物理实验教学策略研究市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

物理试验物理试验教学策略研究教学策略研究李春密：北京师范大学物理系教授李春密：北京师范大学物理系教授李春密：北京师范大学物理系教授李春密：北京师范大学物理系教授/试验教学研究教授试验教学研究教授试验教学研究教授试验教学研究教授第1页发觉新事物和探索新规律验证理论测定常数推广应用 物理试验是有目标、有计划地利用仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象重复再现，从而进行认真观察，获取大量资料一个科学研究方法。主主要要特特点点可控性可重复性主主要要作作用用第2页第一第一 物理试验教学概述物理试验教学概述 科学试验与教学试验比较科学试验教学试验目标发觉新现象，探索新规律帮助学生掌握知识和学习方法，培养能力，提升素质。内容由需要探索新问题而定，内容是新，普通是未知。按一定教学目标设计，依据教学实际需要安排。比较成熟。形式经过试验观察、测量、统计、计算和分析，总结出规律。经过探究等方法使学生形成概念，掌握规律物理试验教学概述物理试验教学概述第3页物理试验在物理教学中作用物理试验在物理教学中作用1、激发学生兴趣和求知欲2、创设有效学习环境、促进学生对知识掌握3、训练学生科学方法4、培养学生各种能力5、培养学生科学态度和情感物理试验教学概述物理试验教学概述第4页物理试验教学主要任务1.获取和巩固物理学理论知识，学会测量一些物理量。2.学会使用基本物理仪器。3.明确进行物理试验普通规范。4.能按要求正确完成试验操作，分析和处理所得试验数据。5.学习操作物理试验仪器、观察物理现象基本技能、技巧。6.学习和初步利用误差理论。7.明了观察和试验伎俩研究物理现象基本程序。8.培养学生在物理试验中观察、思维和操作能力。9.使学生端正试验态度，养成良好习惯，培养探索精神。10.使学生感受学习物理乐趣，激发求知欲和动手操作兴趣。物理试验教学概述物理试验教学概述第5页第二、学生分组试验教学策略研究第二、学生分组试验教学策略研究 学生分组物理试验，是指教师依据课程标准，有计划地设计试验内容、系统地训练学生试验技能和习惯教学方式。分组试验中，学生在教师指导下，独立完成试验操作，处理试验数据，得出试验结论。学生分组试验是培养学生试验能力和科学态度主要路径，也是发展学生创造思维和进行科研启蒙教育主要路径。了解基本试验仪器结构、原理，学会基本仪器使用探索和验证物理规律培养学生独立试验能力分组试验目标第6页以验证已学过物理规律为主要目标试验。如牛顿第二定律验证等。分组试验类型测定性试验：训练性试验：验证性试验：以测定物理量值和常数值为主要目标试验。如测量玻璃折射率等。以掌握仪器性能和使用方法，提升操作技能为主要目标试验。如伏-安法测电阻等。第7页（1）试验要确保安全性，无人身危险，操作不宜过繁。要尽可能降低和控制干扰原因。仪器要比较牢靠。设计试验时应注意让基本仪器在不一样试验中重复出现，增加学生练习机会。（2）要求学生在试验前明确试验目标、原理及现象发生大约情况，试验结束后，要求写出试验汇报。（3）引导学生了解观察内容真实性，勉励学生发觉和分析意外现象及异常情况所发生原因。（4）重视引导学生从观察直接兴趣转入操作兴趣，进而经过研究试验和分析试验体会物理本身规律。学生分组试验教学基本要求第8页一、以教师设计为主探究性试验策略一、以教师设计为主探究性试验策略 在试验教学中，为了引导学生探索、发觉物理规律，获取新物理知识，由教师提出或在教师引导下由学生提出问题，设定好试验方案，让学生自己动手，经过一系列观察测量活动去探索研究，从而归纳总结，得出结论。教师和学生共同提出问题、设计方案，学生操作，观察探索，共同分析。准备阶段准备阶段试验阶段试验阶段总结阶段总结阶段 第9页一、以教师设计为主探究性试验策略一、以教师设计为主探究性试验策略 在试验教学中，为了引导学生探索、发觉物理规律，获取新物理知识，由教师提出或在教师引导下由学生提出问题，设定好试验方案，让学生自己动手，经过一系列观察测量活动去探索研究，从而归纳总结，得出结论。教师和学生共同提出问题、设计方案，学生操作，观察探索，共同分析。准备阶段准备阶段试验阶段试验阶段总结阶段总结阶段 首先要选题适当。并不是全部试验都能够作为探究性试验。所选应是那些操作方便、包括理论易懂、试验误差小试验。