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光電效應實驗報告范文第1篇

電子科學與技術（以下簡稱“電科”）專業(yè)是以培養(yǎng)具備微電子、光電子、集成電路等領域?qū)捄窭碚摶A、實驗能力和專業(yè)知識，能在電子科學與技術及相關領域從事各種電子材料、元器件、集成電路、電子系統(tǒng)、光電子系統(tǒng)的設計、制造、科技開發(fā)，以及科學研究、教學和生產(chǎn)管理工作的復合型專業(yè)人才為目標的工程專業(yè)。作為電科專業(yè)教育中重要內(nèi)容的光電子技術，不僅是當代信息技術兩大支柱之一，而且隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展持續(xù)煥發(fā)著生命活力。而讓光電子技術保持如此強勁發(fā)展勢頭的主要原因之一，正是光電子材料與器件的廣泛應用，例如激光器與新型光電探測器的應用的人你還。另外，諸如納米光電材料與器件、光子晶體及相關器件、超材料及相關器件與表面等離子體激元及器件等新型光電子材料與器件的研究與應用，是目前國際上光學與光電子學研究領域的前沿熱門方向。由此可見，學習光電子材料與器件的相關知識，不僅對電科學生知識體系的構建與就業(yè)方向的確定具有積極的影響，也為那些將來希望從事新型光電子材料與器件科研工作的學生，提供了堅實的理論基礎與知識儲備。然而，根據(jù)筆者的調(diào)研，雖然國內(nèi)許多重點大學的電科專業(yè)都開設了光電子技術課程，但很少有大學專門開設光電子材料與器件這門課程。而由于光電子技術的內(nèi)容多、涉及知識面廣，教學課時又往往有限（一般為32或48個學時），因此在光電子技術的實際教學過程中，講授教師往往重視光電子技術基本概念與理論知識的教學，而輕視光電子材料與器件的教學。該文從光電子材料與器件的研究內(nèi)容、應用及發(fā)展等方面說明其在電科專業(yè)教育中的重要性，并結合自身光電子材料與器件課程的教學經(jīng)驗，研討電科專業(yè)中光電子材料與器件的教學方法。

1 光電子材料與器件簡介

光電子材料是指能產(chǎn)生、轉換、傳輸、處理、存儲光電子信號的材料。光電子器件是指能實現(xiàn)光輻射能量與信號之間轉換功能或光電信號傳輸、處理和存儲等功能的器件。自1960年美國科學家梅曼發(fā)明世界上第一臺紅寶石激光器以來，光電子材料與器件如雨后春筍般發(fā)展迅速。在短短的50多年里，光電子材料與器件經(jīng)歷了從紅寶石激光器的發(fā)明，到半導體激光器、CCD器件及低損耗光纖的相繼問世；從各種光無源器件、光調(diào)制器件、探測與顯示器件的小規(guī)模應用到系統(tǒng)級集成制造實用化階段；從大功率量子阱陣列激光器的出現(xiàn)再到光纖激光器、光纖放大器和光纖傳感器的誕生。光電子材料與器件從未停止過發(fā)展的腳步，并正在不斷深刻影響著人類社會的方方面面。在實際需求的引導下，各種新型光電子材料與器件層出不窮，性能也不斷提高。尤其是近年來，隨著微米及納米級加工技術的成熟，新型的微納光電子材料與器件的研究異?；钴S。納米光電材料、光子晶體、超材料、表面等離子體器件等領域的研究成果豐碩，為未來光電子器件的微型化、集成化發(fā)展奠定了堅實的基礎。

綜上所述，光電子材料與器件在當代信息產(chǎn)業(yè)與科學技術中具有極其重要的地位，因此，光電子材料與器件這門課程不僅應當單獨作為一門課程獨立教學，而且應該作為重視工程教育的電科專業(yè)的核心課程。

2 光電子材料與器件課程教學研究

2.1 光電子材料與器件課程的教學形式、課時安排與教材選擇

光電子材料與器件課程不僅包含豐富的理論知識，例如光電子材料的物理特性以及光電子器件的工作原理等，而且與實際應用結合精密，因此，本課程宜采取理論教學與實驗教學相結合的教學形式。

在課時安排方面，作為電科專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，光電子材料與器件課程的總課時應不低于32學時（2學分），理論課學時不低于26學時，實驗課不低于6學時。

