关于物理学方面的论文
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考! 物理学方面的论文篇1 试谈物理学专业电动力学课程教学 动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学,电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。 一、课程教学根本理念 第一,在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性,片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二,“电动力学”课程属于专业根底课程,教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪,与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点,教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三,教学应突出探求式教学办法,改动传统的教学形式,把信息技术与电动力学课程最大限制地整合,运用多种古代 教育 手腕优化教学进程,推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式,培育先生的创新思想和创新理念。 二、在本课程教学中该当做到以下几点 1.讲授内容应实际联络实践 “电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理,使先生加深对所授知识的了解,更可深入看法电动力学的实践使用价值,到达学致使用的目的,同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。 2.注重先生学习的主体性和集体性培育 从课程的设计到评价各个环节,在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别留意表现先生的学习主体位置,以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩,以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩,使先生看法数学和物理的亲密关系,培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能,重要的不是教内容,而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别,因材施教,依据这种差别性来确定学习目的和评价办法,并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。 3.运用多种古代教育手腕优化教学环节 充沛应用古代化教学手腕,发扬信息化教学的劣势,加强先生的学习兴味,进一步强化需求掌握的知识点,拓宽知识面,加强先生的理论操作技艺,培育迷信的思想方式,这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法,无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。 4.具有良好的实验条件,充沛保证明验和理论训练质量 鼓舞先生展开科研理论训练,参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想,充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。 三、课程学习战略探求 第一,针对“电动力学”是实际根底课的特点,先生必需坚持 课前预习 ,预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题经过师生多种方式的互动,教员及时理解、处理先生的疑问成绩,以加强先生的学习兴味。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三,鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才,以培育使用型、复合型、技艺型人才,加强 毕业 生失业才能,完本钱课的预期目的。第四,电动力学也是一门理论性很强的课程,其研讨对象是区别于实物的物质形状,具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化,我们将充沛使用当代信息技术的劣势,比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次,实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质,充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。 四、课程教学办法探求 本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合,尊重先生学习的主体性,适当布置指点性自习,培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导,注重先生才能的培育,使先生经过对电动力学中根本实际的了解,看法和掌握电动力学原理的研讨规律,开辟思绪,初步培育先生的科研思想。 1.“双边反应式”教学法 这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成,其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说,使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。 2.以成绩为中心,展开课堂讨论 式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳,采用以先生为主体的小组讨论式的办法,从提出成绩动手,激起先生学习的兴味,让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题,以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩,学习并稳固电动力学知识,开辟思绪,培育科研思想。 3.倡导学导式的教学方式 在教员指点下,先生停止自学、自练,教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体,让先生自动地去获取知识,开展各自才能,从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上,渗入教员的正确引导,使教学单方各尽其能,各得其所。 4.