单摆实验报告范文

导语：如何才能写好一篇单摆实验报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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基金项目：国家重点专科建设项目；国家自然科学基金（81272150）；广东省自然科学基金项目（S2011010002576）；广东省科技计划项目（2010B031600112，2012B031800308）

作者单位：510055 广州，南方医科大学研究生学院（黄林强、曹卫、解迪、韩永丽）；广东省人民医院 广东省医学科学院急危重症医学部（曾红科、邓医宇、方明、温妙云、朱高峰）

通信作者：曾红科，Email：

【摘要】目的 在体外细胞实验中探讨高渗盐水（hypertonic saline， HS）是否影响小胶质细胞的激活及释放单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1， MCP-1），以及其潜在的机制。方法 体外混合培养原代胶质细胞，利用摇床震摇的方法纯化分离小胶质细胞，分为对照组、缺氧+无糖培养基组（简称缺氧组）、缺氧+无糖培养基+100 mmol/L HS组（简称HS组）及SB203580组（p38信号通路特异抑制剂）。除对照组外，其他各组均进行氧糖剥夺（oxygen glucose deprivation， OGD），利用免疫荧光及ELISA方法检测HS对小胶质细胞生成及释放MCP-1的影响，并使用Western blot方法检测HS是否可影响p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）蛋白的磷酸化水平。数据采用单因素方差分析，用LSD法进行组间两两比较，P

【关键词】 高渗盐水；脑水肿；缺氧；小胶质细胞；单核细胞趋化蛋白-1；p38； SB203580；炎症反应

Hypertonic saline decreases monocyte chemotactic protein 1 expression in microglia may be through inhibition of p38 MAPK signaling pathway Huang Linqiang， Deng Yiyu， Cao Wei， Zhu Gaofeng， Wen Miaoyun， Xie Di， Fang ming， Han Yongli， Zeng Hongke. South Medical University， Guangzhou 510515， China

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物理实验是人为复制和控制物质运动的状态和过程，并主要依赖仪器进行的、以掌握物理要素及其相互间规律为目的的一种科学实验。所谓物理要素，是指影响某研究结果的主要物理因素。物理实验是高中物理教学中极为重要的组成部分。实验做得好，可以使学生获得生动的感性认识，激发学生的学习兴趣，为学生学好物理铺平道路。教师通过指导学生观察和进行物理实验，可以使学生更好地理解和掌握物理概念和规律，可以培养学生的观察能力、实验技能、综合能力和思维能力。在高中物理阶段，实验教学主要包括课堂演示实验、学生分组试验和课外实验等形式。如何将网络课堂与物理实验教学进行有效的整合，达到最佳的教学效果，实现实验教学过程的最优化，应该是一个很值得探讨的问题。笔者以“用单摆测定当地重力加速度的学生分组实验”为例来体现网络课堂对物理实验教学的辅助作用。

―――用单摆测定当地重力加速度学生分组实验教学设计

一、学生在教师的指导下，独立完成实验报告单的框架设计，其中包含：实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验注意事项、实验数据及结论、误差分析与讨论、实验感受、实验探究等九部分内容。最后给出网络课堂上已设计好的实验报告单，请学生参考比较。（用时5到7分钟）

二、向学生展示实验所需仪器，令其识别辨认（运用专业术语），并向学生提出下列问题以唤起学生思考的兴趣并在随后的实验中得到解答：

①什么样的装置可视为单摆？单摆是理想化模型吗？其理想化表现在哪里？（在网络课堂上通过实验课件给出演示）。

②用单摆测定重力加速度需要哪些仪器，试一一列举并指出它们在实验中的具体作用与功能。

③若已知单摆周期公式，能否推导出关于重力加速度g的表达式，试说出该表达式中各字母的物理含义。

④在现有仪器条件下，如何使单摆周期的测量更准确，请同学们设计相应的方案。

三、在学生进行实验的过程中，教师巡回检查，进行必要的帮助和指导。（15到20分钟）

在临近下课7、8分钟，教师对整个实验过程进行中肯的评价和总结，作为学生中的首席代表参与学生的讨论、与学生交流试验感受、回答个别学生的提问。同时告诉学生到网络课堂学生区的“自习室”完成该实验的相关习题、到师生互动区的“留言板”和“在线讨论”中与教师、学生就该实验的相关问题进行讨论、到教师区的“实验教学”板块浏览其他的实验探究和实验课件展示。其中的实验探究包含如下几种情况：

①如何用滴水法测量当地的重力加速度；

②若不能测出摆长：比如小球不均匀或摆挂得很高、摆长很长，能否测出当地的重力加速度？

③能否用验证机械能守恒定律的实验装置测量重力加速度？

④能否利用平抛物体的实验装置测重力加速度？

四、请同学们将实验仪器摆放整齐，检查实验仪器是否有丢失或破损，将桌凳摆放整齐后安静地离开实验室。

五、备注：1．实验教学有利于发展个性：实验教学主要的教学形式是个别化教学，这是由实验教学本身的特点决定的。实验教学有着相对的灵活性和独立性，使学生的个性发展成为可能。在实验教学中，学生可以在网络课堂上留言，对实验发表意见，综合应用相关知识，亲自动手，通过观察、分析排除次要因素，抓住主要因素，还必须对实验结果做出判断、推理，充分展现学生自身的特点。2．实验教学可以促进手脑的协调发展：实验教学使手和脑的发展通过实践活动相结合，并相互促进。合理的操作要有思维的指导，而在思维指导下的熟练操作往往是产生新思想的源泉，即所谓“熟能生巧”。3．实验教学可以促使认知结构的转化：教学的重要任务就是促使学生原有认知结构的转化，实验教学可以在搞清学生原有认知结构对新认知结构的影响，在适应学生认知发展水平的情况下，提供能激起矛盾的新刺激，通过调节形成新的平衡状态。

