科学小实验原理精选(九篇)
第1篇：科学小实验原理范文
探究教学是我国新一轮课程改革所大力倡导的一种教学方式。它对于促进学生主动建构知识、提高学生探究意识和探究能力、培养学生对科学的正确态度等方面都起到重要的作用。
在高中物理教学中,大部分教师对探究式教学进行了积极的尝试,在一定程度上促进了学生学习方式的转变,但同时也暴露出了一些问题。产生问题的原因是多方面的,其中最主要的一点是大部分教师没有理解科学探究的精髓,对探究式教学的认识只停留在操作层面,认为探究课就是引导学生进行实验,把探究教学的要素当成探究教学的步骤。这些错误的理解致使探究教学课堂效果不理想,不能达到提高学生科学素养的目的。学校和教师受传统教育的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想;实验教学模式僵化,物理实验教学的基本原则没有充分体现,教学方式呆板;学生对基本测量仪器的使用不规范,学生动手操作能力差,以“背”实验结论代替实验操作。
实验教学是物理教学中的一种重要手段,它不仅使学生直接地形成物理概念掌握物理规律,而且对学生实验技能的培养起着决定性作用。但目前实验的教学还比较普遍的存在一个误区:教师先演示给学生看,然后把原理、结论讲给学生听。这种教法的最终结果必然造成学生处于被动地们位,教师的主导作用和学生的主体作用未能有机结合。
怎样才能把课堂教学与素质教育要求的探究性学习、发现性学习和自主性学习相结合？在大力倡导探究式实验教学的今天,迫切需要大量优秀的、具有创新性的探究实验来丰富我们的课堂教学,为此,我们立足农村高中对探究式实验教学作一些有益的探索。对于学生较为深入地学习物理实验的相关理论、方法、技能:进一步提高学生的实验素养,激发学生实验探究的兴趣;增强学生的创新意识;培养学生实事求是、严谨认真的科学态度;养成交流与合作的良好习惯;发展学生的实践能力,具有非常重要的现实意义。
2几点对策
2.1 正确把握“开放”与“收敛”的“度”,选择和设计合适的探究点
在对某一知识内容的实验教学设计中,可选择某个环节作为探究点,予以“开放”;其余的环节相对淡化,这个淡化就是指强化有意义接受学习的成分,采用讲授或质疑应答方式予以“收敛”。但从中学生学过程来看,其科学探究能力还是能均衡地得到培养和提高。至于对某个探究点的实验设计,我们可通过教材文本、物理学史料、方法论、现有的经验和资讯中寻找和制定适合现有教学对象的,符合现有学校教学资源条件的多种的、可供选择的方案。
2.2 创设能适度调控探究活动方向与水平的实验情景
情景不但可以激发兴趣、引发问题、引导思考,在现代课堂教学中,还具有诱导与调节探究活动的方向与水平的功能。下面以研究气体压强与体积的关系这一节课的引入所创设的两个情景为例证。
情景1:注射器实验;情景2:吹气球游戏。
实验:(1)用手推压针筒活塞后放手。
(2)用手拉拔针筒活塞拉开距离放手。
问题:(1)在推(或拉)时,手有什么感觉？同时观察到针筒内气体如何变化？
(2)由此你对针筒内气体的压强与体积的变化及其关系作一推断吗？
实验:用两个可乐塑料瓶,在瓶中各反套一个气球(其中一个瓶底有洞),二人比赛用力吹气球。
问题:为什么比赛结果是使劲吹气的大男生反而不吹不大？(展示两个瓶底)你们发现吹气球的条件有什么不同呢？能作一个解释吗？
很显然,上述二个情景都可能推断出一定量气体的压强与体积的定性关系,但推拉注射器活塞情景能直接观察与体验到筒内气体p.v的变化关系,推断较容易;而吹气球游戏有一定的悬念,能唤起学生探究的兴趣,可是,推断分析较难,学生往往不容易发现研究对象是瓶内封闭气体。究竟取哪一个实验？问题应怎样铺垫才是最有效的,只能视教学对象的实际水平做出选择了。
2.3 进一步开发与拓展数字化实验系统与原有实验整合的功能
运用传感器、数据采集器和计算机作为中学物理实验探究的工具,无论在测量精度上、数据采集的速度上,以及函数图象处理的功能上,与原有实验的测量工具相比,其先进性与不可替代性是显而易见的。但目前从构成实验探究所需的配套装置而言,就显不足和捉襟见肘了。因此,有效的办法是:(1)将原有实验数字化,如自由下落过程中底部有孔的水瓶的失重现象瞬即消逝,很难观察,改用DV摄成视频,慢放显示,效果就非常显著;又如用原有实验中的秒表、刻度尺、单摆等装置研究其周期T与摆长L的关系,可将已采集的数据输入计算机由Excel软件来处理,立即就能获得数学表达式与函数图象,得出结论。(2)将DIS实验系统与原有实验资源整合,以拓展数字化实验系统的功能。如教材中关于机械能守恒定律的实验设计是以DIS实验系统与单摆的装置配套完成实验验证,而现在我们可以形成新的组合,利用位移传感器和数据采集器采集小车在不同表面(粗布面、细布面、木板面)上滑下时各点的高度h与速度v,并由计算机转换与能与机械能随位移变化的图象,以及小车在粗糙程度不同的表面上滑下时,其机械能随位移变化的图象,以及小车在粗糙程度不同的表面上滑下时,其机械能随位移变化的图象。
此时,可组织学生讨论,运用外推的方法,得出在无摩擦阻力的情况下,且只有重力做功时,物体的机械能将守恒的推论。上述整合方式产生的积极效果表现在物理规律的形成更有其内在合理性,学生对科学方法的运用和认识更深刻。
2.4 做好课外小实验、小制作,培养学生的探究能力
在教学中要联系教材,引导学生做一些与教学内容有关的小实验、小制作。用学生熟悉的生活用品做实验,在完成小实验、小制作的过程中,学生必须弄懂实验原理,寻求合适的器材,进行部分加工、组装,在操作过程中不仅培养学生的动手能力,更重要的是培养了学生的创造性思维。例如:在学完托盘天平后,可要求学生利用均匀的小木条或直尺、瓶盖、铁丝、橡皮泥、细线等自制一架简易天平,用它来测量一些物体的质量,并与标准质量进行比较。在小实验、小制作过程中,应培养学生做“一物多用”的实验,充分发挥学生的创造能力。如用一次性针筒就能做中学十几个实验,杨振宁教授说:“自制的仪器永远比买来的好”。
3探究式实验教学的设计原则
3.1 探索性原则
探索性原则是指:设计的实验所包含的物理规律要较隐蔽,实验的条件和结论之间要有较大的距离,解决问题的方法和途径要较模糊,学生需要通过自身的思考才能有新发现。
3.2 科学性原则
科学性原则是指:设计的实验不出现科学性错误,并且具有科学思想和科学方法方面的教育因素。整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离科学基本知识和基本原理以及其它学科领域的基本原则。科学性是设计实验成功的前提。
3.3 简易性原则
简易性原则是指:实验的装置要力求结构简单,操作方便,实验现象和变化过程明显,测量的数据精确,实验误差应在允许范围内,以便于学生在实验观测的基础上,集中注意力进行思考分析,比较总结,探究规律。设计的选题要尽可能与日常生活实际相联系,实验的原理要尽可能在高中物理范围之内。
3.4 趣味性原则
趣味性原则是指:探究性物理实验的设计要充分考虑学生心理特点和认知水平,实验设计要行动、有趣,能使学生在进行实验探究时,自始至终保持很高兴趣。
3.5 发展性原则
发展性原则是指:设计的探究性物理实验应具有促进学生智力和非智力素质的功能。一个设计良好的探究性物理实验不仅应该针对学生心理发展的“现有水平”,更重要的是要针对学生心理发展的“最近发展区”;不仅应该构建起良好的知识结构,包含着促进学生智力发展的知识信息,而且应该营造起亢奋的心理环境,蕴涵着促进学生非智力素质发展情感信息。
3.6 主体性原则
主体性原则是指在中学物理探究性实验教学设计过程中要充分注重学生主体发展,充分发挥学生主观能动性的原则。今天“学生主体、教师主导、发展主线”的“主体性教育”思想己被许多教育工作者所接受。因而,应该从学生的全面发展和个性张扬方面考虑组织、选择和设计教学。
3.7 开放性原则
在当今科技日新月异,学科知识相互交融,教学内容不断更新的时代,物理实验探究式教学也应是一个开放的不断发展的动态系统。因此中学物理探究性实验教学设计过程应遵循开放性原则。在物理课堂教学中,教师可引导学生像科学家那样,把已知的知识当作未知的来探索,把前人做出的结论设计成一个个发展学生思维能力的探究课题。也可以启发学生对课堂教学中的疑难、实验中的异常、社会生活中的有关物理方面的疑点、热点问题进行探索。让学生通过想象、设计、实验、观察、分析、讨论、评估等步骤获得科学结论,体验领悟知识形成的过程,训练科学研究方法,这就是科学探究性的基本思想。
物理教学离开了实验探究将是无源之水,无本之木。对于一些难以说清道明的概念和规律,往往是千言万语说不清,一看实验便分明。我想只要物理老师注意观察生活,扩大视野,注意收集,是可以很好地做到的。
参考文献
[1] 任长松.探究式学习-学生知识的自主建构[M].教育科学出版社,2005,76.
