刊名: 教育研究
Educational
Research
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
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2-277
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历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979
该刊被以下数据库收录:
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对高一物理平抛运动实验的改进
【作者】 曹宣炀
【机构】 云南昭通市实验中学
【摘要】【关键词】
【正文】 【摘 要】 本文在现代教育理论的指导下及教育实践基础上,就当前高一物理平抛运动实验教学实践中,存在的问题以及对策进行了分析和讨论。
【关键词】 中学物理实验教学;平抛运动;问题;改进
1. 引 言
物理教学研讨是提升物理教师专业能力的一种有效途径,反映了教师在教学过程中遇到问题、困惑时所进行的解决问题的想法、思路和对策。给出了教学问题的分析过程、解决思路及对教学模式进行重构的方案,这种方式对提高教师的教学技能和研究能力有很大帮助。但无论怎样去研究教学模式,教师的总的出发点是永恒的——让学生获得知识并提升素养。本文从平抛运动教学的角度进行高中物理教学的研讨。全日制普通高中人教版教科书中,研究平抛物体的运动学生分组实验写到:“在小球平抛运动过程中,利用小球碰撞铅笔来较准确地确定小球通过的位置,由多个这样确定的位置得到平滑的平抛轨迹。”在学生的分组实验中、学生实际操作过程中学生很难“较准确”的确定小球通过的位置,他们得不出较满意的图像。
2.实验存在的问题及原因
2.1.原实验仪器不精良
平抛的小球直径17-22mm,铅笔的直径7mm,小球在某一位置碰撞铅笔,铅笔尖在坐标纸上标下的点,可能在半径14mm圆内的任意一个点,导致的误差太大。按以上原理要求,那小球和铅笔的直径就要尽量的小。但是如果小球和铅笔的直径太小学生在实验操作是要通过碰撞来找点又比较困难,所以无法实现两全其美。
2.2.实验原理太粗略
“利用小球碰撞铅笔来较准确地确定小球通过的位置”,要找到小球与铅笔正碰的位置,同一个点需要多次实验才能做到,但是由于本实验需要确定的点又比较多,所以在这个实验中大部分学生每个点也就一两次实验,因此教材实验的操作方法在学生实际操作时误差比较大,很难准确。
2.2.1.一般小球碰撞铅笔的力度不大,很难凭手的感觉来确定他们是否是正碰。这个对于经常做实验,经验丰富的老师要准确判断都比较困难。学生就更难“较”准确的做到这一点。因此这对学生的要求就比较高,但往往学生在这方面又是最缺乏经验的,因此在学生实际实验操作时误差比较大。
2.2.2.由于碰撞的时间极短,加之又不存在在同一位置反复重做几次,如果同一位置学生反复重做几次学生在实际实验操作时,一节课的时间根本不够,于是大多数同学是用目测,大概差不多就算了,通常学生就马虎了事。这样不利于培养学生严谨的科学态度和良好的探究习惯。
2.2.3.按以上原理铅笔描下的点,误差比较大,可能是半径14mm圆内的任意一个点,因此学生实际描出的点,得不到较满意的平抛曲线。实际操作过程中太大的随意性不利于培养学生实验操作能力,不利于培养学生的观察能力、分析能力和思维能力。
3. 实验装置及原理的改进
3.1装置的改进 设计一个可固定在实验桌上的底座,底座上一个竖直面是安装坐标纸的,再这个面的对面,距这个面的距离要大于平抛的小球(即小球在它们之间运动时不会接触),安装两个竖直的支架,支架上安装两个水平的横梁,横梁是可以上下移动,在横梁上安装一个中间有孔(可以刚好通过平抛小球)的小木板,木板可以在横梁上左右移动。
