实验论文范文10篇

实验论文范文篇1

谁不想做一个学习好的学生呢，但是要想成为一名真正学习好的学生，第一条就要好好学习，就是要敢于吃苦，就是要珍惜时间，就是要不屈不挠地去学习。树立信心，坚信自己能够学好任何课程，坚信“能量的转化和守恒定律”，坚信有几份付出，就应当有几份收获。关于这一条，请看以下三条语录：

我决不相信，任何先天的或后天的才能，可以无需坚定的长期苦干的品质而得到成功的。——狄更斯（英国文学家）

有的人能够远远超过其他人，其主要原因与其说是天才，不如说他有专心致志坚持学习和不达目的决不罢休的顽强精神。——道尔顿（英国化学家）

世界上最快而又最慢，最长而又最短，最平凡而又最珍贵，最容易被忽视而最令人后悔的就是时间。——高尔基（苏联文学家）

以上谈到的第一条应当说是学习态度，思想方法问题。第二条就是要了解作为一名学生在学习上存在如下八个环节：制定计划→课前预习→专心上课→及时复习→独立作业→解决疑难→系统总结→课外学习。这里最重要的是：专心上课→及时复习→独立作业→解决疑难→系统总结，这五个环节。在以上八个环节中，存在着不少的学习方法，下面就针对物理的特点，针对就“如何学好物理”，这一问题提出几点具体的学习方法。

（一）三个基本。

基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练。关于基本概念，举一个例子。比如速度，它是表示物体在单位时间里通过的路程：V=s/t。关于基本规律，比如说平均速度的计算公式也是V=s/t。它适用于任何情况，例如一个百米运动员他在通过一半路程时的速度是10m/s,到达终点时的速度是8m/s,跑完整个100米化的时间是12.5秒，问该运动员在百米赛跑过程中的平均速度是多少？按平均速度的规律平均速度等于V=100/12.5=8m/s。再说一下基本方法，研究初中物理问题有时也要注意选取"对象"，例如，在用欧姆定律解题时，就要明确欧姆定律用到整个电路即整体上，还是用到某个电阻即离单独的某一个电阻上。

（二）独立做题。

要独立地（指不依赖他人），保质保量地做一些题。题目要有一定的数量，不能太少，更要有一定的质量，就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题，可能有时慢一些，有时要走弯路，有时甚至解不出来，但这些都是正常的，是任何一个初学者走向成功的必由之路。

（三）物理过程。

要对物理过程一清二楚，物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量角器等，以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的，特别是在解关于电路方面的题目，不画电路图是较难弄清电阻是串联还是并联的。

（四）上课。

上课要认真听讲，不走思或尽量少走思。不要自以为是，要虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单而放弃听讲，如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致、同步，不能自搞一套，否则就等于是完全自学了。入门以后，有了一定的基础，则允许有自己一定的活动空间，也就是说允许有一些自己的东西，学得越多，自己的东西越多。

（五）笔记本。

上课以听讲为主，还要有一个笔记本，有些东西要记下来。知识结构，好的解题方法，好的例题，听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记，一方面是为了“消化好”，另一方面还要对笔记作好补充。笔记本不只是记上课老师讲的，还要作一些读书摘记，自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上，就是同学们常说的“好题本”。辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号，以后要经学看，要能做到爱不释手，终生保存。

（六）学习资料。

学习资料要保存好，作好分类工作，还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。作记号是指，比方说对练习题吧，一般题不作记号，好题、有价值的题、易错的题，分别作不同的记号，以备今后阅读，作记号可以节省不少时间。

（七）时间。

时间是宝贵的，没有了时间就什么也来不及做了，所以要注意充分利用时间，而利用时间是一门非常高超的艺术。比方说，可以利用“回忆”的学习方法以节省时间，睡觉前、等车时、走在路上等这些时间，我们可以把当天讲的课一节一节地回忆，这样重复地再学一次，能达到强化的目的。物理题有的比较难，有的题可能是在散步时想到它的解法的。学习物理的人脑子里会经常有几道做不出来的题贮存着，念念不忘，不知何时会有所突破，找到问题的答案。公务员之家

（八）向别人学习。

要虚心向别人学习，向同学们学习，向周围的人学习，看人家是怎样学习的，经常与他们进行“学术上”的交流，互教互学，共同提高，千万不能自以为是。也不能保守，有了好方法要告诉别人，这样别人有了好方法也会告诉你。在学习方面要有几个好朋友。

（九）知识结构。

要重视知识结构，要系统地掌握好知识结构，这样才能把零散的知识系统起来。大到整个物理的知识结构，小到力学的知识结构，甚至具体到章节。

（十）数学。

物理的计算要依靠数学，对学物理来说数学太重要了。没有数学这个计算工具物理学是步难行的。大学里物理系的数学课与物理课是并重的。要学好数学，利用好数学这个强有力的工具。

（十一）体育活动。

实验论文范文篇2

1929年哈勃宣布：“宇宙正在膨胀着。星系之间的空间随时间线性增加，星系本身并没有改变；而且星系越远，离去得越快”〔1-P115〕。而后，由列梅特、伽莫夫等人发展为大爆炸理论，基本要点是：在100-200亿年之前，宇宙生之于一次大爆炸，物质、能量、时间和空间都由爆炸中创生，爆炸前那种原始的无限稠密被称为“奇点”,由爆炸引起的膨胀，现在仍在继续着。从30年代开始，膨胀的宇宙模型已经为大多数宇宙学家所接受，现在被称为现代宇宙学标准模型。现代宇宙学被定义为：“以广义相对论为理论基础，以哈勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下,研究整体宇宙的结构、运动和演化规律的一门学科”(2-P85)。

此前15年，斯利弗在美国天文学协会的一次会议上，公布的观察结果是：“一些明亮星云(后来被证实是星系)，既有蓝移的，也有红移的”；更远的弱光星云，“全都展示红移”(1-P111)。没有做出任何解释。哈勃有效地以“宇宙梯”法解决了确定星系距离的问题之后，通过对自己测定的24个河外星系距离的分析，发现红移量大致同星系距离成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。当时普遍认为，这个结果“唯一可能的物理学解释便是河外星系都在以正比于它们距离的速度退离我们而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被称为哈勃定律。其中H为哈勃常数，D为星系距离，V为星系退离速度。D和V“都不是可测量的量”(8-P403)。

哈勃定律作为膨胀宇宙论的基础原典、现代宇宙学的观测依据，存在如下纰漏：1、该定律中既没有可观测的物理量，何以能成为“观测依据”?又缺乏作为必要条件的观测数据，如何判定其正确?

