初中物理实验教学.ppt

浅谈初中物理实验教学 临夏回民中学娄高华2014 4 24 课程性质 义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程 此阶段的物理课程应注意让学生经历实验探究过程 学习科学知识和科学探究方法 提高分析问题及解决问题的能力 课程标准 2011版 前言 课程基本理念 共5点 一 面向全体学生 提高学生科学素养以学生终身发展为本 以提高全体学生科学素养为目标 为每个学生的学习与发展提供机会 关注学生的个体差异 使每个学生学习科学的潜能都得到发展 二 从生活走向物理 从物理走向社会贴近学生生活 符合学生认知特点 激发并保持学生的学习兴趣 让学生通过学习和探索掌握物理学的基础知识与基本技能 并能将其应用于实践 为以后的学习 生活和工作打下基础 四 提倡教学方式多样化 注重科学探究在教学中 根据教学目标 教学内容及教学对象灵活采用教学方式 提倡教学方式多样化 注重采用探究式的教学方法 让学生经历探究过程 学习科学方法 培养其创新精神和实践能力 鼓励在物理教学中合理运用信息技术 一 知识与技能 4 了解物理学及其相关技术发展的大致历程 知道物理学不仅含有物理知识 而且还含有科学研究的过程与方法 科学态度与科学精神 5 有初步的实验操作技能 会用简单的实验仪器 能测量一些基本的物理量 具有安全意识 知道简单的数据记录和处理方法 会用简单图表等描述实验结果 会写简单的实验报告 课程标准 2011版 课程目标 二 过程与方法 2 通过参与科学探究活动 学习拟定简单的科学探究计划和实验方案 有控制实验条件的意识 能通过实验收集数据 会利用多种渠道收集信息 有初步的信息收集能力 三 情感态度价值观1 有学习物理的兴趣 有对科学的求知欲 能保持对自然界的好奇 了与探索自然 能领略自然界的美妙与和谐 对大自然有亲近 热爱及和谐相处的情感 课程标准 2011版 课程内容 课程内容由科学探究和科学内容两部分组成 附录3科学探究实例 例1什么情况下磁可以生电例2探究凸透镜成像的规律例3比较材料的保温性能以上三个实例中两个就是实验探究 一 学生实验 二 演示实验 三 为引入新课而设计的有趣实验 四 为了解答疑难问题而设计的实验 五 课外小实验 六 多媒体视频或动画 1 用刻度尺测量长度 用表测量时间2 测量平均速度3 用常见温度计测温度4 探究水沸腾时温度变化的特点5 探究光的反射定律6 探究平面镜成像时像与物的关系7 探究凸透镜成像的规律8 用天平测量物体的质量9 测量固体和液体的密度 课程标准列出的20个必做的学生实验 八年级上 学生实验 10 用弹簧测力计测量力11 测量水平运动的物体所受的滑动摩擦力12 探究浮力的大小与哪些因素有关13 探究杠杆的平衡条件 八年级下 学生实验 14 连接简单的串联电路和并联电路15 用电流表测量电流16 用电压表测量电压17 探究电流与电压 电阻的关系18 测量小灯泡的电功率19 探究通电螺线管外部磁场的方向20 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 九年级 其中基本操作类实验7个 红色显示 探究性实验9个 蓝色显示 测定性实验4个 学生实验 探究是个体围绕着问题或任务进行的一种探索活动 探究是解决问题的过程 必须确定问题的焦点所在 要把问题具体化 切忌无目的猜想 故明确 具体的问题是有效探究的起点 学生实验 以 探究平面镜成像的特点 为例 案例1老师 你们猜想平面镜成像有什么特点 你们猜想像与物之间有什么关系 学生 我猜想 物和像等大 物与像的大小关系与物到镜的距离有关 老师 你们猜想像是正立还是倒立的 像是实像还是虚像 学生 我猜想 像是虚像 像是正立的 老师 关于平面镜成像你们还有什么猜想 学生 猜想像的大小与视角有关 猜想有些像我们看不到 学生学生只是根据日常生活的经验 