時(shí)間：2023-04-03 09:55:44
序論：在您撰寫(xiě)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性
1996年上海高考第四（5）題要求測(cè)定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量，使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測(cè)定上，又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度，只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．無(wú)論命題者出于何種考慮，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒．
1．從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
上海作為高考改革的試點(diǎn)城市，其成功的改革將為全國(guó)高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國(guó)高考所借鑒．如1996年全國(guó)高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來(lái)的．無(wú)疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措，極有在全國(guó)推廣的價(jià)值．而物理《考試說(shuō)明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法”，也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國(guó)的推廣提供了可能．
2．從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
著名核物理學(xué)家錢(qián)三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴(yán)厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn)，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過(guò)去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”；我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件，最后只有一個(gè)小小的空格“是……”．這樣培養(yǎng)選的人才在學(xué)校是好學(xué)生，步入社會(huì)是好職員，大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問(wèn)題：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相當(dāng)漂亮，但思想僵化，毫無(wú)創(chuàng)見(jiàn)．這正是我們的悲哀！長(zhǎng)期以來(lái)的這種教育選拔模式，致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來(lái)的榮光與自豪！
思想不活躍，是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太多的“必須”的限制；思想僵化，是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實(shí)驗(yàn)的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會(huì)怎么做．
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
1．明確目的，廣泛聯(lián)系
題目或課題要求測(cè)定什么物理量，或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)的目的，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，廣泛聯(lián)系，看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過(guò)，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系．對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，被測(cè)量通過(guò)什么規(guī)律需用哪些物理量來(lái)定量地表示；對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，怎樣的定量關(guān)系成立，才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的；對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的．
舉例來(lái)說(shuō)，要測(cè)定地球表面附近的重力加速度，我們就應(yīng)檢索：在所學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)，哪些內(nèi)容涉及到重力加速度，它與其他物理量有何定量關(guān)系，并一一羅列出來(lái)：
（1）在靜力學(xué)中，靜止物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓?，即T＝N＝mg．若T（或N）和m能測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（2）在超重或失重（但不完全失重）系統(tǒng)中，F(xiàn)－mg＝±m(xù)a．若F、a和m可測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（3）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從光滑斜面上由靜止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可測(cè)定，則重力加速度g也可測(cè)定．
（4）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可測(cè)，則重力加速度g也可測(cè)定．
（5）自由落體運(yùn)動(dòng)中，h＝12gt2．若h和t可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)定．
（6）用重力加速度測(cè)定儀測(cè)定．
（7）在平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可測(cè)，重力加速度g同樣可以測(cè)出．
（8）在斜拋運(yùn)動(dòng)中，水平射程可以表示為x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)出．
（9）單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，其周期可以表示為T(mén)＝2πl(wèi)／g．若T和l可測(cè)，則g可測(cè)．
（10）在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，若能測(cè)出水的質(zhì)量和升高的溫度，算出水增加的內(nèi)能，再測(cè)出重物的質(zhì)量和下落的高度，同樣可測(cè)定重力加速度．
（11）帶電粒子在的勻強(qiáng)電場(chǎng)平行板電容器中平衡時(shí)，mg＝qU／d．若U、d和帶電粒子的荷質(zhì)比（q／m）可測(cè)定，則g可測(cè)出．
（12）假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．
…………
2．選擇方案，簡(jiǎn)便精確
對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案．教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種．那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來(lái)說(shuō)，選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則：
（1）簡(jiǎn)便性原則即要求所選方案原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，各量易測(cè)．應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測(cè)量不易直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案．
（2）可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件．
（3）精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的．在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案．
以上三原則通常要綜合考慮．
在前述方案中，方案（1）中常用的測(cè)力計(jì)誤差較大；（2）中F和a均不易測(cè)定；（3）中θ和t不易測(cè)定且難以保證斜面足夠光滑；（4）中θ、t和μ均不易測(cè)定；（5）中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大，若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略；（6）中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒(méi)有；（7）中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；（8）中θ和v0的測(cè)量難度較大；（9）中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；（10）中需測(cè)定的物理量多且很難采取絕熱措施；（11）中學(xué)階段不易測(cè)定荷質(zhì)比；（12）只是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，無(wú)法付諸實(shí)踐，但可估算，代入數(shù)據(jù)得g＝9．857m／s2，與標(biāo)準(zhǔn)值9．81m／s2只相差4．8．綜上所述，中學(xué)階段通常采用單擺法測(cè)定重力加速度．
3．依據(jù)方案，選定器材
實(shí)驗(yàn)方案選定之后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需用什么儀器來(lái)測(cè)定，從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材．
在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，是利用單擺裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，故需鐵架臺(tái)、細(xì)線和擺球等來(lái)組裝單擺．重力加速度可表示為g＝4π2l／T2，周期需用秒表測(cè)定；擺長(zhǎng)l是從懸點(diǎn)到擺球中心的距離，因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定擺線長(zhǎng)度l和擺球直徑d．從實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式可以看出，實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，故毋需使用天平．
當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮，還需對(duì)所選器材作進(jìn)一步要求，以期把系統(tǒng)誤差降到最?。缟鲜銎鞑闹校瑪[線的伸縮性和質(zhì)量應(yīng)較小，擺球的質(zhì)量應(yīng)較大．?dāng)[線伸縮性大，其長(zhǎng)度會(huì)隨拉力變化而變化；擺球與擺線質(zhì)量相差越小，系統(tǒng)（擺線和擺球）質(zhì)心偏離擺球中心越遠(yuǎn)，誤差就越大．為了便于觀察，擺球振動(dòng)的路徑宜長(zhǎng)，但又要確保單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故擺線宜長(zhǎng)些，常取1米左右．