另外，在教材選擇方面，由于光電子材料與器件是光電子技術中的一部分內(nèi)容，而目前國內(nèi)關于光電子技術方向的參考書籍很多，其中亦不乏一些光電子技術課程的經(jīng)典教材，例如西安電子科技大學安毓英主編的《光電子技術》[1]，西安交通大學朱京平主編的《光電子技術基礎》[2]等。雖然這些光電子技術參考書中或多或少都會介紹與光電子技術相關的材料與器件，但是，目前專門介紹光電子材料與器件方向的教科書卻是少之又少，市面上僅有國防工業(yè)出版社2012年出版的侯宏錄主編的《光電子材料與器件》[3]一書。加之，該書中所涉及的理論知識較深，基礎淺薄的本科生很難駕馭。由此可見，對于光電子材料與器件這門新興課程而言，設立統(tǒng)一的教材并不合適。因此，筆者建議該課程的講授教師根據(jù)理論教學與實驗教學的內(nèi)容，自行編寫該課程的講義與課件。

2.2 光電子材料與器件課程的理論教學

按照電科專業(yè)的專業(yè)定位以及培養(yǎng)目標，光電子材料與器件課程的理論教學也應該突出“工程”內(nèi)容。傳統(tǒng)的光電子技術教學中所重視的原理、定律與規(guī)律等內(nèi)容，在光電子材料與器件教學中要弱化；而傳統(tǒng)光電子技術教學中往往被弱化乃至忽視的光電子材料與光電子器件的相關知識，要在光電子材料與器件課程教學中占主體地位。如此才能保證在有限理論課時的前提下，讓學生對光電子材料與器件有一個全面的認識。

在教學內(nèi)容的設置方面，由于光電子材料與器件主要應用于光電子技術之中，因此，為了便于學生的理解與知識體系的構建，筆者建議光電子材料與器件課程理論教學的章節(jié)設置按照光電子技術的章節(jié)設置進行。以筆者講授光電子材料與器件理論課程（共26學時）為例，該理論課程共被分成了緒論（2學時）、激光原理與典型激光器（5學時）、太陽能電池（4學時）、光通信器件與材料（5學時）、光探測器件（5學時）、光電顯示器件（3學時）與光存儲器件（2學時）等七個章節(jié)，這七章內(nèi)容基本囊括了光電子技術中光產(chǎn)生、光轉化、光傳輸、光探測、光顯示以及光存儲等各個重要環(huán)節(jié)中最為典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章內(nèi)容的設置上，也盡可能突出“工程”內(nèi)容，弱化“理論”知識。下面，筆者將詳細介紹筆者在光電子材料與器件教學中各章的教學內(nèi)容。

第一章緒論主要包括光電子材料與器件課程簡介以及光電子技術的基本知識簡介。在光電子材料與器件課程簡介中，向?qū)W生介紹課程設置的目的和意義、課程的主要內(nèi)容、教學與考試方式與參考資料等。通過這部分內(nèi)容的介紹，讓學生對本課程的意義、內(nèi)容、側重點有一定的認識。在光電子技術基礎知識簡介中，重點向?qū)W生介紹光電子材料與器件與光電子技術的關系，并通過對光電子技術的概念、特征、發(fā)展等方面的介紹，讓學生對光電子技術以及光電子材料與器件有一個整體的認識。

第二章激光原理與激光器重點介紹幾種典型激光器的材料、結構與工作特性，其主要內(nèi)容包括三個部分：激光原理簡述、典型激光器與激光器的應用。在激光原理簡述部分，由于多數(shù)電科專業(yè)在學習光電子材料與器件課程之前已經(jīng)修過激光原理等類似課程，所以該部分內(nèi)容為簡略介紹的內(nèi)容，主要幫助學生回顧激光的特征、歷史與光輻射理論等知識點。而第二部分內(nèi)容典型激光器是本章內(nèi)容的重中之重，在該部分內(nèi)容中，將依次向?qū)W生介紹固體、氣體、液體與半導體這四大類激光器中的典型激光器的結構、特征與工作特性等知識。由于發(fā)光二極管與半導體激光器結構與工作原理上的相似，在介紹完半導體激光器后，可以順理成章地介紹發(fā)光二極管的結構與特征。另外，本章最后還簡單介紹了激光器的幾種常見應用。

太陽能電池雖然是光電探測器中光伏效應的一種特殊應用，但是由于它在現(xiàn)如今光電子技術產(chǎn)業(yè)以及光電子器件中的重要地位以及良好的發(fā)展趨勢，該部分內(nèi)容被獨立成一章。在第三章太陽能電池中，主要分兩小節(jié)給學生介紹，第一小節(jié)介紹當今能源與環(huán)境問題以及太陽能的開發(fā)和利用，讓學生了解當今能源資源的現(xiàn)狀以及新能源研究與應用的迫切需求，然后介紹太陽能利用的歷史以及發(fā)展趨勢；第二小節(jié)正式介紹太陽能電池的工作原理、結構以及特性等知識。