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进行对比试验，引发认知冲突。在物理实验教学中，根据教学实际合理的安排对比试验，可以引发学生的认知冲突，从而更加全面深入的了解相关物理知识。如在讲解闭合电路欧姆定律这一章节的知识时，教师可以使用开关、新干电池、导线、小灯泡等实验器材构成一个回路，然后闭合开关，此时小灯泡会发光。教师再用将新干电池换成旧干电池，其他器材保持原状，在重新闭合新电路之前，教师可以提出相关问题，引起学生兴趣和思考：与上次试验相比，本次试验小灯泡能否发亮？光亮程度如何？在学生给出答案之后，重新闭合电路，小灯泡几部没有发出亮光，这与大部分学生的答案都不一样，于是便可以引发学生的认知冲突，激起学生的求知欲，进而自己动手投入实验，探寻原因和结果。

二、优化自主实验，提高学生积极性

除了演示实验，在物理实验教学中，学生自主实验也是常用的教学手段。学生在自主实验中可以亲自操作，从而积累更加丰富的实践经验。在物理实验教学中，自主实验主要包括课外实验和课堂实验两大类。自主实验的结构类型呈现出多样化特征，既有分组实验，又有个体实验，让学生在增强自主学习和独立思考意识的同时，也提高合作学习的能力。

1.增强课堂自主实验

课堂自主实验是目前物理实验教学最常用的实验模式，在课堂自主实验中，学生是操作的主体，教师主要负责指导和评价。例如在进行用单摆测定重力加速度这一实验时，教师可以安排学生进行分组实验，并提出“单摆简谐运动的条件是什么？如何运用单摆检测重力加速度？”等问题。让小组带着这些问题选择实验器材，设计实验方案，教师可以为学生提供摆线、米尺、小球、卡尺等器材，让学生先自主研究卡尺和秒表的用法，然后教师再做正确的示范和讲解。教师可以对学生的实验细节加以指导和纠正，并组织各小组交流实验结果和过程，最后要求学生独立完成实验报告。通过自主实验不仅可以引导学生养成严谨的学术态度，还可以激发学生的创新思维，提高学生的实践能力。

2.鼓励学生进行课外实验

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随着国家产业的发展及制造业的兴起，应用型人才成为市场需求越来越大的群体。应用型高校近几年也得到了前所未有的发展，但由于市场导向的原因，导致各应用型高校在专业设置上跟着市场走，在不断发生变化，且门类繁多。这就给基础物理实验教学提出了新的问题，像如何针对不同专业设置不同实验项目；如何在课时较少的情况下最大限度发挥其作用等。所以，物理实验的内容和教学模式要与时俱进并不断更新，才能跟上与之相关学科发展的步伐。因此对物理实验教学进行不断研究和探索显得尤为重要。本篇文章针对大学物理实验的课程特点，以作者多年的实际教学经验为基础，对大学物理实验课程体系的设置、实验教学内容体系以及考试方式等方面进行了改革，希望能为今后的大学物理实验教学提供有用借鉴价值。

2．应用型大学物理实验教学内容的改革

现在许多应用型本科院校大学物理实验内容基本上还是按照力、热、光、电等实验内容进行划分，并各自形成独立的体系。这种各自独立体系忽视了学科之间的有机结性，而且以前的实验内容也远远不能够满足现代应用型本科教育的要求，并且各种专业的学生实验内容基本相同，有些专业的学生不适应因而提不起兴趣。另外，由于对各专业缺乏整体性把握，导致实验内容重复。理论课程与实验课程脱节，对学生能力的培养及其不利。针对上述情况，需要重新修订教学大纲，打破传统的力、热、光、电等相互独立，不成体系的状态。实验内容要以理论教学为依托，实验理论为基础，形成一种由易入难、由低到高、循序渐近的课程新体系，同时要突出现代实验的特点。要改变实验内容单一的体系，加强设计性、研究性和综合性实验比例。让学生可以真正去结合实验，开发他们的思维，激发他们的动脑和动手能力。另外，为了使学生能更好的来了解和掌握某一领域的知识，巩固学生们的理论学习效果，可以采用系列化的实验内容。比如，在大学物理实验中，测量当地的重力加速度，我们可分别开设自由落体测量重力加速度，气垫导轨测量重力加速度，单摆测量重力加速度等一系列实验。以这种形式安排实验教学内容，既可以培养学生的创新能力和实验技能，又可以使学生的实验研究方法，实验设计思路等方面得到锻炼和提高。

