《直观验证阿基米德原理演示器》创新物理实验设计

《直观验证阿基米德原理演示器》创新物理实验设计
《直观验证阿基米德原理演示器》创新物理实验设计

《直观验证阿基米德原理演示器》创新物理实验设计

《初中物理实验的创新与改进》课题方案

《初中物理实验教学的改革与创新》课题方案 一、课题提出的背景 有人曾说过“没有实验的一堂物理课是不可想象的。”由此可见,实验在物理教学中的地位和作用是不容置疑的。十四、五岁的中学生其心理认知水平正处于由形象思维向抽象思维发展的阶段,他们获取信息的过程常常离不开具体事物的支持,通过实验可以加强直观教学,刺激学生的感观使思维活跃起来,帮助学生在感性认识的基础上上升为理论,从而帮助他们形成正确的概念,加深对规律的认识,加强对知识的理解和记忆。 1、适应素质教育的要求 实施素质教育,以提高全民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点。优化物理实验教学方法的研究,对培养学生的观察能力和实践能力,实事求是的科学态度,引起学生求知兴趣等都有不可替代的作用。并达到“注重培养学生具有较强的观察能力、思维能力和操作能力”三大能力要求。这三大能力的培养就是对学生进行素质教育的具体体现。 2、教材改革给初中物理实验教学提出了新的要求。 与旧教材比较,在实验教学方面作了较大的改革。教材的实验更注重与社会生活实际相联的内容。注重科学探究,注重知识的渗透,注重科学的理念;三是注重学生动手能力和协作精神的培养。我们在实验教学方式的探究中,要注重教师引导,学生参与,动脑动手,克服以往实验教学中看实验多,做实验少的问题;注重教师想尽一切办

法,利用已有条件,因地制宜地作好各种实验。 3、解决初中物理疑难实验的需要。 初中物理教材存在着一定数量的疑难实验,困扰着教师其原因可能一是实验本身的难度较高;二是实验器材不足,实验仪器的灵敏度不够;三是环境气候的影响以及及操作者的实验技能等因素所致,使实验效果不佳或实验不成功。影响了学生的学习兴趣,降低了学生对实验的可信度。因此,我们必须通过实验教学方法的探究来解决这一难题。 4、开展自制初中物理教具满足教材实验的需要。 原来的实验教学设备装备有一部分能适应现行实验教学的需要,有一部分经过改进后才能继续使用。所以,我们只有解决教具制作问题,发动教师和学生,人人做教具,个个做实验,增强学生的动手能力和实践能力。 5、培养学生综合实践能力提高的需要。 为使学生在实验中形成较强的观察、思维、分析、操作实践能力,培养创新精神,适应素质教育的需要,整合知识内容及应用,为此,我们拟定了《初中物理实验教学的改革与创新》课题。 二、课题研究的理论依据 更新实验教学的思路。创新不是凭空的胡编乱造,而是通过对客观事物的观察、分析、总结,在客观事实的基础上得到前人没有得到的结论,或者是用前人的正确结论创建新的领域。如果把创新等同于建造空中楼阁,那是对创新的一个歪曲,容易误入唯心主义的泥潭。

浅谈在物理实验教学中培养学生创新能力

浅谈在物理实验教学中培养学生创新能力 发表时间:2009-08-21T11:13:53.187Z 来源:《现代教育教学探索》2009年第4期供稿作者:王剑(保定高开区花庄学校河北保定071000) [导读] “创新是一个民族的灵魂”,在知识经济的社会中,人最重要的素质就是创新能力。 “创新是一个民族的灵魂”,在知识经济的社会中,人最重要的素质就是创新能力。物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用, 因此在物理教学中,尤其是在实验教学中,应该注意不断的激励学生,提高学生的创新能力。那么在中学物理实验教学中应如何培养学生的创新能力呢? 1. 更新实验教学的思路创新不是凭空的胡编乱造,而是通过对客观事物的观察、分析、总结,在客观事实的基础上得到前人没有得到的结果、结论,或者是用前人的正确结论创建新的领域。 我们的实验教学可以在课上,也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品,经常用学生身边的物品做实验,如用铅笔和小刀做压强实验,用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验用眼药瓶做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的内容。或者,这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题,等等。通过这样的方法来调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。总之,我们不是为做实验而做实验,我们做实验是学习这种研究事物内在联系,在实验中求知,在实验中创新。 2. 利用实验教学,在物理学习中不断创新人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地加以思索和总结得到的。如对于彩虹,自然界在特定雨天后才能看到,平时看不到。在序言中教学中用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里, 使学生感到新奇,通过这段教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。那么在这里学习的就不是色散的知识,更重要的学习了这种探索事实根本的方法——实验。 3. 充分在日常教学中发挥小实验的作用,让创新伴随学生的学习和成长学生在预习和自学过程中常会遇到一些疑难问题,有时想不通就会产生畏难情绪,影响自学和创新的效果。怎样帮助学生克服困难呢?指导学生做个小实验就是好办法。例如小实验“筷子提米”,学生通过亲自动手实验,确信了摩擦力的存在,认识了摩擦力与压力的关系。小实验可以起到“引导”、“解惑”的推动作用,帮助学生认识和理解物理知识,降低学习难度,通过对实验的制作、研究、讨论、改进和提高,帮助学生逐步掌握一定的学习方法,调动学生的学习积极性和主动性,教学效果会大幅度地提高。学生慢慢的就会在日常的小实验中学习和创新了。 总之,创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质, 增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的意识。而创新教育在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代化社会需要的人材。

