A. 大學生科技創新有什麼新穎的課題,物理方面
無人機方面的,或者可以考慮感測器的應用方面。現在不是所謂的大數據時代嘛,所以可以考慮設計一種裝置來檢測日常的一些數據。比如各類手環。但除了人體監控,還可以是寵物,汽車,植物,湖泊,天氣等,這裡面有些有不少人已經在做了,你們也可以嘗試。
還有的項目就是做集成,小型化,個性化或快速成型。3D列印機就是這樣一個例子。這種快速成型的概念還可以應用在電子製造,服裝行業,食品加工等領域,單獨的技術難度不大,就是集成而已。
B. 關於物理的,有哪些可以研究的課題
按照大綱的規定,新編高中物理教材(即《全日制普通高級中學教科書(試驗修訂本)物理》)設立了「課題研究」項目並列出了大綱給出的課題示例. 在高級中學開展課題研究,是全面培養學生綜合運用所學知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力以及團結協作能力的重要環節.這項活動還有利於培養學生獨立思考的習慣,激發學生的創新意識.課題研究主要著眼於這些能力與意識的培養,而不在於某項具體知識的學習. 教師應該對課題研究進行指導,但要避免給出具體的步驟和方法.要鼓勵學生採用不同方法,提出不同見解. 研究課題可以大致分為探索性物理實驗、科技製作、新科技問題的學習報告、社會調查、擴展性學習等幾個不同的類型.課本中給出的只是研究課題的若干示例,教師和學生可以從中選用,也可以提出其他課題.教師要根據不同學生的特長和興趣向學生推薦,不能要求全班學生做同樣的課題. 課題的研究成果可以是小論文、科學報告,也可以是製作的儀器、設備. 課題研究應該以課內課外結合的形式進行.大綱為每個課題劃出了4個課時,教學中必須保證,其中應有兩個課時用於學生間的匯報和交流. 有關課題研究的一些問題說明如下. 1�課題中有一些探索性實驗 以往的學生實驗,除了某些單純的技能訓練性實驗外,主要有兩大類,一類是驗證性實驗,即在學過相應的知識之後通過實驗進行驗證,例如「驗證牛頓第二定律」、「驗證機械能守恆定律」……另一類則是知識的應用,例如「用雙縫干涉測光的波長」、「測定電源的電動勢和內阻」……這兩類實驗的前提都是認為學生已經掌握所涉及的知識,因此實驗的目的不是探索新的知識.這些實驗對於培養學生獲取新知識的能力,激發他們的創新精神,沒有很大的作用. 探索性實驗課題是為彌補這些不足而設立的.以「研究彈簧振子的周期和小球質量的關系」為例.教學大綱並不要求學生學習 這個知識點,因此實驗的前提是學生不知道振子的周期和小球質量的定量關系.做這個實驗時,學生在測出若干組數據後列表,在坐標紙上描點,作出擬合曲線,用相應的函數表達這條曲線.如果再換其他幾個彈簧做這個實驗,還可以進一步解釋函數式中參數的物理意義…… 按照過去對於驗證性實驗的處理,必須先學習這個知識點,讓學生在實驗前就知道相應曲線的形狀,實驗後假若有的點不在這條曲線上,則要分析出現誤差的原因.但是,在這個研究課題中,學生事先並不知道它的圖象是什麼樣的,只是在看到這些點的分布和走向之後才意識到它也許能用某個二次函數來近似地表示.在這種想法的鼓舞下,有些學生會嘗試作出T2和m的關系曲線,在這之後就會明確地得到周期與小球質量的定量關系. 在驗證性實驗和探索性實驗這兩種不同的作法中,實驗內容可能相似,但是按照兩種不同的思路去設計,學生的心理活動不一樣,得到的訓練也不一樣.中學階段並不要求學生掌握彈簧振子的周期和小球質量的關系,但是這個實驗所用的方法卻是科學研究中一個非常典型的方法,學會這個方法將使學生在今後的工作中受益無窮.大綱安排這個實驗,目的是進行研究方法的教育,而不是為了多學一個知識點.「研究影響滑動摩擦力的因素」、「研究材料的保溫性能」也是這樣的課題. 2�許多課題沒有惟一正確的答案 實踐中的技術問題大多沒有惟一正確的答案,只能從不同的角度、不同的需要權衡利弊進行評價.我們過去的科學技術教育卻把這樣復雜的事情簡單化了:要麼對,要麼錯,沒有選擇.這種教育培養出來的人脫離實際,思想方法絕對化,不能適應社會的需要.大綱有意識地選取了一些沒有惟一正確答案的課題,目的是彌補這方面的不足. 「估測壓力鍋內水的溫度」可以通過測量限壓閥的質量而知鍋內的壓強,進而查表得知水的溫度;但是也可以把熱敏元件貼在鍋外,其外再加保溫層來直接測得,還可以把熱敏元件直接放入水中;還可能有別的辦法.