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篇1
關鍵詞 血紅蛋白含量;測定;評價
0 前言
血紅蛋白是由珠蛋白、亞鐵血紅素等組成,作為紅細胞內的一種機能蛋白,在生物體內起到傳輸氧氣、傳遞電子等功能,與氧和能量代謝有關的重要活動。在臨床上出現各類貧血、白血病及心臟病等癥狀常與血紅蛋白異常有關,因此,人體血液中和尿液的血紅蛋白含量的測定是臨床檢測的一個重要內容。通常用血紅蛋白內的珠蛋白和亞鐵血紅素在血液中的總濃度來表示。血紅蛋白成分的評價應用范圍較廣,其涉及動物學、醫學、體育學、生物工程學等領域。目前,隨著檢驗技術的飛速發展和醫療器械的不斷改進,目前,血紅蛋白含量檢測方法主要有比重法[1]、比色法[2]721分光光度儀法[3]、光電比色[4]、電流阻抗法[5]、膠體金法溶血測試條[6]等6個不同方法測定。
1 比重法
比重法是血紅蛋白測定的最原始的方法,在血庫或大量的獻血員采血時為了節約時間,看是否貧血,在硫酸銅溶液中加入一滴于溶液中,通過其浮力方法是否大于排開水的重量如果沉入杯底,可以獻血,血滴漂浮為貧血。通過血滴在水中的比重變化來觀察人體是否貧血,此方法是基于對血滴重量和在水中浮力進行測量,通過肉眼觀察,粗略估計而得出的。是依據阿基米德原理,血紅蛋白是由各種亞鐵血紅素等構成的,血紅蛋白內珠蛋白和亞鐵血紅素的量多少,直接影響血紅蛋白含量多少,因此通過血紅蛋白比重法可推算出是否貧血。該方法不需要特定的設備,操作簡單,但準確度低,沒有準確的文字描述,不適合推廣。只用于一般體檢且對受試者體能狀況有一定的要求,故對體質較弱的人群不要采用。
2 血紅蛋白目測比色法
血紅蛋白目測比色法是對比重法的替代,此測定器材包括兩個部分,一個是比色管,一個是參照比色槽。取0.1mol/L稀鹽酸溶液2-3滴加于比色管中,再加20ul血液于比色管中,混勻、靜置15分鐘,不斷加蒸餾水于亮光處與比色槽顏色相對照一樣,液體的高度即可讀取刻度即血紅蛋白含量。由于指定顏色與刻度存在對應關系,進而可以推算出受試者的血紅蛋白濃度。比色法的優點是受試者可以準確知道血紅蛋白含量。缺點是目測視覺易產生讀數誤差,不利于大量標本測定。適合鄉鎮衛生院,診所等。
3 721分光光度法
血紅蛋白含量在比色法測定時不太穩定都是定性分析,不易于定量數值觀察,易于出現誤差,721分光光度儀法:取氰化高鐵血紅蛋白轉化液5毫升加入20微升血,混勻后靜置5分鐘,混勻后倒入比色杯中,轉化液調零,利用其在540納米波長下,測定其吸光度。但此法需要(50 g/L、100 g/L、150 g/L、200 g/L)血紅蛋白標準液校正其K值,不然其測定結果乘以367.7就有誤差。此法可以反映血紅蛋白含量情況,因其試劑、儀器干擾因素比較多測定時存在一定誤差,但該方法簡便易行,基層衛生所、鄉鎮衛生院、實驗室單個檢測用,缺點:不利于普查。
4 血紅蛋白儀光電比色法
江蘇生產的XK-Ⅱ型血紅蛋白儀是依據郎伯-比爾光吸收定律,利用光電比色原理測定血紅蛋白含量的專用檢測儀器。測定方法,調零、校正取一只試管加入氰化高鐵血紅蛋白100 g/L標準液儀器校正后,定標、測試,5毫升轉化液加入20ul血液混勻靜置5分鐘后,在把溶液混勻,吸管插入試管底部,按鍵即可。此種方法顯示數字“三位”,測量范圍:0-200g/L,時間測定<8秒。線性誤差當樣品<0-100g/L時,±2g/L;樣品>100g/L時,±2g/L,溫度控制在5℃—35℃。XK-Ⅱ型血紅蛋白儀法適合大范圍普查,目前在國內院校學生體檢被廣泛應用。缺點,不能自動記錄所測得血紅蛋白含量的數據,做完標本吸掉不利于再分析,也不利于數據自動分析統計。
5 庫爾特電阻抗法
全自動血球分析儀在全世界廣泛應用比較普及,其應用最多儀器原理是電流阻抗法,其利用血細胞與稀釋液相比是相對不良導體當血細胞懸浮電解質溶液中,將小孔管插入細胞懸液,使其小孔管內加入溶血劑后,紅細胞溶解釋放出血紅蛋白,并與溶血劑中有關成分形成血紅蛋白衍生物,在540nm特定波長下比色,吸光度與血紅蛋白含量成正比,可直接反映血紅蛋白濃度。電流阻抗法還能對血紅蛋白含量以外的其他成分如白細胞、血小板等成分測定, 這是其它測定技術無法辦到的,該法比常用的比色法、比重法測定方法結果精確可靠, 而比721分光光度法等在實驗室技術成本、難度高、安全無創傷, 比較適用于大型醫院,群體人群實驗科學研究應用, 對診斷貧血、監測慢性病人等疾病有重要價值。目前也在醫療康復機構、營養研究機構、健身俱樂部、都在普及使用。它的操作過程簡單易行, 對那些用血紅蛋白難以測定的人群如兒童、老人、病人更為實用。缺點:一般家庭不能普遍使用。二:定試條費用比較高, 應用仍有局限性。隨著電阻抗技術的不斷發展,已有全自動、手提式半自動分析儀并用式測定儀問世。
6 膠體金法溶血測試條
膠體金法溶血測試條是對在血液輸血中血液制品中游離血紅蛋白含量多少測定的應用,來判斷血液制品質量和安全輸血的重要指標之一,也是一種快速篩查方法。方法按照《全血及成分血質量要求》,全血保養液為ACD-B時血漿中游離血紅蛋白濃度≤0.29g/L、全血保養液為CPDA-1時血漿中血紅蛋白≤0.72g/L 和解凍紅細胞游離血紅蛋白含量≤1.00 g/L的標準,該法適合在大、中醫院或血站對血液制品中游離血紅蛋白含量的快速篩查。現在血站用于血液制品中血紅蛋白的檢測方法,大多采用經典鄰甲苯胺法,但由于該方法中的鄰甲苯胺具有致癌性作用,針對這一問題已有許多學者對血漿中游離血紅蛋白檢測的其他方法進行了大量研究。膠體金免疫層析法( GICA)是其原理是將膠體金標記、免疫檢測和層析技術三者有機結合在一起的固相標記免疫檢測技術,因其操作快速、簡便、穩定性好、特異性強、實驗條件不易被污染和要求不高等優點,特別是隨著近幾年來膠體金技術的發展,該方法的檢測已可達到納克級的水平。
7 結語
綜上所述, 血紅蛋白含量測定方法到目前來說比較多,每種測定方法都包含該種方法原理、精準性、操作性、安全性、對適用不同人群在價格等方面存在較大差異。選取適宜的測定方法,對血紅蛋白含量的測定、研究也具有一定的重要意義。目前對血紅蛋白含量測定還沒有一種既簡單又精確的理想方法。所以我們要在今后的實際操作工作中,可根據不同的目的選用不同的測定方法。
參考文獻
[1]袁?。渡眢w成分測定》實驗綜述報告[J].科技信息·高校講壇,2013,09:211.
