物理实验教学策略研究市公开课金奖市赛课一等奖课件

物理试验

教学策略研究李春密：北京师范大学物理系专家/试验教学研究专家第1页第1页发觉新事物和摸索新规律验证理论测定常数推广应用

物理试验是有目的、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，从而进行认真观测，获取大量资料一个科学研究办法。主要特点可控性可重复性主要作用第2页第2页第一物理试验教学概述

科学试验与教学试验比较科学试验教学试验目的发觉新现象，摸索新规律帮助学生掌握知识和学习办法，培养能力，提升素质。内容由需要摸索新问题而定，内容是新，普通是未知。按一定教学目的设计，依据教学实际需要安排。比较成熟。形式通过试验观测、测量、统计、计算和分析，总结出规律。通过探究等办法使学生形成概念，掌握规律物理试验教学概述第3页第3页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、增进学生对知识掌握3、训练学生科学办法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第4页第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.能按要求正确完毕试验操作，分析和处理所得试验数据。5.学习操作物理试验仪器、观测物理现象基本技能、技巧。6.学习和初步利用误差理论。7.明了观测和试验手段研究物理现象基本程序。8.培养学生在物理试验中观测、思维和操作能力。9.使学生端正试验态度，养成良好习惯，培养摸索精神。10.使学生感受学习物理乐趣，激发求知欲和动手操作兴趣。物理试验教学概述第5页第5页第二、学生分组试验教学策略研究

学生分组物理试验，是指教师依据课程原则，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，独立完毕试验操作，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。理解基本试验仪器结构、原理，学会基本仪器使用摸索和验证物理规律培养学生独立试验能力分组试验目的第6页第6页以验证已学过物理规律为主要目的试验。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的试验。如测量玻璃折射率等。以掌握仪器性能和使用办法，提升操作技能为主要目的试验。如伏-安法测电阻等。第7页第7页（1）试验要确保安全性，无人身危险，操作不宜过繁。要尽也许降低和控制干扰原因。仪器要比较牢固。设计试验时应注意让基本仪器在不同试验中重复出现，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）引导学生了解观测内容真实性，勉励学生发觉和分析意外现象及异常情况所发生原因。

（4）重视引导学生从观测直接兴趣转入操作兴趣，进而通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页第8页一、以教师设计为主探究性试验策略

在试验教学中，为了引导学生摸索、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，通过一系列观测测量活动去摸索研究，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，观测摸索，共同分析。准备阶段试验阶段总结阶段

第9页第9页一、以教师设计为主探究性试验策略

在试验教学中，为了引导学生摸索、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，通过一系列观测测量活动去摸索研究，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，观测摸索，共同分析。准备阶段试验阶段总结阶段

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。试验程序尽也许简朴一些，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页第10页一、以教师设计为主探究性试验策略

在试验教学中，为了引导学生摸索、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，通过一系列观测测量活动去摸索研究，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，观测摸索，共同分析。准备阶段试验阶段总结阶段

进行教学时，教师先依据教学内容和目的、要求，启发学生提出问题，进行猜想和假设，使学生明确所要摸索内容。接着教师引导学生思考处理该问题将要采用试验办法和手段，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，观测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页第11页一、以教师设计为主探究性试验策略

在试验教学中，为了引导学生摸索、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，通过一系列观测测量活动去摸索研究，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，观测摸索，共同分析。准备阶段试验阶段总结阶段

进行探究式试验目的就是为了获取新知识。但由于学生思维能力还比较有限，归纳和总结都也许比较片面。因此做完试验后，最好是在教师引导下让学生对试验现象或数据进行思考分析，进行归纳和总结，得出相应物理规律，使学生完毕从感性结识到理性结识奔腾。第12页第12页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

分析与结论

比如：探究决定平行板电容器电容原因

第13页第13页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

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页第14页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

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。因此平行板电容器电容也许与其板面积，有无介质，两板间距相关。学生也许会提出各种猜想，教师要注意与学生一起分析，排除无关猜想。

第15页第15页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

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页第16页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

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减少而

，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页第17页提出问题猜想与假设

设计试验

搜集证据

分析与结论

比如：探究决定平行板电容器电容原因

通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。通过准确试验和理论论证可得出：平行板电容器电容跟正对面积成正比，跟两极板间距离成反比，跟极板间电介质介电常数成正比。计算平行板电容器电容公式是:第18页第18页二、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，让学生自行制定试验计划，设计试验方案，选择试验器材，动手操作，搜集并处理数据，进一步归纳得出结论试验。“学生（或教师）提出问题，学生设计，学生操作，摸索思考，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——猜想——设计——实行——分析——结论”类似科学家摸索物理世界过程。第19页第19页以学生设计为主探究试验应当注意下列几点：选题要适当注重过程和办法注重讨论、交流和评估

第20页第20页以学生设计为主探究试验应当注意下列几点：选题要适当注重过程和办法注重讨论、交流和评估

所选问题应当比较有趣；以学生设计为主探究试验应当比以教师设计为主探究试验简朴一些；所涉及物理量不宜过多，试验仪器和操作应比较简朴，试验时间也不宜太长。第21页第21页以学生设计为主探究试验应当注意下列几点：选题要适当注重过程和办法注重讨论、交流和评估

