量子和能量子構(gòu)成的復(fù)合態(tài)產(chǎn)生的不同效應(yīng)。
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：同時(shí)使用干涉儀和計(jì)數(shù)器對質(zhì)量子進(jìn)行觀測，當(dāng)光柵的隙縫小于粒子的直徑時(shí)，放在光柵背后的計(jì)數(shù)器就不會(huì)記下粒子數(shù)。理由是通過光柵的只能是能量海洋中傳遞的一列波，具有靜質(zhì)量的粒子將被“濾”掉。
三、絕對時(shí)間和相對相間
牛頓將時(shí)間分為“自身在那里流”的絕對時(shí)間和“可感知的及外界的度量”的相對時(shí)間。狹義相對論預(yù)言“動(dòng)鐘變慢”；廣義相對論預(yù)言“一個(gè)鐘所處的引力勢越低(深)，它走得越慢”。通常都說相對論的預(yù)言被證實(shí)，說明牛頓的時(shí)間觀念是錯(cuò)的；實(shí)際上恰恰相反，即此正好證明了時(shí)間確實(shí)有絕對和相對之分。
牛頓之前，惠更斯已導(dǎo)出單擺周期公式T＝2π(L/g)1/2，據(jù)此發(fā)明的擺鐘至今仍在使用，其走時(shí)快慢與g直接相關(guān)：g越大，T越小，走時(shí)讀數(shù)即變大；反之即被稱為變慢。這個(gè)結(jié)果為什么正好跟廣義相對論的預(yù)言相反呢?因?yàn)槲锢韺W(xué)研究的客體分兩個(gè)系統(tǒng)：一是由牛頓范式沿襲而來的，用質(zhì)量計(jì)量、用時(shí)間和空間描述運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量系統(tǒng)；一是由非牛頓范式沿襲而來的，用能量計(jì)量、用位形描述運(yùn)動(dòng)的能量系統(tǒng)。擺鐘的讀數(shù)屬于質(zhì)量系統(tǒng)計(jì)量的相對時(shí)間，可以通過調(diào)節(jié)擺長L使所有的鐘走時(shí)一致，其作用直接源于發(fā)條的彈性勢。剛旋緊發(fā)條時(shí)走時(shí)慢些，發(fā)條松弛時(shí)走時(shí)即變快。
用原子鐘實(shí)測的結(jié)果正好跟廣義相對論預(yù)言一致，這又是為什么呢?由于原子釋放能量子跟它所處環(huán)境的能級直接相關(guān)，而能量子的T即代表該能級的內(nèi)稟時(shí)間，由能密梯度g′決定，是無法人為改變的，故而稱之為絕對時(shí)間。
如圖所示，行星R從遠(yuǎn)日點(diǎn)N向近日點(diǎn)M運(yùn)行時(shí)，動(dòng)能(正能)逐漸增大，g亦隨之增大；由M向N運(yùn)行時(shí)，勢能(負(fù)能)逐漸增大，g′亦隨之增大。沿NM方向，正能密梯度g遞增，負(fù)能密梯度g′遞減。原子鐘走時(shí)由g′決定，顯示的是絕對時(shí)間；擺鐘走時(shí)由g決定，顯示的則是相對時(shí)間。
小結(jié)：絕對時(shí)間是彎曲時(shí)空(負(fù)能密梯度決定其曲率)的內(nèi)稟時(shí)間，傳統(tǒng)使用的擺鐘“度量”的屬于相對時(shí)間。當(dāng)使用人為規(guī)定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)去度量負(fù)能量海的內(nèi)稟時(shí)間時(shí)，就必然會(huì)出現(xiàn)時(shí)間變快或變慢的實(shí)測結(jié)果。
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：將在同一地點(diǎn)校準(zhǔn)的擺鐘和原子鐘各一枚，用氣球帶上高空，依據(jù)電臺(tái)播放的校鐘訊號(hào)去校鐘時(shí)，原子鐘的讀數(shù)要大些(變快)，擺鐘則變慢。
意義：該實(shí)驗(yàn)可以確證：
物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著大量素質(zhì)教育的內(nèi)容。我們在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，以“突出素質(zhì)教育，強(qiáng)化能力培養(yǎng)”為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程的素質(zhì)教育功能，將素質(zhì)教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一體，圍繞素質(zhì)教育目標(biāo)，重新審視每個(gè)實(shí)驗(yàn)，確立每個(gè)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)能力培養(yǎng)的具體要求，將素質(zhì)教育落實(shí)到每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從以下幾方面強(qiáng)化學(xué)生素質(zhì)與能力的培養(yǎng)。
一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神的培養(yǎng)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法，倡導(dǎo)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，重點(diǎn)突出以下幾個(gè)方面的教學(xué)。
（1）每個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)計(jì)思想。
（2）實(shí)驗(yàn)中用到的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。常用的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法有控制變量法、對照實(shí)驗(yàn)法和等效替代法等。這些名詞對于學(xué)生可能比較陌生，我們會(huì)結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行講解，變抽象為具體。
（3）基本的實(shí)驗(yàn)測量手段和實(shí)驗(yàn)技能。物理實(shí)驗(yàn)的基本訓(xùn)練目標(biāo)就是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)測量手段和實(shí)驗(yàn)技能。
（4）物理理論與物理實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系，物理實(shí)驗(yàn)之間的相互聯(lián)系。每次實(shí)驗(yàn)前我們都會(huì)介紹本次實(shí)驗(yàn)的物理原理。例如“磁感應(yīng)強(qiáng)度的測定”，可以結(jié)合電磁感應(yīng)展開教學(xué)，并且引入通電螺線管內(nèi)部磁場的計(jì)算公式，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)一步深刻理解并驗(yàn)證該公式。理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合能起到事半功倍的效果，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
（5）與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)史料、物理學(xué)家和發(fā)明過程介紹，在潛移默化中將素質(zhì)教育落到實(shí)處。
（6）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作、正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力。這些科學(xué)工作者的基本素質(zhì)，都應(yīng)該從中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開始培養(yǎng)，為他們今后開展科學(xué)工作打下基礎(chǔ)。
二、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力的培養(yǎng)
充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)其獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力，做到在教師引導(dǎo)下資料由學(xué)生查，儀器由學(xué)生看，實(shí)驗(yàn)由學(xué)生做，問題由學(xué)生提，思路由學(xué)生想，疑難由學(xué)生議，錯(cuò)誤由學(xué)生析。
（1）創(chuàng)設(shè)問題情境。要求每位學(xué)生實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，能夠解決兩個(gè)重要問題：做什么？怎么做？針對不同實(shí)驗(yàn)，我們還會(huì)創(chuàng)設(shè)一些有特色的問題情境，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并通過互動(dòng)了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況，以便上課時(shí)做到有的放矢。
（2）每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)有探究性思考題，從理論性探究、實(shí)驗(yàn)性探究、改進(jìn)性探究、拓展性探究、應(yīng)用性探究等方面引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究。
（3）每個(gè)實(shí)驗(yàn)配套必要的儀器設(shè)備說明書，倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)故障進(jìn)行自我診斷與排除，培養(yǎng)動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合的能力。
（4）將內(nèi)部封閉的實(shí)驗(yàn)儀器拆解展示，便于學(xué)生觀察內(nèi)部構(gòu)造，了解工作原理，避免“暗箱操作”。
（5）尊重學(xué)生興趣和個(gè)體差異，設(shè)必做與選做實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)設(shè)必做與選做內(nèi)容。學(xué)生可自主選擇，量力而行，以提高素質(zhì)和培養(yǎng)能力為目的，因材施教。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
（1）介紹物理實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，拓展學(xué)生知識(shí)面和創(chuàng)新思路。
（2）針對每個(gè)實(shí)驗(yàn)，提出實(shí)驗(yàn)中存在的問題并分析原因。
（3）針對每個(gè)實(shí)驗(yàn)，提出改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)想，或考慮有無其他測量方法或手段。這個(gè)要求相對比較高，我們往往先讓學(xué)生尋找一些難度適中的問題進(jìn)行研究。此時(shí)多采用研究小組形式，每個(gè)小組解決一個(gè)問題，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
（4）提出實(shí)驗(yàn)所用原理、方法、設(shè)備的應(yīng)用設(shè)想。我們最提倡的一句話就是：學(xué)以致用。不同的學(xué)生，個(gè)好不同，往往對同一個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原理、方法、設(shè)備有著不同的認(rèn)識(shí)。正因?yàn)槿绱?，他們?huì)從不同角度提出不同的應(yīng)用設(shè)想。而這些天馬行空的設(shè)想，往往就是創(chuàng)新的開始。