4．?dāng)M定步驟，合理有序
實(shí)驗(yàn)之前，要做到心中有數(shù)：如何組裝器材，哪些量先測(cè)，哪些量后測(cè)，應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟．對(duì)一些可直接測(cè)量的物理量，可先行測(cè)量；對(duì)需通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置才能測(cè)定的物理量，須先組裝器材，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和測(cè)量．
在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中．原理表達(dá)式g＝4π2l／T2中的l和T分別為單擺的擺長(zhǎng)和單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期．因此應(yīng)先組裝單擺，再測(cè)定擺長(zhǎng)，最后讓單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)定周期T．根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g的值．至于過(guò)程細(xì)節(jié)不再贅述．
5．?dāng)?shù)據(jù)處理，誤差分析
高考對(duì)此要求不高，但常用的數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是應(yīng)該掌握，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予考慮．
三、建議
研究“真空不能傳聲”的“真空鬧鈴”實(shí)驗(yàn)，明知道無(wú)法抽成真空，那實(shí)驗(yàn)是怎么設(shè)計(jì)的呢？哦，原來(lái)只要設(shè)計(jì)成觀察到“空氣越少，聲音越小”的現(xiàn)象就可以了，下面就可以進(jìn)行思維的推理了，假如“抽成真空”，那么“聲音消失”，自然得到結(jié)論。類(lèi)似的還有探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”，這個(gè)實(shí)驗(yàn)又是怎么設(shè)計(jì)的呢？原來(lái)只要設(shè)計(jì)成觀察到“阻力越小，物體運(yùn)動(dòng)越遠(yuǎn)，速度減小越慢”就可以了，剩下的還是交給思維！“實(shí)驗(yàn)加推理”的方法，恰恰是對(duì)思維推理的能力培養(yǎng)。
二、培養(yǎng)考慮問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)性
物理是一門(mén)需要思維嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目颇浚踔形锢?，定性的結(jié)論多，與生活聯(lián)系緊密，學(xué)生總憑感覺(jué)、直覺(jué)下結(jié)論，下一些“好像”、“差不多”的結(jié)論，這是物理的大忌，我們要培養(yǎng)學(xué)生每一結(jié)論的得出必須有明確理論依據(jù)的習(xí)慣，養(yǎng)成一環(huán)扣一環(huán)的嚴(yán)謹(jǐn)思維習(xí)慣。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以很好地培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)性。探究“滑動(dòng)摩擦力的影響因素”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生知道要控制壓力或者接觸面粗糙程度，但是題目改變一下，“物理課本和數(shù)學(xué)課本的表面光滑程度不同，小明把物理課本放在水平桌面上拖動(dòng)時(shí)用力較小，把數(shù)學(xué)課本放在水平桌面上拖動(dòng)時(shí)用力較大，是否說(shuō)明物理課本的表面較光滑？”很多學(xué)生會(huì)得到肯定的答案。但仔細(xì)思考會(huì)發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有控制對(duì)水平桌面的壓力相同，所以該結(jié)論實(shí)際是錯(cuò)誤的。那這個(gè)實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)有的器材下又該怎么設(shè)計(jì)呢？很簡(jiǎn)單，我們只需要先把數(shù)學(xué)課本疊放在物理課本上，再把物理課本疊放在數(shù)學(xué)課本上就能保證兩者對(duì)水平面的壓力相同了。很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，但卻很好地鍛煉了學(xué)生考慮問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)程度。
三、培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性
新時(shí)期物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能很好地鍛煉學(xué)生思維的發(fā)散性。在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如果已經(jīng)在光屏上成了一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，現(xiàn)在請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)“你要怎么操作才能在光屏上成一個(gè)倒立放大的實(shí)像呢？仔細(xì)想想有哪些方法。”學(xué)生首先會(huì)想到：蠟燭靠近透鏡，同時(shí)光屏遠(yuǎn)離透鏡。別的方法呢，如果學(xué)生從不同角度思考，整合光路可逆性的知識(shí)，還會(huì)想到：把蠟燭和光屏的位置對(duì)調(diào)。當(dāng)然學(xué)生能想到這一步，自然也就會(huì)明白，蠟燭和光屏不動(dòng)，只是把透鏡向蠟燭方向移動(dòng)也是可以的。
四、培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力
很多知識(shí)點(diǎn)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別，學(xué)生如果能對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析歸納整理，對(duì)牢固掌握知識(shí)大有益處。新時(shí)期物理實(shí)驗(yàn)的不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也能培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力。物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中經(jīng)常要多次實(shí)驗(yàn)，而多次實(shí)驗(yàn)的目的有所不同，有的是多次測(cè)量取平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差，而有的是多次實(shí)驗(yàn)避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。這里教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)自行整理歸納：如果是測(cè)量某一個(gè)確定的物理量，多次實(shí)驗(yàn)的目的是取平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差，如“測(cè)量定值電阻的阻值”“測(cè)量某物體的長(zhǎng)度”；而如果是為了得到某個(gè)規(guī)律，則多次實(shí)驗(yàn)是為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，找到更加普遍的規(guī)律，如“探究電流、電壓、電阻的關(guān)系”“探究壓力的作用效果與什么因素有關(guān)”等。學(xué)生學(xué)會(huì)分析歸納知識(shí)點(diǎn)的異同，對(duì)整個(gè)物理學(xué)習(xí)甚至整個(gè)學(xué)習(xí)生涯都是大有裨益的。
五、總結(jié)
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性
1996年上海高考第四（5）題要求測(cè)定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量，使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測(cè)定上，又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度，只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．無(wú)論命題者出于何種考慮，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒．
1．從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
上海作為高考改革的試點(diǎn)城市，其成功的改革將為全國(guó)高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國(guó)高考所借鑒．如1996年全國(guó)高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來(lái)的．無(wú)疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措，極有在全國(guó)推廣的價(jià)值．而物理《考試說(shuō)明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法”，也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國(guó)的推廣提供了可能．
2．從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
著名核物理學(xué)家錢(qián)三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴(yán)厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn)，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過(guò)去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”；我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件，最后只有一個(gè)小小的空格“是……”．這樣培養(yǎng)選的人才在學(xué)校是好學(xué)生，步入社會(huì)是好職員，大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問(wèn)題：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相當(dāng)漂亮，但思想僵化，毫無(wú)創(chuàng)見(jiàn)．這正是我們的悲哀！長(zhǎng)期以來(lái)的這種教育選拔模式，致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來(lái)的榮光與自豪！
思想不活躍，是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太多的“必須”的限制；思想僵化，是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實(shí)驗(yàn)的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會(huì)怎么做．
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
