初中物理典型实验教学研究.ppt

南京师范大学 仲扣庄1.一、物理课程改革与实验教学实验是物理课程的重要特点之一实验是长期以来的薄弱环节新课程加强探究的理念首先反映在实验上2.加强实验是我国物理教学的历来主张实验是物理教学的重要基础实验是物理教学的重要内容实验是物理教学的重要方法3.美国国家科学教育标准科学内容标准(1)(1)科学的统一概念和过程 体系、秩序和组织 证据、模型和解释 变化、恒定性和测量 演变与平衡 形式和功能 4.(2)(2)作为探究的科学 进行科学探究所需要的能力 对科学探究的理解(3)(3)物质科学5-8年级物质的性质及其变化运动和力 能量的传递5.(4)(4)生命科学(5)(5)地球和空间科学(6)(6)科学与技术 技术设计的能力 理解科学与技术(7)(7)从个人与社会的视角所见的科学(8)(8)科学的历史与本质 作为人类奋斗目标的科学 科学知识的本质 历史的观点6.英国 科学教育的重点就是要培养学生通过他们自己的探究活动和对自然现象持续的兴趣和好奇心以及科学地解决问题的态度和能力。7.19881988年教育改革法案规定从19891989年起，全国所有公立中小学实行统一课程，科学为三门核心课程之一19891989年颁布国家科学教育课程标准第一部分 科学探究 要求学生通过探究活动学会一些系统的科学技能和方法第二部分 知识和理解 学生需要理解、掌握的科学知识和概念 8.二、初中物理课标中的科学探究和实验9.声和光（1 1）通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。例1 在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，使其发声，观察纸屑的运动。敲击音叉，观察与其轻触的乒乓球的运动。例2 将闹钟放到玻璃罩中，抽去空气，这时几乎听不到声音。慢慢放入空气，声音从在到小。例3 收集超声波的应用实例。例4 举例说明建筑物中是如何防治噪声的。活动建议 (1)调查社区(或学校)中噪声污染的情况和已采取的防止措施，提出进一步防治噪声的建议。10.2.3 2.3 声和光内容要求：2.3.1 2.3.1 通过实验，认识声的产生和传播条件。例1 1 在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，观察纸屑的运动。敲击音叉，观察与其接触的乒乓球的运动。例2 2 将闹钟放到玻璃罩中，抽去空气后，声音变小。2.3.2 2.3.2 了解乐音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害和控制的方法.例3 3 列举超声的应用实例。例4 4 举例说明如何减弱生活环境中的噪声。11.新课程实施不可忽视实验新课程倡导科学探究的教学思想，因为加强科学探究对培养学生的科学素养特别是创新的意识和能力具有重要的意义。实验作为科学探究的重要思想和科学方法，在新课程的教学中占有重要的地位。如果在新课程的实施中忽视了实验，那就意味着倒退。实验是检验新课程的试金石。新的课程要求重视实验，还要加强实验的创新。12.新课程加强物理实验的要求接近生活；激发学生好奇心，多给学生发现问题的机会；激励认知冲突和积极思维；13.鼓励与知识经验相结合做出猜想；加强实践意识，手脑结合；加强交流和合作。14.学生必做的实验项目：1.用刻度尺测长度、用表测时间2.用弹簧测力计测力3.用天平测物体的质量4.用常见温度计测温度5.用电流表测电流6.用电压表测电压7.测量物体运动的速度8.测量水平运动物体所受的滑动摩擦力9.测量固体和液体的密度10.探究浮力大小与哪些因素有关15.11.探究杠杆的平衡条件12.观察水沸腾时温度变化的特点13.探究光的反射规律14.探究平面镜成像时像与物的关系15.探究凸透镜成像的规律16.连接简单的串联电路和并联电路17.探究导体电压、电流与电阻的关系18.探究通电螺线管外部磁场的方向19.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件20.测量小灯泡的电功率16.实验是科学探究中最重要的观念和思想方法 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。爱因斯坦 17.没有实验的物理理论是空洞的，没有理论的实验是盲目的。正是实验家使理论家保持老老实实的态度。