第四章光通信器件與材料主要介紹的是光通信系統(tǒng)中所用到的有源與無源光器件。本章內(nèi)容共分為兩小節(jié)：第一小節(jié)介紹光纖通信的基礎知識，包括光纖通信的定義，光纖的結構、導光原理、發(fā)展歷史，以及光纖通信系統(tǒng)的組成與特點。第二小節(jié)正式介紹光纖通信系統(tǒng)中所用到的各類光電子器件以及構成這些器件的核心材料。在光纖通信中，最重要的器件當屬光纖，所以，本節(jié)開始就著重介紹光纖的相關知識，包括它的結構、原理、分類、特征參數(shù)與傳輸特性。然后，又將光纖通信系統(tǒng)中的其它光電子器件分為有源與無源器件兩類，并分別介紹了這兩類光器件中的代表器件：摻鉺光纖放大器與波分復用與解復用器。最后，在本章結尾還介紹了光纖通信系統(tǒng)中其它幾種常用光器件，例如光耦合器、光衰減器、光環(huán)行器等。

第五章光探測器首先介紹了光電探測器的物理效應、性能參數(shù)、噪聲；其次，按照光電探測器物理效應的不同一一介紹了幾種典型的外光電效應探測器（光電管與光電倍增管）與內(nèi)光電效應探測器（光電導、光電池與光電二極管）。教學的重心仍然放在對探測器結構、工作原理以及特性等方面。

第六章光顯示器件重點介紹四種光顯示器：陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯示器與電致發(fā)光顯示器。

第七章光存儲器件主要介紹了現(xiàn)如今最常用的一種光存儲系統(tǒng)―― 光盤系統(tǒng)以及其中最總要的器件光盤。

2.3 光電子材料與器件課程的實驗教學

光電子材料與器件實驗課程的教學要與理論教學緊密相連，并重點介紹理論課上講解過的光電子材料與器件，實驗課程的學時應不低于6學時，開設的時間最好在理論教學完成之后，以保證學生在實驗前已對實驗器件與實驗原理有一定的了解。在實驗項目的設定方面，既要保證與理論課程內(nèi)容的相輔相成，又要盡量避免與其它課程實驗項目的重復，造成資源的浪費。例如，許多大學的電科專業(yè)都已經(jīng)將激光原理一課作為該專業(yè)的核心專業(yè)課程，并配備了相應的激光器實驗。在這種情況下，如果在光電子材料與器件實驗教學中再次引入激光器的實驗內(nèi)容，不僅消耗了寶貴的實驗時間，實驗效果也會大大降低。

下面跟大家簡單介紹筆者在光電子材料與器件實驗教學（6學時）中的實驗安排。

（1）實驗內(nèi)容：共包含六個實驗項目，它們分別是：光控開關實驗、光照度計實驗、紅外遙控實驗、PSD位移測試實驗、太陽能充電實驗與光纖位移測量系統(tǒng)實驗（每個實驗1學時）。各實驗中都應用到了一個或幾個核心光電子器件，這些光電子器件基本涵蓋了學生在理論課程中所學到的最為重要的幾類器件，例如光控開關實驗應用到了光電探測器中的光敏電阻作為核心元器件；而紅外遙控實驗中用到了發(fā)光二極管光源與紅外探測器等光電子器件。

（2）實驗要求：以往的光電子技術實驗往往重視現(xiàn)象的觀察與定性分析，但經(jīng)筆者調(diào)研，這種實驗方法很難最大限度激發(fā)學生的求知欲與動手能力，因此，在對原有的實驗指導書進行改良后，筆者自行編寫了實驗的指導書，并在每個實驗項目中加入了一些測量與定量分析的實驗內(nèi)容。例如太陽能充電實驗，原來的實驗指導書只是觀察太陽能充電的效果，但是，在新改良的實驗指導書中，要求同學測量不同光源照射下太陽能電池的輸出電壓與輸出電流，并要求學生分析比較其差別。通過這種方式，充分調(diào)動學生的實驗積極性，在具體的實驗教學中也取得了很好的效果。

（3）實驗方式：分組實驗，共同撰寫實驗報告。這樣，不僅提高實驗效率，還能夠鍛煉學生的團隊協(xié)作意識。

（4）考核方式：根據(jù)每位學生實驗完成的情況與實驗報告撰寫的情況綜合評分。

光電效應實驗報告范文第2篇

關鍵詞：大學物理實驗；教學質(zhì)量；新舉措

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0237-02

大學物理實驗課是培養(yǎng)理工類大學生科學實驗技能的必修課，對基本科學能力的培養(yǎng)有非常重要的作用，學好大學物理實驗課是十分必要的。但結合本校大學物理實驗課的情況來看，當代大學生對該課程有較片面的錯誤認識，實驗數(shù)據(jù)、實驗報告的抄襲現(xiàn)象非常普遍。為了改變這種狀況，根據(jù)本學校專業(yè)特點以及學生的實際水平，我們采取了一系列的改革舉措，效果顯著。本文就本校在實際物理實驗教學中的一些做法做一個簡要的介紹，與教育同行共勉，希望對大學物理實驗教學質(zhì)量的提高有所幫助。

