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超级有趣的科学实验

超级有趣的科学实验

超级有趣的科学实验范文第1篇

幼儿园毕业时,6岁的刘清便在父亲的帮助下自学完了小学前三年的数学课程,直接跳级读四年级。“小学和初中都不轻松,无论是写字的速度,还是作业的准确率、熟练程度,要比同学付出更多才能赶上趟。”刘清考上了当地的省重点清江中学,后顺利成为淮安当年唯一考入东南大学强化班的学生。

大学里,为了学好英语口语,刘清开始练习英文Rap。洗衣服时,一边唱,一边跟随节奏搓洗衣服,路过的同学都把他当外星人。看美剧时,他听完一句就暂停,自己读一遍,同原声比较、寻找差别,然后纠正自己的发音,力争做到每一个发音都听不出与原声的差别。2002年他拿到了美国加州大学戴维斯分校的全额奖学金。

刚到美国留学时,美国同学超强的动手能力,让他有危机感。于是,他开始比学赶超。两三年后,他科研上的动手能力逐步追上美国同学。加州大学毕业后,一直从事气象传感器研发的刘清,毫不犹豫地接过南信大抛来的橄榄枝,踏上回国路。与气象行业的密切对接,专门设立的高级人才联络办公室,200多平方米的实验用场以及配备研究团队――南信大的“绿色通道”,让他如鱼得水。目前,他带领团队研发的气象传感器芯片,一些性能达到乃至超过了国外高端产品。如今,每天带领团队工作到深夜的他,就连寒暑假也很少给自己放假。

“在实验室,在实验室,在实验室!”在美国的6年,除去吃饭睡觉,他七成时间都在实验室里度过。不分白天黑夜,不分严寒酷暑,整天待在实验室里,同一群仪器设备打交道,在大多数人看来,是万分枯燥和无味的,而他觉得“很有趣啊,投入到里面什么都忘了。”

(选自中国江苏网)

【多维品读】

一、压力也是动力。刘清可以说是这句话的最有力佐证。他从小到大,压力就从没离开过他。为了赶上其他同学,他付出了比别人更多的努力;为了学好英语,他如痴如狂,宛如外星人;为了培养自己的动手能力,他比学赶超,丝毫不敢懈怠;为了科研成果,他夜以继日。不断地自我施压,让他的承受能力与日俱增,而这也成了他不断努力的动力。

二、兴趣是最好的老师。爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”古人亦云:“知之者不如好之者,好知者不如乐之者。”兴趣对学习有着神奇的内驱动作用,能变无效为有效,化低效为高效。刘清就是一个用兴趣打开成功大门的人。他在美国的6年里,七成时间是在实验室度过。我们可以想象,如果没有兴趣,是很难实现的。在别人觉得枯燥无味的实验在他眼中却充满了乐趣。这就是他不断取得成功的因素之一吧!

三、执着造就成功。每个人成功的方式不同,但是执着却是每个成功者必须具有的一个条件。刘清的执着是有目共睹的。他心无旁骛,每天带领团队工作到深夜,想的只是实验。最终,他研发的气象传感器芯片,一些性能达到乃至超过了国外高端产品。刘清用自己的执着获得了成功,也证明了自我的价值。

超级有趣的科学实验范文第2篇

教师角色:XXX老师承担光电XXX的专业课程,这几年的教学业绩考核为优秀。这么多年的教学,他始终深信“兴趣是最好的老师”,一个人无论是笨还是愚,只要对某一事物有了浓厚的兴趣,干事情就也不难了。同时特别重视学生动手能力的培养,通过树立良好的师生关系,针对个人情况给予学生适合的建议。最后,对于进入实验室进行项目学习的同学,为了帮助他们更好的完成项目,会在课后花大量的时间和学生交流,帮助他们解决实验过程中碰到的问题。只要学生有问题提问,他都会第一时间给予答复。

班主任角色:曾担任班主任,并荣获“优秀班主任”称号,在我心中,学生的成长是最重要的,如何帮助其找到自己的兴趣点和方向。他深入学生生活,通过走访寝室或找学生谈心了解他们的思想动态,引导和帮助学生树立起科学的人生观和价值观;另外他强调:搞好科研就必须有一个好的身体,要求班级同学必须运动打卡。

研究生导师角色:至今共有十多名研究生从实验室毕业,他们中有人进入知名企业成为研发部门核心成员,有进入中国科学院继续深造的,也有进入中学成为教师的,都找到了很好的出路。研究生学习与本科生存在一个很大跨度,XXX老师在一年级的时候注重指导学生养成良好的科研习惯,比如文献阅读整理、详细的实验记录,平时注重积累、统筹规划好时间。在X老师的管理下,实验室研究生呈现出活跃的科研气氛,不再是老师一定懂得的比学生多,而是大家各有所长,相互学习。

