人體穴位伏安特性研究新發(fā)現(xiàn)

人體穴位伏安特性研究新發(fā)現(xiàn)

日前，上海中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院、上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究中心以及復(fù)旦大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)系和生物醫(yī)學(xué)工程研究所科研人員通力合作，通過近10年對于穴位伏安特性研究，探討了人體穴位伏安特性的基本特征及隨生理、病理變化出現(xiàn)的改變，發(fā)現(xiàn)了其生物物理學(xué)基礎(chǔ)。

生理狀態(tài)下穴位伏安特性的特征

在生物電信號測量和電刺激治療研究中，穴位電阻的研究和測量均具重要意義。由于穴位組成的復(fù)雜性，穴位電阻具有不同于線性電阻的典型特征。如組成穴位的介質(zhì)在空間分布上是不均勻和各向異性的，穴位組織對外界輸入還存在主動響應(yīng)等。這些特性導(dǎo)致穴位電阻具有明顯的非線性特征。這一特征早在上世紀(jì)70年代末、80年代初人體皮膚電阻研究中已有報道。對非線性導(dǎo)體而言，不同測試電壓或電流下的測量值，僅是伏安曲線上的一個點，不能反映整條曲線的全貌。而當(dāng)前許多穴位電阻研究采用的正是這種方法。方法學(xué)上的錯誤導(dǎo)致了不同研究組實驗結(jié)果之間的矛盾。針對這一問題，科研人員以穴位電阻非線性理論為依據(jù)，研制了一套穴位伏安特性檢測系統(tǒng)，先后觀察了人體在生理和病理不同狀態(tài)下穴位伏安特性曲線的變化，得到了一系列有意義的結(jié)果。

研究發(fā)現(xiàn)，在生理狀態(tài)下，人體穴位伏安特性曲線具有非線性、慣性兩大特征。與對照點比較，穴位低電阻特征并非普遍存在，而低慣性特征則較具普遍性。穴位伏安面積不具有明顯的晝夜節(jié)律，而大部分穴位的慣性面積則具顯著的晝夜節(jié)律性，其峰值相位和體溫節(jié)律的谷值相位相應(yīng)。與對照點相比，所觀測的多數(shù)穴位伏安面積不存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異，而大部分穴位的慣性面積則有顯著差異，即穴位慣性面積明顯低于對照點。由于穴位伏安面積反映的是穴位等效電阻的大小，上述結(jié)果表明穴位的低電阻特性并非普遍存在，而穴位的低慣性特征則具有一定的普遍性。

觀察六陰經(jīng)原穴穴位伏安特性伏安面積及慣性面積晝夜變化的余弦分析及振幅檢驗結(jié)果顯示，所測6個穴伏安面積均無晝夜節(jié)律；而太淵、大陵、神門和太沖4個穴位的慣性面積有顯著的晝夜節(jié)律。穴位慣性面積的晝夜節(jié)律擬合曲線和體溫晝夜節(jié)律曲線明顯同步，只是前者峰值相位正好對應(yīng)于后者的谷值相位。從氣血變化對穴位伏安特性的影響可以看出，獻血后第4天太沖穴伏安面積、慣性面積顯著大于7～9天、10～11天和正常人；沖陽穴伏安面積明顯大于7～9天，慣性面積明顯大于7～9天和正常人；太白穴10～11天慣性面積明顯小于正常人。

病理狀態(tài)下穴位伏安特性的改變

研究顯示，心律失?；颊呒安《拘孕募⊙谆颊叽罅暄ㄊチ苏Ｈ搜ㄎ凰哂械牡碗娮韬偷蛻T性特征。與正常觀察對象比較，病毒性心肌炎患者內(nèi)關(guān)、大陵兩穴伏安面積和慣性面積均明顯增大。心律失常患者大陵、內(nèi)關(guān)兩穴伏安面積明顯高于正常人，內(nèi)關(guān)穴慣性面積也明顯高于正常人。病毒性心肌炎患者和心律失常患者內(nèi)關(guān)、大陵兩穴均呈明顯的左右失衡狀態(tài)。經(jīng)藥物治療后，病毒性心肌炎患者和心律失?；颊哐ㄎ环蔡匦猿霈F(xiàn)的異常改變均有不同程度地改善。

從穴位伏安曲線形態(tài)的定性觀察結(jié)果看，胃病患者(胃炎活動期、消化性潰瘍和胃下垂)的曲線同樣具有非線性和慣性兩大特征，且較正常人更為明顯。不少胃病活動期患者穴位的慣性面積呈“梭形”改變。而正常人定量結(jié)果顯示，胃炎活動期患者所測8個穴的慣性面積均明顯大于正常人，其中中脘和公孫穴的伏安面積也明顯大于正常人。胃炎穩(wěn)定期患者除梁丘穴的慣性面積仍明顯大于正常人外，其余7個穴位慣性面積及所測8個穴的伏安面積與正常人比較均無明顯差異。胃炎穩(wěn)定期患者內(nèi)關(guān)、沖陽和足三里的慣性面積明顯小于活動期患者，而胃炎穩(wěn)定期患者所測8個穴的伏安面積與活動期患者比較均無明顯差異。此外，消化性潰瘍患者足三里、梁丘和中脘3個穴位的慣性面積和伏安面積均明顯大于正常人，沖陽穴的慣性面積明顯大于正常人，公孫穴的伏安面積也明顯大于正常人。胃下垂患者沖陽、陰陵泉和足三里穴的慣性面積均明顯大于正常人，梁丘穴的慣性面積和伏安面積均明顯大于正常人。