一、授課方式的創(chuàng)新

傳統(tǒng)的授課方式普遍采用講授法，教師演示，學生模仿。該授課方式嚴重限制了學生的學習興趣與創(chuàng)新思維，導致學生不思考只做機械的重復；實驗過后，不知如何處理數(shù)據(jù)，如何寫實驗報告，對物理實驗思想與方法的理解更是難上加難。為了改變這種狀況，教師應充分調(diào)動學生的積極性，讓學生可以積極主動的思考與學習，為此我們對授課方式進行了創(chuàng)新。

1.講述實驗的歷史淵源。物理實驗的歷史背景與歷史故事可以充分激發(fā)學生們的聽課興趣。例如，以“邁克爾遜干涉儀”實驗為例。眾所周知，邁克爾遜干涉儀在測量技術領域有著廣泛的應用，可測量微小的長度、光波波長等。但實際上邁克爾遜在設計該實驗時并不是為測量長度，而是為了尋找神秘的“以太”物質(zhì)。19世紀，科學家逐漸意識到光是一種波，而生活中的波，如聲波、水波等大多需要媒介才能傳播。在這種思想的影響下，人們認為光波是在“以太”中傳播的。1887年，美國物理學家邁克爾遜和莫雷一起設計一個實驗，企圖測量出兩垂直方向上光速的差值。因為如果“以太”真的存在，那么由于地球自轉的影響，光在兩個相互垂直方向上的速度應該是不一樣的。但實驗結果顯示光在不同方向上及不同慣性系的傳播速度沒有差別，該實驗結果也就否定了“以太”的存在。但是，由于該實驗裝置可以測量出微小的長度，而且非常精確，于是被人們廣泛地應用起來。如果僅依照教材上的內(nèi)容來講，學生感覺枯燥沒興趣。但在講課的同時，把設計實驗的歷史故事告訴學生，使學生體會物理學家解決問題的思想和方法，可以明顯的提高教學質(zhì)量。

2.突出實驗的物理精髓。大學物理實驗中的經(jīng)典類實驗是學生最該深入理解的一類實驗。譬如“光電效應法測量普朗克常數(shù)”實驗。當一束頻率為ν且大于截止頻率的光束照射陰極時，光電子就會逸出，初動能為mv，即有愛因斯坦方程hν=W+mv。為了驗證該方程，實驗者必須從實驗上測得初動能（與電子的速度v微觀物理量有關）。微觀物理量的測量是很困難的，美國物理學家密立根利用功能關系將初動能轉換成截止電壓U這一宏觀物理量。方程就變?yōu)閑U=h（ν-ν）。只要驗證出截止電壓U與入射光頻率ν滿足線性關系，就可以間接地驗證愛因斯坦方程。這一轉化的思想，實際上為測量一些微觀物理量提供了很好的思路，是值得學生借鑒與學習的。因此，在講解該實驗時必須要突出這一顯著的物理思想。學習物理過程中的一些公式，學生可能很快就會忘記，但是物理中的某些方法和思路，是學生應該學習并掌握，以備將來之用的。

3.強調(diào)實驗的應用特性。大學物理實驗中有許多實驗與我們的生活密切相關，具有實際的應用價值。比如“磁阻效應”實驗。講解該實驗時，以現(xiàn)代的硬盤存儲原理作為引子來激發(fā)學生的興趣。學生與電腦天天接觸，對此問題都特別感興趣，聽課效果明顯變好。傳感器作為現(xiàn)代自動化測量與控制的標志，與我們的生活又是密切相關的，對生活中一些傳感器的介紹勢必引起學生們的興趣。學生接觸最多的就是手機。接聽電話時，手機放在耳邊屏幕會變黑，是距離傳感器的作用；在不同明暗環(huán)境下，手機會自動調(diào)節(jié)亮度，是光線傳感器的作用；手機的屏幕可以自由的倒轉，是重力傳感器的作用。以這些具體的傳感器實例能夠引導學生思考問題，發(fā)現(xiàn)身邊生活中的問題，并靈活應用已有的知識和方法解決問題。該方法從實際的教學來看，效果顯著。

二、教學內(nèi)容的維新

現(xiàn)代科學技術迅猛發(fā)展，一批新類型的學科隨之而來。大學物理實驗課應該與現(xiàn)代科學技術的成果相結合，如此才能保持該學科的活力與生命力，才能培養(yǎng)出適應社會發(fā)展需要的應用型人才[1]。物理實驗課的教學內(nèi)容必須緊跟時代的潮流，表現(xiàn)出科技時代的特點。