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[3] 丁玉祥.中学物理实验教学目标的分类测量与评价体系[J].教学仪器与实验,2001,12.
[4] 廖伯琴.物理探究式教学设计与案例分析[M].北京:高等教育出版社,2003:15～52.
第2篇：科学小实验原理范文
摘要：在小学教学体系中，科学教学是重要的组成部分。通过开展科学教学，可以激发学生的学习兴趣，提高学生学习主动性和积极性，并能够培养的创新能力、实践能力等，有助于学生综合全面的发展。小学科学教材中包含很多化学知识，而化学的基础则是实验，为此，针对小学科学教学中的趣味化学实验进行了举例和分析，旨在提高科学教学的效率，让学生通过趣味化学实验掌握科学知识。
关键词：小学；科学教学；趣味化学实验；分析
化学是十分重要的基础科学，与天文学、自然地理学、生物学和物理学等学科相互渗透和促进，进而推动了技术和学科的发展[1]。在生活中处处都与化学有关，人们通过学习化学能够对物质世界有更深刻的认识，同时也能够改造物质世界，使人们的生活变得更加丰富多彩，提高人们的生活质量。当前在小学科学教材中很多知识点都与化学有关，但是小学生的认知能力有限，并不能直观的认识化学、了解化学，因此在实际的教学过程中，可以借助趣味化学实验展开教学，教师需要在课前精心设计教学内容，将教材中的知识点与趣味化学实验有效结合在一起，从而让学生在快乐的实验中掌握相关知识，有助于激发学生的学习兴趣和好奇心，使学生积极主动的参与到教学活动中，提高学生的探究能力和动手实践能力，加强对科学知识的深入理解，收获理想的学习效果。
1探究提高型趣味化学实验
在小学科学教学中融入探究提高型趣味化学实验，可以加强学生对化学原理和知识的理解，并可以让学生学习到课本以外的知识，调动学生的学习积极性，让学生主动对知识进行探究和学习，从而锻炼学生的思维活跃性，提高学生学习能力和对事物的认知能力，进一步增强学生的学习兴趣[2]。例如，在学习《化学变化伴随的现象》一课时，为了让学生了解更多的化学现象，体验化学变化，教师可以设计“魔棒点灯”趣味化学实验，具体实验方法是：将高锰酸钾晶体研细，放在蒸发皿上，在晶体上滴入几滴浓硫酸，用玻璃棒轻轻地将高锰酸钾与浓硫酸混合，混合均匀之后用一根较长的金属棒或者玻璃棒沾取混合物，用其点燃灯芯。该实验的原理是：高锰酸钾与浓硫酸混合后会发生化学反应，生成Mn2O7，Mn2O7具有非常强的氧化性，当遇到易燃有机物时会立即发生燃烧现象。
2创新前沿型趣味化学实验
在小学科学教学中进行创新前沿型的趣味化学实验，可以让学生掌握更多生活中的化学知识，了解化学在生活中的实际应用，通过合理的实验设计，让学生在实验的过程中不仅可以体验化学实验的神奇现象，还能认识更多新型的材料[3]。
2.1透明的铝片
该实验是利用草酸让高纯铝片进行阳极氧化，使铝片的厚度变薄，孔径达到100nm以下，进而在电镜下观察到透明的氧化铝薄膜。具体的实验方法为：准备高纯铝片，将其清洗干净并抛光，将处理好的铝片放置到草酸溶液中，通过电流产生电解反应，之后将铝片进行扩孔，最终得到透明的铝片。
2.2污水变纯净水
实验方法：在烧杯中倒入自来水，之后将两三滴红墨水滴入到烧杯中，等待红墨水扩散之后，再将适量的纳米二氧化钛加入其中，稍作等待之后，学生便会发现烧杯中红色的水又重新变回透明色。该实验的原理是：纳米二氧化钛是新型的材料之一，而红墨水之所有会是红色，是由于墨水中含有有机色素，将纳米二氧化钛放入烧杯中，可见光可以使其产生催化作用，故而降解红色墨水，使其生成二氧化碳和无害无色的水，达到污水处理的效果。通过“污水变纯净水”的趣味化学实验，学生可以通过神奇的化学现象理解污水处理原理，并能够让学生了解到更多生活中的知识，培养学生珍惜水资源的意识，扩宽学生的知识面和视野[4]。
3巩固知识型趣味化学实验
将趣味化学实验与教材内容有机结合，能够加深学生对教学内容的理解，同时也能够使教学内容变得更多丰富多彩，充分吸引学生的注意力，进而取得良好的教学效果。
3.1废旧饮料罐制作净水剂
在学习《饮料罐的故事》一课时，教师可以让学生进行废旧饮料罐制作净水剂的趣味实验，从而让学生了解到饮料罐的诸多用途，提高学生的环保意识。该实验的操作方法是：将饮料罐剪下一块打磨干净，溶于硫酸和氢氧化钠当中，用酒精灯稍稍加热至完全溶解，之后放于冰水中，过滤析出结晶，得到硫酸铝钾（净水剂），在浑浊的污水中放入净水剂，学生可以看到浑浊的水逐渐变得清澈透明。该实验的原理是：硫酸和氢氧化钾可以使铝（饮料罐）溶解，得到硫酸铝钾，再经过水解之后得到氢氧化铝，氢氧化铝的吸附性很强，因此可以起到净化污水的效果[5]。
3.2红糖制白糖
在学习《各种各样的液体》一课时，教师可以做“红糖制白糖”趣味化学实验。在小烧杯中放入红糖和水，加热溶解红糖，再将活性炭放入其中，用玻璃棒搅拌，之后过滤浑浊的红糖水，得到无色液体，在水浴中蒸发浓缩滤液，剩余25%时不再加热，让烧杯自然冷却之后析出白糖。该实验原理是：利用活性炭来吸附红糖溶液中的有色物质，通过过滤、浓缩和冷却后得到白糖。
3.3烧不坏的手帕
在学习《雨天中的布料》一课时，通过教师让学生对各种布料的渗透情况进行测试之后，学生很容易掌握了“雨天中的布料”特点，这时教师可以利用趣味化学实验来加深学生对知识的理解，同时也能够学会新的知识。在做“烧不坏的手帕”化学实验过程中，教师准备酒精灯、酒精、水、镊子、手帕等实验材料，将水和95%的酒精进行混合，比例为1：2，将手帕浸泡在混合液当中，之后利用镊子夹住手帕的一角，让酒精灯对手帕进行均匀的燃烧，边燃边摇动，学生会发现手帕不怕火烧，依旧完好无损[6]。这时学生不禁会产生疑问，为什么手帕不会燃烧起来呢？教师为学生解释其原理，由于手帕上沾染了大量的乙醇，乙醇燃烧会使水蒸气蒸发，而通过来回摇动手帕带走了大量的热，因此手帕的温度达不到着火点，所以便出现了“烧不坏的手帕”这一现象。
4结语
在小学科学教材中有很多知识点都与化学有关，而化学的学习离不开实验，因此，将趣味化学实验融入到小学科学教学中，通过神奇的化学现象可以有效激发学生的学习兴趣，并能够加深学生对教学内容的理解，让学生掌握更多课本以外的知识，拓宽学生的知识面。通过进行趣味化学实验，还能活跃课堂教学气氛，提高学生学习积极性，培养学生的实践能力、思维能力等，有助于学生综合全面的发展，同时也能够进一步提高小学科学教学的质量和效率。
参考文献
[1]张树军.例举小学科学教育中的趣味化学实验[J].速读旬刊,2017(5).
