初中物理實驗教學

1、淺談初中物理實驗教學臨夏回民中學 婁高華 2014-4-24 課程性質： . 義務教育物理課程是一門注重實驗的自然科學基礎課程。此階段的物理課程應注意讓學生經(jīng)歷實驗探究過程，學習科學知識和科學探究方法，提高分析問題及解決問題的能力。 課程標準（2011版）前言課程基本理念：（共5點） （一）面向全體學生，提高學生科學素養(yǎng) 以學生終身發(fā)展為本，以提高全體學生科學素養(yǎng)為目標，為每個學生的學習與發(fā)展提供機會，關注學生的個體差異，使每個學生學習科學的潛能都得到發(fā)展。 （二）從生活走向物理，從物理走向社會 貼近學生生活，符合學生認知特點，激發(fā)并保持學生的學習興趣，讓學生通過學習和探索掌握物理學的基礎知識

2、與基本技能，并能將其應用于實踐，為以后的學習、生活和工作打下基礎。 （四）提倡教學方式多樣化，注重科學探究 在教學中，根據(jù)教學目標、教學內容及教學對象靈活采用教學方式，提倡教學方式多樣化。注重采用探究式的教學方法，讓學生經(jīng)歷探究過程，學習科學方法，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實踐能力。鼓勵在物理教學中合理運用信息技術。 （一）知識與技能 4、了解物理學及其相關技術發(fā)展的大致歷程，知道物理學不僅含有物理知識，而且還含有科學研究的過程與方法、科學態(tài)度與科學精神。 5、有初步的實驗操作技能，會用簡單的實驗儀器，能測量一些基本的物理量，具有安全意識，知道簡單的數(shù)據(jù)記錄和處理方法，會用簡單圖表等描述實驗結果，會寫簡

3、單的實驗報告。 課程標準（2011版）課程目標 （二）過程與方法2、通過參與科學探究活動，學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案，有控制實驗條件的意識，能通過實驗收集數(shù)據(jù)，會利用多種渠道收集信息，有初步的信息收集能力 （三）情感態(tài)度價值觀1、有學習物理的興趣，有對科學的求知欲，能保持對自然界的好奇，了與探索自然，能領略自然界的美妙與和諧，對大自然有親近、熱愛及和諧相處的情感 課程標準（2011版）課程內容課程內容由科學探究和科學內容兩部分組成附錄3 科學探究實例：例1 什么情況下磁可以生電例2 探究凸透鏡成像的規(guī)律例3 比較材料的保溫性能以上三個實例中兩個就是實驗探究一、學生實驗二、演示實驗三、

4、為引入新課而設計的有趣實驗四、為了解答疑難問題而設計的實驗五、課外小實驗六、多媒體視頻或動畫1、用刻度尺測量長度、用表測量時間2、測量平均速度3、用常見溫度計測溫度4、探究水沸騰時溫度變化的特點5、探究光的反射定律6、探究平面鏡成像時像與物的關系7、探究凸透鏡成像的規(guī)律8、用天平測量物體的質量9、測量固體和液體的密度課程標準列出的20個必做的學生實驗八年級上學生實驗10、用彈簧測力計測量力11、測量水平運動的物體所受的滑動摩擦力12、探究浮力的大小與哪些因素有關13、探究杠桿的平衡條件八年級下學生實驗14、連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路15、用電流表測量電流16、用電壓表測量電壓17、探究電流與

5、電壓、電阻的關系18、測量小燈泡的電功率19、探究通電螺線管外部磁場的方向20、探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件九年級其中基本操作類實驗7個（紅色顯示）探究性實驗9個（藍色顯示）測定性實驗4個學生實驗 探究是個體圍繞著問題或任務進行的一種探索活動。探究是解決問題的過程，必須確定問題的焦點所在，要把問題具體化，切忌無目的猜想，故明確、具體的問題是有效探究的起點。學生實驗以“探究平面鏡成像的特點” 為例案例1 老師：你們猜想平面鏡成像有什么特點？你們猜想像與物之間有什么關系？ 學生：我猜想：物和像等大。 物與像的大小關系與物到鏡的距離有關。 老師：你們猜想像是正立還是倒立的？像是實像還是虛