研究還發(fā)現(xiàn)，尸體沖陽、足三里穴伏安曲線的非線性和慣性特征的程度較正常人明顯降低，和對照點比較，穴位伏安面積和慣性面積均不存在顯著差異；和正常人比較，尸體沖陽、足三里穴的慣性面積和伏安面積均明顯降低。

研究人員指出，穴位電阻非線性特征的結(jié)果，應(yīng)是人體這一非線性系統(tǒng)的某些功能在穴位生物物理特性上的反映。人體穴位伏安曲線除具有非線性特征外，尚具慣性特征，對不同生理病理狀態(tài)下穴位慣性面積的定量研究同時還顯示，大部分穴位具有明顯的低慣性特征，此特征隨人體生理病理變化而發(fā)生明顯的改變。而機體的病理狀態(tài)除了導(dǎo)致穴位能量代謝的異常之外，穴位對能量的儲存也將發(fā)生異常，這種異常導(dǎo)致了穴位對能量傳遞的速度下降，效率降低，并進而影響了穴位的其他功能。針灸穴位后所產(chǎn)生的對機體的調(diào)整作用以及循經(jīng)感傳現(xiàn)象的發(fā)生，很可能與刺激改變了穴位的能量狀態(tài)有關(guān)。此外，從不同生理病理狀態(tài)下穴位伏安特性的變化可以看出，穴位伏安特性可較敏感地反映人體生理病理變化，且具有相當(dāng)?shù)难ㄎ惶禺愋?。研究還表明，存在于活體身上的穴位伏安特性的一些特異性表現(xiàn)，如非線性和慣性特征，在尸體上發(fā)生了明顯改變。這一結(jié)果說明，穴位的某些功能僅體現(xiàn)于人體的生命過程中，生命中止后不復(fù)存在。因此，對穴位的活體和在體研究可能更有意義。

高考物理 關(guān)于伏安特性曲線

伏安特性曲線
伏安特性曲線圖常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，以此畫出的I-U圖像叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線圖。這種圖像常被用來研究導(dǎo)體電阻的變化規(guī)律，是物理學(xué)常用的圖像法之一。
二極管伏安特性曲線相關(guān)原理：

加在PN結(jié)兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線。
正向特性：u>0的部分稱為正向特性。
反向特性：u<0的部分稱為反向特性。
反向擊穿：當(dāng)反向電壓超過一定數(shù)值U（BR）后，反向電流急劇增加，稱之反向擊穿。
勢壘電容：耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢壘電容Cb。
變?nèi)荻O管：當(dāng)PN結(jié)加反向電壓時，Cb明顯隨u的變化而變化，而制成各種變?nèi)荻O管。如下圖所示。
PN結(jié)的勢壘電容
平衡少子：PN結(jié)處于平衡狀態(tài)時的少子稱為平衡少子。
非平衡少子：PN結(jié)處于正向偏置時，從P區(qū)擴散到N區(qū)的空穴和從N區(qū)擴散到P區(qū)的自由電子均稱為非平衡少子。
擴散電容：擴散區(qū)內(nèi)電荷的積累和釋放過程與電容器充、放電過程相同，這種電容效應(yīng)稱為Cd。