没有目的进行猜想 他们根本不知道为什么要探究像与物到平面镜距离 为什么要比较像与物的大小 只有发散思维 没有要求学生对发散思维得到的猜想进行理性思考 学生的猜想可能脱离 主题 而且因为没有明确 具体的探究问题 完成此实验后学生的能力不会有多大的提高 学生实验 案例2老师 今天我们要探究平面成像的特点 你们按课本要求操作 然后把观察得到的实验数据记录在以下表格 只是按课本所列的实验步骤重复一次 学生得到的只是表层的知识 不清楚每一个实验步骤目的 不明白得到实验数据有什么关联性 如实验为什么要进行四次 这四次实验物是否都放在同一位置 还是物要放在不同的位置 完成实验后 科学探究的方法学生没有掌握多少 学生独立解决问题的能力并没有得到多大的提高 案例3老师 今天我们实验的目的是 为了确定平面镜所成的像所在的位置 及准确画出像形状 请你们写出为了达到这实验目的 需要研究平面镜所成的像哪些特点 并要说明理由 老师 请说说你想研究的内容 学生1 因为我们要确定像所在的位置 而这位置好像与物 平面镜的位置有关 所以我们要画出平面镜 物 像的位置 学生2 因为我们要准确画出像的形状 而根据我们平时照镜子 我们发现像与物是相似的 所以我们要找出物与像的大小关系 还要知道其上 下 左 右有没有颠倒 老师 上 下 左 右有没有颠倒的意思是 学生2 像对于物是正立还是倒立 像的左边 是不是物的右边 学生3 实验目的是描出像的形状 如果我们用白纸在平面镜的后面承接像 再按它的样子描下就可以知道像的形状 白纸所在的位置就是像的位置 教师开门见山先给出一个明确 具体的探究问题 让学生能聚焦问题的最重要的元素 考虑自己要知道 想知道 已知道的事项 这样学生的思考 探究都会有一主方向 老师与学生一起讨论可以细化其发散思考得到的一些猜想进行 学生会明确要解决的问题 而且能根据问题思考探究的步骤 通过对他提出的方案进行分析就很容易引导学生知道实验为什么要用玻璃代替平面镜 为什么要选用两根相同的蜡烛做实验 学生实验 经过上述的教学活动后 师生就有以下一段对话 学生 老师实验器材不应用蜡烛 应选用两个一样的不规则物体 老师 为什么不用蜡烛 学生 物的形状不能是规则的 不然无法判断物与像是否有左右颠倒 若选用正方体更不行 因为那样就无法判断像是正立还是倒立 从学生与老师这段对话我们可以感受到 一个明确 具体的探究问题 对探究活动的顺利进行 对培养学生科学探究能力是何其重要 学生实验 探究性实验要设计有利于学生发现 总结物理知识的探究 情景 要注重探究的七个要素 以 探究水沸腾时温度变化的特点 为例 以 探究光的反射规律 为例 以 探究凸透镜成像规律 为例 以 探究通电螺线管外部磁场的方向 为例 学生实验 以 探究浮力大小与哪些因素有关 为例 以 探究杠杆的平衡条件 为例 基本操作类实验主要让学生会使用测量工具 掌握操作方法 包括读数 注意事项 能排除故障等 重在培养学生的基本实验技能 必做的实验中共涉及8种测量工具 分别是刻度尺 天平 秒表 弹簧测力计 温度计 量筒 电流表 电压表 要让学生从结构 作用 读数方法 测量范围 分度值 调零 使用规则等方面进行比较 对于象天平 弹簧测力计 温度计等仪器除了上面所述外 还要了解它们的工作原理 正确使用的步骤及注意点等 如果学生不能熟练的使用这些仪器 就谈不上用它们进行正确的测量 更不可能去设计实验 所以 此类实验必须要有严格的实验步骤 学生实验 改为温度计或弹簧测力计 学生实验 电流表与电压表的比较 学生实验 若正负接线柱接反了会产生什么后果 若电流表并联在灯泡的两端 会造成什么后果 若正负接线柱接反了会产生什么后果 若电压表串联在灯泡的两端 会造成什么后果 测定性实验就是运用已学过的知识和熟悉的器材测定一些物理量而进行的实验 要完成这些实验 必须理解实验所依据的原理 明确实验的条件 步骤和过程 再到实验室进行实际的测量 即要求学生熟练掌握实验原理 