1．明確目的，廣泛聯(lián)系
題目或課題要求測(cè)定什么物理量，或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)的目的，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，廣泛聯(lián)系，看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過(guò)，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系．對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，被測(cè)量通過(guò)什么規(guī)律需用哪些物理量來(lái)定量地表示；對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，怎樣的定量關(guān)系成立，才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的；對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的．
舉例來(lái)說(shuō)，要測(cè)定地球表面附近的重力加速度，我們就應(yīng)檢索：在所學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)，哪些內(nèi)容涉及到重力加速度，它與其他物理量有何定量關(guān)系，并一一羅列出來(lái)：
（1）在靜力學(xué)中，靜止物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓Γ碩＝N＝mg．若T（或N）和m能測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（2）在超重或失重（但不完全失重）系統(tǒng)中，F(xiàn)－mg＝±m(xù)a．若F、a和m可測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．
（3）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從光滑斜面上由靜止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可測(cè)定，則重力加速度g也可測(cè)定．
（4）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可測(cè)，則重力加速度g也可測(cè)定．
（5）自由落體運(yùn)動(dòng)中，h＝12gt2．若h和t可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)定．
（6）用重力加速度測(cè)定儀測(cè)定．
（7）在平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可測(cè)，重力加速度g同樣可以測(cè)出．
（8）在斜拋運(yùn)動(dòng)中，水平射程可以表示為x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)出．
（9）單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，其周期可以表示為T(mén)＝2πl(wèi)／g．若T和l可測(cè)，則g可測(cè)．
（10）在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，若能測(cè)出水的質(zhì)量和升高的溫度，算出水增加的內(nèi)能，再測(cè)出重物的質(zhì)量和下落的高度，同樣可測(cè)定重力加速度．
（11）帶電粒子在的勻強(qiáng)電場(chǎng)平行板電容器中平衡時(shí)，mg＝qU／d．若U、d和帶電粒子的荷質(zhì)比（q／m）可測(cè)定，則g可測(cè)出．
（12）假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．
…………
2．選擇方案，簡(jiǎn)便精確
對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案．教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種．那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來(lái)說(shuō)，選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則：
（1）簡(jiǎn)便性原則即要求所選方案原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，各量易測(cè)．應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測(cè)量不易直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案．
（2）可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件．
（3）精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的．在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案．
以上三原則通常要綜合考慮．
在前述方案中，方案（1）中常用的測(cè)力計(jì)誤差較大；（2）中F和a均不易測(cè)定；（3）中θ和t不易測(cè)定且難以保證斜面足夠光滑；（4）中θ、t和μ均不易測(cè)定；（5）中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大，若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略；（6）中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒(méi)有；（7）中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；（8）中θ和v0的測(cè)量難度較大；（9）中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；（10）中需測(cè)定的物理量多且很難采取絕熱措施；（11）中學(xué)階段不易測(cè)定荷質(zhì)比；（12）只是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，無(wú)法付諸實(shí)踐，但可估算，代入數(shù)據(jù)得g＝9．857m／s2，與標(biāo)準(zhǔn)值9．81m／s2只相差4．8．綜上所述，中學(xué)階段通常采用單擺法測(cè)定重力加速度．
3．依據(jù)方案，選定器材
實(shí)驗(yàn)方案選定之后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需用什么儀器來(lái)測(cè)定，從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材．
在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，是利用單擺裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，故需鐵架臺(tái)、細(xì)線和擺球等來(lái)組裝單擺．重力加速度可表示為g＝4π2l／T2，周期需用秒表測(cè)定；擺長(zhǎng)l是從懸點(diǎn)到擺球中心的距離，因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定擺線長(zhǎng)度l和擺球直徑d．從實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式可以看出，實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，故毋需使用天平．
當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮，還需對(duì)所選器材作進(jìn)一步要求，以期把系統(tǒng)誤差降到最?。缟鲜銎鞑闹校瑪[線的伸縮性和質(zhì)量應(yīng)較小，擺球的質(zhì)量應(yīng)較大．?dāng)[線伸縮性大，其長(zhǎng)度會(huì)隨拉力變化而變化；擺球與擺線質(zhì)量相差越小，系統(tǒng)（擺線和擺球）質(zhì)心偏離擺球中心越遠(yuǎn)，誤差就越大．為了便于觀察，擺球振動(dòng)的路徑宜長(zhǎng)，但又要確保單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故擺線宜長(zhǎng)些，常取1米左右．
4．?dāng)M定步驟，合理有序
實(shí)驗(yàn)之前，要做到心中有數(shù)：如何組裝器材，哪些量先測(cè)，哪些量后測(cè)，應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟．對(duì)一些可直接測(cè)量的物理量，可先行測(cè)量；對(duì)需通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置才能測(cè)定的物理量，須先組裝器材，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和測(cè)量．
在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中．原理表達(dá)式g＝4π2l／T2中的l和T分別為單擺的擺長(zhǎng)和單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期．因此應(yīng)先組裝單擺，再測(cè)定擺長(zhǎng)，最后讓單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)定周期T．根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g的值．至于過(guò)程細(xì)節(jié)不再贅述．
5．?dāng)?shù)據(jù)處理，誤差分析
高考對(duì)此要求不高，但常用的數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是應(yīng)該掌握，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予考慮．
三、建議
[關(guān)鍵詞]設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)
物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科院校的一門(mén)重要基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專(zhuān)門(mén)人才上具有舉足輕重的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近年來(lái)我國(guó)高等院校教改的方向之一，研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是物理實(shí)驗(yàn)課程改革重要的基本問(wèn)題。
一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及目的
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和要求，自己選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模贫▽?shí)驗(yàn)方案，求出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是圍繞著一個(gè)需要解決的問(wèn)題展開(kāi)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)自主參與一些類(lèi)似于科學(xué)家從事科研的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得親身體驗(yàn)產(chǎn)生積極情感，逐步形成一種在日常學(xué)習(xí)與生活中喜愛(ài)質(zhì)疑，樂(lè)于探究，努力求知的心理傾向。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中激活自己各科學(xué)習(xí)中的知識(shí)儲(chǔ)存，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題的探索性活動(dòng)，提高自己綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是：加強(qiáng)學(xué)生已學(xué)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合，并將這些知識(shí)靈活應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法和分析方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力。