[2]唐寧莉,方業毅,覃溫露.剛果紅共振散射光譜法測定血紅蛋白[J].分析試驗室雜志,2013,02:102.
篇2
摘 要:我們完成了對多種生物活性分子探針的化學修飾,為下一階段的應用研究奠定了探針基礎。首先,在細胞膜通透性方面,發現我們的核酸分子探針,由于其高度的化學修飾和較短的鏈長,已經實現了不需特殊修飾保護,即具有在活細胞中的穩定性和一定的通透性。其次,我們利用亞克隆技術在體外將一種酵母菌中亞銅離子結合蛋白Ace1的關鍵區域插入到黃色熒光蛋白(YFP)構建4種不同的模型中,有效提高了其熒光強度;我們將此傳感器成功應用于檢測細胞體內亞銅離子濃度。通過體外和體內的驗證,我們研發的亞銅離子熒光傳感器可以應用于研究生物體系內銅離子的代謝研究。最后,對擬南芥根表皮細胞質膜銨轉運蛋白(AMT1;3)進行了活體動態分析。研究發現:AMT1;3-EGFP在正常供銨狀態下,在質膜上的運動狀態主要有兩種:一種是出現后立即消失;另外一種是在膜上停留一段時間后消失;并且發現AMT1;3-EGFP在不同銨濃度下,這兩種運動狀態的熒光點所占的比例不同,表明銨濃度決定AMT1;3-EGFP的膜表面停留時間。更重要的是,高銨脅迫下會引起AMT1;3-EGFP聚合并內吞,而這種內吞對于調控AMT1;3的轉運活性發揮著重要的作用;并且高銨所引起的快速內吞作用是由銨根離子特異引起的。
關鍵詞:探針 亞銅離子 銨轉運蛋白 可變角度的全內反射熒光顯微鏡 內吞
Abstract: We have developed a novel affinity labeling method based on DNA-templated photocrosslinking chemistry. DPAL uses a modular system to dissect binding from other functions that are usually combined in one probe, therefore simplifying probe design and preparation. Structure-activity relationship information on acceptable modification site on the SM is still required as any affinity probes. Then, we report a genetically encoded copper(I) probe capable of monitoring copper fluctuations inside living cells. We insert the copper regulatory protein Ace1 into a yellow fluorescent protein, which selectively binds copper(I) and generates improved copper(I) probes. To study how AMTs are regulated in the presence of ammonium, we used variable-angle total internal reflection fluorescence microscopy and fluorescence cross-correlation spectroscopy for single-particle fluorescence imaging of EGFP-tagged AMT1;3 on the plasma membrane of Arabidopsis root cells at various ammonium levels. We demonstrated that AMT1;3-EGFP dynamically appeared and disappeared on the plasma membrane as moving fluorescent spots in low oligomeric states under N-deprived and N-sufficient conditions. Under external high-ammonium stress, however, AMT1;3-EGFPs were found to amass into clusters, which were then internalized into the cytoplasm. A similar phenomenon also occurred in the glutamine synthetase mutant gln1;2 background. Single-particle analysis of AMT1;3-EGFPs in the clathrin heavy chain 2 mutant (chc2 mutant) and Flotllin1 artificial microRNA (Flot1 amiRNA) backgrounds, together with chemical inhibitor treatments, demonstrated that the endocytosis of AMT1;3 clusters induced by high-ammonium stress could occur mainly through clathrin-mediated endocytic pathways, but the contribution of microdomain-associated endocytic pathway cannot be excluded in the internalization. Our results revealed that the clustering and endocytosis of AMT1;3 provides an effective mechanism by which plant cells can avoid accumulation of toxic levels of ammonium by eliminating active AMT1;3 from the plasma membrane.
Key Words: Probe; Copper(I); AMTs; VA-TIRFM; Endocytosis
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篇3
2.優化教學過程
所謂優化教學過程即把學科課堂作為一個“動態流程”,從開端、發展、結束構成教學的全過程。要使全過程得到優化,就要善于在“動態流程”的各個的環節調動學生的思維,使他們的思維活力不斷涌現。現以初二物理教材蒸發為例來探討:
(1)設疑激勵。
用酒精打濕的抹布擦黑板,過一會兒黑板干了并聞到一股酒精的氣味,實驗引入課題;讓學生結合生活中曬衣服、晾床單等生活經驗猜測:蒸發可能和液體溫度的高低、液體表面積的大小及液體表面上空氣流動的快慢有關。從而讓學生明白要研究的問題。
(2)帶疑探索。
進行分組實驗,給學生酒精燈、滴管、滴瓶、毛玻璃片、回行針等這些器材,讓學生自己設計實驗方案,動手做實驗。如有的學生設計出將兩塊毛玻璃片打磨的一面朝上,分別用滴管滴一滴水于毛玻璃片,其中的一塊不變,另一塊用回行針將水盡量攤平,觀察液體表面積的大小各蒸發關系,從而使學生的求知欲處于激發狀態。
(3)釋疑討論。
鼓勵學生對知識進行探索、討論及總結,并向教師和同學呈報實驗結果,如上述實驗中,一塊毛玻璃片上的水先干,則說明液體表面積越大蒸發越快。
(4)破疑歸納。
教師結合學生實驗報告進行總結:蒸發的快慢和液體溫度的高低、液體表面積的大小、液體表面上空氣流動的快慢有關;因而要加快蒸發可以提高液體的溫度;增大液體的表面積;加快液體表面上空氣的流動。而在減慢蒸發應采取相反的措施。
(5)新疑設置。
在基本知識掌握后尚待進一步重復、遷移、提高,可恰如其分的發出高級知識的刺激信息,聯系實際引導學生靈活運用物理知識和科學方法解決實際問題。如讓學生解釋移栽樹木時,為了提高樹木的成活率一般選擇陰天早晨或傍晚,而不選擇太陽當空的正午,且移栽樹木時盡是削掉一些枝葉。
(6)析疑思考。
在掌握課題知識的基礎上進一步對課題向高能知識探索,進行有意識的德育滲透。如可讓學生看教材54面第二段,指出我國人均占水量不足全世界人均占水量不足全世界人均占水量的25%,要樹立節約用水的意識,從而培養學生關心自然關心社會的情感??傊?,教師追求的應該是教育教學中的對學生“人格”發展的長期“隱性”效應。
3.改進教學手段
教育學要面向現代化,教學手段本身就應該現代化。物理教學離不開現實的物理情境,但學生的直接經驗、學校的實驗條件都有限,也不可能讓學生做太多的現場參觀,這樣傳統的教學手段全憑一張嘴一支粉筆的教學模式嚴重阻礙了教學的提高,因此可將光電傳感器、錄像機、幻燈、投影及計算機等眾多媒體引入教學之中,成為教師自由使用的工具。以單擺周期的測量實驗為例來探討:
(1)實驗目的:
測量單擺的周期,驗證單擺振動的等時性。
(2)實驗原理:
當單擺的擺角很小時,擺球受到的擺繩的拉力和重力的合力可看作指向平衡位置且大小隨擺球位置變化而做周期性變化的回復力,此時擺球的運動可看作簡諧運動。根據簡諧運動的規律可得到單擺的周期公式:T=2π姨l/g,其中l為單擺的擺長,而g為重力加速度。從此公式可知單擺的周期只與其擺長和重力加速度大小有關,而與擺幅和質量無關。這種特性稱為單擺的等時性。
(3)實驗器材:
思邁Prodigy-Lab數據采集器,光電門傳感器,計算機,單擺實驗裝置。
(4)實驗步驟:
1)如實驗裝置所示架設好單擺實驗裝置和光電門傳感器,調整擺球懸掛的高度,使擺球能自由擺動并順利擋光;2)打開思邁數字化探究實驗平臺專業軟件,選擇進入“單擺周期的測量”實驗;3)將擺球拉離平衡位置(擺角不能大于5度),然后放開使其擺動。4)改變單擺的擺幅和擺球的質量,分別重復上述實驗步驟。最后比較各次的周期是否相同。5)組織討論:①將兩次實驗的擺長和重力加速度大小代入單擺周期公式計算出對應的單擺周期的理論值,然后統計兩次實驗中測得的單擺周期的平均值,將實驗得到的數據與理論值比較,計算實驗的相對誤差;②分析單擺運動中擺球的運動情況和受力情況,說明擺球的運動為什么具有等時性的特征。6)實驗結論:單擺的振動周期不隨振幅改變而改變,即具有等時性。
篇4
【思考與討論】
對上述問題同學們有什么見解:
1.你是怎么認為的?