全国青少年科技创新大赛规则(2018年修订)

全国青少年科技创新大赛 规则 全国青少年科技创新大赛组织委员会 2018 年修订

目 录 目 青少年科技创新成果竞赛规则 (2) 科技辅导员科技教育创新成果竞赛规则 (10) 青少年科技实践活动比赛规则 (16) 青少年科技创意比赛规则 (19) 少年儿童科学幻想绘画比赛规则 (21) 附录:全国青少年科技创新大赛项目申报书 小学生科技创新成果竞赛项目申报书 (23) 中学生科技创新成果竞赛项目申报书 (27) 科技辅导员科技教育创新成果竞赛项目申报书 (31) 青少年科技实践活动申报书 (36) 青少年科技创意作品申报书 (40) 少年儿童科学幻想绘画作品申报书 (44)

全国青少年科技创新大赛分为创新项目竞赛和创新作品评比展示。创新项目竞赛包括:青少年科技创新成果竞赛和科技辅导员科技教育创新成果竞赛;创新作品评比展示包括:青少年科技实践活动比赛、青少年科技创意比赛和少年儿童科学幻想绘画比赛。 全国青少年科技创新大赛相关竞赛信息可登陆 https://www.360docs.net/doc/a42703472.html,查询,如有疑问可通过网站“在线咨询”功能或发送电子邮件至castic@https://www.360docs.net/doc/a42703472.html,邮箱进行咨询。

青少年科技创新成果竞赛规则 一、学科分类 (一)小学生项目 1.物质科学:研究物质及其运动、变化的规律。 2.生命科学:研究生命现象、生命活动的本质、特征和 发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互 关系。 3.地球环境与宇宙科学:研究地球与宇宙中有关现象、 事物和规律,人类与地球环境、地球与宇宙的关系等。 4.技术:技术创新;将科学、技术应用于生产和生活, 综合设计或开发制作以解决实际问题。 5.行为与社会科学:通过观察、实验和调查的方法研究 人或动物的行为与反应,人类社会中的个人之间、个人与社 会之间的关系。 (二)中学生项目 1.数学:包括代数、分析、组合数学、博弈论、几何与 拓扑、概率与统计等。 2.物理与天文学:包括力学、磁学、电磁学、光学、热学、计算力学、原子物理、天体物理、凝聚态物理、等离子 体物理、核与粒子物理、天文和宇宙学、生物物理、计算物理、材料物理、半导体材料、超导材料、物理演示仪器等。 3.化学:包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料化学、计算化学、环境化学、化学工程、材料工程等。

初中物理创新实验设计方案1

初中物理创新实验设计方案 一、实验课题名称:惯性定律演示仪 二、实验设计思路: 运用惯性定律(牛顿第一定律):物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动(物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止) 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用: 该实验是八年级物理第八章第二节内容,在已经学习了牛顿第一定律的基础上,研究所有物体都具有惯性,对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。 可以说,这个实验是探究物体惯性的核心演示实验,一旦学生通过观察本实验仪的演示,必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。 四、实验器材: 长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉 五、实验原型及不足之处: 传统的实验方法是使用控制变量法,使两种物质的质量相等,吸收的热量相同,通过观察温度计上示数的变化,得出结论:温度计示数上升较快的物质,升高1℃所需的热量较少,吸收热量的能力较小(即比热容较小)。它的不足之处: ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差,容易受到外界环境的影响(如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等)不便于控制; ⑵通过实验得出的结论是:吸热能力的大小与温度的变化成反比,学生要多转动一下思维才能理解,结论没有改进后的直接; ⑶所需要的实验器材也比较多,不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大,与空气的接触面积过大,所以散热过多,造成实验测量误差过大。 (如图) 六、实验创新与改进之处: ⑴将两套装置合二为一,减少了小组实验时对器材的需要;

⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量,误差更小; ⑶两试管与空气的接触面更小,散热较少,误差较小; ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点(两试管型号相同、质量相等),就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中,将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间,这样做的好处是使实验结论更直接; (如图) 七、实验原理: 通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素,来观察手中的秒表。升高相同温度时,所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些,单位质量吸收热量的能力更强(即比热容更大一些)。 说明:完成实验时需控制的几个量 ⑴两试管型号相同、质量相等; ⑵试管中的水和食用油质量相等; ⑶试管中的水和食用油初温相同(可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中1~2分钟); ⑷相同时间内两试管吸收的热量相等; ⑸两试管中的液体升高相同的温度; 改变的量: ⑴升高相同温度时所需要加热的时间不同; ⑵升高相同温度时所吸收的热量不同。 八、实验操作步骤: ⑴将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先准备好的同一烧杯的冷水中1~2分钟,保证两试管中液体的初温相同; ⑵将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上,并放入温度计(同时按下秒表开始计时),观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化; ⑶在温度计达到70℃时分别记下所用的时间; ⑷比较升高相同温度时所用时间的不同; ⑸得出结论:升高相同温度时,所用时间较长的物质吸收的热量较多,吸收热量的能力较强(比热容较大)。

高中物理实验的创新性设计

高中物理实验的创新性设计 摘要:为了更好地培养学生的科学素养与创新能力,教师需要在教学中设计创 新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量,培养自身的创新意识,掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路,但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时,安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。 关键词:物理实验;创新性设计;缺点列举法;希望点列举法;信息交合法 一、物理实验创新性设计的意义 作为一门建立在实验基础上的基础自然学科,物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外,也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此,物理的教学始终离不开物理实验的教学:有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂,亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径;此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法,有助于提高学生的科学素养。 作为教学活动的主导者,教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识,其次要充分利用教材中已有的实验资源,并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进,以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端;也可以是基于教学需要的全新设计,以弥补教材的不足,帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。 物理实验的创新性设计,是教师秉承新课程标准课程开放性理念,由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习,对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。 二、物理实验创新性设计的方法 那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢? 创新需要丰富的创造力,而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计,教师要有终身学习的意识,力求在专业上不断进步,不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的,创造性思维能力的培养也绝非一日之事,因此要想在短时间提高创造力,掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。 创新技法的种类非常之多,本文将结合《感应电流的方向》(鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节)中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。 (一)缺点列举法

大学物理创新设计实验报告

大学物理创新设计实验报告 篇一:物理创新设计实验报告大学物理 浙江海 物理创新设计实验报告 实验名称:利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师:鲁晓东 专业:数学与数学应用 班级: B10数学 实验者:于祥雨吴联帅 学号:100 实验日期: XX年12月01日 洋学院 利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 实验者:于祥雨同组实验者:吴联帅指导老师:鲁晓东 (B10数学 8 654495 ;B10数学 8 670903) 【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法,并使用“对称测量法”消除副效应的影响,最终通过多组数据的处理,得出空间磁场分布。 【关键词】霍尔效应;霍尔电流;对称测量法;磁场分布 一、引言

空间磁场实际存在,但是人眼看不到,因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点,通过测量霍尔电流和励磁电流的方式,通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系,间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理,最大程度减小误差,使实验更加科学、严谨,从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。 二、设计原理 2.1简介 置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。 2.2霍尔效应 霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这个电势差就被叫做霍尔电势差。 导体中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹

几个初中物理实验的改进与创新

初中物理实验的若干改进和创新 龙门镇初级中学杨丹 引言物理学是一门以观察和实验为主的科学,实验教学则是物理教学的一种重要手段,在初中物理教学中,根据初中学生的好奇心强、认知能力有限的特点,积极开展物理实验教学,不仅能培养学生的信息收集和整理等基本技能,而且可以培养学生观察能力、思维能力、动手能力以及终生学习和创新的意识,培养学生实事求是的科学态度,激发学生的学习热情。多年来,我在物理教学中通过对实验的不断探究、改进和实践,将教材中几个实验加以改进,达到了良好的教学效果。 一自制简易的实验器材是解决问题的根本途径 1 、自制简易的激光光源 光学实验中的激光光源灯泡很容易坏,也为老师的教学增加了不少麻烦。因此我试着自制了一个简易的激光光源,使整个光学实验顺利完成。方法如下:买一个玩具激光手电筒,在废灯泡芯上取一小段玻璃柱,将玻璃柱装在激光电筒的前盖内,适当调整玻璃柱的角度,一个实用的光源就做好了。 2 、自制浮沉子 演示浮沉条件时,课本上曾用鸡蛋与盐水做或用青霉素的瓶子加水做。在实际操作时前者操作复杂,后者根本不能实现。 我是这样制作的:取一个5cm左右的塑料笔盖,再取一个螺丝旋进笔盖内做配重,另一端用用气球上的橡皮膜扎住,然后放入盛有大半瓶水的矿泉水瓶中,盖紧瓶盖,不能漏气,手捏矿泉水瓶即可实现浮沉,同时可观察到橡皮膜发生形变,说明浮沉的原因。 3、自制灵敏度高的演示温度计 当使用温度计上演示实验课时,可见度非常差,我自制的演示温度计,不但可见性好,而且灵敏度高。用日光灯起辉器的铝质外壳做测温泡,在铝筒口上紧塞一只橡皮塞,塞子的中间钻一小孔,注入红色的墨水适量,再把一内径2-3mm的玻璃管紧插入孔内,并伸到接近底部的位置。在玻璃管背面衬上白色背景的刻度板,就可以做成一个灵敏度高的温度计。可用来演示蒸发吸热,比热容实验。 4.导体与绝缘体的相对性 用一个25W的白炽灯与一个白炽灯的废灯芯串联安在竖放的木板上,用插头接入220V的电压。当用酒精喷灯加热废灯芯到红热状态时,灯泡发光,停止加热,温度降低灯泡又熄灭。此实验应使