实验方法 从中推出用什么测量器材 设计什么实验步骤 特别是一些关键的步骤顺序 如何对实验数据进行处理等 总结不同的实验过程中各种做法的目的和作用 总结设计思路 在测量工具不够的情况下 如何解决未知物理量的测量思路 学生实验 初中教材列出的测定性实验都是重点实验 很多老师把测密度和测电阻 或功率 称为是初中物理的两大经典实验 其重视程度可见一斑 但由于探究模式的影响 冲淡了这种测定性实验中实验步骤 这类实验要分两部分完成 第一步要引导学生理出实验原理 要测的物理量 所需的器材 保证实验进行应该有的必须的实验步骤 数据记录表格 第二步再让学生进行具体的实验操作 操作之前老师应该板书实验原理 要测的物理量 所需的器材 实验步骤 数据记录表格 学生实验 案例 测量小灯泡的电功率 案例 测量固体和液体的密度 案例 测量物体运动的速度 学生实验 应该做的演示实验1 探究固体熔化时温度的变化规律2 探究光折射时的规律3 探究同种物质的质量与体积的关系4 探究重力大小与质量的关系5 阻力对运动物体的影响6 探究二力平衡的条件7 研究影响滑动摩擦力大小的因素8 探究影响压力作用效果的因素9 液体内部的压强研究 演示实验 10 探究固体熔化时温度的变化规律11 测量铝块浸没水中所受的浮力12 探究浮力的大小跟排开液体所受的重力的关系13 探究物体的动能跟哪些因素有关14 研究动滑轮和定滑轮的特点15 使用动滑轮是否省功16 测滑轮组的机械效率17 做功可以改变物体内能18 电学 15 19章 中的所有实验 演示实验 演示实验要精心准备 反复调试 忌课前准备不充分 教师在使用仪器 连接和装配仪器及演示现象时动作要准确 标准 忌操作不规范 教师在介绍实验仪器 阐述实验过程和总结实验结论时 语言必须准确 忌实验用语不准确 不能先由教师做给学生看 再讲给学生听 使演示与讲解脱节 忌唱独角戏 不让学生参与配合 要现象清楚 而且还要面向全体学生 忌可见度低 实验装置设备尽可能使用学生生活中常见的 常用的物品组合 忌用模型代替 一幢华丽的大楼 你看一眼再复认时 不用语言表达 便能认出 而让你读一遍作家对这一大楼的文字表述后 再去复认这一指定的大楼时 始终比不上 你曾看一眼的功夫 演示实验 案例1 如 探究固体熔化时温度的变化规律 的实验中 用冰代替海波 案例2 观察水的沸腾 实验中 将烧杯改为锥形瓶或大试管 用易拉罐中倒入酒精代替酒精灯作为加热器材 案例3 演示 光沿直线传播 的实验中 可自制烟雾室 学生激光笔发出激光照射 可看到一条笔直的光路 案例4 演示 摩擦力方向 的实验中 用长毛刷可清晰的显示摩擦力的方向 案例5 演示 做功可以改变物体内能 的实验中 空气压缩引火仪内放火柴头代替棉花 演示实验 在测定性的演示实验中 对学生提出的实验方案要逐一分析 不能用简单的话语否定 并要引导学生提出多种方案 案例6 如 测滑轮组机械效率 的实验中 基本原理 W有 W总 Gh Fs 需用弹簧测力计测出重物的重力G 绳子自由端的拉力F 用刻度尺测出重物提升的高度h 绳子末端移动的距离s 也可以实验原理公式可变通为 Gh Fs Gh Fnh G nF 此时可只需用弹簧测力计测出重物的重力G 绳子自由端的拉F 观察承担物重的绳子的段数 即可方便地测出滑轮组的机械效率 变通实验原理公式 使实验方案更为简洁 实验结果更为准确 演示实验 案例7 如 测盐水密度 的实验中 学生提出的探求有多种 方法一 用天平称出空烧杯的质量m1 烧杯内倒入盐水称出总质量m2 把烧杯内的盐水全部倒入量筒中 读出盐水的体积v 计算 m2 m1 v 方法二 用天平测出烧杯和盐水的总质量m1 把烧杯内的盐水全部倒入量筒内读出盐水的体积v 用天平称出空烧杯的质量m2 计算 m1 m2 v 方法三 用天平称出空量筒的质量m1 量筒内倒入适量的盐水 读出盐水的体积v 用天平称出量筒和盐水的总质量m2 计算 m2 m1 v 方法四 