通過一節(jié)課談一談如何設(shè)計探究實驗

通過一節(jié)實驗探究課談一談如何設(shè)計探究實驗？暑假時通過對“模塊二：上好課——初中物理物理”的學(xué)習(xí)我知道了許多新知：使我更知道如何設(shè)計探究實驗。歐姆定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo):1、通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系；2、理解歐姆定律，并能進行簡單計算。學(xué)習(xí)重點：通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系學(xué)習(xí)難點：組織、引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認(rèn)真觀察、分析數(shù)據(jù)，得出科學(xué)結(jié)論。能對實驗中的操作失誤和出現(xiàn)的問題進行評估。二、設(shè)計思想歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是進一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ)，是初中物理學(xué)習(xí)中的一個重點。它的重要體現(xiàn)在以下四點：1、歐姆定律是一個實驗定律，這就決定了在教學(xué)時要進行實驗探究的方法，讓學(xué)生體驗和經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，通過自己的思考和努力找出電流與電壓、電阻的關(guān)系。2、對歐姆定律的探究，能夠使學(xué)生經(jīng)歷探究過程中的每一環(huán)節(jié)：提出問題——猜想與假設(shè)——設(shè)計實驗——進行實驗——分析與論證——評估與交流。學(xué)生在探究中，一方面感知了科學(xué)探究的過程，一方面也是科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。3、歐姆定律的研究過程第一次運用了初中階段最重要也最常見的科學(xué)研究方法：控制變量法?？刂谱兞糠ǖ恼莆諏σ院蟮膶W(xué)習(xí)有很大的幫助，特別在設(shè)計實驗方面上。4、要得出電流與電壓和電阻關(guān)系，對數(shù)據(jù)的處理和分析也是相當(dāng)重要的。數(shù)據(jù)的處理可以使學(xué)生形成尊重事實的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生信息處理的能力與方法和對信息的有效性作出判斷的意識。本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻的概念及電流表、電壓表和滑動變阻器使用，在此基礎(chǔ)上，本節(jié)主要通過探究實驗得出電流、電壓和電阻的關(guān)系，并總結(jié)出歐姆定律。由于在探究串、并聯(lián)電路電流規(guī)律實驗中，學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了一次完整的探究過程，了解科學(xué)探究的步驟，具有一定的探究能力，而且學(xué)生已具有一定連接電路的能力。所以本節(jié)課以“提出問題——猜想與假設(shè)——設(shè)計實驗——進行實驗——分析與論證——評估與交流”為順序，引導(dǎo)學(xué)生再次體驗和加深科學(xué)探究的過程，重點強調(diào)學(xué)生的自主性，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗，進行實驗，自己分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。但考慮到歐姆定律是初中物理學(xué)習(xí)中第一次運用到“控制變量法”，學(xué)生在沒掌握這種科學(xué)研究方法的情況下設(shè)計實驗必然存在較大的因難，在教學(xué)中以設(shè)計實驗環(huán)節(jié)為本節(jié)課難點，采取啟發(fā)式教學(xué)方式，以提示、點撥為主，以一系列問題，啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)思考的方向，潛移默化的感受控制變量的科學(xué)方法，降低對實驗設(shè)計的難度，提高學(xué)生對實驗的興趣和實驗成功的喜悅感。此外，在教學(xué)設(shè)計中，將探究過程的“評估與交流”環(huán)節(jié)提出來，并放入課堂教學(xué)中，讓學(xué)生對所做的實驗當(dāng)堂就做出評估，并與其它小組進行交流重新審視自己的實驗探究，一方面能使學(xué)生在做完實驗后能及時的回顧，加深印象；一方面促使學(xué)生在回顧中發(fā)現(xiàn)實驗過程中出現(xiàn)的問題或操作的失誤，以及與其它小組的差異。在學(xué)生評估與交流之后，以一道有關(guān)控制變量法的課堂練習(xí)，再次突出科學(xué)研究的方法，并提出“控制變量法”的名稱。最后，課堂小結(jié)中，學(xué)生自我總結(jié)，收獲實驗探究中成功喜悅，讓學(xué)生感覺到一節(jié)課學(xué)有所得！三、學(xué)習(xí)過程：1、提出問題通過演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生得出電流大小與電壓和電阻有關(guān)，并提出電流大小與電壓和電阻有什么定量關(guān)系。演示實驗（攝像展示）：①一節(jié)干電池和一個小燈泡串聯(lián)發(fā)光②二節(jié)干電池和同一個小燈泡串聯(lián)發(fā)光③二節(jié)干電池和不同的小燈泡串聯(lián)發(fā)光觀察實驗現(xiàn)象，能思考得出電流大小與電壓、電阻關(guān)有。以實驗引入，提高學(xué)生的興趣。并且實驗展示的現(xiàn)象是以前接觸過的，能喚起所學(xué)的知識，進行回憶，令學(xué)生在已有的知識中提出一個求知的問題。2、猜想與假設(shè)對提出的問題進行猜想與假設(shè)鼓勵學(xué)生對提出的問題進行猜想與假設(shè)說說自己大膽的猜想與假設(shè)對每一個學(xué)生的猜想給予鼓勵3、設(shè)計實驗（1）通過提問，引導(dǎo)學(xué)生思考在研究電流與電壓、電阻三個量的關(guān)系時，可以兩個兩個研究，同時固定另一個量不變。用控制變量法研究問題，得出實驗可以分為兩步：①固定電阻時，改變電壓，研究電流與電壓的關(guān)系。