（5）理論聯(lián)系實(shí)際，提出解決實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)想和設(shè)計(jì)。學(xué)生在這個(gè)過程中學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更學(xué)會(huì)交流和分享。
（6）指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提供實(shí)驗(yàn)器材，助優(yōu)秀學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
（7）改革實(shí)驗(yàn)評價(jià)手段，將實(shí)驗(yàn)論文、課程作業(yè)、提問數(shù)量與質(zhì)量、動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等作為評定實(shí)驗(yàn)成績的重要依據(jù)，使整個(gè)評價(jià)體系更科學(xué)、更合理，而且能促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的提高。
（8）選拔優(yōu)秀學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理，擔(dān)任實(shí)驗(yàn)科普教育志愿者。
以上是我們在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些改革嘗試。實(shí)踐表明，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，有利于突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)中的素質(zhì)教育，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體品質(zhì)和素質(zhì)教育價(jià)值。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是：加強(qiáng)學(xué)生已學(xué)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合，并將這些知識(shí)靈活應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法和分析方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力。
二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路
構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)該把學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)作為構(gòu)建的指導(dǎo)思想，以便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究的過程中，通過自己的努力獲取相應(yīng)的物理知識(shí)和練就一定的操作技能，又能逐步學(xué)會(huì)一套獲取新知識(shí)和解決新問題的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是：(1)將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫徹始終，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)服務(wù)；(2)循序漸進(jìn)；(3)要選擇或設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎、難易適度的實(shí)驗(yàn)；(4)要立足大學(xué)物理，輻射其它學(xué)科；(5)要把科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和物理知識(shí)的建構(gòu)統(tǒng)一起來；(6)要把科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來；充分發(fā)揮設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教育功能。
三、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和提高綜合素質(zhì)為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，按照物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程和目的要求以及學(xué)生自身個(gè)性發(fā)展將研究性物理實(shí)驗(yàn)劃分為以下三個(gè)層次。
1.基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)?；驹O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特別注意科學(xué)性和趣味性的結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本能力、科學(xué)的思維方式、探究意識(shí)和動(dòng)手能力。采用指定“單任務(wù)教學(xué)”模式，教師起到“指導(dǎo)、幫助”的作用。
(1)基本目的。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、研究與探索物理規(guī)律的熱情，加深對物理規(guī)律的切身感受，提高動(dòng)手動(dòng)腦能力，激勵(lì)創(chuàng)新精神。
(2)基本要求。在教師的指導(dǎo)下或自己的獨(dú)立研究完成實(shí)驗(yàn)課題，按學(xué)術(shù)論文的形式撰寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)研究方法。
2.提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內(nèi)選擇儀器、擬定二種以上的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較，以較佳的實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)是學(xué)生在普通物理學(xué)習(xí)中已掌握或稍加補(bǔ)充即可掌握的。他們要從查找文獻(xiàn)資料開始，制定方案，做規(guī)劃，直至完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。培養(yǎng)學(xué)生科研綜合對比研究能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力，在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
(2)基本要求。要求這類實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行書面總結(jié)和口頭報(bào)告交流，讓他們對自己的實(shí)驗(yàn)作介紹，交流在實(shí)驗(yàn)研究的過程以及分析問題和解決問題中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
3.獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目，擬定實(shí)驗(yàn)方案、自選儀器完成實(shí)驗(yàn)。側(cè)重于綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課題涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法應(yīng)具有綜合性，學(xué)生選定課題后，教師一般只對課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學(xué)生自己調(diào)研和查閱資料，自己設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，提出實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。在培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和基本的設(shè)計(jì)能力后，對部分學(xué)生提出更高的要求，這一階段要求學(xué)生的自主創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素質(zhì)。
(2)基本要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)課題都要寫出研究論文，并進(jìn)行學(xué)術(shù)答辯和交流，部分論文應(yīng)具有創(chuàng)新的成果，其中優(yōu)秀的論文應(yīng)能在正式學(xué)術(shù)刊物或?qū)W術(shù)會(huì)議論文集上發(fā)表。
4.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案。根據(jù)上面的討論，由從簡單到復(fù)雜、從基本到提高的順序把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主要的類型，對于不同的層次有不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和具體的實(shí)驗(yàn)要求，其中包括學(xué)生選做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)、所需的課時(shí)數(shù)等，提出設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案如表一。
表一設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容
不同的學(xué)校根據(jù)自己的具體情況可以對不同的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類型提出不同的要求，即對基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的個(gè)數(shù)和每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的學(xué)時(shí)給出符合自身實(shí)際情況的規(guī)定。根據(jù)我們學(xué)院的情況，選取基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課題數(shù)目分別為2、2、1個(gè)，總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)。
四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評價(jià)