[2]周速施.小学科学课堂趣味实验教学策略分析[J].读写算:教师版,2017(31):248-248.
[3]高思山.小学科学实验教学有效性分析[J].吉林教育,2017(30).
[4]房筱梅.小学科学课堂趣味实验教学策略探析[J].小学科学:教师版,2016(4):39-39.
[5]高洁.论化学实验教学功能的发挥——以小学科学教学为例[J].西部素质教育,2016,2(14):101-101.
第3篇：科学小实验原理范文
一、在实验教学环中更好的为学生构建知识体系 在化工原理的实验教学中不能一味的追求作出实验的结果,其中应更加注重理论和实际的结合。《化工原理》课程本身就是一门综合学科,其中的理论知识和工程的方法既需要多学科作为支撑,又需要有新的理解和研究方法,因此构建学生和知识体系的重要性并不低于动手的实验本身。因此,在开设实验课之前应该对过去的知识进行梳理,提出相关的公式的相关性以及工程中的区别,在了解实验设备的前提下进行实践,对实际工厂中的生产设备有所了解,再去通过实验去了解怎样通过其去解决实际的问题。
二、随着科技日新月异的发展,计算机模拟技术已经很成熟,在很多的实际科研中已经取得了很多成果,对实际的生产起到了辅助甚至预测作用。并且在化工原理实验课往往受到场地和实验装置的限制,很难让每个学生真正的完成整个实验。因此引入计算机模拟可以解决这两个方面的问题。其对于提高整体教学效果的作用是非常明显的。在很大程度上,计算机模拟技术可以辅助仿真实验,在构建模型的基础上能让同学们更好的理解整个过程中生产设备的运作和在使用上,更好的结合实际的情况和理论的结合。其能不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。化工原理实验教学中开展仿真实验和计算机模拟结合应该会成为化工原理实验教学改革的新方向。
三、采用分讨论小组的实验教学模式 为了培养学生的兴趣和创新力,争取逐步建成更完善的学习小组,根据学生的实际情况对学生进行分组,对实验的理论、过程、和能应用的场合进行讨论和汇报。合理安排学习讨论内容 [1]:基本实验,对所学的知识进行汇总,处理数据得出实验结果。[2]总结公式对比实验式、理论式、经验式,将用到的公式进行汇总,构建简单的模拟模型,用计算机模拟实际情况。[3]将实验中的知识结合实际,探讨其在实际中的应用,和在实际生产工程中应用可能出现的问题,解决方法。
第4篇：科学小实验原理范文
1 引 言
新课程标准（征求意见稿）提出了培养学生核心素养的要求，具体包括物质观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等4个方面。加强实验教学是发展学生物理核心素养的有效途径。实验是物理教学的基石，同时也是物理学科的魅力所在。在教学现实中，由于学生实验能力、思维水平的不足，造成实验教学成为初中物理教学的难点。如何才能提升物理实验教学的效率，一直是摆在初中物理教师面前的课题，也是初中物理教师一直努力突破的教学难题之一。只有提升了实验教学效率，实验的物理教学基础性地位方能体现出来，也才能够为物理教学服务。
在教学实践中发现，要提升实验教学效果，可以有很多改善的方法，比如：增强实验的趣味性、增加生生和师生合作互动等，但实验教学难点突破的关键在于学生要清楚为什么要这样做，即清楚实验原理、实验操作等背后的原因。为此可以在实验教学中设计问题，以问题为任务驱动，通过问题驱动，引导学生思考、主动投入课堂，通过思考搞清楚实验原理、实验操作背后隐藏的道理，有利于学生内化知识、理解原理、掌握方法、发展思维能力，从而落实在课堂教学中培养学生物理学科核心素养的目的。
本文以初中物理八年级下册“探究影响摩擦力大小的因素”为例，从问题引导猜想、理解原理、实验器材选择、实验操作、实验数据处理与实验结论分析、改良实验等多个方面说明问题引导下的实验探究教学。
2 问题引导理解原理培养物理观念发展思维能力
实验原理的理解对于实验教学而言十分重要，只有理解了实验原理学生才可能掌握实验，才能做到实验原理的迁移和融会贯通。实验教学中，通过设置问题，引导学生思考，改变了填鸭式灌输实验原理的做法，有利于提升实验教学的效率。以问题为驱动，较好地调动了学生的主观能动性，提高学生课堂参与的程度，能较好地突出学生的主体地位和教师的主导作用，更重要的是有利于学生透彻理解实验原理，明白“是什么”，更清楚“为什么”，理清了实验的逻辑，促进思维能力的发展。
在“探究影响摩擦力大小的因素”实验中，可设置如下问题引导学生理解实验原理。本实验中如何测出摩擦力的大小？利用了什么原理？实验操作的关键点在哪里？通过这几个问题可以让学生明白实验中，要测摩擦力需要用到弹簧测力计，但是摩擦力不能直接测量，所以需要让物体做匀速直线运动，根据二力平衡，把摩擦力的测量转化为拉力的测量。实验中最关键的操作是要让物体做匀速直线运动。
3 问题驱动引导实验过程培养科学探究能力
科学探究包括问题、证据、解释、交流等方面的要素。具体指提出科学问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
3.1 问题引导猜想培养科学探究能力
物理方法的习得对学生的影响，远超过物理知识本身，若干年后，学生忘记了物理知识，但是物理方法却依然在不经意之间就用到，即学生所习得的物理方法将会成为学生的缄默知识。故而，实验教学中应该抓住一切契机向学生渗透科学方法。猜想是一种十分重要的物理方法，也是十分重要的科学探究方法。猜想不是胡思乱想，教师应该根据学生的知识基础、生活经验设计合理的物理情景，并在此基础上设问引导学生进行有理有据的猜想。
在“探究影响摩擦力大小的因素”实验中，首先学生要知道需要探究摩擦力与哪些量之间的关系，这就要需要学生进行猜想。为了不让学生胡思乱想，可设计如下情景：
1.到了小组换座位的时候，当你推桌子时，桌子越重，推桌子感觉越费劲还是越轻松？
2.推着箱子在水平地面上走，地面越粗糙感觉越费劲还是越轻松？
接着追问，通过以上例子，你认为摩擦力的大小可能与哪些因素有关？通过梳理学生的猜想，分析后确定影响摩擦力大小的因素有：压力大小、接触面的粗糙程度。
3.2 问题引导实验器材选择
实验器材的合理选择是设计实验方案的重要前提。实验教学中通过设置问题，要学生思考需要什么器材，为什么要用这个器材，还可以用什么器材？问题驱动下的思考避免死记硬背实验器材的机械学习，对提升实验教学的效率，落实科学探究能力的培养大有帮助。
在“探究影响摩擦力大小的因素”实验中，学生通过猜想已经知道摩擦力与接触面的?毫Υ笮 ⒔哟ッ娴拇植诔潭扔泄亍K?以，实验中需要测出摩擦力、需要改变压力、改变接触面的粗糙程度。实验器材的选取环节可以设置如下问题引导学生思考：测摩擦力的大小需要什么器材？如何增大物体与接触面的压力？如何改变接触面的粗糙程度？通过思考，学生知道：要测摩擦力需要弹簧测力计，要改变压力大小需要有配重的物体（如：钩码），需要改变接触面的粗糙程度就需要有不同的接触面（具体做法是在长木板上垫毛巾、玻璃等）。通过这些问题的思考后实验器材的选择便水到渠成。
3.3 问题引导实验操作
实验操作是实验教学的核心和关键环节，如果只是让学生按照教师的要求一步步机械地往后做，不清楚为何要这样做，这样学生的记忆会是短暂的，即使记住了学生也不会融会贯通，更不能把实验中的实验方法迁移到新的实验探究中，这样的实验教学是低效的，甚至是没有什么实质意义的。通过问题驱动思考，让学生明白实验操作背后的道理、逻辑，可以促进学生对实验原理、实验方法的理解，促进学生对实验方法的融会贯通、举一反三。
在“探究影响摩擦力大小的因素”实验中，可通过如下问题引导学生思考、设计实验操作步骤。要探究摩擦力大小与压力大小、接触面的粗糙程度之间的关系，应该采用什么探究方法？引导学生得出控制变量法后，可追问如下问题：物体在水平面上匀速直线运动接触面的压力等于多少？要探究摩擦力大小与压力大小的关系，应该改变什么？如何改变？保持什么不变？要探究摩擦力与接触面的粗糙程度的?P系，应该改变什么？如何改变？保持什么不变？通过问题的思考后，引导学生得出如下操作步骤：
1.测量摩擦力大小
用弹簧测力计拉着木块使其在水平木板上沿水平方向保持做匀速直线运动，如图1所示。记下此时测力计的示数，根据学生已经学过的二力平衡容易得出：测力计的示数即为木块所受到的摩擦力的大小。
2.探究摩擦力大小与压力的关系
保持接触面不变，改变物体对接触面的压力大小。将钩码添加到木块上，重复步骤1。添加不同质量的钩码，多做几次。
