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摘要:物理实验可以给学生直接的认知,帮助学生发现物理规律,加深了解物理理论,在某些方面可以让学生在认知方面起到事半功倍的效果。
关键词:物理 物理实验 物理理论
物理实验是指人们根据研究的目的,利用科学仪器设备人为的控制或模拟物理现象,排除干扰,突出主要因素,在最有利的条件下研究物理规律的一种活动。而物理学是以实验为基础的科学,在中学物理教学中,纯理论教育非常枯燥且有些知识学生非常不容易接受,因此实验是重要的教学方法,通过演示和实验不仅能提供学生对所研究的物理现象的感性材料、培养学生的观察能力,而且还可以使学生获得一定的实验技能,培养学生的实验能力。下面从以下几点加以说明:
一、物理实验可以培养学生的观察能力,加深了解物理理论。
教师在实验演示中,首先要让学生明确实验的目的,其次要让学生观察实验的装置,了解各部分仪器仪表的作用与功能,使学生对观察的目的、实验的仪器装置有一个整体认识,演示实验一般要重复做二至三次,这样,帮助学生理解较抽象的理论物理知识,学生的观察能力得到了培养,对理论知识建立的过程有了较清楚的认识。一般地,第一次演示时,让学生集中观察发生的现象,第二次要求学生观察老师的操作,以便明确现象是怎样发生的,第三次让学生综合观察现象发生的过程及其结果如何。
为了增强演示实验的效果,培养学生的观察能力,教师可以在演示实验前或演示实验过程中,提出一些思考性的问题,以便引导学生观察实验中发生的现象及现象变化过程,并在演示实验过程中指导学生观察方法,以及观察中应注意的问题。
在演示实验的观察训练中可以逐步减少教师的指导直到最后可运用“无声演示”的方法,即教师在演示前和演示过程中都不讲解指导,而只操作给学生观察,演示结束后,让学生把观察到的现象和过程用科学语言描述出来,也可以让每个学生看完教师的无声演示后,写下自己所观察到的现象和过程,这也是考察学生观察能力的有
效方法之一。经过这样反复多次的训练,即可不断提高学生的观察能力。
二、通过物理实验发现物理规律,建立物理理论。
在物理学中,物理规律一般都是通过实验总结出来的。一些物理学家为了探索自然的规律,不惜从事十年数十年的艰苦实验,有的还要冒着生命的危险来进行实验研究。例如法拉第经过十年的实验探索才成功的实现了磁转化为电的设想,并经过进一步的实验探索,总结出了法拉第电磁感应定律,开创了人类的电气化时代。富兰克林是冒着生命危险进行“捕捉雷电”实验的,并为电学的发展作出了贡献。可以说科学实验是人们认识自然,改造自然的重要途径。
三、通过物理实验可以验证物理假说,检验物理理论。
通过实验不仅可以发现物理规律,建立物理理论,而且还能验证物理假说,检查物理理论的真伪。因此,实验既是建立理论的源泉,又是检验理论真理性的标准。例如1956年李政道、杨振宁提出的“弱作用下宇称不守恒”的假说,吴健雄立即进行了实验,在极低温( 0.01K )下用强磁场把钴 -60 原子核自旋方向极化(即使自旋几乎都在同一方向),而观察钴 -60 原子核β衰变放出的电子的出射方向,发现绝大多数电子的出射方向都和钴 -60 原子核的自旋方向相反。即钴 -60 原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向形成左手螺旋而不形成右手螺旋。但如果宇称守恒,则必须左右对称,左右手螺旋两种机会相等。因此,这个实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒,在物理学界产生了极为深远的影响。另一方面一些物理理论被实验检验后不得不抛弃,如亚里士多德的“落体观念”在两千多年后被伽利略的实验证明是错误的而被人们抛弃。
作为物理实验,它之所以能够充当验证物理假说的依据,检验物理理论的标准,是由于物理实验具备检验科学真理性的根本属性。物理假说和理论是人们的思维对于自然界规律性的反映,那么作为检验这种反映正确与否的标准不能是理论本身,同时又不是客观对象本身,因为作为纯粹的客观对象并不能证明理论与对象是否符合一致;另一方面,作为标准又必须具有把人的思维同客观世界联系起来的特性。物理实验恰恰具备以上作为检验标准的条件,所以物理实验是验证假说、检验理论的标准。
四、通过实验完善理论体系,发展物理理论。
通过实验能不断地完善理论体系,发展物理理论。例如19世纪末20世纪初,人们相继发现了X射线、天然放射性现象等用经典物理学无法解释的实验事实,预告了新的物理理论即将诞生。在中学教学过程中的实验多为演示实验、边讲边实验、分组实验等,无论是哪一种实验都有利于培养学生对物理的浓厚兴趣,有利于调动学生学习的主观能动性,有利于学生通过更好的了解教材获得更多的直接经验和感性材料,为学生掌握理解知识打好基础,以便学生更好的认识物理现象,掌握物理规律和理论,能促进良好教学效果的产生。因此,在教学过程中我们应特别注意物理实验的运用。