客觀、科學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績，有利于促進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。評價(jià)應(yīng)體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為主，教師為輔，顯示學(xué)生個(gè)性，相互協(xié)作，有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性的宗旨。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評價(jià)采用雙評模式，把教師的評價(jià)和學(xué)生自評結(jié)合起來，改變以往那種只有教師參與的局面。
1.學(xué)生自評。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都進(jìn)行自我評價(jià)，或是以小組為單位進(jìn)行評價(jià)。在評價(jià)考核范圍里面除了考核實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能和實(shí)驗(yàn)的掌握外還將實(shí)驗(yàn)態(tài)度、文獻(xiàn)查閱能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等都納入考察范圍，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的價(jià)值。
2.教師對學(xué)生的評價(jià)。教師對學(xué)生的評價(jià)與學(xué)生自評同步進(jìn)行，教師通過對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的審核，對實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)督，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，給出一個(gè)評價(jià)。
對于這兩部分的權(quán)重，不同的學(xué)校，不同的專業(yè)可以進(jìn)行不同的調(diào)整，一般可以采用教師評價(jià)占60％，學(xué)生自評占40％的比例來進(jìn)行，對于不同的給分點(diǎn)可以根據(jù)各自情況進(jìn)行界定。
參考文獻(xiàn)：
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在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中，往往只重視物理理論知識(shí)的理解，將重心放在大學(xué)生物理知識(shí)的獲取與驗(yàn)證，忽視大學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，偏離了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的培養(yǎng)方向和培養(yǎng)目標(biāo)．
1.2實(shí)驗(yàn)教材偏理論性，實(shí)驗(yàn)思想和方法不足
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)工具，直接影響著大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量．但是，目前我國大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材大多理論性偏強(qiáng)，物理實(shí)驗(yàn)思想和物理實(shí)驗(yàn)方法不能很好的體現(xiàn)．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)更應(yīng)注重物理實(shí)驗(yàn)思想和物理實(shí)驗(yàn)方法的教育．
1.3多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為輔
目前我國各高校開設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相對于新技術(shù)和新方法運(yùn)用類型的實(shí)驗(yàn)更容易使學(xué)生感到枯燥無味，課堂氛圍會(huì)比較呆板沉悶，不能夠很好地激發(fā)學(xué)生的求知欲望，很大一部分學(xué)生只滿足于測出所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成格式化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告．
1.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，學(xué)生實(shí)驗(yàn)較為被動(dòng)
目前我國大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)形式相對固定，教學(xué)方法比較單一，忽視各學(xué)科之間的兼容性和互補(bǔ)性．由于教學(xué)形式的固定，教學(xué)方法的單一使大學(xué)生做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)比較被動(dòng)消極．
1.5強(qiáng)調(diào)按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟操作，忽視靈活性與創(chuàng)新能力培養(yǎng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)適應(yīng)時(shí)代和科學(xué)發(fā)展的要求，應(yīng)不斷求思、求變和求新，要給大學(xué)生營造和創(chuàng)設(shè)自由發(fā)揮的空間和時(shí)間．但是，目前我國大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)比較強(qiáng)調(diào)按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟操作，嚴(yán)重忽視大學(xué)生靈活性與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．
2大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的五維一體改革
基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)五維一體綜合改革由大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念改革維度、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革維度、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革維度、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告改革維度和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績評定改革維度這五個(gè)維度構(gòu)建形成一個(gè)綜合改革體．
2.1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念改革
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要以大學(xué)生為主體，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，從傳統(tǒng)的學(xué)生接受性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)及合作學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，充分激發(fā)大學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主動(dòng)性和積極性．貫徹以大學(xué)生為主體，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革理念，使大學(xué)生能夠?qū)⒋髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到的理論、思想、方法和技能等運(yùn)用于其專業(yè)領(lǐng)域，并逐步培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力．針對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性低，探究性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少，忽視創(chuàng)新能力培養(yǎng)等問題，通過學(xué)習(xí)、反思與討論，提出行之有效的改革方案（其中包括教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫及實(shí)驗(yàn)成績評定方式改革等內(nèi)容）．加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)、啟發(fā)和幫助，減少實(shí)驗(yàn)中對學(xué)生思維能力及動(dòng)手能力的束縛，以提高大學(xué)生做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，提高團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，開發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)。
2.2大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革
改變目前我國大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，以探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為輔的局面，過多的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)束縛大學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力．大力開發(fā)探究性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增加探究性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)比例，提高綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)質(zhì)量，使學(xué)生能夠根據(jù)自己的專業(yè)需求及其興趣特長選擇實(shí)驗(yàn)，切實(shí)有效地培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力．針對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容開展調(diào)研，通過座談會(huì)、問卷調(diào)查方式向?qū)嶒?yàn)教師和實(shí)驗(yàn)學(xué)生進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革調(diào)研，以更好的設(shè)計(jì)并確定適合本校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革方案．開設(shè)了尊重學(xué)生求知欲和興趣的“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)”課程體系．開設(shè)的壓力傳感器實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體溫度傳感器實(shí)驗(yàn)、電表的設(shè)計(jì)和改裝等綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)改變了學(xué)生實(shí)驗(yàn)熱情不高的狀況，激發(fā)了學(xué)生的興趣和動(dòng)力．很多學(xué)生還將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與自己的專業(yè)背景結(jié)合，深入研究探索，在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相關(guān)的研究論文．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革效果顯著．
