第十章-物理实验教学课件.ppt

第十章 物理实验名人名言导航：中学生学习物理必须以观察和实验为基础，重点培养的是“做”科学，不是“读”科学阎金铎一、本章内容提要1 中学物理实验教学概述2 物理实验主要内容、分类和作用3 演示实验教学4 学生分组实验教学5 边教边实验及课外实验教学二、本章应重点解决的问题1、为什么中学物理教学必须以实验为基础？你认为中学物理教学怎样以实验为基础？2、在中学物理教学中怎样培养学生的实验能力？3、演示实验的基础要求有哪些？在演示中，怎样对学生的观察进行指导？4、结合中学物理教材中的某个演示实验，写出具体的演示方案，并进行试演？5、根据学生分组实验的要求，写出（测定小灯泡功率）实验的教案6、边教边实验，适用于哪些教学内容？举一个案例，并写出具体办法？101中学物理实验教学概述一、进行物理实验教学的迫切性及意义二、中学物理教学必须以实验为基础一、进行物理实验教学的迫切性及意义1迫切性（1）从当前中学物理教学的状态看从教学思想上，确立中学物理教学必须以实验为基础从现行教材安排的安排数量上，学生分组实验及随堂实验又进一步增加从实验教学的形式上，边讲边实验得到从实验范围上已从第一课堂扩展到第二课堂2）从对物理教师的基本要求上看不做实验的教师不是称职的教师，实验做得不好的教师不是合格的教师。

在对课堂实验教学的要求上，不做实验的教学是没有完成教学任务的教学做好实验是理科教师的一项基本功，掌握实验仪器的使用保养及维护是教师的必备能力做实验不在于仪器多，而在于实验的成功率和解决问题的深刻性2实验在中学物理教学中的意义实验在中学物理教学中它既是手段又是教学目的存在的问题：脱离经济和社会发展、过分强调“备”和“算”（第二数学）具体示例图见下页实验教学的意义手段知识基础获得感性知识目的学习实验知识培养科学素养训练实验技能懂得基本研究方法能力基础二、中学物理教学必须以实验为基础1、为什么要以实验为基础（1）从物理学科的性质看物理学的发展离不开物理实验，物理学的大厦是建立在实验的基础上的，中学物理教学如果离开实验也就成了空中楼阁，完全违反了中学物理的教学规律2）从教学目标的角度看（中学物理教学的作用）通过实验能明确研究对象，提供感性材料，创设物理环境，为讲授基础知识服务通过实验能培养学生的实验能力、科学方法和作风以及良好的道德品质通过实验能培养学生的学习兴趣和激发学好物理的愿望物理教学实验系统地搬上讲台，只有百年左右的历史1884年美国密执安大学教授瓦德通过调查提出中学基本物理实验题目单（45个实验）近几十年来我国的实验教学也有较大的发展（3）从学生学习的心理方面看 生动形象，易于做成、富有操作和探索因素，所用器材比较简单，有的还可以自制解决，不会给学生以神秘感。

实验中的知识和技能于日常生活联系密切学生富有上进心和探索精神“好奇、好动、好胜”是他们的天性，实验正好适合学生的生理心理特征，另外，学生的学习兴趣常常决定着未来社会需要，实验特征也正好符合这一心理特征从生活走向物理，从物理走向社会2、中学物理教学怎样实现以实验为基础（1）确保实验自身体系的完整例：九年义务教育大纲规定：初中物理演示实验119个，学生分组实验19个、小实验30多个、实验性实验20多个高中课程规定：演示实验92个、学生实验22个、研究课题17个评价是否以实验为基础看是否确保实验自身体系的完整在部分地方存在“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”，数量不足、质量不高严重影响对学生的全面训练和智能的培养2）将实验教学贯穿到整个教学过程中例：讲授、讨论、习题、复习中都穿插物理实验，使教学内容更加充实、生动形象，学生爱学，教学效果好如若把实验引入到课外活动和实验成绩的考核上，活跃了学生的课余生活，促进学生更加注重实验教学3）认真培养学生的学习兴趣例：在讲热传导时，做“火烧金鱼实验”学生对实验结果会感到惊愕，这就是无意注意,这个无意注意是在有意注意的作用下产生的学生对出乎意料而终生难忘的事实，自然萌发出试一试，要弄个水落石出的愿望，这就从无意注意向“有意注意”转化，即把一般的兴趣提高到学习愿望和动力的高度。