其次是设计试验程序。试验程序尽可能简单一些，只要能让学生由此得出规律来就行了，无须面面俱到。最终是试验准备。教师要对试验器材认真检验、挑选，为学生顺利进行探究做好准备。第10页一、以教师设计为主探究性试验策略一、以教师设计为主探究性试验策略 在试验教学中，为了引导学生探索、发觉物理规律，获取新物理知识，由教师提出或在教师引导下由学生提出问题，设定好试验方案，让学生自己动手，经过一系列观察测量活动去探索研究，从而归纳总结，得出结论。教师和学生共同提出问题、设计方案，学生操作，观察探索，共同分析。准备阶段准备阶段试验阶段试验阶段总结阶段总结阶段 进行教课时，教师先依据教学内容和目标、要求，启发学生提出问题，进行猜测和假设，使学生明确所要探索内容。接着教师引导学生思索处理该问题将要采取试验方法和伎俩，必要时做一些示范，或强调一些注意事项。然后学生在教师指导下，自己动手做试验，观察试验现象并统计试验数据，同时在头脑中对掌握感性材料做初步分析、处理。第11页一、以教师设计为主探究性试验策略一、以教师设计为主探究性试验策略 在试验教学中，为了引导学生探索、发觉物理规律，获取新物理知识，由教师提出或在教师引导下由学生提出问题，设定好试验方案，让学生自己动手，经过一系列观察测量活动去探索研究，从而归纳总结，得出结论。教师和学生共同提出问题、设计方案，学生操作，观察探索，共同分析。准备阶段准备阶段试验阶段试验阶段总结阶段总结阶段 进行探究式试验目标就是为了获取新知识。但因为学生思维能力还比较有限，归纳和总结都可能比较片面。所以做完试验后，最好是在教师引导下让学生对试验现象或数据进行思索分析，进行归纳和总结，得出对应物理规律，使学生完成从感性认识到理性认识飞跃。第12页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 第13页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 平行板电容器电容与哪些原因相关。第14页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 电容器电容只与其本身结构相关。所以平行板电容器电容可能与其板面积，有没有介质，两板间距相关。学生可能会提出各种猜测，教师要注意与学生一起分析，排除无关猜测。第15页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 依据C=Q/U，保持电容器所带电荷不变，分别改变平行板电容器相对面积，两板间距等，用静电计测量其板间电势差改变。第16页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 保持正对面积S不变，改变两板间距离d。结果是：电容器两极板间电势差随两板间距离减小而 ，随两板间距离增而 。保持两极板间距离d不变，改变两极板正对面积S。结果是：电容器两极板间电势差随正对面积降低而 ，随正对面积增大而 。保持正对面积S和板间距离d不变，在两极板间插入玻璃板或硬纸板等电介质。结果是：电容器两极板间电势差在两极板间插入电介质时减小。第17页提出问题提出问题猜测与假设猜测与假设 设计试验设计试验 搜集证据搜集证据 分析与结论分析与结论 比如：探究决定平行板电容器电容原因 经过上面试验能够得出，平行板电容器正对面积越大，电容越大；两极板间距离越小，电容越大；有电介质时电容变大。经过准确试验和理论论证可得出：平平行行板板电电容容器器电电容容跟跟正正对对面面积积成成正正比比，跟跟两两极极板板间间距距离离成成反反比比，跟跟极极板板间间电电介介质质介介电电常数成正比。常数成正比。计算平行板电容器电容公式是:第18页二、以学生设计为主探究性试验策略二、以学生设计为主探究性试验策略 在课堂教学中，由教师或学生提出问题，让学生自行制订试验计划，设计试验方案，选择试验器材，动手操作，搜集并处理数据，深入归纳得出结论试验。“学生（或教师）提出问题，学生设计，学生操作，探索思索，学生分析”。在此过程中，教师主要任务则是提供仪器设备，解答学生疑问，进行一定提醒或启发，但决不能代替学生设计或操作试验。使学生经历“问题猜测设计实施分析结论”类似科学家探索物理世界过程。