在這些方案中,熱敏元件的耐高溫問題、直接放入水中時鍋的密封問題,等等,都要研究.不同方案測得的水溫肯定不會完全相同,這就需要討論、評價.這些工作在以往的中學科學教育中從未有過. 過去我們認為科學界沒有定論的內容不應在中學課程中涉及,其實不能一概而論.讓高中學生接觸一些目前還有不同認識的課題,有助於使學生認識科學研究的過程,激發探索的熱情,培養創新精神,避免思維的片面化.例如在「科普報告:從電冰箱到臭氧層」中可以討論造成臭氧層破壞的主要原因到底是氟利昂還是噴氣式飛機;在「科普報告:溫室效應」中可以分析造成氣溫上升的原因主要是人類的活動還是地球本身的周期性變化這樣兩種學術觀點…… 實驗性課題中有一些技術問題,學生們的處理方法也肯定不會一致.例如在「研究彈簧振子的周期和小球質量的關系」中,由於課堂演示所用振子的周期太小,阻尼太大,不能用來進行這個實驗.解決這個問題並不難,可以選用較軟的彈簧,並去掉滑動軸.但這時如果水平放置就要解決小球的支撐問題,如果豎直放置則應解決彈簧下垂的補償問題.學生可以想出多種辦法,這些辦法各有特點,需要討論和評價. 3�一些課題是跨學科的 氟利昂不是一種單純的化學物質,其中有的成份能夠破壞臭氧層,有的不能.無氟冰箱中製冷劑的化學成份是什麼?它有什麼物理性質和化學性質?製冷的機理是什麼?學生們在「科普報告:從電冰箱到臭氧層」中可以進行討論. 「調查研究:灶具的演變」要求研究柴灶、煤球爐、蜂窩煤爐、液化氣灶、煤氣灶(天然氣灶)、電爐、電磁灶、微波爐的燃燒原理(加熱原理)和效率,比較燃料的燃燒值.「用電解法測定元電荷」要用化學課中學到的知識測量基本物理常量.這些也是跨學科的課題. 大綱列入了這些課題,希望有助於使學生加強綜合運用所學知識的意識和能力. 4�與新科學技術相銜接 怎樣縮小中學物理課程與當代新科技的距離,這個問題一直沒有很好地解決,有幾個研究課題打算在這方面進行一些嘗試. 剎車防抱死系統(ABS)是近年來的一項新技術,它在汽車剎車時自動控制摩擦片與輪盤(輪轂)的壓力,使車輪不與地面產生滑動摩擦,這樣司機仍然能夠控制車的運動方向.這種情況下大部分機械能消耗在摩擦片與輪盤的摩擦上.這項技術雖然很新,但是它的物理模型並不復雜,利用高中物理知識可以做些較為深入的研究.「剎車時車輪被抱死的利與弊」就是基於這種考慮設計的. 「科普報告:從電冰箱到臭氧層」、「科普報告:溫室效應」、「科普報告:阿爾法磁譜儀與反物質」等幾個課題也都和科技與環境的最新熱點有關. 5�拉近了物理學與實際問題的距離 我們的中學物理教育一直重視理論知識在技術中和解釋自然現象中的應用,但是仍然存在某些脫離實際的傾向,表現之一是對於物理規律、物理量的認識的絕對化、理想化.實際上,物理學中的實驗定律,在一定程度上都是近似規律.例如,教科書一直說滑動摩擦力的大小跟壓力成正比,與接觸面積無關,但是通過「研究影響滑動摩擦力的因素」這個課題就會看到,實際情況與這種說法是有較大偏差的. 改變電流表的分流電阻可以改變它的量程,這是歐姆定律的典型應用.但是,學生設計的原始電路往往考慮不到表頭的保護措施,實際上是不能用的.「把靈敏電流表改裝成多用電表」這個課題可以讓學生體會到理論和實際的差距. 6�一些課題與社會問題密切相關 大綱修訂版在選擇研究課題時注意了科學技術與社會問題的聯系.例如,臭氧層的保護涉及無氟冰箱的推廣,但是無氟冰箱比氟利昂製冷的冰箱成本高,消費者花較多的錢但本人並不直接受益,對這個問題應該採取什麼宣傳策略?許多報導說臭氧層的破壞使得皮膚癌的發病率上升,其實皮膚癌主要是白色人種生的病,黃種人很少有這種病,黑種人更是與它無緣.當今世界上的醫學資料大部分來源於西方國家,國際傳播媒體也基本上由他們控制,事情的嚴重性會不會被誇大了?這裡面是否也有某種形式的種族偏見?研究課題為這類問題的深入討論留出了很大的空間. 氣體燃料比固體燃料更方便,然而使用不當容易引起爆炸和火災,還可能使人中毒.使用氣體燃料是否利大於弊?天然氣比焦爐煤氣貴,但是燃燒值高,實際使用時哪種燃料更經濟?對於不同地區,用電燒飯和用燃氣燒飯哪種燃料更經濟,對環境的影響更小,並且更能符合中國人的烹調習慣?這些都可以在「調查研究:灶具的演變」中討論.過去在物理課中只講物理原理,最多講一講技術應用,但是科學原理的應用及其評價一定涉及社會問題,二者密不可分,我們的學校教育應該為學生做這方面的准備. 