6、像？ 學生：我猜想：像是虛像，像是正立的。 老師：關于平面鏡成像你們還有什么猜想？ 學生：猜想像的大小與視角有關。 猜想有些像我們看不到。 學生學生只是根據(jù)日常生活的經(jīng)驗，沒有目的進行猜想，他們根本不知道為什么要探究像與物到平面鏡距離，為什么要比較像與物的大小。 只有發(fā)散思維，沒有要求學生對發(fā)散思維得到的猜想進行理性思考，學生的猜想可能脫離“主題”。而且因為沒有明確、具體的探究問題，完成此實驗后學生的能力不會有多大的提高 學生實驗案例2 老師：今天我們要探究平面成像的特點，你們按課本要求操作，然后把觀察得到的實驗數(shù)據(jù)記錄在以下表格。物到平面鏡的距離/cm像到平面鏡的距離/cm像與物大小比較（放

7、大或縮?。┑谝淮蔚诙蔚谌蔚谒拇沃皇前凑n本所列的實驗步驟重復一次，學生得到的只是表層的知識 不清楚每一個實驗步驟目的，不明白得到實驗數(shù)據(jù)有什么關聯(lián)性，如實驗為什么要進行四次，這四次實驗物是否都放在同一位置，還是物要放在不同的位置。完成實驗后，科學探究的方法學生沒有掌握多少，學生獨立解決問題的能力并沒有得到多大的提高。 案例3 老師：今天我們實驗的目的是：“為了確定平面鏡所成的像所在的位置，及準確畫出像形狀?！闭埬銈儗懗鰹榱诉_到這實驗目的，需要研究平面鏡所成的像哪些特點？并要說明理由 老師：請說說你想研究的內容。 學生1：因為我們要確定像所在的位置，而這位置好像與物、平面鏡的位置有關，所以我們

8、要畫出平面鏡、物、像的位置。 學生2：因為我們要準確畫出像的形狀，而根據(jù)我們平時照鏡子，我們發(fā)現(xiàn)像與物是相似的。所以我們要找出物與像的大小關系。還要知道其上、下，左、右有沒有顛倒。 老師：上、下，左、右有沒有顛倒的意思是？ 學生2：像對于物是正立還是倒立，像的左邊，是不是物的右邊。 學生3：實驗目的是描出像的形狀，如果我們用白紙在平面鏡的后面承接像，再按它的樣子描下就可以知道像的形狀，白紙所在的位置就是像的位置教師開門見山先給出一個明確、具體的探究問題，讓學生能聚焦問題的最重要的元素，考慮自己要知道、想知道、已知道的事項，這樣學生的思考、探究都會有一主方向。老師與學生一起討論可以細化其發(fā)散思考

9、得到的一些猜想進行，學生會明確要解決的問題，而且能根據(jù)問題思考探究的步驟通過對他提出的方案進行分析就很容易引導學生知道實驗為什么要用玻璃代替平面鏡，為什么要選用兩根相同的蠟燭做實驗學生實驗。 經(jīng)過上述的教學活動后，師生就有以下一段對話： 學生：老師實驗器材不應用蠟燭，應選用兩個一樣的不規(guī)則物體。 老師：為什么不用蠟燭？ 學生：物的形狀不能是規(guī)則的，不然無法判斷物與像是否有左右顛倒。若選用正方體更不行，因為那樣就無法判斷像是正立還是倒立。從學生與老師這段對話我們可以感受到，一個明確、具體的探究問題，對探究活動的順利進行，對培養(yǎng)學生科學探究能力是何其重要。學生實驗探究性實驗要設計有利于學生發(fā)現(xiàn)、總

10、結物理知識的探究“情景”,要注重探究的七個要素.以“探究水沸騰時溫度變化的特點探究水沸騰時溫度變化的特點” 為例以“探究光的反射規(guī)律探究光的反射規(guī)律” 為例以“探究凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律” 為例以“探究通電螺線管外部磁場的方向探究通電螺線管外部磁場的方向 ” 為例學生實驗以“探究浮力大小與哪些因素有關探究浮力大小與哪些因素有關” 為例以“探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件” 為例 基本操作類實驗主要讓學生會使用測量工具、掌握操作方法（包括讀數(shù)）、注意事項、能排除故障等。重在培養(yǎng)學生的基本實驗技能 必做的實驗中共涉及8種測量工具，分別是刻度尺、天平、秒表、彈簧測力計、溫度計 、量筒、 電

