学院:汽车学院 班级:热动0504 姓名:张志强 学号:0120507210410
大学物理实验论文
-------实验心得与体会
通过这个学期的大学物理实验,我体会颇深。首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等;其次,我已经学会了独立作实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。下面就我所做的实验我作了一些总结和体会。
自从我第一次上物理实验课的时候我就深深地感觉到物理实验的重要性,因此我每次上课都能全身心地听课,比如说第一次的不确定度等我就比班上其他同学学的要好一点,基本上学会了不确定度的每一步计算、回归直线的绘制以及有效数字的保留等,这也为我以后的实验数据处理带来了极大的方便。
我现在还记得我第一次做迈克尔逊干涉仪实验时我虽然用心听讲,但是再我做时候却极为不顺利,因为我调节仪器时怎么也调不出干涉条纹,转动微调手轮也不怎么会用,最后调出干涉条纹了却掌握不了干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系。测量钠光双线波长差时也出现了类似的问题,实验仪器用的非常不熟悉,这一切都给我做实验带来了极大的不方便,当我回去做实验报告的时候又发现实验的误差偏大,可庆幸的是计算还顺利。总而言之,第一个实验我做的是不成功,但是我从中总结了实验的不足之处,吸取了很大的教训。因此我从做第二个实验起,就在实验前做了大量的实验准备,比如说,上网做提前预习、认真写好预习报告弄懂实验原理等。因此我从做第二个实验起就在各个方面有了很大的进步,实验仪器的使用也熟悉多了,实验仪器的读数也更加精确了,仪器的调节也更加的符合实验的要求。就拿夫-赫实验/双光栅微振实验来说,我能够熟练调节ZKY-FH-2智能夫兰克—赫兹实验仪达到实验的目的和测得所需的实验数据,并且在实验后顺利地处理了数据和精确地画出了实验所要求的实验曲线。在实验后也做了很好的总结和个人体会,与此同时我也学会了列表法、图解法、函数表示法等实验数据处理方法,大大提高了我的实验能力和独立设计实验以及创造性地改进实验的能力等等。
下面我就谈一下我在做实验时的一些技巧与方法。首先,做实验要用科学认真的态度去对待实验,认真提前预习,做好实验预习报告;第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错;第三,做实验时按步骤进行,切不可一步到位,太心急。并且一些小节之处要特别小心,若不会,可以跟其他同学一起探讨一下,把问题解决。第四,实验后数据处理一定要独立完成,莫抄其他同学的,否则,做实验就没有什么意义了,也就不会有什么收获。
总而言之,大学物理实验具有非常重要的意义。首先,物理概念的建立、物理规律的发现依赖于物理实验,是以实验为基础的,物理学作为一门科学的地位是由物理实验予以确立的;其次,已有的物理定律、物理假说、物理理论必须接受实验的检验,如果正确就予以确定,如果不正确就予以否定,如果不完全正确就予以修正。例如,爱因斯坦通过分析光电效应现象提出了光量子;伽利略用新发明的望远镜观察到木星有四个卫星后,否定了地心说;杨氏双缝干涉实验证实了光的波动假说的正确性。可以说,物理学的每一次进步都离不开实验。这对我们大学生来说也是非常重要的,尤其是对将来所从事的实际工作所需要具备的独立工作能力和创新能力等素质来讲,也是十分必要的,这是大学物理理论课不能做到,也不能取代的。
因此,我希望我能更加努力,在下个学期顺利完成所有的实验,圆满结束大学物理实验。
大学物理实验论文
赵新梅 学号:0120509330327 信息学院电子0503班
在即将结束的这个学期里,我完成了大学物理实验(上)这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程,我学到了很多东西。
做大学物理实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要课前认真地预习,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便的记录在一张纸上,结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误,尤其是数据比较多的时候,比如在做《用动力学共振法测固体材料的样式弹性模量》实验时,由于实验前未提前设计好表格,数据记录得很随便,很乱,处理时很困难。后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格,在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
预习是做实验前必须的工作,但是做实验的主要工作还是课堂操作。
课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全,比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多,首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块,否则容易造成测量数据的分散性,影响实验质量,并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。还有读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验。实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:
1. 平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2. 列表法 实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3. 作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷,可以节省不少时间,而且也比较清晰明了。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉,而且实验操作过程必须认真地完成,记录的数据准确,有效。
撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质 ”是大学物理试验的指导思想;“加深学生对有关物理知识的理解,培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力”是大学物理实验的目的。学大学物理实验这门课程,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心、耐心,而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。这一学期物理实验课程的学习,使我受益匪浅。但我也还有很多不足的地方需要改正,比如做实验速度很慢,下学期我们还将学习这门课程,我在以后的课程学习中一定要 注意慢慢改进。
大学物理实验论文
在即将结束的这个学期里,我完成了大学物理实验(上)这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程,我学到了很多东西。