②固定電壓時，改變電阻，研究電流與電阻的關(guān)系。（2）以“固定電阻時，改變電壓，研究電流與電壓的關(guān)系”為例，用一系列的問題，逐步啟發(fā)學(xué)生思考實驗如何操作、需要測量的物理量和所需的器材。然后讓學(xué)生自已設(shè)計實驗電路圖及數(shù)據(jù)表格，并展示給大家交流。（3）啟發(fā)學(xué)生以同樣的思維設(shè)計“固定電壓時，改變電阻，研究電流與電阻的關(guān)系”的研究。 電壓U/V電阻R/Ω電流I/A1 2 3 RR′ VA(4)電路圖： 表格設(shè)計： 以提示、點撥為主，以一系列問題，逐步深入，啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)思考的方向,用控制變量法的思維探究問題5、分析與論證 學(xué)生通過自己的實驗數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論：①電阻一定時，電流與電壓成正比。②電壓一定時，電流與電阻成反比。綜合兩個結(jié)論，給出歐姆定律：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。I=U/R6、評估與交流（1）回顧探究過程經(jīng)歷的幾個步驟。（2）介紹探究過程中兩個重要環(huán)節(jié)：評估與交流 學(xué)生分小組討論，比較探究報告，交流實驗過程，評估實驗中出現(xiàn)的問題討論解決的辦法。四、小結(jié)：1、本節(jié)課你學(xué)到了什么知識？2、本節(jié)課印象最深的探究內(nèi)容是什么？3、在本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動中，最得意的表現(xiàn)是什么？4、還想進一步學(xué)習(xí)和探究的內(nèi)容是什么？五、當(dāng)堂檢測:RR′ VA1、某同學(xué)利用下圖所示電路研究電流與電阻的關(guān)系，實驗中他保持滑動變阻器滑片位置不變，換用不同的定值電阻R（5Ω、10 Ω、15 Ω），使電阻成整倍地變化，相應(yīng)的電流記錄于下表中。分析實驗數(shù)據(jù)后，得出結(jié)論：R兩端電壓不變時，R中的電流與R阻值不成反比。他得出錯誤結(jié)論的原因是： 。 實驗序號123電阻R/Ω51015電流I/A0．40．30．24 2、在研究電壓不變，電流跟電阻關(guān)系的實驗中，表中有兩個數(shù)據(jù)漏填了，請根據(jù)實驗結(jié)論填寫表中的兩個空格。導(dǎo)體兩端的電壓（U/V）導(dǎo)體的電阻（R/Ω）導(dǎo)體的電流（I/A）450.84 0.4420 RR′ VA3、某同學(xué)利用下圖所示電路研究電流與電阻的關(guān)系，實驗中他保持滑動變阻器滑片位置不變，換用不同的定值電阻R（5Ω、10 Ω、15 Ω），使電阻成整倍地變化，相應(yīng)的電流記錄于下表中。分析實驗數(shù)據(jù)后，得出結(jié)論：R兩端電壓不變時，R中的電流與R阻值不成反比。他得出錯誤結(jié)論的原因是： 。 實驗序號123電阻R/Ω51015電流I/A0．40．30．24 通過對“模塊二：上好課——初中物理物理”的學(xué)習(xí)我還知道了：新課程背景下實驗教學(xué)功能是：在傳統(tǒng)的初中“浮力”教學(xué)中，教師一般先列舉日常生活和生產(chǎn)中的實例，引入教學(xué)課題，用實驗演示浸入液體中的物體會受到浮力的作用，用計算機課件展示輪船、氣球、潛水艇等，總結(jié)出物體浮沉的條件。最后運用“假想液塊”的方法，引導(dǎo)學(xué)生從理論上分析浸在液體中的立方體在側(cè)面、上下表面受到的壓力，總結(jié)出浮力產(chǎn)生的原因。在上述教學(xué)設(shè)計中，僅僅應(yīng)用了演示實驗，為學(xué)生理解、接受浮力的概念提供表象支持，實驗形式及功能比較單一，未能充分發(fā)揮物理實驗對于全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用?！凹傧胍簤K”對于學(xué)生來說比較抽象，超出了一般學(xué)生的思維發(fā)展水平。在演示實驗中滲透科學(xué)探究思想：演示實驗是物理課堂教學(xué)中深受學(xué)生歡迎的實驗形式，通常由教師表演示范，用于配合講授或引發(fā)課堂討論。如在初中物理“電磁感應(yīng)”的教學(xué)中，教師會介紹法拉第提出“磁生電”的思路，按事先設(shè)計好的方案做演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，歸納出電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。這種教學(xué)處理把電磁感應(yīng)的瞬時性直接告訴學(xué)生，可簡潔、快捷獲取有關(guān)物理知識，但忽略了歷史上物理學(xué)家艱辛的探究過程，學(xué)生難以全面把握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。根據(jù)新的課程改革理念，演示實驗除了要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識物理概念和規(guī)律之外，還要通過教師的示范，滲透科學(xué)探究的思想教育。在驗證性實驗中體現(xiàn)科學(xué)方法：在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，通常會安排一些以驗證性實驗為主的學(xué)生分組實驗，如驗證機械能守恒定律等，這些實驗著重于提高學(xué)生對物理規(guī)律等知識的理解，訓(xùn)練學(xué)生運用儀器和處理實驗數(shù)據(jù)的技能。在實驗的教學(xué)處理中，教材把實驗?zāi)康摹⑵鞑?、原理和步驟等都作了規(guī)定，學(xué)生只是照章辦事，難以體驗探究的生動過程，難以體會實驗設(shè)計中的科學(xué)思想和方法。驗證性物理實驗創(chuàng)設(shè)了理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)情境，其中蘊藏著極其豐富的科學(xué)方法教育因素，它不僅能活化學(xué)生學(xué)到的物理知識，而且能引導(dǎo)學(xué)生像物理學(xué)家那樣用實驗手段驗證物理理論，讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法[1]。