11、流表、電壓表。要讓學生從結構、作用、讀數(shù)方法、測量范圍、分度值、調零、使用規(guī)則等方面進行比較，對于象天平、彈簧測力計、溫度計等儀器除了上面所述外，還要了解它們的工作原理，正確使用的步驟及注意點等。如果學生不能熟練的使用這些儀器，就談不上用它們進行正確的測量，更不可能去設計實驗。所以，此類實驗必須要有嚴格的實驗步驟學生實驗工工具具 使用規(guī)則使用規(guī)則 知識的遷移知識的遷移 備備 注注 刻刻度度尺尺 1 1、用前觀察、用前觀察（1 1）零刻線）零刻線 ；（2 2）量程；）量程；（3 3）最小刻度值）最小刻度值2 2、使用中、使用中（1 1）刻度尺應）刻度尺應 （放置）放置）（2 2）厚刻度尺應）厚刻

12、度尺應 （放置）放置）（3 3）讀數(shù)時視線應）讀數(shù)時視線應_？ （4 4）讀數(shù)時應估讀到最小刻）讀數(shù)時應估讀到最小刻度的下一位度的下一位3 3、測量結果由、測量結果由 和和 組成；組成； 學會測量學會測量（1 1）一張紙的厚度）一張紙的厚度（2 2）細金屬絲的直）細金屬絲的直徑徑（3 3）球體的直徑）球體的直徑（4 4）圓柱體的直徑）圓柱體的直徑（5 5）地圖中鐵路線）地圖中鐵路線的長度的長度（6 6）測量啤酒瓶的）測量啤酒瓶的容積容積 (1)(1)學會面積的單學會面積的單位換算：位換算：1 1米米2 2= = 分米分米2 2= = 厘米厘米2 2= = 毫米毫米2 2(2)(2)學會運用組合

13、學會運用組合法測長度法測長度(3)(3)學會積累法測學會積累法測量微小量的思路量微小量的思路(3)(3)形成多次測量形成多次測量求平均值可以減求平均值可以減小誤差的認識小誤差的認識 改為溫度計或彈簧測力計學生實驗電流表與電壓表的比較電流表與電壓表的比較 名稱名稱 電流表電流表 電壓表電壓表 用途用途 測量電流測量電流 測量電壓測量電壓 符號符號 量程及量程及分度值分度值0-0.6a (0.02a)0-0.6a (0.02a)0-3a (0.1a)0-3a (0.1a)0-3v (0.1v)0-3v (0.1v)0-15v (0.5v)0-15v (0.5v) 連接連接串聯(lián)在電路中串聯(lián)在電路中并

14、聯(lián)在電路中并聯(lián)在電路中電流流向電流流向 “+”進，進，“-”出出如何試觸如何試觸 大量程試觸大量程試觸 可否與電源可否與電源并聯(lián)并聯(lián)絕不允許絕不允許量程許可時可以量程許可時可以學生實驗若正負接線柱接反了會產(chǎn)生什么后果？若電流表并聯(lián)在燈泡的兩端，會造成什么后果？若正負接線柱接反了會產(chǎn)生什么后果？若電壓表串聯(lián)在燈泡的兩端，會造成什么后果？ 測定性實驗就是運用已學過的知識和熟悉的器材測定一些物理量而進行的實驗，要完成這些實驗，必須理解實驗所依據(jù)的原理，明確實驗的條件、步驟和過程，再到實驗室進行實際的測量。即要求學生熟練掌握實驗原理、實驗方法，從中推出用什么測量器材，設計什么實驗步驟，特別是一些關鍵的

15、步驟順序，如何對實驗數(shù)據(jù)進行處理等，總結不同的實驗過程中各種做法的目的和作用，總結設計思路，在測量工具不夠的情況下，如何解決未知物理量的測量思路。學生實驗 初中教材列出的測定性實驗都是重點實驗，很多老師把測密度和測電阻（或功率）稱為是初中物理的兩大經(jīng)典實驗，其重視程度可見一斑。但由于探究模式的影響，沖淡了這種測定性實驗中實驗步驟。這類實驗要分兩部分完成，第一步要引導學生理出實驗原理、要測的物理量、所需的器材、保證實驗進行應該有的必須的實驗步驟、數(shù)據(jù)記錄表格；第二步再讓學生進行具體的實驗操作，操作之前老師應該板書實驗原理、要測的物理量、所需的器材、實驗步驟、數(shù)據(jù)記錄表格學生實驗案例：“測量小燈泡