3.探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
保持正压力不变（不增加或减少木块上的钩码质量），改变接触面的粗糙程度。
（1）将毛巾铺放到木板上，再重复步骤1。
（2）将玻璃铺放到木板上，再重复步骤1。
3.4 问题引导实验数据记录和实验结论分析
实验数据的记录、处理、分析得出结论，是一个探究实验的收官环节，也是十分重要的环节。实验教学中，不能做完实验之后教师包办代替分析得出结论。只有让学生自己分析得出结论学生的探究实验才算成功，也才能在数据分析中习得数据处理的方法，也会对实验结论记忆深刻，这样实验探究才算有意义。在这一环节，可以通过问题引导学生思考，给学生留白，把思考、分析的机会和时间还给学生，发挥学生的智慧。这样更能激发学生乐意学习的态度，激发学生学习物理、参与实验的积极性。
在“探究影响摩擦力大小的因素”实验中，可设置如下问题：请设计一个表格记录实验数据，并与你的小伙伴分享交流，看看各自的优劣，并改善。经过学生的独立设计、同伴交流，并在教师的指导下，最终呈现如下记录数据的表格（如表1）。
4 问题引导改良实验培养科学态度与责任
第5篇：科学小实验原理范文
1模拟实验的含义和特点
在科学探索的过程中，许多问题单凭简单观察是很难得出正确结论的，这就需要通过一系列实验来探究。在难以直接用研究对象做进一步探究时，通常可选择具有相似性的模型做实验，如模仿实验研究的对象制作模型或者模仿实验中的某些条件来进行实验。模拟实验是科学探索中最基本的实验方法之一，从实验的方式上可以分为数据模拟、实物模拟、情境模拟等。模拟实验是对直接实验的进一步扩充，有利于研究微观或宏观的事物，具有一定的实践性和探究性；同时有利于提升学生的想象力、观察力和判断力，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，启迪学生的创造性思维，培养其动手操作能力及创新能力。选择的实验材料与研究对象的原型具有相似性。做实验时，要研究的问题往往很复杂，有着众多的影响因素。为方便分析研究，要将实验中的一些条件化繁为简，在遵循保持决定事物本质属性不变的基础上，将一些复杂的实际问题转化为理想的简单问题，排除一些次要因素以及偶然因素对实验的影响。可将模拟过程清晰地展示出来，具有很强的直观性。受年龄特点的影响，小学生对直观的现象容易理解，而模拟实验能够还原研究对象的本质特点，将实验过程完整无误地呈现出来。模拟实验让学生亲身去演绎模拟实验，形象直观地体会到实验完整的变化过程。可将探索过程得到的结果类推到原型中去，锻炼学生的思维。在教学过程中利用模拟实验的方法探究事物，既能得到研究结果，让学生体验探索的过程，也大大提升了学生观察与分析事物的能力、自主设计实验的能力以及利用模拟实验的方法揭示事物本质的能力。例如：学习《在星空中》时，在课堂上无法直接去观察天空中的北斗七星。于是，教师可引导学生通过建立一个星座模型来观察北斗七星。通过模拟实验，可将得到的结论类推到所要研究的原型中，从而揭示所要研究事物的本质属性。
2模拟实验的一般步骤
一是理解原型。理解是建立模拟实验的基础。只有了解研究对象的客观现象，认识其本质，才能准确地描述原型，建立对应的模型，从而进行模拟实验。如果把模型中各个部分看成一个要素，各个要素又具有其特殊的作用，而每个要素之间又相互联系、相互作用，那么在建立模型时，就要根据研究对象各要素之间的关系，对应地去建立模型，使模型各要素之间也具有与此相对应的联系。因此在建立模型前，教师应引导学生充分了解所要研究对象的客观现象，并掌握产生这一现象的原因及原理。二是建构模型。模型是对所要研究的对象进行简单化的模拟。模型可能是一个计划、一个装置、一个草图，甚至可能只是一个想象，但其却具有巨大的价值，能帮助学生理解原型的本质特点。在实验的过程中，教师应帮助学生挖掘相关素材，引导其设计出周密的研究计划，选择恰当的工具和材料进行模拟实验，并了解所选用的材料与原型中的哪个要素相对应，从而通过想象、对比、模仿等手段与所研究对象建立联系，从而研究出原型的本质，找出规律，得出结论。建立模型是进行实验的最基本的前提，而实验结果的准确性也取决于模型与原型的相似度或模仿条件的真实程度，因此在建立模型时应注意实验模型或实验条件与原型的相似程度，进而增强模拟实验的可信度。三是实验并记录。在做模拟实验时，应按照实验步骤运用模型，按照原型的本质属性及规律进行推测性模拟。四是形成认识。通过建立模型、实验记录，把所观测到的现象进行整理，通过归纳推理得出结论，从而验证模拟实验中原型的本质特征，最终形成正确的认识。五是模拟还原。引导学生将模拟实验与客观事物进行对比，使学生认识到模拟实验具有很大的理想成分，是将研究的对象进行了“概括”，对实验环境做出一定的“限制”，将复杂的实验过程简单化，是一个理想实验。作为教师，应引导学生从实验中走出来，将研究结果进行推广，并还原到所要研究的原型中去。
3模拟实验的作用
第6篇：科学小实验原理范文
[关键词]卓越工程师；微机原理；教学改革；教学方法
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0094-03
“卓越计算机科学与技术工程师”（以下简称为“卓越计科工程师”）专业是西南科技大学省级“卓越工程师教育培养计划”试点专业之一，旨在培养具有系统的理论、工程技术基础、良好的职业素养以及科技创新精神的工程师人才。培养模式采用“3+1”培养模式（三年在学校进行学习，最后一年在企业进行联合培养），着重培养学生的个性发展以及实践和创新意识，更深层次的挖掘学生才能，使学生能够全面均衡的发展，培养满足企业需求的工程师。“微机原理”课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程，主要介绍微型计算机的基本概念、基本工作原理及接口技术。通过本课程的学习，使学生能够从应用的角度出发，在理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术；初步掌握汇编语言程序设计的基本方法和上机调试过程；建立微机整体概念，具备利用微机进行硬、软件开发的初步能力。[1]
一、微机原理课程教学中存在的问题
经过多年的微机原理课程教学，笔者发现大多数学生对“微机原理”课程的学习积极性差，教学效果不好，学生反映课程内容比较抽象难以理解，学起来枯燥缺乏兴趣，实验形式单一、方法单调，因而对课程的学习兴趣大大降低。[2] [3]其存在的问题主要有以下几点。
（一）学习主动性、积极性低
首先，“微机原理”课程教学内容综合了微型计算机软、硬件的理论知识，要求学生既要掌握扎实的计算机硬件理论知识，又要有良好的面向机器语言进行程序设计的能力。这对于大多数没有实践经验，特别是基础又不扎实的学生而言，就会觉得这门课程内容很抽象、难懂，因而导致学习兴趣下降，学习主动性、积极性低。其次，课程内容多，知识点比较散乱，班级容量大（大班教学），教学主要以“老师讲”为主，学生参与互动、讨论少。
（二）实验教学设计不合理
课程以理论教学为主，实验教学安排内容比较少，并且在实验教学环节上主要安排验证性实验。这使得学生不用自己设计实验控制电路和控制程度，阻碍了学生发散思维。同时，学生对于实验只是走过场，不用自己动脑，时间长了就会使学生产生惰性。因此，实验教学起不到融合、验证和巩固理论知识的目的。
（三）考核方式不合理
该课程的考核包括理论和实验两部分，理论成绩由平时成绩、期末考试成绩按不同比例构成。期末考试成绩占总成绩的70%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩只占总成绩的 10%。因此导致教学过程管理薄弱，对教学过程考核检查不足，学生只重视期末考试成绩，其结果是对以后课程的学习和企业实训起不到铺垫作用。
二、教学改革方案
科学合理的课程教学设计、教学内容、教学方法和考试方式对于“卓越计科工程师”专业的学生掌握微机原理具有十分重要的意义。面向“卓越计科工程师”专业的“微机原理”课程的教学方案应着眼于四个课堂的有机结合，落脚点为课堂教学、实验教学、课外科技创新实践与企业实训，注重培养学生的个性化发展和自主学习。同时，以培养满足企业需求的工程师为目标，以学生实践和创新意识为主线构建课程的教学内容，以“应用”为主导选择课程的教学方法。
（一）以学生实践和创新意识为主线构建课程的教学内容