1.開設自主設計性實驗。為了激發(fā)學生自主學習的興趣，并培養(yǎng)學生獨立思考、創(chuàng)新與科研意識，除了完成基礎的實驗以外，我們還開設了自主設計性實驗。這些設計性實驗不要求在短時間內(nèi)完成，學期結束時提交成果與報告即可。電子元器件的普遍使用是當代科技發(fā)展的大勢所趨，加之我校的學生大多數(shù)為應用型工科專業(yè)，對這方面學習顯得尤為重要。所以，我們開設了許多基于新興電子元器件的設計性實驗，供學生設計完成。比如，利用光敏傳感器設計一款可隨周圍環(huán)境亮度變化的燈泡；利用Pt電阻或者NTC熱敏電阻，設計一款人體溫度計；利用光纖傳感器，設計裝置實現(xiàn)對電動機轉速的測量；等等。另外，學生也可以根據(jù)自己的興趣，自行設計某種小實驗裝置，寫明實驗原理、設計思路及功能等。設計性實驗主要培養(yǎng)學生的自主學習能力、自我解決問題的能力等，對于學生思考問題、解決問題的能力培養(yǎng)具有重要的作用。

2.大學生物理實驗競賽成果的利用。北京市每年都會舉行大學生物理實驗競賽，我校每年參加并且成績優(yōu)異。這些成果中，有對基本物理量的測量裝置，有對經(jīng)典物理實驗的改進與創(chuàng)新，也有自行設計的實驗裝置。為提高學生對物理實驗的興趣，激勵學生的求知欲望，我們將物理實驗競賽的作品嫁接到大學物理實驗當中，這一措施使得學生對該物理實驗的興趣大大提高。比如，人體溫度計的設計實驗中，我們會為其提供一個標準的溫度計，而該溫度計是由學生參加競賽時的一部分測量模塊改裝而成；在開設的光敏開關實驗中，為測量光照的變化，我們?yōu)槠涮峁┝丝蓽y量光照的裝置，該裝置也是學生參加競賽時一個測量模塊；測量剛體轉動慣量的實驗中，我們以轉動慣量儀作為我們主要的實驗儀器，而且還給學生們提供了一臺自制的轉動慣量測試裝置，該裝置是學生參加物理實驗競賽自行設計的。這些實驗裝置的引入對學生提高學習物理實驗的興趣有很大的幫助，使得學生很積極地對待實驗課，教學效果明顯。

三、教學手段的更新

目前在校大學生大多在豐富的網(wǎng)絡環(huán)境中長大的，提高其積極性的一個重要舉措就是采用現(xiàn)代教學方式。為迎合學生興趣，在每個實驗室里都配有多媒體教學設施，教師可根據(jù)自己的需要靈活選擇教學方式。尤其是在講解一些抽象的實驗原理時，多采用多媒體教學的方式，將難以用語言描述的物理過程用PPT課件的方式形象地表示出來。

實驗數(shù)據(jù)處理與分析是培養(yǎng)學生分析能力的重要一環(huán)。陳舊的數(shù)據(jù)處理方式是將數(shù)據(jù)在坐標紙上描出并作圖，費時費力誤差大。學者研究發(fā)現(xiàn)，將計算機軟件應用到實驗數(shù)據(jù)處理中效果顯著[2，3]。其中，Origin軟件在數(shù)據(jù)處理方面有著不可比擬的優(yōu)勢，操作簡單容易掌握。而且Origin軟件是目前科學研究前沿常用軟件，可以為學生將來的繼續(xù)深造打下基礎。為使學生意識到作圖軟件的優(yōu)點，教師會進行一些簡單的實例講解，如Origin的基本作圖方法、線性擬合過程、曲線上某點的斜率計算等。學生對此軟件非常感興趣，學習積極性大大提高，實驗教學效果顯著。

四、考核方式的出新

物理實驗課屬于過程教學課，其實驗過程往往比實驗結果更重要。為了體現(xiàn)對實驗過程性的考察，總成績分為平時考核成績和期末考核成績。平時考核成績所占比例為50%，具體標準為：預習10%，操作40%，實驗報告50%?？紤]到考核成績的公正性，要求學生每次實驗課前簽名，提交檢查學生的預習報告，并提問對相關實驗是否了解，給出預習成績。這樣可以督促學生自覺地預習，教學效果顯著提高。實驗操作的成績，教師需要根據(jù)學生的實際操作以及實驗完成的情況進行打分。實驗報告部分的成績主要根據(jù)學生的課后數(shù)據(jù)處理情況、作業(yè)完成情況等進行打分。期末考核主要是通過操作考試和卷面考試兩種方式進行考核，各占50%。

另外，為調(diào)動學生積極性，設立加分項。如對某些實驗過程提出問題、對實驗有改進建議、設計性實驗完成出色、參加大學生物理實驗競賽獲獎等，教師會根據(jù)情況酌情加分。這些環(huán)節(jié)使得對學生的考察更全面，更突出學生創(chuàng)新能力與實踐能力的培養(yǎng)，使我校大學物理實驗教學質(zhì)量得到顯著提高。

