單擺實驗報告范例6篇

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單擺實驗報告范文1

【摘要】 本研究確定人急性單核細胞白血病細胞系SHI1在裸鼠體內的高致瘤性,并對其成瘤機制進行初步探討。將SHI1細胞接種至裸鼠皮下,觀察腫瘤生長情況;取腫瘤組織行病理檢測、R顯帶核型分析;RTPCR檢測MLLAF6融合基因和VEGF基因的轉錄;明膠酶譜法檢測培養上清中基質金屬蛋白酶9(MMP9)和MMP2的表達;體外穿膜實驗觀察遷移能力。結果表明: 注射SHI1細胞的16只裸小鼠均于皮下出現腫塊;瘤體由白血病細胞組成;注射的裸鼠中有MLL/AF6融合基因和VEGF基因的轉錄;在無血清培養上清中MMP9和MMP2的表達明顯高于對照細胞;SHI1細胞有較強的遷移能力,MMP2的阻斷抗體可顯著抑制其體外遷移能力。結論:SHI1在裸鼠體內有極高的成瘤率,其機制可能與p53基因的異常、高水平VEGF基因的轉錄、金屬蛋白酶的高表達和較強的體內浸潤能力有關。

【關鍵詞】 急性單核細胞白血病

High Tumorigenicity of Human Acute Monocytic Leukemic Cell Line SHI1 in Nude Mice and Its Mechanism

Abstract

This study was purposed to explore the tumorigenicity of a novel human monocytic leukemic cell line SHI1 in nude mice and its mechinism. The tumorigenicity in mice was evaluated in sixteen nude mice subcutaneously injected with the SHI1 cell line. The tumor specimen was studied by the conventional pathologic examination. The mononuclear cells (MNC) of the tumor was assayed by RHG banding,

the transcription of MLLAF6 fusion gene and the VEGF gene was detected by RTPCR. Gelatin zymography method was used to study the expression of MMP9 and MMP2 in the supernatant of the SHI1 cell line. Matrigel invasion assay was employed for the study of migration of the SHI1 cell in vitro. The results showed that the tumor masses were found in all sixteen mude mice after subcutaneous injection of SHI1 cells, the tumor mass was mainly composed of leukemia cells, the transcription of MLLAF6 fusion gene and VEGF gene was proved by RTPCR analysis, the expressions of MMP2 and MMP9 in the serumfree culture supernatant of the SHI1 cell line were significantly higher than those in U937, K562, and NB4 cell lines. The SHI1 cell line exhibited significantly higher in vitro invasiveness than other leukemia cell lines, the blocking antibody of MMP2 could inhibit the migration of the SHI1 cell line significantly. It is concluded that the SHI1 cell line presents higher tumorigenicity in nude mice than other leukemia cell line and the mechanism is associated with p53 gene alteration, high transcription level of VEGF gene, high expression level of MMP, and significantly higher invasiveness.

Key words

acute monocytic leukemia; SHI1 cell line; t(6;11)(q27;q23); tumorigenicity; p53 gene

由于動物模型相對于體外實驗而言更接近于人體內的真實情況,建立疾病的動物模型對于深入研究疾病的發生機制和治療方法有著極其重要的意義。白血病的研究同樣也離不開白血病的動物模型。然而大多數白血病細胞系在裸鼠體內的致瘤率非常低,如K562細胞系經體內篩選后所得的亞克隆K562/n才具有較高的致瘤率[1],HL60和其它常用白血病細胞系的致瘤率也較低。近年本實驗室建立了國內第1個以t(6;11)(q27;q23)和p53基因異常為特征的人單核細胞白血病細胞系[2], 命名為SHI1。我們對SHI1細胞系的致瘤特性及其機制進行了研究。

中國實驗血液學雜志 J Exp Hematol 2007; 15(4)人單核細胞白血病細胞系SHI1在裸鼠體內的高致瘤性及其機制的初步研究材料和方法

裸鼠飼養

取4周齡NC裸鼠4只和BALB/c裸鼠12只,飼育于NASA1000級凈化室內,飼料、飲水和籠具等均滅菌后使用,工作人員按無菌規則操作。

SHI1細胞的接種

白血病細胞系SHI1由本所建立,收集對數生長期SHI1細胞,調整細胞濃度為2×108/ml,給每只裸鼠于右側背部皮下注射100 μl,每日觀察注射部位腫瘤生長情況。

腫瘤組織的病理檢測

分離裸鼠實體腫瘤組織,常規固定,石蠟包埋、切片,HE染色。光學顯微鏡下觀察、采集圖像。

腫瘤組織中單個核細胞(MNC)的分離

無菌條件下分離裸鼠實體腫瘤組織,眼科剪剪碎,碾磨后經100目和200目濾網過濾,將所得細胞懸液收集至無菌離心管,加入適量RPMI 1640培養液, 378×g離心5分鐘,棄上清,再加入適量RPMI 1640培養液,吹打、混勻后378×g離心5分鐘,棄上清,調整濃度,備用。

核型分析

將由裸鼠腫瘤組織中分離的MNC以1×106/ml的濃度接種于含15%胎牛血清的IMDM培養液中,加入秋水仙酰胺,使終濃度為0.05 μg/ml,置37℃、5% CO2、飽和濕度培養箱培養1小時后收獲,染色體標本制備和R顯帶按本室常規方法[3]。核型分析根據《國際人類細胞遺傳學命名體制(ISCN)1995》。