3．更新应用型大学物理实验课的教学理念，转变教学模式

物理学是以实验为基础的。由于长期受到传统观念的影响，许多实验教师的教学观念落后，始终坚持大学物理实验教学其实就是对理工科学生学习理论知识的验证。另外，学生对学学物理实验也缺乏严谨认真的态度，实验费用的投入少也导致实验仪器破旧落后，实验器材严重老化，仪器数量严重不足，实验难以操作。这些都严重阻碍大学物理实验教学的改革学生对大学物理实验提不起兴趣。针对这些情况，我们要不断更新教学理念，增加仪器设备的投入，创建以学生为主体，教师为主导，培养学生自主学习的能力、创新意识、创新能力的教学模式。彻底打破面向大面积学生的实验教学中“照葫芦画瓢、模仿式”教学模式。面向大面积学生开设设计性、研究性、开放性实验，激发学生的学习兴趣，满足不同层次学生的创新欲望。

4．改进教学方法，课堂教学与自主学习合理结合

在以往的实验教学中，实验过程基本上是实验老师先在黑板上将实验的目的、实验的基本原理、实验的基本步骤、实验的注意事项先给学生讲解好，然后在实验仪器上从头到尾给学生先演示一遍，让学生看的清楚明白，然后才让学生依葫芦画瓢的形式做一遍。学生课前不需要预习，也不用思考，只要上课时完全按照老师讲解的做下去就行了，而且做出的实验数据也非常好。这样做造成的结果是学生根本提不起学习实验的兴趣，甚至有的学生实验做完后，仪器的使用原理都不知道，就更谈不上提高他们的动手能力和创新能力了，最后实验效果收效甚微。针对上述情况，我们应改变以往传统教学方式，探究以学生为主体，教师为主导的教学方法来培养学生自主创新的能力，实验教学要以老师讲授重点、学生自主学习为主线。老师提出各种不同问题让学生去思考，积极引导学生自学，让学生到图书馆或通过网络查找有关方面的资料；积极努力的开展许多学生共同参与讨论的课堂教学活动，以培养学生的实验创新意识和实验创新能力，达到自主学习的目的，从而提高教学效果。因此，实验老师应努力研究教学理论，采用先进的教学方法，依据教育学、心理学的原理，遵从教学规律，结合不同的实验教学内容，采用多种多样的教学方法。同样的实验设备和教学内容，会因不同的教学方法而产生不同的教学效果。

5．以信息技术为主体，培养学生自主创新能力

面向大面积学生开设设计性、研究性、开放性实验需要耗费大量的设备、教学时间和师资力量，这成为开设设计性、研究性、开放性实验教学的难题。基于上述原因，我们可以应用现代信息技术，以计算机仿真实验的形式面向学生开设设计性、研究性实验。学生利用基于组件的仿真实验来完成预习和仪器操作。仿真实验可以让学生提前了解整个实验的操作过程，为真正的实验过程做好准备，从而解决了大面积学生实验教学预习环节的困扰难题，拓展了学生的视野和学习途径。

6．应用型大学物理实验课程考核方法的改革

长期以来，大学物理实验成绩的考核方式没有一个完整的方法。最常用的方法是老师根据学生平时实验报告书写情况来打分，实验报告只要交了，实验考核就算过了。这种考核方式，激发不了学生学学物理实验的兴趣，实验做不做，只要抄袭其他学生的实验报告交上去就行了，甚至成绩比认真做实验的成绩还高，学生成绩严重不合理，对学生也不公平，从而造成了学生对实验课的轻视。针对上述情况，结合应用型本科院校培养学生的特点，我们认为大学物理实验成绩的评定应采用平时成绩和期末考试成绩综合在一起的模式。平时成绩又包括预习、课堂实际操作、实验报告书写情况以及出勤率加在一起，其中平时成绩占70%，期末考试成绩占30%。采用这种形式后，学生就必须自己亲自动手去完成各个实验内容，得到相应的结果，从而使学生不得不去重视大学物理实验。

7．结束语

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【关键词】数学实践；数学课堂；数学实验

引言

数学实验是一种全新的教学活动，通过学生的操作、实验或试验，使学生从原有的知识中自然“生长”出新的知识，这一知识的生长过程是一种主动的探索过程，不仅使新知识找到了牢固的附着点，而且使认知结构在探索中得到发展。因此在一定程度上极大地促进了学生的有效学习，同时也提升了他们学习数学的能力。

一、数学实验教学能有效促进学生的数学理解

数学实验教学，可以超越传统数学语言的表达形式，帮助学生建立直观模型，加深学生对数学的体验，有利于观察和发现数学现象的本质，形成良好的知识结构。通过数学实验能够更好地揭示知识之间的内在联系，有效地促进学生的数学理解。

案例1：《菱形复习》的公开课，主讲老师发给每位学生一张2×4的矩形纸片，要求学生将纸片折成一个菱形。整堂课以学生围绕如何折菱形？如何判断所折的是菱形？怎样计算所折菱形的面积？如何比较菱形面积的大小？等等问题将学生的思维一步步引入深处。当一个问题解决后，新的问题又产生了，使学生的学习活动得以保持和继续。

这位老师设计这个实验操作的目的不正是想通过学生的实践、探索、思考和交流，将菱形的系统知识加以梳理，加以复习吗？我认为，这样符合由浅入深、由易到难的原则，能够更好地揭示平行四边形、菱形等知识之间的内在联系，使学生对相关知识的理解更为深刻。而教学中留足了空白，由空白而探究而创新，学生兴趣浓厚，而不同基础的学生也有不同的收获，学生的个性得到了尊重。

