基于IYPT的物理创新实验拓展课程的实践探索VIP免费

基于IYPT的物理创新实验拓展课程的实践探索摘要：尝试将IYPT融入物理创新实验拓展课程，分析了该课程对物理学习的意义。分析学生实验案例“拉玻璃”。初步得出该课程能够使学生体验科学研究的过程提高学生的物理思维能力。关键词：IYPT；创新实验；过程1引言自夸美纽斯确立了班级制度及其理论后1，课堂就成为了教师教学和学生学习的主阵地。物理学中大量伟大的成果往往是以“轻而易举”的方式呈现在学生的面前2，这些成果背后物理学家所付出的超出常人的艰辛却很少体现，而科学研究中的失败案例就提及的更少，学生很难体验到科学探索的过程。本着提高学生物理思维水平的目的，物理组结合IYPT长期题开设了《高中物理创新实验》拓展课程，该课程有别于传统的授课模式，学生以课题组的形式进行物理研究性实验，体验科学探索的全过程。2物理创新实验拓展课程的思考与设计2.1IYPT简介国际青年物理学家锦标赛（InternationalYoungPhysicists’Tournament,IYPT）是一个新颖的有创新意义的赛事，其主要目的是训练学生针对物理实际问题进行研究，发表观点和进行辩论的能力。3IYPT每年都会公布17个物理问题，一年的时间里全世界的青年物理爱好者对这些问题展开研究，最终各国的青年物理学家组成团队，聚集到一起交流讨论他们的研究成果。这些问题涉及到物理学的各大分支，其中有相当一部分并没有成型的理论解释。这些问题大都来自于生活，自由度大，开放性强。2.2基于IYPT的研究性物理实验课程参加IYPT要求参赛的学生具有一定的理论基础，文献搜索能力，科学实验能力，口头表达能力，团队合作精神。这些能力都是一个理工科学生在大学阶段，乃至踏入社会后的核心竞争力。所以基于IYPT开始一门课程非常有现实意义，一方面可以巩固物理课堂中所学的知识，另一方面可以为理工科学生在未来的学习和工作打下坚实的基础。考虑到IYPT问题的难度以及竞赛的方式，其中涉及的实验并不适合将其引入传统的物理课堂，但是这种物理实验可以在拓展课程中开展。2.2.1研究性物理实验课程的基本框架设计基于IYPT的物理创新实验拓展课程被分为三个主要部分：基础知识、科学素养和课题研究。基础知识还是以传统的授课模式为主，教授学生重要的物理知识和数学基础知识。科学素养部分，案例的形式传授学生如何进行科学研究。完成这两部分后学生自由选择研究课题形成课题组进行课题研究，完成课题后进行交流。2.2.2基于IYPT的物理创新实验拓展课程的优势IYPT所涉及的问题本身就具有一定的趣味性，这很大程度上激发了学生的兴趣。由于每位同学都要参与课题组的研究，很大程度上提高了学在课堂上的参与度。前期理论知识的学习和课题研究中的进一步思考巩固并深化了物理课堂中做学的知识。自行设计并实施的实验提高学生的实验能力。成果交流和辩论提高学生的学术表达能力，为现在的物理等级考试做好准备。3拓展课程中学生实验案例这个案例是一个课题小组在研究“拉玻璃”问题的过程，该过程主要由学生自主完成，指导教师只是在一边观察并略作指导。英文原题：Problem10.PullingGlassesApartPutathinlayerofwaterbetweentwosheetsofglassandtrytoseparatethem.Investigatetheparametersaffectingtherequiredforce.4中文翻译：问题10.将玻璃拉开在两块玻璃之间注入一层很薄的水，试图将玻璃拉开。研究有哪些因素会影响拉开玻璃时所需要的力。几位参赛同学阅读了问题并讨论后，提出了以下猜想：两块玻璃之间的薄水层的面积和厚度可能是影响拉开玻璃时所需的力的主要因素。小组成员最初想到的研究思路是：要研究这两个因素对拉力的影响就要首先控制其中一个变量，如水层的面积不变，然后测量拉力，研究当水层的厚度变化时拉力是如何变化的。但是如何控制水层的厚度或面积中的一个量不变，而改变另一个量？同学们得出的结论是：很遗憾，现有的条件做不到！只有改变最初的研究方案。小组成员查阅了大量相关文献，做了许多推导和演算，从理论上得出了一个拉力关于水层厚度与面积的关系式，通过实验测出拉力，厚度和面积，就可以验证理论的正确性。但是要实施这个研究方案有许多实验测量上的潜在难点要克服：难点1.如何测量拉开玻...