中学物理实验教学资料

1、中学物理教学(jio xu)与物理实验重庆市教科院中教(zhn jio)所中学物理教研室 周智良 重庆市物理教研之家qq群号:59191882共六十七页本讲座(jingzu)中引用了唐果南、 吴加澍、钱振华、李春密等老师的观点和PPT，特此致谢！共六十七页 名言(mngyn)导航 教师的工作决定着学生的前途和命运，决定着一些(yxi)家庭的痛苦和欢乐，决定着祖国的未来和希望。 邵守义 教育是人类历史中的一条连绵的长河，继承传统与发展创新，是它的永恒课题。 张维善共六十七页一、关于(guny)物理学1.物理学研究自然界最基本最普遍的运动形态及其运动发展的规律，这种最基本最普遍的运动形态寓于各种高

2、级复杂的运动形态之中，成为其组成的基础(jch)；物理学研究过程中所形成的物质观、自然观、时空观和宇宙观对整个人类文化都产生了极其深刻的影响。2.物理学研究过程中积累的基础知识，是科学技术的基础也是各行业科技工作者必不可少的基本知识；物理学研究过程中所形的各种思想方法，是科学研究的有效方法，也是培养和提高人才素质的最有效方法；物理学研究过程中所树立的崇尚实践、崇尚理性思维的精神，是创造性人才必须具备的品格。共六十七页3.基础性：物理学是自然科学中的一门普遍适用的基础科学(jch kxu)，它研究的是大到天体、小到基本粒子的各种物质的性质和相互作用，以及它们的运动规律（1从宇观世界到微观世界）。

3、4.实践性：物理学是一门以实验为基础的学科，观察实验及实验方法是物理学发展的基础，实验既是建立物理概念(ginin)、探索物理规律、认识物理世界最基本的手段，又是验证物理假说、检验物理理论真理性的唯一标准。共六十七页5.开放与发展性：物理学是所有自然科学和工程技术的理论基础，物理学代表着一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，把这套方法运用到什么问题上，这问题就变成了物理学的研究内容。可以肯定地说，出现了跃进式发展的学科，必然广泛(gungfn)地应用了物理学的研究成果和研究方法。 Physics is what physicists do!共六十七页物理学是一门应用性极强的学科，已

4、经深入(shnr)到各种产业和日常生活的各个方面，可以说在生活中到处都能碰到物理问题。将已掌握的科学知识、方法应用到日常生活和工作中，必将提高生活质量和工作效率。(电视、手机)(2激光)纵观人类社会的发展，物理学已成为整个科技的先行者，现代技术的基础和人类文化、理性文明的基本组成部分。可以说如果没有物理学，现代世界将失去它的色彩；如果没有物理教育，人类社会将失去它的未来。（3赵凯华）共六十七页2004年6月10日，联合大会鼓掌通过决议，规定2005年为“世界物理年”。决议确认：物理学是认识自然界的基础；物理学是当今众多技术发展的基石(jsh)；物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础。共六十

5、七页物理是什么?物理是一门科学物理是一种智慧物理是一种文化6.吴加澍老师(losh)教育思想观点优化物理教学的策略：以实验为基础，以思维为中心，以过程(guchng)为主线，以変式为手段。教学模式：实验，启思，引探共六十七页物理(wl)是什么?实验基础核心理论(概念,规律,原理)数学表述物理方法应用延伸实验(shyn)科学严密的 理论科学具有方法论性质的科学定量的 精密科学应用广泛的基础科学共六十七页1.课程目标上注重提高全体学生的科学素养。2.物理课程标准中明确提出，物理教学旨在提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，使学生通过学习逐步养成科学方法、科

6、学态度、科学思维习惯、科学世界观，引导学生认识(rn shi)科学和技术的差别、科学技术对社会的影响、技术对环境的影响，强调认识(rn shi)和领悟科学的本质、科学与人文的关系，培养学生的社会责任感等。（课标）二、物理教育(jioy)教学共六十七页3.中学物理学科教学不仅能使学生获得今后进一步学习和发展所必备的基础知识与基本能力，并且对学生科学精神、科学方法和科学态度的培养，以及学生科学世界观和优秀品质的形成具有不可替代的作用。4.学生掌握最初步、最基本的知识（知识、技能、方法），是其应具有的与现代(xindi)生产和现代(xindi)科学技术发展相适应的中等文化修养。共六十七页5.教科书只