3.2原理的改进 用这一增加的装置代替小球碰撞铅笔来确定平抛小球通过的位置就相当准确,且符合以上学生实验能力的培养。具体做法是:目光通过小孔观察平抛的小球,当通过圆孔能看到坐标纸,就说明圆孔的位置不能代替小球通过此处的位置,这样,只要左右移动小木板,一定能让小球“填充满”圆孔,这样圆孔的圆心位置就是平抛小球通过此处的位置。移动横梁的高度,确定平抛小球的其它位置。
3.3使用方法 (1)、将横梁调至最高处,反复让小球从某一确定高度滑下从坐标纸与小木板之间通过,移动小木板左右的位置,使目光通过圆孔观察小球“填充满”圆孔,此时圆孔圆心的位置就是平抛小球通过该处的位置,并在坐标纸上记下圆孔圆心的位置。 (2)、降低横梁的高度,重复实验,得到平抛小球通过其它位置的点,并依次记录在坐标纸上。 (3)、把这些点用平滑曲线连接起来,一定是令人满意的平抛曲线。
3.4改进后的实验特点 (1)、用这种装置代替小球碰撞铅笔来确定小球的位置,相当于小球运动过程中某一时刻所处位置的正投影,并通过小木板变“动”态为“静”态的定格下来,同时最大程度地提高了确定平抛运动中小球位置的准确度。 (2)、实验器材简单易得,容易制作。 (3)、实验操作耐人寻味,能充分体现实验的操作性,即反复调准、比对,而不是简单的“一做”完事。 (4)、为进一步研究平抛运动提供了准确的资料,能带给未成年人探索科学知识的成就感和美感。 (5)、对该实验装置和原理的改进,正是自由落体频闪照相变“动”态为“静”态的科学“借用”,又不是照搬照套,有利于培养学生学习和应用知识的发散能力和迁移能力。是提倡加强学生素质教育相当好的范例。
3.5注意事项
(1)、坐标纸所在平面和小木板必须保持竖直和平行,且最好共一个底座。
(2)、实验过程中,所有实验装置不能相互移动,最好固定在同一桌面。
(3)、第一个描点不是平抛运动的起抛点。
(4)、每次都要从斜槽上同一高度释放小球。
(5)、斜槽下端的轨道一定要调整水平。
4. 结束语
本文论述当前人教版高中物理教材平抛运动实验设计中存在的问题和改进方法,就如何应用物理实验更好的服务于教学,结合中学生的特点和物理教学的特点进行了分析,发现教材平抛运动实验设计在物理教学实践中存在的问题,并给出了解决这些问题的方法。对如何注意和避免平抛运动实验在学生实际实验操作中可能出现的问题和对如何减小学生在平抛运动实验的操作中的误差,有一定的指导意义。
由于笔者初涉教学实际,加之受知识所限,难以做更全面和更深层次的探讨。希望各位同仁在教学中要坚持理论与实践相结合的原则,不断改进,实验教学才能更好地服务于教学。
【关键词】 中学物理实验教学;平抛运动;问题;改进
1. 引 言
物理教学研讨是提升物理教师专业能力的一种有效途径,反映了教师在教学过程中遇到问题、困惑时所进行的解决问题的想法、思路和对策。给出了教学问题的分析过程、解决思路及对教学模式进行重构的方案,这种方式对提高教师的教学技能和研究能力有很大帮助。但无论怎样去研究教学模式,教师的总的出发点是永恒的——让学生获得知识并提升素养。本文从平抛运动教学的角度进行高中物理教学的研讨。全日制普通高中人教版教科书中,研究平抛物体的运动学生分组实验写到:“在小球平抛运动过程中,利用小球碰撞铅笔来较准确地确定小球通过的位置,由多个这样确定的位置得到平滑的平抛轨迹。”在学生的分组实验中、学生实际操作过程中学生很难“较准确”的确定小球通过的位置,他们得不出较满意的图像。
2.实验存在的问题及原因
2.1.原实验仪器不精良
平抛的小球直径17-22mm,铅笔的直径7mm,小球在某一位置碰撞铅笔,铅笔尖在坐标纸上标下的点,可能在半径14mm圆内的任意一个点,导致的误差太大。按以上原理要求,那小球和铅笔的直径就要尽量的小。但是如果小球和铅笔的直径太小学生在实验操作是要通过碰撞来找点又比较困难,所以无法实现两全其美。
2.2.实验原理太粗略
“利用小球碰撞铅笔来较准确地确定小球通过的位置”,要找到小球与铅笔正碰的位置,同一个点需要多次实验才能做到,但是由于本实验需要确定的点又比较多,所以在这个实验中大部分学生每个点也就一两次实验,因此教材实验的操作方法在学生实际操作时误差比较大,很难准确。