做大学物理实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要课前认真地预习,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便的记录在一张纸上,结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误,尤其是数据比较多的时候,比如在做《用动力学共振法测固体材料的样式弹性模量》实验时,由于实验前未提前设计好表格,数据记录得很随便,很乱,处理时很困难。后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格,在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
预习是做实验前必须的工作,但是做实验的主要工作还是课堂操作。
课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全,比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多,首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块,否则容易造成测量数据的分散性,影响实验质量,并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。还有读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验。实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:
1. 平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2. 列表法 实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3. 作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷,可以节省不少时间,而且也比较清晰明了。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉,而且实验操作过程必须认真地完成,记录的数据准确,有效。
撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质 ”是大学物理试验的指导思想;“加深学生对有关物理知识的理解,培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力”是大学物理实验的目的。学大学物理实验这门课程,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心、耐心,而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。这一学期物理实验课程的学习,使我受益匪浅。但我也还有很多不足的地方需要改正,比如做实验速度很慢,下学期我们还将学习这门课程,我在以后的课程学习中一定要 注意慢慢改进。
关于大学物理实验教学实践与思考摘要:实验在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验提高学习物理的兴趣,培养实践能力、分析能力,形成严谨的、实事求是的世界观,同时还培养学生的实验观察和操作能力,全面提高物理教育教学质量。关键词:物理;实验;教学 实验在物理教学中有着不可替代的重要地位,通过实验提高学习物理的兴趣,培养实践能力、分析能力,形成严谨的、实事求是的世界观。如何进行物理实验教学是教师们研究的问题,下面谈此观点仅供参考。
1.提高教师自身素质是上好实验课的前提
教学中要真正运用好物理实验,提高教学质量,发挥独特的作用,需要提高教师自身素质是上好实验课的前提:①教师要有物理学理论和实验知识;有教育学、心理学和教学法的知识;亲手实践;②具备良好的实验能力和实验技能,通过不断学习实验教学能力和知识水平提高;③有钻研和创新精神;对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法,接受新的教育理论和思想,指导教学实践;④积极参加针对物理实验中对实验的设计,测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会,提高自身素质。
2.利用实验史和事例,激发氛围
实验教学中:①对物理史上著名实验介绍。如:《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”,并根据这个原理制作“机械摆钟”。点评:展示科学发现、技术发明的过程;展示科学家创造思维和创新精神,同时对学生进行科学精神和创新意识的培养。②介绍典型物理实验事例,培养创新意识和欲望。如:教学凝固后,介绍“姆潘巴”现象及其发现过程,同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段:上海某中学三位学生在物理老师的指导下,经历几个月、做了上百次实验,获得上万个数据,最后论证“姆潘巴”现象不存在。向学生介绍此事例:A要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习,学习他们敢于质疑、有实验探究的精神;B用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神,从而激发创新氛围。
3.实验教学中需强调的注意事项
动手实验是学生参与实践的具体过程,师在实验前强调实验室规则和要求:(1)实验前必须完成预习内容;(2)按分好的组坐好,不得乱动器材;(3)实验时不能大声喧哗;(4)实验完后将器材摆放整齐,经检查后可离开;(5)不能将器材带出实验室,如有损坏及时说明:另外带危险性或损坏性的实验,要先检查,避免损坏和意外。如:①在用电流表测量电路时,开关应断开,电流表应与被测部分串联,注意电流必须从电流表的正极流入负极流出,被测电流不超过电流表的量程,不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。在此检查后闭合开关进行实验:②在“做”观察水的沸腾实验时,注意酒精灯的正确使用。即:不允许用酒精灯去引燃另一盏酒精灯,使用完后不能用嘴去吹灭酒精灯,应用灯帽盖灭,操作过程如果不当,洒出的酒精燃烧,用湿抺布盖灭。
4.提倡动手实验,掌握其方法
学生动手实验的作用:①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计:喜欢物理的占84%,不喜欢占3%。②学生对学习内容的巩固程度与学习的方式关系很大。据统计:通过听讲授,能记住25%;能看到实物或现象能记住40%;双方都做到能记住65%;看到实物或现象自己又描述过,能记往83%;既动手边做边描述能记住97%。所以在物理实验教学中让学生动手实验,在实验的基础上讨论、分析,归纳概念和规律,有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式,教学中提倡动手实验,正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的,培养实验能力。