MLLAF6融合基因的RTPCR檢測

引物序列和PCR反應條件參照文獻[4]。PCR產物在2%瓊脂糖凝膠上進行電泳,掃描并分析結果。用于擴增VEGF基因的引物序列分別為: 5′GGG CCTCCGAAACCATGAACTT3′和5′CGCATCAG GGGCACACAG 3′;擴增產物為259 bp。反應體積為50 ml,其中包括: PCR緩沖液,MgCl2 1.5-2.0 mmol/L, dNTPs 0.2 mmol/L, 引物各12.5 pmol, Taq聚合酶1.5 U,逆轉錄產物4 m·綜述·

Mer功能研究進展

范磊,阮長耿

蘇州大學附屬第一醫院江蘇血液研究所, 蘇州 215006

摘要

Mer是Axl受體酪氨酸激酶家族中的一員,其受體Gas6和Mer結合后可以激活Mer的酪氨酸激酶活性,并激活下游信號傳導途徑,在細胞炎癥、凋亡、血液腫瘤發生發展以及血栓于止血等方面發揮作用。本文主要就近年來Mer的功能研究進展以及Mer的抗血栓和抗血液腫瘤潛在治療前景進行綜述。

關鍵詞

Mer;受體酪氨酸激酶;Gas6;血栓;異位表達

Advance of Study on Mer Function——Review

FAN Lei, RUAN ChangGeng

Jiangsu Institute of Hematology, The First Affiliated Hospital of Suzhou University, Suzhou 215006, China

Abstract

Mer is one member of Axl receptor tyrosine kinase family, and its ligand Gas6 can stimulate activity of Mer receptor tyrosine kinase after binding it, and then activate the downstream signal transduction pathway, Mer participates in cell inflammation, apoptosis, tumorigenesis, thrombosis and hemostasis. Rencet advances of study on Mer function were reviewed, and its potential prospects of antithrombosis and antitumor were discussed in this article.

Key words

Mer; receptor tyrosine kinase; Gas6; thrombosis; ectopic expression

J Exp Hematol 2007; 15(4):892-895

Mer(cMer Nyk Eyk)屬于受體酪氨酸家族。此家族還包括Axl和Tyro3兩個受體酪氨酸激酶,它們有著共同的配體—Gas6[1]。人類的Mer基因是1994年由Graham[2]首先從人類B淋巴母細胞λgt11的cDNA文庫中克隆得到,隨后小鼠的Mer基因于1995年同樣由 Graham成功克隆,并發現和人類的Mer基因具有88%的同源性[3]。Mer基因的命名主要是基于開始發現其在人單核細胞(monocytes)、上皮組織(epithelial tissue)和生殖系統組織(reproductive tissue)中表達較高。

Mer的生物學性狀及其配體

Mer是Axl受體酪氨酸激酶家族的中一員,定位于2q14.1,基因全長為130 755 bp,包括19個外顯子。Mer的mRNA共有3 632個 bp,一共編碼由999個氨基酸組成的18-20 kD的蛋白[1]。Mer的基因結構和其家族其他兩個成員類似,胞外區包括兩個IgG樣區,兩個纖維連接蛋白樣區,其中IgG樣區為Mer和其配體Gas6結合區域,而纖維連接蛋白樣區也在和生長阻滯特異基因6(growth arrestspecific gene 6,Gas6)結合過程中起調節作用[4]。胞內區為酪氨酸激酶樣區,具有激酶的活性,并且具有該家族特有的KWIAIES序列。

Mer的配體Gas6是1993年由Manfioletti首先克隆,并發現其氨基酸序列和蛋白S具有44%的同源性[5]。Gas6是1個VitK依賴、由678個氨基酸組成的75 kD的分泌型蛋白,其結構由Gla區、4個EGF樣區和2個LaminG樣區組成,其中LaminG樣區為與其受體結合區域,而Gla和EGF樣區也認為參與調節Gas6及其受體的結合過程[6]。

Mer作為受體酪氨酸家族一員廣泛表達于多種組織器官和體細胞,在外周血細胞中Mer主要表達于正常的單核細胞和血小板膜上,而不表達于正常的T、B淋巴細胞和粒細胞;組織器官中Mer在、卵巢、前列腺、肺和腎臟組織是高表達的,而在脾臟、胎盤、胸腺,小腸、大腸和肝臟表達較低,而在心臟、腦組織和骨骼肌則沒有表達[1]。Graham等[1]和Dirks等[7]分別發現在多種惡性血液細胞株中Mer以及Gas6的異常表達升高,提示Mer可能參與惡性血液病的發生發展過程。

Mer的生物學功能

細胞炎癥和凋亡是體內兩個重要的生理病理過程。近年來有多篇文章報道Mer與此有關。1999年Todd等[8]將LPS注入Mer-/-小鼠體內,結果發現Mer-/-小鼠有88.2%死于LPS引起的內毒素血癥,而對照組只有6.7%的小鼠死亡,同時該小組檢測到Mer-/-小鼠體內巨噬細胞分泌的TNFα量明顯高于對照組,并且利用TNFα的單克隆抗體可以明顯抑制LPS導致的內毒素性休克,提示Mer通過調節巨噬細胞分泌的TNFα來參與LPS導致的內毒素性休克。同時我們也發現在利用LPS、TNFα和IL1β刺激后,人皮膚微血管內皮細胞無論在mRNA水平還是蛋白水平,Mer的表達量都是明顯上升的,這一結果也可以從一個側面證明Mer參與了細胞的炎癥反應。