2.上網查詢相關問題的答案.
3.咨詢相關老師、專家.
同學們討論:
上校園網bbs可就下列問題進行討論.
1.鐘擺計時是利用了擺鐘的周期性,為什么擺鐘到了不同的地方周期發生了變化呢?影響擺鐘周期的因素是什么呢?2.擺鐘的周期可能與溫度、擺球質量、擺長、擺角、地理位置、重力、重力加速度等有關。
【方案的確立】
實驗探究方案的設計
1.上網或從相關參考資料中查詢本問題的實驗探究方法.
2.上校園網bbs討論(充分考我們現有知識和現有的條件)探究本問題的實驗方案.
3.確定方案:學生匯報設計的方案(上傳至校園網上共享)
課題a:探究單擺的振動周期T與擺角θ的關系;取L、m、g一樣,而θ不同的兩個單擺,比較兩單擺T的大小。
……
課題d:探究單擺的振動周期T與重力加速度g的關系。
在教學中,關于課題d的方案設計學生會有一定困難,為模擬g的變化,可采用鐵質擺球下放磁鐵,將擺球放在水中,將單擺放在光滑斜面上等方法。
【探究與結論】
實驗探究、數據收集:
那么我們如何探究單擺的振動周期與擺球的振幅、質量、擺長、重力加速度等的關系呢?
確定實驗方法——控制變量法,每組選擇任一課題進行研究。
課題分類:
a:探究單擺的振動周期T與擺角θ的關系;
b:探究單擺的振動周期T與擺球質量m的關系;
c: 探究單擺的振動周期T與擺長L的關系;
d:探究單擺的振動周期T與重力加速度g的關系。
1.實驗裝置及器材(參考)
(1)實驗參考器材:長約1 m的細線1條, 稍重的帶有小孔的金屬球1個,帶鐵夾的鐵架臺1個,毫米刻度尺1把, 停表1塊,游標卡尺1個.
(2)實驗裝置如右圖(參考)
2.實驗探究過程(參考)
(1)探究單擺的振動周期T與擺角θ的關系; 取兩擺長,質量均相同的兩單擺,將兩擺拉到不同高度同時釋放。
現象:兩擺球同步振動。
分析:兩擺擺角不同即振幅不同,兩擺球振動同步,說明單擺的周期和振幅A無關。
結論:單擺的振動周期和振幅A無關。
(2)探究單擺的振動周期T與擺球質量m的關系;取兩擺長相同,質量不同的擺球,在擺角很小的情況下將兩擺拉到相同的高度同時釋放。
現象:兩擺振動同步。
分析:振動同步說明單擺振動周期和擺球質量無關。
結論:單擺的振動周期和擺球質量無關。
(3)探究單擺的振動周期T與擺長L的關系;取兩質量相同擺長不同的單擺,將兩擺拉到相同的高度同時釋放。
現象:兩擺振動不同步,且擺長越長,振動越慢。
分析:振動不同步說明周期和擺長有關,且擺長越長,振動越慢,周期越大。
結論:單擺的周期T和擺長L有關,且擺長L越長,周期T越大。
同學們進一步定量探究單擺的振動周期與擺長的關系。
假設與猜想:
1.提出問題:單擺周期T與擺長L可能有什么樣的定量關系呢?
單擺周期T與擺長L可能成正比,或者與L2成正比,也可能與L成正比。
(1)引導探究,設計實驗(也可使用光電計數器測周期)
(2)分組實驗,記錄實驗結果
(3)分析與論證
用圖象法處理數據,根據實驗數據作出T-L圖象和T-L2圖像呈非線性,可另作出T-L圖象。(可用計算機作圖)分析:T-L圖象為直線說明單擺的周期T與L成正比。得出T與L的關系為: T= kL (k為常數)
同學可具體計算k值,同時思考這個公式是否在任何情況下都適用。
2.探究單擺的振動周期T與重力加速度的關系:
擺球下方有強磁場時單擺振動的周期(擺球選鐵球)比無磁鐵時單擺的周期小的實驗,說明振動周期與重力加速度有關。將單擺置于斜面上,在小球擺動的位置處粘一塊玻璃(使小球擺動的個過程中,盡可能的減少摩擦力)顯然,此時只要改變斜面的傾角α就相當于改變了等效重力加速度,g'=g*sinα。
結論:單擺的振動周期和重力加速度有關,重力加速度變小周期變長。
同學們可仿照(一)進一步探究單擺的振動周期T與重力加速度的定量關系。
歸納與結論:
總結實驗過程和結論。
單擺的振動周期和振幅及擺球的質量無關,和單擺的擺長的平方根成正比,和重力加速度的平方根成反比。
【交流與評估】
1.通過對本探究有哪些啟發?(對成功與失敗的感受)。
篇5
【教學目標】
科學概念:擺的擺動快慢與擺繩的長度有關。同一個擺,擺繩越長擺動越慢,擺繩越短擺動越快。
過程與方法:
l
推測擺的擺動快慢與什么有關。
l
進行改變擺的重量、擺的擺長對擺的次數是否產生影響的實驗研究。
l
對實驗的結果進行分析,并且根據分析進行預測。
情感、態度、價值觀:
l
初步意識到精確測量結果的得到是需要反復測量的。
l
認識到實驗中細心觀察發現新問題是很重要的。
l
對新問題有繼續研究的欲望。
l
意識到感覺是會出錯的。
【教學重點】
經歷推測擺的快慢與哪些因素有關,并依次展開實驗研究,得到實驗結果的過程。
【教學難點】
經歷推測擺的快慢與哪些因素有關,并依次展開實驗研究,得到實驗結果的過程。
【教學準備】
學生材料:計時表10只,單擺裝置10個(鐵架臺、銅棒組裝而成)、大小相同螺帽三種各10份、實驗記錄單兩種各10份。
教師材料:不同的單擺兩個、課件。
【教學過程】
一、引入(課前寫好課題:擺的研究)
1、師:蕩秋千這個游戲很多同學都玩過。今天老師把這個游戲帶到了課堂上。請看大屏幕。哪個小朋友蕩得更快些?