④动手实验是学习研究过程,在直接参与动手实验过程中,逐渐认识到实验是获得物理事实的根据;是检验假设真理性的标准;逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实,得出概念和规律的。点评:通过长期动手实验的训练,能掌握学习和研究的基本方法。
5.实验教学有利于培养观察能力,提高分析能力
观察是人们对客观事物、现象感知过程中的一种最直接的方法。物理课本中的每个概念和规律一般由观察、实验、分析、归纳概念、规律应用、实际问题等构成,为了提高观察能力,在引导观察实验现象时应注意:①从什么地方观察,发生什么现象?现象发生变化过程的条件是什么?②观察同时思考、分析、比较、归纳此现象有什么特征?说明什么问题?③如何判断推理,概括有关性质和规律?逐步形成边观察边思考的习惯、掌握观察方法和提高观察能力。如:观察水被加热至沸腾时,提出问题让学生边实验、边思考:A、开始加热的烧杯底和内壁是否有小气泡?怎样产生的?B、初始阶段如水温度有什么变化?为什么?小气泡在上升至水面过程中其体积有什么变化?C、当水中有大量气泡产生,并迅速上升过程中,体积不断增大,到水面破裂时,温度是否变化?瓶口出现的“白气”是什么?D、如果沸腾时间较长,还会看到水位比加热前有些下降为什么?这将膨胀、热传递、气化、液化等知识有机地联系起来,从而提高观察和思维分析能力。
6.把“测量、验证”型实验变为探究性实验
目前中考实验设计题需要学生具有探究性实验能力的有力体现,这就要求学生具备多种机智或具备发散思维、换元思维、转向思维和创优思维等思维能力。这些能力都靠平时培养。如:教学“恒定电流”后,根据学生以学知识,将“伏安法测电阻”实验改为:有5种不同测量电阻实验的分套器材,请根据各套器材设计不同的实验并比较哪种方法测得电阻值较准确,分析其原因。器材:共用器材为待测电阻R(10Ω,0.5A),电源,电键,滑动变阻器,导线若干。测量方法;①伏特表、安培表各1 个,共用器材;②伏特表2 个,电阻箱1 个,共用器材;③安培表2 个,电阻箱1 个,共用器材;④伏特表1 个
,电阻箱1 个,共用器材;⑤安培表1 个,电阻箱1 个,共用器材。评析:改进后的实验称为物理教学中的实验探究,此方法的特点是:培养学生创造思维的多向选择性,使学生积极主动地探究知识。
7.借助多媒体将实验达到效果
造成学习物理知识困难的原因是学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。如:教学《惯性》时,借助多媒体运用抽拉活动片模拟演示小车遇到障碍物阻力而停止运动,而小车上的木块没有受到障碍物的阻力,由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动,而因木块底部与小车面的摩擦,使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动,只好倒向前方,利用多媒体图像再用“慢镜头”展示在学生面前,同时对小车、木块及两者之间的关系进行逐个分析,由于图像清晰,模拟逼真,讲解和观察、理解,能收到良好的效果。
8.开展课外动手实验,发展创造力
教师在物理实验教学中开设课外实验,以开阔视野,拓展知识面,发展动手实验的创造力。如:①组织物理课外兴趣活动小组,指导动手搞小制作。如:制作橡皮测力计、潜望镜、土电话等;②组织用物理知识解决实际问题,培养分析、解决实际问题的能力,如:开展实地测量、电路安装等社会实践活动;③开展科技活动,如:举办物理晚会、撰写物理论文等。在这些活动中,教师悉心辅导,帮助克服困难,让学生有表现的机会,互帮互学,逐步培养有趣的爱好和创造能力及团结协作精神,从中领略到成功的喜悦,同时能发展创造力。
总之,实验教学过程中,不断地激发学习兴趣,培养实验观察能力和操作能力,充分能挖掘各种智力因素,全面提高教育教学质量。
参考文献
[1] 林立,新课标和初中物理教材中学物理,2008.
[2] 浦荣.开发型物理实验的研究和探索 2009.10.30
[3]探究式教学在物理实验中的应用[J].中学物理,2007.
[4]袁冬媛.大学物理实验教程[M].长沙:中南大学出版社,2002.
大学物理实验是一门着重培养大学生综合能力和素质的课程。做好大学物理实验课程的考试工作对于大学物理实验课程教学质量的提高和人才的培养都具有重要的意义。本文是我为大家整理的大学物理实验 报告 范文 3篇_大学物理实验报告怎么写,仅供参考。
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大学物理实验报告范文篇一:
一、实验综述
1、实验目的及要求
1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用 方法 。 2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。 3.学会物理天平的使用。 4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件
1 50分度游标卡尺 准确度=0.02mm 最大误差限 △仪=±0.02mm 2 螺旋测微器 准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm 修正值=0.018mm
3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g 估读到 0.01g
二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)
1、实验内容与步骤
1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次; 2、用螺旋测微器测钢线的直径7次; 3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;
2、实验数据记录表
(1)测圆环体体积
(2)测钢丝直径
仪器名称:螺旋测微器(千分尺) 准确度=0.01mm 估读到0.001mm
测石蜡的密度
仪器名称:物理天平TW—0.5 天平感量: 0.02 g 最大称量500 g
3、数据处理、分析
(1)、计算圆环体的体积
1直接量外径D的A类不确定度SD ,SD=○
SD=0.0161mm=0.02mm
2直接量外径D的B类不确定度u○
d.
ud,=
Ud=0.0155mm=0.02mm
3直接量外径D的合成不确定度σσ○
σD=0.0223mm=0.2mm
4直接量外径D科学测量结果 ○
D=(21.19±0.02)mm
D=
5直接量内径d的A类不确定度S○
Sd=0.0045mm=0.005mm
d。d
S=
6直接量内径d的B类不确定度u○
d
ud=
ud=0.0155mm=0.02mm
7直接量内径d的合成不确定度σi σ○
σd=0.0160mm=0.02mm
8直接量内径d的科学测量结果 ○
d=(16.09±0.02)mm
9直接量高h的A类不确定度S○
Sh=0.0086mm=0.009mm
d
=
h h
S=
10直接量高h的B类不确定度u○
h d
uh=0.0155mm=0.02mm
11直接量高h的合成不确定度σ○
σh=0.0177mm=0.02mm 12直接量高h的科学测量结果 ○
h=(7.27±0.02)mm
h
σh=
13间接量体积V的平均值:V=πh(D-d)/4 ○
2
2
V =1277.8mm
14 间接量体积V的全微分:dV=○
3
? (D2-d2)
4
dh+
Dh?dh?