Mer功能研究進展對于凋亡方面的作用,Mer和Axl家族其他成員作用有一定的差別。2002年Guttridge等[9]將構建的EGFR/Mer嵌合蛋白質粒轉染到IL3依賴的32D細胞株,并表達此嵌合蛋白,通過利用EGF刺激此嵌合蛋白可以發現Mer導致細胞骨架的結構改變并且抵抗由于IL3撤離導致的凋亡,但并不刺激細胞的增殖,這和其他成員的作用是不同的。然而,將構建的Fms/Mer轉染到NIT3T3細胞中則發現Mer具有細胞增殖作用的[10]。同時也應該注意到真正的全長Mer蛋白和EGFR/Mer嵌合蛋白是存在差別的。研究發現,EGFR/Axl可以抵抗32D細胞的凋亡同時刺激細胞增殖,但是利用Gas6刺激轉染全長Axl的細胞時此作用并不明顯,因此利用全長Mer蛋白進行功能研究也是必需的[11]。

2001年首次發現Gas6和血小板功能相關,利用Gas6敲除(knockout)小鼠發現,被敲除Gas6基因的小鼠可以幸免于尾靜脈注射膠原和腎上腺素導致的致死性血栓[12]。2004年Chen等[13]利用Mer敲除小鼠對Mer參與血小板功能做了較為全面的評價,他們應用RTPCR和Western blot證明Mer表達于人和小鼠的血小板膜上,而同家族的Axl和Sky則沒有此作用,Mer-/-小鼠的PRP對于低濃度聚集誘導劑誘導的血小板聚集反應較弱,而且敲除Mer基因后同樣可以保護小鼠不死于尾靜脈注射膠原和腎上腺素導致的肺栓塞。而與此同時Mer-/-小鼠的血小板和野生型小鼠一樣可以結合正常數量的可溶性纖維蛋白原,沒有自發性出血,并且各種凝血指標以及外周血細胞參數等沒有顯著的變化。2005年Goul等[14]利用流式細胞術發現Mer、Axl和Sky均表達于人的血小板上,這和Chen等的結論是矛盾的。利用針對拮抗Mer和Sky的單克隆抗體可以有效地抑制體外ADP、PAR1和SFLLRN誘導的血小板聚集達80%之多,而抗Axl的抗體反而促進血小板聚集。由此看來,Gas6/Mer很可能在血栓形成過程中起到信號放大的作用,因為Gas6/Mer本身并不能引起血小板聚集而只是放大聚集誘導劑的作用。目前關于Mer及其家族成員和配體參與血小板黏附和釋放功能的研究尚少,并且對于Mer在血栓中的作用研究也只局限于表象,對其內在的機理和相關的信號通路目前也只推測可能通過αⅡbβⅢa參與了血小板活化過程中“自外而內”的信號通路,但并沒有相關的深入報道。

Mer在正常的T、B淋巴細胞和粒細胞是不表達的,但是在某些惡性血液病細胞株,如Jurkat、PEER、K562和Raji中有Mer的異常表達[1],這個現象提示Mer很可能和某些惡性血液疾病有關。

2002年Hogerkorp等[15]利用高通量基因芯片技術發現Mer在外套細胞淋巴瘤中異常表達,并提示可能和此類疾病發生發展有關。2006年Graham等[16]利用流式細胞術和Western blot技術檢測了16例兒童急性T淋巴細胞白血病患者,發現其中8例患者骨髓中異常表達Mer,并且高表達組患者白血病細胞表型多為CD3-,CD4-和CD8-,提示表型為幼稚型,而低表達組則多為CD4和CD8單陽性組,較為成熟。2006年Keating等[17]利用轉基因技術將Mer異常表達于小鼠的淋巴細胞和胸腺組織,結果發現Mer轉基因小鼠脾臟明顯增大,并且在12月齡出現體重下降、活動減少和肝脾腫大等癥狀,24月齡經流式細胞儀檢測有55%的Mer轉基因小鼠證實罹患淋巴細胞白血病或者淋巴瘤,而野生型組這個比例只有12%。同時體外地塞米松誘導凋亡實驗也證實轉染Mer的淋巴細胞較野生型的淋巴細胞具有生長優勢,提示Mer的抗凋亡效應可能起到作用并促進某些惡性血液病細胞的生長和防止藥物誘導的凋亡。

對于實體腫瘤中Mer的表達情況的報道較少,目前研究也主要局限于在某些惡性細胞株中的表達情況。1994年Graham等[2]利用RTPCR的方法證實了Mer在肺癌細胞株A549、上皮瘤細胞株A431中表達較高,而在部分乳腺癌、膠質瘤和膀胱癌細胞株中有低水平表達。2004年Wu等[18]以轉染了FMS/Mer嵌合蛋白的前列腺癌細胞株為模型,利用微陣列技術發現特異性的激活Mer活性可以使部分趨化因子表達上調,其中以IL8的上調最為明顯,而后者被認為與多種腫瘤發生、轉移和血管新生有關。

