案例分析在实验教学中的应用.ppt

1、案例分析在实验教学中的应用,乐永康 2008年11月18日,让物理实验成为快乐的记忆,李玲同学的邮件内容虽然只在您的实验室做两个实验，但是那却成了我快乐的记忆，物理实验从此不再那么让我畏惧。如何让学生不畏惧物理实验？如何让物理实验成为学生快乐的记忆？实验教师该如何去努力？,通过物理实验，学生能得到什么？,作为一个高中加化学的学生，本学期的物理实验着实让我捏一把汗，每一次实验都有如履薄冰的感觉。原理有时搞了很久也弄不明白，再加上有些粗心，于是每个星期四下午我都心情沉重，而这次实验是个例外。本次的实验步骤比示波器之类的简单许多，我却从中得到了更多的收获。 先说那道为什么要逐点调零的思考题，如果乐老

2、师不提醒我往多一点可能的方面去思考，我应该就会抄书上的原句了。在寻找不同原因的过程中，我体会到了尝试、探索的乐趣，同时也真实地体会到书本真的是可以去质疑的。 在实验过程中，我发现接线不同，毫特计示数会有正负号的变化，这是由于电流方向改变导致了磁场方向的改变。特别是在测B(a+b)时，我一开始得到B(a+b)=B(a)-B(b)，想了一会儿后终于找到了问题所在，并且最终得到了正确的读数。这是我第一次自己找出实验中的问题并顺利解决，很有成就感。 乐老师在实验中很耐心地为我讲解，他亲切的态度让我紧张的神经放松了不少。他鼓励我们去创新、去质疑，让我发现虽然物理知识不丰富，但也一样可以有所发现、有所收获

3、。 这次实验是我做得最自信的一次，在写实验报告的过程中也找了很多资料看，于是对电磁学、霍尔效应、霍尔传感器有了比较清晰的了解，同时也对接下来的实验更有信心了。 在最近两次实验中我感触颇多，受益颇丰。,教学案例（一）,深挖书本思考题的内涵 圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场（2）为什么每测一点，毫特计必须事先调零？ 书本原话：调零的作用是抵消地磁场的影响及对其它不稳定因素的补偿。 我的问题： 如果是要抵消地磁场的影响需要逐点调零吗？ 其它不稳定因素包括哪些？手机、手表、人体的移动等因素可能有影响，你们在实验中能否用实验来检验一下这些因素的影响到底有多大？,陈晨同学关于地磁场和其它不稳定因素 对实验结果的

4、影响的深入探讨和个人思考(一),地磁场：实验后，将探测器在空中平行移动，发现数值上无明显变化，但是在某一点垂直翻转传感器，示数有+-0.003mT的变化。分析认为：在同一平面内，地磁场线处处平行，故示数变化不大。但在同一点由于地磁场水平分量与竖直分量的差异，会使得传感器在方向不同时示数有较大变化，那么，在本实验中，相比其他因素，地磁场其实是可以忽略的。 手机：实验后将传感器调零，并将手机关机放置于传感器旁，示数无变化，而一旦将手机开机，示数剧变至0.012mT。另外，手机拨号时，示数与只是开机时相当。一系列测试证明，手机一旦开机，就会产生磁场，对实验有不可忽视的影响。故实验时应关闭手机。 隔壁

5、实验台：实验中，隔壁实验台通断电路，传感器示数无变化。这说明，大部分同学对于隔壁实验台会有较大影响的猜想是不正确的。事实上这种影响完全可以忽略。 通电导线：理论上说，通电导线周围会产生磁场。据传感器测量，导线旁的B约为0.0010.002mT。那么实验中导线离实验平台尚有一段距离，影响可以忽略。,陈晨同学关于地磁场和其它不稳定因素 对实验结果的影响的深入探讨和个人思考(二),铝尺：理论上说，金属在磁场中会被磁化，进而影响原有磁场。然而铝尺不易磁化，同时其放置方向沿运动方向，我认为其产生的误差可以忽略。 实验者：实验中发现，人的手放置于传感器旁，与未放置时相比较，示数增大0.003mT.这说明，

6、人体有磁场。故在实验中，实验者必须始终将手按住传感器（包括调零时），那么人体的影响就可以不考虑。 大理石平台：关于这点，若非老师指点，确实难以想象。事实上，大理石会产生磁场，而且磁场较强（这点在家庭装潢时也很值得注意）。经过对于单独一块大理石进行测量，发现不同的位置示数变化相当大，那么这样的误差是不应被忽略的，可能一块普通的石头进行实验更为理想。“单独一块大理石”原先实验设备的大理石台，各点之间的磁场差别在0.1mT以上。现在使用的大理石台也有不同程度的局域磁场。,教学案例（二）,促进学生对重点内容的理解 LCR电路的串联谐振如何寻找实际谐振频率？ 同学回答：两根指针最接近时的频率就是实际谐振

7、频率。 分析： 这一判据依赖于合理的量程选择，如果量程选择不合适，可能是分得最开时才是谐振频率。 U2最大、U1最小才是正确的的判断依据。 个案：有位同学就是在选择了U1 为1V档， U2 为100mV档后，调节频率使两指针重合（距离最近），错以为已经找到了谐振频率，继续下面的实验。如此得到的用于画出谐振曲线的所有数据都是单调变化的。 这个实验中的其他问题：读数？半功率点？电感的测量？,教学案例（三）,引导学生学习相关知识 锑化铟磁阻传感器的特性测量 现象：其他条件都固定时，磁阻传感器两端的电压随时间逐渐减小。为什么？ 启发：半导体的电阻和什么有关？此现象说明什么？对我们选择磁阻的工作电流有何

8、影响？,教学案例（四）,巩固“三基训练”的效果 电阻箱的正确读数四档电阻箱，乘10档读数为1，其余为零。此电阻值该有几位有效数字？ 调查结果：16位同学有一人答对了。“为什么？”“不知道，中学是参加竞赛培训，老师说的！”,周英杰同学的实验感想,本次实验是普通物理实验的第一个实验，原理比较简单易懂，操作便捷，在电路连好的前提下只需要不断移动传感器、调零、读数即可，随着实验进程，逐渐熟练后就更加方便。 但是实际实验操作中仍然出现了不少未预期的状况：实验仪器损坏、因实验操作不熟练导致的手忙脚乱；最后实验数据出现较大误差。经过老师的分析、自我反省和与助教老师的沟通对这些问题进行一一化解。在数据出现近1

9、6%的误差时，进行了整体分析是仪器问题还是实验中出现了重大失误。 记得乐老师在绪论课上讲到我们要正确对待出现偏差的数据，这时应该冷静分析原因。“实验结果并不是最重要的，重要的是实验过程的收获”，我想通过自己认真仔细地测定数据，严谨地完成实验过程，对于数据出现的重大偏差加以思考，也就完成对这个实验过程的正确认识和评估。 第一个实验为今后的十三个实验奠定了基础，积累了经验。实验过程中的胆大心细是相当重要的，在出现仪器故障时冷静查找原因；测量数据时仔细并且迅速不拖沓；认真完成数据分析和经验总结。 相信自己会在今后的实验中得到不断提升。,小结,把具体的知识点作为一个案例，进行集体分析和讨论，有利于促进学生的思考，引发对实验的兴趣，提高教学效果。一个尝试：明确每个实验的要点：包括三基内容，实验难点，拓展；指导学生自主学习。,谢谢！欢迎讨论！,