第一次课进行学前动员，不立刻讲授课程的内容，而是对课程作整体性、概括性的介绍，使学生明白课程的重要性及特点，让学生明白学习本课程对于熟悉和掌握现代计算机的基本概念和技术以及学习后续相关课程均具有重要意义。这样做能有的放矢，激发学生学习的动力。第一次课后，学生就会以主动和比较轻松的心态来学习后续章节的内容。
“微机原理”的基本理论与核心接口技术是课程重点讲授的内容，同时适当引入现代高性能和多核微处理器的先进技术及典型结构。现实中存在多种类型的微型计算机，但不论是哪种微机，都包含微处理器、存储器、并行/串行接口、定时器/计数器电路、A / D与D / A转换电路等几大模块，其对应的章节包括计算机的基本组成及工作过程、微处理器结构、指令系统、汇编语言程序设计、存储器、输入与输出、可编程I / O接口电路、A / D与D / A转换电路、总线及常见总线标准和高性能微处理器的先进技术及典型结构等。对于这些章节，重点讲授计算机的基本组成及工作过程、微处理器结构、存储器、接口技术。在学习各个知识点时，既要强调其是“基本理论”，又要要求进行“实践”。“卓越计科工程师”专业在进校的第三学期开设“数字电路和模拟电路”课程，学生对微型计算机硬件电路组成已有初步了解。在讲授“微机原理”的过程中，结合“数字电路和模拟电路”来讲解，能使学生对微机原理有一个感性认识，也加深对微型计算机组成原理的理解。如硬布线控制器原理，主要由环形脉冲发生器、指令译码器和微命令编码器组成，学生很难理解它的实质。这时就可以将硬布线控制器中的电路原理直观地展现给学生，方便学生理解记忆。在讲授微机基本原理和接口技术的同时，适当引入一些目前应用的新理论和新技术，让学生了解微型计算机的发展最新趋势，进一步激发学生的学习动力。如讲存储器时，可加入虚拟存储技术和云存储等新技术。
（二）以培养满足企业需求的工程师为目标加强实践教学
从教学课时和教学内容上加强实践教学。“微机原理”除了一些基本原理外，主要介绍各种接口技术，而这些接口技术在理论课中只抽象地介绍接口的工作原理，因而必须通过实践，让学生来设计接口电路，编写接口程序，少讲多实践，以此加深对微机接口技术的理解。具体的实验项目有微机仿真开发系统应用、模数与数模转换、键盘显示器接口、微机串行口通信、PCI设备操作、可编程并行接口、可编程定时 / 计数器与中断控制和基于微机的串行口通信8个单元实验，以及1个基于微机或单片机系统的自选题目的综合实验。实验项目多，需增加教学的学时。
微机原理实践教学平台可以有多种，包括固定结构的实验箱、软件仿真实验、基于FPGA的在线实验和基于E-Lab的硬仿真软件。[4]其中基于FPGA的在线实验和E-Lab的硬仿真软件实践教学模式充分利用现代信息技术，同时也保留了传统固定结构的实验箱模式的优点，可为实验教学提供实践平台，为“卓越计科工程师”专业学生设计多层次的实验项目。第一层次的实验主要为基础单元实验，主要包括：①数模和模数转换接口实验，实验目的是深化数模和模数转换电路的基本原理和接口方法、模数和数模转换芯片（ADC0809、DAC0832）的工作性能，掌握模数和数模转换的编程方法；②键盘显示器接口实验，实验目的是掌握键盘显示接口芯片8279与单片机的硬件连接方法、8279的编程方法，以及单片机内部定时器的使用方法；③微机串行口通信实验，实验目的是深化异步串行通讯的基本原理，掌握用微机串行口设计实现异步串行通信的方法，掌握串行接口芯片8251的工作原理和使用方法；④PCI设备操作实验，实验目的是了解PCI设备的工作原理和自动配置过程，掌握PCI BIOS的使用方法，熟悉自行开发的PCI实验接口卡的使用，为后续实验打下基础；⑤可编程并行接口实验，实验目的是深化并行接口的基本原理和实现方法，掌握并行接口芯片8255工作原理和使用方法；⑥可编程定时 / 计数器与中断控制实验，实验目的是深化PC机中断系统的基本原理，学会编写中断服务程序，掌握定时 / 计数器芯片8253的基本工作原理和使用方法。第二层次的实验是系统综合实验，通过学生自己动手，建立微机系统整体概念，训练系统综合设计能力和创新能力，如基于实验平台，自行完成实验项目（参考项目名称：电子琴、步进电机控制、温度控制系统、数字录音机、电子游戏等）。第三层次的实验是基于微型计算机的嵌入式系统设计实验。上面的前两个层次的实验面向所有学生，最后一个层次的实验主要针对创新和实践能力较强的学生设置。
（三）以“应用”为主导选择课程的教学方法
1.角色变换与混合式教学方法相结合。首先，教师要完成从“以教师为中心”的传统教学观念转变到“以学生为中心”的新观念。其次，教师要完成角色的变换，从以讲台为主的角色转变为指导为主的角色，教师在课程教学过程中主要发挥讨论、评价、导论的作用，对学生的学习进行指导、互动和示范，当好学生的课程学习服务员。再次，最重要的是要变革课堂教学方式，利用基于MOOC开放课程资源和翻转式 / 混合式教学模式提高课程教学效果。基于MOOC开放课程资源和翻转式 / 混合式教学模式的核心是让学生成为学习的主人，学生除了课堂时间外，还可以利用个性化时间和碎片时间进行课程学习。同时，学生自学、相互学习、师生互动、学生与学生互动及教师指导成为重要的学习方法。[5] [6]
2.学生以小组形式进行学习。“卓越计科工程师”专业培养具有扎实的计算机科学与技术理论基础，系统熟练地掌握计算机科学与技术学科专门知识及基本技能，并具备团队协作和有效交流能力、优秀的科学文化素质及创新实践能力，能从事软硬件工程技术研制、设计、开发、管理、服务等工作的应用型、复合型的高级技术人才。由于软硬件开发和管理是一项复杂性系统工作，这就要求开发和管理人员具备很强的创新实践能力、团队合作能力、自学能力以及组织协调能力。学生以学习小组形式进行学习可以很好训练学生的这些能力。把班级学生按照性别比例、性格特长、宿舍、成绩、团结协作能力等均衡合理划分各学习小组（3到5人为一组较为合适）。在课堂上，主要以小组为单位进行讨论、提问，同样在实验及课后作业或基于MOOC开放课程资源学习等上也还是主要以小组为单位，在课程结束后以小组为单位进行课程考核。为了能让小组的每一个成员有机会得到能力的锻炼，在进行提问、讨论、实验等教学过程中小组成员必须轮换阐述本小组学习成果及观点。这样的学习方法会使那些学差生在小组其他学生的帮助下变得主动学习。
（四）以考核学生创新能力为原则突出项目实践成绩
现有的考核方式（期末考试成绩占总成绩的70%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩只占总成绩的10%）忽视了课程教学过程的重要性，只重视课程基本理论教学，轻视教学实践，重视知识概念的记忆，轻视创新实践能力。因此对于“卓越计科工程师”专业学生的培养来说，应建立以学生创新实践能力为导向，以注重学生能力考核为主的考核方案，切实培养学生的团队协作、有效交流、创新、实践等能力。可将考核成绩中平时成绩占总评比例的10%增加至30%，其中平时成绩主要由课堂参与小组讨论、回答问题、参与课堂互动、课堂作业、出勤、阶段性大作业情况等共同构成，降低期末考试比例，并且在期末试卷中增加主观题的考查内容。同时，在实践考核中，不能仅仅以实验结果来判断学生实践成绩，而是应该注重考核学生分析问题、解决问题的能力，突出项目实践成绩。
（五）锻炼学生社会适应性能力和培养自学能力
科学技术的发展日新月异，竞争日益激烈，人们要跟上不断发展变化的社会，就需要自学。就“微机原理”课程的学习内容和学习要求来说，相对中学课程内容的学习比较灵活，发挥的空间大。因此，课程教学过程中应鼓励学生自学与课程相关和感兴趣的知识，这对于提高学生科学素质和专业技术能力是非常有帮助的。首先，教师在专业课程的教学中让学生意识到自学的关键性。其次，结合MOOC开放课程资源，让学生自主学习本课程或相关课程知识点，布置适量课后作业或课后论文，让学生自主完成。最后，教师要检查学生课程的自学情况。检查形式可多样，如组织讨论、QQ群互动或开报告会等，鼓励学生阐述通过自学所得，以此进一步激发学生的自学热情。
在“微机原理”课程中，从教学计划的制订，到使用灵活的教学方法，科学合理地进行教学改革实践，不仅能够提高学生学习这门课的兴趣和热情，而且对学生实践创新能力的培养是一个有益的尝试。同时，也培养了学生的创新思维和创新能力，更深层次的挖掘学生才能，使学生能够全面均衡的发展。随着信息技术的发展，“微机原理”课程教学改革的探索还在继续。只有寻求更科学合理的教学改革方案，才能够有效的提高教学质量，以达到“卓越计科工程师”人才培养的目的。
[ 注 释 ]
[1] 侯利娟.《微机原理与接口技术》课程教学方法改革初探[J].教育教学研究，2011（12）：120-121.