dD- dd 22
再用“方和根”的形式推导间接量V的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)
222
?v(0.25?(D2?d2)?h)?(0.5Dh??D)?(0.5dh??d)
计算间接量体积V的不确定度σ
3
σV=0.7mm
V
15写出圆环体体积V的科学测量结果 ○
V=(1277.8±0.7) mm
2、计算钢丝直径
(1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd ,Sd=SdSd =0.0079mm=0.008mm
3
(2)钢丝直径d的B类不确定度ud ,ud=ud
ud=0.0029mm=0.003mm
(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。σd=dσd=0.0084mm=0.008mm
(4)写出钢丝直径d的科学测量结果 d=(2.169±0.008)mm
3、计算石蜡的密度
(1)以天平的感量为Δ仪,计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uM uM=0.0115g=0.01g
(2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果
M1=(2.44±0.01)g M2=(11.04±0.01)g M3=(8.50±0.01)g
(3)ρt以22.5C为标准查表取值,计算石蜡密度平均值:?
M1
?t
M2?M3
ρ=0.9584(kg/m3)=0.958(kg/m3) (4)间接量石蜡密度ρ的全微分:
?tm1?tm1?t
dρ=dm1-dm2+dm3
m2-m3(m2-m3)2(m2-m3)2
再用“方和根”的形式推导密度的不确定度传递公式 (参考公式1-2-16)
2
??(?t?m1/(m2?m3))?(m1?t?m2/(m2?m3)2)?(m1?t?m3/(m2?m3)2)
2
2
计算间接量密度ρ的不确定度σ
3 3
dρ=0.0076 kg/m=0.008 kg/m
(5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果 ρ=(0.958±0.008) kg/m3
ρ
三、结论
1、实验结果
实验结果即上面给出的数据。
2、分析讨论
(1) 心得体会 :
1、天平的正确使用:测量前应先将天平调水平,再调平衡,放取被称量物和加减砝码时○
一定要先将天平降下后再操作,天平的游码作最小刻度的1/2估读。
2、螺旋测微器正确使用:记下初始读数,旋动时只旋棘轮旋柄,当听到两声“咯咯”响○
时便停止旋动,千分尺作最小刻度的1/10估读。
(2)思考:
1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示? ○
答:把螺旋测微器调到0点位置,读出此时的数值,测定值是读数+零点修正值 2、游标卡尺读数需要估读吗? ○
答:不需要。
3、实验中所用的水是事先放置在容器里,还是从水龙头里当时放出来的好,为什么? ○
答:事先放在容器里面的,这样温度比较接近设定温度。
(3)建议
学校的仪器存放时间过长,精确度方面有损,建议购买一些新的。
四、指导教师评语及成绩:
评语:
成绩: 指导教师签名:
批阅日期:
大学物理实验报告范文篇二:
一、实验目的
。。。。
。。。。。
二、实验原理
。。。。
。。。。。。
三、实验内容与步骤
。。。。
。。。。。
四、数据处理与结果
。。。。
。。。。。
五、附件:原始数据
____说明:
第五部分请另起一页,将实验时的原始记录装订上,原始记录上须有教师的签名。
大学物理实验报告范文篇三:
【实验题目】长度和质量的测量
【实验目的】
1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。 2. 学会物理天平的调节使用方法,掌握测质量的方法。
3. 学会直接测量和间接测量数据的处理,会对实验结果的不确定度进行估算和分析,能正确地表示测量结果。
【实验仪器】(应记录具体型号规格等,进实验室后按实填写)
直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0~25mm,0.01mm),物理天平(TW-1 B型 ,分度值0.1g,灵敏度1div/100mg),被测物体
【实验原理】(在理解基础上,简明扼要表述原理,主要公式、重要原理图等)
一、游标卡尺
主尺分度值:_=1mm,游标卡尺分度数:n(游标的n个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等),游标尺分度值:
n?1n
_(50分度卡尺为0.98mm,20分度的为:0.95mm),主尺分度值与游标尺
n?1n
_
_n
分度值的差值为:_?