設(shè)計探究性實驗：在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，教材安排了“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗，并明確告訴學(xué)生：“當(dāng)通過燈絲的電流增大時，由于發(fā)熱量增大，溫度升高，導(dǎo)致燈絲的電阻也隨之增大，于是其伏安特性為一曲線?！盵1]還給出了實驗電路和步驟，學(xué)生只需測定數(shù)據(jù)、描繪曲線，通過分析圖線，討論小電珠的伏安特性。 教材中的實驗安排方式?jīng)]有體現(xiàn)出實驗的探究性，只著重于訓(xùn)練學(xué)生的測量、處理實驗數(shù)據(jù)的技能，學(xué)生不清楚研究小電珠的伏安特性曲線的必要性，只能被動接受教材中的實驗方案，不能發(fā)揮他們的主觀能動性，難以培養(yǎng)他們主動探究的意識。如何引導(dǎo)學(xué)生進入問題情境：請看一個“動量定理”新課教學(xué)的例子：教師直接給出問題---運用牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律推導(dǎo)出力與作用時間的乘積與動量變化量之間的關(guān)系。學(xué)生經(jīng)過推導(dǎo)得出動量定理，然后教師給予一定的講解，強調(diào)理解定理的關(guān)鍵要素。接著通過解決相應(yīng)的例題，深化對動量定理的理解，重點放在應(yīng)用動量定理解決具體問題上。這種教學(xué)設(shè)計沒有創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動的接受。學(xué)生對這種課程沒有熱情和興趣，知識是被灌輸?shù)?，與新課程倡導(dǎo)的探究——建構(gòu)等學(xué)習(xí)理論格格不入。這種情況下的學(xué)習(xí)是低質(zhì)量的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的結(jié)果只是解題技巧的習(xí)得，對基本概念和基本規(guī)律缺乏必要的理解。如何引導(dǎo)學(xué)生提出問題：在現(xiàn)行的多數(shù)教學(xué)中，教師往往是先舉出幾個例子來說明氣體被壓縮會導(dǎo)致壓強增大，接著就給出溫度不變的情況下，壓強和體積成反比的關(guān)系，沒有學(xué)生發(fā)揮想象進行思考從而提出問題的過程。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，新知識是通過與學(xué)生頭腦中原有知識和經(jīng)驗的相互作用被建構(gòu)起來的。這種沒有讓學(xué)生經(jīng)歷思維過程的灌輸，對學(xué)生知識的建構(gòu)所起的作用，無疑是很微弱的。如果學(xué)生提不出問題怎么辦：在傳統(tǒng)的“摩擦力”新課教學(xué)中，教師一般不會給學(xué)生提出問題的機會和思考時間，而是直接把問題擺在學(xué)生面前。雖然有時候會配合部分實驗，但是實驗的作用沒有得到充分的利用。由于長期接受這種灌輸式教學(xué)方式的影響，學(xué)生沒有了提問題的意識，教師也沒有了給學(xué)生提出問題的時間和機會的意識。問題往往是由老師直接給學(xué)生的，包括許多創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計都沒有重視這一環(huán)節(jié)。這極不利于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和發(fā)現(xiàn)問題捕捉問題的科學(xué)思維能力。如何將問題聚焦于本課主要內(nèi)容：灌輸式的教學(xué)中，很難看到聚焦問題的教學(xué)環(huán)節(jié)。教師一般都是直奔主題，將知識完整系統(tǒng)地傳授給學(xué)生，而學(xué)生需要經(jīng)歷怎樣的過程來建構(gòu)知識教師是不關(guān)心的。人類對客觀事物和自然規(guī)律的認(rèn)識過程，是有一定規(guī)律的。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，在學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的過程中，也應(yīng)該讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，經(jīng)歷科學(xué)家的思維過程。任何規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都來自于對現(xiàn)象的觀察思考，進而聚焦鎖定問題，對問題進行探究得出規(guī)律。傳統(tǒng)教學(xué)過程忽略聚焦問題的環(huán)節(jié)，不符合認(rèn)知規(guī)律如何引導(dǎo)學(xué)生進行猜想和呈現(xiàn)猜想：“動量守恒定律”的教學(xué)是在動量定理之后進行的。通常的講授式教學(xué)中，教師會帶領(lǐng)同學(xué)先對動量定理進行復(fù)習(xí)，在此基礎(chǔ)上，教師給出一個碰撞過程，然后由同學(xué)分別對參與碰撞的兩個物體運用動量定理，通過對表達式的整理得出動量守恒定律的表達形式。接下來教師強調(diào)定律的成立條件，講解例題和進行練習(xí)，重點放在對定律的記憶和應(yīng)用上。灌輸式教學(xué)是在教師掌控下的程序化過程，學(xué)生獲取知識主要依賴于被動接受和大規(guī)模的習(xí)題訓(xùn)練。學(xué)生記住的往往是公式這種符號化的規(guī)律，甚至有的學(xué)生記住了公式卻說不出規(guī)律的文字表述。這說明學(xué)生對于概念、規(guī)律的由來及其物理背景沒有清晰的認(rèn)識，學(xué)生很難掌握概念、規(guī)律的物理本質(zhì)。如何引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)猜想：通常的講授式教學(xué)，沒有引導(dǎo)學(xué)生進行猜想的過程，更沒有引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)一定的規(guī)律進行科學(xué)猜想的過程。學(xué)生的知識的獲得，主要是靠教師的講解。物理知識內(nèi)容是直接傳授給學(xué)生的。灌輸式的教學(xué)過程，沒有讓學(xué)生進行猜想的，更不存在如何規(guī)范學(xué)生的猜想進而引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)猜想的教學(xué)設(shè)計。