例谈实验教学的强化与优化（吴加澍）(共39张)

例谈实验教学的强化与优化浙江省义乌中学吴加澍三做三优目前一页\总数三十九页\编于十七点二.改进物理实验教学——突出一个优字一.加强物理实验教学——落实一个做字【发言要点】例谈实验教学的强化与优化●真做

●多做

●巧做●优化实验设计●优化实验操作●优化实验分析目前二页\总数三十九页\编于十七点●真做实验——真实性【例】电荷间相互作用库仑定律一.真做强化物理实验教学——“三做”目前三页\总数三十九页\编于十七点【例】电荷间相互作用库仑定律一.真做●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前四页\总数三十九页\编于十七点【例】电荷间相互作用库仑定律一.真做◎教学媒体的选用次序：多媒体技术能够“以假乱真”，但是不应该“以假代真”；过去黑板上做实验不对，现在屏幕上做实验同样不对。实验演示◎这样的做法可取吗？视频播放动画模拟图片展示语言表述●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前五页\总数三十九页\编于十七点一.真做【讨论】怎样确保静电实验的成功？◎静电特点：量少压高

◎实验关键：增加绝缘最容易漏电的部位在哪里？——金属壳与指针之间？——金属壳与塑料塞之间！

接触面涂上蜡烛油●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”◎例如：静电计（验电器）目前六页\总数三十九页\编于十七点【例】电荷间相互作用库仑定律一.真做尼龙丝+蜡烛铝箔桶●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前七页\总数三十九页\编于十七点一.真做【例1】白光的色散与复合●做真实验——科学性白光白光红光紫光白光白光●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”红光紫光目前八页\总数三十九页\编于十七点一.真做【例2】磁现象的电本质感应圈感应圈B=KI/r=4×10-9

T,B﹤B地=10-5T

设I=1mAd=5cm,估算:实验假象！●做真实验——科学性●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前九页\总数三十九页\编于十七点【例3】变化的电场产生磁场并非“磁偏”而是“电偏”！并非“磁偏”而是“电偏”启示：物理教师应具备扎实的实验基础知识。一.真做●做真实验——科学性●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前十页\总数三十九页\编于十七点并非“磁偏”而是“电偏”！【例4】绘制声波干涉图样（一位教师的设计方案）音频发生器这样的设计方案可行吗白纸*问题1：*问题2：设:声波频率f=560HZ

波长λ≈0.6m则△d=λ/2=0.3m

……众多反射波的叠加一.真做●做真实验——科学性●真做实验——真实性强化物理实验教学——“三做”目前十一页\总数三十九页\编于十七点二.多做这样做，将有助于学生更好地——

◎把握物理本质◎揭示知识关键

◎化解学习难点

物理现象是丰富多彩、生动立体的。我们应充分运用实验变式，尽量多做实验，引导学生多层次、全方位地去认识物理世界的真实面貌。强化物理实验教学——“三做”目前十二页\总数三十九页\编于十七点【例1】静电平衡（导体电荷分布）二.多做——把握物理本质*演示1：拾电球与带电圆筒

A的外壁接触；*演示2：拾电球与带电圆筒

A的内壁接触；*演示3：和导线相连的拾电球与带电圆筒A内壁接触；*演示4：有金属长柄的拾电球与带电圆筒A内壁接触。强化物理实验教学——“三做”AB*问题：怎样才能使金属圆筒

B带上尽量多的电荷？目前十三页\总数三十九页\编于十七点【例3】探究电磁感应的产生条件二.多做实验观察归纳结论分析论证*小结：①B不变,S变化；②S不变,B变化.*结论：由于φ＝B·S，所以可用磁通量来描述电磁感应产生的条件。——揭示知识关键*质疑：这样的归纳有什么问题吗？只是体现了B、S变化与φ变化的相关性，未突出用φ变化作为产生条件的必要性。

如果问学生：若B、S都变化，会产生电磁感应吗？——学生一致认定：会！*对策：运用实验，揭示关键强化物理实验教学——“三做”可见这种归纳并没有触及问题的核心:目前十四页\总数三十九页\编于十七点【例3】探究电磁感应的产生条件二.多做实验观察归纳结论分析论证*小结：①B不变,S变化；②S不变,B变化.——揭示知识关键磁通量不变！*启示——B、S的变化并非是回路产生感应电流的本质条件。*演示——