16、的電功率”案例：“測量固體和液體的密度”案例：“測量物體運動的速度”學生實驗學生實驗應該做的演示實驗1、探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律2、探究光折射時的規(guī)律3、探究同種物質的質量與體積的關系4、探究重力大小與質量的關系5、阻力對運動物體的影響6、探究二力平衡的條件7、研究影響滑動摩擦力大小的因素8、探究影響壓力作用效果的因素9、液體內部的壓強研究演示實驗10、探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律11、測量鋁塊浸沒水中所受的浮力12、探究浮力的大小跟排開液體所受的重力的關系13、探究物體的動能跟哪些因素有關14、研究動滑輪和定滑輪的特點15、使用動滑輪是否省功16、測滑輪組的機械效率17、做功可以改變物體

17、內能18、電學（15-19章）中的所有實驗演示實驗演示實驗要精心準備，反復調試，忌課前準備不充分 ；教師在使用儀器、連接和裝配儀器及演示現(xiàn)象時動作要準確、標準 ，忌操作不規(guī)范 ；教師在介紹實驗儀器、闡述實驗過程和總結實驗結論時，語言必須準確 ，忌實驗用語不準確 ；不能先由教師做給學生看，再講給學生聽，使演示與講解脫節(jié) ，忌唱獨角戲，不讓學生參與配合 ；要現(xiàn)象清楚，而且還要面向全體學生 ，忌可見度低 ；實驗裝置設備盡可能使用學生生活中常見的、常用的物品組合，忌用模型代替 一幢華麗的大樓，你看一眼再復認時，不用語言表達，便能認出。而讓你讀一遍作家對這一大樓的文字表述后，再去復認這一指定的大樓時，始

18、終比不上“你曾看一眼的功夫”演示實驗案例1、如“探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗中，用冰代替海波 案例2、“觀察水的沸騰”實驗中，將燒杯改為錐形瓶或大試管；用易拉罐中倒入酒精代替酒精燈作為加熱器材 案例3、演示“光沿直線傳播”的實驗中，可自制煙霧室，學生激光筆發(fā)出激光照射，可看到一條筆直的光路。案例4、演示“摩擦力方向”的實驗中，用長毛刷可清晰的顯示摩擦力的方向 案例5、演示“做功可以改變物體內能”的實驗中，空氣壓縮引火儀內放火柴頭代替棉花演示實驗在測定性的演示實驗中，對學生提出的實驗方案要逐一分析，不能用簡單的話語否定，并要引導學生提出多種方案。案例6、如“測滑輪組機械效率”的實驗中，基

19、本原理w有/w總=gh/fs，需用彈簧測力計測出重物的重力g，繩子自由端的拉力f，用刻度尺測出重物提升的高度h，繩子末端移動的距離s。 也可以實驗原理公式可變通為：gh/fsgh/fnhg/nf，此時可只需用彈簧測力計測出重物的重力g，繩子自由端的拉f，觀察承擔物重的繩子的段數(shù)，即可方便地測出滑輪組的機械效率。變通實驗原理公式，使實驗方案更為簡潔，實驗結果更為準確。 演示實驗案例7、如“測鹽水密度”的實驗中，學生提出的探求有多種：方法一方法一：用天平稱出空燒杯的質量m1；燒杯內倒入鹽水稱出總質量m2；把燒杯內的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積v；計算：（m2m1）/v。方法二：用天平測出燒杯

20、和鹽水的總質量m1；把燒杯內的鹽水全部倒入量筒內讀出鹽水的體積v；用天平稱出空燒杯的質量m2；計算：（m1m2）/v。方法三：用天平稱出空量筒的質量m1；量筒內倒入適量的鹽水，讀出鹽水的體積v；用天平稱出量筒和鹽水的總質量m2；計算：（m2m1）/v。方法四：用天平測出燒杯和鹽水的總質量m1；把燒杯內的鹽水倒入量筒中一部分，讀出鹽水的體積v；用天平稱出燒杯和剩余鹽水的質量m2；計算：（m1m2）/v。方法四棄掉了以上三種方法弊端，使測量簡潔而又準確，定為最佳策略。 演示實驗案例8 “摩擦力” ,為了探究影響摩擦力的大小因素，需要設計一個演示實驗來獲取摩擦力與運動，接觸面積的關系，過一個演示實驗