创新创业大赛导师角色:X老师从18年开始指导学生创业,培养了超过30位本科生,其中有保研到厦门大学、中科院等高校,带领的团队至今获得累计超过五项部级奖项,在创青春和互联网+等A类部级竞赛上实现了零的突破,本人也被授予“创新创业大赛优秀创新创业导师”荣誉。指导老师的压力也很大,在备赛的一年时间里,他每天早晨六点到实验室,晚上十一点回家,跟学生都完完全全的投入到项目里面。

超级有趣的科学实验范文第3篇

1,创设情境,着眼于培养学生的好奇心

好奇心是直接学习动机的初级形式,即使学习多次受挫,好奇心总是存在的。教学实践告诉我们,教师在课堂教学过程中有意识地创设情境,通过提出一些与所学内容有关的富有启发性的问题,将学生引入情境之中,容易激发起学习动机,培养好奇心和学习兴趣。

例如,在讲动量一节时,教师可首先向学生提出问题:茶杯掉在水泥地上容易摔碎,而掉在泥地上不易碎,这是为什么呢?一片树叶落下时,人们不以为然,而一块砖头从高处落下时,人们会望而生畏,这又是为什么呢?这些现象学生并不陌生,却又确实有趣,而且与学生的生活息息相关,但要解释却有一定困难。这无疑能够最大程度地激发学生的好奇心,引发他们的探究热情。

2,适时安排实验活动,致力于激发学生的学习兴趣

新课程理念认为,物理教学是活动的教学。物理这门学科,本来是从实验中总结出来的,因此,实验活动是物理教学中不可或缺的。教师可根据教学内容,把握知识点,挖掘所讲知识与生活的联系,适时安排实验活动,并精心设计活动过程,在学生思维疲劳时,重新唤起学生的学习兴趣。

例如,在学了功、功率两个概念后,学生因为不太理解这两个概念的实际意义而容易混淆。为此,有教师设计了一堂比赛形式的实验课:比比谁做的功多,谁的功率最大。要求每个同学都搬一把椅子从一楼以最快的速度跑上四楼,测出自己做的功和功率。实验由学生自行设计方案。实验完后,学生通过集体讨论选出了三个全班之最:上楼最快的、做功最多的和功率最大的。三项“冠军”分别由三位同学获得。这一结果把学生的思维集中到了同一焦点上:为什么做功最多的,功率不是最大的?为什么上楼最快的,做功却不是最多的?

学生在总结中写道:“老师曾反复给我们强调做功多不一定功率大,功率大不一定机械效率高。我们虽能从公式上认识这一点,通过亲自实验,才真正彻底地把这个道理弄懂”;“这堂实验课使本来混淆不清的概念变成简单易懂了”;“生动有趣的实验把我们所学的理论知识转变成了亲眼所见的事实,让人难忘”;“实验课给我们增添了乐趣,也使我们感受到物理是这么贴近我们的生活。这样学习物理不觉得枯燥乏味,我们喜欢在这样欢快的游戏中学到实在的知识”……

3,重视展示物理知识在生产、生活等领域的应用,巩固学生学习兴趣

超级有趣的科学实验范文第4篇

一、抓住学生的眼球,激发学生学习物理的兴趣

眼睛是心灵的窗户,学生对周围事物的感知都是从眼睛开始的,因此如何抓住学生的眼球是我们能否激发学生学习物理兴趣的第一步,也是关键的一步。

通过真实的彩色图片、照片和课后的阅读小资料来激发学生的学习兴趣。在现行的物理教材中,一个最突出的特点就是比老教材增加了大量的与所学内容有关原图片和照片,这是里面包含了许多物理知识、现象与科学成就。它所展现的往往是和日常生活紧密相关的一些物理现象。因此教师可以在一边指导学生观察彩图时一边讲述取得相应科学成就的经过,同时还可以设计一些拓展性的问题,这样就能使学生对物理这门功课产生巨大的吸引力,尽可能的激发学生学习物理的兴趣。如在人教版的《全日制普通高级中学教科书》第一册中的诸言部分的彩图0-9中关于超导磁悬浮的照片。学生看到此照片的第一感觉就是惊奇,为什么不需要外界的帮助它可以悬在空中呢?教师马上可以顺势解释什么是超导体,并且可以告诉学生现在上海已经建成了一条磁悬列车线,但是它的工作原理还不是用超导体磁悬浮,为什么呢?这里我们就可以再给学生留下一个悬念,让学生产生好奇心理,激励他们自己去找相关的资料来解决这个问题。因此,巧妙的利用彩图并提出悬念对激发学生学习物理的兴趣起着很大的作用。