Mer作用的信號傳導通路

目前關于Mer具體的分子信號傳導途徑的研究還不十分完善。PLCγ,PI3K,Src,Grb2,Raf1以及ERK等下游分子的磷酸化作用可能與Mer的信號傳導有關。位于激活Mer分子酪氨酸激酶區域的的Y749,Y753和Y754氨基酸被認為是Mer自動磷酸化的位點,并且Mer分子的完全活化需要三者共同的磷酸化作用[19]。Y749,Y753和Y754三種位點同樣存在于同家族的Axl和Sky分子中,提示這可能是該酪氨酸激酶家族激活的重要保守區域。Todt等[20]利用單克隆抗體技術證明,Mer可以激活下游的PLCγ分子,并且與巨噬細胞吞噬凋亡胸腺細胞的過程有關。小鼠Mer酪氨酸激酶區域的嵌合蛋白可以持續激活下游的ERK分子并導致Ba/F3前B淋巴白血病細胞的增殖;實驗顯示,小鼠Mer的Y867位氨基酸(相當于人類Mer分子的Y872位)可以結合Grb2分子,從而依次激活下游的PI3K以及NFκB分子,而PI3K/NFκB信號途徑被認為是與很多細胞的凋亡和分化等重要生理過程有關[21]。另外有報道證實,人類Mer分子的Y872位氨基酸是多個下游分子的結合位點,其中可能包括PLCγ,PI3K,cSrc,Grb2和Lck[22]。Besser等[23]利用點突變技術證明,Mer介導的細胞轉化作用是通過激活下游的STAT分子信號途徑實現的。雖然有報道Mer氨基酸第933位的LQ突變會明顯激活下游的STAT3分子并增加Mer的細胞轉化效率,但是還是認為人類的Mer分子主要激活的下游的STAT1分子。除了PI3K/NFκB分子信號途徑,Mer也可以通過其他信號通路起作用,利用基因芯片技術篩選的Mer可以強烈地誘導IL8生成,并導致細胞分化,同時也證實Mer介導的IL8上調是通過ERK分子信號途徑而不是PI3K/NFκB途徑實現的。

針對Gas6/Mer途徑的抗血小板藥物臨床應用前景Mer或者Gas6基因敲除小鼠都顯示血小板聚集和血栓形成能力下降,同時沒有自發性出血、各種凝血指標和外周血細胞參數正常等現象,因此有人推測Gas6/Mer信號途徑可能在血小板聚集中起到信號放大和加速的作用,而其本身并不引起血小板聚集。體外實驗也表明,針對Mer的單克隆抗體可以抑制多種低濃度誘導劑引發的血小板聚集。目前傳統的抗血小板藥物多為抑制血小板“自內而外”的信號傳導,比如阿司匹林可以抑制環氧化酶進而抑制血栓惡烷A2的合成;氯吡格雷則通過拮抗P2Y12受體發揮作用。目前抗血小板藥物在抑制血小板聚集的同時存在較大的出血風險,因此針對Gas6/Mer等調節途徑的新一代抗血小板藥物有望成為治療的新靶點,此類藥物的特點就是可逆性抑制血小板聚集而沒有明顯的出血等副作用,這點已經在基因敲除的小鼠模型中得到證實。

Mer在8例兒童急性T淋巴細胞白血病中的異常表達表明,Mer的抗凋亡作用可能參與某些惡性血液病的發生發展并抵抗藥物誘導的凋亡。目前已有多種酪氨酸激酶被報道參與白血病的發生,如由于染色體異位產生的ABL基因就是典型代表,其他還有ARG、FLT3、CFMS、JAK2和CKIT等。目前針對ABL和FLT3的特異性抑制劑已經應用于臨床并成為白血病靶向治療的典范,而Mer在急性T淋巴細胞白血病中的異位表達也提示其可能成為治療惡性血液病的新藥物。

結束語

Mer作為一種新型的酪氨酸激酶在1994年被首次克隆后其功能被日益完善,多篇研究報道其參與炎癥、凋亡、血栓、止血等多種生理過程,并且Mer在急性T淋巴白血病細胞以及部分惡性腫瘤白血病細胞株中的異常表達也提示其可能在腫瘤發生發展等重要病理過程中扮演重要的角色,因此針對Gas6/Mer信號轉導途徑的特異性靶向治療,可能成為研制相關疾病新一代的藥物的線索。

參考文獻

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單擺實驗報告范文2

實驗報告

指導老師:王建明

姓 名:張國生

學 號:XX0233

學 院:信息與計算科學學院

班 級:05信計2班

重力加速度的測定

一、實驗任務

精確測定銀川地區的重力加速度

二、實驗要求

測量結果的相對不確定度不超過5%

三、物理模型的建立及比較

初步確定有以下六種模型方案:

方法一、用打點計時器測量

所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架臺、紙帶、夾子、重物、學生電源等.

利用自由落體原理使重物做自由落體運動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數出時間為t的p點,用米尺測出op的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.