7、是众多教学资源的一部分。在从教科书演变成实际教学的过程中，存在着教师创造性劳动的广阔空间。这是展现教师对物理学与物理课程丰富多彩的理解的舞台，它需要师生情感(qnggn)交流、智力交锋、相互启迪、设问释疑、轻松和谐的氛围，这样才能使固化在书本中的一切在学生们心中和手中鲜活起来这是教师的光荣与生命。 （4张维善）共六十七页为何(wih)教?怎么(zn me)教?教什么?(教学目标)为谁教?(教学主体)(教学内容)(教学方法)价值观师生观课程观教学观5.物理教学值得思考的几个本原问题四个问题都与实验有关！共六十七页 物理(wl)学是一门以实验为基础的学科，观察实验及实验方法是物理(wl)学发展的基

8、础，实验既是建立物理(wl)概念、探索物理(wl)规律、认识物理(wl)世界最基本的手段，又是验证物理(wl)假说、检验物理(wl)理论真理性的唯一标准。 三、物理(wl)实验共六十七页美国著名(zhmng)物理学家密立根认为： “科学靠两条腿走路， 一是理论，一是实验。 有时一条腿走在前面， 有时另一条腿走在前面， 但只有使用两条腿才能前进。”共六十七页 自然是沉默不语的，它不会自动(zdng)地告诉人们掩藏在现象背后的本质、规律和内在联系。我们可以把实验看做是人类与自然界的一种“对话”，正是靠着这种对话，迫使自然界做出回答，才能有所发现和收获。 张维善共六十七页观察和实验是物理教学的基本方

9、法，教学中利用实验现象，通过实验结果与学生头脑中的原有概念发生冲突，来创设(chungsh)物理问题情境。实验教学的误区： 教师的独角戏；实验(shyn)程式化； 多媒体实验流行；实验试题化。共六十七页实验需要行动: 尽可能做（态度） 力求做好（技能） 用心(yng xn)去做（技巧、改进、创新）充分发挥演示实验的示范作用: 要目的明确，忌随心所欲。 要明显直观，忌模糊不清。 要安全可靠，忌弄虚作假。 要有启发性，忌难易不分。共六十七页四、物理(wl)实验与中学物理(wl)教学（一）物理实验在物理学发展(fzhn)的作用1.发现新事物和探索新规律。(X射线为例5)2.验证理论。（宇宙大爆炸理论

10、）3.测定常数。（卡文迪许万有引力常数）4.推广应用。（粒子加速器）共六十七页（二）科学实验(k xu sh yn)与教学实验的比较科学实验教学实验目的发现新现象，探索新规律帮助学生掌握知识和学习方法，培养能力，提高素质。内容由需要探索的新问题而定，内容是新的，一般是未知的。按一定的教学目的设计，根据教学实际的需要安排。比较成熟的。形式通过实验观察、测量、记录、计算和分析，总结出规律。使学生形成概念，掌握规律与生活事例相比，实验有下面一些特点(tdin)：实验具有典型性，实验具有重复性，实验具有趣味性，实验具有定性和定量研究的全面性。共六十七页（三）物理实验在教学中的地位1.实验是物理教学的重

11、要基础2.实验是物理教学的重要内容(1)物理实验本身就是物理学的不可分割(b k fn )的重要内容。(2)实验教学是物理教学的重要组成部分。(3)实验是培养学生实验能力(特别是操作能力)的保证。3.实验是物理教学的重要方法(1)实验是物理学研究的重要方法。(2)实验是教师教物理、学生学物理的重要方法。4.实验是物理教学的重要手段共六十七页为什么要上这堂课?它的价值究竟在哪里?这堂课除了知识之外, 还能让学生得到些什么?学生兴趣盎然地参与学习活动,通过一定的过程与方法, 切实掌握了知识和技能. 学会(xuhu)会学乐学(l xu)切实掌握了知识和技能通过一定的过程与方法学生兴趣盎然地参与学习活

12、动 1.三维目标有机整合离不开物理实验（四）物理实验在教学中的作用共六十七页电磁感应(dinc-gnyng)现象电磁感应(dinc-gnyng)的条件电磁感应的规律猜想假设、实验探究的科学方法锲而不舍、十年磨一剑的科学精神电磁互变、世界多样统一的科学观念学术形态（知识、技能）教育形态(过程、方法、情、态、价)，离不开实验以电磁感应为例共六十七页紧扣教学(jio xu)主题引发认知(rn zh)冲突拓展思维空间针对性激发学习兴趣新颖性挑战性适切性开放性符合学生实际2.有效教学需要物理实验以高中“焦耳定律”为例：共六十七页让学生亲历物理(wl)问题（习题）的解决过程 （圆锥摆、物理竞赛中的液体平衡