7�要用新的標准來評價課題研究 學生對於物理題的習慣反應是「會」與「不會」,物理教師對學生的試卷、作業則總以「對」「錯」來評判.這次大綱推薦的研究課題對於不同學生的區分不是會不會做,也不是做對還是做錯,而是表現在所作研究的不同深度.例如「菜刀上的力學知識」這個課題,要解釋刀刃為什麼能夠切開物體,只用到合力和分力的知識,絕大部分學生都能在一定程度上做出.但是,還有其他方面的問題:細長的刀和短寬的刀用起來是不一樣的;用刀時刀把的長短也涉及一些力學問題……學生的觀察要有一定的敏銳性才會發現這些問題,如果能夠進行一定的定性與定量的分析,那就更好了.更進一步,如果用刀「剁」骨頭,當刀的前端接觸骨頭時,手會感到刀把向下震,反之則向上震.有那麼一個位置,刀上的這一點剁到物體上時,手感十分輕松.學生能夠發現這一點,已經很不簡單;如果還能自己找些書來讀,學習一點課本上沒有的知識並正確分析了這個現象,那就很了不起了.這樣的研究課題讓絕大多數學生都能參與,同時又給各種程度學生的發展留出了很大的空間. 針對研究課題的這種特點,對學生所做工作的評價要有新的標准.例如,要考慮是否提出了新的有意義的問題,對課題的分析是否有獨立的見解,所用資料有多少是自己收集的,是否用到了課堂上、課本上沒有講到的知識,對課題是否作了定量的分析……對學生的工作應該給予總體的評價,指出其特點與不足,不能只給一個簡單的分數. 8�教學相長 許多教師看到這些課題時的頭一個反應是:我們自己還不懂,怎麼教學生?這里有一個教育思想轉變的問題.研究課題本來就沒有惟一正確的答案,它的解答會因場合不同、時代不同、要求不同、觀念不同、學生不同而有變化,要讓教師精通所有這些課題本來就是不可能的.教師應該是學生的導師,能對學生的研究方向和研究方法給予指導,但是教師不是回答一切問題的網路全書.要相信學生中蘊藏著巨大的積極性和創造力,教師的任務是把它們開發出來,同時自己也從中汲取營養. 研究課題涉及的物理知識不一定是傳統意義上的重點知識、主幹知識,有的課題甚至不是純粹的物理學問題,它們只能說是與物理學相關的.提出這些問題的著眼點是培養學生的某些意識和能力,主要不是為使學生學到某些具體的知識.在帶領學生做課題研究時,這點應該十分明確.
C. 物理教學中有哪些創新方法
物理教學中培養學生的創新能力的方法:
一、拓寬學生知識面,培養學生廣泛的興趣。
二、培養學生求異創新思維能力。
三、培養學生發散性思維能力。
四、培養學生的探索精神。
五、提高學生實驗能力。
六、建立學生正確的成敗觀。
七、教師自己要有「創新」意識和「創新」實踐。
D. 有什麼有趣的物理研究課題
1. 液體表面的張力
伽利略與亞里士多德的觀點辨析
2、牛頓對經典力學的貢獻
3、物理與詩書曲畫
4、成語中的物理哲理
5、生活中的物理
6、「整體法」在物理學中的應用
7、《牛頓運動定律》一章的題型解析
8、物理題中隱含條件的挖掘
9、求力對物體做功的方法
10、時代呼喚納米科技
11、「圖解法」題型歸類
12、GMm/R2=mg在高考題中的運用
13、有關超導體的知識
14、物理實驗中基本儀器的正確使用
15、生活中的電磁輻射
16、物理與化學的聯系
17、「神州號」宇宙飛船的發射回收過程
18、「和平號」墜毀始末
19、高中物理學習困難調查
20、生活中的能的轉化
21、從「石油文明」到「核文明」
22、物理學習中常用的數學知識歸納
2. 一.關於行星運動
1.開普勒三大定律的證明
2.行星運動與時間的關系(提示:用參數角)
二.關於導體
1.自由二次曲面導體的電容與其電荷分布
2.在勻強電場存在下的二次曲面導體的電荷分布
三.關於電阻無窮網路
這里包含一維無窮網路與二維三維無窮網路,不過在解決多維時最好看一下高等數學無窮級數中的傅立葉變換.
四.關於熱學
1.附加壓強與曲面曲率半徑的關系
2.學習一下熵,推出液體飽和蒸汽壓強與溫度的關系
3.學一下概率,推出麥克斯韋速度分布定律
五.關於近代物理與光學
1.推出相對論中的洛倫茲變換
2.了解四維矢量,能夠運用它解題
3.研究光學元件,推導出他們的成像公式,特別是阿貝正弦條件
4.了解量子力學,利用泡利不相容原理推出黑體輻射公式
5.學習一下偏微分方程的解法,最好能解決氫原子問題
這些都是我在高一高二研究的內容,主要是這幾個大方向,不過別急於求成,慢慢想辦法,這是鍛煉你的研究能力.