2、设星系在△t内退离距离△D=V△t=HD△t；依据哈勃关系式△λ/λ=△D/D，△λ应随时间线性增加，即该定律成立的必要条件是红移谱线持续移动而不是红移。

3.取H=3×10-2m/s光年，代入△λ/λ=△D/D=H△t=3×10-2m/s光年·△t=10-10/年·△t可知，任一星系的△λ/λ都将以每年10-10持续增加。60年代观测精度(△λ/λ～2.5×10-15)已达这个数据的4×104倍，要证明哈勃定律成立，就必须提供对同一星系△λ/λ随时间线性增加的观测证据。

近40年来，新理论与新技术的结合，相继发现了一些不调和的红移现象。海尔天文台的阿普80年代末就宣称：“我们已知有38个不调和红移天体与24个星系相关联。这个数字之大，不允许我们将它一笔勾销”(1-P151)。依据这些佐证，至少在某些情况下，关于红移跟膨胀关联的传统解释是错的。

红移跟运动的关联确实并不具有唯一性。依据狭义相对论，运动物体发出的光被静止者观测时将发生频移，和声波频移机理相同，用多普勒效应解释没有错。依据广义相对论，具有强引力场的静止物体发出的光，在引力势较高处观测也要红移。即光的频移有两种机制，声波频移却仅有一种，用多普勒频移解释光现象就必然会丢失引力频移机制。通常的解释是：“引力不能定量解释星系的普遍红移，引力效应至少不占主导地位”(4-P509)，可以忽略不计；霍金的说法是：“星系的引力场没有足够强到对它有明显的效应”(5-P47)。

哈勃宣布宇宙在膨胀时，全世界能够理解广义相对论的人寥若晨星，“据记载，本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿停了下，然后回答：我正在想这第三个人是谁”(5-P83)；50年代之前，“广义相对论大体上是数学的一个分支”，60年代之后才“从考察数学结构到开始按照物理来思考”(6-P72)；尤为重要的是，这个时期利用穆斯堡尔效应在高度差H=22.5m的条件下，“极其精密地测得57Fe的一条γ谱线的紫移，波长相对变化仅有△λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，与理论预告值在误差范围内符合”(7-P94)。引力频移被精确地测量出来后，就不得不承认“引力是一种极其巨大的力量”(6-P66)。即此不难算出，在地球引力场中γ光子通过22.5m，需时△t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。

由哈勃关系△λ/λ=△D/D=H△t=10-10/年·△t；当△λ/λ～2.5×10-15时，△t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。

依据平直而各向同性的宇宙学原理,当△λ/λ～2.5×10-15时，引力效应/哈勃效应=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很显然忽略引力效应肯定是个重大失误。

大爆炸——膨胀宇宙论被称为标准宇宙模型，存在3个问题：其一、不考虑引力效应就不符合现代宇宙学的定义；其二、40年前就测出的引力频移比膨胀效应大1010数量级，早已粉碎了“唯一的物理学解释”神话；其三、“广义相对论用时空结构的几何性质来表示引力场”(8-P328)，哈勃当时并不理解，用多普勒效应解释红移属于以偏概全；时至今日如果仍不考虑引力效应，宇宙常数偏小、退离速度偏大的错谬，将永远不可能得到纠正。

为了确定引力跟红移的定量关系，特作如下讨论：

一、改变高度差重做穆斯堡尔实验，依据两次测得的数据，可以确定：

1、红移相对变化量跟距离还是距离平方相关；

2、导出相关公式，为比较引力贡献和哈勃贡献提供依据。

二、有人认为，光在漫长的星际旅途中会受到无数恒星的影响，其左弯右折必然使红移量产生较大改变，无法予以判定。其实并非如此，可依据右图阐明如下：图中A为发光恒星，M、N为两个恒星，P为太阳；光线AB受它们影响的实际传播线路为AB、BC、CD、DE、EF；F为地球，FA为依据经验认定的光传播线路。实际上BC是光在M附近沿能级相同的测地线通过的轨迹，能够影响红移的仅为B′C′。即此可得如下推论：

推论1、光无论受多少恒星影响发生左弯右折，决定红移或紫移的只有直线距离。

推论2、A使光红移，F使光紫移，由于M地《M恒，地球的影响可以忽略不计。

推论3、由实验得出的公式，可以用于定量解释星系的普遍红移，同时将成为确证哈勃定律正确与否的判据。

参考书目

1、(美)巴里·派克著爱因斯坦的梦湖南师范大学出版社1989年

2、薛晓舟等著现代物理学的哲学问题河南大学出版社1996年

3、袁正光主编领导干部科普知识全书改革出版社2000年

4、大百科全书编委会大百科全书·物理卷大百科全书出版社

5、(英)霍金著许明贤等译时间简史湖南科技出版社1995年

6、(英)霍金著胡小明等译时间简史续篇湖南科技出版社1995年

7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年

8、董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年

二、光速不变与波粒二象性

在讨论这两个问题之前，首先需要廊清物理学理论中的3种观念。

1、物理学不研究“物质”，正如没有人能够讲出“水果”是什么滋味一样，因为二者都是抽象的类概念。实际上物理学只研究质量、电量、能量跟时空的关系，“物质”属于误用的哲学概念。

2、从牛顿那个时代开始，物理学就分牛顿范式和非牛顿范式，前者研究孤立质点运动的规律，后者探讨热、光、电、磁的本质；现在已经非常清楚，热、光、电、磁现象的本质都是电磁波，统称为能量。

3、现代物理学理论可以分为以质量计量、用时空描述，以能量计量、用位形描述两大体系，物理客体理应分为质量系统和能量系统两大类。同理粒子物理学就应该分清质量子(即费米子)和能量子(即玻色子)，本质差异在于有没有静质量。

据此，先讨论光速不变问题。

所谓的光速不变是一种简称，实际所指是光速与光源运动的速度无关，或曰：光总是各向同性的。依据“质量是惯性的量度”，光子没有静质量，自然就应该与光源的惯性无关。人们通常表现出的“不理解”，根源在于误认为任何“物质”都具有惯性，忘记了惯性只与质量相关，属于牛顿范式独霸天下产生的常识性错误，不清楚物理客体应该分为质量系统和能量系统两大类。

讨论光的各向同性，首先必须依据两系统结构论确立如下观念：所谓的宇宙是质量体(包括电子、质子、原子、分子到其大无比的天球)悬浮在能量海洋(即连续辐射)中的巨系统。只有当能量(子)从质量体中放出(或被吸收)时，才表现出一份一份的粒子属性，被称为光子；而这种能量(团)在连续辐射的海洋中传播时，则总表现为波。只需要以石块掷入水中后，水波总是各向同性传播为类比，就很容易理解光波总是各向同性的道理。

得布罗意提出波粒二象性，至今已有七十余年，开始时说微观“物质”既是粒子又是波，后来改为既不是粒子又不是波；由于实际测量的结果是：用干涉仪得到衍射图象，用计数器记下的是粒子数，就将微观粒子的实在性跟意识联系起来，认为究竟是粒子还是波，由测量者的意识所决定，关键在于选用什么样的仪器。直到今天波粒二象性依旧是个说不清道不明的谜。

实际上只需要摈弃掉“物质”这个误用的哲学概念，并承认物理客体分质量、能量两个系统，问题即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要将在能量海洋中传播和由质量体吸收(或放出)分开考虑，答案就已经非常明确：波属于能量系统的属性，而粒子性总跟质量系统相关。

光子属于能量子，现在讨论质量子的问题。依据量子运动的特点，粒子永远不会停止运动。按En＝n2h2/8mL2被关在L＝4A箱内的电子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量状态(基态)也还有2.3eV能量，通常称它为电子的动能，又是一种植根于“物质”这个误用概念的常识性错误。量子场论承认微观存在分粒子和场，每一种粒子都对应着一种场，却讲不清二者之间的关系究竟如何。只需要将电子放到质能两系统结构论的框架去考察，就不难发现所谓的电子动能并非属于电子，而是网络态的能量海洋作用于电子的结果。任何粒子实际上都处在“树欲静而风不止”的被动状态，传统将这种能量理解为电子“自能”，是基于质、能不分产生的常识性错误。试想：空中悬浮的气球不能静止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的动能亦来自于水，都不属于气球和木屑自身所有；即此为类比就不难理解粒子性和波之间的相互关系。