,即为游标卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值为:
1/50=0.02mm,20分度的为:1/20=0.05mm。
读数原理:如图,整毫米数L0由主尺读取,不足1格的小数部分?l需根据游标尺与主尺对齐的刻线数
?lk_?kk和卡尺的分度值_/n读取:
n?1n
_k
_n
读数方法(分两步):
(1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: ll0??ll0?k
_n
,对于50分度卡尺:ll0?k?0.02;
对20分度:ll0?k?0.05。实际读数时采取直读法读数。
二、螺旋测微器
原理:测微螺杆的螺距为0.5mm,微分筒上的刻度通常为50分度。当微分筒转一周时,测微螺杆前进或后退0.5mm,而微分筒每转一格时,测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm。可见该螺旋测微器的分度值为0.01mm,即千分之一厘米,故亦称千分尺。
读数方法:先读主尺的毫米数(注意0.5刻度是否露出),再看微分筒上与主尺读数准线对齐的刻线(估读一位),乖以0.01mm, 最后二者相加。 三:物理天平
天平测质量依据的是杠杆平衡原理
分度值:指针产生1格偏转所需加的砝码质量,灵敏度是分度值的倒数,即S
n?m
,它表示
天平两盘中负载相差一个单位质量时,指针偏转的分格数。如果天平不等臂,会产生系统误差,消除方法:复称法,先正常称1次,再将物放在右盘、左盘放砝码称1次(此时被测质量应为砝码质量减游码读数),则被测物体质量的修正值为:m
【实验内容与步骤】(实验内容及主要操作步骤)
m1?m2。
1. 米尺测__面积:分别测量长和宽各一次。
2. 游标卡尺测圆环体积:(1)记下游标卡尺的分度值和零点误差。(2)用游标卡尺测量圆环的外径D、内径d及圆环高度h各6次(在垂直交叉方向进行)。
3.千分尺测小钢球直径:(1)记下螺旋测微器的分度值,(2)测量其零点读数3次,求出平均值.(3)用千分尺测量小钢球不同部位的直径d,测量6次(要在垂直交叉方向进行)。
4.物理天平使用(1)调底座水平;(2)调平衡;(3)称量;(4)天平复原。
【数据处理】 (实验数据见数据记录纸,不必在报告里再抄写一遍,要有主要的处理过程,要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图,处理的中间结果应多保留1-2位,以免产生截断误差,最终结果表示应符合有效数字规则和不确定度位数要求,计算中要特别注意单位的换算和书写)
【实验结果与分析】
1、米尺测得__的面积为:27.07.915cmS?,相对不确定度:0.08%
2、游标卡尺测得圆环体积为:)(10)13.001.4(34mmV??,相对不确定度:3.2% 3、千分尺测得圆球直径为:)(09.004.20mmd?,相对不确定度:0.45% 4、复称法测得圆柱体质量为:293.18g。
测量结果是可信的。面积的相对不确定度非常小,并不能说明误差非常小,因只对长、宽的一个位置进行了一次测量。
游标卡尺测量误差主要来自对与主尺对齐的游标格线判断不准;螺旋测微器的测量误差主要来自对格线是否露出的判断和零点读数及估读数;
从天平测量结果可以看出,复称法测出的两次质量很接近,说明天平的不等臂误差是很小的。
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移动电话微波辐射对人体有潜在影响
随着移动电话应用的日益广泛,手机是否对大脑产生损伤是当前热门话题,众说纷纭。浙江大学医学院附属二院脑外科通过细胞生物学和动物实验研究,指出手机微波辐射对中枢神经系统有一定损伤作用,尤其是颅骨缺失人群更易感。这项课题被评为浙江省医药卫生科技创新奖。研究成果为现实生活中防护微波辐射提供了理论的参考依据,达到国内领先、国际先进水平。
在几年的潜心研究中,刘伟国教授、扬小锋 博士等采用健康成年雄性大老鼠40只,每10只为一小组,分为空白组、辐射组、去颅骨组、去颅骨辐射组四个小组。用手术除去颅骨骨窗的大老鼠,在恢复正常行动后再行微波照射。只见辐射组大老鼠在带孔的有机玻璃笼中接受照射,每天上午、下午各持续照射2小时,连续照射21天。对照组大老鼠除不进行照射外,其余生活条件与辐射组相同。
在动物模拟实验研究中实发现频率为900Mhz、功率密度在0.050Mw/cm2(正常手机频率为900Mhz、功率密度在0.025Mw/cm2)持续时间12小时以上的微波辐射对离体的神经细胞有一定损伤作用。这种损伤随着辐射功率的加大持续时间的延长而加重。当研究人员把去颅骨辐射组与正常辐射组的大老鼠比较,进一步发现频率为900Mhz、功率密度在0.025Mw/cm2的微波辐射下(普通手机的工作频率和功率密度)每日4小时持续21天的微波辐射对正常大鼠的脑神经组织无明显损伤,但是相同的微波辐射对颅骨缺失的大鼠脑神经组织却有一定的损伤作用。因此该研究同时也证明颅骨对于移动电话的微波辐射有一定的保护作用。