五、結語

大學物理實驗可以培養(yǎng)理工科學生的實驗技能與方法，同時可以培養(yǎng)他們的動手能力、創(chuàng)新能力等，是其他課程無法比擬的。提高物理實驗課程的教學質(zhì)量是一個長期的過程，教師應該不斷提高自己的教學水平，改進自己的教學方式，使學生能真正喜歡該課程，進而使得該課程的作用發(fā)揮到極致。

參考文獻：

[1]趙云飛，楊嘉.大學物理實驗綜合性創(chuàng)新改革初探[J].大學物理實驗，2010，（5）.

光電效應實驗報告范文第3篇

學生的大部分學習時間都在課堂上，課堂教學應該成為科技教育的主渠道。物理學雖然不是具體的技術學科，但物理學理論是很多自然科學和技術的基礎，對科學技術的發(fā)展有重大影響。因此，對學生進行科技教育，物理學科有著得天獨厚的優(yōu)勢。

科技教育內(nèi)容十分廣泛。就物理學科而言，其主要內(nèi)容應包括：培養(yǎng)學生的科學方法和科學精神；培養(yǎng)科技制作能力、撰寫科技論文的能力，并引導他們注意汲取現(xiàn)代科技知識。

一、努力培養(yǎng)學生的科學精神和科學方法

科學精神就是指由科學性質(zhì)所決定并貫穿于科學活動之中的基本的精神狀態(tài)和思維方式，是體現(xiàn)在科學知識中的思想或理念?？茖W方法是指：人們在認識和改造世界中遵循或運用的、符合科學原則的各種途徑和手段，包括在理論研究、應用研究、開發(fā)推廣等科學活動過程中采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式。簡單地說，科學方法就是人類在所有認識和實踐活動中所運用的全部正確方法。而就其基本作用來看，不外乎獲取信息的方法和處理信息的方法。獲取信息的方法主要是觀察和實驗，處理信息的方法括分類、比較、歸納、演繹、分析、綜合等邏輯方法和推理方法。科學方法與科學態(tài)度、科學精神緊密聯(lián)系在一起，是科技教育的重要內(nèi)涵，因此，應該成為物理學科進行科技教育的一項重要內(nèi)容。

科學家在發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、建立物理學理論的同時，創(chuàng)造了許多獨到的科學方法，其中滲透著科學家實事求是、追求真理的科學態(tài)度和無私無畏、勇于獻身的科學精神。牛頓從23到50歲的20多年間，取得了輝煌的成就：發(fā)現(xiàn)了運動三定律、萬有引力定律，創(chuàng)立了微積分……愛因斯坦一生致力于科學研究，創(chuàng)立了相對論，并因為發(fā)現(xiàn)了“光電效應”而獲得1921年諾貝爾物理學獎。這些成就與他們對科學的近乎狂熱的獻身精神是分不開的。

關于科學方法、科學態(tài)度和科學精神的生動事例，在物理學史中舉不勝舉。在教學中恰當舉例并適度評價，對學生科學世界觀的形成、知識的增長、能力的提高、文明習慣的養(yǎng)成，有著積極的影響。

二、扎實訓練科技制作能力和技巧

科技制作技能是指科技制作中涉及的設計選材、工具使用、制作工藝等方面的技能。一件優(yōu)秀的科技作品，在設計上要具有科學性、趣味性和創(chuàng)造性，在選材上要經(jīng)濟合理；在工藝上要精致美觀；在使用上安全可靠；在制作過程中，則要會使用常用的工具，若有圖紙，則要有一定的識圖能力。這些知識和能力是科技素質(zhì)的重要內(nèi)涵，因此，應該成為物理學科對學生進行科技教育的重要內(nèi)容。

物理學是以實驗為基礎的科學。教學中使用的每一件物理儀器都可以為學生進行科技制作提供豐富的感性認識，新教材中有許多要求學生親自動手的“小制作”。教學中每用到一種儀器，教師應該盡量從結構特點、用材、工藝等方面進行介紹，以強化學生的感性認識。對于有特長或愛好制作的學生，則盡量給他們創(chuàng)造條件，鼓勵并指導他們進行制作和創(chuàng)新。例如在教學“尖頂放電”之后，教師可以指導學生制作“靜電轉盤”；教學“浮力”之后，教師可指導他們制作“電動浮沉子”；教學“光電效應”之后，教師可指導他們制作“光控報警器”……如果在教學中，我們能耐心指導學生進行相應的科技制作，一定會收到良好的效果。