二、重视实验教学,培养学生学习物理的兴趣

大家熟知,物理学是一门实验科学,“从实验到理论,再从理论到实验”是物理学发展的道路。物理概念的建立与物理规律的发现,都以实验事实为依据。实验是物理学的重要研究方法,只有重视实验,才能使物理教学获得成功,学生只有通过实验观察物理事实,才能真正理解和掌握知识。没有了实验的物理,就像是没有了灵魂的人、没有了发动机的汽车、没有了激情的生活,剩下的只是枯燥无味的公式和繁杂的知识框架,这样物理学就真正变成了“无理”学了。

通过趣味新奇的物理实验演示、引人入胜的多媒体课件,激发学生的好奇心,从而激发他们求知的欲望;用实验导入新课的方法,使学生产生悬念,然后通过授课解决悬念;把实际生活中的现象跟物理实验联系起来,使学生感悟实际生活的奇妙和规律性。通过演示实验,把抽象枯燥的知识变得生动而富有刺激性,可以使学生感兴趣,从而调动学生的积极性,主动参与学习,变被动接受为主动求知,提高学习效率。同时,通过对演示实验的观察、分析、推理和论证,可以培养学生的观察能力、分析能力、思维创新能力。一个精彩而准确的演示实验,不仅可以极大的调动学生学习物理的兴趣,同时也可以培养学生各个方面的能力,是物理教师上好物理课强有力的工具。

三、授课时深入浅出,激发学习兴趣

所谓“深入浅出”就是把难以理解的概念,用通俗的语言表达出来,使学生易理解、牢记忆、快解题。其实这并不是什么新东西,每一本书的作者都会用这一方法。例如磁场中的左右手定则,在学生所学知识的水平上可以说这个定则是淋漓尽致地把磁场方向、电流方向、安培力(洛仑兹力)方向间复杂关系通俗地表达出来,非常好记,受益几代人。又如用弹簧串小珠的模型来说明分子间的作用力随距离变化的情况,把抽象变为形象,使学生很容易接受。再如在讲横波波形图上对应质点的振动方向时,经过分析后提出一个判定振动方向与传播方向之间关系的办法:沿着波的传播方向走,踏着波形曲线,“上坡(波)”段的质点向下振动,“下坡(坡)”段的质点向上振动,这里将难记的数学叙述改成通俗的叙述,把波看作是连绵的山坡,用描述爬山所用的两个动词“走”、“踏”与上、下对应,容易记忆,大大提高了解题的速度。这些都说明深入浅出地表达物理概念,使学生感到物理并不深奥,也不难学,从而消除了心理上的障碍,自然地对物理的兴趣也就被激发出来了。

四、注重物理学家和物理学史的介绍,激发学生的学习兴趣

众所周知,物理教材中出现的规律、定理、法则、公式,给人们“神圣”的感觉。似乎它们从一开始就是这样的完美无缺,被供奉在科学的殿堂里。其实不然,这些物理知识,都是人类在征服自然的道路上,经过夫数次挫折、失败、反复摸索后才发现并取得的。在教学中,教师应有意识地结合教学的内容,给学生多介绍一些物理学家和物理学史的知识。这样,既可以拓宽学生的知识面,又可以使学生了解研究物理知识的方法和途径,更为重要的是能帮助学生树立热爱科学、献身科学的崇高志向。如上“牛顿第一定律”时可向学生介绍:古希腊的学者亚里士多德早在两千多年前就提出了“力是维持物体运动的原因,有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止下来。”他的说法跟人们的某些日常经验相符,如:用力推桌子,桌子就运动起来;停止用力,桌子就停下来。因此,他的观点在人类历史上统治了近两千年。直到三百多年前,人们才开始对这一观点是否正确提出疑问,最后才由伽俐略、笛卡儿和牛顿等人对力和运动的观点提出了科学的论断。通过这一史实的介绍,将牛顿第一运动定律与有血有肉、有情有感的人类的创造性活动联系起来,容易使学生对这一规律产生亲切感,从而促进学生对这一规律进行学习的兴趣。

五、给学生创造成功的机会,增强学生的自信心以激发学习兴趣

每个人都有一种自我实现、获取承认、取得成功的愿望和需要。成功时,会情绪高昂、兴趣倍增;多次努力仍然失败时,就会产生畏难情绪,影响积极性。其实,中学生感到学物理难并不都是学生的智力问题,相比之下,非智力因素的影响更大。因此,给学生创造一个成功的机会,是提高学生学习情绪的一种有效方法。

超级有趣的科学实验范文第5篇

一、无机材料化学的学科特色

材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。

无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。

二、教学内容的选取

高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。

课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。

三、教学方法的改革

教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。

本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。

在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。

四、实验教学方案设计