专家认为现代神经外科技术的进步,颅脑损伤急救技术水平的提高,颅骨缺失患者的人数不断扩大。对于他们应以充分重视,保护他们的中枢神经受外界理化的损害。所以做好卫生防护、正确使用移动电话,是防止微波辐射对人体危害的主要预防措施。只有这样才能够更好利用微波技术造福人类。
这是我在网上看到的一篇物理论文范文,希望对你有帮助。
摘要:可靠性问题一直以来是各个行业关注的重点,伴随着电子工业的迅猛发展,可靠性分析将会越来越多的应用到该领域。在过电压防护领域
中,SPD(Surge Protection
Device)及浪涌保护系统的可靠性在电源、信号及射频显得尤为重要。本文使用系统性分析的方法对SPD的可靠性进行了分析,提出了提高SPD可靠性的
途径,为今后的SPD技术发展提供了参考。
关键词:可靠性;SPD;过电压;浪涌保护
0 引言
近代科技中,对元器件、零部件、整机、系统的可靠性提出了越来越高的要求。随着人们越来越多的使用电子元器件,电子元器件不能承受过电压和过电流的缺陷导
致过电压保护器件在越来越多的行业中使用。于是各个行业针对SPD的可靠性提出了更高的要求。因此,为了适应现代科技的发展及基于设备、系统安全的考虑,
对SPD的可靠性问题进行系统的分析并提出提高其可靠性的途径是很有必要的。
1 串联系统与并联系统的可靠性评价方法
由于包括SPD在内的各种产品都是通过若干个单元为了完成规定的功能而组合在一起的。因此除了针对单个部件和真个产品性能的评估外,还需要对系统结构进行可靠性评价。针对系统最基本的评价方法有串联系统和并联系统两种,因为任意的系统均可由这两种关系组成。
1.1 串联系统的可靠度
串联系统指的是对于一个系统来说,如果只要有一个单元失效就导致整个系统的失效,或者只有当所有单元都正常工作时,系统才正常工作。串联系统的模型如图一所示:
设在时间t内,SPD的压敏单元Ai正常工作的事件为Xi,则串联系统的可靠度R(t)就是所有这n个单元同时正常工作的概率。即:
R(t)=P(x1•x2•……•xn )
若各单元可靠度相互独立,则串联系统的可靠度为:
P(x1)= R1(t)
P(x2︳x1)= P(x2)=R1(t)
……
P(xn︳x1•x2•……•xn )= P(xn)=Rn(t)
于是串联系统的可靠度为:
R(t)= ∏ni-1 Ri(t)
由此式可见,单元数目越多,串联系统的可靠度越低。
1.2 并联系统的可靠度
并联系统指的是只要有一个单元还未失效,则整个系统就不发生故障,或者说只有当所有单元都失效时,整个系统才失效。并联系统模型如图二所示:
设在时间t内,压敏单元Bi,发生故障的事件分别为Yi,则系统不可靠度为:
F(t)= P(y1•y2•……•yn )
同理得到:
F(t)= ∏ni-1 Fi(t)
则可得出,并联系统的可靠度为:
R(t)=1- ∏ni-1 Fi(t)=1- ∏ni-1 [1-Ri(t)]
由此式可见,单元数目越多,并联系统的可靠度越高。
1.3 并串联系统的可靠度
对于SPD和其他的产品来说,很少有单一串联的系统或单一并联的系统,往往都是综合两者的系统。串并联系统指的是各单元的关系先串联,然后并联组合。并串联系统指的是各单元的关系为先并联,然后串联组合。SPD的应用中多采取并串组合的方式,如图三所示:
其中并串联系统的可靠度为:
Rsp =1-(1-Rn)k
由此可以看出,SPD最终采取的还是MOV与GDT的串联组合且系统已经简化到极致。因此要保证SPD的可靠性,均需要保证MOV和GDT单元的可靠性,即我们通常所讲的可靠度、瞬时故障率及平均故障间隔时间。
2 保证和提高SPD可靠性途径
基于上述的分析可以看出保证SPD可靠性的问题集中在保证MOV和GDT的可靠性上了,因此两个器件的参数正态分布将直接影响到SPD的可靠性。除此之外,选取器件的过程中,减额使用的原则也是非常重要的,即设计时让元器件、零部件和组件在低于负荷的情况下使用。
2.1 静态参数一致性控制
对于SPD中的静态参数来讲,在设计阶段均做过SPD的极限测试,即MOV和GDT电压分别在最高和最低情况下的不同组合,这样制定出的上限下限将作为器
件参数正态分布时参考的关键指标。根据R(t)= ∏ni-1
Ri(t)可以看出,要保证R(t)越低,前提是保证RMOV(t)和RGDT(t)的可靠度。通过静态参数的正态分布图可以看出,只要保证参数的一致性
即可在很大程度上保证系统的可靠度。如图四所示:
2.3 器件的标准化选取
标准化的器件和参数是经过权威部门鉴定或者长期的实验验证的结果,比起新设计的或者定制的器件更可靠。若保存或建立一个具有基本失效率值的标准元器件手册以备设计者选用,则产品的可靠性设计将大大减少系统可靠性设计的工作量。
3 结论
本文使用质量管理中的可靠性分析方法针对SPD进行了研究,根据SPD具体的系统设计及结构方式进行评估后,可以得出以下结论:
1. 由于SPD系统通常均采用MOV与GDT串联的方式组合,因此SPD的可靠性主要由MOV和GDT的可靠性决定。
2. 为了保证器件的可靠性,需要重点注意的是MOV与GDT的静态参数一致性,器件选型的标准化和减额使用的设计方法。
3. 后续需要进一步就元器件的可靠性进行研究,以保证从工艺层面上寻找出更加有效的控制手段。
[参考文献]
[1] 郎志正 质量管理及其技术方法 2003,345~361.