另外附帶,別聽樓上的話,量子力學一點都不簡單,不過稍微知道一下是不錯的.
如果單單說簡單的話可以嘗試數理結合方面的問題,比如說數學上的塞瓦定理你可以既用數學證明,也可以用物理上的質點的定義去證明;又比如說,到三角形三個頂點距離最短的點在哪裡,再物理上你可以嘗試一些物理模型,比如彈簧,或是橡皮繩,用能量最低原理進行證明,這就叫數理結和的方法,你可以嘗試一下.如果說要跟日常生活聯系起來,你可以研究一下自行車賽車上的變速器原理;或者乒乓球的運動,工地上的千斤頂.要說有趣的話,不妨研究一下,教室里日光燈在不同的擺動方向上的周期,然後給出理論上的解釋.
E. 如何創新高中物理實驗教學
實驗教學是高中物理教學課程的組成部分,也是物理教學的重要工具與方法,是培養高中生全方位科學素養的重要手段。尤其是新課程改革的推進,對學生實際動手能力、應用能力的要求越來越高,只有不斷創新物理實驗教學,才能順應人才發展需求。
1.樹立創新的物理實驗教學觀念與目標
高中物理實驗教學是高中物理教學的重要組成部分,但由於受應試教育影響,以往高中老師只會分配有限的時間與資源進行實驗原理、過程、結果演示與講解,認為學生只要在考試時候會解相關題目就可以,所以我們看到的很多高中物理實驗教學大多以解題技巧為主,甚至很多學生不知道實驗過程以及涉及的器具,但對其中的關鍵考點卻了如指掌。
新課程改革要求教育應該將知識與技能,過程與方法以及情感態度與價值觀整合起來,以此來確定教學目標,針對高中物理實驗教學,首先學校應該制定物理教學總目標以及各階段實驗教學具體目標,明確高中物理實驗教學的方向,推動老師合理展開實驗教學工作。開放實驗室,完善實驗室器具與管理,給學生創造良好的實驗環境。
物理本身作為一門實驗科學,其很多理論知識都是來源於物理實驗的發現與總結,實驗教學可以讓學生有機會像物理學家一樣通過實驗去探索問題的解決方法,通過實驗過程,掌握問題的影響因素,最終通過分析、總結數據來找到問題的答案,每個物理實驗都可以幫助學生探索與學習物理知識與規律,讓學生經歷完整的科學探索發現過程,鞏固與強化知識,有助於理論與實際的融會貫通,有助於養成學生系統創新性的思維。老師應該摒棄傳統的應試教育理念,鼓勵學生走進實驗室,讓學生在實驗中實現物理知識的溫故知新,合理安排實驗課程,重視實驗過程教學。
2.運用多種創新性物理教學手段
2.1多媒體教學
多媒體教學現已經逐漸普及到各個學校,高中物理老師在安排實驗課程的時候,應該巧妙運用多媒體教學,提高物理實驗教學效果。多媒體教學可以呈現出圖像、聲音、視頻,因為很多物理知識比較抽象,物理實驗又很難在學校實驗室實現,運用多媒體教學可以讓抽象知識更直觀,並且通過實驗動畫的製作,讓無法完成的物理實驗呈現在實驗課堂上,比如說,原子物理中的α粒子散射實驗,通過多媒體視頻,可以將實驗中難以完成的α粒子散射過程,呈現在學生面前,從而有助於學生理解與記憶這個知識點,為後面的物理知識學習打下基礎。
2.2小組化教學
老師應該將學生進行合理分組,一方面因為實驗教學時間、某些器具有限,老師不可能對每個學生進行一對一教學,同時大班化實驗教學也無法讓老師掌握學生學習狀況;另一方面小組化教學,小組成員通過合作互助,共同完成實驗過程,有利於提高學生合作能力,拉近同學間的距離。
2.3趣味性教學
相較於其他學科,物理知識由於其抽象、枯燥等原因,往往導致很多學生對物理學習沒有積極性,物理老師在安排實驗課程的時候要精心研究知識,准備教學內容與實驗器具,在實驗設計時注重其趣味性,讓學生在實驗中學習物理知識的同時,還能夠提高物理學習興趣。比如說,運用可樂瓶製作「水火箭」,其物理原理是利用水和空氣的質量之比,水的密度要比空氣要大得多。當氣體進入密閉的火箭體內,使得容器里空氣的氣壓不斷增大。待到氣壓增強到一定程度後,「水火箭」中的「燃料」就會突破密瓶塞,高速噴射而出。這個實驗需要的器具很簡單,只用到身邊的可樂瓶、水即可,但效果卻很好,而且趣味性強,很受學生歡迎。這樣的物理實驗,讓學生更關注身邊事物,提高探索其中奧秘的慾望,從而讓學生愛上物理這門學科。
2.4鼓勵學生進行課後物理實驗、家庭實驗
物理實驗教學課程有限,老師可以鼓勵學生運用課後時間以及資源進行實驗,這里主要舉兩個方案。其一,學校設立物理實驗興趣班,開放實驗室,配備專業老師,可以實時指導學生進行物理實驗,組織物理實驗興趣濃厚的學生一起在課後完成物理實驗,讓學生在實驗興趣班可以一起學習、探索知識;其二,老師可以加強與家長的溝通,家庭作為學生生活最多的場所,而且有很多物品可以用來完成小實驗,讓家長與孩子一起完成實驗,有助於培養親子感情,同時也可以普及物理小知識到各個家庭。除此之外,還可以組織學生參觀科學館,組織學生參加發明競賽,讓學生可以充分學習與發揮自身特長,進而增強學生物理實驗學習信心與決心。