二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路
構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)該把學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)作為構(gòu)建的指導(dǎo)思想，以便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程中，通過(guò)自己的努力獲取相應(yīng)的物理知識(shí)和練就一定的操作技能，又能逐步學(xué)會(huì)一套獲取新知識(shí)和解決新問(wèn)題的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是：(1)將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫徹始終，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)服務(wù)；(2)循序漸進(jìn)；(3)要選擇或設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎、難易適度的實(shí)驗(yàn)；(4)要立足大學(xué)物理，輻射其它學(xué)科；(5)要把科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和物理知識(shí)的建構(gòu)統(tǒng)一起來(lái)；(6)要把科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)；充分發(fā)揮設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教育功能。
三、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和提高綜合素質(zhì)為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，按照物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程和目的要求以及學(xué)生自身個(gè)性發(fā)展將研究性物理實(shí)驗(yàn)劃分為以下三個(gè)層次。
1.基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特別注意科學(xué)性和趣味性的結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本能力、科學(xué)的思維方式、探究意識(shí)和動(dòng)手能力。采用指定“單任務(wù)教學(xué)”模式，教師起到“指導(dǎo)、幫助”的作用。
(1)基本目的。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、研究與探索物理規(guī)律的熱情，加深對(duì)物理規(guī)律的切身感受，提高動(dòng)手動(dòng)腦能力，激勵(lì)創(chuàng)新精神。
(2)基本要求。在教師的指導(dǎo)下或自己的獨(dú)立研究完成實(shí)驗(yàn)課題，按學(xué)術(shù)論文的形式撰寫(xiě)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)研究方法。
2.提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內(nèi)選擇儀器、擬定二種以上的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較，以較佳的實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)是學(xué)生在普通物理學(xué)習(xí)中已掌握或稍加補(bǔ)充即可掌握的。他們要從查找文獻(xiàn)資料開(kāi)始，制定方案，做規(guī)劃，直至完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。培養(yǎng)學(xué)生科研綜合對(duì)比研究能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力，在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
(2)基本要求。要求這類(lèi)實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行書(shū)面總結(jié)和口頭報(bào)告交流，讓他們對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)作介紹，交流在實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
3.獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目，擬定實(shí)驗(yàn)方案、自選儀器完成實(shí)驗(yàn)。側(cè)重于綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課題涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法應(yīng)具有綜合性，學(xué)生選定課題后，教師一般只對(duì)課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學(xué)生自己調(diào)研和查閱資料，自己設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，提出實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。在培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和基本的設(shè)計(jì)能力后，對(duì)部分學(xué)生提出更高的要求，這一階段要求學(xué)生的自主創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素質(zhì)。
(2)基本要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)課題都要寫(xiě)出研究論文，并進(jìn)行學(xué)術(shù)答辯和交流，部分論文應(yīng)具有創(chuàng)新的成果，其中優(yōu)秀的論文應(yīng)能在正式學(xué)術(shù)刊物或?qū)W術(shù)會(huì)議論文集上發(fā)表。
4.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案。根據(jù)上面的討論，由從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從基本到提高的順序把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主要的類(lèi)型，對(duì)于不同的層次有不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和具體的實(shí)驗(yàn)要求，其中包括學(xué)生選做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)、所需的課時(shí)數(shù)等，提出設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案如表一。
表一設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容
不同的學(xué)校根據(jù)自己的具體情況可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類(lèi)型提出不同的要求，即對(duì)基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的個(gè)數(shù)和每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的學(xué)時(shí)給出符合自身實(shí)際情況的規(guī)定。根據(jù)我們學(xué)院的情況，選取基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課題數(shù)目分別為2、2、1個(gè)，總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)。
四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)
客觀、科學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)，有利于促進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。評(píng)價(jià)應(yīng)體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為主，教師為輔，顯示學(xué)生個(gè)性，相互協(xié)作，有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性的宗旨。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)采用雙評(píng)模式，把教師的評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)結(jié)合起來(lái)，改變以往那種只有教師參與的局面。
1.學(xué)生自評(píng)。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，或是以小組為單位進(jìn)行評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)考核范圍里面除了考核實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能和實(shí)驗(yàn)的掌握外還將實(shí)驗(yàn)態(tài)度、文獻(xiàn)查閱能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等都納入考察范圍，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的價(jià)值。
2.教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)與學(xué)生自評(píng)同步進(jìn)行，教師通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的審核，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)督，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，給出一個(gè)評(píng)價(jià)。
對(duì)于這兩部分的權(quán)重，不同的學(xué)校，不同的專(zhuān)業(yè)可以進(jìn)行不同的調(diào)整，一般可以采用教師評(píng)價(jià)占60％，學(xué)生自評(píng)占40％的比例來(lái)進(jìn)行，對(duì)于不同的給分點(diǎn)可以根據(jù)各自情況進(jìn)行界定。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱慧群，丁瑞欽.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2006年第26卷第5期.
