理想实验在物理研究中的应用论文

物理教学中探究性实验的积极作用论文

在社会的各个领域，大家最不陌生的就是论文了吧，通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，以下是我精心整理的物理教学中探究性实验的积极作用论文，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

摘要： 探究性实验是物理教学的重要教学方法，对学生掌握物理知识有促进作用。探究性实验还可以激发学生的学习兴趣，提高学生交流合作和动手实践的能力，对教师教学能力提高也有积极作用。文章针对目前物理教学中存在的问题，对探究性实验在物理教学中的积极作用与实施策略进行了阐述。

关键词： 探究性实验；物理教学；积极作用；

实验教学是物理教学的重要手段，选择正确的实验教学方法对提高教师物理教学质量，使学生更好地理解抽象、复杂的物理知识有重要的作用。由于大部分教师还用传统教育理念去进行教学，导致目前物理教学存在以下几个普遍现象：重理论讲授，轻实验探究；重实验结果，轻发现过程；重知识传授，轻启发引导。造成了中学生科学创新精神与动手实践能力得不到发展，教师在物理实验教学时，以验证性实验为主，缺少探究性实验。验证性实验是对已知论断进行实验来加以验证，达到学生掌握物理知识的目的，因其实验步骤固定，结果已知，很难激发学生的学习兴趣与实践创新能力。而探究性实验，是通过学生自主地实验探究，按照发现问题、寻找方法、动手实践、最后得出结论的顺序来进行实验，要求学生对于实验内容、原理、过程与方法都要充分理解，因其过程的探究性，结果的未知性，加强了学生对于物理学习的积极性，充分发挥了学生学习的主体作用①。

一、探究性实验有利于培养学生的各方面能力

（一）探究性实验培养学生的探究能力

探究性实验与验证性实验不同，是将问题作为实验的中心，更加注重学生独立自主思考，在实验过程中学生有自己的想法，并可以将他们的想法付诸实践，教师只需要在学生遇到困境的时候给予适当的指导。当学生通过自己的努力，探究得出实验结果，并分析出结论的时候，学生会获得极大的.满足感与成功感，促进了学生对物理知识的学习。学生正处于对未知世界充满好奇心的时期，他们的求知欲无比强烈，因此学生需要这种探究训练，使他们保持探究习惯，形成探究能力，这不仅会促使学生对物理学习产生浓厚的兴趣，也会对学生以后的学习产生重要影响，从而影响到学生未来发展。教师要帮助学生保持对世界的好奇心，人类的发展需要对未知不断地探索，而探究性实验可以提升学生对未知世界的探究能力。学习兴趣是学生终生学习的前提,探究能力是终身学习的手段,前者可以提高学生学习的效率与学习的积极性,后者可以促使学生主动进行探索、积极思考和拓展创新。

（二）探究性实验培养学生的交流合作能力

教师在探究性实验教学中，引导学生主动思考，并提出与探究实验相关的问题让学生解答，避免了教师在课堂上一味的讲述，忽略学生对知识的吸收，加强了师生之间的沟通。教师可以通过开展探究性实验教学，对实验的内容、原理、过程、方法和结论进行提问，也可以及时纠正学生在实验中错误方法、错误思想，在师生的交互与讨论之间，学生的问题得到了充分的解答，这样学生在实验中也能更加得心应手，探究性实验使学生与教师之间的情感与思想得到了交流。同时它也加强了学生与学生之间的交流，在进行实验过程中，需要学生之间相互沟通，相互讨论，学生要主动地提出自己对实验的想法，也要虚心地听取他人的意见，既对自己的不足要进行反思，也要对他人正确的意见加以吸收，从而不断地完善实验。这个过程使学生可以在交流合作中相互学习，也可以培养学生的团队精神，使学生认识“独木不成林”的道理。探究性实验通常是分小组进行的，每组之间既有合作也有竞争，也可以促进学生竞争意识的发展，从而加强学生的交流合作能力。