结论：所谓的波粒二象性，是使用分别适用于能量或质量系统的仪器，检测由质量子和能量子构成的复合态产生的不同效应。

验证实验：同时使用干涉仪和计数器对质量子进行观测，当光栅的隙缝小于粒子的直径时，放在光栅背后的计数器就不会记下粒子数。理由是通过光栅的只能是能量海洋中传递的一列波，具有静质量的粒子将被“滤”掉。

三、绝对时间和相对相间

牛顿将时间分为“自身在那里流”的绝对时间和“可感知的及外界的度量”的相对时间。狭义相对论预言“动钟变慢”；广义相对论预言“一个钟所处的引力势越低(深)，它走得越慢”。通常都说相对论的预言被证实，说明牛顿的时间观念是错的；实际上恰恰相反，即此正好证明了时间确实有绝对和相对之分。

牛顿之前，惠更斯已导出单摆周期公式T＝2π(L/g)1/2，据此发明的摆钟至今仍在使用，其走时快慢与g直接相关：g越大，T越小，走时读数即变大；反之即被称为变慢。这个结果为什么正好跟广义相对论的预言相反呢?因为物理学研究的客体分两个系统：一是由牛顿范式沿袭而来的，用质量计量、用时间和空间描述运动的质量系统；一是由非牛顿范式沿袭而来的，用能量计量、用位形描述运动的能量系统。摆钟的读数属于质量系统计量的相对时间，可以通过调节摆长L使所有的钟走时一致，其作用直接源于发条的弹性势。刚旋紧发条时走时慢些，发条松弛时走时即变快。

用原子钟实测的结果正好跟广义相对论预言一致，这又是为什么呢?由于原子释放能量子跟它所处环境的能级直接相关，而能量子的T即代表该能级的内禀时间，由能密梯度g′决定，是无法人为改变的，故而称之为绝对时间。

如图所示，行星R从远日点N向近日点M运行时，动能(正能)逐渐增大，g亦随之增大；由M向N运行时，势能(负能)逐渐增大，g′亦随之增大。沿NM方向，正能密梯度g递增，负能密梯度g′递减。原子钟走时由g′决定，显示的是绝对时间；摆钟走时由g决定，显示的则是相对时间。

小结：绝对时间是弯曲时空(负能密梯度决定其曲率)的内禀时间，传统使用的摆钟“度量”的属于相对时间。当使用人为规定的时间标准去度量负能量海的内禀时间时，就必然会出现时间变快或变慢的实测结果。

验证实验：将在同一地点校准的摆钟和原子钟各一枚，用气球带上高空，依据电台播放的校钟讯号去校钟时，原子钟的读数要大些(变快)，摆钟则变慢。

意义：该实验可以确证：

1、狄拉克所说的负能量海即是充满连续辐射的广袤空域；

实验论文范文篇3

科学发明来源于大胆的猜想和假设，而当前物理教学中，学生按照教师预设的程式学习，缺少自由想象的空间，以致学生出现不敢猜、不会猜的状况，教师要精心设计教学问题情境，引发学生产生猜想．

1．培养学生主动参与的意识．

教师要想培养学生的参与意识，就要营造平等、民主的教学氛围，放手让学生回答问题，即使回答错了，教师也不要轻易批评甚至训斥学生．对于有一定难度的问题，学生在短时间内难以独立完成，教师要让学生进行小组交流讨论，提出有价值的观点．

2．头脑风暴法教学．

部分学生生怕发表错误的观点而引来同伴的讽刺、挖苦，以至于不敢提问．教师要强化学生的发散思维训练，鼓励学生毫无顾忌地发表自己的观点，才能产生有价值的新观点、新思路．

3．为学生搭建脚手架．

有些知识远离学生生活背景，如果直接呈现就显得有些突兀，此时，教师要为学生搭建脚手架，引导学生主动猜想．因而教师设计的问题应难度适宜，符合学生的“最近发展区”，对于难度过大的问题，教师应将其转变为若干个小问题，让学生逐层深入，各个击破．教师还要在新旧知识之间、多层次知识之间、理论与实际应用的衔接处设疑，引导学生沿着有意义、有价值的方向思考问题．

二、引导学生积极参与操作实验

1．演示实验策略．

(1)改进已有的演示实验．教师要引导学生对观察效果差的实验仪器进行改造，如在“弹簧的伸长量与所受的拉力成正比”实验中，后排的学生根据看不到刻度尺上的刻度，影响了演示效果，教师可以将其投影到屏幕上，或用白纸加以放大显示，从而增强教学效果．(2)通过多媒体演示，增强效果．有一些物理实验受时间和空间的限制，往往在短时间内无法完成．教师可以借助多媒体进行实验，利用其图文并茂、交互性强的特点进行演示．

2．分组实验策略．

教师要合理划分实验小组，按组内异质、组间同质的原则划分，以确保每组都包括不同层次的学生．小组要明确每个成员的角色和任务，包括组织者、操作者、记录员等，以保证探究活动的顺利进行．当学生在操作中遇到障碍时，教师应及时给予指导，为避免造成时间上的浪费，共性问题集中解决、个性问题个别指导，当然教师指导也不是替代学生的思考，直接将结论告诉学生，而留有让学生充分思考的时间和空间，在参与学生讨论后适当予以点拨，让他们在教师的启发下顿悟，寻求到最佳的解决方案．

三、组织学生开展自评和互评活动

实验论文范文篇4

绿色化学是世界科学可持续发展的需要，自1995年，由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来，我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年，随着环境污染的日益加剧，生态环境的不断恶化，人们越来越关注污染问题，绿色化学观点的提出，让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾，作为化学教育工作者，除了具有扎实的基础知识以外，还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心，牢固树立可持续发展的观念，“计利当计天下利，求名应求万世名”，正确处理可持续发展和绿色环保的关系，将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中，从一点一滴入手，培养并传播绿色化学的理念，绿色化学强调的是原子经济性，即在获取新物质的化学原料中，充分利用每个原料原子，实现“零排放”，既充分利用资源，又从根本上解决污染物排放问题，让这种理念时刻伴随学生，随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时，还要引导学生正确认识科技发展的负面性：若保护不好环境，发展也会受到严重制约。在课堂上，教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论，比如：40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下，与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中，洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物，而雾霾则是大气颗粒物，然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧，增加大气的氧化性，这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物，从而增加PM2.5的浓度。也就是说，光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关，积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动，这既有利于知识的巩固，又能增强学生的环保意识，使学生明白，我们生活的地球处处需要保护环境。

二、尝试探索创新，推广绿色实验

众所周知，很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的，实验是化学教学中的重中之重，如果能在基层教学过程中，大力推广绿色实验，势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品，以及伴随实验所产生的各种废弃物，不但对环境造成污染，对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此，在教学实验中，教师应严格把关，Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则，这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。