使回路的B和S都发生变化……强化物理实验教学——“三做”*结论：由于φ＝B·S，所以可用磁通量来描述电磁感应产生的条件。目前十五页\总数三十九页\编于十七点【例4】多普勒效应（波源运动）（波源静止）学习难点二.多做——化解学习难点强化物理实验教学——“三做”目前十六页\总数三十九页\编于十七点【例4】多普勒效应◎实验演示——充分感知物理现象“听得见”的多普勒现象“看得到”的多普勒现象振子发波水槽轨道显示屏二.多做——化解学习难点强化物理实验教学——“三做”目前十七页\总数三十九页\编于十七点【例4】多普勒效应◎实验演示——充分感知物理现象◎动画分析——模拟过程理解原理二.多做——化解学习难点强化物理实验教学——“三做”目前十八页\总数三十九页\编于十七点【例4】多普勒效应◎实验演示——充分感知物理现象◎动画分析——模拟过程理解原理◎视频播放——联系实际拓展知识

击波现象（马赫波）二.多做——化解学习难点强化物理实验教学——“三做”目前十九页\总数三十九页\编于十七点●选材——低成本三.巧做【例1】内能变化与做功的关系●设计——高智慧*最简单的实验：

双手将一根橡皮筋迅速拉伸，同时将它紧贴在自己的额头上，感觉有点热；*课本中的实验：强化物理实验教学——“三做”

“一项演示实验使用的材料越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果，这种实验的教育价值往往与仪器复杂程度成反比。”

——麦克斯韦 ●教学——深探究

再让橡皮筋迅速缩短，并让它与自己的额头接触，感觉有点凉。目前二十页\总数三十九页\编于十七点三.巧做【例2】受迫振动和共振*实验:手持纸条前后晃动，使之作受迫振动。*观察:手动频率与纸条振动频率有何关系？*实验:调整手动频率，使纸条A的振幅最大；再依次使纸条B或C的振幅达到最大。ABC*比较:当振幅最大时，手动频率与纸条自由振动时的频率（固有频率）有何关系？*总结:产生共振现象的条件……强化物理实验教学——“三做”f受迫=f驱动f驱动=f固有●选材——低成本●设计——高智慧●教学——深探究目前二十一页\总数三十九页\编于十七点●从两则教学案例说起◎教法1◎教法2◎教法3*出示题目：如图所示，当磁铁插入时，铜环将如何运动？*实验验证：磁铁插入，铜环向左运动。*实验演示：磁铁插入，铜环向左运动。*解释原理：为什么？……*学生猜想：磁铁插入，铜环将……*实验观察：磁铁插入，铜环向左运动。*解释原理：为什么？……比较一下：哪种教法更好？不同的呈现方式：不同的演示策略：②实验情景②实验—观察—解释③预测—实验—解释①习题形式【例1】“楞次定律”的应用优化物理实验教学——“三优”目前二十二页\总数三十九页\编于十七点●从两则教学案例说起【例2】“光的全反射”的引入◎教法1◎教法2*演示实验：逐渐增大入射角……*教师指出：这就是光的全反射现象。*学生思考：一束光线从玻璃（n=√3）射入空气，已知入射角为60°，问：折射角是多少？解1：由sin60°/sinθ

=√3得θ=30°解2：由sinθ/sin60°=√3得sinθ=1.5*观察实验：光从玻璃以60°射入空气，没有折射光线！*提出课题：……××优化物理实验教学——“三优”【例1】“楞次定律”的应用

前者只是客观地呈现了物理现象，后者则能引起认知冲突，激发学习动机，因而教学效果更好。目前二十三页\总数三十九页\编于十七点●从两则教学案例说起●启示——

诸如此类的例子还有很多。说明做同样一个实验，甚至采用相同的仪器，但教学的效果却可能大相径庭。

因此，我们在加强实验“硬件建设”的同时，更要重视实验的“软件设计”，优化物理实验教学，最大限度地发挥物理实验的作用。优化物理实验教学——“三优”【例2】“光的全反射”的引入【例1】“楞次定律”的应用目前二十四页\总数三十九页\编于十七点实验教学基本环节突出实验原理渗透物理思想创设探究情景拓展实验过程实验分析观察思维同步理解物理本质实验操作实验设计【优化实验教学的策略】优化物理实验教学——“三优”目前二十五页\总数三十九页\编于十七点一.