學(xué)生對于所學(xué)習(xí)的知識的物理本質(zhì)沒有深刻的認(rèn)識，可以說這種知識的灌輸對于學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高的價值是極其微弱的。學(xué)生已經(jīng)知道了結(jié)論怎么辦：“氣體的壓強、體積、溫度間的關(guān)系”在高考命題中所占的比例極小，而且要求很低。所以在以高考為目的的教學(xué)中，本節(jié)課的內(nèi)容往往被一帶而過。教師通常是略作講解，就給出三者關(guān)系式。在沒有深入細(xì)致思考的前提下，這三者關(guān)系式由于其簡潔的表達形式，很容易被學(xué)生接受并記憶。這種以獲取分?jǐn)?shù)為目的的教學(xué)方式正在改革，探究——建構(gòu)的教學(xué)思想正在被廣大教育工作者接受并在教育實踐中探索實施。但是，很快人們發(fā)現(xiàn)，在進行探究之前，學(xué)生已經(jīng)知道了某一節(jié)課探究內(nèi)容的結(jié)果。于是，在實施探究的過程中，學(xué)生失去了興趣和積極性，使探究教學(xué)沒有能夠收到應(yīng)有的效果。如何指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案有些教師對“電阻定律電阻率”的新課教學(xué)會這樣來安排：為了完成教學(xué)任務(wù)，節(jié)省更多的時間進行復(fù)習(xí)和習(xí)題訓(xùn)練，通常講授式的教學(xué)在這一節(jié)是不會安排實驗的。教師把電阻定律生硬地告訴學(xué)生，學(xué)生也只是機械地記住規(guī)律和概念。然后在大量的習(xí)題訓(xùn)練中，進一步強化記憶，達到會解答相應(yīng)習(xí)題的目的。這種講授式的教學(xué)，雖然能夠達到讓學(xué)生會解決相應(yīng)習(xí)題的目的，但是學(xué)生對物理知識的本質(zhì)沒有清晰地認(rèn)識。探究——建構(gòu)教學(xué)理論認(rèn)為，知識是通過外在的探究和內(nèi)在的建構(gòu)過程獲得的。要想讓學(xué)生通過自己的思考構(gòu)建對概念、規(guī)律的本質(zhì)認(rèn)識，那么讓學(xué)生自主進行的外在探究過程必不可少。設(shè)計實驗方案則是對整個探究過程的總體規(guī)劃。探究教學(xué)能夠有效地彌補講授式教學(xué)在這方面的不足如何指導(dǎo)學(xué)生展示、交流、調(diào)整和確定實驗方案：在摩擦力一節(jié)，大多數(shù)的講授式教學(xué)中，教師是不會安排實驗的，所以也不存在與實驗方案有關(guān)的問題。當(dāng)然，比較成功的傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師也會安排相應(yīng)的實驗，但是實驗都是教師事先準(zhǔn)備好的，學(xué)生的任務(wù)就是按照老師的要求觀察。完全沒有實驗的物理課堂是不成功的。在講授式的課堂上，學(xué)生學(xué)習(xí)到的主要是文字所承載的固化了的知識。所以，我們往往面對的是學(xué)生學(xué)習(xí)了知識，能夠解決練習(xí)題，卻對物理規(guī)律的本質(zhì)毫不理解的尷尬局面。讓學(xué)生自己設(shè)計并經(jīng)歷實驗探究的過程，就是讓學(xué)生真正經(jīng)歷知識的內(nèi)在建構(gòu)過程。這樣，學(xué)生經(jīng)歷了和科學(xué)家一樣的研究過程，最后得出的規(guī)律就是學(xué)生的研究成果。如何處理實驗過程中出現(xiàn)的問題：“電阻定律 電阻率”新課教學(xué)，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般會在這一節(jié)中安排演示實驗。演示實驗的過程完全是教師操作，學(xué)生觀察，一般不會出現(xiàn)操作問題。課程會比較順利地推進，重點會放在利用電阻定律解決相應(yīng)的習(xí)題上。目前中學(xué)教學(xué)中，普遍存在的一個問題就是，學(xué)生動手實驗的能力比較差。高考不存在實驗操作，只是以紙筆測試的形式考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?，所以在?yīng)試教育下，實驗教學(xué)沒有得到應(yīng)有的重視。學(xué)生在一個學(xué)期中一般會有幾次實驗課，但是由于缺乏實驗訓(xùn)練，在實驗課上，往往是問題百出，無法完成相應(yīng)的實驗操作，考慮到時間的緊迫性，教師往往也不嚴(yán)格要求，所以大多數(shù)實驗課都流于形式。物理是一門實驗科學(xué)，試想如果沒有實驗，實驗課程如何達到物理教學(xué)的真正目的？如何指導(dǎo)學(xué)生分析處理實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：以講授為主的教學(xué)中，概念和規(guī)律是作為成型的知識直接傳授給學(xué)生的，沒有學(xué)生自己分析處理實驗數(shù)據(jù)尋找結(jié)論的過程。講授式教學(xué)沒有考慮到學(xué)生知識的內(nèi)在建構(gòu)過程，直接把概念規(guī)律作為科學(xué)結(jié)論教給學(xué)生。學(xué)生在對概念規(guī)律沒有深刻認(rèn)識的前提下，只能是通過死記硬背的方式來記住這些概念規(guī)律。這正是造成學(xué)生會解決相應(yīng)的物理習(xí)題，卻對物理概念規(guī)律的本質(zhì)并不理解的主要原因。建構(gòu)主義教學(xué)理論認(rèn)為，知識是學(xué)生通過外在的探究過程和內(nèi)在的建構(gòu)過程而獲得的。這種把知識硬塞給學(xué)生的方式顯然違背了教育規(guī)律，不可能收到好的教學(xué)效果。如何對待學(xué)生得出的“錯誤”結(jié)論：有些教師在講授“氣體壓強與體積的關(guān)系”時，先舉出幾個例子，來說明氣體被壓縮會導(dǎo)致壓強增大，接著就給出溫度不變的情況下，壓強和體積成反比的關(guān)系，沒有學(xué)生自己進行實驗探究并給出結(jié)論的過程，當(dāng)然也就不會出現(xiàn)所謂的“錯誤”結(jié)論了。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，新知識是通過與學(xué)生頭腦中原有知識和經(jīng)驗的相互作用被建構(gòu)起來的。