三、積極引導學生撰寫科技論文

科技活動的開展離不開科技交流。進行科技交流，就必須把自己的科技活動成果撰寫成文。與物理學相關的科技活動極為豐富，如果學生能夠掌握調(diào)查報告、實驗報告、科學小品等不同體裁文章的寫作特點和要求，撰寫出優(yōu)秀的論文，一定能把科技交流活動推向更高的水平。因此，科技論文的撰寫技能應該成為物理學科技教育的又一重要內(nèi)容。

物理新教材中有“問題探究”和課外實踐活動，這些都要求學生進行課題研究或課外實踐活動，活動過后，教師應鼓勵學生撰寫科技論文，以訓練學生的文字表達能力。教學中，教師應選定一些課題，要求學生廣泛收集材料，通過實驗分析、調(diào)查研究，得出結論，并撰寫成科技小論文。為了拓寬學生的思路，教師要推薦學生閱讀一些優(yōu)秀的科普讀物，讓學生學習、借鑒。同時，在學生進行課題研究的過程中，教師還應進行必要的指導，鼓勵學生勤于探索，勇于進取。只有這樣，才能促進學生不斷進步，并自覺地參與各種科技活動。

四、重視介紹現(xiàn)代科技知識

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，對未來社題，可以借助課余實踐活動，進行探索研究。探索的過程就是將物理課堂知識延伸拓展的過程。最后，還可以在小游戲、小發(fā)明中生成，讓學生在生活實際中，通過動手操作，了解掌握物理知識，比如學習《杠桿》的時候，做過“蹺蹺板”游戲的學生就比較容易理解教學內(nèi)容。

三、初中物理教學中項目學習的實施

（一）教學主題的選擇

1.聯(lián)系實際。比如在學習“電磁感應”時，可用一個發(fā)電手電筒，作為項目學習的重要載體。主要考慮了以下兩個因素：首先它符合教學內(nèi)容，并且有助于引導學生通過學習達成課程目標。在日常生活中，雖然家電處處都能見到，但是學生卻鮮少有機會去直接接觸發(fā)電實物，發(fā)電手電筒則能夠滿足這一要求，可謂麻雀雖小，五臟俱全。通過拆分并組裝它，可以幫助學生更好地認識“電磁感應”這一物理現(xiàn)象，尤其是線圈與磁體彼此呈相對運動狀態(tài)。其次，具有極強的趣味性、可操作性，學生看到這個手電，都會好奇：它究竟是怎么發(fā)電的？于是在動手的同時，也會調(diào)動大腦積極思維。在潛移默化中，學生的物理實踐能力就得到了提升。更重要的是培養(yǎng)了學生對物理的濃厚興趣，以及主動探索的科學精神。

2.激發(fā)興趣。初中學生好奇心都比較強，物理中的種種奧秘對他們具有很強的吸引力。各種與物理有關的玩具，很容易激起他們的研究興趣。比如在學習《光學》時，就有這樣一個知識點：凹面鏡能夠使平行光會聚，凸面鏡能使平行光發(fā)散。教師為讓學生更好地認識這一知識，可以開發(fā)一套“太陽能組合玩具”作為課程資源，現(xiàn)在太陽能電池應用已經(jīng)十分廣泛，因此不會特別昂貴，教師可借助這套工具，帶領學生組裝出太陽能汽車、風車等。不用電池，也可獲得電能，讓學生親自體會到光的作用。

3.關注有效。真正優(yōu)良成功的項目是在潛移默化之中為學生獲取物理知識，讓學生學會相關技能，從而自然地實現(xiàn)教學目標。這樣的課堂教學才是有效的。比如“自制氣體溫度計”課外項目，學生在動手之前，必然會仔細看課本中溫度以及其他有關溫度計方面的知識，并且會思考“溫度計是怎么測出溫度的”這個問題，這時教師可以根據(jù)學生的疑問，有意識地填補其技能的“空白”，這樣當該項目完成后，這一知識點也已為學生熟練掌握了。

（二）驅(qū)動問題的設計

設計得好的驅(qū)動問題能夠引導探究活動步步深入。在項目學習中起著關鍵的作用。教師借助極為精煉，極其真實的問題，能夠最大限度地激發(fā)學生的探索精神和求知欲。設計驅(qū)動問題，首先必須堅持開放的原則，同時驅(qū)動問題還應富有挑戰(zhàn)性，與授課內(nèi)容保持一致，或者是授課內(nèi)容的延續(xù)。學生圍繞教師精心設計的驅(qū)動問題，進行探究時，需要整理思路、搜集信息，多方實驗，分析實驗數(shù)據(jù)，才可能最終收獲答案。在這個過程中，學生獲得了個人經(jīng)驗、興趣以及自信等。