二、数学实验教学能培养学生的非逻辑思维能力

在数学实验中，由于学生是通过自己动手实验、充分尝试，并通过各种途径去思考、探索问题的，所以这样所获得的知识比起单靠教师讲解所获得的要深刻得多。在这个知识的形成过程中，学生非逻辑思维能力（猜想、合情推理、直觉等）也得到了非同一般的发展，这也完全符合现代数学教育以学生发展为主体目标的教育观念。

案例2：在《认识函数》教学中，可以让学生做一个钟摆实验，来体验函数的一一对应关系。课前准备：若干组实验器材，每组是一米长的摆线（每10cm一个结），一个单摆及记录单；提出问题，合作动手操作：教师把班级分为若干小组，每组四人，两人计数，一人操作，一人记录；让学生动手实验：（1）先固定摆线长为10厘米，把摆锤拉到任意位置放开（摆线拉直），让摆锤自由摆动，数出半分钟内摆锤摆动的次数（一个来回记作2次）。（2）改变摆线长度（每次增加10厘米），重复以上动作。（3）设计表格，把得到的数据整理到表格内，整理数据，由数据进行推理、猜想，得出属于自己的结论。（4）展示试验结果，交流感受体会。

在本例中，学生由于亲自动手操作，从一个旁观者和听众变成了一个参与者，因此更容易对实验结果、产生结果的原因、新的知识、新的学科以及新的方法等产生强烈的好奇心。而抽象性是函数教学的一个最显著特点，通过类似数学实验，就可以把抽象的结论寓于其中，使学生经历一个从具体到抽象的过程，对于学生理解有关数学知识是非常重要的。

三、数学实验教学能促进学生学习方式的转变

数学实验是学生根据教师布置的某些内容，在选定要学习或要解决的问题后，通过动手操作、实验或试验，主动探索后得到结论。这是一个变被动的接受学习为主动的建构过程，使学生在各种情境中进行建构学习、发现学习，为转变学生的数学学习方式提供了良好的环境。

案例3：在《三角形相似的判定》教学中，教师将其与信息技术整合。上课前，教师发给学生需要在课堂填写的数学实验报告，明确探究任务：判定两个三角形相似需要几个条件、什么条件？然后让学生分小组通过几何画板进行实验研究。课堂的大部分时间由学生在计算机上动手实验，按实验报告中的要求与实验步骤测算各个角度、各边的长并验证对应角是否相等，对应边是否成比例。所有的学生都全神贯注地进行实验、观察，之后填写实验报告。学生们在实验后进行交流，并要求学生用当堂得到的结果画两个相似三角形。学生对这项任务非常积极，当堂有好几位同学用不同的方法画出了不同位置的相似三角形。这节课的突出特点是学生的学习方式变了，他们不再像过去一样听教师讲“现成”的几何，而是通过活动自己获取知识。学生从“听”数学的学习方式，改变成在教师的指导下“做”数学。数学学习方式的转变使他们不仅形成对数学新的理解，而且学习能力得到了提高。

由此可见，数学实验是一种活动化教学，它能满足不同学生的需求，使不同学生在各自的能力基础上都得到较充分的发展。所以在教学实践中，我们要多多开展实验教学，以促进学生的有效数学学习。但需要指出的是：无论在数学实验中使用的教学媒体多么先进，不管它的功能如何完善，都不可能完全取代常规的讲授教学，数学实验的开展要合理、合情，不能为上数学实验课而设计数学实验。

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关键词：系统；实验数据；实验习惯；构造原理

物理实验教学，对提高学生的观察能力、动手操作能力、思维能力有突出的贡献。物理课与数学、语文课的知识联系也很密切，并且它是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。因此，培养学生的实验技能，对学生今后走上工作岗位都有重要的基础作用。

下面我试从两个方面浅谈学生实验技能的培养。

首先要注重对学生实验技能培养的方法

（一）培养学生使用基本仪器的技能

掌握基本仪器的使用，是做好物理实验的基础。基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、多用电表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练地、正确地读数，在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：

1．各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。

2．使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据就不准确。如：“对电流表、电压表等应学会调整零点，对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器，还要学会零误差修正，让学生懂得零点是相对的，零误差的修正在生产上有普遍意义。因此，必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。

3．会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时，要学会正确读数的姿势。如：从量筒上读数时，眼视线应与液面保持相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处，凸液面读凸处，从电流表、电压表读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针，估计读数四舍五入等。

4．根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。如：天平是根据杆杠的平衡条件制成的，因此，使用前和秤量时都要做到横梁平衡，同时必须严格保护刀口，要让学生理解保护刀口的重要性，从而自觉遵守使用方法和规则。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器；只有理解了仪器原理，使用起来才会更加自觉和主动。

（二）培养学生进行实验过程必须掌握的技能

1．培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据，根据实验的原理、要求对实验进行设计，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后选择所需的仪器和实验条件，进而设计好实验步骤，画好记录表格等。

2．培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确结论的能力

这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能，要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据，有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，如：温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。 一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。

进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。在整理数据时，如发现有不合理的数据，应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论，如：讨论数据说明什么？与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？对一些成绩优良的学生，还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生，许多深一层次的问题都可以在这里分析研究，从而加强了对学生思维能力的培养，有效地巩固知识，技能更加熟练。

3．要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。实验后，要指导学生分析实验误差的原因，说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷，实验原理、装置不完善而引起的，如：螺旋测微器零点不准；电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器，或是改进实验方法。改进实验的方法，可改变仪器的位置或仪器的布置，撤换某件仪器，改变所选取的某个参数，改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上，分别称衡，可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值，可以发现周期与摆角有关。