方法二、用滴水法測重力加速度

調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法三、取半徑為r的玻璃杯,內裝適當的液體,固定在旋轉臺上.旋轉臺繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉,這時液體相對于玻璃杯的形狀為旋轉拋物面

重力加速度的計算公式推導如下:

取液面上任一液元a,它距轉軸為x,質量為m,受重力mg、彈力n.由動力學知:

ncosα-mg=0 (1)

nsinα=mω2x (2)

兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,dy=ω2xdx/g,

y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.

.將某點對于對稱軸和垂直于對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出,將轉臺轉速ω代入即可求得g.

方法四、光電控制計時法

調節水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法五、用圓錐擺測量

所用儀器為:米尺、秒表、單擺.

使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動,用直尺測量出h(見圖1),用秒表測出擺錐n轉所用的時間t,則擺錐角速度ω=2πn/t

擺錐作勻速圓周運動的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:

g=4π2n2h/t2.

將所測的n、t、h代入即可求得g值.

方法六、單擺法測量重力加速度

在擺角很小時,擺動周期為:

通過對以上六種方法的比較,本想嘗試利用光電控制計時法來測量,但因為實驗室器材不全,故該方法無法進行;對其他幾種方法反復比較,用單擺法測量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉,儀器在實驗室也很齊全,故利用該方法來測最為順利,從而可以得到更為精確的值。

四、采用模型六利用單擺法測量重力加速度

摘要:

重力加速度是物理學中一個重要參量。地球上各個地區重力加速度的數值,隨該地區的地理緯度和相對海平面的高度而稍有差異。一般說,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北兩極,重力加速度的值越大,值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況,在地球物理學中具有重要意義。利用專門儀器,仔細測繪各地區重力加速度的分布情況,還可以對地下資源進行探測。

伽利略在比薩大教堂內觀察一個圣燈的緩慢擺動,用他的脈搏跳動作為計時器計算圣燈擺動的時間,他發現連續擺動的圣燈,其每次擺動的時間間隔是相等的,與圣燈擺動的幅度無關,并進一步用實驗證實了觀察的結果,為單擺作為計時裝置奠定了基礎。這就是單擺的等時性原理。

應用單擺來測量重力加速度簡單方便,因為單擺的振動周期是決定于振動系統本身的性質,即決定于重力加速度g和擺長l,只需要量出擺長,并測定擺動的周期,就可以算出g值。

實驗器材:

單擺裝置(自由落體測定儀),鋼卷尺,游標卡尺、電腦通用計數器、光電門、單擺線

實驗原理:

單擺是由一根不能伸長的輕質細線和懸在此線下端體積很小的重球所構成。在擺長遠大于球的直徑,擺錐質量遠大于線的質量的條件下,將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊(很小距離,擺角小于5°),然后釋放,擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動,如圖2-1所示。

f =p sinθ

f

θ

t=p cosθ

p = mg

l

單擺實驗報告范文3

關鍵詞:高中物理;實驗教學;學習方式;新課改

中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)13-227-01

高中物理實驗及其教學是物理課程和物理教學的一個重要組成部分,它既是物理教學的重要基礎,又是物理教學的重要內容、方法和手段,在培養學生科學素養的教育中具有獨特的地位和全方位的功能。教師要更新教學觀念,轉變陳舊的教學方式,促進學生物理實驗學習方式發生改變,使實驗教學走出困境。

一、學生實驗學習目標的改變

實驗學習目標是學生實驗學習的靈魂。新課程方案將“態度與價值觀、過程能力與方法、知識與技能”三方面整合起來,作為各學科課程目標的共同框架,體現了新課程的價值追求,即由以知識為本位轉向以發展為本位。充分挖掘物理實驗的教育功能,研究制訂高中階段各個物理實驗具體的學習目標,使之成為實現知識、能力、態度有機整合的載體,并進一步形成高中物理實驗學習的總體目標,為物理實驗學習明確了方向。

二、探索有效的、多樣化的實驗學習方式

在物理實驗活動中,學習方式應該多樣化。單一、被動的實驗會使學生感到枯燥、乏味,必須增強實驗的趣味性、問題性、探索性和應用性。讓學生成為實驗活動的主人,教師成為學生實驗的組織者和合作者,而不是權威的講授者和示范者,特別關注學生親身的感悟與體驗。基于不同的學生對象和不同的實驗環境,這些形式可以選擇,各有側重,又互不割斷。各種形式舉例如下:

自主活動:通過學生自覺地參與實驗活動,確定實驗目標,制定實驗方案,選擇實驗方法,監控實驗過程,評價實驗結果,從而完成實驗任務。活動過程特別強調的是學生實驗的主動性,教師的作用是對學生實驗的困難提供必要的指導和幫助。

高一年級學生開展“落體運動加速度的研究”。要求學生二人一組,運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學生必須完成以下任務:方案設計(直接測什么?如何測?);裝置調試;標尺制作;實地拍攝;照片分析;實驗報告。教師提供的幫助:方案設計提示;頻閃技術指導;參與討論,提供器材,進行質疑,點撥思維。學生在實驗活動中扮演的是主角,以實踐者、研究者的身份積極參與,主動性得到充分的發揮。

合作學習:合作與交流是一種高效的學習方式。教師在實驗教學過程采用小組合作的學習方式,讓學生在合作交流中獲得知識,促進理解,提高能力,增長才干,形成學習團隊,對學生的發展會產生積極的促進作用。