（三）探究性实验培养学生的动手实践能力

物理学是建立在实验基础上的，它需要学生具有良好的逻辑思维能力与动手实践能力。探究性实验因其自身特征，需要学生自己寻找实验所需的资料。通过自己判断、归纳、整理相关信息，不仅可以使学生深刻认识实验原理与所学的物理知识，也锻炼了学生收集整理信息、处理分析信息、理解运用信息的能力。实验要求学生能够熟练操作实验仪器，每种实验仪器都有其使用方法和注意事项，学生在亲自动手实验的过程中，既学习了必要的物理知识，也增强了自己的动手实践能力②。我们培养的是全面发展的学生，而不是“思想的巨人，行动的矮子”，我们不仅要使学生学会知识，还要让学生将知识融入生活，从生活中的事例来启发学生进行思考，在动手实验中培养学生对物理的学习兴趣③。探究性实验的开展可以使知识真正地转化为一种能力，使学生在以后的学习生活中，学会积极发现问题，主动思考问题，自己动手解决问题。

二、探究性实验发挥教师言传身教的功能

教师对学生的影响是深远的，目前的学校教学中，教师普遍采用讲述教学法，将书本上的知识复述出来，不仅不利于学生掌握知识，对于教师能力的发展也是不利，作为教师应为学生们树立良好的榜样，做到言传身教。在探究性实验中教师需要积极思考，而不是简单地套用书本知识，需要理论联系实际，帮助学生应对突发事件，教师的思考过程也会被学生效仿，养成思考习惯。学生在跟随教师的学习的过程中耳濡目染，养成良好的思考习惯,实现“盐溶于水”，在无声中训练学生的技能。教师的言传身教，使学生可以看到榜样的力量，这也可以构建良好、和谐、健康的师生关系，使教学氛围变得融洽和谐，减少师生间的冲突。

三、物理探究性实验实施策略

（一）鼓励学生自主学习，使探究性实验更具开放性

学生是教育的主体，在探究性实验过程中，学生自主的思考是非常重要的，教师要鼓励学生自主学习，培养学生质疑精神，锻炼学生主动提出问题并寻求答案的能力。这就要求教师要创设合理的探究情境，营造良好的学习氛围，并科学的设计探究实验。在探究性实验设计过程中，教师要学会做好领路人的工作，放大学生的主体性，对学生的思维不可以过多地约束，要使探究性实验真正在成为学生的探索行为，为学生提供一个广阔的空间。其次，学校需要对培训人员进行科学选择，通过邀请学校内部工作经验丰富的管理人才与一线教师合作，或者邀请校外专家及管理人员，在这些人员作用下，负责对学校各岗位人员进行培训。现阶段，在高校中青年教师数量比较多，所以，学校需要把其当作重点培养对象，在对高层次人才进行组织教育时，应该采用探究式培训方法，只有这样，才能调动教职人员工作积极性，提高学校教学水平。除此之外，对于后勤人员或者行政人员，在组织培训活动时，需要明确其工作能力和服务对象，保证培训的针对性。高校在进行人力资源管理工作时，需要定期对人力资源管理人员进行专业培训，除了要吸引大量管理人才之外，还要对在岗人员进行培训，通过各种方法，提高人力资源管理人员综合水平，便于高校人力资源管理工作更好开展。

（三）科学构建人力资源考核体系

通过构建完善的人力资源考核体系，能够对学校教职人员工作状况和水平进行全面考核，并以此为依据，获得真实的考核结果。对于工作表现好的教职人员，学校可以提供相应的物质或者精神奖励，调动教职人员工作积极性，提高教职人员工作水平。对于工作表现差的教职人员，学校可以提出相应的处罚制度，以示警戒，规范教职人员工作行为，避免不必要问题出现。在开展绩效考核工作时，学校需要结合自身特点，不但要对经济效益和社会效益进行全面考核，还要对其他内容给予高度重视。对于青年教师来说，在制定考核指标过程中，需要科学配置科研和教学之间的比重，完善考核指标。对于科研能力强和高级别教育工作者来说，需要充分发挥其科研优势，提高科研考核指标比重，对其考核指标进行适当更改。