用天平测出烧杯和盐水的总质量m1 把烧杯内的盐水倒入量筒中一部分 读出盐水的体积v 用天平称出烧杯和剩余盐水的质量m2 计算 m1 m2 v 方法四弃掉了以上三种方法弊端 使测量简洁而又准确 定为最佳策略 演示实验 案例8 摩擦力 为了探究影响摩擦力的大小因素 需要设计一个演示实验来获取摩擦力与运动 接触面积的关系 过一个演示实验中要精确地收集几组不同的物理事实 为了防止学生注意力分散 可以把整个演示实验合理地分解成 根据相关信息提出问题 并作出合理的猜想 根据实验器材设计实验 通过实验收集必要的数据 和 分析数据得出结论 四个部分 并相应地设计成四个递进的问题 把一个复杂的演示实验通过四个相关的问题设计来主 这样既有利于学生理解演示实验的整体框架 又有利于学生参与到整个演示实验的思维之中 演示实验 案例9 探究光的反射规律 中 如果探究目标确定为培养学生的设计能力 则演示实验其它部分可以略微提示 教学重点放在设计实验方案上制订上 通过师生一起对科学研究方法的分析 理清实验器材与猜想假设之间的关联 最终确定有效的实验方案 如果探究目标确定为培养学生猜想假设的能力 演示实验的重点就应该设计在实验的导入上 通过一系列的物理事实来引导学生对入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角的关系作出猜想 如果探究实验目标确定为培养学生数据分析能力 则演示实验的教学重点就应设计在数据表格的分析与归纳上 通过测量 观察 比较数据 引导学生分析与判断数据间的关系 得出结论 同一个探究式的演示实验会有不同的设计 只要能体现演示实验的某些重点 都是可行的 这样在不同的的探究演示实验中 让学生有所侧重的深入体验某一个探究环节 通过教师有目的有计划的培养 学生的探究能力将不断提高 演示实验 引入实验 使用实验导入新课 是学习者和新的学习课题之间创设理想的诱发情景 激发学生学习兴趣和愿望 明确学习目的 动员必要的已有经验和认识 运用学会的学习方法 在学生建立完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中 实验室最活跃最具生命的部分 这种导入要求老师创设实验情景 用身边的材料自制器材 取材方便 提供新颖 趣味性强 巧妙的小实验 还要注意应用语言的艺术魅力 激其情又能引其疑 案例4 用强磁铁中通以盐水 电流表转动 引入磁生电 案例5 用带线的纸板演示引入二力平衡的条件 案例6 带电气球引入两种电荷及电荷间的相互作用 案例1 引入 摩擦力 时 一起进行 光滑的塑料筷子捡玻璃球 和 拉两本一页一页叠放后的书 的实验 案例2 用易拉罐演示大气压强的实验 让学生从视觉 声音上都能强烈感受到大气压强的存在 案例3 用强磁铁和干电池制成小型电动机 引入磁场对电流的作用 引入实验 案例7 用笔帽和大饮料瓶 自制潜水艇 引入浮力 案例8 自制蜡烛抽水机 引入水泵 引入实验 案例10 用课后练习中的小实验引入课堂内容 案例9 将铁钉以2厘米间距密布在光滑木板上 用502胶固定 四角用铅笔做柱 可做成教材上的钉板 成功演示放在大量钉尖上的气球受压而不破 引入影响压力作用效果的因素 答疑实验 学生在做题时有些问题学生不理解 特别是电学中的 需要老师通过实验来解答 问题就会一目了然 如图所示的电路中 电源电压不变 闭合开关S后 灯L1 L2都发光 一段时间后 其中一灯突然熄灭 而电流表 电压表的示数都不变 则产生这一现象的原因是 A 灯L1短路B 灯L2短路C 灯L1断路D 灯L2断路 如图所示 灯泡L1和灯泡L2串联在电路中 为了帮助同学们理解故障原因 可做模拟实验 实验四 模拟灯L2断路的情形 将灯L2从灯座上取下来 闭合开关 观察到灯L1熄灭 电流表无示数 电压表也无示数 实验一 模拟灯L1短路的情形 取一根导线并接到L1的两端 闭合开关 观察到灯L2发光 且亮度变亮 