1.防止废弃物的产生，比先产生后治理要重要；

2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去；

3.只要可能，合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小；

4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小；

5.尽量不用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），当不得已使用时，也应使用无毒物质；

6.能量消耗应是越少越好，应能为环境和经济方面所认可，合成方法应在常温、常压下实施；

7.只要技术上和经济上是可行的，尽量选择可再生的原料；

8.应尽量避免不必要的派生过程；

9.尽量使用具有催化选择性的试剂；

10.化学产品中的设计应保留其功能，减少其毒性，当完成自身功能后不再滞留于环境中，使之降解为无毒的物质；

11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法，预先监控有毒物质的形成；

12.化学物质及其在化工过程使用中的物态，应选择潜在化学随机事故（包括气体泄露、爆炸和着火）最小的，等等。从以上论点可以总结出，化学实验绿色化的内容包括：化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化，尽量选择低毒和可再生资源，溶剂尽量选择水溶剂，避免采用有毒有害和挥发性溶剂，催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质；实验剂量绿色化，在保证完成化学反应的情况下，尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂；对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理，确保污染程度降到最低。

三、激发探究精神，完善绿色化学

（一）开展微型化学实验

微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来，在我国化学实验教学改革领域中，微型化学实验蓬勃发展，引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索，并取得了骄人的成绩，逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点：微型仪器价格低廉且配套比较完整，在国际上具有很强的竞争力。此外，微型化学实验与传统实验相比，具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来，受到了广大师生的欢迎。目前，国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。

（二）探究精神在绿色化学实验中的应用

实验论文范文篇5

1．教师思想观念落后

很多教师依然采取传统的填鸭式的教学方法，根本不重视实验教学，认为只要学生会动笔做实验课的考题就可以了，不是在实验课上下功夫，而是在研究考题上下功夫．经笔者走访发现，很多苏北的农村物理教师对实验教学认识不够，甚至认为讲实验比带着学生做实验更重要，认为做实验会浪费课堂时间．另外，很多教师在自己的学生时代就没有做过实验，现在也没有做实验的经验，对自己能不能做出书上的实验效果不自信，导致很多农村教师不愿做实验，更不要说是上实验课了．因此，很多农村的物理教学难以达到预期的目标，妨碍了创新能力人才的培养．

2．教学模式陈旧

很多教师对物理实验教学的认识不到位，在教学过程中很难对实验教学下功夫．一些教师在实验课教学上用的精力很少，教学方式单一而且枯燥，导致的结果是教师不想教，学生不想学，上实验课变成了实现完成新课程标准规定的任务，很难引导学生去主动学习，难以发挥学生的积极性和主动性．有些教师在做实验课时担心学生在规定的时间内完不成任务，不给学生想象和理解的空间，甚至剥夺了学生动手和创新的机会，学生的能力当然得不到提高．另外，由于学校的器材不够，做实验时只能分组进行，导致很多学生没有亲自动手有机会，最后只能问问别人得出的数据是多少，然后根据数据伪造实验过程，根本达不到实验教学的效果．

二、对苏北农村物理实验教学的思考

1．加大苏北地区农村物理实验教学投入力度

一方面教育主管部门要高度重视，给农村中学提供相应的实验器材，在种类上要补够，在数量上要补足．另一方面，由于受到经费等各面条件的限制和制约，在短期内农村中学的教学条件很难和城市相提并论，为了弥补这一不足，可以让学生自己动手，制作一些简单的实验工具．如在学习弹力时可以让学生去做弹簧计，学习重力时可以让学生去做不倒翁，通过这种方式可以加深学生对弹力和重力的理解，也可以培养学生的动手和创新能力，激发学生学习物理的热情．

2．对苏北农村地区的物理教师进行系统培训

世界在不断地发生变化，教学模式也应该随着时代的变化而变化，不能跟上时代变革的步伐迟早会被时代所淘汰．初中物理教师也要不断地学习，主动转变教学模式，对实验教学要有钻研和创新精神，要主动对实验教学进行研究和提高．另一方面，上级管部门对此要加强培养，给农村中学教师创造学习和进修的机会，定期对中学教师进行培训，让其接受新的教育理念，拥有新的教育思想．针对农村初中物理实验教学的薄弱环节，要加强引导，对教师实验教学要定期考核．

3．改革实验考核力度

在物理课程考试中，目前重点是关注学生对实验过程理论上的情况，对学生真正的动手能力不从考察，这种考察方式难以考出学生的基本技能．很多学生在教师对实验题研究的基础上，逐渐掌握了解题技巧，但真正动起手来却不知所措，纸上谈兵的现象非常严重．因此，对初中实验课考察要改变传统的考察方式，要重点考察学生的动手能力和创新能力，要把理论考试和实验操作结合起来，这样才能考察出学生的整体素质，才能督促教师重视初中物理的实验教学，才能为学生进一步深造打下坚实的基础．

三、结语

实验论文范文篇6

初中物理实验教学内容中有很多是演示实验，一个有趣的演示实验能够很好地吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，提升教学效果．做好物理演示实验，可以从以下几个方面入手．(1)依据课本要求进行演示实验．教科书的编排是诸多著名专家的潜心研究的心血，其中设置的实验不仅符合理论教学课程的内容，还和实际生活联系紧密，大多是生活中的有趣的物理现象，因此，按照教科书中的安排进行物理实验演示，最适合学生的学习，而且也是十分必要的，具有一定的科学性和可行性，也符合教学大纲的基本要求．(2)实验的演示要选择合适的时间和恰当的时机，可以在新理论课程的学习时通过有趣的实验作为引入，也可以用于解决学生提出的疑难问题，用实验的手段使学生真正理解问题的本质．这些时候实验的运用必定能起到画龙点睛的作用，激发学生的学习热情，引导其产生学习物理的兴趣．(3)在教师演示的同时，让学生参与其中．有时，一个物理实验靠一个人根本无法完成，这就需要教师在学生的帮助下完成实验步骤．让学生参与其中，师生互动更能提升实验教学的效果，通过师生共同合作，使学生对实验现象的理解更加透彻，激发学生学习的主动性和积极性．当学生掌握了一定的实验技能和实验方法后，可以尝试让学生自行结组在全班面前代替教师进行实验演示，使学生获得成就感，将有利于其以后的实验学习．也可以锻炼学生的心理素质和实验动手能力，一举两得．(4)当实验器材缺乏时，教师要能够用日常生活中一些常见的物品代替繁琐的实验器材，通过简单物品的实验演示，加深学生对身边物理现象的认识，使学生认识到物理来源于生活．这样做既教会了学生对物理现象的认识，又节约了资源，经济方便．

2．将物理现象回归生活

物理现象来源于生活．因此，教师要多引导学生发现和认识生活中的物理现象．通过对生活中常见物理现象的认识，使学生认识到物理学科的奇妙和伟大之处，建立起物理学习的热情和积极性．当学习新的物理理论时，可以通过生活中常见的物理现象入手，从学生的兴趣爱好和关注点出发，由浅入深，揭示物理现象的内在规律，使学生在不知不觉中获取物理知识．

3．小组合作

初中物理实验大多都需要多人协作完成，一个人很难完成．因此，分组实验是实验过程中经常采用的手段．分组实验能够很好地锻炼学生的团队合作能力，不仅有助于知识的学习和实验技能的掌握，还能让学生认识到分工合作、协同作战的重要性，从小养成团结合作的良好习惯．在分组实验中，首先要做好的就是进行实验的分组．教师要根据每个学生的优缺点合理地安排实验分组，使学生的能力都能得到有效发挥．其次是进行实验前的准备工作，包括实验目的和实验原理的讲解，实验器材的准备以及实验的操作顺序，合理地安排实验时间，制定出详细的实验计划．在实验的过程中，教师在在旁进行实验指导，也要尽量放手让学生自己操作，提高学生的实验动手能力．在实验分析总结阶段除了对实验现象和实验数据进行分析外，还要对实验过程中出现的错误进行总结，找出原因，练习不熟的实验操作，总结经验，以利于下次的实验操作．