2、上完這節課,你就能找到答案了。
秋千是我們生活中常見的擺。對于擺我們已經有了一定的認識。這節課我們繼續研究擺。(板書:擺的研究)
二、探究新知
1、不同的擺自由擺動的快慢一樣嗎?
2、擺的快慢你覺得與什么因素有關系呢?(小組討論)
(師根據學生回答分別板書:擺錘重量、擺繩長度、擺幅的大小等。)
師:這些只是我們現在的猜測,還得找證據證明。
3、下面我們就通過實驗來驗證我們的猜測是否正確。
實驗一
改變擺錘重量的實驗(10分鐘)
a、改變擺錘重量的實驗討論:
為了證明擺錘的輕重與擺的快慢到底有沒有關系,這個實驗可以怎樣來操作?
我們一起來設計實驗方案。(課件出示)
b、出示記錄表。師述:老師給大家準備實驗材料,我們動手做實驗。實驗時要你注意。(請看大屏幕)
我們就以15秒為時間界限,分別測三次,看看最后能發現什么?準備好了嗎?靜悄悄的開始,比比哪組效率高!
c、學生實驗、記錄。(師巡視指導,找好記錄)
d、科學實驗報告會。(展示兩個小組數據,談談我們的發現:擺的快慢與擺錘的重量無關。)
看看自己小組的數據,支持這一結果的小組舉手!如不支持,拿出來分析。
現在我們可以確定的說:擺的快慢與擺錘重量有關嗎?(板書:錯號)
實驗二
改變擺繩長度的實驗(10分鐘)
a、改變擺繩長度的實驗討論:
為了證明擺繩長度與擺的快慢到底有沒有關系,這個實驗又可以怎樣來操作?
一起設計實驗計劃方案。
b、師述:大家看記錄表,我給大家準備了一根2倍長的繩子。
c、學生實驗、記錄。(師巡視指導)
d、科學實驗報告會。(展示兩小組數據,談談我們的發現:擺的快慢與擺繩長度有關,同一個擺,擺繩越長擺動越慢,擺繩越短擺動越快。)
其他組的數據,支持這一結論的舉手。
師小結板書:對號。
三、擺的快慢與什么有關:(7分鐘)
1、現在我們來回顧之前的問題。擺的快慢與什么有關?
對照我們的實驗記錄單?;卮饐栴}:
a.
擺的快慢與繩長有關嗎?與擺錘的重量有關嗎?
b.
什么樣的擺擺動得慢,什么樣的擺擺動得快,我們是怎樣知道的?
發現問題
作出猜測
實驗驗證
得出結論
2、請大家把課本打開,翻到P61,閱讀課本P61下面的插圖和文字。你覺得它們擺的快慢會怎樣?(課件出示)
3、師出示如圖的兩個擺,擺繩長度一樣,擺錘長度不一樣,演示實驗。(分別記30秒2次。)
4、你發現了什么?為什么會出現這樣的情況?你是怎么想的?
5、師可根據學生時實際情況進行引導:雖然這兩個單擺的擺繩一樣長,但是他們的擺長卻是不一樣的。其實,擺的長度并不等同于擺繩的長度,真正的擺長是指支架到擺錘重心的距離。(課件出示P61圖片,紅色線條指出兩條擺長。)
6、小結:擺的快慢與擺長有關。
四、質疑應用
1、哪個小朋友蕩得快些?(蕩秋千圖1)
2、蕩秋千圖二,留個學生課后探索的空間。
3、調整快了2分鐘的擺鐘。
五、科學成果匯報會
這節課你有什么收獲?(根據回答,整理板書)
板書:
擺的研究
擺錘的重量
×
快慢
擺繩的長度
√
擺幅的大小
×
附
實驗一
擺的快慢與擺錘的重量
15秒內擺動次數記錄
原來重量
兩倍重量
三倍重量
第一次
第二次
第三次
我們的發現:
擺的快慢與擺錘的重量
。(有關、無關)
實驗二
擺的快慢與擺繩的長度
15秒內擺動次數記錄
原來繩長
兩倍繩長
第一次
第二次
第三次
我們的發現:
擺的快慢與擺繩的長度
。(有關、無關)
同一個擺,擺繩越
,擺動越
;
擺繩越
,擺動越
。(長
篇6
指導老師:王建明
姓 名:張國生
學 號:XX0233
學 院:信息與計算科學學院
班 級:05信計2班
重力加速度的測定
一、實驗任務
精確測定銀川地區的重力加速度
二、實驗要求
測量結果的相對不確定度不超過5%
三、物理模型的建立及比較
初步確定有以下六種模型方案:
方法一、用打點計時器測量
所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架臺、紙帶、夾子、重物、學生電源等.
利用自由落體原理使重物做自由落體運動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數出時間為t的p點,用米尺測出op的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.
方法二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半徑為r的玻璃杯,內裝適當的液體,固定在旋轉臺上.旋轉臺繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉,這時液體相對于玻璃杯的形狀為旋轉拋物面
重力加速度的計算公式推導如下:
取液面上任一液元a,它距轉軸為x,質量為m,受重力mg、彈力n.由動力學知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,dy=ω2xdx/g,
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.將某點對于對稱軸和垂直于對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出,將轉臺轉速ω代入即可求得g.