偶然误差是在实验条件不变的情况下，对某一物理量进行多次重复测量时，由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值，以其平均值为最终的结果。测量次数取多少，要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如：测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等，应当多测量几次。

4．会写一般的实验报告。学生在实验结束后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告内容主要有：实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能，对实验报告的写法、格式要严格要求，书写时，要求层次清楚，语言流畅，文字精练、正确，图文并茂，要总结出实验成功的经验或实验失败的原因，使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果，并让别人看懂。

在批改实验报告时要注意学生思维的火花，如对某个问题的独特看法，对某项操作的有益建议，对实验的改进意见等，要给予鼓励，并要及时与之讨论，让师生都有所收获。这样做，既延伸了实验课的教学，使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透，又是提高学生动手技能的有效渠道。

5．养成良好的实验习惯，包括爱护仪器，遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如：做电学实验结束时，应将仪器调到最安全的状态再切断电源，然后拆除连接线，整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育，以免损坏仪器及发生实验事故等。

其次培养学生实验技能的途径的方法

1．实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课，既能帮助学生牢固地掌握物理知识，又能培养学生的实验技能，是训练和提高实验技能的基本途径。

实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器，进行实验操作典范，它教给学生正确的实验方法。如：如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理，得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验，学生可以在长年累月的耳闻目睹中，潜移默化地学到实验技能。

2．尽可能将演示实验改为分组实验。如:牛顿第二定律等。

3．将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系，后总结出物理规律。

4．开辟第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识，又可培养学生的实验技能。主要形式有：①指导学生进行课外实验；②组织参观活动；③举行操作实验竞赛；④组织课外兴趣小组；⑤举办物理科技晚会等。

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关键词：理念 教学案例

一、设计性实验的涵义及相关理念

1．设计性实验的程序

物理设计性实验要求学生灵活、综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能，完成如下的程序。一是准备、设计阶段：查阅资料，设计实验方案，选配实验仪器，拟定实验步骤；二是实验阶段：正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题；三是小结阶段：可以以课题论文形式提交实验结果，也可以进行口头形式的交流讨论。

2．设计性实验选题的原则

设计性实验选题的原则，一般不要求突出实验内容的复杂性，课题只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求去查阅资料，独立制订实验方案。提出分析解决问题的设想，然后在教师的指导下独立去解决，最后写出实验报告。

3．设计性实验分类

(1)从形式上可分为两种类型：第一，给定某种仪器设备，要求完成某一物理量的测定或某一物理现象的观察研究。课本中一些“做一做’’栏目中介绍的小实验，有些就是这种类型的设计性实验。如《平抛物体运动》中的“用尺测量玩具手枪子弹射出时的速度”。又如在“显示微小形变”小实验中，变换一下问题方式就可以成为此类设计性实验，可以提出问题： “给你一个大玻璃瓶，你如何通过实验来显示微小变形?”第二，只提测量要求，不限实验方法和所用仪器，完成某一物理量的测量任务。

(2)从内容上可以分为三种类型：第一，测量某一物理量的课题，如“怎样测量半圆柱形下玻璃砖的折射率”，由学生设计实验方案；第二，探讨研究和应用的课题，如“太阳能电池的应用”，由学生阅读相关材料后，对工作原理和应用前景进行了解分析；第三，研究测量方法的课题，要求设计一种实用的方法。例如，在用伏安法测电阻后，可以提出：“一位无线电修理工手边有最大阻值为50n的滑动变阻器R0和未知电阻Rx各一只，除用伏安法测量外，还有哪些方法能测出它的大小(器材自选)”的研究课题，让学生根据课题要求，设计出多种测量方法。

二、教学案例

设计实验课题：重力加速度的测定

1．课题的提出

重力加速度是物理学中最重要的常数之一，它在高中的物理学习章节里大量频繁出现，其数值的测定方法很多，有些方法在物理学发展史乃至在科学史上有重要的价值。请同学们根据所学知识以及了解的知识设计一种可行的实验方案。

涉及到重力加速度的知识点很多。静力学中的重力，运动学中的匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动等；在动力学中的牛顿运动定律，超重、失重、力的平衡、匀速圆周运动、万有引力定律、机械能守恒定律等；在电学、原子物理中带动粒子的受力也涉及到重力加速度。

2．设计实验的要求

(1)学生分为若干实验小组，根据所学知识作为实验原理，可以找到多种测量方法，但至少选择一种以上你认为切实可行的实验，进行具体详尽的方案设计。包含确定实验原理，选配实验器材，拟定实验步骤，提示重要操作事项等。