实验论文范文篇7

在实际的初中物理教学中，由于种种原因，物理实验在教学中的应用并不能很好地贯彻和落实，形成了物理实验不做、少做、简单做的现状。根据笔者在一线初中教学的实际情况，许多学校在新课程改革的背景下，与新课程配套的教学资源短缺，尤其是实验用品和实验仪器等十分缺乏。例如，新课程改革中要求做的演示电路的串并联电路实验许多学校都不能做。此外，许多初中物理教师重视理论知识的教学和应试教学，忽视了对学生能力和物理素养的培养。因此在实际物理实验中，许多教师因为教学负担重和重视学生考试成绩，使物理实验不做或做得敷衍了事，学生没有真正参与实验过程，难以达到相应的实验效果。

物理实验是初中物理教学的重要组成部分，在初中物理教学中有效实施物理实验，不仅能够激发学生的学习兴趣，提高学生学习物理的积极性，培养学生的观察能力、动手能力，养成良好的物理学习习惯，还有助于培养学生的创新意识和科学学习的态度，有利于在新课改情况下，提高学生的综合素质。传统的物理实验教学过于注重教师的演示，忽略了试验过程的创新和对学生动手能力、创新能力的培养，而且没有注重引导学生的兴趣和个体差异，往往采取千篇一律的教学方式，难以真正获得有效的教学效果。初中物理实验教学创新使教师在实际教学中，通过丰富多彩的实验，探讨物质运动规律，不仅能够使学生更加真实、客观地观察自然界中物理运动的规律，更能够通过实验激发学生探索物理原理、追求物理奥秘的兴趣。在教学中及时利用学生的好奇心理，激发学生动手实验的兴趣，使学生对物理学习有强烈的学习欲望是物理实验的重要作用之一。

二、初中物理实验教学创新的路径

1.创新以学生为主体的物理实验方式一直以来，初中物理实验以教师演示为主，学生动手实践为辅，同时受到学校教学资源和教师资源等的限制，初中物理实验一直是以教师为主体、学生为客体。这样的实验教学方式的教学效果存在一定缺陷，学生的旁观是有必要的，也能够给学生留下深刻的印象，加深学生对物理知识的认知和理解，但许多物理现象和知识不通过亲自动手实验是难以真正体会的，而且学生长期处于旁观模式，久而久之对物理实验的兴趣和感觉变得模糊，使物理实验的效果大打折扣。因此改革物理实验的教师讲、学生听的模式对于物理实验教学大有裨益。创新的物理实验教学中，应当坚持以学生为主体，教师在实验课程中起引导和指导作用，充分激发学生积极参与物理实验的兴趣和培养学生物理实验的动手能力。

2.创新探究性物理实验教学传统的物理实验比较重视对物理规律和物理定律的验证、证实，而对探究性投入较少。创新初中物理实验教学应当鼓励学生积极实施探究性物理实验，将物理定律和物理运动原理等结论通过实验的探究最终获得。传统的物理实验教学中，物理教师或物理教材中往往精心设计了实验准备、实验步骤、实验目的、实验最终将获得的结论，如果在实验过程中获得的结论、实验步骤与教材、教师设计的实验步骤不符，往往被认为实验失败或实验效果不佳。学生参与这样的实验，最终只是照本宣科，依葫芦画瓢，学生在实验过程中往往受到较多束缚，不能真正创新和思考，对于实验结论也往往是知其然，而不知其所以然。创新的探究性实验方式就是要突破学生实验设计、实验步骤的束缚，解放学生思想，将学生的创新思考和独立思考能力作为实验的目标之一。例如，在初中物理实验“浮力的大小”这一实验时，笔者让学生思考试验用乒乓球在水中和水面受到浮力的大小是否不同？从而引发了学生对于影响浮力大小的因素的思考，使学生真正掌握了浮力的影响因素，对于浮力计算的公式也更加深刻理解。

三、结语

实验论文范文篇8

一、高中物理实验教学的现状

(一)学校提供的学习环境和学习条件有很大的局限性

1．对于实验室的建设和管理，校方一般较为松散，实验课的开课率远远低于新课标的要求，民办高中或者市内高中物理实验设备硬件条件还可以，而市郊的高中硬件条件较差，均不能满足新课标的要求．并且对于实验设备的管理，专业人员没有及时到位，基本上都是其他人员兼职，他们没有专业知识把仪器管理妥当，没有以不损害试验设备为管理目标，这样就会极大的减少实验设备的寿命．多数学校的实验仪器多为以前的产品，无论在数量上还是质量上都与新教材不相适应．

2．学校对于师资力量的培养，没有跟上教学思想、教学大纲的较大变化，教学方式单一呆板，还一直沿用着过去僵化的实验教学模式，没有给学生留出足够的发展空间，无法培养学生的观察能力、独立思维能力和探索能力．物理实验的内容单调，教学方法变味，学生实验多数成为了验证性的实验，探究成分和自我设计成分几乎没有，老师实验意识较低，对实验教学不够重视．对于教师教学目标的评估没有健全的标准，所以同样的实验，不同的老师的要求不同，甚至有的老师直接“纸上谈兵”了．

(二)应试教育下难以开展考试为主，实验走形式．这种教学模式，对于物理实验教学是非常不利的．简单的文化课考试，很难对于实验操作环节进行直接的评价，从而导致教学上就会偏重理论方面，忽视实验教学．高考的试验题的命题直接影响着物理实验教学，很多学生和老师都会认为要拿到高分，也可以通过背实验的形式，不一定要到实验室做实验．

二、高中物理实验教学的建议以对策

(一)提高实验设备的管理和师资力量，培养学生的学习积极性和学习信心

1．培养专业实验设备人才，正确的管理实验设备由专业人员组织学生物理实验课程的进行，保证实验设备的良好储存和完整的寿命．提高学生的实验课的开课率，使学生能够有较长的时间去接触物理实验．及时更新学校的仪器设备，增加物理实验仪器的财政支出，提供齐全的物理实验仪器，保证仪器的储存条件，了解新教材的需求，争取与新教材相适应．

2．培育良好的师资团队，探索有效的实验学习的方式

(1)增加演示实验，激发学生的学习兴趣．认真做好每个实验，挖掘实验素材，创设问题情境，让学生带着问题观察和思考．让学生亲自演示，激发学生的好奇心和思考欲望．例如，马德堡半球实验，使他们真切的感受到巨大的大气压力，调动了他们极大的好奇心，从而去正确的理解和掌握知识，使学生印象深、易理解、记得牢．

(2)因材施教，由于人的能力差异，一些学生有自己的想法，动手能力强，想要进一步进行探究性实验，一些学生的动手能力不强，在实验中往往处于旁观者的位置，作为老师应该给学生更多的动手机会，让学生长到实验室，增强其实验能力．让学生互帮互助，使两种类型的学生在实验中互相提高理论知识的理解和实验的动手能力．

(3)重视课外小实验，小制作，如，制作简单的望远镜、测力计、电铃、楼道开关等，培养学生的动手能力，并且通过这样的方式可以获得更多的知识，开阔学生视野，培养学生的学习兴趣，有利于培养学生的实验技能、动手能力和灵活运用知识的能力．