比如“物態(tài)變化”涉及“溫度”這一概念，教師可以拓展地問學生：“什么是溫室效應？”這個驅(qū)動問題的出發(fā)點就非常不錯，它不僅引入了當前備受關注的科學熱點，同時也實現(xiàn)了課堂物理知識的延伸。倘若把“溫室效應是否會給我們的生活帶來影響？表現(xiàn)在哪些方面”拋出來，就會驅(qū)使學生自覺地運用所學知識，聚焦本地的生態(tài)環(huán)境、地理氣候等。

（三）自主探究項目活動

光電效應實驗報告范文第4篇

如何改革傳統(tǒng)實驗教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力呢？

一、更新實驗教學的思路

物理是以實驗為基礎的學科，也就是物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量的實驗和實踐活動中，那么我們所說的實驗也就不僅僅局限于現(xiàn)行物理教科書中所安排的學生分組實驗、演示實驗和若干課外小實驗。我們的實驗教學可以在課上，也可以在課下；可以使用實驗室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用我們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)有物品，經(jīng)常用學生身邊的物品做實驗，如用手拍打桌子手感覺疼說明力的相互作用；用同樣大小的兩張紙，一張展開一張揉成紙團，讓它們同時自由下落，駁斥亞里士多德的錯誤觀點；把易拉罐側壁鉆一個孔，盛滿水讓其自由下落，水不流出，演示完全失重現(xiàn)象。這些器材學生更熟悉，更有利于學生明白物理就在身邊，物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學生的創(chuàng)新能力：大家一起來想一想，還可以用什么來說明我們要知道的內(nèi)容?；蛘?，這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題，等等。調(diào)動學生剛剛起步的創(chuàng)新的意識和創(chuàng)新的精神。

二、角色轉變

即改傳統(tǒng)的教師為主、學生為輔，以學生為主、教師為輔。

傳統(tǒng)做法中，學生實驗，課本有較全面的目的原理介紹、方法步驟說明、數(shù)據(jù)分析處理要求；教師、實驗員在實驗前幫學生選好、調(diào)試好儀器；教師在上課前還要講解注意事項，帶學生預習；甚至為了保證實驗順利完成，課前還要先看實驗錄像；實驗過程中出現(xiàn)的問題，也由教師代勞?？傊麄€實驗都以老師為主。這種實驗教學模式嚴重阻礙了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展，學生所學知識得不到升華，能力得不到提高，反而助長了學生的依賴性。學生一旦離開老師，就束手無策?？梢?，這種傳統(tǒng)教學模式不符合現(xiàn)代創(chuàng)新教育的要求，因此要改。要讓學生獨立自主完成一個實驗，充分發(fā)揮學生的主體地位，學生自己預習實驗，明確實驗目的、讀懂實驗原理、擬定實驗步驟、選擇實驗器材、組裝實驗儀器、控制實驗條件、規(guī)范實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象、記錄測量數(shù)據(jù)、處理實驗數(shù)據(jù)、得出實驗結論、分析實驗誤差、寫好實驗報告。這就要求學生的基礎知識非常扎實，學生的思維相當嚴密，對實驗技能要求相當熟練。為了使學生獨立實驗，最好的辦法就是指導學生做課本上沒有的探究性實驗和指導性實驗。要求學生獨立完成上述程序的全部操作。例如：測電阻的實驗中，給出學生足夠的電學器材，讓學生測小燈泡伏安特性曲線的實驗，要求從零電壓開始逐漸到額定電壓為止。從器材的選擇，電路的設計，測量記錄到作出圖象，分析圖象的意義等都由學生自行設計。最后評比交流，使同學們相互學習，取長補短。指導學生獨立實驗，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力、動手能力，鞏固物理知識，發(fā)揮學生主動性的最佳途徑。

三、改驗證性實驗為探究性實驗

課本上有一些驗證性的實驗，教師就不妨將其改成探究式的實驗，如驗證力的合成與分解的平行四邊形法則、驗證牛頓第二定律等，經(jīng)過適當改造完全可以變成學生探究式實驗。讓學生充分的動腦、動手、動口，發(fā)揮學生的主體作用，從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。當然，這不是說驗證性的實驗就沒必要做，事實上，驗證作為對于某種新思想的檢驗，也是創(chuàng)新的不可缺少的一部分。這樣做，目的只是為了換一種方式更好地培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

四、更換儀器設備，緊跟時代步伐

現(xiàn)代化的教學手段不能充分用在物理實驗教學中。實驗落后于理論，與科技前沿距離太遠，不能與時代亦步亦趨。因此，實驗室必須加快現(xiàn)有儀器設備的更新，使教學現(xiàn)代化，中學物理實驗與時代同步，甚至超越時代。教師運用現(xiàn)代化的教學手段，使得學生實驗更直觀、簡便、準確和更具吸引力。再增加一些如X射線、油滴實驗、光電效應等近代物理實驗，讓學生了解科技前沿，讓實驗走在知識的前面，更有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。