帕格尔斯，物理学家实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻实验。丁肇中，物理学家18.学生最喜欢的课堂教学方式 86.7%86.7%的学生表示喜欢有较多的动手操作或亲身实践、讨论交流或自学等课堂教学方式，12%12%的学生喜欢以老师讲授为主的方式。引发较多的讨论交流其他有较多的动手操作或亲身实践大量的书面练习自学老师讲授为主19.20.1激发学生的兴趣和求知欲中学生有着强烈的好奇心和求知欲，而物理实验具有真实、直观、形象和生动的特点，易于激发学生的兴趣。学生观察老师做实验，自然会产生自己动手的欲望。看到实际的物理现象和情景，学生会产生探其究竟、发现现象背后规律的求知欲望。三、物理实验的教学功能听话的木球21.2创设有效学习环境、促进学生对知识的掌握物理概念和规律是从大量的具体事例中抽象出来的。实验可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，能使学生对物理事实形成明确具体的认识。让学生进入实验情景，在教师的引导下，通过观察、实验、操作等亲身实验体验，主动去探索新知识、获得新知识，是使学生牢固掌握知识的有效途径，也是教师突破教学重点难点、提高教学质量的重要保证。22.耳闻易忘，目睹为实，躬亲则明。我听了，会忘记；我看了，能记住；我做了，才理解。23.3促进学生对科学方法的掌握物理学是一门以实验为基础的自然科学，许多科学方法是在物理实验中形成的，如控制变量法、图像法、归纳法等等。在实验教学中，通过让学生经历观察、思考、合理测量、处理数据、分析与论证等过程，切身体会实验科学的研究过程和研究方法，有助于学生提高科学探究能力，加深对所学知识的信任度和理解力；可以使学生逐步掌握和运用各种实验方法和手段；同时有利于培养学生科学的观察习惯、正确的操作方法和实事求是的科学态度。24.25.测量不同时间的气温26.观察液体的沸腾27.28.4培养学生的实验能力通过观察实验现象、可以培养学生敏锐的感知和观察能力；通过亲自动手，可以培养学生的操作能力，包括基本仪器的使用、数据的读取、仪器设备的组装、故障的排除等；通过分析和处理实验数据，进行比较、判断和推理，可以培养学生的思维能力；通过设计实验，可以培养学生的创新能力。29.。5培养学生的科学态度和情感实验除了对知识的掌握、技能的提高和方法的学习有明显的作用之外，对非智力因素的培养也有显著的作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度，而且有助于学生产生热爱科学、尊重科学规律、勇于克服困难、想要进行科学探索的情感。无论狄克.费曼曾经开过其他什么东西的玩笑，他对物理学的热爱却是接近于崇敬的。L.M.布朗30.31.32.初中学生要喜爱物理，是从产生物理学习兴趣开始的。中学生对物理学习的兴趣有4个不同的层次：直接兴趣。即对生动的物理现象、装置和事件产生自发的兴趣。操作兴趣。即对获得物理现象的操作和过程产生亲自动手操作的兴趣。因果兴趣。即对物理现象发生的原因和物理事件之间的因果关系产生探究的兴趣。理论兴趣，即对物理理论的结构、体系和逻辑关系的自洽性、一般性和实用性产生的兴趣。四、初中物理典型实验研究（一）引言中的物理实验33.1 1、装满水的杯子里能放多少回形针引言：奇妙的物理现象目的：激发学习物理和参与探究的兴趣，体验探究的过程策略：猜想，试验出其不意类似案例：蜡烛燃烧34.2 2、探究摆的奥秘（粤教沪科版）体验科学探究的过程 设计实验与制订计划进行实验与收集证据分析与论证评估提出问题猜想与假设表达与交流科学探究35.l从某种角度来说，科学家们就象侦探一样，把各种线索拼凑起来弄清事情的来龙去脉。科学家对周围的现象和事物，都十分留意。为了揭示大自然的秘密，仔细地观察着周围的世界。l 科学家不只是观察，他们还总是以“怀疑”的眼光审视所观察到的现象，并就观察所得进一步提出可以通过科学探究来解决的问题。提出问题36.设计与收集证据科学家不只是提出问题，还会努力找出问题的答案。他们会借助查阅资料、观察和实验等方法来收集有关的信息及证据。实验的目的是为了检验假设是否成立。检验的结果可能被证实，也可能被证伪。如果最初的假设遭否定，则须修订或做出新的假设，然后继续检验，直至新的假设通过所有实验的验证为止。37.分析与论证 实验中得到的观察和测量结果称为数据。实验结束时要对数据进行分析，看看是否存在什么规律或趋势。38.评估、交流与合作 结论就是对实验研究发现的总结。