大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般由以下幾個(gè)方面組成:學(xué)習(xí)態(tài)度、合作精神、探究能力、社會(huì)實(shí)踐和交往能力、收集和處理信息的能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度與習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作技能等。這些評(píng)價(jià)項(xiàng)目是在學(xué)生從事具體的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的,可以將這些內(nèi)容與具體的實(shí)驗(yàn)課題要求進(jìn)行整合,確定具體的、可供操作的指標(biāo)體系。第一個(gè)維度是知識(shí)與技能,主要涉及學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前對(duì)大學(xué)物理基本概念、原理和方法的掌握程度,對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)常用儀器設(shè)備的操控能力和對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)常用實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用能力。第二個(gè)維度是實(shí)驗(yàn)過(guò)程要素,主要涉及行為素質(zhì)和基本的發(fā)展?fàn)顩r。a.實(shí)驗(yàn)題目或?qū)嶒?yàn)?zāi)康牡倪x擇和確定情況。要使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)?zāi)康牡挠幸饬x。b.實(shí)驗(yàn)方案的制定狀況。學(xué)生制定具體設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案的能力、實(shí)驗(yàn)方案本身的合理性程度、實(shí)驗(yàn)方案的具體化程度等。c.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的具體行為方式。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的具體行為包括：操作的合理性、思維方式的多樣性、參與實(shí)驗(yàn)情境的深度、文獻(xiàn)資料和具體背景材料的搜集情況等。d.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)情況。學(xué)生要及時(shí)的評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文、成果或研發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量等。第三個(gè)維度是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的態(tài)度和情感發(fā)展。主要涉及行為所反映的情感、態(tài)度和價(jià)值觀的發(fā)展?fàn)顩r,包括:學(xué)生參與活動(dòng)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性狀況；學(xué)生在活動(dòng)中的合作精神；學(xué)生各種良好思想意識(shí)的發(fā)展?fàn)顩r,如環(huán)境保護(hù)意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感、服務(wù)意識(shí)、安全意識(shí)、效率意識(shí)等。
2大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容的實(shí)施方案
大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容評(píng)價(jià)的方案制定包括確立目標(biāo),科學(xué)選擇內(nèi)容、設(shè)計(jì)工具、靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)相互之間既緊密聯(lián)系又相互制約。明確目標(biāo)和內(nèi)容是選擇實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)?；\統(tǒng)或瑣碎的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)將不利于數(shù)據(jù)和資料的收集,而沒(méi)有準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù),就不可能達(dá)成正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,從而影響實(shí)驗(yàn)的反饋以及最終合理改進(jìn)建議的提出。必須針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選取恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方式方法,并利用反饋意見(jiàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的發(fā)展。其最終目標(biāo)是學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中逐步生成的。必須針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選取恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方式方法,并利用評(píng)價(jià)反饋改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的發(fā)展。根據(jù)大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的價(jià)值追求和課程特點(diǎn),大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)多維度評(píng)價(jià)的目標(biāo)包括知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感、態(tài)度和價(jià)值觀3個(gè)維度。2.1收集、分析和處理信息。學(xué)會(huì)收集信息的各種基本方法,嘗試運(yùn)用調(diào)查、考察等方法及利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等基本信息工具；能夠?qū)κ占男畔⒒蛸Y料進(jìn)行初步分析和處理；能夠在團(tuán)隊(duì)中進(jìn)行信息交流。2.2問(wèn)題解決。學(xué)會(huì)自主提出問(wèn)題、制定解決方案,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程驗(yàn)證方案的合理性；開(kāi)展問(wèn)題探究,嘗試探究活動(dòng),體驗(yàn)探究過(guò)程；提出問(wèn)題解決的策略。2.3動(dòng)手操作。計(jì)劃和組織一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施；嘗試運(yùn)用已有的儀器設(shè)備或通過(guò)改造或自制設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；具有基本的信息操控技術(shù)和素質(zhì)。2.4表達(dá)與交流。能夠自主地與指導(dǎo)教師或?qū)＜疫M(jìn)行聯(lián)系,并學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中自我管理；能夠以書(shū)面和口頭等不同的表達(dá)方式,表述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、體會(huì)或思想情感；學(xué)會(huì)結(jié)果分享。2.5情感、態(tài)度與價(jià)值觀。養(yǎng)成參與意識(shí)、服務(wù)意識(shí)、合作意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、效率意識(shí)、安全意識(shí)、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)；形成社會(huì)責(zé)任感和義務(wù)感,形成負(fù)責(zé)任的工作態(tài)度和生活習(xí)慣。
3大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究的內(nèi)容的啟示
3.1在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)一步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體系的重要性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了許多大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施中的問(wèn)題,比如指導(dǎo)教師學(xué)科分工的問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師的指導(dǎo)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中資料的規(guī)范性問(wèn)題、指導(dǎo)教師的培訓(xùn)問(wèn)題等,這些問(wèn)題都要在今后的教學(xué)中進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)和落實(shí)。3.2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在測(cè)評(píng)過(guò)程中得到培訓(xùn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師的指導(dǎo)往往過(guò)于寬泛,針對(duì)性不強(qiáng),缺乏具體的指導(dǎo)行為和指導(dǎo)規(guī)范,部分教師不明確自己在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的具體指導(dǎo)任務(wù)有哪些方面,因此指導(dǎo)方式、指導(dǎo)行為存在著一系列問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中進(jìn)一步了解了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和要求,對(duì)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。3.3學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)得到了全面發(fā)展。大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究提高了學(xué)生合作意識(shí)。在大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中,增多了學(xué)生之間的交往合作機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生分工合作,在團(tuán)隊(duì)中學(xué)會(huì)與人相處,發(fā)展協(xié)作素質(zhì)；增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)放的教學(xué)方式；培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的素質(zhì),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能；同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展密切了學(xué)生與指導(dǎo)老師的聯(lián)系,激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情。