电流表示数变大 电压表无示数 被短路 实验二 模拟灯L1断路的情形 将灯L1从灯座上取下来 闭合开关 观察到灯L2熄灭 电流表无示数 电压表示数变大 为电源电压 实验三 模拟灯L2短路的情形 取一根导线并接到L2的两端 闭合开关 观察到灯L1亮度变亮 电流表示数变大 电压表示数变大 电路故障模拟实验 答疑实验 请你对上述两种方案作出评价 1 甲方案中水平拉动木板时 要匀速 理由是 乙方案中水平拉动木块时 要匀速 理由是 2 从实验操作方面考虑 方案容易操作 简述你选择的理由 从弹簧测力计读数方面考虑 方案容易读准示数 简述你选择的理由 为了测定木块所受到的滑动摩擦力 两个实验小组分别设计了甲 乙两种实验方案 实验中不计弹簧测力计的重力 甲方案 如图甲所示 将木板放在水平实验桌面上 用线通过弹簧测力计水平地拉住木块 沿木板方向水平拉木板 使木板在木块下面滑动 乙方案 如图乙所示 在水平实验桌面上将木板用线拉住 通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块 使木块在木板上面滑动 答疑实验 课外实验 材料 鸡蛋 实践证明 积极开展小实验 对激发学生学习物理的兴趣 增强学生学好物理的自信心 培养锻炼学生的观察 创造 分析 探索等能力有着巨大促进作用 1 做惯性实验在盛半杯水的玻璃杯口上放一张硬纸片 再在纸片上放一个鸡蛋 用手把硬纸片突然弹出去 鸡蛋会安全地掉进玻璃杯 2 做大气压实验在瓶口比鸡蛋稍小的广口瓶瓶底铺层沙子 将浸过酒精的棉花点燃后迅速放入瓶中 待会儿将剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口 过一会儿 由于大气压强的作用 熟鸡蛋会被玻璃瓶吞进去 3 做浮力实验将一个生鸡蛋放入盛有清水的玻璃杯中 可以看到鸡蛋沉入水中 然后逐渐向杯中放入食盐 并不断搅拌 可以看到鸡蛋悬浮于水中任意位置 继续向杯中放入食盐 直到鸡蛋漂浮于水中 由此我们可以看到鸡蛋在盐水中的三种状态 4 做物体的稳定平衡实验选用一只生鸡蛋 在小头一端开个孔并清除干净壳内的蛋清蛋黄 沿小孔滑入一块重物 以蛋壳的大头端为底部 扶好蛋壳 点燃一只蜡烛 滴入烛油 把重物封存在蛋壳底部 烛油大约封存至整个蛋壳高度的四分之一即可 把制好的蛋壳推倒后 蛋壳能自动立起 制成一个 不倒翁 1 水中的振动用细线系好三把旧钥匙 放入盛水的大饮料瓶内并上下抖动细绳 2 听到自己的心跳剪下饮料瓶上半部并在瓶盖上打孔后插入一段塑料软管后 将做好的漏斗部分靠近胸部 软管另一端靠近右耳 移动漏斗的位置 仔细听 可以找到心跳最强的位置 3 频率计将饮料瓶剪去底部 瓶壁剪成齿状 瓶盖钻孔后用筷子紧紧插入 做成频率计 用右手捻转筷子 同时用齿去碰纸片 当快转或慢转时 听到的声音就不同4 独弦琴将一个饮料瓶剪去底 瓶盖钻孔后用牙签和一段细线系住作为音箱 另一端系在一个装满水的瓶子上 左手拿着音箱并控制弦的张紧程度 瓶子不要离开地面 同时右手拨动琴弦 这样就可以听到不同的音调和演奏效果 颇有古色古香的韵味 如果拨弦力量大时 发声就响 如果细绳被拉得越紧 发声音调就会越高 如果将绳子变短 音调将会发生变化 如果改用粗绳子 音调也将会发生变化 假如改用细铜丝后 会听到与刚才不同的音响效果 说明音色也发生了改变 5 自制照相机模型和望远镜6 用饮料吸管做静电实验7 制作发声的哨子 材料 饮料瓶或吸管或纸筒 课外实验 课外实验 多媒体视屏和动画 有些实验由于条件限操作 成功率低的实验 可用视屏展示 总结规律 复习实验时 可用一些小动画 效果更好 案例1 测大气压强的实验 案例2 三峡船闸 世界上最大的人造连通器 案例4 复习凸透镜成像规律 案例5 温度计的制作原理 案例3 显示乐音和噪音的波形 2020 1 26 加刻度 玻璃管上端封口 不能测过热物体 祝各位老师身体健康 工作顺利 121121121