3.結束語
學校以及老師應該樹立正確的實驗教學觀念,注重培養學生的物理創新思維能力以及動手能力,重視實驗教學對於鞏固學生物理知識、提高學生物理學習積極性以及創新能力的作用,在教學過程中以學生為主體,培養學生自己獨立實驗能力以及探究性學習習慣,充分運用多媒體、小組教學、趣味性教學以及課後實驗等多種創新教學手段,來提高實驗教學的趣味性,培養學生的實驗動手積極性、創新能力,最終讓學生在新課程物理課程學習過程中,能夠養成良好的物理實驗學習、動手習慣,不斷提升學生科學素養與綜合素質。
F. 如何培養中學生物理實驗中創新能力
才易形成探索的課堂氛圍、共軛法等。 1.通過改變實驗目的和要求進行創新教師在原有實驗的基礎上,為有效地減小誤差,這個理論就是實驗原理,因此,但一個演示實驗或學生實驗怎樣導入,構建科學探索的課堂氛圍大多數老師都會注重一堂課的引入。 2.通過改變實驗原理和實驗方法進行創新每個實驗都依據一定的理論提出來的、轉換法,不僅能激發學生的強烈興趣和求知慾望、分類與比較等各種思維方法進行思考。 二.注重實驗的實施,還能為學生提供發現問題,也可以先導入其所用器材,往往直接把實驗裝置擺上講台進行演示,同時也激勵了他們的創新精神和創造能力,使他們產生心理上的不平衡、教學功能、豐富的物理思想和物理方法以及蘊含的創造原理與創新技法傳授給學生,全面發揮實驗在培養學生創新能力的作用對現有的實驗大膽創新已成為當前物理教學的共識,實驗創新時可根據其特點、觸覺等感觀系統與物理現象,這正是當前課堂教學的弊端,後測什麼物理量。為達到同一實驗目的,若不做,他們就會在推導過程中積極應用分析與綜合,學生掌握的研究方法(即科學方法和創新技法)就會發揮巨大的作用,給學生產生深刻的印象。而且每個實驗都是經過長期的教學實踐而確定的,模擬法,從而培養學生把所學的實驗理論、聽覺一.注重實驗的導入?先做什麼。因此可以通過改變原有實驗的原理或實驗過程中使用的具體方法進行創新,對發展學生的物理創新能力可以起到事半功倍的效果,比較法,進而介紹實驗裝置和實驗操作,經歷這樣的學習過程,不僅要有理想的實驗裝置、方法和實驗技術移植應用於新領域的創新能力。教師該從何種途徑引導學生對實驗進行創新設計呢,更重要的是如何實施實驗的演示及教學。 5.通過改變觀察的感覺手段進行創新物理科學離不開觀察。因此、聯想再造出新的事物?卻考慮得比較少,觀察就是調動人的視覺。 實驗的引入十分重要,對原有實驗進行創新改進,再引入實驗 所以實驗導入時、列舉創造技法和轉換創造技法等,可以先推導出即將演示實驗的原理,要求學生運用學過的實驗理論,還有替代法,加以突出。真所謂「千言萬語道不清,發生矛盾。讓學生在運用已有的知識。在實驗教學的實施過程中。因此,必須重新設計實驗方案或實驗步驟,這相當於在培養與訓練學生的物理創新能力的進程中加進了一劑催化劑、遇到困難甚至導致失敗,其中也不乏創新技法,突出科學方法、類比創造技法、存在缺點及適用條件,課本上還有許多內容沒有現成的儀器配備,而拙劣的方法卻削弱,累積放大法,提出新實驗課題,盡可能用圖象法來代替公式法處理數據。教師應注重實驗教學的實施——突出科學方法,一般學生應用原有的實驗理論和方法無法解答新的實驗課題。讓學生體驗創新活動的樂趣、演繹與歸納。三.注重實驗的創新設計,這樣學生才有探索的內動力,機械放大法,提供創造性地解決問題的條件、經驗和方法設計新的實驗時,且內容顯得枯燥乏味,也是教育教學創造活動的結晶,其意義並不比創新本身小但實驗教學的實施要有利於培養學生的物理創新能力。不管哪種導入方式都必須注意「布局」,由此產生困惑,並盡量通過數據處理減少隨機誤差」,要求學生利用原有的實驗器材(甚至可適當增減),學生不僅掌握了知識?就其導入方式而言,可以說。 2,提高了邏輯推理能力,一個好的實驗引入,我要求學生將光具座上的蠟燭(光源)取走放上手電筒(如圖5),可依據不同原理設計出不同的實驗方案,在教學過程中應把實驗中的技術、規律或本質發生作用,就完全需要學生創設出新的適宜的實驗操作步驟,教師應注意將它們「顯化」、平衡法,改變原有實驗的目的與要求,可歸納為如下幾種途徑、方法及實驗技術來設計新實驗課題的新方案.舊知識中導入新實驗的所用器材。當然,顯化創新技法:學生在完成凸透鏡的焦距測定時,後做什麼、實驗方法提出新的實驗方 3.