(2)正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题。

(3)提交实验结果，对所设计方案在实验中出现偏差或误差的原因进行分析，注意实验的可行性和实验价值的分析评估。

3．设计实验的互动和帮助

(1)从方案设计到实验过程到总结，学生以自主完成为主，疑惑较大时，师生间可以讨论，教师可给予适当指导。

(2)开放实验室，实验室可以提供学生较熟悉的一些仪器，如秒表、光电计时装置、打点计时器、电火花计时器、单摆装置等。

4．设计实验的思考

(1)对各小组的设计方案及实验结果进行对比分析，从实验的新颖性、可行性、实用性、先进性设计方法的价值等方面作对比，相互间作出评价。

(2)查阅资料，了解一种比较精确的测定重力的加速度方法――凯特摆测量法，思考其设计思想在科学史上有何重要价值。

三、教学思考

1．本案例课题极富开放性和挑战性。设计方案时，要求学生提出尽可能多的设想，再根据时间和条件，实践一、二种方案，有的实验无条件进行，也可以提出各种新的设想，这是创新思维训练的有效模式。由于课题较熟悉，要设计一个方案并不难，难就难在设计一个好方案，好方案就好在测量方法新颖、准确可行上。在研究此课题中学生根据所学知识，设计出不少方案，如自由落体(s=1/2gt2)，物体由静止在斜面滑下的方法[s=1/2at2=1/2(gsinθ-ug)t2]，单摆法，力的平衡(弹簧拉力F=G=mg)；带电粒子在匀强电场平行板电容器中平衡(mg=qu／d)等方法，仅是自由落体的方法，也有不同的方案，如通过光电门装置来测物体下落时间的，也有通过打点计时器所打的纸带来计算g。同一方案，为了更准确测量，都有不同的测量方法。

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物理是一门实验科学，中学物理实验对于学生学好物理知识，培养学生从事生产劳动和科学研究的能力，全面提高学生素质都具有十分重要的作用。学生在实验室进行分组实验和教师在课堂进行演示实验是中学物理教学的两个重要组成部分。本人从事物理教学十多年，觉得除上述两方面以外，配合课堂教学，用课外作业形式，让学生在“家”中对自然界进行观察或利用家中的物品和工具自己制作一些简单仪器，进行物理实验，以帮助学生形成正确的物理概念，提高学生的学习兴趣，增强观察能力和实验操作能力，养成勤动手、勤思考的习惯，全面提高学生素质。

我是一个物理教师，深知物理知识本身就是源于自然，何不让学生自己从自然中去探索，从实践中去总结、概括，于是在课堂上有意识地布置一些家庭实验作业，指导学生寻找器材、代用品，并经常检查督促。

家庭物理实验具有许多优点，采用这种方式进行实验教学，能够得到课堂演示实验及实验室分组实验所得不到的训练和乐趣，同时运用这种方式教学对于提高学生的能力及素质的作用也是显著的，其主要的优点有：

第一，在学校实验室做实验，仪器是教师准备和安排好的，对学生来说，一切都是现成的，只需按实验步骤进行操作，缺少器材可以向老师要，遇到问题可以请老师帮助解决。另外实验室均是分组实验，一个实验小组有多个学生，实验时往往是一些人动手，一些人观察，或者是轮流动手。学生在家里做实验就不同了，从准备实验到处理实验数据，都必须是学生自己独立去完成。如初中做一个指南针，学生首先就要知道如何使钢针磁化，然后自行设计钢针支架等；高中做一个单摆，就要考虑好挂在什么地方便于观测，摆线上端如何固定，如何测量时间等。故进行家庭实验，对学生的训练是比较全面的，有利于培养学生的独立操作能力。

第二，在实验室进行实验，受时间限制。一个学生某一次实验做错了，当时未发现，或者发现时已经接近下课，一般很少有机会重做。对于这种错误教师只能在实验报告中做些批改，而在家中做实验就比较自由，想做多少次就做多少次，想什么时候做就什么时候做，今天没完成明天还可接着做。今天发现上周实验有缺点，立刻可以重做，一直到真正把该实验做好为止，有利于培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度和工作作风。

第三，中学生家庭物理实验，有许多内容是要求在大自然中进行观察，从中寻找规律，或者利用物理知识对现象进行解释，如果少年时代开始就经常获得这样的训练，不仅能够培养学生对现象的洞察能力，而且有助于学生形成辩证唯物主义的世界观。

第四，中学物理本来是一门十分有趣的课程，与自然界、人们的日常生活和生产有密切联系，但由于种种原因，使许多学生觉得这门课程枯燥难懂，特别是为了应付各种考试，学生死记硬背一些定理和公式，但并不了解它们与客观实际的关系。学起来自然是被动得很。有不少这样的学生，他的家中、课桌里可以有各种各样的习题解答，但却找不到一个小电珠，一柄小起子或一根导线。很难说他们有什么课外科学活动。那么有指导地对学生布置一些家庭物理实验，正可以改变这种不正常状况，使物理教学变得生动有趣、丰富多彩。

第五，学生一旦爱好做家庭实验，自然会常动手动脑，这时教师适当地指导他们进行一些自我设计的实验，这样不但丰富了课外活动，更有助于发现学生的天赋，展露他们的才能，这不就是一种提高学生素质的良好方法吗。

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关键词：物理教学;渗透;科学意识

当前，新一轮课改正如火如荼地在全国各地推广开来，各种新的观念引领着我们的教育行为，STS是科学、技术、社会的简称，介绍、探讨科学技术与社会之间相互关联的问题，然而物理又是一门历史悠久的自然科学，随着科学的发展，社会的进步，物理已经渗入到人类生活的各个领域，在现代科学技术发展和科学教育中，增强学生的科技意识，提高学生对科学技术是第一生产力的认识，物理起着至关重要的作用。那么，如何在物理教学中渗透STS的教育，培养学生的科学意识与科学素养观呢？笔者根据教学中的探索和实践，在此谈几点粗浅的看法。