2.3大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革
目前我國大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更多的采用教師講解→教師演示示范→學(xué)生自己操作→教師總結(jié)點(diǎn)評→學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告→教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的教學(xué)流程，教學(xué)方法固定單一，教學(xué)效果不佳，特別不利于學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．要更多的采用實(shí)驗(yàn)探究法、提問解問法、小組研討法、課題引領(lǐng)法、課內(nèi)課外融合法、師生團(tuán)隊(duì)法和設(shè)計(jì)創(chuàng)新法等教學(xué)方法，更加靈活多變，具有創(chuàng)新因子，有效地提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力．針對教學(xué)方法也開展了一系列改革．首先，建立了信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生根據(jù)自己的意向自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；其次，教師實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上評定成績、網(wǎng)上教學(xué)質(zhì)量分析；另外，針對創(chuàng)新意識(shí)及能力較強(qiáng)，且對科研具有較高熱情的學(xué)生選擇性地開設(shè)與目前科學(xué)研究的前沿課題相關(guān)的研究性演示實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生展示更多的學(xué)科前沿實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，展示物理實(shí)驗(yàn)的思想和方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和科研能力，并為學(xué)生將來走上其專業(yè)相關(guān)的研究領(lǐng)域及研發(fā)崗位培養(yǎng)濃厚的興趣，奠定良好的科研基礎(chǔ)．通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，切實(shí)高效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，以達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)．
2.4大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告改革
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，教師能夠通過大學(xué)生撰寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成績評定的重要依據(jù)．目前，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所采用的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫格式相對固定，都是格式化的模板，大學(xué)生依次填入實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理、誤差分析與討論以及對實(shí)驗(yàn)的體會(huì)就完成了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫．有特色、有創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)報(bào)告很難見到，很難體現(xiàn)出學(xué)生的探究與創(chuàng)新，面對雷同的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)教師也很難給出科學(xué)恰當(dāng)?shù)脑u定成績．要結(jié)合本校的條件和特色，對具體形式不做過多固定要求，不采用格式化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板，采用形式多樣化的開放式實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式，增加實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)提問、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)綜合和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等板塊，還可設(shè)置一定比例的按照科技小論文寫作格式與寫作方法來完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．目前對于少部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)有能力的學(xué)生采用開放式實(shí)驗(yàn)報(bào)告．以硅光電池特性研究實(shí)驗(yàn)及核磁共振實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)下，根據(jù)自己的興趣提出問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并最終以小論文形式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．這和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫方式相比，能夠更多地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力．目前，這種實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成方式有必要進(jìn)一步推廣擴(kuò)大，但這必須建立在實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的素質(zhì)提高和數(shù)量的擴(kuò)充上．
2.5大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績評定改革
目前我國多數(shù)高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績評定一般分為平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)成績兩部分，平時(shí)成績考核參考出勤、預(yù)習(xí)報(bào)告等情況給出成績；實(shí)驗(yàn)成績的評定則根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等給出．這往往使大部分學(xué)生忽視探究問題能力的提高．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績的評定要增加以下內(nèi)容：（1）要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告中寫出自己對于本實(shí)驗(yàn)的理解，并提出自己思考的問題；（2）實(shí)驗(yàn)中可以4名學(xué)生組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組（每位學(xué)生都有一套完整的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，每位學(xué)生都要完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)），針對不同實(shí)驗(yàn)，學(xué)生輪流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解，并進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、科學(xué)語言的表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)．實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)討論的情況判斷學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)程度及學(xué)習(xí)積極性，據(jù)此給出相應(yīng)成績；（3）實(shí)驗(yàn)完成后，激勵(lì)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)與自己專業(yè)的聯(lián)系、實(shí)際應(yīng)用鏈接、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力．目前，已進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革相適應(yīng)的成績評定方式，針對不同層次的實(shí)驗(yàn)采取不同的方式評定成績．基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)仍根據(jù)預(yù)習(xí)、操作和報(bào)告三個(gè)模塊評定成績；綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則通過實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文和簡短答辯方式綜合評定實(shí)驗(yàn)成績．這樣既能訓(xùn)練學(xué)生的基本功，打好基礎(chǔ)，又能夠進(jìn)一步滿足不同專業(yè)、不同興趣愛好學(xué)生的需求，有的放矢地進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)．小論文和答辯方式成績評定的進(jìn)一步大范圍推廣也有賴于實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì)的提高和數(shù)量的擴(kuò)充．從實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫和實(shí)驗(yàn)成績評定方式方面全面進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐，并通過反饋信息進(jìn)一步進(jìn)行改革——實(shí)踐——再改革的循環(huán)，將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，對其他專業(yè)課實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革起到輻射和推動(dòng)作用．