4）重视科学方法与作风的培养例：讲授压强概念用“压力小桌”实验，先控制F一定，S变化；S一定、F变化，进而总结出PF/S再如欧姆定律、凸透镜成像规律，用实验归纳法进行教学，学生一旦掌握了这一方法，就是用它更好地认识世界实验中经常会出现一些异常现象或遇到一些困难，就要有解决问题克服困难的科学态度5）切实培养学生实验能力102 物理实验的主要内容、分类和作用一、中学物理实验的分类二、各类实验的特点和作用一、中学物理实验的分类1、演示实验2、学生分组实验3、边教（学）边实验4、课外实验二、各类实验的特点和作用1演示实验的特点和作用（1）特点基本上是教师操作表演、学生观察由于时间、空间的限制，一般只作定性实验 紧密配合教学，把复杂的问题简明化，抽象的问题形象化，使学生易于理解掌握2）作用引入新课的演示，激发学生的求知欲望例：导体和绝缘体将铅笔芯、硬币、橡皮接入电路，观察电珠是否发光这样引入课题，直观生动，学生对导体，绝缘体的认识深刻而自然引人入胜，发人深思提供必要的感性材料建立概念规律例：牛顿第一定律将小车、毛巾、木板、玻璃，观察其效果使学生获得丰富的感性材料知识，形成鲜明的印象，为学生建立正确的概念，认识规律奠定基础。

进行观察和思维训练，巩固、深化、拓宽物理知识演示例：为了加深对浮力产生原因得理解可演示“浮体沉而不浮”的实验这类演示实验一般再讲授新课后进行，其目的在于加深理解，强化记忆在原有实验得基础上，变换一些条件，以利扩展与推广应用物理知识的演示这类实验可在讲课之后也可在复习课中演示，其目的在于让学生运用所学知识，解释实验现象，培养学生理论联系实际、分析问题解决问题得能力提供示范为学生训练实验技能创造条件示范作用表现在两个方面：一是通过演示实验介绍学生将要使用和进行实验的方法步骤、技能；二是通过操作过程中实事求是的科学态度、严肃认真一丝不苟的作风的影响、潜移默化地培养学生良好的作风习惯2学生分组实验的特点和作用（1）研究性（探索性）或验证性学生实验例：测物质的密度，研究电磁感应现象的实验；验证机械能守恒定律，验证玻玛定律探索性是从个别到一般，实验在前、实验结论在后，而验证性实验是推理在前、实验验证在后探索性实验要求学生自己去发现，因此学生的积极性比较高，能够较好地激发学生通过手脑并用，探索知识欲望和培养观察、归纳、概括能力验证性实验使学生更好地理解知识的内在联系，认识理论的能动作用，培养推理验证分析能力。

2）测定物理量和物理常数的学生实验例：利用自由落体的规律测g、利用欧姆定律以“伏安法测电阻”，测物质的密度这类实验可帮助学生理解物理概念和物理量的意义，学会应用物理规律、训练基本实验技能，并学习间接测量的巧妙方法3）基本仪器使用训练性和装配技术训练性的学生实验例：万用电表的使用，练习使用打点计时器、示波器的实验学生分组实验其主要特征是学生的独立实践活动，这种活动有系统统一的要求，并在实验室内完成教师的演示实验看成是带路的向导，但单靠向导的带路往往达不到独立认路的目的只有在自己实践的基础上，才能在设有向导时辨认前进的方向在这种意义上，学生分组实验是任何其它的教学手段和方法所不能替代的3、边教边实验的特点和作用其优点：（1）由于让学生通过自己动手来学习知识，而不是看教师演示，有利于克服课堂教学“满堂灌“的现象2）利用扩大师生的信息交流、在教师的主导作用下发挥学生的主体作用3）这类实验小型灵活、运用简便，可提供更多的机会来培养学生的实验技能和训练科学方法广泛性、参与性、高效性、先进性、新颖性4、课外实验的特点和作用这类实验在很多情况下是靠学生自己找器材，自己设计、自己制作，自己独立做实验得出结论，对学生是很好的锻炼。