多展开课外理论活动 课外理论训练中,要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练,参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培育使用型、复合型、技艺型人才,加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程,在课堂教学中,要突出先生的参与性,使他们自动获取而不是主动承受迷信结论,互动思想使先生觉得电动力学发人沉思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味,可以常常采用课堂讨论方式,由先生发问,在教员引导下大家讨论, 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想,所以课堂教学应充沛运用多媒体,尽量运用图像和颜色搭配,使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合,这关于全体优化教学进程,进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时,可将教学实际使用到创新理论才能训练中,使用到物理、电子等各类竞赛中。 参考文献: [1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智,2014,(19). [2]郑伟,吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版),2013,31(4):531-534. [3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息,2013,(11):44. [4]熊万杰,陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75. [5]付长宝,徐国慧,王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报,2009,30 物理学方面的论文篇2 试谈电力信息物理融合系统 【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能,基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析,介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。 【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制 引言 受能源危机、环保压力的推动,以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高,当代电力系统不再符合社会的发展需求,智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面: 1)分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络,增加了系统的复杂度和脆弱度,因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。 2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失,近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此,亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。 论文主体结构如下:第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ,CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。 1 CPS与智能电网的相互关系 CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展,其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知,通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信,通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。 CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。 将CPS技术引入到智能电网中,可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系,首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多,并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义:首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。 从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出,CPS与智能电网在概念上有相通之处,它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此,在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合,最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。 2 CPPS的硬件平台架构 基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标,建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向,同时也是CPPS研究的主要内容。 传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪,保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现,并且响应速度快,但是由于利用的信息有限,控制性能不够完善,不能预测和解决系统未知故障,对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息,能够优化系统控制性能,但是计算数据庞大、通信环节多,系统响应速度慢,并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析,不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。 针对目前电力系统监测、控制手段的不足,要建立坚强自愈的未来智能电网,必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统,CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。 CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示,主要包括:物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。 其中,底层的物理层是指电力系统的一次设备,如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控,测量参数包括电流、电压、相角等,在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED,为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站,是CPPS的重要组成部分,通过收集多个测量节点的数据信息,建立系统层面的控制回路,并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站,主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络,注意信息层并不是单独的一层,而是重叠搭接CPPS的各个分层,为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。 上文给出了CPPS的硬件平台模型,但要在电力系统中具体实现CPPS,涉及诸多方面的技术难题,下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。 3 同步PMU测量技术 同步PMU是构建CPPS的基础,它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出,装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统,测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析,为电力系统的动态控制提供依据。 同步PMU的硬件结构框图如图2所示。 其中,GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元,作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后,送到CPU单元进行离散傅里叶计算,求出同步相量后再进行输出。注意,发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外,还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。 4 CPPS的开放式通信网络 建立CPPS的开放式通信网络,应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上,使系统具有高度的开放性,支持自动化设备与应用软件的即插即用,支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络,需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。 4.1 IEC 61850标准的应用 IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中,支持设备的即插即用和互操作,使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准,同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8],因此,使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。 IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。 4.2 通信网络配置与分析 对于CPPS开放式通信网络的网络配置,可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置,构建CPPS的3层式通信网络,如图3所示。 其中,底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED,分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC),每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连,以完成该分区系统层面的保护控制,并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据,处理以后将控制信息下发到各控制子站,以实现CPPS的广域保护控制功能。注意,各层设备均嵌入GPS实现精确对时,保证全系统的同步数据采样。 5 CPPS的分布式控制机理 要建立坚强自愈的智能电网,必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程,文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架,建立了电力系统的3道防线,为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。 电力系统的分布式控制(Distributed Control,DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多机系统,即用多台计算机(指嵌入式系统,包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等),各自构成独立的子系统,各子系统之间通过通信网络互联,通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制,集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上,结合分布式控制技术,建立CPPS的3层控制架构,如图4所示。 其中,分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ,其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性,防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施,需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障,往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施,控制措施实施越晚,控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果,同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施,通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段,要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。 6 结语 将CPS 方法 引入到电力系统中,建立CPPS的模型平台,为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。 >>>下一页更多精彩的“物 理 学方面的论 文”