[2] 李秋洁.“微机原理及接口技术”课程教学探讨[J].教育教学论坛，2015（4）：127-128.
[3] 韩松.“微机原理与接口技术”教学改革与探讨[J].中国电力教育，2012（10）：36-38.
[4] 周丽涛，刘越，彭立宏.探索MOOC在计算机实践教学中的应用[J].计算机工程与科学，2014（4）：118-122.
第7篇：科学小实验原理范文
研究性学习能突出学生在教育中的主体地位，为学生提供自由活动的空间，优化学生的智能结构，在当前，它代表了教育改革的方向，那么，在初中物理教学中，如何开发和实施研究性的学习呢？爱因斯坦有句名言：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”在物理研究性学习中，首先要解决的便是研究课题的提出，下面，结合初中物理教学实践，我认为研究性学习应包括课题的提出，课题的选择，探索课题和教师原则指导四个环节。
一、课题的提出
由于研究性学习的开放性，我们往往是首先寻找课题，简单的说，就是提出问题。我认为，它大致来源于以下几个方面：、
1．物理教材内部
物理是一门以实验为主的基础性学科，在九年义务教育人教版初二物理教材中，物理的定义是：研究的是关于力的、声的、热的、光的、电的现象，找出它们发生的原因，并研究怎样利用它们来为人类服务。在课本上，很多实验或问题的探究本身就是一个研究性学习课题，下面我列举一些初二物理课本上出现的研究性课题：
类别
页面
课题
实验
11
如何利用刻度尺和三角板测出硬币的直径
小实验
13
用自制的卷尺测量身高，要求比较起床后和临睡前的身高有何不同。
习题
14
怎样用刻度尺测乒乓球的直径
小实验
27
测自己的步行速度
小实验
42
用烧瓶和铃铛做真空不能传声实验
小实验
60
纸锅烧水
小实验
78
制作针孔像机和潜望镜
习题
79
用手电筒和平面镜白纸做漫反射和镜面反射实验
小实验
97
自制平行光源和磨制冰透镜、研究物体的颜色
小实验
112
自制天平和量筒
小实验
129
橡皮筋测力计
小实验
142
筷子提米，巧找重心
小实验
158
个人对地面的压强是多大
小实验
173
观察大气压强随高度的变化
小实验
188
自制潜水艇模型和密度计
小实验
201
研究自行车的构造
小实验
218
比比谁的功率大
以上我列出了初二物理课本将近二十个实验，都是课本提出来供学生进行探究学习的。让学生进行探究性的学习，可以使学生在经过自己的一番努力之后，能够尝到成功的喜悦。
2．物理学与其它学科的交汇点
由于物理是自然科学的基础学科之一，它与其他学科的交汇点有许多可供研究的课题。这也与当前的跨学科综合不谋而合。例如，我们可以让初中学生适当的利用互联网资源优势，由老师布置题目，如：21世纪的交通、航天技术的发展、空间技术和我们的生活等为题。让他们自己去寻找资料，自己研究，从而写出这些方面的小论文和自己对未来的设想。
3．物理学科与新技术的交汇点
科技发展日新月异，但总离不开物理学的基本原理，在讲授第一章测量，讲到纳米这个单位，我们可以借机介绍一下纳米技术。并建议同学们努力学习本领，立志探究这一高科技领域。
4．物理学与社会生活的交汇点
学生学习了第3章噪声之后，知道了人类的四大公害：水污染、噪声、大气污染和固体废弃物污染，只有人人遵守社会公德，共同保护环境，我们的家园才会蓝天碧水。这时教师可以向学生布置课题：①研究我们家乡浏阳河的污染情况；②我们学校有哪些噪声；③我们平常有哪些对环境污染的不良习惯；④农村对垃圾的处理的方式科学吗？等。
5．物理学与生活的交汇点
物理是一门实践性很强的学科，研究性学习应成为联系物理学和日常生活的纽带。如吹肥皂泡，细心的人便会观察：肥皂为什么是球形的，吹出后为什么总是先升后降，为什么有时无色，其至是暗淡的？所以在学习了“光的反射与折射”后可让学生以肥皂泡为题，让学生感到物理学与生活息息相关；又如，学习了物质间的三态变化后，学生就能解释露珠、霜、大雾、冬天人呼出的“白气”到底是不是水蒸气，等形成的原因。
二、课题的选择
我认为，初中学生选择研究性课题应遵守以下原则：
1．主体性原则
研究性学习区别于常规教学的一个很重要的特点，就是学生拥有自主选择课题，确定行动方案，自主动手操作，选择合作伙伴的权利，便于发挥学生的主体作用，因此，应允许对同一活动主题出现几个层次不同的课题，确定的研究课题应能照顾到不同学生的个别差异。
2．发展性原则
研究性学习的目的，就是要使学习者在掌握知识技能的基础上，智力因素与非智力因素得协调发展和共同提高，所以可采用多种研究形式使其了解科学方法，丰富情感体验，培养多种能力，因此确定的研究课题，应含更多的教育因素，能更好地使学生各方面全面发展。
3．实践性原则
研究性学习一般应能很好的体现物理与技术、社会关系、要引导学生接触社会、认识社会、关注社会问题，获得关于社会及科技进步的直接经验，使学生在动手、动脑，体验的同时真切的体会到物理知识对人类的作用，对社会进步的推动作用，真切地体会到知识的力量。
4．可行性原则
选择研究课题时，应充分考虑到每个学生原有的知识水平，兴趣特长，学校及社区现有的教学资源，教师及指导专家的指导水平，使研究性学习真正能落到实处。
三、探索课题
在确定课题后，学生应该进行解决问题的方案设计。首先，我们要求学生搜集与问题相关的资料，或通过设计实验来解决为什么，或由学校组织教师或专家学者来校进行讲座，或者通过互联网进行讨论，征集意见。提出方案后，还应送交物理教师进行相关的审核，以免提出违背科学规律的问题。
四、教师指导
第8篇：科学小实验原理范文
关键词：中学物理；失败实验：原因；运用
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2012)3(S)-0006-3
失败实验是指由于某些原因造成没有成功的实验，它包括偶然的实验失败和为了某种教学目的而人为的实验失败。中学物理教学经常会发生实验的失败，如果教师对其缺乏正确引导和应用，往往会造成教学难以为继。然而失败实验如果应用得当，则可以与成功实验相辅相成，甚至可以起到成功实验难以达到的教学功能。因此，探讨失败实验在教学中的应用是一个很有意义的问题。
1 失败实验的原因
造成实验失败的原因是多种多样的，主要有以下几种：
1.1实验设备故障
实验时设备发生故障是实验失败的主要原因之一。例如用“电磁振荡”演示仪做一个LC回路的电磁振荡实验，主要是用灵敏电流计来观察电流的变化(方向不断改变、大小不断减小)。但笔者有一次上课时插上电源，打开电源开关，接着合上LC回路的开关后，电流表上的电流来回变化，可指针振幅较小。通过调节，振幅逐渐增大，可就在此时，电流表指针突然不偏了。当时查不出问题在哪里，课后发现原来是插座的保险丝断了。这类情况在电学实验中是会发生的。
1.2实验条件不适宜
实验的某些条件或周围环境条件(如空气湿度和光照)不适宜也往往造成实验的失败。例如在做“决定电容器电容大小因素”的实验时，往往会遇到这样的情况：当增大两极板间距离时，静电计指针并没有如预期那样变大。从原理上分析：依据CocS／d，当两极板间距离增大时电容C会随之变小，再由U=q／C可知，电势差U将变大，而实验中指针往往没有什么大的变化。原来，该实验需要在干燥的环境中进行，实验前要将金属板烘烤，以驱除潮气，否则电容器极板上的电荷容易漏掉。如果上课前没烘烤金属板，容易造成实验现象不明显甚至失败。