突出实验原理，渗透物理思想目的原理方案实施结论实验“三问”*这个实验应该怎样做？*这个实验为什么这样做？*这个实验还可以怎样做？——知其然——知其所以然——知其所尽然优化物理实验教学——“三优”目前二十六页\总数三十九页\编于十七点【例1】经典实验：库仑扭秤实验◎一种流行的教法：

演示实验——获得数据——总结规律*科学性问题：*教育性问题:实验的精确性？结论的普遍性？

淡化了库仑扭秤实验的教育内涵!由此得出库仑定律的教法有问题吗？一.

突出实验原理，渗透物理思想优化物理实验教学——“三优”目前二十七页\总数三十九页\编于十七点【例1】经典实验：库仑扭秤实验小球间距游丝扭角

第一次3636°

第二次18144°

第三次8.5575.5°巧妙的思想方法221rQQKF=δ≤6×10-16

物理学家的智慧和勇气转化放大、平分电量

2±δ对科学真理的不懈追求一.突出实验原理，渗透物理思想优化物理实验教学——“三优”目前二十八页\总数三十九页\编于十七点【例2】演示实验：平行板电容器的电容C=Q/UUQ不变控制变量转化原理θ电容计(直接测量)(间接测量)

这种改进可取吗一.突出实验原理，渗透物理思想优化物理实验教学——“三优”目前二十九页\总数三十九页\编于十七点【例3】学生实验：用单摆测重力加速度讨论：结合学过的知识，你可用怎样的方法测出本地重力加速度的值？(1)悬挂法:T=mg(2)落体法:h=1/2gt2(3)斜面法:S=1/2gsinαt2(4)平抛法:S=V0

2h/g(5)单摆法:T=2πL/g……实验要求可能方案设计可行分案

选优

(发散)(收敛)一.突出实验原理，渗透物理思想优化物理实验教学——“三优”目前三十页\总数三十九页\编于十七点【例】“光电效应”实验◎课本的演示方法分析：一般紫外线频率为1015～1017HZ，锌板极限频率约为8×1014HZ，

据此估算，锌板的电势在100

v～102v范围内，不足以使静电计指针张开。二.创设探究情景，拓展实验过程——实验为何难以成功？ehUm)(0nn-=mveUm212=hmv212nh0n-=优化物理实验教学——“三优”目前三十一页\总数三十九页\编于十七点+++◎常用的演示方法①预带负电法②附加电场法③电容辅助法方法①:是失去“多余电子”的现象？是否空气电离作用？方法②:为什么要附加电场？是光电效应的必要条件吗？方法③:为什么要另加一块极板？……～～～【例】“光电效应”实验优化物理实验教学——“三优”二.创设探究情景，拓展实验过程

这些方法有何不足目前三十二页\总数三十九页\编于十七点◎常用的演示方法①预带负电法②附加电场法③电容辅助法【例】“光电效应”实验

这种单一化的操作，一步到位的教学，不利于学生对物理现象及本质的理解，也难以激发学习的积极性。

我们应按科学的本质开展实验教学，尽可能为学生提供一种探究的情景，引导他们通过不同的角度和方法，去认识物理世界的真实面貌。

这些方法有何不足优化物理实验教学——“三优”二.创设探究情景，拓展实验过程

力求做到：撇开次要因素，排除干扰因素，突出本质因素，使所要研究的物理现象以更为简化和纯化的形态显露出来。目前三十三页\总数三十九页\编于十七点◎改进的演示方法紫外线照射带负电锌板紫外线照射不带电锌板白炽灯光照射锌板表面紫外线照射带正电锌板锌板附近设置反向电场紫外线照射其它金属板（忽略次要因素）（突出本质因素）（排除干扰因素）因空气电离？为何不张开？说明了什么？【例】“光电效应”实验优化物理实验教学——“三优”二.创设探究情景，拓展实验过程目前三十四页\总数三十九页\编于十七点三.观察思维同步，理解物理本质

——物理实验教学，同样离不开实验观察和理性思维

这两只脚。●密立根：科学是在用理论和实验这两只脚前进的。有时是这只脚先迈出一步，有时是另一只脚先迈出一步，但是前进要靠两只脚……BαACEFDFαTP点评只有实验观察，缺失理性思维！优化物理实验教学——“三优”关系一目了然问题迎刃而解【例】如图，两轻环E和D分别套在光滑杆AB和AC上，AB和AC夹角为α，环E与D用细线连接．一恒力F沿AC方向拉环D，当两环平衡时，细线上张力等于

目前三十五页\总数三十九页\编于十七点三.观察思维同步，理解物理本质优化物理实验教学——“三优”【例1】静电感