通過改變實驗器材進行創新這種創新情形需改變原有實驗的使用器材(包括測量對象)提出了在新的實驗器材基礎上測量原有的物理量或新的物理量的新實驗課題: 1。法國科學家貝爾納說:「良好的方法能使我們發揮天賦和才能,但改變了目的要求,先測什麼物理量,數據處理時必須注意「不因數據處理而增加實驗誤差,處理新數據?根據應用實驗手段研究物理問題時的基本過程,並確定所測物理量,依據新的實驗原理。從而培養學生改進原實驗,設計完成新實驗課題的實驗方案。 6.通過改變數據的處理要求進行創新數據處理是實驗研究的一個重要環節,使他們經模仿,如聯想創造技法,光學放大法。但如何更好地引入一個實驗呢,並讓學生在不拆開手電筒的情況下測出小燈泡s(可視為點光源)到燈罩玻璃(玻璃厚度不計)前表面的距離d,以獲得感性材料。不同的感觀手段會使人對同一物理現象產生不同程度的認識,進而激發探究的慾望,再引入實驗,以充分發揮其教育,運用知識的機會,從而使學生認識到原有的認知存在局限性,很難對學生講清楚,必須注重激發學生的創新動機,都要能剌激學生心理產生疑問,該如何操作,以達到更深刻的感性認識。因此,困惑的產生才有利於激發學生的創新動機,掌握好物理思想和方法、設問創造技法,改變觀察實驗的感受器官。學生一旦有機會運用知識解決一些問題,學生的創新活動不可能是憑空產生,中學物理實驗中包含了許多重要的思想方法、甚至扼殺我們的才能」、實驗原理都相同,使他們從中培養創新精神,為此教師應開發一些新的實驗,顯化創新技法一個成功的演示實驗,使他們的創新能力得到培養和發展。例如、補償法,解決新的實際應用問題,主要有以下兩種,這些都要求學生創造性地提出解決方 4.通過增設或改變實驗情景進行創新現成的實驗裝置往往不能滿足教學的需要。可以說。這一過程中,學生對研究方法認識的進步,則學生缺乏感性認識.原實驗原理(或舊知識)中導出新實驗的原理、設計新實驗的創新能力,老師的提問或是學生自己發現的問題,一看實驗便分明」。教師也可以創設一種新的實驗情景和應用情景來改變原來的實驗,如控制變數法,獲得創新技法。雖然使用的器材,因此老師應及時提供知識原型啟發學生。事實上
G. 現代物理學的前沿課題
你讀大學就會發現物理包羅萬象。
比如宇宙學中的黑洞理論,量子理論中對誇克的研究,電磁方向,熱力學方向,還有固態物理,應該是研究各種固體物理性質的,比如液晶等,還有化學物理,就是用物理來解釋化學現象,數學物理中的高維理論。
至於目前物理學家探討的課題,應該就是這幾種大模塊中的小分支,畢竟那也是機密,我也無從得知。
不過同學你可以多關注世界各國的科研成果,可以多買些科技的雜志。
H. 如何在物理課堂教學中培養學生的創新能力
我國正處在社會轉型與經濟結構變革時期,不僅要求培養的人才具有很強的社會適應能力,具有知識創新能力,而且要求大力提高全民族的科學素養,加快推進經濟建設轉移到依靠科技進步和提高勞動者素質的軌道上來。因此,以人的素質提高、生存方式和文化模式轉型為主要內涵的人自身的現代化,尤其是青少年兒童創新能力的發展、科學素養的提高,已成為21世紀教育改革的重要問題。
1物理教育理念與策略
新課程強調:「義務教育階段的物理程培養目標定位為:提高全體學生的科學素質。」物理科學素質是指參與社會生活,經濟生活,生產實踐和個人決策所需的物理學概念和物理探究能力。「物理科學素質」的提出可以說是新課程的核心理念。支撐這一理念的是「知識與技能」、「過程和方法」、「情感態度與價值觀」這三大支柱。現在的課程目標,較以前的教學目標有了很大的區別,原來的教學目標多強調對物理知識和技能的掌握,而新課標則更加關注過程和方法的體驗,情感和價值觀的培養。所以在物理教學過程中應注意以下幾點:
1.1面向全體學生,立足學生發展
物理教育要面向全體學生,給每個學生提供平等的學習機會,使他們都能具備適應現代生活及未來社會所必需的科學知識、技能方法和態度,具備適應未來生存和發展所必備的科學素養,為少年終身持續發展奠定基礎。物理教育必須改變學科本位的觀念,面向全體學生,注重使不同水平的學生都能在原有的基礎上得到很好的發展,認識到學生是發展的主體,追求發展是他們的權力,應滿足他們求發展的需要。
1.2體現物理知識的現代性
應從知識經濟、信息社會的視角,對已有知識重新審視並整合。重新審視什麼是中學面向未來的物理學基礎,重新構建科學的基礎知識結構,不公側重於學生終身學習和作為現代社會公民應必備的基礎知識和技能,使他們有扎實的知識功底、廣博的知識視野、合理的知識結構,而且要反映當代的科學成果和科學思路,反映科學技術的新進展和新思想。
1.3加強與現實生活和學生經驗的聯系.
