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物理科學(xué)小論文范文
小論文有時(shí)也稱(chēng)“實(shí)驗報告”,是學(xué)生對研究的問(wèn)題,特定設計的方案,經(jīng)過(guò)反復實(shí)驗,對獲取的材料和數據進(jìn)行分析、綜合得出結論而寫(xiě)出的文章。下面一起看看物理科學(xué)小論文范文,歡迎閱讀!
實(shí)驗該如何設計呢?分析實(shí)驗的目的,我們一是想證實(shí)自由落體運動(dòng)的初速度為零,這個(gè)很簡(jiǎn)單,可以通過(guò)對下落初始狀態(tài)的控制來(lái)實(shí)現;二是想證明其加速度為g,這要通過(guò)定量計算才能得到;三要證實(shí)自由落體運動(dòng)的兩個(gè)規律:這也不難,在第二個(gè)的基礎上可以推理得到。顯然第二個(gè)目的是實(shí)驗設計的重點(diǎn)。
而從學(xué)生角度來(lái)分析,我們不難發(fā)現學(xué)生對自由落體運動(dòng)是不是勻加速直線(xiàn)運動(dòng)難以有直接的感受,因為這已經(jīng)超過(guò)直覺(jué)的范圍。因此,本實(shí)驗設計的思路應當是為學(xué)生搭建認知的階
梯:1。自由落體運動(dòng)有沒(méi)有可能是勻加速直線(xiàn)運動(dòng)?如何證明?2。一種運動(dòng)如果是勻加速直線(xiàn)運動(dòng),則必須具備什么條件?這種關(guān)系用數學(xué)關(guān)系式又該如何描述?基于以上思考,實(shí)驗設計的脈絡(luò )基本清晰思路一用多媒體演示物體自由下落的頻閃照片,然后直接提供測量數據,通過(guò)對數據的分析,得出自由落體運動(dòng)是勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。這種方法簡(jiǎn)便而易用。但學(xué)生未有親身經(jīng)歷,說(shuō)明力不強。
思路二可以將一重物與紙帶連接,然后借助于打點(diǎn)計時(shí)器,使得重物自由下落時(shí)在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。然后通過(guò)用刻度尺測量點(diǎn)之間的距離(位移),進(jìn)而用計算結果證明物體自由下落時(shí)做的是勻加速運動(dòng)。但由于摩擦等因素,測下來(lái)的結果未必準確,尤其是影響加速度大小,某種程度上講已經(jīng)不是自由下落,因此也容易形成一些疑問(wèn)。
思路三借助于DIS等現代技術(shù)來(lái)完成本實(shí)驗。但由于多數學(xué)校不具有這樣的條件。思路四作為一般學(xué)校比較可行的措施是結合上述思路一與思路二,先完成思路二的實(shí)驗,再提供思路一的多媒體展示,這樣學(xué)生可以在親身體驗的基礎上去感受頻閃的結果,一方面可以消除懷疑,另一方面數據相對準確。因此,得出的規律既準確又有說(shuō)服力。
例析二逐步證明眾所周知,證明包括/證實(shí)0和/證偽0兩大內涵。對于證實(shí),課堂上的例子非常多,而對于證偽則比較少見(jiàn),因為其對于得出正確結論似乎不太起作用,而事實(shí)上并不是如此,科學(xué)史家認為證偽與證實(shí)的意義相當,應當在物理教學(xué)中予以高度重視。
在高中物理教學(xué)教學(xué)中,對于相當部分科學(xué)探究而言,學(xué)生提出的猜想中往往有多個(gè)因素,這些因素中往往是有的是真因素,有的是偽因素,這時(shí)就必須逐一證明。例如,/簡(jiǎn)諧運動(dòng)的位移—時(shí)間圖象0探究中的實(shí)驗設計。在利用彈簧振子、單擺、沙漏擺等進(jìn)行初步演示之后,認識了什么是簡(jiǎn)諧運動(dòng),然后自然提出待探究的問(wèn)題:簡(jiǎn)諧運動(dòng)的位移—時(shí)間圖象是怎樣的?
根據教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生結果一般的猜想有三種:一是認為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移—時(shí)間圖象是/折線(xiàn)型0的,如圖1;二是認為圖象是/半球型0的,如圖2;三是認為是正弦曲線(xiàn),如圖3。猜想一,他們多是從彈簧振子振動(dòng)為直線(xiàn)軌跡的實(shí)驗得出的直覺(jué);而猜想二,他們多是從單擺類(lèi)的簡(jiǎn)諧運動(dòng)做部分圓周運動(dòng)得出的直覺(jué);而猜想三,那也是在一定思維基礎上提出的,雖然是科學(xué)結果,但卻并不能說(shuō)明理由。在上述分析的基礎上,本探究的要點(diǎn)就在于三點(diǎn):一是提供能做簡(jiǎn)諧運動(dòng)裝置;二是要能顯示簡(jiǎn)諧運動(dòng)的位移—時(shí)間圖象;三是要能驗證圖象的性質(zhì)。
考慮到這一難點(diǎn),實(shí)驗的設計分兩步完成:第一步,用簡(jiǎn)易沙擺作簡(jiǎn)諧運動(dòng),用一張紙放在沙擺下面,引導學(xué)生分析得出,當紙不動(dòng)時(shí),沙子在紙上會(huì )形成一條重合的/線(xiàn)0,而這,顯然不能顯示擺作簡(jiǎn)諧運動(dòng)的位移—時(shí)間圖象。再進(jìn)一步分析,其實(shí)是因為其沒(méi)有能顯示出時(shí)間的變化。那如何顯示時(shí)間的變化呢?可以拉動(dòng)紙?為了顯示探究的真實(shí)性與完整性,可以設計讓學(xué)生來(lái)拉,結果必然是出現不勻速拉動(dòng)的情況,于是紙上出現的圖象便是不規則的。擺的振動(dòng)是有規律的重復運動(dòng),為什么出現的圖象卻是無(wú)規則的呢?帶著(zhù)這個(gè)問(wèn)題便容易分析出是由于拉時(shí)不勻速造成的。于是/勻速拉動(dòng)0的條件便自然得出。然后教師引導學(xué)生分析,此處實(shí)際上就是以紙帶移動(dòng)的位移來(lái)表示沙擺擺動(dòng)的時(shí)間,因為由于公式s=vt,當v(拉動(dòng)作勻速直線(xiàn)運動(dòng)的速度)為定值,則s與t就是一個(gè)簡(jiǎn)單的正比關(guān)系,因此s的變化可以反映t的變化。
實(shí)驗設計的第二步:沙擺作簡(jiǎn)諧運動(dòng),拉動(dòng)紙做勻速直線(xiàn)運動(dòng)(可以用電動(dòng)機拉動(dòng)),得到沙子在紙上的圖象之后,在紙上建立坐標軸。此時(shí)學(xué)生便會(huì )利用視覺(jué)對上述三個(gè)猜想進(jìn)初步的證明,并否定猜想一和猜想二。在此基礎上,可進(jìn)行實(shí)測驗證。
自從伽利略將實(shí)驗引入科學(xué)研究以來(lái),實(shí)驗的地位是舉足輕重的,在科學(xué)探究中研究實(shí)驗設計,尤其是基于學(xué)生實(shí)際,瞄準教學(xué)需要進(jìn)行實(shí)驗設計的思路更是必須的,以上所述為筆者的一點(diǎn)淺見(jiàn),希望得到高中物理同行的批評指正。
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