便于理论联系实际，开发学生的智力，提高学生学习物理的兴趣都非常有效这类实验侧重于两个方面：一是密切结合教学，布置学生自己去完成课本上的小实验和试验性作业；二是结合教学需要让学生自制仪器从某种意义上讲，它是带有边缘性和综合性的实验，是其它教学实验所不能替代的103 演示实验教学一、演示实验教学二、演示实验教学中的观察指导一、演示实验教学1做好演示式样教学的基本要求（1）要有明确的目的例：平抛和斜抛可供选择的实验：抛粉笔头、三球相撞、水流喷射等的要求有无必要演示、选择什么样的演示，怎样进行演示，都必须首先从具体的目的出发2）要明显直观演示现象要明显可见度要大，仪器的尺寸要足够大，测量仪表的刻度线要适当粗声、光观察物体与背景的对比度要强，过程中的变化要显著必要时，可借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性另外，应排除干扰：物的干扰、声的干扰、影的干扰、味的干扰仪器简单、过程透明仪器结构简单、操作简单、过程明了，其目的在于突出观察的物理现象和过程，降低无关因素的干扰特别是在一些为建立、巩固物理概念的定性演示实验中，没有必要选择精密复杂的实验装置能用最简单的装置演示最复杂的现象，揭示最复杂的问题，是最好的仪器。

视听感观并用例：加速度的演示实验在一辆沿斜面滚下的小车后面，拖一条长约2米的录一不变的乐音，通过放音装置，当小车沿斜面向下运动时小车拖着磁带运动，使录音机发声用音高来理解速度，用音调的高低变化的快慢来理解速度变化快慢，即加速度的大小由于人耳对音高的感受灵敏，而且对“变”的感受，比视觉更直接，因而对变化率的概念比较容易建立调动学生各部分感观的协调作用比用单一渠道要好在接受知识方面单靠听觉一般只能记住15左右；单靠视觉，从图像获得知识只能记住25左右；如果两者结合起来可记住65左右3）要安全、可靠做好充分的准备工作A 深入钻研教材，配合教学重点难点选择实验或挂图，确定演示实验的目的B 做好课前的预试，对所用仪器实验的所取得的数据要做好记录，反复实验几次，切不可凑合备好易损的备件C 实验必须亲自准备、装箱（盒），不能拿别人准备的东西上课做实验（不熟悉具体情况往往出错），自己准备好的东西也不要让别人乱动，以免打乱了自己的实验D 做好实验的解说工作，密切配合教材，突出实验中的要点，向学生提出所要观察的内容解说要准确，语言要简练，有启发性，合理利用板书、板画和挂图课堂演示时必须确保安全例如：需要用到220V或380V市电的实验、高压感应圈、水银的实验，一定要教师亲自操作做到万无一失。

静电实验时，天气的湿干条件、绝缘材料的问题演示时，教师必须按照安全操作规程去做，认真仔细，确保人身安全和仪器设备的安全正确对待课堂演示中的失误，切忌弄虚作假由于种种原因，课堂演示时出一点问题是可能的出了问题，一定要镇静，保持清醒的头脑，尽可能把故障排除掉；二是实事求是，避免手足无措，忌用“仪器不行”搪塞或编制假数据4）要有启发性例：弹性碰撞用两个等质量的小球做成两个双线摆，两球反复碰撞，动静交替面对这一有趣的情景，问题油然而生演示中的启发性，首先在于以趣激疑，变抽象为形象使学生更好地认识客观规律、发展能力，培养兴趣在设计和编制演示程序时，必须在启发性上下功夫二、演示实验教学中的观察指导1、明确观察目的，做好观察的思想准备演示前一定要让学生明确为什么要做这个实验，将演示目的、所用器材、实验过程、观察目标等都要交代的十分清楚例：自感现象演示须让学生带着“如果线圈自身电流发生变化，那么线圈自身是否也会产生感生电动势？”的问题并认识感生演示电路的特点，才能把观察的注意力集中到接通电路瞬间所发生的现象上草率从事是新教师在演示教学中常犯的毛病切忌学生还没有思想准备就进行实验2、突出观察重点，排除无关因素的干扰例：断路自感现象的演示3、从整体到局部，再从局部到整体，培养观察思路。

例：圆锥上滚实验意料之外的现象，圆锥沿斜面向上（低端的重心位置最高）观察的全面性是客观反映事物属性的前提，利用演示实验培养学生正确的观察。