教师应勉励学生积极大胆地参与试验探究，让学生通过探究过程体验到科学乐趣。主要是让学生经历探究过程，学习和体会科学办法，不应过度苛求结果。第22页第22页以学生设计为主探究试验应当注意下列几点：选题要适当注重过程和办法注重讨论、交流和评估

不同学生（或不同组）可能会采取不同方法，得出结论也可能有一定差异。因此，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23页第三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，引导学生进行观测、思考，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24页第三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，引导学生进行观测、思考，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

演示试验目的是为教学服务，为是在试验中发觉规律、理解规律，从而掌握规律。第25页第25页第三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，引导学生进行观测、思考，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，力争简朴明了、直观，能充足阐明问题，有足够可见度，便于学生观测。试验装置要恰当地优化布局，力争大型化、简朴化，并充足利用多媒体手段，突出其基本结构原理第26页第26页第三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，引导学生进行观测、思考，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、原则、规范、科学。对真实物理图像近似或模拟，在演示时要向学生阐明，以免误解。不能为了使演示效果明显而违反了科学性，更不能弄虚作假。第27页第27页第三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，引导学生进行观测、思考，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固稳固，要有较好现象重复性，达到一次就能成功程度。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干准确地抓住关键条件，从而成功地进行演示。第28页第28页第三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，引导学生进行观测、思考，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。首先通过生动演示试验现象启发学生产生问题；另一方面明确问题产生原因，如何处理问题，从而启发学生进行探究，使学生在不断思考、探讨中逐步掌握物理规律与知识。第29页第29页第三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，引导学生进行观测、思考，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，要指导学生进行观测和思考。对于观测到现象，分析所说明问题，以至引出规律性认识，应尽也许由学生进行，培养学生观测、分析能力。第30页第30页一、课堂演示试验教学设计基本程序4．决定教学策略、建立模型，总体构思1．选题2．制定试验教学目的3．设计与选择试验方案5．拟定局部课题6．局部设计7．拟定总体设计方案9．试教是11．定型（可实行）8．评价（合乎要求是否）10．评价（修改）（合乎要求是否）选题与试验教学目的制定试验方案设计与选择局部设计与总体设计是方案评价试教与修改定型否否第31页第31页二、演示-观测-解释（DOE）策略

演示试验包括试验演示、试验观测、试验解释三个过程，常规演示试验教学是教师演示试验，学生观测试验，教师对试验进行解释。这种演示策略能够称为演示-观测-解释（demonstrate-observe-explain，缩写为DOE）策略。在演示-观测-解释策略中，演示主要是教师操作表演试验，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。观测是在试验操作过程中，学生在教师引导下，对试验器材、试验办法、试验过程和试验现象等进行观测和统计。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，还包括对器材选取、器材使用、试验办法选择进行必要阐明和解说。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页第32页DOE实行过程中注意事项操作规范演示成功现象清楚有效引导缜密解说第33页第33页三、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的主体参与联系生活教师活动学生活动策略体系演示试验引导观测观测试验统计信息主体参与差别发展指导分析引导假设逻辑思考建立假说主体参与差别发展分享假说引导检查搜集证据验证假说主体参与合作学习提倡反思总结提升反思过程总结评价主体参与联系生活21345试验阶段第34页第34页探究演示试验教学策略类型操作程序策略体系详细实行探究演示试验提出问题确立目的主体参与①学生自己提出或教师引导提出有层次、难度适中问题，让学生思考，并写下自己观点；②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的。联系生活利用日惯用具做试验，简朴、以便、易懂。观测试验统计信息主体参与①积极积极观测试验；②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的相关事实；③让学生发表自己信息，把大多数学生公认信息呈现在黑板或投影仪上。差别发展①让学生统计演示试验过程中信息，并将其概括精练；②提供书上相应内容，让学生研读，统计信息，提供不同样“观测”选择；③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，并呈现自己认为最主要2～3条信息。第35页第35页探究演示试验逻辑思考建立假说主体参与①让学生依据自己持有或可利用信息进行猜想；②建立假说，让学生列举试验现象或信息作为支持；③让学生以逻辑推理形式呈现自己思维过程；④把大多数同窗认可假设呈现在黑板或投影仪上，并让学生自主选择自己要检查一条或几条假设。差别发展①让学生各自结合自己学习目的进行猜想假设；②让学生依据自己需要，自主选择一个或多个自己认为故意义、有价值假设进行检查；③假如选择多个假设检查，按照主要性排序，然后从最主要假设开始检查。搜集证据验证假说主体参与①以资料式方式来搜集证据、检查假设；②以试验式方式来搜集证据、检查假设。合作学习①构成两人小组，互相讨论，互相补充；②构成“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。反思过程总结评价主体参与①让学生填写设计好进行反思表格（参考表）；②勉励学生自己设计形