初中物理创新实验设计

初中物理创新实验设计 新疆巴州尉犁县第二中学芦春莉 一、实验课题名称:探究比较不同物质的吸热能力 二、实验设计思路: 运用控制变量法使水和食用油的质量相等、初温相同、相同时间内吸收的热量相同,观察水和食用油在升高相同的温度时所用时间的多少。在升高相同温度时用时较长的自然吸收热量就较多,表示吸收热量的能力就较强,即比热容较大;反之则然。(吸收热量的能力与时间成正比) 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用: 该实验是九年级物理第一章第三节内容,在已知不同物体吸收热量的多少除了与它的质量、温度变化有关外,研究探究不同物质吸收热量的多少还与它的吸热能力有关,对于学生理解、学习、运用比热容的知识具有相当重要的作用。 可以说,这个实验是探究不同物质比热容实验的核心实验,一旦学生学会了控制变量,设计对照实验,对后面的知识探究就奠定了良好的基础。 四、实验器材: 铁架台、试管2支(型号相同、质量相等)、试管夹、温度计、细绳、石棉网、冷水、食用油、酒精灯、火柴、秒表等 五、实验原型及不足之处:

传统的实验方法是使用控制变量法,使两种物质的质量相等,吸收的热量相同,通过观察温度计上示数的变化,得出结论:温度计示数上升较快的物质,升高1℃所需的热量较少,吸收热量的能力较小(即比热容较小)。 它的不足之处: ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差,容易受到外界环境的影响(如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等)不便于控制; ⑵通过实验得出的结论是:吸热能力的大小与温度的变化成反比,学生要多转动一下思维才能理解,结论没有改进后的直接; ⑶所需要的实验器材也比较多,不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大,与空气的接触面积过大,所以散热过多,造成实验测量误差过大。 六、实验创新与改进之处: ⑴将两套装置合二为一,减少了小组实验时对器材的需要; ⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量,误差更小; ⑶两试管与空气的接触面更小,散热较少,误差较小; ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点(两试管型号相同、质量相等),就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中,将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间,这样做的好处是使实验结论更直接; 七、实验原理:

大学物理创新实验报告

大学物理创新实验报告 篇一:大学物理创新实验报告 大学物理实验报告总结 一:物理实验对于物理的意义 物理学是研究物质的基本结构,基本的运动形式,相互作用及其转化规律的一门科学。它 的基本理论渗透在基本自然科学的各个领域,应用于生产部门的诸多领域,是自然科学与 工程科学的基础。物理学在本质上是一门实验学科,物理规律的发现和物理理论的建立都 必须以物理实验为基础,物理学中的每一项突破都与实验密切相关。物理概念的确立,物 理规律的发现,物理理论的确立都有赖于物理实验。 二:物理实验对于学生的意义 大学物理实验已经进行了两个学期,在这两个学期,通过二十几个物理实验,我们对物理 学的理解和认识又更上了一步台阶。通过对物理实验的熟悉,可以帮助我们掌握基本的物 理实验思路和实验器材的操作,进一步稳固了对相关的定理的理解,锻炼理性思维的能力。在提高我们学习物理物理兴趣的同时,培养我们的科学思维和创新意识,掌握实验研究的 基本方法,提高基本科学实验能力。它也是我们进入大学接触的第一门实践性教学环节, 是我们进行系统的科学实验方法和技能训练的重要必修课。它还能培养我们“实事求是的 科学态度、良好的实验习惯、严谨踏实的工作作风、主动研究的创新与探索精神、爱护公 物的优良品德”。 三:我眼中的物理实验的缺陷 1:实验目的与性质的单一性 21世纪的学科体系中,多种学科是相互结合,相互影响的,没有一门学科能独立于其他 学科而单独生存,但是在我们的实验过程中,全都是关于物理,这一单科的实验内容,很 少牵涉到其他。有些实验完全是为了实验而实验,根本不追求与其他学科的联系与结合。2:实验的不及时性及实验信息的不对称性 物理是一门以实验为基础的基本学科,在我们所学的物理内容中,更多的是关于公式定理的,这些需要及时的理解和记忆,最简单的方式是通过实验来进行。但是我们所做的实验,都是学过很久以后,甚至是已经学完物理学科后进行的,这就造成我们对物理知识理解的 不及时性,不能达到既定的效果。而且,我们重复科学实验伟人的实验很大程度上是得知结论后凭借少量的实验数据轻易得出相似的结论,与前人广袤的数据量不可同日而语,这就造成实验信息的不对称性, 不利于从本质上提高我们的实验能力。