傳感器教學(xué)是新課程改革的重要內(nèi)容，結(jié)合新課程改革開展有效的策略研究符合新課程改革的理念。我們認(rèn)為，在傳感器教學(xué)過程中的策略主要包括利用傳感器開展實(shí)驗(yàn)探究，針對中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開展全面系統(tǒng)的研究，開展中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及結(jié)合傳感器和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開展教研活動(dòng)等幾個(gè)方面。有效的策略將會(huì)對傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的研究起到積極的促進(jìn)作用。
一、開展探究教學(xué)——改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
開展探究教學(xué)策略是指在傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合過程中，以傳感器為操作平臺(tái)，以探究為教學(xué)方式的研究策略。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)是指在教師引導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用已有的物理知識(shí)和技能，通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、處理和分析數(shù)據(jù)、解決物理問題和探索結(jié)論的一種教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)探究模式一般包括“提出問題——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——實(shí)驗(yàn)探究——獲得結(jié)論”等環(huán)節(jié)和過程[1]。開展物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)可以改變傳統(tǒng)教學(xué)過程中過于強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)和技能的傾向，有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)過程中來，使之在經(jīng)歷科學(xué)探究的過程中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、參與意識(shí)、合作能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等。這就要求教師在開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的過程中，著力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造學(xué)生主動(dòng)參與的氛圍，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的積極性和主動(dòng)性[2]。
新課程改革之后，實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)新課程目標(biāo)的重要手段和內(nèi)容。物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)不僅要求教師具有探究的意識(shí)，還要求為教師配備基本的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。由于我國缺乏實(shí)驗(yàn)探究的傳統(tǒng)，很多中學(xué)一線教師在開展實(shí)驗(yàn)探究的過程中往往會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)器材或技術(shù)上的困難，因此，將傳感器應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)是一個(gè)行之有效的策略。傳感器能夠精密準(zhǔn)確地探測、感受外界信號(hào)，并將之轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，教學(xué)使用的傳感器具有操作簡便、數(shù)據(jù)圖像準(zhǔn)確清晰的特點(diǎn)，而且品種齊全。我國目前中學(xué)和高校使用的傳感器主要包括美國PASCO公司生產(chǎn)的PASCO傳感器系統(tǒng)和上海朗威DISLab傳感器系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)基本都涵蓋了中學(xué)物理所涉及到的實(shí)驗(yàn)種類和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。將傳感器技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)操作簡單方便，可以為學(xué)生和教師開展探究節(jié)省大量時(shí)間，學(xué)生不必從實(shí)驗(yàn)器材上考慮實(shí)驗(yàn)的可行性與可操作性，而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和分析非常精確，圖像清晰，學(xué)生可以集中精力思考實(shí)驗(yàn)探究的方法和思路，為實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)方案，完成實(shí)驗(yàn)探究的過程。這也符合實(shí)驗(yàn)探究的真正目的，可以更加有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
以傳感器為平臺(tái)開展實(shí)驗(yàn)探究的策略，可以有效地促進(jìn)傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的有效性，可以有效地改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，學(xué)生不再是一味聽教師講、看教師做，而是要積極主動(dòng)地猜想、假設(shè)并實(shí)驗(yàn)證明，對實(shí)驗(yàn)的事實(shí)加以分析并獲得結(jié)論。這必將有利于學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?，促進(jìn)傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的研究。
二、開展系統(tǒng)研究——使中學(xué)物理教師得以借鑒
傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整合研究已經(jīng)成為物理新課程改革的重要內(nèi)容和理念，是科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)課程整合的重要突破口，對于提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)以及創(chuàng)新思維能力有著重要的作用。國外在這方面的研究經(jīng)驗(yàn)和我國的現(xiàn)實(shí)狀況都顯示出我國傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的做法缺乏系統(tǒng)性，沒能從整體的視角加以研究。
開展系統(tǒng)研究策略是指在將傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合過程中，要有整體的研究思路，結(jié)合義務(wù)教育階段和高中階段的物理實(shí)驗(yàn)要求和設(shè)置，從力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等專題角度開展全面而系統(tǒng)的研究，為中學(xué)物理教師開展傳感器的教學(xué)提供理論指導(dǎo)和借鑒。從已有的研究中發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的整合研究以案例為多，而且實(shí)驗(yàn)的類型多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或測量性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏系統(tǒng)地將傳感器應(yīng)用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的做法。由于中學(xué)階段經(jīng)費(fèi)有限，很多中學(xué)沒有能力購置傳感器設(shè)備，所以我國的傳感器與實(shí)驗(yàn)整合的研究主要集中在高校，相對系統(tǒng)的研究主要以碩士畢業(yè)論文的形式呈現(xiàn)，中學(xué)一線教師的系統(tǒng)研究相對較少。這在很大程度上限制了中學(xué)物理教師參與傳感器研究的工作，也無法為廣大中學(xué)物理教師提供系統(tǒng)而足夠的示范，無法達(dá)到傳感器應(yīng)用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的理想價(jià)值。
因此，我們應(yīng)該系統(tǒng)地對傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合加以研究，既結(jié)合案例研究，又要涵蓋中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整體，將義務(wù)教育和高中教育階段的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過傳感器開展全面的研究，并將研究內(nèi)容和研究成果以適當(dāng)?shù)男问秸故境鰜恚瑸橹袑W(xué)一線物理教師和高校實(shí)驗(yàn)研究人員提供必要的借鑒和指導(dǎo)。同時(shí)，在研究過程中要具有更為廣泛的研究視角，從理論探討到策略分析，從模式建構(gòu)到資源開發(fā)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)探究等方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究。系統(tǒng)研究的策略要求我們要緊密結(jié)合義務(wù)教育階段和高中階段的物理課程標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，利用傳感器有針對性地開展全面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究，以便為中學(xué)物理教師開展傳感器教學(xué)提供案例觀摩和參考，促進(jìn)傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整合。唯有此才能實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)整合的系統(tǒng)化和全面化，才能為中學(xué)物理教師提供更直接、全面的指導(dǎo)。通過系統(tǒng)研究，可以促進(jìn)傳感器技術(shù)在中學(xué)物理教學(xué)中的有效應(yīng)用，使傳感器成為中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要而常見的操作平臺(tái)。