(4)热爱物理实验，充分发挥榜样的力量．教师应该努力提高自身对于物理实验的热爱，在生活中发现实验素材，自制实验教具，让学生在整个实验过程中易于接受，在心理上产生强烈的亲切感和认同感．学生在这样的实验过程中学会的不仅仅是物理实验知识，更重要的是勤于思考、敏于行动的品质，这对于学生形成良好的动手能力和习惯是大有好处的．

(5)物理实验与探究性学习相结合．通过探究性实验，让学生实现从被动到主动学习的转变，在实验中不但可以掌握基本仪器的使用方法，基本实验原理及其设计，更能懂得变换角度，变换问题认识同一件事情．

(二)完善考核评价体制，制定符合学生发展需求的考试内容．改变实验的评价机制，增加实验操作的考核，并不仅仅是靠理论知识的分数取胜，调整实验操作的分数比例，更加关注学生的物理实验过程，而不仅仅是理论知识的填写与记忆，重点关注学生的动手和实验能力．考查的内容要涉及各个方面，不能单纯的考查知识点，还要考查学生的实践和创新能力，如，对于创新点可以加分，这样更能够激发学生学习的热情和对于创新实验的热爱．

三、结语

总之，高中物理实验教学是一门基础课程，是现代教育改革的重点．它的有效性研究也将成为物理教学中最为重要的研究课题和发展方向．进行物理实验教学是为了优化教学质量，提高学生的学习积极性和创新实践能力．校方要加强实验的支持和师资力量的培养，教师要积极的转变态度，以崭新的姿态和面貌迎接新的变化和挑战．

作者：吴立春单位：江苏省扬州市大桥高级中学

第二篇

一、《课程标准》的要求及中学物理实验课程开设的意义

1.《课程标准》对科学探究及物理实验能力的要求。《课程标准》对中学物理实验的具体要求是：在知识与技能方面要让学生“认识实验在物理学中的地位与作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本实验仪器，能独立完成一些物理实验”；在过程与方法方面提出“了解物理学的研究方法，认识物理实验在物理学发展中的作用，参与一些科学实践活动”；在情感态度与价值观方面要求“发展学生对科学的好奇心与求知欲，能乐于探究，有主动与他人合作的精神”，并且对实验的各个环节提出了具体的目标与要求。

2.实验在中学物理课堂教学中的地位与作用。回顾物理学的产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极为重要的地位，物理学科是一门实验学科，物理实验作为物理教学的基本手段，有着其特殊的教育教学功能。

（1）实验可以激发学生的认知兴趣和求知欲望，调动学生学习的主动性和积极性，使得原本枯燥乏味的物理教学变得生动起来。

（2）实验可以使学生在学习过程中对抽象的物理概念具备一定的感性认识，理解和体会物理规律的建立过程，从而有效地帮助学生形成概念和掌握规律，正确而深刻地领会物理知识。

（3）实验可以很好地培养学生的观察能力、思考能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。

（4）实验可以培养学生独立思考和创新工作的能力，培养学生严谨的科学作风和科学的思维方式，为学生未来的发展打下一个良好的基础，在培养学生科学素养的教育中具有独特的地方和全方位的教育功能。

二、现阶段高中物理实验教学的现状

随着新课程的不断深入以及教育改革的不断深化，实验教学相比较以前得到了更大的重视和更多的关注，但现阶段中学物理实验教学的现状仍然令人担忧，存在很多方面的缺点和不足，甚至出现了一些怪异的现象。

1.很多学校一味追求高考成绩，忽视对实验教学的管理和投入。笔者调查的大多数高中学校，在争创示范高中的时候，都投入了巨资，配备了条件较好的实验室和设备，许多学校甚至成立了理科实验中心，安排了实验教师对实验室进行管理。但由于缺乏强有力的管理，实验室内很多器材老化，设备开始陈旧，很多《课程标准》要求开设的实验无法开齐开足，学校在实验管理上多流于形式，资金投入少，实验经费得不到保障，对实验工作缺乏有效的管理和监督，在日常的教育教学管理中，实验教学可有可无，于是实验室成了应付上级领导检查的花架子、空架子，实验教师也成了许多教师争抢的“好岗位”。

2.许多物理教师对实验教学不热心、不积极。在大多数高中学校，包括许多省级示范高中，物理教师的教学还是靠粉笔、讲义和试卷来打天下；不是教师不懂得实验的重要性，而是实验教学变成了“麻烦事”。现阶段赶上高中生源高峰期，许多学校一个班人数多达八九十人，做实验要联系实验室，要对学生进行分组，准备器材，全程辅导和陪同，甚至还要对学生损坏的器材进行修复和赔偿，无形中加大了工作量且不被学校承认，实验变成了“费力不讨好”的事。于是，学生分组动手实验变成了教师演示实验，或者被多媒体所播放的实验视频所代替，美其名曰“现代教育技术的运用”，更有甚者索性就将实验过程完全搬到黑板上来讲解，完全不理会学生是否真正得到了感性认识，使得实验教学变得枯燥乏味，毫无成效。当然，也有一些学校让学生动手做实验，但这些程式化的实验，以单纯的机械操作为主，学生按照老师讲解的步骤一步步地操作，去获取书本所要得到的实验数据，而不去思考实验这样做的理由，是否还存在其他的方法与手段，科学探究更是无从谈起，这样的实验是无法真正激起学生的探究欲望的，也违背了新课程所倡导的理念。在笔者接触到的一些高三教师中，对待高考的实验备考，采取的手段是“试题”实验，即用“笔”去做实验。按照《考试说明》规定考查的实验内容，对每个实验的原理、步骤、器材、数据处理等各个环节一一清点讲解，然后找来各地的模拟试题和高考真题的实验部分编制成讲义进行大规模的训练。从考试的角度来说，这样的方式的确让一部分学生取得了不错的实验成绩，但这种方式严重挫伤了学生动手实验的积极性，使得实验教学在高考应试的泥潭中越陷越深，与《课程标准》以及高考实验出题的初衷背道而驰。在这样的应试模式下的实验教学如何能培养出有创新精神和实践能力的学生呢？

3.学生对实验活动的兴趣不大，学生实验效果不明显。长期以来的应试教育模式，使得大多数学生学习活动方式单一，这就导致了许多学生到了实验室后感到茫然和无所适从、无法下手，只能机械地重复老师所讲的过程，有的学生由于操作不当根本无法得到符合实际的实验数据，于是“造”数据成为了常见现象，加之老师的种种限制，使得学生做实验时“不敢越雷池半步”，做实验成了索然无味的事。在这种情况下，实验教学就无法真正或规范地开展起来。以上这些现象都真实普遍地存在着，原因是多方面的，有学校管理的问题，有教师的问题，也有社会大环境的问题，最主要的还是当前教育模式的问题，教育围着考试转，高考就是指挥棒，评价教育的最大甚至惟一参数变成了高考，学校和教师在巨大的升学压力下，更多地选择了妥协，使基础教育偏离了正常的方向。

三、改进高中物理实验教学的对策

出现一些怪异的现象不是偶然的，长期的应试教育和根深蒂固的教育观念的影响是主要原因，但是作为教学的管理者和实践者，学校和教师肩负着教育教学改革和培养创新人才的重任，我们必须要从学生长远发展的角度出发，对现行的一些不当做法进行改变。