在下结论的时候，你要确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复好几次实验才能得出最后的结论。但得出的结论往往会使你发现新的问题，并设计新的实验来寻求答案。科学家很乐意将自己的研究成果公布于众并与同行们交流。他们认为这种交流是智慧的交换，对得出正确的结论是十分有益的。在交流过程中，他们很注意倾听和尊重他人提出的不同观点和评议，既坚持原则，也勇于放弃或修正自己的观点。39.新的问题 当一个问题解决后，还会出现新的问题。例如，为什么单摆周期与摆球质量、摆角无关呢？如摆动时间很长，又有什么情况发生？科学家又会设法解决这些新的问题，继续他们的研究工作。40.（二）力学实验1、研究充水玻璃管中气泡的运动规律41.2 2、探究变速运动42.43.44.45.110米跨栏的距离分布情况从起跑线到第一个栏的距离：13.72m；从第1个栏到第10个栏，每相邻两个栏之间的距离：9.14m；从第10个栏到终点的距离：14.02m。46.一组测量数据01234567891011S/m013.7222.8632.041.1450.2859.4268.5677.786.8495.98110t/s02.43.54.55.56.57.58.59.510.511.512.91v/ms-15.728.319.149.149.149.149.149.149.149.149.7347.描绘ST图线48.对数据和图像的分析刘翔110m 跨栏的成绩是12.91s，全程的平均速度是8.50m/s。刘翔从第1个栏到第10个栏间近似为匀速直线运动，速度值约为9.14m/s，刘翔从起跑到第1个栏的平均速度约为5.72m/s，小于中间段的速度，从第10个栏到冲刺阶段，平均速度为9.73m/s，是全程中最快的一段。49.3 3、探究滑动摩擦力用笔拔河50.活动：月球上的摩擦力What Do You Think?What Do You Think?阿波罗登月行动证实月球表面可提供足够的摩擦力让载人月球车行驶。如何比较在地球和月球上的摩擦力？51.For You To DoFor You To DoUse the spring scale to pull Use the spring scale to pull horizontally on the horizontally on the box.Measure the amount of box.Measure the amount of force needed to cause the box force needed to cause the box to slide on the surface at a to slide on the surface at a low,constant speed.low,constant speed.Record the frictional force Record the frictional force in your table.in your table.52.Continue adding sand to Continue adding sand to increase the weight of the box increase the weight of the box to 4.0,6.0,8.0,and10.0N,to 4.0,6.0,8.0,and10.0N,measuring the frictional force measuring the frictional force for each weight.for each weight.Record the frictional force Record the frictional force to complete your data table.to complete your data table.53.Inquiry Investigation:Inquiry Investigation:登上月球的宇航员们发现月球表面土壤是粉状的，但比较坚硬不同的接触表面对摩擦力是否有影响？你怎样证明自己的设想？前面介绍的月球表面对行走和赛跑有什么影响？54.Physics to GoPhysics to Go 由于在月球上摩擦力减小，对地球上进行的体育项目应如何进行修改？如与在地球上的情形相比较，在月球上玩滑板有什么不一样？手和橄榄球间的摩擦力是否会有变化？55.56.（1）定性观察57.