三、開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力
中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和研究能力是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)和內(nèi)容，也是傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的重要策略之一。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種介于基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的、具有對科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行初步訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)原理和要求，運(yùn)用已學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)施的過程[3] 。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)涉及到對物理實(shí)驗(yàn)原理的深刻理解，實(shí)驗(yàn)器材的合理選取，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和安排，實(shí)驗(yàn)操作的合理進(jìn)行，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出等一系列過程，這些對于學(xué)生創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手操作能力、小組合作和交流能力的培養(yǎng)都有十分重要的作用。
將傳感器系統(tǒng)作為開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作和研究平臺(tái)，可以有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。一般的數(shù)字傳感器由計(jì)算機(jī)接口、傳感器和軟件三部分組成。其中傳感器用來采集數(shù)據(jù)，將各種外界信號(hào)轉(zhuǎn)換成電腦可以識(shí)別的電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口在電腦軟件中顯示即時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。運(yùn)用傳感器開展的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生通過自己查閱和搜集資料自行推證有關(guān)理論，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行選擇實(shí)驗(yàn)器材，獨(dú)立地進(jìn)行操作和測量，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有不可估量的作用。
在傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合過程中，教師要盡可能多地為學(xué)生創(chuàng)造開展物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在完成中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的過程中感受傳感器的優(yōu)點(diǎn)和科學(xué)技術(shù)的魅力，體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要價(jià)值。教師要有步驟地引導(dǎo)學(xué)生由易到難地開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，初級階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容可以完全由教師決定和完成，之后可以是教師跟學(xué)生合作完成，高級階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)則主要由學(xué)生自行完成。教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程中來，大膽地提出自己的設(shè)計(jì)思想，針對同一物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多種解決方案，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用多種證據(jù)對自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證，提出完善和改進(jìn)的建議等。
例如，在牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過程中，我們利用PASCO傳感器對之進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)。傳統(tǒng)的牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)是用沙桶帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)來分析和研究。但此方法要求沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，而且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)過程對實(shí)驗(yàn)亦有影響。為此，我們在研究過程中利用運(yùn)動(dòng)傳感器來分析加速過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且將沙桶（我們用砝碼代替）自身的加速度問題也考慮進(jìn)去，不再忽略沙桶自身的影響，實(shí)驗(yàn)效果非常準(zhǔn)確[4]，參與的學(xué)生和教師的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力也得到了提升。
四、開展教研活動(dòng)——促進(jìn)教研意識(shí)與能力發(fā)展
在新課程改革背景下，教師的教學(xué)活動(dòng)與研究活動(dòng)是密切相關(guān)的，教師已經(jīng)不是傳統(tǒng)的教書匠，一個(gè)教師不僅要把書教好，即把知識(shí)和技能傳授給學(xué)生，還要教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考和研究。這就需要教師具備基本的教學(xué)研究意識(shí)，在完成知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，要開展一定的教學(xué)研究工作，掌握教學(xué)研究的基本方法，將教學(xué)經(jīng)驗(yàn)層次的問題升華為更高層次的理論問題，從而提升研究的能力和水平。
在傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合過程中開展教研活動(dòng)是提高整合層次和水平的重要策略，這不僅有利于教師提升自己的研究能力，還可以更加有效地帶動(dòng)學(xué)生參與科研過程，提高研究能力。教師要緊密圍繞傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有意識(shí)地發(fā)掘一些問題，緊密圍繞傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整合研究，保證教研活動(dòng)的完整性和目標(biāo)的指向性，使這種教研活動(dòng)成為物理教師改進(jìn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)手段、提高實(shí)驗(yàn)效率、體會(huì)科技發(fā)展、開展實(shí)驗(yàn)探究、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段和方式。結(jié)合傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)研究的內(nèi)容比較廣泛，可以從理論上進(jìn)行一些探討。例如，國內(nèi)外傳感器教學(xué)的進(jìn)展和現(xiàn)狀、傳感器的重要性、將傳感器與物理實(shí)驗(yàn)整合的方式方法等。也可以結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)案例開展一定的實(shí)驗(yàn)研究與分析，例如實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理的研究[5]、單擺的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[6]、動(dòng)量定理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究[7]等。在動(dòng)量定理的實(shí)驗(yàn)研究過程中，我們將不易測量的合外力沖量通過力傳感器測出，將動(dòng)量的變化用運(yùn)動(dòng)傳感器測出，兩者進(jìn)行比較即可分析出沖量和動(dòng)量變化的關(guān)系。在研究過程中，教師不僅提高了教研的意識(shí)和能力，還積極引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)研究的意識(shí)，教給他們基本的研究方法，這對參與研究的學(xué)生起到了積極的引導(dǎo)作用，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)研究能力。通過教研活動(dòng)的開展，可以促進(jìn)教師專業(yè)能力和學(xué)生科研能力的發(fā)展，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整合是物理新課程提倡的重要內(nèi)容和理念，體現(xiàn)了物理課程與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，也體現(xiàn)了物理課程內(nèi)容的選擇性和前沿性，其整合研究已經(jīng)成為我國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革和研究的重要課題。策略更具普遍意義和方法論意義，開展有效的策略研究將會(huì)非常有效地促進(jìn)傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合的研究。
參考文獻(xiàn)
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實(shí)施素質(zhì)教育的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是面向全體高中學(xué)生,以物理知識(shí)教學(xué)為骨干,以科學(xué)素質(zhì)教育為核心的全方位的教學(xué)。本人試從以下幾點(diǎn)通過高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的特點(diǎn)說明高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何滲透素質(zhì)教育。
一、發(fā)揮學(xué)生的主體作用