[2] 马逢时 刘传冰 等 六西格玛管理统计指南--MINTAB使用指导 2007,第四章
二、实践过程:
第一次实践:让学生在探究过程中有体验和认识
第二次实践:学生在探究过程中提高自主解决问题的能力
第三次实践:教师适时引导,学生探究意识增强
第一次实践:让学生在探究过程中有体验和认识
教学设想:
在平时教学中,测小灯泡功率的实验学生都做过,测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,根据电功率的数学关系式: ,就能得到小灯泡的功率。教学中教师提出三个探究问题。学生根据教师的提问,通过小组讨论,设计出测定小灯泡功率的实验方案是否可行,让学生在计算机仿真电学实验中进行连接。演示操作过程,特别是平时滑动变阻器的连接是学生的弱项,此时,在仿真电学实验中,可以很直观地解决连接以及动态变化情况。另外,对电流表和电压表的“+”、“-”接线柱的连接,量程的选择都可以有正确的操作过程。学生进行实验操作,采集有用数据,并通过计算,测出了小灯泡的功率。学生在实践过程中,实验操作得到了有效的训练,但在实际教学中也碰到许多问题。例如,学生如何进行数据处理,电功率与这些数据之间的联系是什么等等有待解决。
教学反思:
第一次实践后,教研组开展了教研活动,在区教研员指导下进行反思,认为三个问题同时进行设计、连接、采集数据、经过运算解决探究内容容量大,坡度不够,探究不深,学生的印象不深。另外,学生主动参与实验的操作时间不足,在实践操作中反映的问题无法得到有效的解决。
第二次实践:学生在探究活动过程中提高了自主解决问题的能力
教学设想:
对第一次实践课所反映出的问题,在实践反思的基础上,重新设计了新的教学方案,新方案针对学生实验的不足,调整了教学策略,增加了学生对实验探究的讨论,包括实验方案的设计、数据的采集、学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑,尤其是增加了知识的迁移内容,强调了各种设计方案中数学关系式的引入及处理,让学生通过深入讨论、评价,切实提高在探究过程中解决问题的能力。
提问一:某一小灯泡标有“ , ” 字样、电源电压为6V、电键、电流表、标有“50Ω,1.5A”字样的滑动变阻器,现一电压表15V一档被坏(0—3V一档可用),怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。
〔教学片段1〕
师:在小灯泡额定电压为3.8伏中,电压表15伏一档被损坏,怎样测定小灯泡功率。
生:把电压表并联在滑动变阻器两端。
师:方法很好,一开始就把电压表并联在滑动变阻器两端点行吗?
生:不行。
师:为什么?
生:电路连接正确后,闭合电键时,滑动变阻应放在最大,此时,滑动变阻器两端电压超过3V,不能直接并联在滑动变阻器两端。
师:怎么办?
(思考讨论后)
生:能否把电压表先接在小灯泡两端,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压为3V,滑动变阻器两端电压也为3V。这时,可以移动电压表,把电压表并联在滑动变阻器两端,调节滑片,使电压为2.2V时,小灯泡两端电压为3.8V,观察电流表的示数为0.3A,就能测定小灯泡的功率。
……
提问二:某一小灯泡的额定电压为 、电源电压为6V、电键、电压表、标有“50Ω,1.5A”字样的滑动变阻器、但手中没有电流表,怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。
〔教学片断2〕
师:调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端电压为3.8伏,此时,滑动变阻器两端电压为2.2伏,怎样知道接有电路中电阻丝的电阻大小。
生:能否测出电阻丝的长度?
师:为什么要测出电阻丝长度,才能知道阻值大小? 共3页,当前第1页123 #p#
生:因为滑动变阻器电阻丝总电阻为50欧,总长度为定值,只要测出接入电路中电阻丝的长度,用比例的办法,就能得到接入电路中电阻丝的阻值。
师:你的理论依据是什么?
生:由电阻定律可知: 。在 (材料性质)、S(横截面积)一定时,R与L(长度)成正比。
师:能否写出关系式?
生:可以。
师:用什么工具进行测量?
生:(思考后)用刻度尺。
……
学生在不断探究思考后,想出了解决办法。通过解决测量接在电路中的电阻丝长度从而求出接在电路中的电阻。
提问三:某一小灯泡的额定电流为 ,电源电压为6V、标有“50Ω,1.5A”字样的滑动变阻器、二个电键、电流表、但手中没有电压表,怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。
〔教学片断3〕
师:怎样用电流表测通过滑动变阻器的电流?
生:是否能让电路发生局部短路。
师:怎样发生局部短路?
生:把电键并联接在小灯泡两端,第一次让电流表示数到达小灯泡0.3A时,闭合并联的电键,使小灯泡发生短路,测出电路中的电流。
师:接下来怎么得到小灯泡两端的电压?
生:用电源电压除以电路局部短路时的电流,得到滑动变阻器接在电路中的电阻,乘以电流0.3A就是滑动变阻器两端的电压,电源电压减去滑动变阻器两端电压就是小灯泡两端电压。
师:还有其他方法得到滑动变阻器接在电路中的电阻?
生:能否还可以用刻度尺来测量?