1.3实验设计不合理
实验设计不够合理也会造成实验不成功。例如在测定一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积时，用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人小量筒中，笔者实践发现，使用注射器时，如施加在活塞上的压力如果控制不当，从针头出来的油酸酒精溶液就会时而成滴，时而喷射，实验往往半途而废。
1.4准备不充分或遇偶发事件
演示实验要充分准备，以确保实验成功。若准备不够充分或大意则很可能造成实验失败。譬如在演示“凝固和熔化”中海波熔化过程，笔者在另一个班级刚做过该实验，试管中的海波倒掉后没有洗刷便直接倒入新的海波。加热用的水是从教室的饮水机上接的，约有60～70℃。第二分钟时，海波便开始熔化了，并且温度计的示数在不断升高。这样就不能演示出如下现象：当海波加热至熔点时，开始逐渐熔化，熔化过程温度不变，直至完全熔化后，继续加热，温度才开始升高。
2 失败实验的运用
教师可以通过改进实验方法、做好实验前准备以及提高自身的教学机智和实验素养等途径，在实验教学中减少失败的几率。另一方面，失败实验也是一种难得的教学资源，只要合理开发和利用它们，可以发挥它们应有的教学功效。
2.1利用失败实验，培养学生的科学探究能力
在课堂上或多或少都会遇到实验失败的情况，如果教师没有很好的应变能力，教学就很难顺利进行。但是教师可以利用失败实验带来的生成性资源，引导学生探究实验失败的原因，一方面能培养学生的科学探究能力，另一方面可以顺利地与教学任务整合起来。例如笔者有一次上《电路》一节，连接好一个演示用的简单电路，可开关合上数次均没能使小灯泡发光，很认真地调试了几次，实验仍然未能成功。笔者当即顺水推舟。提出了一个问题：我们来探究一下为什么电灯不亮?学生马上活跃地讨论起来，提出各种各样的猜想：可能是电池没电了；可能是开关坏了；可能是灯泡坏了：可能是某根导线断了……接着笔者又问：你有什么办法可以检验自己的猜想呢?学生提出各种检验的方法：换电池试试看，或者换开关、导线、灯泡试试看。笔者按照学生的思路，先换了电源，灯泡不亮；换了开关，灯泡仍然不亮；换了灯泡，电灯还是不亮；最后用两根导线直接接到电路一根一根地查，终于查出是其中一根导线断了。把这根导线换掉后，电路中的小灯泡就能发光了。这样处理失败实验的教学，可以充分利用其中的隐性因素，让学生探究实验不成功的原因，让他们成为学习的主人，使学生的智慧得到尽情地展现。
在教学中，也可以有意设置一些失败实验去训练学生科学探究的能力。例如在本文前面提到的“决定电容器电容大小因素”的实验，教师可以设置失败实验，并引导学生分析讨论实验失败的原因。他们可能会提出各种各样的解释，教师引导学生思考如何来证实自己的解释。教师和学生一起经历这样的实验探究过程，对培养学生的科学探究能力有独特的作用。
2.2利用失败实验，帮助学生加深理解物理知识
针对某些知识难点，可以设置一些实验甚至是失败实验，来突破这些教学难点，帮助学生加深理解这些知识。例如在“测量小灯泡实际功率”教学中，要求学生明确实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的区别，通常需要在实际电压小于、等于和稍大于小灯泡额定电压的情况下做实验。学生在实验过程中容易将电压调得过高，把小灯泡烧坏。针对这种情况，笔者在学生实验前设计了一个教学片断：连接好实验电路，闭合开关后，让小灯泡两端电压略低于其额定电压，然后慢慢调节滑动变阻器使灯泡两端电压逐渐升高。随着电压表示数的不断增加，小灯泡从暗红变成浅黄，然后发出耀眼的白光。当电压表指针指向某一刻度时，突然间小灯泡熄灭了，并在玻璃泡内出现了少许白烟，电压表的示数也迅速归零。一些学生惊讶教师竟然把实验搞砸了。笔者要求学生讨论：小灯泡为什么会突然熄灭?通过讨论，学生了解到“当用电器的实际电压较长时间超过额定电压时，就容易被烧坏”和“用电器在工作时，实际电压不得超过其额定电压”的道理。虽然在这个实验中烧毁了一只小灯泡，但学生却获得了生动的体验。印象深刻。随后在进行分组实验时，绝大部分同学不会贸然将小灯泡两端的电压调得过高，导致小灯泡毁坏。如此失败实验的运用，对学生今后正确使用电器也起了很好的警示作用。
2.3利用失败实验，培养学生的科学态度和科学作风
科学实验是一个严谨的科学实践过程。需要认真、严谨、实事求是、不怕困难、勇于进取的科学态度和精神。充分挖掘与利用失败实验中所隐藏的积极因素，可以培养学生的科学态度和科学作风。
譬如在进行“安装直流电动机”的教学时，学生按要求安装电动机模型。有两组学生在安装时没有成功，他们显得十分焦急。对其中一组，笔者检查了他们的安装后。启发他们：你们的接线方法是对的，为什么电动机转不起来呢?并对他们加以鼓励，让他们自己去找答案。这一组学生经过努力，发现原来是导线接触不好，把导线调整好后，实验成功了。对另一组，笔者启发他们：你们为什么这样接线?这样接线与正确接线不同在什么地方?这一组学生经过努力，发现自己的接线不对，把线路接对了，实验也成功了。在教学中，利用失败实验的契机，恰到好处地启发学生，鼓励学生不灰心、找原因。学生在纠错的过程中，不仅学会了实验的知识和技能，更懂得了“失败是成功之母”和“科学路上无坦途”的道理，同时无形之中得到了科学态度和精神的培养。
第9篇：科学小实验原理范文
【摘 要】物理是一门以实验为基础的自然科学。教师在物理实验教学中，要通过物理实验教学，有目的地培养学生热爱科学、实事求是、一丝不苟、勇于探索、敢于创新等多方面的科学态度。我认为：教师的示范，是培养学生科学态度的前提；对学生进行严格训练，是培养学生科学态度的基础；增加学生实验，是培养学生科学态度的重要途径；说明性的言语沟通，是培养学生科学态度的有力措施。
【关键词】实验教学；示范；训练；实验；沟通
随着新课程标准在全国的逐步实施，按照《九年义务教育物理课程标准》编写的中学物理教科书，已在全国城镇中学广泛使用。与老教材所不同的是，它提倡的是探究式学习方法；强调的是科学与实际、科学与社会的联系；注重的是学生科学态度和科学精神的培养。
物理是一门以实验为基础的自然科学。教师在物理实验教学中，除了帮助学生形成物理概念，理解和巩固物理知识，培养学生掌握物理实验技能和观察现象、分析问题、解决问题的能力外，还要通过物理实验教学，有目的地培养学生热爱科学、实事求是、一丝不苟、勇于探索、敢于创新等多方面的科学态度，它比学生掌握知识和技能本身显得更为重要。因此，我们必须立足物理实验这个基础，努力构建和培养学生科学态度和科学精神的“大厦”。
1. 教师的示范，是培养学生科学态度的前提 在学习过程中，科学态度是不会“自然形成”的，许多科学态度是由模仿他人的行为而获得的。在学生观察他人做出行为选择、了解他人行为信息时，获得了关于榜样行为、行为情景以及行为结果的知识，从而获得了替代性强化，影响了自身行为的选择。