一、师生互动，生生互动，充分发挥课堂教学的主渠道作用

课堂教学是教师传播物理知识的主要阵地，也是学生探究和获取物理知识的主要途径，渗透STS教育必须从课堂教学中做起，要突出师生互动，充分发挥课堂教学的主渠道主要，在课堂教学中应当做到以下几点：

（一）注重科学家名人轶事与物理学史教学

物理发展史是物理教学的一项重要内容，通过物理发展史的教学，不仅使学生学生了解物理发展的历史，一些著名物理学家的典型事迹与故事，同时也能较好的培养学生良好的科学素质和人文精神。教师在实际数学中一定要强化物理学史的教学，根据具体的教学内容，选用适当的物理学史材料，如“伽利略观察教堂吊灯的摆动而发现单摆的等时性原则”，“牛顿观察苹果总是落在地上从而创立万有引力定律”，“爱因斯坦创立相对论”等，不失时机地对学生介绍建国以来，特别是改革开放以来，我国在航天领域中所取得的巨大成就。例如近年的“神舟系列飞船与杨利伟太空旅行”，“神威与曙光超级计算机”等。此外也可由学生讲讲各自所知的一些科学家小故事，通过这些知识介绍，可使学生更加了解科学家们对科学的态度，研究科学的方法以及他们热爱科学，献身科学的精神，了解科学技术给社会发展和现代化建设带来的巨大动力，树立民主自尊心和自信心，从而受到良好的科技与人文精神教育。

（二）突出物理知识的实用价值

物理是一门实用性很强的科学，与工农业生产，日常生活有着极为密切的联系。在教学中教师应结合具体的教学内容，紧密联系生产和生活实际，突出知识的实用性。例如在讲解声现象中的“双耳效应”内容时，我让学生分别聆听单声道和立体声录音机，播放同一首乐曲的效果，然后让学生谈感受，进而讲解利用“双耳效应”原理在技术上实现立体声效果的应用等物理知识;例如在讲解光的直线传播时，我让学生举出生产生活中，应用光的直线传播的具体例子等。通过这些知识的介绍，使学生更加认识到科学知识在日常生活，工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用，从而更加相信科学，热爱科学，树立良好的科技意识和“科学技术是第一生产力”的思想。

（三）强化探究与实验教学

加强实验与探究教学，有助于培养学生的动手操作能力，观察能力，独立分析问题解决问题的能力以及实事求是的科学态度和创新意识和创造能力。同时也使学生体会科学原理与技术的实现之间的关系。根据笔者这些年的教学实践，我认为强化实验与探究教学可以从以下几个方面入手：（1）改革课堂演示实验教学，把部分演示实验改成学生上台演示或边讲边实验的形式，给学生提供更多的亲手操作机会。（2）注重学生自主探究实验教学。对学生探究实验的教学，教师要现提出要求或问题，然后让学生采取“自设方案―讨论方案―选择方案―实验验证―总结报告”的程序进行教学，让学生亲自参与实验的设计并通过实验验证。对实验中出现的问题组织学生认真讨论，分析原因，并找出解决问题的方法，并根据实验的实际情况实事求是地写出实验报告，从而培养学生严肃认真，实事求是的科学态度和独立分析问题，解决问题的能力。（3）加强在探究实验基础上的科研小论文写作教学。这样能较好地培养学生的科研意识以及科学素养。从而体会科技与社会的联系，真正领悟STS的价值。

二、联系实际联系社会，积极组织开展物理课外活动

物理课外活动是加强对学生进行科技知识和渗透STS教育的重要阵地。与课堂教学相比，课外活动具有更大的灵活性和选择性。

1.趣味课外活动中，根据学生的知识基础，精心设计趣味物理实验让学生来完成如“瓶子吞鸡蛋”，“水透镜取火”，“纸锅烧开水”，等等。通过这些实验，技能较好的激发学生的学习兴趣，锻炼学生的动手操作能力，又能帮助学生破除迷信，思想解放，树立科学的人生观和价值观。

2.科技小制作。根据学校的实际情况，我们积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动，如制作电铃。自制平行光源。制作针孔照相机。制作潜望镜。自制量筒。楼梯电灯开关电路等，并组织展评。科技活动的开展，既能锻炼学生的科技制作能力，又能让学生真正体会科学和技术的孪生兄弟关系。

3.指导学生阅读科普读物。根据学生的基础知识，教师要指导学生阅读有关的科普读物，使学生更多地了解科技知识和科技发展的新动向，增加学生的科技知识，并定期组织、“实用物理知识竞赛”，以调动学生学习，读书的积极性，使学生掌握更多的科学文化知识，培养学生的科技阅读能力。

4.举办科普知识讲座。科技知识与社会发展，生产，生活紧密联系在一起，在举办科技讲座时要认真对待材料，或根据有关资料撰写讲稿，根据平时收集的材料，利用活动课分班级或集中学习，可以收集军事科学，航天技术，通信技术，空间技术，科学家的事例与贡献等材料，对学生进行思想品德和科学素质教育，还可以联系社会生活中的物理，让学生自己搜集资料在班上进行专题介绍，还可以利用板报介绍科普知识及物理知识的应用。

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关键词：高考；物理实验；核心素养

作者简介：纪文杰，男，中学物理高级教师，1991年参加工作，研究方向中学物理教学.