方法四、光電控制計時法
調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圓錐擺測量
所用儀器為:米尺、秒表、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動,用直尺測量出h(見圖1),用秒表測出擺錐n轉所用的時間t,則擺錐角速度ω=2πn/t
擺錐作勻速圓周運動的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、單擺法測量重力加速度
在擺角很小時,擺動周期為:
則
通過對以上六種方法的比較,本想嘗試利用光電控制計時法來測量,但因為實驗室器材不全,故該方法無法進行;對其他幾種方法反復比較,用單擺法測量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉,儀器在實驗室也很齊全,故利用該方法來測最為順利,從而可以得到更為精確的值。
四、采用模型六利用單擺法測量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理學中一個重要參量。地球上各個地區重力加速度的數值,隨該地區的地理緯度和相對海平面的高度而稍有差異。一般說,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北兩極,重力加速度的值越大,最大值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況,在地球物理學中具有重要意義。利用專門儀器,仔細測繪各地區重力加速度的分布情況,還可以對地下資源進行探測。
伽利略在比薩大教堂內觀察一個圣燈的緩慢擺動,用他的脈搏跳動作為計時器計算圣燈擺動的時間,他發現連續擺動的圣燈,其每次擺動的時間間隔是相等的,與圣燈擺動的幅度無關,并進一步用實驗證實了觀察的結果,為單擺作為計時裝置奠定了基礎。這就是單擺的等時性原理。
應用單擺來測量重力加速度簡單方便,因為單擺的振動周期是決定于振動系統本身的性質,即決定于重力加速度g和擺長l,只需要量出擺長,并測定擺動的周期,就可以算出g值。
實驗器材:
單擺裝置(自由落體測定儀),鋼卷尺,游標卡尺、電腦通用計數器、光電門、單擺線
實驗原理:
單擺是由一根不能伸長的輕質細線和懸在此線下端體積很小的重球所構成。在擺長遠大于球的直徑,擺錐質量遠大于線的質量的條件下,將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊(很小距離,擺角小于5°),然后釋放,擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動,如圖2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
l
圖2-1 單擺原理圖
擺錐所受的力f是重力和繩子張力的合力,f指向平衡位置。當擺角很小時(θ<5°),圓弧可近似地看成直線,f也可近似地看作沿著這一直線。設擺長為l,小球位移為x,質量為m,則
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中負號表示f與位移x方向相反。
單擺在擺角很小時的運動,可近似為簡諧振動,比較諧振動公式:a= =-ω2x
可得ω=
于是得單擺運動周期為:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用單擺實驗測重力加速度時,一般采用某一個固定擺長l,在多次精密地測量出單擺的周期t后,代入(2-4)式,即可求得當地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之間具有線性關系, 為其斜率,如對于各種不同的擺長測出各自對應的周期,則可利用t2—l圖線的斜率求出重力加速度g。
試驗條件及誤差分析:
上述單擺測量g的方法依據的公式是(2-2)式,這個公式的成立是有條件的,否則將使測量產生如下系統誤差:
1. 單擺的擺動周期與擺角的關系,可通過測量θ<5°時兩次不同擺角θ1、θ2的周期值進行比較。在本實驗的測量精度范圍內,驗證出單擺的t與θ無關。
實際上,單擺的周期t隨擺角θ增加而增加。根據振動理論,周期不僅與擺長l有關,而且與擺動的角振幅有關,其公式為:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0為θ接近于0o時的周期,即t0=2π
2.懸線質量m0應遠小于擺錐的質量m,擺錐的半徑r應遠小于擺長l,實際上任何一個單擺都不是理想的,由理論可以證明,此時考慮上述因素的影響,其擺動周期為:
3.如果考慮空氣的浮力,則周期應為:
篇7
2 培養實驗觀察能力
培養學生的實驗觀察能力,首先,鼓勵學生勤于觀察、善于思考,養成良好的觀察習慣,引導學生經常注意觀察身邊發生的物理現象;其次,教給學生觀察的方法,如重點觀察法(圍繞實驗目的,對多個現象中的某一方面或實驗過程中的關鍵時刻重點觀察),對比觀察法(如晶體和非晶體的熔化和凝固的實驗,研究導體的材料、長度、截面積對電阻影響的實驗),全面觀察法(對實驗過程中所發生的現象系統地、精確地觀察);最后,培養學生對物理現象和過程的觀察,從感性認識上升到理性認識,總結出一般規律的思維能力。
3 培養實驗操作能力
實驗操作能力主要包括對基本儀器的使用和測量數據的讀取,儀器、設備的組裝調整或連接,故障的排除等。如:螺旋測微器的構造原理、使用方法和讀數規則;多用電表的機械調零和電阻調零;示波器各旋扭間的配合調節;半偏法測電表內電阻時電路的連接,對滑動變阻器和電阻箱進行調節,同時觀察電表示數變化的操作;用單擺測重力加速度時,眼睛觀察到擺球經過平衡時,手動秒表開始計時,并且口數擺動周期數,要求學生手、眼、口、腦同時并用的操作等;這樣綜合運用感官培養了學生的實驗操作技能。
4 培養數據處理能力
數據處理能力,指按有效數字的方式,正確記錄測量結果的數值和單位,從對數據的分析處理中得出正確結論的能力。在教學中,對學生進行實驗數據的圖線化訓練,用圖象更形象、直觀地研究實驗結果;對實驗數據進行誤差分析,探索提高測量精度的方法;從數據或圖線上確定某些量的變化規律或量與量之間的函數關系,總結出物理公式和規律,達到實驗目的。
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(2)實驗教學采取灌輸式教育方式;
(3)實驗教學過程以學生“做會”實驗,實驗結果符合要求為基本目標,只重結果,忽視過程。
為了克服上述的弊端,我們嘗試從物理實驗教學的改革入手,以“選修課”的形式開設課題型物理實驗,改革傳統的物理實驗教學模式。這種思路和方法具有較強的創新意識,我們認為是物理實驗教學改革的必由之路。
我們嘗試的“課題型物理實驗”教學模式是以“強化操作規范、重視思維能力和設計能力、培養創新意識、提高綜合素質”為指導思想,在完成基礎實驗的前提下,以“物理選修課”形式開展“課題型實驗”教學,將物理實驗內容組合構建為一系列實驗課題,使學生在探索、比較、總結中學會分析問題、解決問題,培養研究、設計能力和創新能力。為此,我們做了以下幾個方面的工作。