13、问题、活塞式抽水机）让学生探寻(tn xn)物理规律的发现过程（光的折射课件、教参）让学生体验物理概念的形成过程（涡流、电磁阻尼、电磁驱动、电磁炮） 3.学生知识生成过程和问题的解决过程离不开物理实验共六十七页反思黄恕伯老师的创新实验：问题、思考、实验、改进(gijn)；发明、创造；兴趣、能力、素质；教学、教育！共六十七页让学生体验物理概念(ginin)的形成过程 创设情景抽象加工巩固深化感知材料形成表象分析比较抽象概括变式迁移完善结构（具体）（抽象）（具体）共六十七页让学生探寻物理规律(gul)的发现过程延迟判断给学生(xu sheng)留有足够的的思维时间和空间,使他们对物理结论的判断,产

14、生于经历必要的认知过程之后。共六十七页物理规律(gul)的发现过程提出问题猜想假设应用延伸推理论证实验检验总结规律(演绎法)(归纳法)实验观察分析归纳共六十七页主动性4.物理实验可以(ky)提高学生学习的主动性与有效性。（是积极主动,还是消极被动)（是多数人参与,还是少数人参与）参与的深度参与的态度参与的广度 情感参与）（行为参与 认知参与共六十七页有效果(xiogu)有效率有效(yuxio)能（是否解决了提出的问题,达成了教学目标）（是否以较少的投入取得了较大的收获）（是否促进了学生发展,激发起继续学习的愿望）有效性知识与能力同步提高认知与情感和谐发展共六十七页 5.现代教育(jioy)技术

15、助推实验教学用计算机处理数据(shj)(电子表格；编程斜抛的3种方法研究)计算机模拟物理实验课堂演示，强化学生的直观感觉建立物理模型，方便分析论证展现宏观或微观世界，显示实验中间过程代替危险性较大的实验演示传感器（今年的高考试题）摄像头的使用（实时直播）平板电脑、智能手机网络 视频共六十七页用计算机采集(cij)处理数据的工作原理传感器模拟量线性放大电路A/D转换器模拟通道数字量A/D转换器I/O通道待测物理量去计算机总线采样原理图共六十七页Ot/sx/m简谐运动（4月11日 天津(tin jn) 吕老师）共六十七页6.注重与物理学史紧密联系的实验 以奥斯特实验、磁生电（高考试题）实验为例7.

16、科学(kxu)评价为实验教学插上翅膀 中考、高考试题 研究可以发现一些命题趋势共六十七页 共六十七页8.物理实验(shyn)可以提高教师的研究能力、教学水平，体会教学研究的乐趣。 观察、思考、实践、改进、制作、创新、运用、论文、课题等等。共六十七页9.物理实验的作用培养学生的兴趣和激发学生的求知欲，创设学生有效学习、理解、掌握(zhngw)知识的学习环境；训练学生的科学方法；培养学生的各种能力；培养学生良好的科学素质。用于课堂教学的引入；用于课堂教学中突破难点、突出重点；用于科学探究的各个环节。课堂教学巩固环节分析问题、解决问题。课堂教学结束时，布置课外思考题、小实验、小制作等，把物理学习延伸

17、到课外。结合教师、学生、学校的具体情况，进行物理实验教学共六十七页10.创新实验(shyn)案例光的折射（渔民叉鱼）帕斯卡列桶实验（物理学史系列(xli)实验）良心壶（大气压）静电实验烘箱平面镜中的虚像（无限的深井）教材中肥皂液薄膜干涉演示的改进近视眼、远视眼的成因与矫正微小形变演示共六十七页千人振表面张力（硬币、立方体、正三棱锥）匀速直线运动（气垫导轨、玻璃管中的红色蜡快、纵波(zn b)的产生和传播）矿泉水瓶中的热学实验科技活动生活中、生产中、自然界中的的物理实验共六十七页科技馆中的物理实验小孩玩具中的实验（汽车与轨道(gudo)、磁悬浮、遥控汽车、纵波）家庭装饰材料用作实验材料（双面胶、