1.学校应从制度和管理上加大对实验教学的管理和投入。学校领导应改变思路和管理，将实验教学当做一项常规教学工作来抓，加大对实验教学的管理与资金投入，应根据《课程标准》的要求配齐实验教学所必需的仪器与设备，制定实验教学的规章制度，要求理科教师制定详细的实验计划，由教学管理部门监督实验教学的实施；可对坚持做实验的教师认定一定的工作量，给予一定的补贴，鼓励教师从事实验教学，使得学校有限的教学资源用到实处，发挥更大的作用。此外，还应将实验教学常态化，把实验设施与耗材管理纳入到学校的日常管理上来，确保资金投入。

2.物理教师应转变观念，提高对实验教学的认识，提高实验教学水平，努力改变现行的不当做法。

（1）教师是教学改革和课程改革的实践者。教师必须意识到科学探究与动手实验对于培养学生的创新能力和良好的科学素养具有重要的意义，并在教学实践中付诸实施，这样，实验教学的功能就会得以发挥。

（2）教师应改变在实验教学中的一些不利于培养学生能力的做法。机械的程式化操作，不敢越雷池半步的做法，不但会挫伤学生探究的热情，同时还会让实验的效果大打折扣。教师可以在实验前交代实验必要的注意事项以及学生需要为实验做的知识准备，然后，放手让学生去操作，当然，教师还要注意对参与做实验的学生进行合理的分组，将动手能力强弱不同的学生进行搭配，发挥团队的力量，教师可以做巡视，只要没有遇到有可能会损毁器材的现象出现，就尽量不打断学生的实验活动。此外，在条件允许的情况下，可以利用休息时间有条件地开放实验室，让学生带着问题走进实验室，充分调动学生参与实验活动的积极性和主动性。

（3）教师应充分挖掘实验教学资源，使实验活动不仅仅局限于实验室。物理实验活动不完全或者说不一定都在实验室进行，教师可以自制实验教具在课堂中做演示实验，也可以利用教材或资料中的一些小制作，鼓励学生自己动手制作、设计小实验来说明、验证和体会物理规律和概念。当然，这样的制作应先易后难，教师可以与学生一起探讨方案并对学生进行指导，这样的锻炼可以充分挖掘学生的认知潜力和创新能力，其效果远胜于一两节课对规律与概念的枯燥而乏味的解释，同时，还可以拓展教师自己的教学思路和教学空间。

实验论文范文篇9

下面就我们对这一重要教学内容的教案形成报告如下（具体教案略）。

在课堂教学中，我们主张有意义学习，反对机械学习。有意义学习，就是通过文字符号或其它符号使学生在头脑中获得相应的认知内容的学习。其学习过程的实质是符号所代表的新知识与学生认知结构中已有的适当知识建立非人为的（非任意的）和实质性的（非字面的）联系。

根据学习任务的复杂程度，有意义学习分为三种类型：代表学习、概念学习和命题学习。这是一堂典型的概念学习课，它的实质是让学生掌握事物的共同的关键特征（关键属性）。获得概念的形式有两种：一种是让学生从大量事物的不同例证中独立发现，称为概念形成，另一种是教师用定义的方式直接向学生呈现，然后由学生利用认知结构中原有的有关概念理解新概念，称为概念同化。

义务教育新教材对认知发展尚未成熟的初中学生，在理论上降低了逻辑严谨性要求。根据从具体到抽象的认知规律，教材比较多的运用了形象思维和直觉思维，减少了学生的学习困难。形象思维是借助对数学对象的具体形象和表象的联想来进行的思维，可以经常联系生活实际、图表和模型表现数学内容，通过联想、类比、归纳而抽象出数学概念，也可以使数学概念具体化、形象化。直觉思维是具有意识的人脑对数学对象的结构及规律性关系的敏锐想象和迅速判断。它的特点是思维过程无明确的意识，也没有清晰的推理过程，思维过程在一刹那间完成（即“顿悟”），主要形式是想象和猜测。可以这样说，逻辑是证明的工具，而直觉是发现的工具。因此根据本节课教材的组织程序和教学大纲要求，学生学习进行的方式可采用发现学习的形式（苏联奥苏伯尔观点，美国布鲁纳倡导），先用概念形成的程序引入函数概念，然后同化函数概念，达到获得函数概念的目的。经过研究，我们取得了如下的共识：

一、依据教学大纲和节前框，本节课的教学目标应该是要求学生能分清实例中出现的常量与变量、自变量与函数，使学生了解函数的意义及三种表示法。

二、紧扣教材，充分运用教材获得函数概念。

1．借助教材编写者精心设计的章头图（第82页）引入教学，体现函数这个重要的数学概念源于实践、寓于实践的哲学观点。

上课伊始，让学生观察章头图。这幅图分上、中、下三部分。通过对上、下四幅画的观察得到某日白天的气温高、风力小；深夜的气温低、风力大，具体生动地说明了时间和气温是两个变量，时间和风力也是两个变量。接着利用学生前节课（平面直角坐标系内容）刚刚获得的认知结构观察中间部分（气温图），发现一天二十四小时内，当时间每取一个值时，气温都有唯一的值与它对应，向学生展示了：在一个问题的研究过程中，往往存在两个变量的运动变化状况，并且它们满足某种函数关系这样一个数学现象（实例）。

2．重点讲解第91页的例子：一辆汽车以30千米／小时的速度行驶，行驶的路程S（千米）与行驶时间t（时）有怎样的关系呢？利用学生已有的认知结构（匀速运动规律：S＝Vt），开展学生学习活动。

通过讨论，采用列表的形式，发现在这个问题的研究过程中，速度V是常量，路程S和时间t是两个变量，并且当变量t每取一个值时，就可以相应地得出变量S有唯一的一个值。通过上述两例的知觉水平的分析，辨别不同的刺激模式，舍去事物的特定物质运动的形态，提炼出两个研究对象中共同的关键属性，抽象为数量及关系的研究，就得出了函数的定义，深入浅出地揭示了用语言文字符号表示函数（这一步属于有意义学习的代表学习的范畴）这个数学概念的形成过程，获得了反映现实或者说代表现实的一个抽象概念———函数。

三、同化概念，使函数的意义有效地固定在学生的认知结构中。

在初步获得函数要领的意义后，可通过第92页的圆的面积S（cm2）与半径R（cm）间的关系：S＝πR2来理解常量与变量、自变量与函数这些新概念，并进一步综合上面引入函数定义的两例，将函数概念与学生认知结构中的有关观念进一步分化和融合贯通，指出两个变量构成的函数关系有的可以用数学式子（等式）表示，有的可以用列表或图表示，有的三种表示方法兼而有之，达到了同化概念、强化函数关键特征的目的，为以后学习具体函数及其图像奠定了基矗

四、把握好概念的掌握的教学环节。

所谓概念的掌握就是指获得了按一类事物的共同的关键属性进行反应的能力。教师在设计测验来检验学生是否真正获得概念时，有两点是值得注意的：（1）要区分学生是知识的理解还是知识的机械记忆；（2）要区分学生是根据关键特征掌握概念，还是根据无关特征回答有关概念问题。这是一个十分重要的教学环节，要形成学生主动学习的高潮。