一、改革物理實驗課程教學體系,建立以“課題研究型”實驗為主體的教學內容體系。
1.確立物理實驗課程教學體系,為“課題型物理實驗”作出準確的定位。
物理實驗課程體系的改革從上世紀50年代開始一直延續到今天,目前最佳的物理實驗課程體系是:基礎性物理實驗、設計性探索式物理實驗、設計性探究式物理實驗和設計性研究式物理實驗。
基礎性物理實驗我們在五年制高職學生第一學年已開設,基本內容包括:
(1)實驗基本知識的學習,包括實驗數據的記錄與處理,測量結果的正確表達,有效數字的概念與運算,等等。
(2)實驗基本儀器的使用,包括力、運動、電、磁、光的各種實驗的常規儀器的操作,如游標卡尺、螺旋測微計、物理天平、溫度計、氣墊導軌、打點計時器、常用電學儀表、光學器具等儀器的應用,包括這類儀器的正確讀數,規范操作。
(3)基本實驗方法的學習,如比較法、補償法、混合法、模擬法、平衡法、基本放大法等。
以上教學內容是通過10個左右的簡單實驗的開設而完成的,兩人一套儀器,強調獨立完成,有較詳細的實驗講義,實驗后每人都必須完成實驗分析報告。
通過基礎性物理實驗的開設,學生了解了做實驗的一般過程,具有了一定的實驗技能,掌握了必要的實驗方法,有一部分學生在實驗過程中顯示了較強的實驗動手能力,有很強的獨立意識和創新能力,能在實驗中提出自己的觀點,如在實驗裝置上提出一些改進的意見,能對得出的實驗數據能作出理性的、客觀的分析,甚至能對一些實驗方法提出質疑。這些學生具備科學研究的基本素質,正是我們進行“課題型物理實驗”的主體和對象。
通過學習和討論,我們將“課題型物理實驗”定義為建立在基礎性物理實驗基礎上的設計性探索式物理實驗,這類實驗要求學生能運用所學知識和實驗技能獨立探索物理問題。研究的基本方法是由個別到一般的歸納法,人為地控制某一變量,找出另一變量的變化,從而得出和完善結論。實驗的開設方式是只給題目和器材,不給方法和答案,學生在一個個問題的引導下自己查閱資料和設計裝置深入進行探索和完成實驗。
2.建立以“課題研究型”實驗為主體的教學內容體系。
(1)以設計性、綜合性、應用性作為“課題研究型”實驗的主要特點,使研究型實驗成為教學內容的主體。我們在確定課題內容時,采取了三方面的措施:一是對原有實驗項目在深度、廣度上進行擴展,如“眼鏡度數的研究”就是“測量透鏡的焦距”在實驗廣度上的擴展,“特殊固體和液體的密度測定”就是基礎實驗“物體密度的測定”在實驗深度上的擴展;二是開設自制半成品實驗,讓學生通過設計、選材、組裝、調試、檢驗,在實驗結束之后制作出具有實際效應的產品,如學習“自動控溫元件及電路設計與研究”后制作電熱毯;三是開發、設計新實驗,如“交流電橋的研究”。
(2)為了突出“課題研究型”物理實驗的特色,我們以課題論文的形式編寫實驗講義,確定“重視原理、突出方法、強調思維、簡化步驟”為編寫的整體思路。每個實驗課題講義由五個部分組成:①課題意義及要求;②提供儀器及材料;③開題報告及預習;④課題內容及目標;⑤課題結論及論文。
學生在一個個問題的引領下,自己查閱資料和設計裝置,以做課題的方式來完成實驗。如“單擺的研究”主要是探究單擺周期T與擺長l的關系,雖然理論上推導的關系T=2π學生已經了解,但是在實驗上怎么來探究這個關系呢?首先提出一個假設,設計一個數學模型,也就是一個初步判斷:假定單擺的周期T與擺長L滿足關系式T=AL,可能是線性關系,或者是指數關系,也可能兩者同時存在;然后進行數學推導:對關系式T=AL兩邊取對數得lgT=BlgL+lgA;最后設計實驗裝置,改變擺長L測出對應的周期T;獲得五組數據以后用作圖法確定A、B兩個待定量,代入原式,再與理論關系比較。這才完成了對單擺周期與擺長關系的全面探究。
二、摸索出一套以“課題研究”為中心、包括從選題到結題等六個環節的教學體系。
“課題研究”教學模式是以教師啟發為主導,學生獨立研究為主體的交互式教學體系。該模式主要包括以下幾個教學環節:①選擇課題;②查閱資料;③設計方案;④研究實踐;⑤綜合分析;⑥課題報告。
在“課題型物理實驗”選修課上,學生根據實驗講義,自主選擇課題,然后根據選題要求、提供的器材和參考文獻目錄,自查資料,針對問題寫出開題報告和設計方案,教師審核后到開放式實驗室獨立設計完成所選課題內容,最后得出結論,寫出相應的論文式實驗報告,在小組宣讀并答辯合格后,由教師給出相應的得分。學生在一學期的選修課中需要完成3―4個課題型實驗。這種教學體系為愛好物理實驗、有動手能力、有獨立意識和創新精神的學生提供了發揮潛力的場所。
三、探究嘗試“課題型實驗”的主要教學方法──啟發式教學法。
在“課題型物理實驗”的教學過程中,教師與學生保持經常性的討論交流。在實驗過程中發現學生在走彎路或遇到挫折時,我們不會立即指出并加以糾正,而是換一種教學方法,用啟發式進行教學,針對學生在實驗過程中所遇到的問題,進行集體討論,發掘問題的癥結所在,不勉強學生接受他人的觀點,希望學生按自己的思路和方法進行實驗,有時小小的失敗可能帶給他們的是更大的收獲,這樣更加開闊了他們的思維,提高了他們的實踐能力,讓他們用研究的心態來做實驗。
四、建立行之有效的多元化實驗考核體系。
根據多年的教學經驗,我們一致認為對學生實驗成績的測評,應注重于對學生實踐創新能力的評估,課題實驗的結果不是一份普通的實驗報告所能全部涵蓋的。我們要求學生把在實驗過程中進行探索的過程,其中感興趣的問題,獲得的結論,甚至所經歷的失敗,以報告或論文的形式總結出來,可以通過組織答辯、研討等方式來進行。為了指導學生撰寫“課題型物理實驗”報告(或論文),我們編寫了《物理實驗論文寫作指導》。
實驗成績的測評,應注重實驗的過程,進行多角度的綜合測評,因此我們建立了多元化實驗考核體系。
1.強調隨堂考核,突出素質評價。
在考核學生成績時,我們采取過程性評價與終結性評價相結合的形式。在日常實驗教學中注重對包括操作技能、實驗態度、心理素質、創新精神等在內的實驗者綜合素質進行全面考查。
篇9
下面以“單擺”的實驗來進行說明:
如圖1為一“單擺”,我們用單擺測量當地的重力加速度g。對于這個實驗,引入誤差的原因有:①米尺和停表本身不準確;②對儀器的操作不準確;③儀器讀數不準確;④擺線的質量不為零;⑤擺鐘體積不為零;⑥擺角的大小不好把握;⑦空氣存在浮力和阻力;⑧支點的狀態;⑨支架震動或空氣的流動;⑩擺線的伸長。
這其中,有一些屬于系統誤差,有一些屬于偶然誤差,顯然,物理實驗中的誤差是不可避免的。但Flash動畫只要程序設計好,輸入一組實驗數據,就會有一個相應的重力加速度的值,若直接呈現給學生,就會使他們對觀察結果產生懷疑。同時,這種減小誤差的做法嚴重違反了實驗應實事求是的本質。但在實際教學中,許多教師都沒有意識到這一點,而是直接用Flash代替了實驗演示,致使學生的學習效率偏低。
對于上面這種現象,在示范課、公開課、優質課的評比中最為常見。筆者曾經參加市級教研活動,聽了六盤水市舉行的優質課評比中獲高中組一等獎的兩節優質課??偟膩碚f,這兩節課都上得非常精彩,課堂上,新的教學觀念、教學手段都充分地體現了出來。但筆者認為這兩節課在實驗的處理上都存在一個小小的不足:
其中,一位老師上的內容為“牛頓第一定律”。這一節內容要介紹伽利略的理想實驗及推論,如圖2。
教學時,需要用到上面3個圖來說明伽利略的推論。這一過程的關鍵點是:小球能否由A點運動到達同一水平高度的B點。教材中強調“如果沒有摩擦,小球將上升到原來的高度”,顯然沒有摩擦,這個推論就不可能成立。此外,小球在運動的過程中還要受空氣阻力的作用,因此,我們推斷小球能由A點運動到同一水平高度的B點要滿足不受空氣阻力和斜面光滑的條件,這用實驗根本是沒辦法證明的,所以是一個理想實驗。但在教學過程中,授課教師用一個Flash動畫來把這個實驗進行了證明。筆者認為,這會對學生產生誤導,讓他們認為這個理想實驗在現實生活中是可能完成的,會導致其在今后的實驗過程中缺乏嚴謹、求實的態度。
另一位教師上的內容是“牛頓第二定律”,這節內容對于實驗就顯得格外重要,需要用實驗證明兩個結論:①對質量相同的物體來說,物體的加速度與作用在物體上的力成正比。②在相同力的作用下,物體的加速度與物體的質量成反比。對于這兩個實驗,授課教師同樣用了一個動畫來完成,如圖3。
篇10
1.基礎物理實驗課的目的和任務
物理實驗是一門基礎課程,要讓學生學習和掌握好基礎物理實驗,成為合格的中學物理教師,有以下三方面的教學目的和任務。
(1)讓學生掌握物理實驗基礎知識、基本方法和技能,并能運用物理理論分析物理現象和規律,加深對物理知識的理解和掌握。
(2)培養學生科學實驗的能力,主要包括:自學能力;動手實踐的能力;思維判斷的能力;表達和書寫能力,等等。
(3)培養和提高學生從事物理實驗的基本素質。
普通物理實驗課是一門實踐性課程,學生是在自己獨立工作的過程中學習和掌握物理知識的,同時不斷提高自己的動手能力。這樣才能使學生有效掌握理論知識,形成基本的實踐技能和分析解決問題的能力。
2.怎樣進行基礎物理實驗教學
基礎物理實驗是學生在教師指導下,獨立進行實驗的一種實踐活動,實驗課教學安排不可能像理論課教學那樣進行。而基礎物理實驗課,就要求學生有較多時間和較強的獨立工作能力。因此,要學習和掌握好基礎物理實驗課,關鍵要注意掌握好幾個基本環節。
(1)實驗前的預習工作
首先要認真預習實驗課的教材或其參考書籍。它對每個實驗的目的和要求;實驗的主要儀器和器材及基本的原理部分都作了明確論述。因此,一般預習實驗報告主要包括以下方面:實驗名稱;實驗的目的和要求;實驗的基本理論和實驗內容;實驗記錄表格的擬定和回答實驗的要求和預習思考題等。
(2)實驗課的進行
學生實驗時應遵守實驗室的規章制度。在做力學、熱學、電學和光學實驗時,一般都要認真閱讀有關儀器的說明書和注意事項,并在教師指導下正確使用儀器,穩拿和穩放,防止儀器損壞。在做電磁學實驗時,必須由指導教師檢查實驗線路,正確無誤后才可以接通電源,進行實驗儀器的正確使用和實驗數據的測量等操作。
例如:在力學實驗中,用單擺測重力加速度時,首先要測出擺線長l和小球的半徑值,在球的振幅小于擺長1/12時,θ
再如:在電學實驗中,用伏安法測電阻或二極管的特性時,首先要知道什么是伏安法?什么是電表的內接法和外接法?為什么說二極管具有單向導電性等問題的思考?伏安法是用伏特計電阻兩端的電壓值,用安培計測量電阻的電流值,再根據歐姆定律R=U/I,計算電阻值的方法是伏安法。然后讓學生進行實驗驗證,通過調節滑線電阻器和實驗數據的測量,讓學生在實驗中掌握滑線電阻器的限流和分壓的使用方法。在實驗過程中,要不斷思考采用什么方法進行測量電阻或二極管,可以減小實驗中的系統誤差,提高測量電阻或二極管特性的精確度。
(3)實驗報告的書寫
寫實驗報告的主要目的是進一步培養和訓練學生用書面的方式,總結和歸納實驗的目的和要求;實驗中應用的物理理論知識;實驗原始數據的測量、記錄和處理;并根據實驗數據結合物理理論知識進行計算或作圖等處理;再對實驗數據的結果進行系統的分析和討論;通過對實驗誤差的產生和主要來源進行分析,探討如何減小實驗中是系統誤差以達到精確測量的目的。
(4)實驗課的評分
從師范院校幾十年開設實驗課情況看,學生對物理實驗比較感興趣??梢园炎约涸诖髮W和高中所學的物理理論知識,通過自己的實踐(數據的測量和處理)進行驗證,還通過實驗報告的書寫,更有利于物理知識的理解和掌握。我們每學期對開設的普通物理實驗課要進行考查,在計算學生實驗總評成績時,一般情況為:90分以上的占全班人數的5%左右;80分以上35%;70分以上35%;60分以上22%左右;60分以下3%左右或無。在師范院校上物理實驗課,主要還看學生的學習態度和表現。
3.結語
普通物理實驗課的基本要求,強調的是培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力,以及把物理理論知識與實際相聯系的能力。只有這樣學生做物理實驗時才能有效調動學習積極性和主動性。在師范學院開設普通物理實驗,是為了培養合格的中學物理教師,以適應當今社會中學物理教學的需要。
參考文獻:
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二、變教師演示實驗為學生演示實驗
傳統的演示實驗,總是教師做學生看,學生失去了體驗機會。而讓學生做演示實驗,學生對此一無所知,實驗中會出現事先誰都沒有預料到的問題,然后針對出現的問題,組織學生討論,分析原因,提出解決方案,這樣的演示實驗,才是新課程所追求的。如在單擺教學時,有一個用漏沙的擺來描繪單擺振動圖像的演示實驗,在引導學生分析設計了實驗方案后,請兩個動手能力較強的學生上臺演示,學生很自信的上來做,兩人簡單分工,一人先給沙擺灌沙子,但沒有堵住下面的小孔,沙子很快漏光了,他將沙子收集好,重新給沙擺灌沙子,這次他事先用手指堵住了小孔,然后他使單擺偏離平衡位置,釋放單擺,同時放開手指讓沙子漏出,另一位同學緩慢地拉出下面的木板,結果并未出現大家期待的正余弦曲線,而是一條折線。通過引導學生分析,原因是木板拉的太慢,經過改進,效果還是不理想,再分析改進,最終做出了滿意的結果。相信學生經過這樣的“一波三折”,實驗的效果比老師一次演示成功要好得多。
三、變驗證性實驗為學生探究性實驗
驗證性實驗是指對研究對象已經形成了一定認識或提出了某種假說,為證明這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。它以訓練學生的實驗技能、驗證基本理論原理為主要目標,強調操作技能的程序化和規范化。探究性實驗是指在未知結果的情境下,圍繞某個問題通過猜想、實驗設計和操作、分析得出結論并對結果進行交流的一種實驗形式。它以學生獲取知識和技能、發展科學探究能力、培養情感體驗為教學目標,它不僅關注實驗結果,更重要的是使學生經歷探究過程,并在過程中受到科學方法的訓練,形成科學的態度、情感和價值觀。如把影響金屬導體電阻的因素設計成探究型實驗,先用類比的方法引導學生進行猜想,電流通過金屬導體時受到的阻礙與哪些因素有關呢?明確好探究方向后,把學生分組通過討論得出實驗方案、步驟,設計好表格。學生自己按設計好的方案進行實驗。學生完全能在實驗數據的比較分析中找到金屬導體的電阻與長度、橫截面積、材料的關系。演示實驗,中學生基本上不參與實驗的設計,只是按部就班地觀察、讀數和記錄,不利于培養學生的創新能力。而探究性實驗使學生由以往的被動觀察實驗變為主動地做實驗,最大限度地發揮了學生的主觀能動性。通過探究性實驗的全過程體驗,學生明確實驗設計的思維方法;學會如何控制實驗條件;怎樣觀察物理現象;選擇怎樣的測量手段,怎樣測量;數據記錄表格設計等。在實驗過程中學生獲得豐富的感性的認識,學生思維很活躍,積極參與,教師的引導作用與學生的主體地位得到了充分的體現,學生在學習物理的科學方法和科學態度方面得到鍛煉,對所學的知識掌握的更扎實牢固,提高了學生分析和解決實際問題的能力。