18、滑轨等）物理网站中的创新实验。共六十七页共六十七页共六十七页共六十七页共六十七页共六十七页共六十七页共六十七页六、高中物理主体性探究实验(shyn)教学策略的研究共六十七页（一）建构主体性物理探究实验教学模式 一个完整的中学物理教学模式应当包含理论基础、教学目标、操作程序和实现条件四个要素。主体性探究实验教学模式是指学生运用已有的物理知识，教师创设物理情境，以学生为主体，提出问题、建立猜想与假设，设计实验方案，进行实验，评估分析与交流归纳出物理概念或物理规律，从而获取知识、发展能力的一种教学模式。 主体性探究实验教学模式形状像一个苯环，主要有以下几个方面的考虑：第一，苯环的性质比较稳定，与教学

19、模式的特点有一定的相似之处；第二，苯分子是一个平面正六边形构形，形成一个封闭的共轭体系，形成一个浑然的整体。而探究实验教学中的“创设情景，提出问题”、“合理猜想，构想假设”、“制定方案，进行实验”、“取得证据、分析论证”、“表达交流、获取知识”、“巩固扩展、运用知识”这些要素也构成了一个以学生为中心相互关联的整体；第三，学生活动(hu dng)处于苯分子的碳原子的位置，也说明学生在整个主体性探究模式中的重要地位，而教师活动(hu dng)处于苯分子的氢原子位置，起指导、引导的作用，同样是不可或缺的；教学过程以学生为主体展开，而不是以教师为中心，教师起重要的引导作用。共六十七页提出问题确立目标合

20、理猜想构想假设制定方案进行实验收集证据分析论证表达交流获取知识运用知识巩固扩展学生主体创设情境激发兴趣启发引导提倡参与指导分析提倡合作尊重个性尊重差异注重整合提倡反思联系生活注重应用教师活动学生活动图1 主体性探究实验教学模式图共六十七页（二）高中物理探究(tnji)实验的分类1、探究演示实验表1 探究演示(ynsh)实验编号实 验出处页数GB1045演示抽空玻璃筒中的自由落体运动并用打点计时器研究自由落体运动高中必修1第45页GB1058演示桌面的微小弹性形变高中必修1第58页GB1061演示静摩擦力高中必修1第61页GB2014演示弹簧的拉伸，探究弹性势能的表达式高中必修2第14页GB20

21、22机械能守恒小球能摆多高高中必修2第22页GB2032演示钢球离开轨道速度方向与曲线轨道的关系以及钢球在磁铁吸引下的运动高中必修2第32页GB2035演示运动的合成与分解高中必修2第35页共六十七页2、探究(tnji)分组实验编号实 验出处页数GB1034探究小车速度随时间变化的规律高中必修1第34页GB1044利用光电计时器研究自由落体运动高中必修1第44页GB1066探究求合力的方法高中必修1第66页GB1075探究加速度与力、质量的关系高中必修1第75页GB1086用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系高中必修1第86页GB2016探究功与物体速度变化的关系高中必修2第16页GB203

22、8探究平抛运动规律高中必修2第38页GB2051感受向心力，探究向心加速度大小的表达式，并用圆锥摆粗略验证向心力表达式高中必修2第51页表2探究(tnji)分组实验共六十七页（三）探究演示(ynsh)实验探究(tnji)演示实验教学的操作程序 创设情境激发兴趣提出问题确立目标主体参与联系生活教师活动学生活动策略体系演示实验引导观察观察实验记录信息主体参与差异发展指导分析引导假设逻辑思考建立假说主体参与差异发展分享假说引导检验收集证据验证假说主体参与合作学习提倡反思总结提高反思过程总结评价主体参与联系生活21345实验阶段共六十七页探究(tnji)演示实验教学策略类型操作程序策略体系具体实施探究

23、演示实验提出问题确立目标主体参与学生自己提出或教师引导提出有层次的、难度适中的问题，让学生思考，并写下自己的观点；让学生根据情境记录下自己的问题，并用简洁的语言陈述自己的学习目标。联系生活利用日常用品做实验，简单、方便、易懂。观察实验记录信息主体参与积极主动观察实验；让学生以信息的形式记录自己认为重要的现象和与自己的学习目标相关的事实；让学生发表自己的信息，把大多数学生公认的信息展现在黑板或投影仪上。差异发展让学生记录演示实验过程中的信息，并将其概括精练；提供书上相应的内容，让学生研读，记录信息，提供不同的“观察”的选择；教师切勿评论学生各自记录的信息，引导学生按重要性将信息排序，并展现自己认