在建立起科學(xué)的概念之前，學(xué)生的頭腦中總是會有一些與科學(xué)概念有差異的概念存在。正是通過對這些概念進行轉(zhuǎn)變，學(xué)生才能建立起正確的科學(xué)概念，所以所謂的“錯誤”概念對學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念的作用是不可忽視的。如何指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確表達自己的觀點：在講授式的教學(xué)中，對于規(guī)律的教學(xué)，教師會把重點放在，如何讓學(xué)生掌握規(guī)律的內(nèi)容，以及如何運用規(guī)律解決相應(yīng)的習(xí)題上。因為在原有教學(xué)模式中，師生都會認(rèn)為課本的內(nèi)容就是科學(xué)內(nèi)容，是不容懷疑的。這樣，學(xué)生的任務(wù)就是如何掌握和運用科學(xué)內(nèi)容。所以，在以講授為主的教學(xué)中，很少有學(xué)生表達自己觀點的過程。講授式教學(xué)教給學(xué)生的是僵化的科學(xué)知識的內(nèi)容，它們作為一種固化的信息從書本再轉(zhuǎn)印到學(xué)生的頭腦中。在這種教學(xué)方法下，學(xué)生學(xué)習(xí)到的是一個結(jié)果，而且是一個沒有生命力的結(jié)果?，F(xiàn)代科學(xué)教育理論明確提出，要讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，從而提升各方面的能力如何組織生生之間的討論與交流：對于“氣體壓強與體積的關(guān)系”新課教學(xué)，講授式教學(xué)注重的是，學(xué)生能否在考試中成功地再現(xiàn)所習(xí)得的概念和規(guī)律并且應(yīng)用到做題中去，解決問題，拿到分?jǐn)?shù)。所以，在講授式教學(xué)中，教學(xué)重點是如何讓學(xué)生記住氣體壓強與體積關(guān)系的規(guī)律，并且讓學(xué)生經(jīng)過相應(yīng)的習(xí)題訓(xùn)練，能在以后的考試中，成功應(yīng)對考題。目前的中學(xué)物理教學(xué)，重知識輕能力的傾向是很嚴(yán)重的。在高考的壓力下，許多物理課變成了習(xí)題訓(xùn)練課，這對培養(yǎng)學(xué)生能力和對物理本質(zhì)的認(rèn)識所起的作用無疑是很微弱的。一個規(guī)律的得來沒有經(jīng)過學(xué)生自己的探索和反復(fù)的討論加深認(rèn)識，那么這個規(guī)律對學(xué)生來說永遠(yuǎn)是陌生的。探究的過程中，學(xué)生之間的討論和交流必不可少。學(xué)生之間的討論和交流可以豐富學(xué)生對問題的認(rèn)識，可以完善實驗的設(shè)計和實驗進程的設(shè)計。所以，一堂課沒有學(xué)生之間的討論和交流是不成功的。如何引導(dǎo)得出一致的結(jié)論：傳統(tǒng)的“牛頓第一定律”教學(xué)的形式一般是這樣的：以講授為主的教學(xué)方式，教師往往是以講為主，學(xué)生的主動參與機會比較少。學(xué)生的主要任務(wù)是接受知識，沒有學(xué)生表達自己觀點的過程，所以也不存在不同觀點的爭鳴。因此，以講授為主的課堂教學(xué)主線比較明確，就是把書本上的結(jié)論教給學(xué)生，沒有引導(dǎo)得出一致結(jié)論的教學(xué)過程。 學(xué)生的不同觀點表明學(xué)生對問題思考的側(cè)重點的不同，不同的觀點能夠傳遞出不同學(xué)生思考問題的方式。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生自由發(fā)表自己的觀點，并且為自己的觀點進行辯護。這個過程既可以使教師充分了解學(xué)生對問題的原有認(rèn)識，也可以使教師全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)困難。同時，在學(xué)生為自己的觀點進行辯護的過程中，發(fā)生的是思維火花的碰撞，在這個過程中，學(xué)生進行的是相互學(xué)習(xí)，是積極的學(xué)習(xí)。并且對于教師而言，這也是一個很好的學(xué)習(xí)過程。沒有這個過程的教學(xué)是不完整的。學(xué)生不經(jīng)歷這樣的過程，學(xué)習(xí)到的是僵化的書本知識，是一種被動的接受，沒有知識的主動建構(gòu)過程，學(xué)習(xí)效果比較差。如何引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程進行反思 在“探究小燈泡伏安特性曲線”這個實驗教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的分組實驗往往是教師先講解實驗?zāi)康?、實驗過程以及實驗注意事項，然后教師會帶領(lǐng)學(xué)生，嚴(yán)格按照教師設(shè)計好的實驗過程進行實驗，并且隨時提醒學(xué)生需要注意的事項，最后把得到的數(shù)據(jù)用圖像反映出來。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生沒有自主進行實驗，做完實驗后，學(xué)生對實驗的過程也仍然是很陌生的，所以也不存在學(xué)生對實驗過程的反思。 傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，雖然也讓學(xué)生經(jīng)歷了實驗過程，但是，學(xué)生所進行的完全是沒有創(chuàng)造性的模仿過程。這種實驗對學(xué)生操作能力和綜合分析能力的鍛煉作用很微弱。學(xué)生在這種實驗中，所學(xué)習(xí)到的主要是實驗操作的規(guī)范，甚至可以說這種實驗課是對學(xué)生創(chuàng)造能力的一種扼殺?？傊褐乐袑W(xué)物理實驗的基本類型，能針對具體教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)要求，確定實驗?zāi)康?，選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容和教學(xué)形式，設(shè)計出具體的教學(xué)方案；通過物理實驗教學(xué)設(shè)計的練習(xí)、實施、反思、交流，提高自己的實驗教學(xué)設(shè)計能力；在教學(xué)實踐中，積極發(fā)揮物理實驗的教學(xué)功能，與學(xué)生一起體驗科學(xué)探究的成功喜悅。