物理创新设计实验报告 大学物理

浙江海洋学院 物理创新设计实验报告 实验名称:利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师:鲁晓东 专业:数学与数学应用 班级:B10数学 实验者:于祥雨吴联帅 学号:100601108 100601118 实验日期:2011年12月01日

利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 实验者:于祥雨 同组实验者:吴联帅 指导老师:鲁晓东 (B10数学 100601108 654495 ;B10数学 100601118 670903) 【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法,并使用“对称测量法”消除副效应的影响,最终通过多组数据的处理,得出空间磁场分布。 【关键词】霍尔效应;霍尔电流;对称测量法;磁场分布 一、引言 空间磁场实际存在,但是人眼看不到,因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点,通过测量霍尔电流和励磁电流的方式,通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系,间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理,最大程度减小误差,使实验更加科学、严谨,从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。 二、设计原理 2.1简介 置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。 2.2霍尔效应 霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这个电势差就被叫做霍尔电势差。 导体中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。 因此,对于一个已知霍尔系数的导体,通过一个已知方向、大小的电流,同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小,就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。 2.3实验原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场H E 。如图2-1所示的半导体式样,若在X 方向通以电流H I ,在Z 方向加磁场B ,则在Y 方向即试样2-4电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图2-1所示的N 型试样,霍尔电场为Y -方向。显然,霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移,当载流子所受的横向电场力H eE 与洛伦兹力evB 相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故: H eE evB = (2.3.1) 其中H E 为霍尔电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

物理实验教学创新与探究

新课改氛围下的物理实验教学创新与探究 “创新是一个民族的灵魂”,在知识经济的社会中人的最重要的素质是创新能力,培养学生的创新精神和创造能力已经成为我国推行素质教育的重点。如何深入地培养学生的创新精神和创造能力的途径,这是21世纪带给我们的挑战和机遇。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容,物理课堂教学改革的要求,就是在以"学生发展为本"教育理念的指导下,实现四个转变,以教师为中心的被动接受式学习转变为以学生为中心的主动参与式学习;从单纯的学习知识转变为知识、方法、能力、态度兼顾的学习。这就要求我们教师转变传统的教学观念,遵循物理课堂改革的原则,积极创设教学情景,使学生在教师的引导、点拨下,全方位、多角度利用眼、耳、手、脑积极参与物理教学,使学生的思维品质和能力得到提高。物理是一门以实验为基础的科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。因此在物理教学中,尤其是在实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显的尤为重要。下面就课程改革下的物理实验教学浅谈自己的一点看法。 一、质疑是创新的前提 古人言“大疑则大进,小疑则小进,不疑则不进”。有疑问是学习新知识,产生新思想,发现新问题的起点。要提高学校教育质量,具体到实验教学中,首先得使学生对学习产生强烈的认知欲望和兴趣.当学生在物理实验中发现问题但一时无法解决,到了“心求通而未得,口欲言而不能”的愤悱状态时,就会产生出许多“为什么”和“怎么办”来.此刻教师的启发引导就能获得最高的成功率.因此我在实验教学中,注重让学生独立思考,不断激发学生的质疑动机,鼓励并帮助学生完善大胆的想法,把巧妙的幻想变为符合科学的思维方式,并通过实验加以验证,使学生保持强烈的求知欲望. 二、变演示实验为探索性实验,培养学生的创新能力 实践是探究式学习的灵魂。在物理课堂上实施探究式教学,必须加强实践探索活动,让学生围绕研究的问题,在实验、观察、统计、读书、查阅资料、搜集信息、访问、调查、分析现象和数据等大量实践、探索活动中,丰富感性认识,训练、提高实践能力。加强实践探索活动,一是要组织做好演示实验和学生实验,对于“杠杆的平衡条件是什么”“平面镜成像有何特点”等等问题,我们都不是先公开结论,而是指导学生在做好实验的基础上。分析归纳得出结论;二是要注重引导学生观察实验现象,记录、分析实验数据,得出实验结论;三是要重视引导学生掌握查阅资料、搜集信息、调查访问等方法。 在以前,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验,让学生充分的动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。例如:我在讲浮力时,学生对于漂浮在液面上的物体受浮力很容易理解,沉底的物体也受浮力学生不易理解,我一改以前教师直接讲解的办法,而是先让学生自己思考沉底的物体是否受浮力,并自己设计实验来结论,学生分组讨论,然后让每一组推派一名学生讲解。整堂课中学生的思维非常活跃,脸上洋溢成功的喜悦。整个教学过程,层层递进,环环相扣,在激发学生探索热情的过程中,使学生在"动中思","思中探",学生的思维潜质得到最大限度的挖掘。 探究式学习以发展学生个性、培养创造性人才为目的。因此,初中物理探究式课堂教学,必须保证学生的主体地位,体现学生主体特征,使学生在教师的组织、指导下,独立思考,自主实践,主动学习。例如,在“研究影响液体蒸发快慢的因素”教学中,我们选择了学生自主学习的教学方式,学生以小组为单位,先猜想影响因素,再设计检验方式和途径,然后进行实践(实验)检验,最后写出研究报告。学生提出了温度、空气湿度、气候、液体表面积、