4結(jié)論
“感應(yīng)電流的方向”這節(jié)課重點(diǎn)就是讓學(xué)生對(duì)楞次定律進(jìn)行探究、理解和應(yīng)用。一般情況下，對(duì)“楞次定律探究”的教學(xué)是這樣設(shè)計(jì)的：
1.創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入
問(wèn)題一：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系？【實(shí)驗(yàn)一】探索電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系。師：如何才能知道指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系？是否可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定呢？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)1】學(xué)生按圖接好電路，探究指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系，并完成下表。結(jié)論：電流從何方流入指針就向何方偏轉(zhuǎn)。問(wèn)題二：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件？【實(shí)驗(yàn)二】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：師：在上述實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？生：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。師：磁鐵插入與抽出時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的方向相同嗎？指針左偏與右偏意味著什么呢？生：不同。指針偏轉(zhuǎn)不同，表明電路中的電流方向不同。問(wèn)題三：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向呢？生：根據(jù)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向和螺線管上的導(dǎo)線繞向來(lái)判斷。問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向呢？生：根據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是否遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。
2.確定課題，分組探究
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】學(xué)生按圖接好電路，做實(shí)驗(yàn)并填附表。
3.分組總結(jié)，難點(diǎn)依舊
描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填表。討論回答：師：穿過(guò)閉合回路的磁通量的增減會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？生：有感應(yīng)電流產(chǎn)生。師：感應(yīng)電流又會(huì)產(chǎn)生什么？生：會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。師：那么這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向之間有什么關(guān)系呢？請(qǐng)大家分成兩組來(lái)回答。【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向下磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加。（2）S級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向上磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加?！拘〗M二】條形磁鐵拔出螺線管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向下磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。（2）S級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向上磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。結(jié)論“：增反減同”，即：判定感應(yīng)電流方向的方法，其內(nèi)容為“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，由此得出了楞次定律。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果如何呢？實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生共分成八個(gè)小組，其中有三個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)表格不清楚怎么填而求助于教師，三個(gè)小組的表格填了一部分，而只有兩個(gè)小組在參照課本的情況下填得比較好。這說(shuō)明，雖然在教學(xué)中運(yùn)用了各種物理學(xué)方法，但并沒(méi)有有效地幫助學(xué)生理解物理學(xué)知識(shí)?？上攵?，之后楞次定律的得出也就比較困難，對(duì)定律理解也就不夠透徹。如何“有效”運(yùn)用這些物理學(xué)的方法呢？關(guān)鍵還是要結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，合理地運(yùn)用物理學(xué)方法。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下的改革，取得了很好的學(xué)習(xí)成效。
二、改革后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
1.實(shí)驗(yàn)法
所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過(guò)控制條件的操作過(guò)程，引起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些變化，從觀察這些現(xiàn)象的變化中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)法是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)，教師耐心細(xì)致地做好這一步，才能幫助學(xué)生順利進(jìn)行后面的分組實(shí)驗(yàn)。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程做了如下改進(jìn)：（1）創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入【實(shí)驗(yàn)一】產(chǎn)生感應(yīng)電流的演示實(shí)驗(yàn)。教師演示分步連好電路，由學(xué)生上講臺(tái)操作，全體學(xué)生觀察。問(wèn)題一：怎樣做能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流？生：將條形磁鐵不斷插入或拔出螺線管。問(wèn)題二：為什么產(chǎn)生了感應(yīng)電流？（感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件）生：閉合回路中磁通量發(fā)生了變化。問(wèn)題三：靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)與螺線管中的電流方向有什么關(guān)系？生：電流從哪邊流入靈敏電流計(jì)，指針就向哪邊偏。根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)情況就能判斷出螺線管中的電流方向。問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向呢？生：根據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。（2）確定課題，互動(dòng)探究【實(shí)驗(yàn)二】探究感應(yīng)電流的方向。教師實(shí)驗(yàn)：N極向下插入螺線管中，請(qǐng)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，把電流方向標(biāo)在下圖中。學(xué)生分組：N極向下從螺線管中拔出，S極向下插入螺線管中，S極向下從螺線管中拔出，分別記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并把電流方向標(biāo)在下圖中：由于有教師在【實(shí)驗(yàn)一】中的電路連接演示及在【實(shí)驗(yàn)二】中的實(shí)驗(yàn)操作演示，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)做得很順利，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄也很準(zhǔn)確，可以說(shuō)又快又好，有效地完成了這一教學(xué)環(huán)節(jié)。那么接下來(lái)，如何由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象整理和歸納出所要得出的結(jié)論，這就要看歸納法運(yùn)用得是否有效了。