實驗設計:實驗設計是高中物理實驗學習能力的較高要求,是對學生操作技能和思維品質的綜合檢測,是有效的實驗學習方式之一。實驗設計的特點是情景新、方法活,具有開放性,要求學生對實驗的原理有透徹的理解,對實驗器材有所取舍和組合,能根據設計的要求和條件,進行分析和判斷,制定實驗的方案,通過實驗全過程的描述和具體步驟的實施,得出有關的結論并做出必要的說明。

實驗設計應遵循如下原則:合理性;準確性;可行性;簡潔性。

高一學生研究單擺及其規律之后,教材提供了測重力加速度的方案。然而許多物理場景,如運動學中的自由落體、豎直上拋,動力學中的超重、失重現象,斜面上的勻變速運動等都涉及到重力加速度。所以,當教師提出“能否自行設計測定重力加速度的其他方案?”時,立刻激發了學生的發散思維。同學們提出了多種方案,并走進實驗室,通過實驗活動去體驗真實,檢驗設計方案的合理性,分析測量結果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設上。

實驗報告:學寫實驗報告是培養學生科學態度、習慣,學會科學表達的重要環節,也是實驗活動的必要形式。不贊成過去那種“填充式”的實驗報告,主張學生自己撰寫實驗報告,設計數據表格。明確要求學生對實驗進行全面總結,包括實驗目的與原理、實驗儀器選用與步驟、數據測量與處理過程、實驗結果與問題討論,以及實驗條件與干擾因素等。實驗報告應力求準確可靠、完整簡明、表達規范、有創意。

小課題作業:適當布置類似于課題研究的“小課題作業”,讓學生經歷一個收集信息、處理信息和得出結論的過程,在過程中學習一些探索的方法,對改善學生學習方式具有重要作用。

走向生活:學生發展的重要基礎是他們的經歷和經驗。“從生活走向物理,從物理走向社會”,是新課程的基本理念。在物理實驗學習過程中,讓學生關心生活、關心社會,滲透“科學.技術.社會”(STS)的教育,著眼點在于培養學生的科學素養,學會從發展的角度去考慮周圍的世界,并通過這種學習方式感受生活、感受自然,促進學生對科學的關注、好奇和興趣。

單擺實驗報告范文4

關鍵詞:觀察與理解;操作與運用;分析與表述

中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2013)01-194-01

一、提升觀察與理解的能力

高中物理教學中,最能培養和提升學生觀察能力的教學是演示實驗,演示實驗可以激發學生的興趣,提高課堂教學的效果;通過演示,引導學生觀察,啟發學生思考,對觀察結果的分析推理、歸納總結,還可以培養學生科學思維能力。

例如:在學習自感現象時,引導學生觀察通電自感和斷電自感現象,引導學生發現其中的不同,引發其思考,再對自感現象產生的原理進行分析,理解兩種現象之所以不同的原因,從而使學生能對自感現象產生深刻的記憶。

所以,在高中物理的教學過程中,教師一定要盡可能的將教材所安排的演示實驗做給學生看,甚至可以結合教學內容做一些教材上沒有的演示實驗,有意識地培養和提升學生的觀察和識記能力。

二、提升操作與運用的能力

1、在實驗中使學生學會正確選擇、使用儀器和實驗方法

正確選擇和使用儀器,是學生應該掌握的最基本的實驗技能,這一能力的培養,應是在平時的實驗教學中潛移默化地完成的,學生學習完相關儀器的知識后,已經對儀器的基本知識有所了解,但在實際應用過程中,大多數還是憑記憶來對儀器進行選擇和使用,針對這一問題,我們在教學過程中,可以指導學生選擇不同的儀器或用不同的方法使用同一儀器,對所取得的實驗結果進行分析比較,從而使學生真正掌握儀器的選擇和正確的使用方法,提升學生的能力。

2、在實驗操作中讓學生辨識實驗中的錯誤并予以改正

指出和改正實驗操作中的錯誤,是高考中經常會出現的問題,學生這一方面的能力,需要進行強化和訓練,我們可以給學生多一些訓練的題目,或有意識的在操作過程中安排一些不正確操作,讓學生發現和指正,提升學生的實驗能力。

例如有這樣一題:一位學生用單擺做測重力加速度的實驗,他將單擺掛起后進行了如下操作:

A. 測擺長L:用米尺量出擺線的長度。

B. 測周期T:將擺球拉起,然后放開,在擺球某次擺到最低點時,按下秒表開始計時,同時將此次通過最低點作為第一次,接著一直數到擺球第60次通過最低點時,按秒表停止計時,讀出這段時間t,算出單擺的周期T=t/60。

C. 將所測得的L和T代入單擺的周期公式,算出g,將它作為實驗的最后結果寫入實驗報告中去。

通過這樣的問題,不僅可以讓學生進一步掌握實驗的操作,還可以培養和提升學生的實驗操作能力。

3、讓學生掌握常用儀器的主要用途,解決一些實際問題

這是建立在學生實驗能力較強的基礎上的,在此基礎上,有意識地引導學生進行實際問題的解決。

比如在電學實驗中,經常會遇到實驗電路連接正確,但電路中電表不能正常工作的情況,此時,需要對電路中的實驗儀器及連接導線進行檢測,尋找故障,此時讓學生自己利用萬用表正確地對電路進行檢測,不僅可以激發學生的興趣,更可以使學生在實際操作中,進一步掌握萬用表的使用方法。