2.2.1.一般小球碰撞铅笔的力度不大,很难凭手的感觉来确定他们是否是正碰。这个对于经常做实验,经验丰富的老师要准确判断都比较困难。学生就更难“较”准确的做到这一点。因此这对学生的要求就比较高,但往往学生在这方面又是最缺乏经验的,因此在学生实际实验操作时误差比较大。
2.2.2.由于碰撞的时间极短,加之又不存在在同一位置反复重做几次,如果同一位置学生反复重做几次学生在实际实验操作时,一节课的时间根本不够,于是大多数同学是用目测,大概差不多就算了,通常学生就马虎了事。这样不利于培养学生严谨的科学态度和良好的探究习惯。
2.2.3.按以上原理铅笔描下的点,误差比较大,可能是半径14mm圆内的任意一个点,因此学生实际描出的点,得不到较满意的平抛曲线。实际操作过程中太大的随意性不利于培养学生实验操作能力,不利于培养学生的观察能力、分析能力和思维能力。
3. 实验装置及原理的改进
3.1装置的改进 设计一个可固定在实验桌上的底座,底座上一个竖直面是安装坐标纸的,再这个面的对面,距这个面的距离要大于平抛的小球(即小球在它们之间运动时不会接触),安装两个竖直的支架,支架上安装两个水平的横梁,横梁是可以上下移动,在横梁上安装一个中间有孔(可以刚好通过平抛小球)的小木板,木板可以在横梁上左右移动。
3.2原理的改进 用这一增加的装置代替小球碰撞铅笔来确定平抛小球通过的位置就相当准确,且符合以上学生实验能力的培养。具体做法是:目光通过小孔观察平抛的小球,当通过圆孔能看到坐标纸,就说明圆孔的位置不能代替小球通过此处的位置,这样,只要左右移动小木板,一定能让小球“填充满”圆孔,这样圆孔的圆心位置就是平抛小球通过此处的位置。移动横梁的高度,确定平抛小球的其它位置。
3.3使用方法 (1)、将横梁调至最高处,反复让小球从某一确定高度滑下从坐标纸与小木板之间通过,移动小木板左右的位置,使目光通过圆孔观察小球“填充满”圆孔,此时圆孔圆心的位置就是平抛小球通过该处的位置,并在坐标纸上记下圆孔圆心的位置。 (2)、降低横梁的高度,重复实验,得到平抛小球通过其它位置的点,并依次记录在坐标纸上。 (3)、把这些点用平滑曲线连接起来,一定是令人满意的平抛曲线。
3.4改进后的实验特点 (1)、用这种装置代替小球碰撞铅笔来确定小球的位置,相当于小球运动过程中某一时刻所处位置的正投影,并通过小木板变“动”态为“静”态的定格下来,同时最大程度地提高了确定平抛运动中小球位置的准确度。 (2)、实验器材简单易得,容易制作。 (3)、实验操作耐人寻味,能充分体现实验的操作性,即反复调准、比对,而不是简单的“一做”完事。 (4)、为进一步研究平抛运动提供了准确的资料,能带给未成年人探索科学知识的成就感和美感。 (5)、对该实验装置和原理的改进,正是自由落体频闪照相变“动”态为“静”态的科学“借用”,又不是照搬照套,有利于培养学生学习和应用知识的发散能力和迁移能力。是提倡加强学生素质教育相当好的范例。
3.5注意事项
(1)、坐标纸所在平面和小木板必须保持竖直和平行,且最好共一个底座。
(2)、实验过程中,所有实验装置不能相互移动,最好固定在同一桌面。
(3)、第一个描点不是平抛运动的起抛点。
(4)、每次都要从斜槽上同一高度释放小球。
(5)、斜槽下端的轨道一定要调整水平。
4. 结束语
本文论述当前人教版高中物理教材平抛运动实验设计中存在的问题和改进方法,就如何应用物理实验更好的服务于教学,结合中学生的特点和物理教学的特点进行了分析,发现教材平抛运动实验设计在物理教学实践中存在的问题,并给出了解决这些问题的方法。对如何注意和避免平抛运动实验在学生实际实验操作中可能出现的问题和对如何减小学生在平抛运动实验的操作中的误差,有一定的指导意义。
由于笔者初涉教学实际,加之受知识所限,难以做更全面和更深层次的探讨。希望各位同仁在教学中要坚持理论与实践相结合的原则,不断改进,实验教学才能更好地服务于教学。