郑圆成-低成本物理实验1-研究简介-2017.7.13.ppt

低成本实验的开发与运用 ——低成本实验研究背景,,物理学、科学《课标》强调,“倡导利用日常器具做实验—— 实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备，学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源利用日常器具做实验，不但具有简便、直观等优点而且有利于学生动手，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识”回家的滚筒,“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”,1972年，朱正元和他的助手带了10箱自制仪器，走遍了十几个省市，在短短8个月中作了近30场的报告，并演示他的以“坛罐”为仪器的物理实验，听者有一万多人次1900年12月-1985年2月,国内 苏州大学 朱正元,“做实验不如讲实验”，“讲实验不如背实验”,朱正元：《物理演示实验与自制教具》，江苏人民出版社，1978年； 冯容士，陈燮荣：《一物多用的物理小实验》，上海科技教育出版社，1989年； 刘炳升：《科技活动创造教育原理与设计》，南京师大出版社，1999年； 刘炳升，冯容士：《中学物理实验教学与自制教具》，上海教育出版社，2000年； 赵力红，臧文彧：《高中物理探究性趣味实验》，浙江大学出版社，2002年； 郑蓉梅：《开发奇妙的物理实验资源》，北京师范大学出版社，2005年； 黄国雄：《重新发现物理实验》，高等教育出版社，2007年； 廖伯琴，肖永琴等：《玩转物理》，上海交通大学出版社，2014年； 王丹凤，何龙君：《趣味物理》，浙江教育出版社，2015年；,目前，我国主要相关专著：,拟真蜡烛,刘炳升蜡烛实验,习题蜡烛,研究背景与现状,,,,为什么要做实验?,1.孩子们的科学兴趣,——观点引自《中学物理实验教学与自制教具》刘炳升, 冯容士,为什么要做实验?,1.孩子们的科学兴趣,——童年的梦幻,——观点引自《中学物理实验教学与自制教具》刘炳升, 冯容士,,为什么要做实验,1.孩子们的科学兴趣,2.孩子们的实践意识,——观察+猜想+验证,——《中学物理实验教学与自制教具》刘炳升, 冯容士,网上的材料：盐 冰 牛奶 塑料袋,我们的材料,自制冰淇淋,为什么要做实验,1.孩子们的科学兴趣,2.孩子们的实践意识,3.孩子们的创新精神,——意料之外的问题,——观察+猜想+验证,——观点引自《中学物理实验教学与自制教具》刘炳升, 冯容士,电视、学校、“学生物理日”；,美国,加州乔治教授和戈特伯教授 光学 VANNNGS中学木飞机平抛、苹果和南瓜自由落体,央视 ：加油向未来 周日晚八点,美国科学教育工作者,数学与科学教育系教师教育主任,Norman, G. Lederman,美国伊利诺理工大学杰出教授,Judith, S. Lederman,回形针、脸盆、一次性杯、水 小泡沫、细绳、磁铁、铅笔,level 1------level4,实验材料：回形针两只 脸盆 杯子,回形针游泳,早在两千多年前汉（公元前206－公元220年），中国人就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性，并发现一种长条的石头能指南北，人们管这种石头叫做磁石。

天然磁石,关于磁的一节课,天然磁石,人工磁石中的王者——钕磁铁,王者的荣耀：两块磁铁相吸时，注意手不要被夹伤，,百宝袋：钕磁铁（强磁铁）、 指南针、铅笔（或铅笔芯）、棉线、 回形针等,如果两块磁铁强力碰撞，可能造成两块磁铁损坏画一画：如果你是古代的能工巧匠，会怎样利用磁石设计一个便于携带的且能指南北的发明？,天然磁石,小试身手：用以下材料做出指南针,材料百宝箱：泡沫，回形针，水盆 (磁铁),小试身手：用以下材料做出指南针,挑战2 材料减少指示南北的发明,,将回形针与磁铁拉开距离，悬在半空中,挑战2,百宝箱：磁铁 胶带 回形针 笔,感谢义乌吴琦芳老师提供创意,磁铁能对铁之外的东西产生力的作用吗？ 百宝箱：磁铁 铅笔,挑战3,感谢温州杨直梭老师提供创意,1.队内成员合理分工合作 2.助教协助、巡视员评星3.汇报时长 每组展示3-5分钟 主评委评创新分4.获星最高队小小惊喜,小小科学家—— 积分PK赛,1.完整填写任务单每单1星 ——巡视员2.实现本组效果每挑战1星 ——巡视员 3. 汇报时发表创新改进 每项1-2星,PK加星规则：,1.实验操作 扣1星 ——巡视员安全规范 双手势听 单手势停 2.学术尊重 未遵守扣3星 ——巡视员组内交流 组间不抄袭 3.PK过程文明对话 扣1星 ——巡视员,PK扣星规则：,Low-Cost Science Experiment Workshop & CompetitionMake a difference during your IAP. The Media Lab's India Initiatives, along with UST Global and Agastya International Foundation, is hosting a competition for students to build the best low-cost science experiment apparatus.Underprivileged children throughout rural India rarely have the opportunity to learn about science and the properties of nature. The goal of the competition is to build the best science experiment apparatus that conveys any aspect of science (physics, chemistry, etc.), is low cost, can be built with minimal skills, and is made up of resources usually found in any rural village in India. Each team of two students will be advised by somebody on the ground in India, working in schools, and who has intimate knowledge of the unique challenges of the environment. A panel of distinguished judges (MIT professors, NGO and industry leaders, and MIT alumni) will assess your prototype and select the best one. The winning team will be offered an all expenses paid trip to India, sponsored by UST Global, to deploy their science experiment apparatus in a school. The competition requires 3 mandatory sessions during IAP where you'll have the opportunity to learn,India Initiatives at the MIT Media Lab,麻省理工学院 印度农村地区,德国 295/343=86%Low-cost, high-tech experiments for educational physics Hans-Jorg Jodl and Bodo Eckert Universit at Kaiserslautern, Germany New techniques 55 New materials 37,,魔术风车,,玩具奇缘,思考：1.风车转动方向。

2.风车转动速度3.风车转动原理4.木棒凹槽的间距5.风车叶片的形状材料：木棒、塑料瓶、铁钉、小刀、剪刀、创口贴,,魔术风车,玩具奇缘,为简明起见，把他们看作是一下两个相互垂直的同频简谐振动合成：x=A1cos（wt+ψ1） y=A2cos（wt+ψ2）,——赵力红，臧文彧：《高中物理探究性趣味实验》,上两式中消去t，可得轨迹方程：,,魔术风车,玩具奇缘,两个相互垂直的同频简谐振动合成，合成后的运动情况与相位差有关，轨迹一般是椭圆如图：当-π<△ψ<0时沿逆时针方向旋转，0<△ψ<π时沿顺时针方向旋转钉子和叶片之间的摩擦力使叶片做相应的运动魔术风车,玩具奇缘,——赵力红，臧文彧：《高中物理探究性趣味实验》,日本 大批自发青年教师及爱好者,东京的“伽利略学会” 横滨市的“横滨物理教师社团” 全国性的“日本物理教育研究会(APEJ)” “山猫学会” 纸制教具、三级水火箭等,纸飞机,Low-cost home experiments and demonstrations in Optics P. M. Mejías, R. Martínez-Herrero, J. Serna, G. Piquero More than 60 demonstrations and basic experiments in Optics,西班牙 马德里大学,显色偏振,,,,Measurements&NumbersGulu University Naples FEDERICO II University Byansi, Sassi, Smaldone,意大利 乌干达 no-cost/low-cost lab-work,敬请老师们批评指正,中小学科学实验交流群 317380452,。