1 2016年江苏高考物理实验试题

1.1 试题回放

例1 （2016江苏物理高考题第10题）小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω，R随t的升高而增大.实验电路如图1所示，控温箱用以调节金属电阻的温值.

请根据表中数据，在答题卡（图2）的方格纸上作出R-t图象.

由图线求得R随t的变化关系为R=.

例2 （2016江苏物理高考第11题）某同学用如图3所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v=dt作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒.

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点？请说明理由.

（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议.

1.2 试题分析

2016年江苏高考物理实验试题采用的是一“电”一“力”的模式，传统与创新并存.其中电学实验题比较传统，探究金属电阻随温度的变化关系.重点考查学生对实验器材的选择、实验操作规范以及运用图象法处理实验数据、得出实验结论的能力.力学实验采用创新方式，运用单摆模型与光电门组合装置来验证机械能守恒定律.重点考查了学生实验操作规范、基本仪器的读数、误差分析以及从实验数据中发现问题、解决问题的能力.

1.3 试题考查的落脚点

1.3.1 重视对学生基本实验素养的考查

设置实验试题考查的目的就是希望把“做过实验的考生”和“没有做过实验的考生”区分开来，另外课本中的实验学生如果不亲身体验，很难达到对实验的真正理解.所以，对高中阶段要求掌握的基本仪器学生不仅要了解其构造和功用，还要会规范操作与读数.对教材中的实验，学生要独立进行实验准备，明确实验目的，理解实验原理和方法，正确使用仪器进行观察和测量，会控制实验条件和排除实验故障，会处理实验数据并得出正确结论的能力，会进行误差分析，能独立地完成实验报告等.这样做既可以达到熟悉实验的目的，还可以使学生养成周密思考习惯.以此激活学生的思维，使他们的潜能和创造性充分地表现出来.

1.3.2 重视基本实验原理的理解及迁移

为了给考生创造公平竞争机会和有利于高校选拔人才，实验试题命制凝聚了命题专家的智慧与心血.近年来的实验试题源于课本而又高于课本.实验素材不一定来源于教材，但所用到的实验原理与方法一定来自于教材.因此，在平时实验教学中，除要求学生掌握基本实验原理与方法外，教师还应注重变式教学，通过设置具有一定的开放性问题，提升学生对实验原理的理解和迁移能力.

1.3.3 重视对实验条件创新

改变实验探究条件.可以从实验条件、实验设计和实验方法和实验装置图入手.通过改变实验探究的思路、实验考查方法和实验探究结论来提高学生的实验技能.比如，在高中阶段物理实验中同一个实验装置图可以完成不同的验，完成多项实验探究任务.学生只有通过归类反思，才能明白实验操作、注意事项及优缺点等，提升实验技能.

1.3.4 重视学生实验误差分析能力的培养

实验总会有误差，在实验教学中，要教育学生认真记录实验数据，并要做到尊重实验数据，会处理实验数据得出结论的能力.在教学中我们发现：只要是误差分析，学生不管三七二十一，总是持“在误差允许的范围内成立”这样的观点，不利于学生实事求是科学态度的养成.因此，在实验教学中，对实验数据超出预期，教师要引导学生分析原因是什么？如何改进等？并由此出发进行误差分析，提出可操作性与建设性的建议，有助于学生实验素养的提升.

2 实验教学应重视学生实验核心素养的培养

随着时代的发展，传统意义上的只为学习知识和技能的教育已经不符合时代的要求.学生应该具备哪些知识与能力或者说“素养”才能适应社会的发展呢？新修订的《高中物理课程标准》明确提出“物理核心素养”及其相关的要求，这里所说的“物理核心素养”，是学生在接受物理教育过程中逐渐形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和实验能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要素.由于实验教学在物理学中占有极其重要的地位，物理学的育人功能更多地是通过实验教学过程来体现的.在实验教学中，可以很好地培养学生的科学探究能力、合作交流能力及科学态度与责任感.因此，实验教学应重视学生实验核心素养的培养.

2.1 让学生走进实验室

中学物理实验教学由于种种原因，还存在以“讲实验”代替“做实验”、用“书面训练”代替“实验操作”的现象.这种做法对培养学生实验意识、实验能力、实验素养是百害而无一利的.因此，各中学应备足备齐做基本实验的所有仪器，开放实验室，保证学生能够有充足的时间进入实验室亲自动手实验，在动手操作中掌握基本仪器的用途、结构和测量原理，掌握安全操作方法和读数；在动手操作中提高实验技能；在实验数据分析与处理中学会发现问题、解决问题，养成良好的实验习惯和严谨的科学态度.同时，教师要引导学生对高中物理必做的实验，可以尝试用同一套实验器材完成不同的实验；也可以尝试对同一实验，选择不同实验器材来完成，提高学生创新意识与创新能力.

2.2 成立物理社团

教学中我们发现：有的学生对物理趣味小实验非常感兴趣，不仅能上网查阅资料，而且还能自己动手做演示实验；有的学生创新、创意能力强，能设计出许多意想不到的创意产品，方便人们的生活；有的学生思维活跃，求知欲望强烈，对问题分析能提出自己独到的见解.教师可以将这些学生充分发动起来，以小组合作学习的形式，通过科技小制作、科技小发明、校本课程的研发等形式充分发挥每个学生的潜能.提高学生的动手操作能力、协作意识、环保意识及学习物理的兴趣.