三、提升分析與表述的能力

分析與表述能力的培養和提升,需要在學生掌握了一定的物理知識,有一定的綜合能力的情況下進行,即最主要是在高三對實驗進行系統復習的時候開展。

1、運用實驗原理、方法對實驗現象及結果進行分析、判斷,發現規律并得出正確的結論

這一點,在學生處理黑箱問題時最能得到體現,比如有這樣一個問題:

如圖,黑盒子內有電池、導線和電阻R1、R2組成的電路,1、2、3、4是這個電路對外的4個接線柱。若已知R2=3R1,電池的電動勢為E,內阻不計,并測得U12=E,U24=0,U13=U34/3。

這個問題,學生必須從實驗的原理出發,對實驗中的數據進行分析、判斷,尋找規律,合理安排題設給出的電路組件,得出正確的結果(如圖)。

2、正確分析、處理實驗數據及誤差

這是學生分析及數據處理的能力,在每個實驗中都會遇到,應該說在每一個實驗中都能得到培養和提升。

四、提升設計與評價的能力

單擺實驗報告范文5

一學生實驗技能培養的方法

(一)培養學生使用基本儀器的技能

掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數?!币寣W生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數,在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:

1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。

2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:“對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的,零誤差的修正在生產上有普遍意義。因此,必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。

3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,眼視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數四舍五入等。

4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。如:天平是根據桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。顯然,培養學生使用基本儀器的技能,必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來,這樣既有利于鞏固基礎知識,又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器;只有理解了儀器原理,使用起來才會更加自覺和主動。

(二)培養學生進行實驗過程必須掌握的技能

1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。

其次,培養學生正確調整和安裝儀器,正確連接電路的技能。正確的實驗,首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如:力學實驗中的支架滑輪的安裝,牽引線的走向,斜面的架設等,有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整(對儀器的調零前面已介紹,這里略),電氣調整如:使用氣墊導軌前必須先調水平位置;在電學實驗中,依照電路圖連接線路,連線時,應將電路分為主回路和支路,從電源一端開始沿主回路按順序進行,其次為支路;主回路中必須有開關(先斷開);導線最好選用幾種顏色,主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時,應按順時針方向將導線纏上。電路連接后,必須復查,確認正確后方能通電。這種技能的培養,從初中開始應先有示范,讓學生模仿學習,然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學生獨立去安裝、調整。

2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力

這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數據,按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。一般要求學生實驗

前列出表格,表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。

進行數據處理、運算,對實驗結論進行分析。在整理數據時,如發現有不合理的數據,應對該數據補測。要指導學生按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論,如:討論數據說明什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優良的學生,還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生,許多深一層次的問題都可以在這里分析研究,從而加強了對學生思維能力的培養,有效地鞏固知識,技能更加熟練。

3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器,或是改進實驗方法。改進實驗的方法,可改變儀器的位置或儀器的布置,撤換某件儀器,改變所選取的某個參數,改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值,可以發現周期與擺角有關。

偶然誤差是在實驗條件不變的情況下,對某一物理量進行多次重復測量時,由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值,以其平均值為最終的結果。測量次數取多少,要根據偶然誤差對被測量影響的大小來確定。如:測量值的有效數值較小時或測量值變動較大時等,應當多測量幾次。

綜上所述,要培養學生這方面的技能,必須讓學生懂得減少誤差首先要發現它的存在和來源,其次是確定減少誤差的方法。

增加測量次數固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,實際上,只有改進實驗方法和儀器,才能從根本上改善測量的結果,提高測量精確度。

4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能,對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求,書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、正確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果,并讓別人看懂。

在批改實驗報告時要注意學生思維的火花,如對某個問題的獨特看法,對某項操作的有益建議,對實驗的改進意見等,要給予鼓勵,并要及時與之討論,讓師生都有所收獲。這樣做,既延伸了實驗課的教學,使之與理論課的教學有了更深層次的交匯與滲透,又是提高學生動手技能的有效渠道。

5.養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如:做電學實驗結束時,應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源,然后拆除連接線,整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發生實驗事故等。

二培養學生實驗技能的途徑

1.實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。

實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學生正確的實驗方法。如:如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線、分析和推理,得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學到實驗技能。

在分組實驗中,學生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就需要發揮教師的主導作用。實驗時,教師可先介紹實驗目的、方法及注意事項,然后教師在臺上做示范,學生在臺下跟著教師做,這種方法對于初中起始年級的學生是合適和有效的。學生在教師的步步指導下,養成良好的實驗方法、實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,逐步培養學生自己設計實驗,獨立實驗的能力。

2.盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。

3.將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規律。

4.開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養學生的實驗技能。主要形式有:①指導學生進行課外實驗;②組織參觀活動;③舉行操作實驗競賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。