伏安特性曲線的實驗原理

由于小燈泡鎢絲的電阻隨溫度而變化，因此可利用它的這種特性進行伏安特性研究。實驗中小燈泡的電阻等于燈泡兩端的電壓與通過燈泡電流的比值。改變小燈泡兩端的電壓，測出相應(yīng)的電流值，可以得到小燈泡的電阻、電功率與外加電壓的關(guān)系。
注意事項：
1．由于小燈泡電阻為幾歐－幾十歐，測小燈泡的電阻宜用電流表外接法。由于實驗時需要小燈泡兩端的電壓變化范圍大，特別是需要測得在低電壓下小燈泡的電流值，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法。
2．小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，而小燈泡在電壓較低時，溫度隨電壓的變化比較明顯。因此在低電壓（小于燈泡的額定電壓）區(qū)域內(nèi)，電壓、電流數(shù)值應(yīng)多取幾組。
3．小燈泡可以短時間地在高于額定電壓下使用，一般可以超過額定電壓的10%－20%，所以加在燈泡兩端的電壓不能過高，以免燒毀燈泡。實驗時，應(yīng)使燈泡兩端電壓由低向高逐漸增大，決不要一開始就使小燈泡在高于額定電壓下工作。因為燈絲電阻隨溫度的升高而加大，如果燈絲由低溫狀態(tài)，直接超過額定電壓使用，會由于燈絲冷電阻過小，瞬間電流過大而燒壞燈泡。
4. 所用的滑動變阻器的量程范圍，變阻器電阻越大則每次測量的改變越大，若想得到精確的圖像或所測小燈泡電阻過小則建議使用較小的變阻器，可以更精確的測量。

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