全国青少年科技创新大赛“十佳科技教育创新学校奖”获奖学校介绍

全国青少年科技创新大赛“十佳科技教育创新学校奖”获奖学校介绍 香港圣公会李炳中学于1984年创立,毗邻城门水塘,校舍依山而建,占地约5000平方米。学校为一所由政府资助的中学,主要培育对象为区内社会经济地位稍逊的学童,资源来自政府每年的恒常性资助拨款。学校对教育事业不遗余力,成就卓越,尤见于科技教育方面,屡获殊荣,于多个国际大型赛事中夺得奖项,更致力培育香港新一代科技人员,贡献良多。 创意科技,源自生活――科技教育之实践 学校深刻理解科技与生活息息相关,因此积极推动科技教育,更成为学校的发展重点。学校希望学生能透过课堂理论学习,加以转化为实践,致力协助学生作好更充分的准备,以迎接本地以至全球因社会、经济、生态、科学、技术等方面的改变而带来的机遇与挑战;同时,亦可以帮助学生将来踏足社会后,能保持和推动健康的生活方式,以及在建立并顾及和谐社会方面有所贡献。有见及此,学校将生活元素融入科技教育当中,让学生能够学以致用,发挥潜能,尽展所长,为香港的创意科技发展另辟蹊径。学校更积极为学生们将来投身科研事业作好准备,不断鼓励学生在完成学业后,投身科研行业,研发利群产品,甚至希望他们能建立科

技产业,回馈社会。 为培育未来的科研人才,学校拥有完善的科技教育架构,由专业教师团队带领学生踏上科研发展之路。队伍共有9位专职科技教师,当中以副校长为首,统筹各科组事务,并适时与外间机构联系;各科组亦设有主任主管相关事务,并由专科教师专责教学。无论在教学课程、课外活动、比赛参展等方面均已建立完备体制,确保每学年的教学进程能顺利开展。 专业探索,以旧带新――建立专业教师团队 学校设有新入职教师培训计划,凭借“师徒制”的方式,邀请资历较深的教师指导新教师,以促进教师的融入与发展。学校师资队伍,亦备有同行互评、共同备课等措施,让优秀的教学资源得以共享,以丰富教师的教学方法及策略。学校还设有常规的观课制度,教师透过互相观课,互相学习,让校内基层教师得到进一步的培训。 为在教学上力臻完善,学校的教师团队积极参与专业进修课程,如参加香港教育局及考评局的教研及考研工作、各大学及专上学院所举办的课程、讲座及研讨分享会等,研究如何优化课程及考评方法,让教师与学生一同享受教学研究成果。同时,学校还会定期举办教师专业发展日,筹办有关科学与技术发展为主题的工作坊,以提升教师的专业知识。学校鼓励教师参与各类科研工作,如在大学担任研究员

物理创新实验——静电除尘

物理创新实验——静电除尘 摘要:为了培养学生自主创新以及动手能力,我们设计了一个创新实验-静电除尘。本实验利用静电除尘的原理,设计了四级管式静电除尘的结构,可以让学生从每级的玻璃管中看出除尘效果。不仅可以锻炼学生的动手制作能力,还可以锻炼学生理论结合实际的能力。 关键词:物理创新静电除尘四级管式 Abstract:in order to develop the students´independent innovation and practice ability,we design a creative experiment-static dust removal.We design the four tube type electrostatic precipitation structure on the basis of static dust removal of principle,This experiment can let students watch dust clearly in the glass tube.Not only can develop the student´s ability of production capacity, but also improve students´practical ability with the theory. Key Word:Physical innovation;Static dust removal;Four tube type electrostatic precipitation 1907年,科特雷尔(Cottrell)首先将静电除尘技术用于净化工业烟气获得成功。如今,静电除尘器已广泛应用于钢铁工业、有色冶金、建材工业、电力工业、化学工业、轻纺工业以及其他工业领域乃至民用领域。统计资料表明,自1955年至现在,应用静电除尘器处理工业烟气量大致呈指数增长。随着对环境保护要求的日益严格,可以预计静

首届全国高校教师教学创新大赛解读与备赛

【大赛主题——推动教学创新打造一流课程】 1、落实以本为本:强化人才培养的中心地位和本科教学的基础地位,运用先进的教学理念,创新教学模式,优化教学目标,设计教学内容,创新教学方法,改革考核方式,通过教学改革促进学习革命。 解读:教学内容要选取“四有四显”具有时代特征的内容(”四有四显“可参看公众号教育-师资培训中前期相关文章);教学目标要对应新时代育人目标;教学模式打破传统讲授型课堂模式,充分采用复合学科特点和学生特征的教学模式;以学生为中心分