2.歸納法
所謂歸納法是指從個(gè)別元素中概括出一般結(jié)論的思維方法，也可以指學(xué)科學(xué)習(xí)中具體的一種科學(xué)方法。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納得出物理規(guī)律，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中具有重要作用。于是，教師進(jìn)一步對(duì)教學(xué)中的歸納過(guò)程做了如下改進(jìn)：首先，降低填表難度。整個(gè)表中對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析所需要填寫(xiě)的空格被縮減為兩個(gè)，如下所示：其次，設(shè)置問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的思考。師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們知道了在不同情況下感應(yīng)電流的方向（已畫(huà)在圖上），那么請(qǐng)大家分析一下，感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)呢?生甲：可能與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向有關(guān)。生乙：可能與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。生丙：可能與磁通量的變化有關(guān)。分析：由過(guò)程一、二判斷感應(yīng)電流的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向無(wú)關(guān)。由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。同樣，由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化無(wú)關(guān)。那么，到底與什么因素有關(guān)呢？最后，難點(diǎn)由教師引導(dǎo)學(xué)生突破。師：感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？生：會(huì)。師：請(qǐng)大家畫(huà)出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，并分析原磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向有什么關(guān)系？分成兩組來(lái)回答。【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過(guò)程（1）N級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向下磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加。（2）S級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向上磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加?！拘〗M二】條形磁鐵拔出螺線管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向下磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。（2）S級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向上磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。得出結(jié)論“：增反減同”即這樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)課程，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程順暢了，學(xué)生幾乎都能認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，記錄下觀察到的現(xiàn)象，并經(jīng)過(guò)分析討論得出了自己的結(jié)論，為楞次定律的進(jìn)一步理解和應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中，關(guān)鍵是要保證讓學(xué)生理解相應(yīng)的知識(shí)。所以，任何教學(xué)過(guò)程都應(yīng)當(dāng)按理解的要求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)；任何教學(xué)方法的應(yīng)用，都是為實(shí)現(xiàn)這一目的而服務(wù)的。因此，教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須考慮讓學(xué)生透徹理解的有哪些內(nèi)容，怎樣才能有效地幫助或引導(dǎo)學(xué)生理解這些內(nèi)容，這些內(nèi)容的理解過(guò)程應(yīng)當(dāng)運(yùn)用哪些物理學(xué)方法最適合，在理解這些內(nèi)容的各個(gè)階段應(yīng)分別達(dá)到什么要求，等等。假如我們對(duì)這些問(wèn)題搞得比較清楚，在教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)而有效地運(yùn)用好物理學(xué)的方法，教學(xué)質(zhì)量就會(huì)有大幅度提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)也會(huì)有較大突破。
三、結(jié)論
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以很好地將理論課程上所學(xué)習(xí)到的定律、公式應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題上．以蔗糖水解反應(yīng)的速率常數(shù)為例，第一組同學(xué)按照傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程，首先學(xué)習(xí)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程ln［A］0［A］=kt，討論一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)以及半衰期等．學(xué)會(huì)利用動(dòng)力學(xué)方程求算時(shí)間、物質(zhì)濃度、速率常數(shù)、半衰期等數(shù)據(jù)，然后按照給定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)．第二組同學(xué)參照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，首先提出目標(biāo)，需要測(cè)定蔗糖水解反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k，然后學(xué)習(xí)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)過(guò)程，介紹一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)．學(xué)生討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)蔗糖水解反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k:蔗糖在酸的催化下的水解反應(yīng)可看作準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)，利用一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的公式ln［A］0［A］=kt，從公式ln［A］=－kt+ln［A］0中可以看出以ln［A］對(duì)t作圖得到一條直線，斜率為－k，因此需要測(cè)量不同t時(shí)刻［A］的濃度，然后以ln［A］對(duì)t作圖得到一條直線，通過(guò)斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù)．此時(shí)教師可提出測(cè)量某一時(shí)刻物質(zhì)的濃度一般有兩種方法:化學(xué)法與物理法，其中物理法更方便操作．
所謂物理方法就是利用某些物理性質(zhì)與物質(zhì)濃度的依賴(lài)關(guān)系，使用物理儀器快速準(zhǔn)確測(cè)定出某一時(shí)刻的物理性質(zhì)，再轉(zhuǎn)換成物質(zhì)濃度與時(shí)間的關(guān)系．根據(jù)蔗糖水解反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物都是有旋光性的，可以選擇旋光度這個(gè)物理性質(zhì)作為濃度和時(shí)間之間關(guān)系式的橋梁．利用旋光度與濃度的關(guān)系將反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程中濃度和時(shí)間的關(guān)系轉(zhuǎn)換成旋光度和時(shí)間的關(guān)系，因此只需要測(cè)定不同時(shí)刻體系的旋光度值就可以求算出反應(yīng)速率常數(shù)k．學(xué)生選擇需要的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)步驟，教師對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)，最后在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中驗(yàn)證結(jié)果．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后討論問(wèn)題:為什么要進(jìn)行零點(diǎn)校正，可用什么物質(zhì)進(jìn)行零點(diǎn)校正，蔗糖的初始濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定有沒(méi)有影響等等．在學(xué)完二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以后，教師還可提出延伸問(wèn)題:如何利用電導(dǎo)率測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)(二級(jí)反應(yīng))的速率常數(shù)?第二組同學(xué)大致可以提出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而第一組同學(xué)則大都不知道該如何處理．兩組學(xué)生比較，第二組學(xué)生對(duì)公式的利用、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的處理等都較第一組學(xué)生要好．通過(guò)整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程，學(xué)生可牢牢記住相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程公式，同時(shí)會(huì)對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行積極探索，對(duì)以后理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也有很好的促進(jìn)作用．