对于后勤管理及行政管理人员来说，需要根据其工作状况和工作效率对其进行考核，制定一系列奖罚政策，将考核价值全面发挥。在奖罚激励和绩效考核过程中，学校需要根据人力资源岗位差别和需求，对各个岗位和不同人员建立不同的考核机制，通过这种方法，能够让每一位教职员工都能认识自我，发挥自我价值，从中获得满足感，以后更好地完成上级下发的工作任务，发挥个人价值，给学校创造更多的效益。除此之外，高校在开展考核工作时，需要保证自身执行能力，在创建良好绩效考核环境下落实，将考核工作实施到具体位置。学校应对现有教职员工进行科学考核，也就是结合每个员工实际情况，制定考核机制，对学校整体运营状况有深入了解，提高学校效益。在对教师员工考核过程中，不可过于注重某一环节考核，而是需要把绩效考核贯彻到学校人力资源管理与开发活动中，根据考核结果总结反思，改善人力资源管理模式，提高学校整体工作水平。

四、结束语

总之，近几年来，随着经济全球化快速发展，国家面临的国际竞争压力增大，为了能够更好迎接国际市场提出的考验，在国际竞争中占据一定地位，国家需要给予教育事业高度重视，发挥教育重要价值，为社会培养更多的专业型人才。现阶段，我国高校在人力资源管理过程中，整体效果并不理想，存在诸多问题，无法促进高校人力资源管理水平地提高，影响教育效果。所以，学校在开展人力资源管理工作时，需要结合实际情况采取一系列对策，建立完善的绩效考核体系，保证学校人力资源管理工作有序进行，实现人力资源科学分配，提高资源使用效率，为社会培养更多优秀人才，实现我国教育事业的更好发展。