物理學教育課程要根據學生的心理發展規律,開發實踐應用的環節,引導學生從現實生活的經歷和體驗出發,讓他們在熟悉的生活情境中感受物理的重要性,了解物理與日常生活的密切聯系,逐步學會分析和解決與物理有關的一些簡單的實際問題。
要重視校外課程資源的開發利用。充分利用廣泛存在於學校、家庭、社會、大自然、網路和各種媒體中的物理教育資源,形成教育資源共享的開放式課程,通過拓寬學習空間,滿足多樣化的學習需求。
1.4以探究性學習為核心.
學生有強烈的好奇心和積極的探究欲,學習物理應是他們主動參與的能動過程,而物理學習過程不僅是眾多事實和理論,也是一個不斷探究的過程。《新課標》倡導通過探究性學習,構建一種積極的、主動的、自主合作探究的學習方式。這里探究既是物理學習的目標,又是物理學習的方式之一。要改變課程教材只是為教師講授提供藍本學生被動接受的狀況,將親身經歷以探究為主的學習活動作為學生學習物理的主要途徑,為學生提供充分的科學探究機會,讓學生主動地體驗探究過程,使學生在獲得科學知識和技能的同時,受到科學方法的訓練,體驗探究的樂趣,形成和發展探究能力以及交流與合作的能力。
2物理實驗教育的設計和實施
新課程將「注重科學探究,提倡學習方式多樣化」 列為五大課程基本理念之一,這就從根本上改變了原有的應試教育下的填鴨式教學,改變了學生死記硬背的學習方式,將科學探究列為內容標准,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承積累向知識的探究過程轉化,學生從被動探究知識向主動獲取知識轉化。
科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一。科學探究包括以下幾個要素:1、提出問題;2、猜想與假設;3、制定計劃與設計實驗;4、進行實驗與收集證據;5、分析與討論;6、評估;7、交流與合作。針對科學探究具有多種多樣的形式,具有多個要素,《新課標》指出:在學生的科學探究中,其探究過程可以涉及所有要素,也可以只涉及部分要素。由於物理課中的大多數探究活動都是按照教材的順序進行的,而且只涉及部分要素,因此在設計科學探究活動中必須注意兩點:一是要符合學生的認知規律,從易到難,循序漸進,二是要注重課內和課外的結合。
2.1完成基礎實驗的設計
通過簡單的實驗設計來培養學生思維的發散意識、構建網狀的思維鏈。例如:讓學生設計區分食鹽水和酒精溶液的實驗方案。學生可以從不同學科的不同角度去考慮,可以從物理學科出發,利用密度、氣味、沸點、導電性來區分;可根據溶液的揮發性,特殊反應現象、可燃性來區分;也可以根據生物細胞對溶液反應等去設計。再比如讓學生去設計怎樣估測山高的方案。學生可以從溫度、濕度、氣壓、聲、光、降雨量、生物的分布等去設計。通過這樣的設計,學生的思路開拓了,知識間的聯系加強了,也就為發散思維、創新思維的形成創設了條件。
2.2設計培養程序,漸進提高探究能力
心理學研究表明:初中生能力形成必須經歷一個過程,不可一蹴而就。因此,根據循序漸進與分層遞進的原則,設計了以「扶、引、放」為階段標志的培養程序,使科學探究能力的培養實現科學化、系統化。
首先,以「扶」的方式幫學生「上路」.
所謂「扶」是指在提出問題後,按進行猜想與假設―→制定計劃與設計實驗―→進行實驗與收集證據―→分析與論證的程序,採用填空的形式,使學生的探究活動完全以填空的形式出現,這就便於學生把已有的知識經驗與要探究的內容聯系在一起進行思維,從而縮小學生的探索范圍與探索的難度。學生常把自已當成或希望自已是一個探索者、研究者與發現者,「扶」使學生探索願望成為現實。
其次,以「引」的方式引導學生「學走路」.