2激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我思考的興趣
很多時(shí)候，學(xué)生不知道物理化學(xué)中的理論和定律有什么具體用途，因此學(xué)習(xí)起來(lái)沒(méi)有興趣，只是被動(dòng)地背誦公式定律．物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的教學(xué)環(huán)節(jié)能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)和思考的能力．以燃燒熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定為例，兩組學(xué)生首先學(xué)習(xí)理論課程中燃燒熱的定義，理解恒壓熱效應(yīng)與恒容熱效應(yīng)的區(qū)別．利用氧彈式量熱器分別測(cè)定待測(cè)樣品和基準(zhǔn)物質(zhì)在量熱器中完全燃燒引起的溫度升高值，再利用基準(zhǔn)物質(zhì)已知的燃燒熱來(lái)計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的燃燒熱．現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)裝置大都采用自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)處理，第一組學(xué)生除了簡(jiǎn)單掌握量熱器和壓片機(jī)的使用方法外，對(duì)物性燃燒熱方面的信息知之甚少，學(xué)生也沒(méi)有太大興趣去深入討論和研究．第二組學(xué)生采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的教學(xué)方法，首先指導(dǎo)教師介紹燃燒熱在實(shí)際生活中的各種應(yīng)用，例如燃燒焓的測(cè)定廣泛應(yīng)用于各種熱化學(xué)計(jì)算中，測(cè)定有機(jī)物的燃燒焓，可計(jì)算相應(yīng)的生成焓數(shù)據(jù)，從而可以了解其穩(wěn)定性、反應(yīng)性、生成機(jī)理、分子結(jié)構(gòu)、能量規(guī)律等特點(diǎn)，對(duì)于掌握該化合物特定組成等有重要意義．氧彈量熱法也廣泛應(yīng)用于污泥、廢物、煤發(fā)熱量的測(cè)定等等方面，對(duì)于泥煤的深度開(kāi)發(fā)和綜合利用有廣泛意義．通過(guò)這些知識(shí)的講解，讓學(xué)生首先對(duì)即將學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)有一個(gè)背景認(rèn)識(shí)，知道將來(lái)在哪些方面可以有廣泛的用途，從而激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣．然后再介紹氧彈技術(shù)的原理和燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程，這時(shí)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的理解和掌握就會(huì)有明顯提高．采用這種教學(xué)過(guò)程的第二組學(xué)生與第一組學(xué)生相比，首先在聽(tīng)課過(guò)程中注意力就有明顯提高，思維也能隨著教學(xué)內(nèi)容靈活轉(zhuǎn)換，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也能夠自己分析和處理一些常見(jiàn)問(wèn)題，這些都是學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)出來(lái)的結(jié)果．因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．
3提高學(xué)生的科研創(chuàng)新和分析解決具體問(wèn)題的能力
創(chuàng)新是科研工作的靈魂，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力．對(duì)于物理化學(xué)的各個(gè)研究方向來(lái)說(shuō)，物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程在不同程度上會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有積極的作用．以凝固點(diǎn)降低法測(cè)物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量實(shí)驗(yàn)為例，兩組同學(xué)首先同時(shí)學(xué)習(xí)稀溶液的依數(shù)性:加入少量溶質(zhì)引起溶劑性質(zhì)的改變，例如蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高以及滲透壓的改變．這些性質(zhì)的改變值只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，而與溶劑的性質(zhì)無(wú)關(guān)．利用一相為純物質(zhì)時(shí)兩相平衡溫度與組成的關(guān)系可以推導(dǎo)出相應(yīng)的定量關(guān)系式．其中，凝固點(diǎn)降低這個(gè)依數(shù)性質(zhì)是一種常用的測(cè)量相對(duì)分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方法．第一組同學(xué)學(xué)習(xí)凝固點(diǎn)降低公式，知道凝固點(diǎn)降低的改變值與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，能夠通過(guò)題意利用公式求解出相應(yīng)的數(shù)值．第二組同學(xué)在學(xué)習(xí)完凝固點(diǎn)降低公式后，引導(dǎo)學(xué)生利用此公式進(jìn)行溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．
首先從公式推導(dǎo)中可以看出，公式中有我們需要最后求的MB，凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf可以查得．所需要的就是純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)和加入少量溶質(zhì)后溶液的凝固點(diǎn)Tf的值．所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于如何測(cè)定液體的凝固點(diǎn)．所謂凝固點(diǎn)是指一定壓力下，隨著溫度的降低，液體中逐漸出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，固液兩相平衡時(shí)的溫度．引導(dǎo)學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):要想測(cè)得凝固點(diǎn)，就需要將待測(cè)液體放到一定的冷卻介質(zhì)中，例如冰水混合物，還需要精密溫度計(jì)隨時(shí)監(jiān)測(cè)液體中溫度的變化．此時(shí)教師給出提示:凝固點(diǎn)的準(zhǔn)確測(cè)定并不容易，包括固液平衡的判斷以及凝固熱的放出對(duì)測(cè)量的影響等等，因此采用步冷曲線法測(cè)定相應(yīng)的凝固點(diǎn)更為常用．學(xué)生討論具體的實(shí)驗(yàn)步驟，教師進(jìn)行指導(dǎo)修正，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程．兩組同學(xué)同時(shí)開(kāi)展凝固點(diǎn)降低法測(cè)定溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的比較可以看出，第一組同學(xué)大都只能按照書(shū)上的步驟進(jìn)行機(jī)械操作，在操作過(guò)程中不知道何種因素會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，更不明白怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)．而經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的第二組同學(xué)大都對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)比較注意，例如為什么需要冷凍管和空氣套管，冷凍管要豎直放置，不要靠在空氣套管上，還有冰浴槽的溫度、磁子的攪拌速度對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的影響等等．在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，第二組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理上也較第一組好，能夠利用步冷曲線法合適地得到相對(duì)準(zhǔn)確的凝固點(diǎn)數(shù)值．第一組同學(xué)在思考題的解答上也與第二組同學(xué)有明顯差距，大都不明白一些針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的問(wèn)題如何進(jìn)行分析解答:例如溶質(zhì)的量是否加入的越多越好，冰浴槽的溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有什么影響，高溫高濕季節(jié)做此實(shí)驗(yàn)是否會(huì)影響準(zhǔn)確度等等．
4結(jié)語(yǔ)