（2 2）滑动摩擦力与压力的关系58.（3）滑动摩擦力与接触面性质的关系59.（3）滑动摩擦力与接触面积的关系60.（4 4）滑动摩擦力与速度的关系61.4 4、大气压强压扁的金属筒、可乐鑵覆杯实验62.气悬球5 5、流体压强与流速的关系63.气悬灯泡64.（三）声和光1、让物体发出声音酒杯铝棒65.2、声音的传播3、乐音的特性常州教师23青藏高原66.4、声波的能量闻声起舞67.翩翩起舞的纸屑震碎的酒杯68.1、水果电池（四）电学实验69.水果电池制作关键在于3个方面：（1）水果的选择，一般来说酸性越大的水果，制作成功可能性就越大，下面是常见的几种水果的PH 值：柠檬2.5，李子3，葡萄3.5，葡萄柚3.5，桃子4，凤梨4，苹果4.5，芒果5，蕃茄5.5，火龙果6.5，西瓜6.5，哈密瓜6.5（2）极板金属的选择，两金属的活动性差别越大，实验效果越好，金属的活动性由高到低可依据伏打排出的序列：锌、铅、锡、铁、铜、银、金、石墨、木炭等（3）检验电池供电的设备选择，常用设备有耳机、发光二极管、电子表、石英钟等，还有的用舌头、皮肤等感觉器官。70.2 2、串联电路中的电流71.学习物理之前，学生从日常生活中学生已经获得了大量的关于物理世界的前科学概念。学生已有的前科学概念，是物理学习赖以顺利展开的基础，没有前科学概念的支持，物理课程的展开是无法想象的。但是，学生的前科学概念中，又往往包含有许多的错误要素，而这些错误的成份，又是干扰科学物理概念建立的极大障碍。怎样处理好前科学概念，也是物理概念教学中要不断研究解决的问题。72.例 学生心中的电路模型73.十一、二岁的学生对电路的理解（）单极模式电流从电池一端，通过一根电线，流到灯泡那儿，点亮了灯炮，同时消耗掉流过来的电。这就象家里的煤气炉一样，打开开关，火就会燃起来，把流过来的煤气烧掉。假如一根电线受阻，另外还有根预备线。正象交通堵塞时，要开出另一条通道。74.（）两极模式电池产生两股电流，从各自一端流入灯里，灯亮时，用掉了电。就象有种双组份的胶水，要把两种东西混在一起，才有粘性。75.（）湮灭模式（正负电子湮灭式）电流有正负极，它们从不同的方向流到灯里，每当它们相遇时，便会发生“斗争”，不是“融为一体”，就是吞灭对方，用这种方式点亮了灯炮。76.（）运载模式电线里有运送电的东西，它们在电池里装好了电，通过电线运到灯里，然而卸掉，灯就被点亮了，它们再回到电池里，重新装电。77.（）休息模式电池里强大的电流流到灯里，把灯泡点亮，发电发累了，它们会回到电池里休息一会。就象爸爸一样，一大早去上班，工作了一天累了，晚上回家睡一觉，明早再去上班。78.两种电流的运行是这样的：正电流和负电流两股电流同在发电处产生并从那里出发沿相反方向运动，在电路的另一处重新汇合到一起正是这种在电源和导体中形成和运行着的电，我称之为电流。-A.M.安培79.对于前科学概念不能只去破坏它，或象垃圾似的丢掉它，这样做是没有用的；而是应当通过有效的教学活动，把错误的前科学概念转变为正确的科学概念纳曲替高80.81.3 3、电磁感应应该通过各种途径开发实验课程资源。教师可用已有的实验器材进行实验教学，也可用效果更明显、实验误差更小的新实验器材进行实验教学，还可让学生了解一些新的实验技术。随着科学技术的不断发展和应用，数字化实验室在中学物理实验中的应用也越来越广泛，有条件的学校可以利用这类仪器做一些用传统仪器不易做或不能做的实验。82.（五）综合实践活动1 1、病房呼叫电路83.84.现在让我们分成小组，制作由两种或两种以上简单机械组合而成的机械模型，用它能省力地提升重物。议一议：全班同学讨论评价各小组表现的标准，确定评价项目、评分标准及其所占比例(如下表)，评价项目可包括：(1)(1)满足活动基本要求的程度；(2)(2)模型设计的新颖性；(3)(3)提升相同质量的物体时，模型的省力情况和机械效率；(4)(4)模型制作的工艺水平；(5)(5)小组活动的团队精神，成果展示时的整体表现；85.86.小组活动表现评价表小组名称：总分：87.题目：研制一件乐器，在班里举行的小型音乐会上举行演奏，并介绍乐器的研制过程。1.1.可以一个人单独研制一件乐器，也可以几个人合作研制一件或几件乐器。2.2.研制过程的介绍包括 (1)(1)原理的探索（实验探索的过程，理论借鉴的知识，定性或定量记录等）(2)(2)结构和器材的创意 3.3.根据乐器特点，选择曲目进行演奏，还可以合奏，甚至创作简单的配器进行分声部演奏。演奏1 1 演奏2 288.谢谢！89.