要培养学生的科学态度，我们作为教师必须以身作则。首先，我们要在日常教学中起示范作用。在演示实验时，要充满自信，遇事不惊，神态自若，通过规范、熟练、灵巧地操作，整洁、美观、成功的演示，成为学生学习的榜样。教师对物理学科的热爱、专注，物理实验中的一丝不苟，操作的严谨、规范，如实记录实验结果等良好的科学态度都在潜移默化地影响着学生。
其次，要经常以科学家所表现出的热爱科学、专心致志、精细观察稍纵既逝的事物，准确而细致的测量、尊重事实等实事求是的科学态度的事例感染学生，使学生产生学习、模仿的心理感应，这些对学生形成科学世界观、培养科学态度具有耳濡目染的作用。
2. 对学生进行严格训练，是培养学生科学态度的基础 科学态度大多属于思想品质问题或称之科学道德问题，科学态度培养的方式和途径是多方面、多层次的，其中在物理实验教学中对学生进行严格训练是十分重要的，我们必须对学生提出物理实验的整体性要求，并且在下述四个方面对学生进行强化训练：
（1）在实验前，务必使学生弄清本次实验的目的和原理。只有在理解了实验原理，大致了解整个实验过程的基础上，再动手做实验，才能做到胸有成竹，不慌不忙。例如在“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验中，只有当学生根据生活中所熟悉的现象和生活经验，先提出合理的猜想，然后，设计实验，确定实验研究方法，准备好实验器材，并且，还要知道在本实验中采用的是“控制变量法”，测摩擦力利用的是“二力平衡”的原理间接测出的等，学生才可能在实验过程中自觉地把握各步骤的要领，以达到较理想的效果。
（2）在实验过程中务必使学生十分注意每一步操作的规范要求。例如在“探究电流与电压、电阻关系”的这一实验，操作步骤较多，这里的每一步操作都是至关重要的：开始学生在连接电路时，如果不严格的按操作规则进行，连接的电路就可能出现错误或者断路、短路，致使实验无法进行；连好电路闭合开关前，如果不把滑动变阻器调到最大，就有可能损坏器材，使实验过程中断；学生在实验过程中，如果读数时稍有不慎，就会给分析实验结论带来困难；特别是在控制电压一定时，学生往往更换电阻后忘记将电压调到原来的定值，使实验误入歧途……学生在这个实验中，如果没有认真、细致、规范、实事求是的科学态度是不可能得出较理想的实验结论的。其实，在中学阶段对学生实验的要求主要还是学会操作，对于某一个具体的实验而言，不管其结果如何，它的影响范围是极其有限的，但学生如能熟练地掌握规范化的操作技能，这种影响对学生就是无限的。因此，对于操作方面的要求，我都在实验的过程中经常性地进行强化，并辅之以抽查和考核。
（3）严格要求学生注意观察实验现象并认真加以记录，由此得出相应的结论。观察一定要全面，既有主要的，也有次要的，既有正常的也有反常的。例如在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，有的实验组根据所做的实验数据较好，很容易的得出了“导体通过的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比的结论”；也有的实验组做的数据不是很好，很不容易得出这个结论；还有的组在分析电阻一定的实验数据中发现，电阻的大小随着电压、电流的增加在增大，不是一个定值。这就要求我们教师对学生在实验中发现的问题或失败的原因，引导学生进行分析，找出实验中出现问题的原因，提出改进实验的意见，纠正学生实验操作的不良习惯，培养学生认真细致，规范操作的良好实验习惯，这对学生今后形成良好的实验操作技能的作用是十分重要的。
（4）实验后要求学生认真的分析。在组织学生进行物理实验活动中，为了避免学生先入为主、想当然或走过场，我着力强化学生养成如实完成实验报告的良好习惯，即使实验失败或出现异常，也要按现场观察的实情填报实验现象和结果，然后及时分析失败或异常的原因。例如，学生做“探究真空不能传声”的实验中，按理应当是最后听不到声音，但实际上到最后还是可以听到较小的声音。在这种情况下，我引导学生认真观察实验中的条件及过程，以及前后实验现象的对比，进行客观公正的分析和推理，使学生不进入实验的误区。这既能让学生养成客观尊重事实、从实际出发，又能让学生通过认真分析原因，提高对实验的精度，养成严密的科学推理习惯，从而培养学生实事求是的科学素质。
3. 增加学生实验，是培养学生科学态度的重要途径 学生良好的科学态度主要是在实验中逐渐形成的。我们要创造条件，增加学生动手的机会，除了保证完成规定的学生实验外，还尽可能多的采用随堂实验（边讲边实验），尽量创造条件，让学生一人或两人一组进行实验，使学生人人投入。在实验中有的学生往往由于观察不细致，操作不严格，控制不适当，仪器不配套导致实验效果不好或实验失败；有的因细小的实验用品如细线、火柴、镊子等准备不完全，常造成被动，使实验中断或失败；有的学生则严格按照操作要求进行，实验经常获得成功，这种亲身体验都有助于学生养成严肃认真的科学态度。
增加学生实验，最有效的办法是增加学生的课外实验。学生课外实验是物理教学理论联系实际的阵地。现行中学物理教材中，安排了不少学生课后做的课外实验。这类实验，仪器简单易得，实验也简明容易，要求学生运用所学的知识去处理实际问题或解释观察到的现象。例如不少学生课外做出的自制的照相机（人教版实验教材，后同）、温度计、水气压计、潜水艇模型和光的色散、筷子提米、瓶吞鸡蛋等小实验。学生看到自己制作的“小产品”感到无比兴奋，聪明才智得到了充分发挥的同时也发展了他们的爱好和特长，一丝不苟的科学精神也得到了培养。
4. 说明性的言语沟通，是培养学生科学态度的有力措施 我们还可以通过提供对学生原有的支持性或非支持性证据，使学生获得与教师要求的态度有关的事实和信息或深化已有的态度，或形成新的态度或改变原有的态度，培养学生相信科学，不怕困难，勇于实验的科学态度。
（1）在实验教学中，应建立起学生学习的决心、信心、恒心。在实验教学中，首先，要使学生有做好实验的决心。通过对物理实验的讲解，明确只有重视物理实验，才能有掌握物理知识的信念，下定做好实验的决心。其次，要树立起学生的学习信心。我将基本操作重点训练，从头开始，从根本上建立起学生完成实验的信心。在整个教学过程中，使学生始终充满着只要按实验原理、要求规范操作，必能完成实验，达到学习目的的信心。再次，要培养学生学习的恒心。实验教学的成功，受到环境的限制，条件的限制，还和实验的经验有密切的关系。演示实验或学生实验万一失败了，要分析原因，检查实验装置，对照操作顺序，重新实验直至成功。在成功与失败的反复中培养学生良好的品德、作风及习惯。
（2）实验教学中要注意有意识地从自觉性、果断性、坚持性、自制性等方面入手，培养学生的良好科学态度。物理实验的基本操作，实验现象的观察，实验结果的记录，实验报告的完成等实验重要环节，我们要做好示范正确引导，同时要求学生在实验过程中自觉执行。进入实验室学生不易安静，各种仪器都想动动、各种药品都想用用。因此既要鼓励多动手，又要强调实验室的纪律，要根据实验的要求、实验的过程使用仪器和药品。