五、参考文献

[1]杨娟.高校人力资源管理信息化建设的探讨与思考[J].江苏科技信息,2019,36(36):34-36

[2]罗静.高校人力资源管理的创新途径分析[J].现代营销(经营版),2019(08):16-17

[3]陈晓婧.关于高校人力资源管理信息化的思考[J].中国管理信息化,2019,22(08):224-225

实验在物理学中的地位和作用一、引言：物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却介绍不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。二、思想实验的一般考察伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的著作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，求出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量.这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c.（2）改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些著名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。三、思想实验的基本特点从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲得通，物理学上有意义的抽象。这种思想实验操作不必物化就可以得到确定的结论。由此可见，物理学中的思想实验具有以下基本特点：1、具有实验的可操作性思想实验不是实际进行的实验，但是之所以被称为实验，是因为这种思维活动是按照实验的格式而展开，是可操作的。R.哈里指出：“所谓思想实验是想象中操作模型时形成的。”思想实验的操作者根据自己的认识和思考，使用储存于头脑中的经验表象，语言材料，通过分析、想象、类比、猜测和逻辑推理，进行想象的操作。思想实验使用的假想仪器是假想主体对客体作用的基本手段。爱因斯坦在确定同时性的程序定义时，认为光按直线以恒速传播，核对两个同样钟的同步的程序是：测好两只钟的距离，找到它们的中点，守在两只钟旁的两个观察者，当各自的钟指向七点时发信号，如两信号在中点相遇时，则这两只钟便是同步的了。假想客体不断变化的形象是思想实验最主要的内容，也是思想实验操作的必然过程，假想的主体和仪器都是为此而存在，并在对假想客体的观察和作用的过程中，揭露被研究事物的本质和相互关系，从而达到思想实验预定的目的。2、具有严密的逻辑性。在思想实验进行过程中，逻辑推理是他的基本指向。物理学家在构思思想实验时，想象是充分自由的：他可以根据自己掌握的经验和知识，当时的科学水平，就被研究的客体进行充分的联想，联想从何而发，向何方向延伸也是随机的，当众多的形象材料，经验表象在物理学家脑海中涌现时，其展开和联系则常常求助于与此有关的概念和关系。这些概念和关系既同下一步的逻辑思维联系着，又同构思前预定的目标联系着。只要逻辑推理允许，它甚至也接纳那些违背“经验事实”的，或与已确定的“物理规律”相对立的表象进入思想实验之中。所以思想实验的操作过程，既是想象自由展开的过程，又是逻辑运动的过程，在这中间，逻辑起着主导作用，它引导，控制着想象，保持想象既是丰富的，又不是胡思乱想。想象活动为逻辑运动提供了可靠的素材基础，逻辑运动在想象提供的形象活动中操作展开。两着相辅相成，浑为一体。3、具有高度的创造性物理学家思想实验的目的，是为了揭示事物内部的规律性。因此，其探索是前无先例的，带有高度的创造性。爱因斯坦和英费尔德在，《物理学的进化》中指出：“任何一个理论的目的是指导我们理解新情况，启发我们做新的实验，从而发现新的现象和定律。”思想实验也是如此。法国物理学家和工程师卡诺在研究热效率和热机效率时，受瀑布落差的启示，进行了“卡诺循环“的思想实验，他构思用两个理想的等温过程和两个理想的绝热过程来完成一个热力学循环。通过这样一个理想的热力学循环的思想实验。卡诺得到了热机的最高热效率等于T2-T1/T1，创造性地解决了热机效率问题。四、思想实验的积极作用思想实验对物理学的发展具有积极作用，主要表现如下：1、强烈的质疑批判作用运用思想实验，往往从传统的理论质疑入手，从而生动准确地揭露旧理论的缺陷，批驳旧理论的错误。当时在整个欧洲享有至高无上威望的亚里士多德归纳他的力学理论：推一个物体的力不再去推它时，原来运动的物体便归于静止。这个理论统治人们的思想长达两千多年的历史。对此，伽利略提出质疑，在斜面实验的基础上进行思想实验，认为：“一个运动的物体假如有了某种速度之后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这个速度——这个条件只有在水平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的情况里，朝下运动则有了加速的起因，而朝上运动，则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平面上运动才是不变的，因为假如速度是不变的，运动既不会减小，更不会消灭。”在这里伽利略对亚里士多德的缺陷，正确区分了速度和速度的变化，提出了“惯性”的思想，得到了力与速度改变之间的联系这一崭新的力学理论，从而否定了力与速度本身之间联系的旧理论。2、深刻的认识创新作用思想实验的运用，能够深化人们的认识，开拓新的研究方向，推进物理学的发展。五、思想实验与真实实验的相互关系思想实验与真实实验存在着原则的区别：真实实验是一种科学的实验活动。它是在尽可能地排除外界的许多影响，突出主要因素，并能细腻地观察到各种之间相互关系的条件下，使某一事物（或过程）重演起初实验源于实践又高于实践，是发现、检验物理学理论的唯一标准。思想实验是一种理性的思维活动。它不是脱离实际的主观臆想，而是以实际为基础按照实验的格式操作展开，对实践过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。它是一种相对独立的科学方法。思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。物理学中的理论、规律是从大量实验事实中概括出来的，物理学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。在真实实验中，物理学有为了获取关于自然界的规律性认识，通过仪器设备等手段对客体进行严密控制和有目的的变革。这样，在真实实验开始前对实验过程的预想和设计，在观测后对经验材料的分析和概括，都得借助一理性思维。有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导，从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显看到这一点。在物理学研究中，思想实验能够成为一种不可代替的科学方法，还由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。应该指出，现代物理学已发展到理论科学阶段，认识活动日益远离日常经验和人们的直觉，深入感觉不能直接感知的微观和宏观领域，事物的现象和本质之间关系越来越复杂隐蔽。物理学研究活动所需的仪器设备也日趋精细庞杂，理性思维的地位更加突出。思想实验作为一种科学方法将在更广阔的领域中应用。六、结论对思想实验的考察和分析告诉我们：思想实验是深入进行物理学研究和教学的重要方法之一。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”为此，我们应该在进行真实实验的基础上，加强对思想实验的研究，启迪思维，把物理学的研究引向深入，使教学引人入胜，更有成效。参 考 文 献[1]A.爱因斯坦、L.英费尔德《物理学的进化》，上海科学技术出版社，1962年。[2]T.S.库思：“思想实验的作用”，《必要的张力》，福建人民出版社，1981年。[3]WI.B.贝费里奇：《科学研究的艺术》科学出版社，1979年。[4]高文武：“简论思想实验”，《自然辩证法通讯》，1982年第二期。[5]《物理学史专题讲座汇编》，北京物理学会，1983年。