單擺實驗報告范文6

關鍵詞:高職院校 物理實驗 教學改革 創造能力

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2013)09-0106-01

物理實驗是物理學理論的源泉,也是工程技術的基礎,實驗教學可給學生提供廣闊的活動空間和思維空間。從人才科學素質要求對高等職業教育改革的角度考慮,必須建立一種適合當代科技發展、有利于培養具有深厚的基礎知識的創造性人才的教學新體系[1],使實驗教學成為培養學生創新意識、創新思維、創造能力的重要陣地。

一、以培養創造能力為目標,改革教學內容

高職院?,F行的基礎物理實驗內容,絕大部分是源于經典物理的一系列驗證性和仿效性測量實驗,其內容陳舊,不利于培養學生興趣和啟發學生的創新思維,要改變這種現狀必須制定有益于提高學生創造能力教學計劃、改革實驗教學內容。其基本原則一是要立足于培養學生獨立思考和獨立判斷的能力,變記憶、模仿型實驗為探索型實驗;二是突出實驗課與理論課之間的區別,要有利于學生親自動手、參與、設計,更大限度發揮學生的主觀能動性。

在教學實踐中,我們的具體作法是:根據先進院校實驗教學大綱,結合我院實際情況,對力、熱、電、光、近代物理等幾部分內容精選了48個實驗項目,保留一些傳統經典的實驗,如密立根油滴實驗、傅科單擺實驗等,讓學生學習科學家如何善于觀察分析、解決問題。同時,精簡部分驗證性實驗,開設如簡諧振動的研究、光的衍射、自制光電效應和法拉弟效應演示儀等綜合性和設計性實驗,達到既拓寬學生的知識面,又讓學生學會將傳感器、計算機等現代測試手段和計算處理工具應用于物理實驗中,培養他們的綜合實驗能力。

二、以推行研究型實驗為重點,改革教學方法

在以往的實驗教學中,常常是實驗結果已給出,甚至操作步驟和實驗方法由教師事先給定,學生照葫蘆畫瓢即可,這嚴重抑制了學生個性思維的發展,不利于學生個性發揮和創造性思維的形成。加之部分學生對實驗缺乏嚴謹認真的態度,做實驗時草率馬虎,寫實驗報告相互抄襲。為改變這種現狀,我們采用啟發式和開放式進行教學,讓學生獨立、自主、自由發揮。如測定燃燒熱、恒溫水浴的組裝及其性能測試和液體的飽和蒸汽壓測定等都是學生利用所學專業基礎知識和實驗技能,自己分析實驗課題、搜集資料、設計實驗方法、選配實驗儀器、調試測量、互相協作完成實驗,從而達到了提高學生對實驗結果進行分析比較的能力,開拓了創新思維,激發了學習興趣,培養了良好的科學態度和工作作風。同時他們也經歷了從不斷的嘗試、失敗、再嘗試的反復過程[2],使學生在這一過程中創造思維得到培養。

三、以現有教學資源為基礎,改革實驗管理

培養創造性人才的實驗室應該是開放的。為此,我們在基礎驗證實驗和設計性實驗教學中注重培養學生的創新意識、創新思維的同時,開設了以加強物理實驗研究與制作為主要內容的開放化實驗室,首先是時間上的開放,除了常規的教學時間外,晚上和節假日全天向學生開放;其次是實驗內容的開放,學生可根據自己的興趣和愛好,自由選擇實驗內容,在條件允許的情況下,盡可能保證學生多接觸新儀器新設備,讓學生掌握新技術及先進的實驗技能。教師負責對學生的實驗內容進行問題咨詢、答疑、參考書的推薦及指導實驗的進行。只要求學生在實驗后對實驗方法、實驗思想、實驗條件、實驗設計、儀器裝置、實驗操作、誤差理論和實驗數據分析等提出自己的看法。

為了讓學生在“開放”的環境和“自由”的氣氛中,運用已學過的理論與實驗知識相結合,盡情發揮自己的想象,去設計、去實驗,在成功與失敗的實驗中,不斷受到物理實驗能力的訓練與熏陶,根據實際,我們為學生專門開設了自制教具室,吸引了不少學生的視線。他們在這里,并不需要追求復雜與高深,主要鍛煉獨立設計、獨立制作的能力,突出物理思想的創造與設計[3]。

四、結合職業教育特點,改革成績評價辦法

傳統實驗課程的考核缺乏統一的標準,與相應專業理論課的考試相比顯得差異較大,因此,在學生實驗成績評定上,將過去的單一考試評價改為綜合評價。實行加權綜合考試方法,即:基本理論采用筆試、基本技能采用口頭報告與操作結合、綜合研究性實驗采用答辯、小論文、實驗操作等方式考試。并根據完成實驗的數量,實驗的預習、動手能力及儀器的使用情況,獨立分析和解決問題的情況,數據測量、記錄和處理的正確性、實驗報告撰寫情況,實驗設計、方案選取、查疑排難及解決實際問題和創新性綜合評定學生成績。對有獨立見解公開的、在實習中幫助企業解決實際問題的還給予特別加分獎勵,進一步調動了學生勇于探索、大膽創新的積極性。

參考文獻

[1]車立新.物理實驗教學與創造教育[J].現代教育科學(高教研究),2007,18(1):154-155.

[2] 鄭勇林,鄭瑞倫. 大學物理實驗課程的改革和探索[J].西南師范大學學報(自然科學版),2005,30(2):369-372.

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