在知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下,國民素質(zhì)是綜合國力的重要內(nèi)容,特別是國民的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,將是一個(gè)國家和民族發(fā)展和進(jìn)步的靈魂。這種人才培養(yǎng)模式,要求我們在教學(xué)實(shí)踐中要重視學(xué)生的思維能力、科學(xué)創(chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力、自我學(xué)習(xí)能力等綜合能力的培養(yǎng)。
1.讓學(xué)生主動(dòng)地參與到知識(shí)獲取的過程中
素質(zhì)教育的顯著特點(diǎn)就是使受教育者能主動(dòng)地學(xué)習(xí)、主動(dòng)地發(fā)展,這就要求高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用,要使學(xué)生積極地參與到知識(shí)的獲取過程當(dāng)中,從物理現(xiàn)象的展示、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生開始,就要讓學(xué)生注意觀察、掌握現(xiàn)象的特征,開始認(rèn)真地思考、猜想、判斷等一系列的思維活動(dòng),隨即引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓他們親身去體會(huì),試著透過現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)。這樣就能夠使學(xué)生自覺、主動(dòng)地進(jìn)入到知識(shí)獲取的過程之中。
2.課堂的時(shí)間和空間盡量多讓給學(xué)生
在空間上,教師要主動(dòng)讓出自己長期以來一直牢牢控制的主導(dǎo)位置,給學(xué)生空間,讓他們?nèi)ニ伎?、討論問題、探索規(guī)律,從而獲取知識(shí)。在時(shí)間上,一節(jié)課僅有短暫的40分鐘,時(shí)間稍縱即逝,教師若放手讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、去討論,就不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),這顯然是一個(gè)矛盾,要解決這個(gè)問題,教師就務(wù)必要控制好時(shí)間和課堂節(jié)奏,在環(huán)節(jié)安排上一定要科學(xué)合理。
二、發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
要想在物理實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)中更好的將素質(zhì)教育滲透進(jìn)來,教師應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
合理處理好試驗(yàn)教材,做到詳略得當(dāng),主次分明,本質(zhì)問題要突出強(qiáng)化,主要問題要單刀直入,防止拖泥帶水,在展示學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)要充分、要展示出實(shí)用意義;教學(xué)思路要清晰,層次要清楚,過程要流暢,過渡銜接要自然、要精心設(shè)計(jì);學(xué)生的認(rèn)知水平要掌握清楚,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要實(shí)事求是、切合學(xué)生實(shí)際,提問要有技巧;課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)要嚴(yán)謹(jǐn),前面的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是后面的“鋪墊”,后面的知識(shí)應(yīng)是前面的延伸,做到一環(huán)扣一環(huán),環(huán)環(huán)緊扣。
要不斷變換教學(xué)手段和教學(xué)方法,充分發(fā)揮教師的情感作用,以情感調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,以情感強(qiáng)化學(xué)生對物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)。對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中的突發(fā)事件要有所估計(jì),有所準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備要十分充分,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必須交待清楚,實(shí)驗(yàn)中必須力求做到成功,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要讓每位學(xué)生都能觀察到,觀察現(xiàn)象前必須告知觀察方向,下達(dá)好思考任務(wù)。
三、開展課外小實(shí)驗(yàn)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力
高中物理試驗(yàn)課本上除演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)外,還根據(jù)不同章節(jié)的知識(shí)特點(diǎn)確定了近20個(gè)課外小實(shí)驗(yàn),本人認(rèn)為將其分布在三年內(nèi)完成仍顯不足。為此本人認(rèn)為,可以聯(lián)系有關(guān)章節(jié)知識(shí),另外增補(bǔ)一部分。
如在《動(dòng)量》一章里可增設(shè)“用自來水觀察反沖運(yùn)動(dòng)”;在《電場》一章里可增設(shè)“靜電屏蔽現(xiàn)象的觀察”;在《光的色散》一節(jié)里可增設(shè)“室內(nèi)彩虹形成”等小實(shí)驗(yàn),平均每月至少有一個(gè)可做。還可將這30多個(gè)課外小實(shí)驗(yàn)編成序列,按教材的特點(diǎn)分階段以課外實(shí)驗(yàn)興趣小組為中心組織實(shí)施,每個(gè)小實(shí)驗(yàn)盡量要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì),獨(dú)立操作,并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對于難一些的小實(shí)驗(yàn),教師可給予一定的提示與指導(dǎo),包括實(shí)驗(yàn)原理、所需器材、操作與觀察要領(lǐng)等。
四、開展科技小制作和撰寫科技小論文活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力
將教材上與我們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生活聯(lián)系較緊的知識(shí)做恰當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展,引導(dǎo)學(xué)生在課外獨(dú)立完成科技小制作。如在學(xué)完電路知識(shí)后,學(xué)生可去完成“簡易熱得快自控電路設(shè)計(jì)與安裝”“節(jié)日閃爍彩燈電路的設(shè)計(jì)與安裝”和“多用電表組裝”等;學(xué)完“磁場”后,學(xué)生可去進(jìn)行“指南針制作”等。
生動(dòng)有趣的科技小制作和小論文撰寫活動(dòng),能夠極大地陶冶學(xué)生們的科學(xué)情趣,培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、獨(dú)立創(chuàng)造、獨(dú)立幻想的能力,對他們養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)習(xí)慣打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),對他們未來獻(xiàn)身科學(xué)的人生道路也有很大的啟迪。
參考文獻(xiàn):
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》，指出高中物理的課程的基本理念是：①在課程目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);②在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ)，體現(xiàn)課程的選擇性;③在課程的設(shè)置上體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性、選擇性;④在課程實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化;⑤在課程評價(jià)上強(qiáng)調(diào)新觀念，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。課程目標(biāo)從知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度提出了要求。科學(xué)探究被提到前所未有的高度，科學(xué)探究己經(jīng)成為物理課程的基本理念之一，被列入課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還被作為重要的教學(xué)建議之一。
基于以上原因，在新課程實(shí)施的初期，對新課標(biāo)下物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究具有一定的理論和實(shí)踐意義，可以為課改和新課程的實(shí)施提供參考。
1.物理探究性實(shí)驗(yàn)的定義
物理探究性實(shí)驗(yàn)是為了探求物理知識(shí)，學(xué)會(huì)一定的物理研究方法等而進(jìn)行的涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等活動(dòng)。它是物理領(lǐng)域中的科學(xué)探究。在具體的教學(xué)實(shí)施過程中，可以涉及科學(xué)探究的某幾個(gè)環(huán)節(jié)，也可以是全過程，分別是“部分探究”和“完整探究”。實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)己成為理科教學(xué)的重要標(biāo)志，也是日前一些發(fā)達(dá)國家的中小學(xué)理科教學(xué)的基本教學(xué)手段和學(xué)生活動(dòng)的主要形式。
2.物理探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則
2.1主體性原則。整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)始終要圍繞學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)—選擇—探究—解決問題這個(gè)研究活動(dòng)過程來設(shè)計(jì)，以學(xué)生的活動(dòng)為中心，放手讓學(xué)生自己去研究、探索，把學(xué)習(xí)活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，教師在其中只起點(diǎn)撥的指導(dǎo)、領(lǐng)路作用。在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要充分考慮如何激發(fā)學(xué)生對問題情境或探究內(nèi)容的興趣和探究動(dòng)機(jī)，要保證探究活動(dòng)過程對學(xué)生的開放性，給學(xué)生提供自主探索、自主創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，讓他們各盡所長，充分發(fā)揮。