析研究学情并采用多种教学方法教学;考核评价基于全过程多元化评价体系,善于使用数据工具进行科学评价。 2、推动教授上讲台:倡导教师“回归本分”,推动教授走进本科生课堂,引导教师热爱教学、倾心教学、研究教学,潜心教书育人,成为“德高”“学高”“艺高”的名师,担当起学生健康成长的指导者和引路人。 解读:教授回归课堂教学,要凸显出教授级教学的基本功,不仅研究,更要教学。研究成果在课堂教学中有所体现,引领学生到更广阔世界是教授级教师的不同之处。比赛按照职称分组也是为了这一点。 3、推进智慧教育:提高教师现代信息技术与教育教学深度融合的能力,鼓励教师积极探索智慧教育新形态,充分利用信息技术开展教学模式改革,推动信息化手段服务高校教育教学。 解读:信息技术的基础建设在高校已经不能不谓“先进”,但管理价值作用应用更多,如何以信息技术手段提升课堂教学的“效率”“效果”提升“学习质量”,是以赛促教的重要价值。 4、强化学习共同体:发挥基层教学组织的作用,鼓励高校以教研室、课程组、教学团队等基层教学组织为基础,建设学习共同体,形成传帮带机制,开展教学研究与指导,推进教学改革与创新。解读:教学团队建设,层次递进、青蓝相接;相对于个人参赛,大赛更加鼓励团队参赛。通过团队展示出学习共同体的“效果”。

初中物理实验创新方案

初中物理实验创新方案 光的折射现象演示实验改进 十五中李芳 实验名称 光的折射现象演示实验改进 设计思路 光的折射是初中物理重要的光学现象,是理解透镜成像的基础,同时又是解释日常生活中许多光现象的基础。光的折射现象学生比较感兴趣,教材中做这个实验时所用的方法是:用一支激光笔将光斜射入水中,观察从空气进入水中的激光束的传播方向是否改变。这个实验白天在教室里做,实验的现象不明显,不容易看到空气中的入射光线,最好在光线暗的地方进行实验,但如果这个实验在暗室里做的话,对学生的管理又是一个问题,也不利于学生记录实验现象。以上种种原因,使我想到若能把在空气中和水中的光路清晰显示出来,同时在改变入射光线的时候能清晰的观察到折射光线的变化以及当光垂直射到水面上时光路的情况,那么同学们的兴趣就可以大大提高,折射的奥秘会很清晰的呈现在同学们的眼前,同学们心中的疑问也可以迎刃而解了。 实验目的 使学生清晰的观察到光折射的路径情况,顺利完成光的折射的实验探究活动,为学生理解光的折射规律打好感性基础。当学生看到角度的变化,一定会非常活跃,学习的积极性也自然会高涨,对学习物理这门学科的兴趣也就更高了。实验器材 一支激光笔、一个透明的水槽、一卷蚊香、一个装有玻璃板的小木箱、火柴、水和牛奶。 实验原理 光在空气、水中传播光路不清晰,而红色激光在蚊香点燃时产生烟雾中和淡白色液体中传播光路非常清晰,实验现象会非常明显。 实验组装

实验操作步骤 1、在水槽中倒入适量的水,滴几滴牛奶搅拌使其均匀,然后放入木箱内。 2、点燃蚊香,关好玻璃门让烟雾封闭在箱内。 3、让激光笔的光从箱顶小孔斜射入水中,观察光线的传播路径情况。 4、改变入射光线斜射的方向,观察光线的传播路径情况。 5、让激光笔的光垂直射入到水中,观察光线的传播路径情况。 实验结论 光从空气射入水面要发生反射和折射现象,折射时传播方向通常发生改变。实验优点 实验器材选取方便,安全性好,操作简单,白天在教室里也可以操作,也可以随时改变入射光线的角度的情况,效果比较明显,容易激发学生的兴趣。 需要说明的问题 准备器材时,可准备两只激光笔以保证实验效果明显,注意牛奶滴入不能太多,呈现淡淡的乳白色即可,要等箱内烟雾弥漫较多再进行实验。

创新物理小实验的设计思想

初中创新物理小实验的设计思想 镇江市江滨中学物理组物理组 一、物理实验设计要具有挑战性:挑战性不仅表现在给学生视觉的冲击,更重要的是引起学生的思考 案例一:引言:奇妙的物理世界 实验设计:气流的变化。怎样把燃烧的蜡烛火焰吹灭? 推荐理由:一般来说物体能挡住气流。但是,物体的形状对气流是有影响的。当在燃烧的蜡烛前面放一个方形的物体可以挡住气流、而换一个圆形的物体把蜡烛吹灭的时候,学生表现出来的惊奇是一种学习物理的享受。 案例二:对物体做功,物体的内能增加、温度升高 实验设计:压缩气体做功内能增加、温度升高。 推荐理由:压缩空气做功,空气的内能增加、温度升高。学生一般只知道结论,没有体验。我用打气筒有气嘴一端叫学生用手堵住,老师快速打气,这时气体的温度可能有上百摄氏度,对学生来说不仅是感觉的刺激,更重要的是引起学生的思考。接着,将温度计放在气嘴上用多媒体投影到光屏上,温度计的度数随打气而上升。