第19页以学生设计为主探究试验应该注意以下几点：选题要适当重视过程和方法 重视讨论、交流和评定 第20页以学生设计为主探究试验应该注意以下几点：选题要适当重视过程和方法 重视讨论、交流和评定 所选问题应该比较有趣；以学生设计为主探究试验应该比以教师设计为主探究试验简单一些；所包括物理量不宜过多，试验仪器和操作应比较简单，试验时间也不宜太长。第21页以学生设计为主探究试验应该注意以下几点：选题要适当重视过程和方法 重视讨论、交流和评定 教师应勉励学生主动大胆地参加试验探究，让学生经过探究过程体验到科学乐趣。主要是让学生经历探究过程，学习和体会科学方法，不应过分苛求结果。第22页以学生设计为主探究试验应该注意以下几点：选题要适当重视过程和方法 重视讨论、交流和评定 不一样学生（或不一样组）可能会采取不一样方法，得出结论也可能有一定差异。所以，讨论和交流是必不可少步骤。在此过程中，学生既能够有依据地发表自己意见，又能够听取他人看法，与此同时，评定工作也就自然地开展起来。经过讨论和评定，能够使学生自己区分优劣，分清正误，更加好地了解探究方法和结论。第23页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 第24页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 演示试验目标是为教学服务，为是在试验中发觉规律、了解规律，从而掌握规律。第25页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 演示试验要现象明晰易见，力争简单明了、直观，能充分说明问题，有足够可见度，便于学生观察。试验装置要恰当地优化布局，力争大型化、简单化，并充分利用多媒体伎俩，突出其基本结构原理第26页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 从试验设计、操作到分析都必须坚持实事求是科学态度，教师在操作仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、标准、规范、科学。对真实物理图像近似或模拟，在演示时要向学生说明，以免误解。不能为了使演示效果显著而违反了科学性，更不能弄虚作假。第27页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 演示试验试验装置要牢靠稳固，要有很好现象重复性，到达一次就能成功程度。教师在课堂上演示试验必须确保成功。只有撑握试验原理才能准确地抓住关键条件，从而成功地进行演示。第28页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 在设计和进行演示试验时，必须在启发性上下功夫。首先经过生动演示试验现象启发学生产生问题；其次明确问题产生原因，怎样处理问题，从而启发学生进行探究，使学生在不停思索、探讨中逐步掌握物理规律与知识。第29页第三第三 物理演示试验教学策略研究物理演示试验教学策略研究 演示试验是为了展示物理现象，揭示所研究问题发生、发展过程，引导学生进行观察、思索，并配合教学内容而由教师操作示范试验。目性直观性 科学性 稳定性 启发性 指导性演示试验要求 教师在进行演示试验同时，要指导学生进行观察和思索。对于观察到现象，分析所说明问题，以至引出规律性认识，应尽可能由学生进行，培养学生观察、分析能力。第30页一、课堂演示试验教学设计基本程序一、课堂演示试验教学设计基本程序4决决定定教教学学策策略略、建建立立模模型型，总总体体构思构思1选题选题2制订试验教学目标制订试验教学目标3设计与选择试验方案设计与选择试验方案5确定局部课题确定局部课题6局部设计局部设计7确定总体设计方案确定总体设计方案9试教试教是是11定型（可实施）定型（可实施）8评价评价（合乎要求是否）（合乎要求是否）10评价（修改）评价（修改）（合乎要求是否）（合乎要求是否）选选题题与与试试验验教教学学目标制订目标制订试验方案设计与选择试验方案设计与选择局部设计与总体设计局部设计与总体设计是是方案评价方案评价试教与修改定型试教与修改定型否否否否第31页二、演示二、演示-观察观察-解释（解释（DOEDOE）策略）策略 演示试验包含试验演示、试验观察、试验解释三个过程，常规演示试验教学是教师演示试验，学生观察试验，教师对试验进行解释。这种演示策略能够称为演示-观察-解释（demonstrate-observe-explain，缩写为DOE）策略。