1．用提问和板演的形式要求学生完成第92页练习的两题。学生根据常量与变量、自变量与函数的定义，直接从知觉上觉察它们的意义，迅速回答问题。

实验论文范文篇10

摘要：低温真空低温光学实验装置有限元ZYGO干涉仪梯形支撑

1引言

随着空间技术和军事技术的发展需要，探测仪器的分辨率要求越来越高。在深冷的条件下，当需要探测的目标信号十分虚弱时，探测仪器的背景辐射主要来自仪器本身的光学系统和支撑结构，探测仪器灵敏度严重受到系统本身辐射的影响，为减少这一热噪声，冷却光学系统是必需采用的方法。只有把光学系统冷却及其相关部件冷却到一定程度，才能有效地减少背景光子的通量，发挥背景极限探测器的功能，大大提高探测器灵敏度。在低温状态下工作的光学系统需要解决一系列新问题，这些新问题涉及材料特性、光学元件单元及系统整体性能变化、光学元件变形、低温污染等等，这就形成了一门新兴学科——低温光学。

自上世纪七十年代开始，美国首先对低温光学技术进行探究，最初主要用于各种观察、测量系统，例如低温红外望远镜、空载干涉仪器等。从机载、球载到星载，大多数系统都成功有效地完成了对外空的各种探测任务。欧洲一些国家也对低温光学系统的观察仪器进行了探究。国内起步于上世纪八十年代末，由于国内航天及其国防事业的发展要求有高灵敏度的探测器，而这些仪器将不可避免地用到低温光学系统。

我国的未来光学遥感系统采用了十几个光学元件，这些系统要求冷却到150K，并且对光学元件的控温范围要求非常严格，因此就需要研制一套低温真空实验装置对相关的光学元件进行低温实验。

2系统实验装置的建立

该光学系统的最主要部件之一是动镜装置部分。基于反射镜的温度要冷却到150K并对反射镜的变形进行探究的目的，就需要建立一套高真空和低温应用的实验系统，该系统还要满足进行其它光学元件的低温实验需要。系统实验装置由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。

2.1低温真空腔体设计

低温真空光学实验装置系统示意图如图1所示，1-机械泵2-预阀3-分子泵4-高阀5-铜带6-低温真空腔7-直线电机8-电源9-被测量光学系统10-ZYGO干涉仪11-光学窗口12-监控计算机13-温控电路14-铂电阻15-电热器16-液氮箱17-活性炭18-氮气19液氮20低阀。低温真空腔体是实验系统的核心部分，其示意图见如图2，1—抽气管2-液氮桶3-上腔体4-铜带5-引线出口6-支撑平台7-下腔体8-电机支撑9-梯形支撑10-光学窗口11-O形圈12-动镜支撑框架13-O形圈14-活性炭15-出气管16-进液管。腔体总高461mm，外壳直径284mm。内有圆柱形液氮容器，可以储存液体约4升。其中的光学元件支撑框架是专门为动镜设计的，其高度177mm。整个腔体可以测试直径小于250mm,高度小于200mm的各类反射镜和光学元件。

液氮桶下面用铜带接光学元件装置，当液氮桶灌注液氮后，冷量通过铜带传导给光学元件装置。下腔体的石英玻璃光学窗口直径为64mm.光学元件支撑结构由支撑平台和固定夹板组成。用固定夹板是为了防止光学元件框架移动，并保证光线垂直射到动镜表面上。由于动镜需要电机驱动，而电机的发热量为3-5W，而这部分热量辐射对动镜有很大影响，因此就用导热率较高的紫铜支撑把一部分热量尽可能的传递给系统外部。由于光学元件装置部分需要冷却因此就需要尽量避免它和外界和腔体传递热量，因此就考虑用梯形支撑，由于梯形支撑壁很薄，就起到了很好的隔热功能。

2.2真空抽气系统和活性炭处理

真空抽气系统由机械泵和分子泵组成。由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，在光学测试的同时，关掉机械泵和分子泵。在关掉机械泵和分子泵的期间，还要维持真空腔体内的真空，故考虑在腔体内加活性炭以维持腔体内的真空度。为了去处活性炭中的水汽和其它气体，需要对其进行烘烤预处理。活性炭在加工的时候已经固定于上组件中，所以把整个上组件放在DZF-6210真空干燥箱中，在温度为100°C，烘烤约48小时使得真空度稳定在0.1Pa，然后再做真空低温实验。

2.3ZYGO激光平面干涉仪器

非平面的光学元件可以用He-Ne仪器进行光学测量，而平面型光学元件只能用ZYGO干涉仪如图3进行测量，由于ZYGO干涉仪器对震动非常敏感，因此就需要防震办法。如图3为ZYGO激光平面干涉仪及其防震装置。

3关键部件的分析和设计

3.1光学窗口的有限分析

干涉测量的光线要通过窗口，所以就要考虑窗口的厚度对测量误差的影响，应尽可能使光学窗口厚度最小，同时还要能承受外部一个大气压的功能。在外部一个大气压，内部几乎为真空的条件下，综合考虑窗口折射带来误差的影响和其强度的大小，要求石英玻璃窗口的最大变形小于一个波长λ（λ=0.53μm）。

通过ANSYS软件建立动镜的有限元模型，并施加边界条件，改变动镜的厚度，进行变厚度有限元分析。如图4-图6是其中比较有代表性的三个分析结果。从有限元分析结果可以得到不同厚度玻璃窗口最大变形比较。光学窗口厚8mm时其最大变形0.989μm远超过一个波长，当其厚度从10mm变到12mm,起最大变形都小于一个波长，但是变化值并不大。窗口厚度变大，其折射带来的误差就大，为了保证其强度，综合这两个因素选择10mm厚，径厚比为6.4∶1的玻璃窗口。

3.2梯形支撑的设计

梯形支撑是连接真空腔体和支撑平台的关键部件，如图7为其示意图,图中为热端温度，为冷端温度。它一方面要求满足尽量减少导热，起到“绝热”的功能，另一方面又要求其强度能满足实验的要求。

由公式4可以看出传热量和材料屈服强度和材料导热系数之比成反比。欲使传热量越小，就应该选择越大的材料，即材料的屈服强度尽量大，材料的导热系数尽量小。由文献[2和[3并且考虑到加工成本经济性，选择不锈钢作为梯形支撑的材料。并计算选取梯形支撑的壁厚1mm。参阅金属材料数据库可得到不锈钢的低温导热系数，对温度区间20K∽300K进行拟合可以得到不锈钢的导热系数拟合公式如图8所示。即

在设计载荷为500N,平安系数取1.5,不锈钢的屈服强度为210MPa,支撑高度为0.046m,高温端为300K,低温端取150K。由公式（4）计算得漏热量为0.042W,可以忽略不计。

4小结

现代技术的发展对观测和成像设备的工作波段和空间分辨率都有很高的要求，低温真空技术越来越受到关注。本文探究了小型低温光学实验装置的相关技术。重点讨论了真空低温腔的结构、光学窗口影响及其有限元分析和梯形支撑的设计，并给出了实验装置的系统示意图，对相关技术进行了探索，为近一步的低温光学探究打下了基础，并在以后的工作中不断完善。

参考文献

[1杨世铭陶文铨《传热学》（第三版）高等教育出版社1998

[2马庆芳芳荣生项立成郭舜《实用热物理性质手册》中国农业出版社1986

[3宋键朗杨奋为袁文彬等《材料手册——金属》上海航天局第八零七探究所1992