初中科学实验教学论文
初中科学是一门以观察和实验为基础的小综合课程,随着新课程背景下对初中实验要求的提高,实验装备也本着理想性、先进性、整体性、实用性、探究性等特点进行了更新。下文是我为大家搜集整理的关于初中科学实验教学论文的内容,欢迎大家阅读参考!
初中科学实验教学论文篇1
浅谈初中科学实验教学方案
摘 要:在初中的整体教学体系中,科学实验是其中一个比较重要的教学内容和环节。为了能让初中科学实验在教学中发挥更好、更积极的作用,本文从初中科学实验的教学地位及重要性、初中科学实验教学的教学原则和初中科学实验高效教学的方法等几个方面入手,助推初中实验教学的成功有效,确保初中科学实验教学方案取得成功。
关键词:初中科学;实验教学;教学方案
一、初中科学实验的教学地位及重要性
初中科学实验的教学地位及重要性都是毋庸置疑的,下面笔者就这两个方面分别展开论述。
1.教学地位
科学实验在初中教学中有着不可忽视的地位,其对于一些重要性科目,诸如物理、化学甚至数学都有着重要的支撑作用,如果没有科学实验,这几门实验性教学的科目就无法进行。这充分显现了科学实验在初中教学中不能忽视、也不可忽视的教学地位。
2.重要性
初中科学实验的重要性是不言自明的。展开了说,科学实验的成功融入可以保证教学的生动性、实效性,可以成功提高几门实验性科目的学习成绩,保证学生对该学科的学习动力和学习兴趣。
二、初中科学实验教学的教学原则
要想抓好初中科学实验教学工作,就要遵循实验的规律,推动实验教学工作的质效,要坚持遵守“科学第一、学以致用、巩固教学、培养人才”等重要性原则。
1.科学第一的原则
坚持这一原则,就是要求所有的实验都从“科学”抓起,以“科学”为依据,所有的实验都不能脱离科学的轨道,不能违背科学的规律,而是尊重科学、推行科学,让“科学原则”引领初中科学实验。
2.学以致用的原则
就是要把所做的实验与相关的知识点紧密地连接在一起,不折不扣、不偏不离,最后达到知识高度吸收、实验高度成功的双重目的,让初中生通过学习实验,能够有效地应用到生活中。
3.巩固教学的原则
再推陈出新的教学手段,再花样翻新的教学实验,再生动有趣的亲历操作,也都是服务于教学的,也都是以教学为引领。操作实验教学课程也不例外,要在实验教学中把应该学习的知识巩固好、吸收好、学习好,并考出好成绩。
4.培养人才的原则
不能不承认,所有的科学家都是从小学、初中阶段对相关学习产生兴趣和学习热情,最后得以在大学时代“化茧成蝶”。所以,实施初中实验教学,也是国家培养科技科学人才、科教兴国的战略之一。
三、初中科学实验实现高效教学的方法
要想实现初中科学实验的高效教学,就必须推行相关的教学方法,笔者通过实践教学经验,总结出互动参与、启发操作、实验引领、小组科研和竞赛激发等五种方式。
1.互动参与
在初中实验教学进程中,一定要采取互动参与的教育教学方法。互动参与主要就是在实验教学中给学生创造更多实践或实验的机会,让学生能在实验中动手而且亲自操作,教师则在实验的进程中提出一些问题,与学生形成互动,从而取得应有的实验效果。
例如:“对蜡烛及其燃烧的探究”的科学实验就是要通过实验让学生懂得如何简单地点燃一支蜡烛,实验内容看似是司空见惯的蜡烛燃烧,而教学的目的是从化学的视角观察蜡烛燃烧及其燃烧的变化,让学生亲自操作,然后参与观察并做出详细的记录,教师在实验进程中引导学生观察蜡烛的火焰和燃烧过程中石蜡的状态变化,因为实验材料的廉价性,可以让每3名或者5名学生一根蜡烛,在互动参与中完成科学实验,也是要通过互动来完成。
2.启发操作
在初中实验教学中,一定要采取教师启发学生操作的教育教学方法。也就是说,有时教师要不动手或者少动手,尽可能用语言引导学生,让他们在教师的带领、启发下完成整个实验操作。
例如:在进行“水的浮力”实验时,除了由教师准备弹簧测力器、铁块、细线、水桶、水等实验器材和实验场地以外,剩余的实验步骤需要通过启发的方式,让学生在教师的协助和启发下完成。如系铁块、“浸没”铁块、数据记录等实验动作,还有F浮等数据的推导和计算等,都要求学生在教师的启发下独立完成,最后推导出“水越深的地方,物体受到的浮力越大”的观点是错误的,才算成功地完成启发操作教学。
3.实验引领
在初中实验教学中,教师一定要采取实验引领教学的方法。归根结底,所有的实验都是服务于整体教学的,物理实验是服务于物理整体教学的,化学实验则是服务于整个化学教学的,这一点是毋庸置疑的,而且也是必须摆正的观点。
例如:在初中学习“大气压强”一课时,就可以通过实验引领的方式传授教学内容。教师可以通过一系列关于大气压强的趣味小实验,比如“自动喝水的杯子”“水在倒置烧杯里上升”“利用自行车气筒测量大气压强”“空气压扁罐头盒”“将吸管穿过马铃薯”“沉重的报纸”等实验,这些都是关于大气压强的实验,而一系列实验的推出,完全可以引领学生对这一章节知识的高效接受。
4.小组科研
在初中实验教学中,教师一定要采取小组科研、分组实验、教师总结的教学方式。小组科研、分组实验等实验学习方式,既锻炼了学生的独立性,又有效地提升了学生的学习效果,这是其他实验教学学习方法所不能比拟的。
例如:在学习“指南针为什么能指方向”这一课时,就可以组织学生分成学习小组,4~6人为宜,每一组带一枚指南针,然后按照教师留给的课题和学习任务展开,最后统一递交学习实验成果。
再如:在进行“寻找过氧化氢分解的催化剂”的实验中,也可以实施小组科学研究的模式。教师要组织若干个4人小组,用器皿或者玻璃容器盛装各种化学制剂。各种容器盛装相关的化学制剂完备后,这时可以布置相关实验作业,要求学生依据各类化学制剂的形态,一一分辨,看看均属于什么门类的化学制剂。每一个学习小组在完成了自己的初步辨认后,用纸签在容器上予以一一标识,教师会对每一个小组确定的结果进行评判,指导学生正确区分出氧化铜、三氧化二铁、二氧化锰、红砖粉末、水泥块等可以作为过氧化氢分解的催化剂,最后则是小组之间的交流谈论,并派代表谈感受。最后,每一个小组还要填写实验活动的探究报告,这就取得了小组调研的初步成果。
5.竞赛激发
在初中实验教学中,也可以采取竞赛激发兴趣的方式推进实验教学。竞赛是要有规则的,需要各班级、各小组选择出优秀的代表。之所以要这样,就是要让学感觉到选择出的优秀代表在某种程度上也代表着自己,从而更能激发出学生的学习热情和竞赛劲头。
例如:采取竞赛的方式实施“制取氧气”的实验,要为每一名参赛学生准备过氧化氢、二氧化锰、高锰酸钾等实验用化学用品,并检验操作过程,看每一名参加竞赛学生的操作水平,如是否检查装置的严密性,试管装入药品后是否塞紧试管,试管在铁台架上的固定程度,氧气收集完毕后是否及时将导管撤离水槽,并马上熄灭酒精灯等实验程序和环节。最后检验的是集气瓶内是否有氧气,集瓶内氧气的多少,如果是用排水法收集,当气泡从瓶口冒出时,说明瓶内氧气是满的。总之,就是要通过实验竞赛调动学生学习的积极性和对实验学习的。
四、总结
在初中实验教学的发展进程中,必然还存在着更多的探寻和探析之路,有更多的教学瓶颈和难题需要一一破解,而教育部门和广大教育工作者要在今后的教学实践中不断加大投入,不断总结,不断前进,全面提升实验教学的总体地位和教学效果,为国家培养更多的科技人才。