师:可以,二种方法你们都可以试一试。
……
教学反思:
第二次实践,重点放在学生讨论和进一步提高综合解决问题的能力上,并在解决问题的方法上寻找理论依据,让学生懂得要解决问题必须有理论基础。可用最简单的工具(刻度尺)解决较难的电学问题。实际教学中发现学生会采集数据并能用数学表达式进行运算,但不会用表格的形式进行整理。表格是实验数据处理所常用的一种方法,教师的教学应该让学生学会这样一种科学的归纳方法。
第三次实践:教师适时引导,学生探究意识得到了增强
教学设想:
在前两次实践基础上,我和组内教师就第二次实践课中存在的不足,又展开了分析及反思。大家提出,是否能就上过的问题再设置一些问题,设置些学生认知上的障碍,扩大些积极思考的范围,是否让学生在不知道电源电压的情况下来设计实验的方案,解决实际问题,让学生在活动中不断增强探究意识,初步学会发现问题、提出问题,进而找到解决问题的方法。在此基础上增加了思考题:某同学手上有一小灯泡标有“0.3A”字样清晰可见,滑动变阻器上标有“50Ω、1.5A”,电压表一档 坏了,知道电源电压为6V左右,经思考后,想出一个方法测定小灯泡的功率。此题在实验操作时有许多探究的地方,可以让学生在课余时,先讨论,设计出方案再在课内大家交流,共同参与实验,解决问题。
学生经过讨论,最后得到一个较为理想的方案。把电压表接在小灯泡两端,闭合电键,滑动变阻器处在最大值,记录此时电压表和电流表的示数,把电流表的示数乘以滑动变阻器最大阻值,得到滑动变阻器两端电压,加上小灯泡两端的电压,就能知道电源电压的正确值,随后可以用解决问题(2)中的方法,也可以用解决问题(3)中的方法,测定出小灯泡的功率。在实际的教学实践中,学生通过教师给出的表格或问题设计表格,通过数据的记录、整理,学生能从表格中看出这些数据之间的关系,并能从表格中归纳出应有的结论,也学会了正确的语言表述。
三、总结反思:
第三次实践课是全区公开课。学生通过计算机仿真电学实验,进行分析讨论,观察现象,解决实验中存在的问题,思考实验方法中没有想到的问题,通过学生实际的操作及教师的演示,大大地激发学生的积极思维,并主动参与教学过程。听课的教师对这种边讨论边实验的教学方法,影响深刻,都认为值得借鉴。
通过三次实践和二次反思,我认识到学生能否积极主动地参与课堂教学,设置的探究性问题(或称为问题情景)、探究活动能否积极有效展开,在教学过程中应注意下面这些要素:
1、选择探究内容,要切合学生的认知结构和能力基础。问题的提出要有思维的层次感及一定的认知坡度。
2、发挥现代信息技术和学科教学的整合,多渠道、多方位让学生进行探究,增强学生思维的深度。
3、教师在学生的探究活动中,要及时地解疑导拨,互动合作探究。
教师必须在这些方面下功夫,利用生活中的现象,激起学生主动探究的欲望,并不断地递进探究内容的层次,设置学生思维的坡度,通过质疑、讨论、交流等形式探寻解决问题的方法。
在此基础上,多给学生一定时间进行实践操作,学生在具体操作中,还会发现各种仪器本身所存在的局限性,并不断地反思,吸引学生主动参与到“探究、尝试、发现、创新”地过程中来。 共3页,当前第2页123 #p#
通过“三实践二反思”的教研活动,深深体会到专业研究人员引领所起的作用和教研组全体教师合作互助的教研活动的重要性,给我的教学带来新的理念、新的教学方法。课堂教学是教育教学改革的主阵地,在教学实践和反思中,只有不断地更新教师的教学理念,不断地反思自己的教学行为,改进我们的教学方法,完善我们的教学策略,才能切实有效地提高物理教学的质量,使学生“乐学、会学”,在不断地探究活动过程中,培养学生的科学素质。
Rail transport in the country's economic development plays a decisive role in ensuring the safe operation of trains and improve transport efficiency has been the subject of rail transport, which requires high-performance train control system to support it. However, traditional cars to the track circuit as a way of communication has been unable to meet the modern requirements of the train control system. With the development of computer communications technology, the use of wireless communications transmission cars, high-capacity two-way information is rapidly train control system development, wireless occlusion Center (RBC) as a train control system for wireless communications core of the ground equipment of the railway system Run command and security plays a crucial role, research centers and car blocking wireless data transmission equipment on the train operation simulation system the process of data transmission and real-time security analysis have a significant role.
In this paper, a VC + + 6.0 as a platform to the ATP analog RBC transmission packet data system design and simulation. Lee
Using SQL Server 2000 database server to establish the static information and dynamic information database, to achieve RBC line of information sent to the trains, driving license, temporary speed limit of the function and ATP-side in all kinds of information will be displayed to create based on the C / S mode of communication systems to RBC as a client-side, ATP-side as a server-side, using TCP / IP network protocol. The use of transponder technology and Manchester coding technology of the information encoded message design.
Thesis is divided into five sections, the first introduced the research background, the significance and the main contents of this paper and the structure, the second part of a systematic needs analysis, introduced the RBC, ATP functional needs analysis, the third part of the design of a database , transponder code, and Manchester encoding message design, communication interface design, the fourth section describes the development tools, the interface functions of the specific implementation.
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
物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文,供大家参考。
摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.
关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.
1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献:
〔1〕祝之光.物理学[M].北京:高等教育出版社,2012.1-10.
〔2〕马文蔚,周雨青.物理学教程[M].北京:高等教育出版社,2006.I-V1.
〔3〕倪致祥,朱永忠,袁广宇,黄时中,大学物理学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005.前言.
〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(5)
〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(4):1-3.
〔6〕姚启钧,光学教程[M].北京;高等教育出版社,2002.138-139.
〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京:人民教育出版社,1979.182-183.
〔8〕孙阳(导师:张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学,2001.10-11.
一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。
2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语