四、多媒體技術與物理實驗有機結合
有的實驗現象瞬息即逝很難觀察其變化過程;有的實驗歷時太長無法在課堂有限的時間里進行……這些都使教學效果受到影響。隨著多媒體計算機的迅速發展,多媒體演示形態正在日益成為物理演示實驗的一種重要呈現手段。它具有聲像并茂、感染力強、再現迅速、重復性好、快速處理實驗數據、能突破時空限制的特點,可以把物理現象直觀、形象地展示。特別是在實施新課程中,教師應創造性地將多媒體應用到實驗教學中,以實現最佳的教學效果。
1.運用多媒體提高演示實驗的可見度
有很多演示實驗可見度很小,不便于學生觀察。我們可以運用實物展臺投影放大。如用電流表、電壓表、螺旋測微器、游標卡尺等進行測量時,由于儀器小、刻度小,可見度差,給教學造成困難,在演示時采用實物展臺直接投影到屏幕上,使現象“放大”,提高實驗的可見度,增強效果。
2.運用多媒體展現物理現象的內在過程
在進行自感實驗時,先用燈泡在斷電自感現象示教板中演示斷電自感現象,學生觀察到斷電時燈泡突然閃亮一下后熄滅,但對為什么這樣,學生是不容易解釋清楚的。教師可用電流傳感器替換燈泡,利用數字化實驗非常清楚地繪制出斷電時燈泡中的電流隨時間變化的圖像,讓學生目睹其內在過程獲得感性認識,進而加深對實驗現象、結論的理解。
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設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案、選擇實驗器材、擬定實驗程序,自己加以實現并對結果進行分析處理的實驗。設計性實驗的過程能充分發揮學生的主觀能動性,引導學生創新性思維,體現科學精神。為此,在課程教學綱要規定的計劃學時數不變的前提下,在不增加任何設備的情況下,我們努力嘗試將原來測量性實驗轉變為設計性實驗。例如惠斯通電橋測電阻實驗,是一個測量性實驗,要求是在給定電源電壓、保護電阻等實驗參數下,讓學生正確連接電路圖,學習調節平衡,測量電阻。學生“照方抓藥”去操作,能得出正確的測量結果。但是,不知道為何要這樣設定參數值?,F在我們將實驗要求變為:找出影響電橋靈敏度的因素。保持其他條件不變,只改變電壓值,觀察靈敏度隨電壓的變化規律;同理研究保護電阻的大小對靈敏度的影響,最后得出分析結論,在此結論的基礎上,設計合適的電源電壓等參數值,使得電橋的靈敏度最大,然后測量未知電阻,這樣得到的結果更準確。這樣變動比起原來的做法好處在于:能避免學生機械地操作、被動學習情況,更能培養學生的探索意識,找尋達到最好結果的辦法,讓學生從實驗課堂中領會獨立操作思考取得最佳結果的成就感。同樣單擺測量重力加速度等實驗題目都可以做適當調整,變為設計性實驗。
3改革考核方式
篇13
新課程改革和實施素質教育的大背景下,培養學生的學科能力已經成為必不可少的教學目標之一。如果說學校是培養創新型人才的搖籃,那么課堂就是培養學生學科思維和能力的主陣地。在初中物理教學中,實驗教學是其重要基礎和必要手段,也是培養學生學科能力的主要措施。因此,初中物理老師要引導學生充實實驗技巧和實驗方法,放手讓學生自己思考實驗技巧,讓學生親自動手操作,多管齊下,培養實驗操作技能的同時增強觀察能力、思維能力、操作能力等多方面能力。
一、注重實驗導入,有的放矢培養學生思維能力
俗話說:外行看熱鬧,內行看門道。如果學生在觀察物理實驗前不知道要看什么,要想什么,只是一味地跟著老師的演示,那這樣的實驗教學肯定是失敗的。因此,教師在演示實驗或學生分組實驗之前,一定要想方設法讓學生明白實驗的目的到底是什么。注重實驗之前的語言導入是一個好的方法,學生通過老師的實驗導入語言,知道了要帶著什么樣的問題進入實驗的觀察和思考中,在對問題的思考中,主動思維能力逐漸增強。如我們在演示“滑動變阻器”的實驗之前,可以設置這樣一段導入語:同學們,請你們想一下,舞臺上的燈光隨著劇情的不同是如何變化的?有哪些方法可以讓燈泡亮度發生變化呢?在生活中,有些燈的亮度可以改變,收音機的音量可以改變,電風扇轉動速度也可以改變,同學們知道這些是靠什么器材來實現的嗎?不知道吧,下面老師也來表演一下,請大家看好我用什么來實現的哦。又如我們在演示“電磁感應”實驗前,可以設計這樣一段導入語:奧斯特實驗揭示了電和磁的聯系,說明電可以生磁,那么我們是否可以反過來進行逆向思維,磁能否產生電?怎樣才能產生電呢?下面請看老師演示的實驗。通過這樣的導入設計,學生帶著問題走進實驗,思維伴隨著觀察,觀察離不開思維,思維能力由此逐漸生成。
二、實驗中注重及時引導,有的放矢地培養學生觀察能力
培養學生的觀察能力是初中物理實驗教學必不可少的一個著眼點,也是確保教學活動能夠順利開展的前提。如果觀察不出實驗中的本質現象,就難以得出相應的物理結論,教學活動就難以進行下去。因此,初中物理教師應充分創設條件,讓學生在物理實驗中接觸各種物理現象,通過精彩的演示實驗或操作實驗,引導學生集中精力觀察,同時配合生動的語言描述,逐漸喚起學生內心的學科興趣,使學科觀察能力在饒有興趣的實驗觀察中潛移默化地生成。如演示典型的“單擺”、“點火爆炸”、“超級大力士”等有趣的實驗,也可以在演示相關實驗時提出問題,讓學生結合觀察到的物理現象認真思考。如“高速公路上行使的汽車為什么要限速?”“騎自行車從高處滑下時即使不蹬車,車的速度為什么也會越來越快?”“一個完整的電路應由哪及部分組成?”當學生不知道如何回答老師的問題時,就會有意識地觀察老師演示的實驗,思考實驗現象所反映的物理原理,由實驗過程中簡單的“看熱鬧”轉變為理性的“看到什么?為什么?”的思維。初中生心智水平還介于成熟與不成熟之間,注意力不太容易集中,如沒有明確的引導,實驗觀察往往缺乏目的性,難以達到較好的教學效果。因此要做到有效的實驗觀察,關鍵是要明確觀察的目標,制定好觀察步驟。觀察目標越明確,觀察效果就越好。如在進行“探究定滑輪和動滑輪特點”的實驗時,我們可以按照實驗步驟依次引導學生比較測力計示數的大小,歸納使用動滑輪的好處是省力;然后再引導學生比較測力計拉力的方向,歸納使用定滑輪的好處是省距離;然后再將鉤碼升高相同的高度,比較實驗中測力計移動的距離,可知動滑輪需要移動雙倍的距離;最后再引導學生思考在提升重物的過程中,如果要同時兼顧定滑輪和動滑輪的特點,應選擇動滑輪和定滑輪的組合。在此實驗觀察中,主要是引導學生注意觀察順序與物理原理,如果缺乏了教師的引導,學生的觀察就是毫無條理的,是不可能完成教學目標的。