24、为最重要的23条信息。共六十七页探究演示实验逻辑思考建立假说主体参与让学生根据自己持有的或可利用的信息进行猜测；建立假说，让学生列举实验现象或信息作为支持；让学生以逻辑推理的形式展现自己的思维过程；把大多数同学认可的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的一条或几条假设。差异发展让学生各自结合自己的学习目标进行猜想假设；让学生根据自己需要，自主选择一个或多个自己认为有意义、有价值的假设进行检验；如果选择多个假设检验，按照重要性排序，然后从最重要的假设开始检验。收集证据验证假说主体参与以资料式的方式来收集证据、检验假设；以实验式的方式来收集证据、检验假设。合作学习组成两人小组，相互

25、讨论，相互补充；组成“组内异质、组间同质”的小组，组长收集和整理组员的结论，进行统计。反思过程总结评价主体参与让学生填写设计好的进行反思的表格（参考表）；鼓励学生自己设计形式进行反思；开展自评、教师评、小组评等形式评价，撰写报告；利用总结语策略，让每个学生发表自己的结论。联系生活把结论运用到实际生活中去检验，解释问题或现象。共六十七页四、探究(tnji)分组实验探究(tnji)分组实验的操作程序 创设情境激发兴趣提出问题确立目标启发引导提倡参与合理猜想构想假设主体参与差异发展指导分析提倡合作制定方案进行实验主体参与合作学习差异发展尊重个性尊重差异取得证据分析论证主体参与差异发展注重整合提倡交流

26、表达交流获取知识联系生活注重应用运用知识反思总结主体参与联系生活体验成功主体参与联系生活主体参与合作学习教师活动学生活动策略体系实验阶段213456共六十七页探究(tnji)分组实验的教学策略 类型操作程序策略体系具体实施探究分组实验提出问题确立目标主体参与教师提出一系列问题，让学生分辨哪些是重要的问题，整合问题，提出自己要解决的问题；让学生自由地提出问题，分辨整合，提出自己认为最重要的问题联系生活让学生预习实验，搜集并整理与实验相关的历史故事或事实情境，并与全班分享；让学生根据情境，记录重要的信息，提炼并整合，提出问题，确立目标；让学生审视自己的问题，让他们尽量从实际生活的材料中精辟、简洁地

27、提出自己的问题，确立目标。合理猜想构想假设主体参与根据生活经验和直觉思考提出假设，要求用精练、精辟的字句记录下来；让学生分享自己的假设，把大多数学生认可的猜想假设展示出来，供大家参考；让学生自主选择、自主决策要检验的猜想假设。差异发展让学生以自己提出的问题和已经持有的事实作为依据建立假设；用逻辑图的形式个性化展示提出的问题与假设自己的关系；根据自己的需要，自主选择、自主决策要检验的假设。共六十七页探究分组实验制定方案进行实验主体参与要求学生设计出合理的实验方案；分三个层次让学生根据自己的需要，选择提示的类别，来制定实验方案。合作学习由组长牵头，合理分配实验和交流时间，做好每个组员的记录，得出实

28、验方案；鼓励小组之间展开竞争。差异发展让学生自行设计实验方案；鼓励学生采用自己独特的形式设计方案，并让学生在关键步骤处加上注释；让其他学生在一个学生做实验时，做好记录，记录下实验操作的重要细节、数据以及对别人实验的评价和自己的感想。取得证据分析论证主体参与让学生在进行实验的过程中，把数据或证据记录下来；让学生根据自己记录的“证据”和“伪证据”进行思考；以逻辑图的形式展现自己的思维过程，得出结论。差异发展让学生个性化地将记录下的信息进行归类；让学生根据自己的情况，对自己的猜想假设作出修正或改正。共六十七页探究分组实验表达交流获取知识主体参与让学生们相互陈述自己的结论和得出结论的理由以及过程；让小组长统计组员的结论和证据情况（表），并展现每个小组的结果，供大家参考。合作学习由组长统计并发表本小组组员的结论和证据的个数；让相邻的24格学生进行交流、互补、完善，然后总结出12个结论以及支持的证据，将经