2.2目標(biāo)的原則。做每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要有明確的目的，具體到探究的每一步也要有明確的目標(biāo)。這里的目標(biāo)包括知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三方面。當(dāng)然具體到每個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，其目標(biāo)可能有所側(cè)重。只有明確了要達(dá)到的目標(biāo)，探究就有正確的方向，學(xué)生就能在探究過程中經(jīng)受住困難或挫折的考驗(yàn)，從而對探究過程的艱辛與樂趣體驗(yàn)得更深刻。
2.3科學(xué)性原則。探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)、裝置合理、操作程序和方法正確，探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的全過程都科學(xué)、合理，所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、方法、步驟等都有一定的理論依據(jù)或?qū)嵺`基礎(chǔ)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論就可能是正確的。在整個(gè)探究過程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)的方法，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這也正是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的宗旨。
2.4趣味性原則。探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)生心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要生動(dòng)、有趣，能使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，自始至終保持很高的興趣。
2.5簡約性原則。簡約性是指要用盡可能簡單的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和器材，在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的日的。用簡單易行的、合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，沖淡學(xué)生怕實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實(shí)驗(yàn)的操作難度。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡約，裝置簡單，操作簡便，節(jié)約時(shí)間，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中沒有過多的干擾，學(xué)生將主要精力集中在探究目的上。簡單就是美，恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，又沒有冗長的實(shí)驗(yàn)步驟。
2.6互動(dòng)性原則。現(xiàn)代教育理論指出，教學(xué)過程是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過程，師生互教互學(xué)形成一個(gè)真正的“學(xué)習(xí)共同體”。在教學(xué)中，存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動(dòng)性和互惠性。信息交流實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)，相互溝通、相互影響、相互補(bǔ)充，從而達(dá)到了共識(shí)、共享、共進(jìn)。
3.新課標(biāo)下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)并使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的根本。物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏著極為活躍的因素，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多學(xué)生意想不到的問題，對與活化學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)和訓(xùn)練思維有很大的好處。在實(shí)際選擇內(nèi)容時(shí)要考慮到以下幾個(gè)問題。
3.1目標(biāo)的全面性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在目標(biāo)上主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的獲取，包括一些具體的實(shí)驗(yàn)技能。而探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)具有更加全面的目標(biāo)，不僅包括知識(shí)方面，而且應(yīng)該包括態(tài)度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求就是知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這三個(gè)維度的要求。課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ?，即提出問題、猜想和假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)，分析與論證、評估，以及交流與合作。
3.2內(nèi)容要在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。所謂“最近發(fā)展區(qū)”，就是學(xué)生獨(dú)立解決問題時(shí)的實(shí)際發(fā)展水平與學(xué)生在教師引導(dǎo)下解決問題時(shí)的潛在發(fā)展水平之間的距離。教師的引導(dǎo)應(yīng)高于學(xué)生原有的水平，否則學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展;但也不能差異過大，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)失敗，對學(xué)習(xí)失去興趣。
3.3內(nèi)容要貼近生活、貼近社會(huì)。很好地聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際和社會(huì)實(shí)際，可以提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感到物理就在自己身邊，也可以使學(xué)生在知道和理解物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠清楚所學(xué)的知識(shí)能用于做什么和怎么做，同時(shí)對物理的本質(zhì)和價(jià)值，有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。
3.4內(nèi)容要結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)可以分成幾類。
第一類是在表述上有“通過實(shí)驗(yàn)，探究……”等字樣的實(shí)驗(yàn)，是一類基本的探究性實(shí)驗(yàn)，是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了的。這樣的實(shí)驗(yàn)的例子有以下一些：通過實(shí)驗(yàn)，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系；通過實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律；通過實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長的關(guān)系。
第二類是在表述上有“通過實(shí)驗(yàn)知道……”“通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)……”“通過實(shí)驗(yàn)了解……”“通過實(shí)驗(yàn)理解……”“經(jīng)歷……實(shí)驗(yàn)過程，了解……”等字樣的實(shí)驗(yàn)。這樣的例子有：通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力；通過實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性；通過實(shí)驗(yàn)理解光的折射定律；通過實(shí)驗(yàn)知道常見傳感器的工作原理。對于這樣的一類實(shí)驗(yàn)，可以根據(jù)實(shí)際需要，把它們設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)。
有些課程標(biāo)準(zhǔn)上要求“通過實(shí)驗(yàn)演示……”等字樣的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)，也可根據(jù)情況設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)，比如：用錄像片或計(jì)算機(jī)模擬演示以粒子散射實(shí)驗(yàn)。
還有些實(shí)驗(yàn)是不適合被設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)的，主要是儀器使用、操作訓(xùn)練等類型的實(shí)驗(yàn)。比如：初步了解多用電表的原理；通過實(shí)際操作學(xué)會(huì)使用多用電表；以多用電表為測量工具，判斷二極管的正負(fù)極，判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。
4.展望
新課程的實(shí)施勢在必行，科學(xué)探究作為基礎(chǔ)物理課程改革的基本理念，體現(xiàn)在課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程評價(jià)等方面。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。從這個(gè)意義上說，物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的升展是必然趨勢。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下如何更好地進(jìn)行物理探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，還有很多問題值得探討，比如，如何安排實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容、時(shí)間，如何對物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)，如何開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)資源比如實(shí)驗(yàn)室資源、教師人力資源，等等。
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