「引」既是由「扶」到「放」的過渡階段,也是把已經設計好的實驗(可以是完全正確的設計方案,也可以是正確、錯誤兼備的方案)交給學生讓學生分析實驗的設計原理,做出正確的探究判斷,從而形成與發展科學探究能力。如上滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗時,教師提出可能的因素(接觸面粗糙程度、壓力大小、接觸面積、物體運動速度)與實驗方案,但故意不講明要採取控制變數法,讓學生自行判斷、分析、實驗。
第三,以「放」的方式讓學生「自已走路」.
「放」是指出示觀察對象或在提出問題後,提供部分或全部實驗材料(若實驗器材學生自已能准備,可讓學生自行解決),讓學生完成實驗探究的全過程。例如:在教授完「壓強」知識後,我會布置一道研究課題,讓學生探究「如何增強紙張的承壓能力?」(也可是其它課題,如:折紙承受的力與紙所折的道數是否有關?),要求學生設計好實驗方案,完成實驗報告。以「擱住紙條」為載體,通過設計探究方案,指導學生如何進行物理探究,培養學生嚴謹的分析和探究思想。
由「扶」到「放」的設計形式構成了循序漸進地培養學生探究能力的框架,形成由教師引導學生探究到逐漸使學生獨立探究的格局,是培養學生創新能力的基礎。
2.3注重課內知識和課外實踐相結合.
《新課標》指出:改變課程實施過於強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,提倡學生主動參與、樂於探究、勤於動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。
在教學過程中,教師應通過精心設計,認真組織各種形式的科學活動,鼓勵學生通過動手動腦「學」知識,如測量、搜集信息、現場考察、自然狀態下的觀察、實驗、情境模擬或再現、科學小製作、討論辯論、科學游戲、參觀訪問、競賽、科學報告會、家庭科學活動等。注意學生參與的目的性、實效性,保證學生有足夠的探索時間和體驗的機會。對社會生活中的物理現象,注意在教學中尋找新的視角和切入點,使學生形成新的認識,啟迪科學的思維,揭示物理現象聽本質,使學生感受物理的真實性,感受物理學與社會、日常生活的關系。例如,我會在將要上完初二年物理前,要求學生利用一星期時間進行一次家庭活動:探究廚房中的物理知識。要求學生寫出所有與物理有關的廚房用具及廚房活動,並寫好實驗報告。我們也應利用學生身邊的常見的物品引導學生做一些與所學物理相關的實驗。比如,請學生思考利用一塊橡皮泥可完成哪些相關實驗?由此來培養學生的發散思維和創新思維能力。許多學生思考後總結出可利用橡皮泥完成諸如①探究影與物的異同實驗:把橡皮泥捏成球狀和圓柱狀,光從不同的方向入射,橡皮泥所成的影子形狀不同;②探究m、ρ與物體形狀的關系實驗:隨心所欲地把橡皮泥捏成各種形狀,每操作一次測一次質量,用排水法測一次體積,發現質量、體積均不改變,說明了物體的質量和密度與物體的形狀無關;③探究浮力與物體形狀的關系實驗:橡皮泥捏成各種各樣的形狀,放入水中,用測力計可間接測出橡皮泥受到的浮力不變,說明了浮力與物體的形狀無關;④完成力使物體發生形變的實驗:橡皮泥放於手掌上,用力使橡皮泥變扁、變圓,說明了力可以改變物體的形狀;⑤完成空心法增大浮力實驗:把橡皮泥放入水中下沉,說明了重力大於浮力,撈出後,把它捏成船狀,輕輕放入水中,橡皮泥浮於水面上,說明了利用空心法,增大排水量,可增大浮力;⑥證明大氣壓存在的實驗:橡皮泥捏成蛋殼狀(使之略大於廣口瓶口),把沾有酒精的棉花點燃放入瓶中,立即把橡皮泥放於瓶口,它會在大氣壓的作用下慢慢被壓入瓶中。這些實驗極大地激發了學生的學習興趣,同時也增加了學生的動手動腦的機會,有利於學生思維能力的培養。再比如,對於歷史上科學家當初做的一些比較簡單的、能為學生接受的實驗、發明和發現,我們可以把它們作為教材的課外小實驗、小製作、課堂實驗等讓學生完成。這有利於對學生進行科學方法和科學思維的訓練,有利於培養學生質疑精神和提出問題的能力。
3結論
總之,教學是一門科學,也是一門藝術,應該具有創造性。創新是教學的靈魂,也是教學的最高境界。教師在教學中應認真研究教法,利用一切可利用的資源,創造一切有利的條件,有目的、有步驟的發揮實驗探究在教學中的作用,給學生以充分想像和獨立思考的空間,使學生主動地去探究科學知識,手腦並用地參與活動,體驗自我設計獲得成功的喜悅,讓學生的個性、獨立性、協作精神得到充分的發展和展示,這才是真正意義上的創新教育。只有這樣學生的創新精神、創新意識、創新思維等創新素質才能夠得到實質性的具體的培養。學生的創造能力不斷提高,既體現了物理本身研究、學習的特徵,更是學生可持續發展的需要。