参考文献:
[1]邱生凡.初中科学实验探究教学实践的思考[J].科技信息,2011(10).
[2]钱俊.初中科学实验教学中探究性学习的案例研究[J].科教文汇(下旬刊),2012(5).
初中科学实验教学论文篇2
浅析初中科学实验模式
摘 要:初中科学是一门以实验为基础的综合学科。不仅具有一定的理论性,而且具有很强的实践性,因此初中科学教学必须重视实验教学,可以说实验教学是整个科学教学的核心,贯穿于整个科学教学过程中。《浙江省初中科学新课程标准》明确指出:“在科学课程中,学生将通过科学探究等方式理解科学知识,学习科学技能,体验科学过程与方法,初步理解科学本质,形成科学态度、情感与价值观,培养创新意识和实践能力。”而探究的其中一个重要手段就是实验。笔者试图以自己多年来在科学实验教学的一点浅见,抛砖引玉,与大家一起探讨初中科学实验的一些方法,以进一步提高学生的科学素养。
关键词:科学实验 变式教学 思维培养
科学是一门以实验为基础的学科。学习科学的过程,是从观察现象、进行实验出发,经过形象思维和抽象思维形成概念、规律,然后再回到实践中去进行检验和运用的过程,即“实践―― 认识―― 再实践――再认识”。伽利略曾经说过:“一切推理都必须从观察与实验得来。”所以实验在学习科学基础知识的过程中具有很重要的意义,学习科学必须重视实验。然而,就目前的教学现状看,普遍存在着学生动手能力差,缺乏创新能力的现象。学生做实验只是根据教材中已经设计好的实验目的、器材、方法,按照规定的步骤按部就班地去做。对老师演示的实验只注重最后的实验现象、结论或数据,对课外的小实验都视而不见,甚至为了应试而忽略实验,最终影响了学生能力的培养与提高。鉴于上述原因,笔者在科学教学中十分注重在实验中培养学生的创新能力,并作了一系列的有益探索。
1 借助实验中的趣味故事,唤起实验兴趣
好奇心是科学家的一种重要品格,不断强化好奇心,锲而不舍地追求,便可能独辟蹊径。中学生特别是初中生好奇心强、创造欲高。因此,只要引导有方,他们具有的潜在的创造发明思想和灵感就会被激发起来,而利用实验使教育,既可以激发学生的好奇心,又可以唤起学生的创新意识。例如,在研究浮力跟排开液体重力关系的实验前,先给学生讲述那个著名的“王冠之谜”故事。正是这个故事才诞生了一个著名的定律―― 阿基米德原理。然后再做此实验,学生兴趣浓厚,做这个实验的欲望也更强烈了。最后告诉学生科学家也是从日常生活中的一些现象中去发现,寻找新的东西。
2 利用实验中的变式教学,培养创新思维
创新思维是创造力的源泉,是智力开发的核心,而创新思维的培养离不开实验。问题是现在的实验教学完全是为了应试教育:实验课题已知,方案已知,几乎没有留给学生一些创造性思维的余地。这样实验教学常会导致学生实验设计能力减弱,遇到结果与理论不相符时,很少想到要再做一次实验,检查一下实验中存在的问题,常常是把理论数据或结果作为自己的实验结论。因此,在演示实验和学生实验中,我们可以将原先的实验方案略作一些改进,以培养学生的创造性思维。
2.1 更换实验器材,培养思维的多维性
依据知识的内在联系,不断更换实验器材,不依常规寻求尽可能多的实验方案,并且利用科学的特点,把知识运用灵活,从而培养学生思维的多向性。例如:测一金属块浸没在水中受到的浮力。要求学生从求浮力的几种方法:(1)弹簧秤前后两次读数之差求浮力;(2)阿基米德原理求浮力;(3)浮力产生的原因求浮力等。设计出不同的实验方案,用到不同实验器材。如:弹簧秤、大烧杯、溢水杯、细线、量筒、小桶等等。通过设计不同的实验方案,使用不同的实验器材,最终得到相同的结果,从而让学生明白:事物的正确答案不止一个。还有许多演示实验和分组实验都可以从不同角度、不同器材去研究同一实验,达到相同的实验目的。由此可见,更换不同的实验器材去探索同一实验问题,对激化、深化、活化科学知识,培养学生思维的多向性是富有有效性和启迪性的。
2.2 变换实验形式,培养思维的独创性
传统的演示实验都是按事先设计好的程式,即“启发+问答+操作”的单向教学信息传输通道,让学生按教师意图沿固定顺序、方向进行观察和思考。学生在教师“启发”的牵制下观察、思考,学生的思维被压缩在极其狭窄的单线性思维空间中,束缚了学生思维的自由度和想象力。造成思维的被动、狭窄及惰性;而变换实验的形式,则可以培养学生思维的独创性和主动性,让学生有更多的想象空间。因此,在实验教学中,教师应尽量地把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为边讲边实验,把习题中的叙述性实验改为操作性实验等。例如:鉴定一瓶无色溶液为硫酸,可以把它改成鉴定这一瓶无色溶液是什么?虽然难度增加了许多,但通过这个实验,学生巩固了酸、碱、盐的性质,又因为事先不知道实验现象,必须在实验中认真仔细观察和记录。实验得到什么结论又不知道,必须对实验的全部记录分析,最后得出结论。进过学生自己克服困难,百折不挠、开动脑筋而获得规律和知识,可以给学生无限的乐趣。
2.3 更改测量方法,培养思维的发散性
根据中学生的年龄特征,在学生比较透彻地理解教材的基础上,变换实验的测量方法,提出一些探索性的新问题,让学生思考解决,能有效地培养学生思维的发散性。例如,在初三复习电学内容是,在学生掌握了“伏安法”测电阻的原理后,让学生只用一只电表(电流表或电压表)一只定值电阻、一个电池组、导线、开关若干,来测定未知电阻Rx,启发学生从公式R=U/I来考虑,学生设计出很多的方案。并比较这些方案的优劣,并选取最佳实验方案。事实证明,通过不断更改实验测量方法,既能让学生从多个不同角度去思考问题,培养他们的发散性思维的能力,又能让学生懂得多中选优,择优选用的原则。
3 开展自主式的课外实验,培养实践能力
课外活动是课堂教学的延伸和补充,因此,通过课外活动的不同形式,把课堂教学和课外活动有机结合起来,培养学生观察和动手实践、分析和解决问题的能力,培养学生的创新能力和实践能力。
3.1 开展小制作、小发明活动
在活动中广泛应用所学的知识,有利于促进课堂教学;小制作、小发明活动可以培养学生的技能技巧,为学生参加经济建设和开展较复杂的科技活动打下基础。教师指导学生根据所学过的知识,利用周围常见的东西进行小制作、小发明活动。
3.2 组织实验竞赛
组织竞赛并非完全违背素质教育的规律,在很大程度上应该是一种促进作用。教师可在校内举办一些实验操作、自制仪器等竞赛。通过竞赛,同学之间竞争意识增强了,动手能力提高了,对科学的学习兴趣更加浓厚了,学习成绩也有相应的提高,同时也发现了一些动手能力较强的同学,并激发了他们强烈的创造欲望。另外,还可开展趣味实验、组织实地考察和参观、举办科普展览、讲座,开展社会调查,观看科技影片、实验录像,成立课外活动兴趣小组等。这一系列的活动,不仅扩大了学生的知识面,而且培养了他们既动脑又动手的综合实践能力,最终全面提高学生的科学素养。
总之,让实验教学贯穿于整个初中科学教学的始终,让学生在实验的海洋里尽情地遨游,在实验的乐趣中培养兴趣,掌握知识,拓展思维,提高能力,是每个科学教师的教学职责。
参考文献
[1] 浙江省初中科学新课程标准[S].
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