在演示-观察-解释策略中，演示主要是教师操作演出试验，有时候也能够请学生充当教师助手或在教师指导下让学生在讲台上操作试验。观察是在试验操作过程中，学生在教师引导下，对试验器材、试验方法、试验过程和试验现象等进行观察和统计。解释不单单是教师对试验现象分析，得出试验结论，从结论中总结物理规律或理论，还包含对器材选取、器材使用、试验方法选择进行必要说明和讲解。在实际演示试验教学中，这三种活动普通都是同时进行。第32页DOE实施过程中注意事项 操作规范操作规范演示成功演示成功现象清楚现象清楚有效引导有效引导缜密讲解缜密讲解 第33页三、主体探究性教学策略三、主体探究性教学策略 探究演示试验教学操作程序 创设情境激发兴趣提出问题确立目标主体参加联络生活教师活动学生活动策略体系演示试验引导观察观察试验统计信息主体参加差异发展指导分析引导假设逻辑思索建立假说主体参加差异发展分享假说引导检验搜集证据验证假说主体参加合作学习提倡反思总结提升反思过程总结评价主体参加联络生活21345试验阶段第34页探究演示试验教学策略类型操作程序策略体系v详细实施v探究v演示v试验提出问题确立目标v主体参加v学生自己提出或教师引导提出有层次、难度适中问题，让学生思索，并写下自己观点；v让学生依据情境统计下自己问题，并用简练语言陈说自己学习目标。v联络生活v利用日惯用具做试验，简单、方便、易懂。v观察试验v统计信息v主体参加v主动主动观察试验；v让学生以信息形式统计自己认为主要现象和与自己学习目标相关事实；v让学生发表自己信息，把大多数学生公认信息展现在黑板或投影仪上。差异发展v让学生统计演示试验过程中信息，并将其概括精练；v提供书上对应内容，让学生研读，统计信息，提供不一样“观察”选择；v教师切勿评论学生各自统计信息，引导学生按主要性将信息排序，并展现自己认为最主要23条信息。第35页v探究v演示v试验v逻辑思索v建立假说v主体参加v让学生依据自己持有或可利用信息进行猜测；v建立假说，让学生列举试验现象或信息作为支持；v让学生以逻辑推理形式展现自己思维过程；v把大多数同学认可假设展现在黑板或投影仪上，并让学生自主选择自己要检验一条或几条假设。差异发展v让学生各自结合自己学习目标进行猜测假设；v让学生依据自己需要，自主选择一个或多个自己认为有意义、有价值假设进行检验；v假如选择多个假设检验，按照主要性排序，然后从最主要假设开始检验。v搜集证据v验证假说v主体参加v以资料式方式来搜集证据、检验假设；v以试验式方式来搜集证据、检验假设。合作学习v组成两人小组，相互讨论，相互补充；v组成“组内异质、组间同质”小组，组长搜集和整理组员结论，进行统计。反思过程总结评价v主体参加v让学生填写设计好进行反思表格（参考表）；v勉励学生自己设计形式进行反思；v开展自评、教师评、小组评等形式评价，撰写汇报；v利用总结语策略，让每个学生发表自己结论。v联络生活v把结论利用到实际生活中去检验，解释问题或现象。第36页四、预测四、预测-观察观察-解释（解释（POEPOE）策略）策略 预测-观察-解释策略（predict-observe-explain，缩写为POE）是在“观察渗透理论”哲学观念和建构主义、前概念、概念转变等教育理论基础上提出一个新型演示策略。这种策略是在试验演示前，学生依据自己已经有知识先对试验现象进行预测，教师演示试验时，学生观察试验，然后学生对所观察现象进行解释。有研究表明这种演示策略对学生对试验现象预测和解释能力提升含有很好效果。在POE策略中，预测、观察和解释详细内容以下：在预测阶段，教师介绍试验内容，学生预测试验现象，学生在小组内讨论预测现象，并在全班解释自己观点。在演示阶段，教师演示试验，学生观察、统计试验现象，小组内讨论试验现象。在解释阶段，学生在全班解释试验现象、预测与试验差异，并对学生不一样观点进行讨论，最终教师进行总结。第37页第四节第四节 试验研究及其教学实施试验研究及其教学实施一、试验研究基本方法1、明确试验目标、内容和要求；2、认真研究试验原理；3、确定试验关键；4、对试验装置、器材和试验条件提出要求并进行选择5、明确操作关键点和注意事项。第38页二、试验教学实施二、试验教学实施1、配合讲解与层层深入2、直观简明与形象生动3、通俗讲解与恰当比喻4、适当设疑与激发兴趣 第39页例：静摩擦力演示 第40页第41页第42页例：冲量演示 第43页例：微小形变演示 第44页例：磁秋千 第45页例：楞次定律演示 第46页例：光折射 第47页第48页