关键词:物理 物理实验 物理理论
物理实验是指人们根据研究的目的,利用科学仪器设备人为的控制或模拟物理现象,排除干扰,突出主要因素,在最有利的条件下研究物理规律的一种活动。而物理学是以实验为基础的科学,在中学物理教学中,纯理论教育非常枯燥且有些知识学生非常不容易接受,因此实验是重要的教学方法,通过演示和实验不仅能提供学生对所研究的物理现象的感性材料、培养学生的观察能力,而且还可以使学生获得一定的实验技能,培养学生的实验能力。下面从以下几点加以说明:
一、物理实验可以培养学生的观察能力,加深了解物理理论。
教师在实验演示中,首先要让学生明确实验的目的,其次要让学生观察实验的装置,了解各部分仪器仪表的作用与功能,使学生对观察的目的、实验的仪器装置有一个整体认识,演示实验一般要重复做二至三次,这样,帮助学生理解较抽象的理论物理知识,学生的观察能力得到了培养,对理论知识建立的过程有了较清楚的认识。一般地,第一次演示时,让学生集中观察发生的现象,第二次要求学生观察老师的操作,以便明确现象是怎样发生的,第三次让学生综合观察现象发生的过程及其结果如何。
为了增强演示实验的效果,培养学生的观察能力,教师可以在演示实验前或演示实验过程中,提出一些思考性的问题,以便引导学生观察实验中发生的现象及现象变化过程,并在演示实验过程中指导学生观察方法,以及观察中应注意的问题。
在演示实验的观察训练中可以逐步减少教师的指导直到最后可运用“无声演示”的方法,即教师在演示前和演示过程中都不讲解指导,而只操作给学生观察,演示结束后,让学生把观察到的现象和过程用科学语言描述出来,也可以让每个学生看完教师的无声演示后,写下自己所观察到的现象和过程,这也是考察学生观察能力的有
效方法之一。经过这样反复多次的训练,即可不断提高学生的观察能力。
二、通过物理实验发现物理规律,建立物理理论。
在物理学中,物理规律一般都是通过实验总结出来的。一些物理学家为了探索自然的规律,不惜从事十年数十年的艰苦实验,有的还要冒着生命的危险来进行实验研究。例如法拉第经过十年的实验探索才成功的实现了磁转化为电的设想,并经过进一步的实验探索,总结出了法拉第电磁感应定律,开创了人类的电气化时代。富兰克林是冒着生命危险进行“捕捉雷电”实验的,并为电学的发展作出了贡献。可以说科学实验是人们认识自然,改造自然的重要途径。
三、通过物理实验可以验证物理假说,检验物理理论。
通过实验不仅可以发现物理规律,建立物理理论,而且还能验证物理假说,检查物理理论的真伪。因此,实验既是建立理论的源泉,又是检验理论真理性的标准。例如1956年李政道、杨振宁提出的“弱作用下宇称不守恒”的假说,吴健雄立即进行了实验,在极低温( 0.01K )下用强磁场把钴 -60 原子核自旋方向极化(即使自旋几乎都在同一方向),而观察钴 -60 原子核β衰变放出的电子的出射方向,发现绝大多数电子的出射方向都和钴 -60 原子核的自旋方向相反。即钴 -60 原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向形成左手螺旋而不形成右手螺旋。但如果宇称守恒,则必须左右对称,左右手螺旋两种机会相等。因此,这个实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒,在物理学界产生了极为深远的影响。另一方面一些物理理论被实验检验后不得不抛弃,如亚里士多德的“落体观念”在两千多年后被伽利略的实验证明是错误的而被人们抛弃。
作为物理实验,它之所以能够充当验证物理假说的依据,检验物理理论的标准,是由于物理实验具备检验科学真理性的根本属性。物理假说和理论是人们的思维对于自然界规律性的反映,那么作为检验这种反映正确与否的标准不能是理论本身,同时又不是客观对象本身,因为作为纯粹的客观对象并不能证明理论与对象是否符合一致;另一方面,作为标准又必须具有把人的思维同客观世界联系起来的特性。物理实验恰恰具备以上作为检验标准的条件,所以物理实验是验证假说、检验理论的标准。
四、通过实验完善理论体系,发展物理理论。
通过实验能不断地完善理论体系,发展物理理论。例如19世纪末20世纪初,人们相继发现了X射线、天然放射性现象等用经典物理学无法解释的实验事实,预告了新的物理理论即将诞生。在中学教学过程中的实验多为演示实验、边讲边实验、分组实验等,无论是哪一种实验都有利于培养学生对物理的浓厚兴趣,有利于调动学生学习的主观能动性,有利于学生通过更好的了解教材获得更多的直接经验和感性材料,为学生掌握理解知识打好基础,以便学生更好的认识物理现象,掌握物理规律和理论,能促进良好教学效果的产生。因此,在教学过程中我们应特别注意物理实验的运用。