案例三:受力面积越大、压强越小 实验设计:探究:一个鸡蛋能承受多大的压力。 推荐理由:大家都知道:鸡蛋碰石头。可是,一个鸡蛋能承受20千克力左右,学生不一定能想到。当一个人站在四只鸡蛋上,鸡蛋没有碎;而鸡蛋轻轻一敲就碎时,一定能激发学生的思考,对学生理解压强的概念是有帮助的。 二、物理实验设计结果要在意料之外、情理之中:“情理”--------指物理的道理和自然之美 案例一:水蒸发吸热有致冷作用 实验设计:为什么纸不能燃烧?用二个餐巾纸团沾上酒精燃烧后,一个纸团烧成灰烬、另一个纸团酒精燃烧完后餐巾纸却完好无损。(这个餐巾纸团是用水浸润过的) 推荐理由:蒸发吸热有致冷作用,日常生活很常见。但是,“神5飞船”返回舱在进入大气层时是一团火球、而里面的人却安然无恙,学生是知道其中道理的,但是学生没有直接的体验。当学生看到一个纸团是烧成灰烬、而另一个纸团却完好无损时,学生的感受只有二个字-----惊讶! 案例二:比热容概念的教学 实验设计:等质量的铅和水加热后,体验温度的变化。 推荐理由:比热容是一个很抽象的概念,学生不能理解物质有一种性质------热的容量。当等质量的铅块和水加热几分钟以后,水可以用手摸一摸,感受温度的变化;而铅块却不能用手摸,这时铅块的温度可以点燃火柴。强烈的对比必然引起学生积极地思考。 三、物理实验设计要注意学生的参与性:课堂教学的生命力就在于-------师生融为一体

浅谈初中物理实验教学创新

浅谈初中物理实验教学创新 课外小实验、分组实验及演示实验是构成初中物理实验的主要内容,通过有效的实验教学方式,可以提高物理教学质量,培养学生探索知识的兴趣和能力,对学生物理知识的学习起到重要作用。基于当前初中物理实验教学现状,主要对初中物理实验教学进行概述,分析了创新初中物理实验教学的思路,并提出了相关建议,以期提高学生的创造学习能力,改善物理实验教学效率,培养学生的实验素质。 初中物理实验教学创新作为初中物理教学的一项关键内容,物理实验教学对学生实验素质的培养起到很大的促进作用,能够帮助学生更加清楚、直观的了解物理知识,把握实验探究的方法,形成物理知识探索规律。随着教学体制的改革,创新初中物理实验教学显得尤为重要,是教学发展的必然需求,通过探究初中物理实验教学的创新,可以进一步提高教学质量,指导实践教学,为相关研究提供参考意见。 一、初中物理实验教学的概述 建立在实验基础上的初中物理实验教学,主要指的是利用实验的方式,让学生通过自己的观察和动手操作,在实践过程中学习物理知识,获取实验经验和体验,形成系统化的物理知识结构,分析物理实验的本质。从教学方式上来看,

物理实验也属于一种教学手段,丰富了物理教学内容,对提高物理教学质量有很大的作用,是体现物理知识的重要途径,对学生的物理学习情感目标的实现具有非常重要的意义。学生进行物理实验不仅加深了对知识的理解,还能纠正学生错误的认知,发散学生的思维,提高学生对物理实验学习的积极性,促进学生的智力和能力的发展。 在新课程标准实施的过程中,传统的物理实验教学方式已经不能满足当前教学形势的变化,应转变和更新传统的物理实验教学理念,树立以学生为主体的教学模式,而教师在实验过程中只是发挥引导者和辅导者的作用,要积极地鼓励学生参与到实验教学过程中,在实践中发现问题、分析问题,解决问题,积累物理实验学习经验。 二、创新初中物理实验教学的思路 (一)添加教材外的物理实验,增加实验项目 物理实验教学通常涉及的都是教材中典型的实验,而开展实验教学仅仅停留在教材实验的层面上,根本无法实现教学目标,这就要求增加物理实验教学的项目。从物理教学课程出发,根据教学大纲,合理的选取一些课外物理实验,尽量贴近实际生活,帮助学生形成举一反三的思维,充分发挥实验教学的作用。在进行课外实验的过程中,可以利用实验室器材,还可以让学生亲自动手自制实验器材,丰富实验用具,在锻炼学生动手能力的同时,激发了学生的探索精神,

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