21、中要精確地收集幾組不同的物理事實，為了防止學生注意力分散，可以把整個演示實驗合理地分解成“根據(jù)相關信息提出問題，并作出合理的猜想”、“根據(jù)實驗器材設計實驗”、“通過實驗收集必要的數(shù)據(jù)”和“分析數(shù)據(jù)得出結論”四個部分，并相應地設計成四個遞進的問題。怎樣通過實驗方法來探究摩擦力與這些因素的關系？摩擦力與哪些因素有關?哪些數(shù)據(jù)能判斷摩擦力和這些因素的關系？分析這些數(shù)據(jù)能歸納出什么樣的結論。把一個復雜的演示實驗通過四個相關的問題設計來主，這樣既有利于學生理解演示實驗的整體框架，又有利于學生參與到整個演示實驗的思維之中。演示實驗案例9 “探究光的反射規(guī)律” 中： 如果探究目標確定為培養(yǎng)學生的設計能力，則

22、演示實驗其它部分可以略微提示，教學重點放在設計實驗方案上制訂上，通過師生一起對科學研究方法的分析，理清實驗器材與猜想假設之間的關聯(lián)，最終確定有效的實驗方案； 如果探究目標確定為培養(yǎng)學生猜想假設的能力，演示實驗的重點就應該設計在實驗的導入上，通過一系列的物理事實來引導學生對入射光線、反射光線、法線、入射角、反射角的關系作出猜想； 如果探究實驗目標確定為培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析能力，則演示實驗的教學重點就應設計在數(shù)據(jù)表格的分析與歸納上，通過測量、觀察、比較數(shù)據(jù)，引導學生分析與判斷數(shù)據(jù)間的關系，得出結論。同一個探究式的演示實驗會有不同的設計，只要能體現(xiàn)演示實驗的某些重點，都是可行的。這樣在不同的的探究演示實

23、驗中，讓學生有所側重的深入體驗某一個探究環(huán)節(jié)，通過教師有目的有計劃的培養(yǎng)，學生的探究能力將不斷提高。演示實驗演示實驗引入實驗 使用實驗導入新課，是學習者和新的學習課題之間創(chuàng)設理想的誘發(fā)情景，激發(fā)學生學習興趣和愿望，明確學習目的，動員必要的已有經(jīng)驗和認識，運用學會的學習方法。在學生建立完整的物理概念和導出正確物理規(guī)律的課堂教學中，實驗室最活躍最具生命的部分。 這種導入要求老師創(chuàng)設實驗情景，用身邊的材料自制器材，取材方便，提供新穎、趣味性強、巧妙的小實驗，還要注意應用語言的藝術魅力，激其情又能引其疑。案例4、用強磁鐵中通以鹽水，電流表轉動，引入磁生電案例5、用帶線的紙板演示引入二力平衡的條件案例6

24、、帶電氣球引入兩種電荷及電荷間的相互作用。案例1、引入“摩擦力”時，一起進行“光滑的塑料筷子撿玻璃球”和“拉兩本一頁一頁疊放后的書”的實驗案例2、用易拉罐演示大氣壓強的實驗，讓學生從視覺、聲音上都能強烈感受到大氣壓強的存在。案例3、用強磁鐵和干電池制成小型電動機，引入磁場對電流的作用。引入實驗案例7、用筆帽和大飲料瓶，自制潛水艇，引入浮力案例8、自制蠟燭抽水機，引入水泵引入實驗引入實驗案例10、用課后練習中的小實驗引入課堂內容案例9 、將鐵釘以2厘米間距密布在光滑木板上，用502膠固定，四角用鉛筆做柱，可做成教材上的釘板，成功演示放在大量釘尖上的氣球受壓而不破，引入影響壓力作用效果的因素。答疑

25、實驗 學生在做題時有些問題學生不理解，特別是電學中的，需要老師通過實驗來解答，問題就會一目了然。如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關s后，燈l1、l2都發(fā)光，一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)都不變，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是() a燈l1短路b燈l2短路c燈l1斷路d燈l2斷路如圖所示，燈泡l1和燈泡l2串聯(lián)在電路中，為了幫助同學們理解故障原因，可做模擬實驗：實驗四：模擬燈l2斷路的情形，將燈l2從燈座上取下來，閉合開關，觀察到燈l1熄滅，電流表無示數(shù)，電壓表也無示數(shù)。實驗一：模擬燈l1短路的情形，取一根導線并接到l1的兩端，閉合開關，觀察到燈l2發(fā)光，且亮度變亮，電流表示

26、數(shù)變大，電壓表無示數(shù)（被短路）；實驗二：模擬燈l1斷路的情形，將燈l1從燈座上取下來，閉合開關，觀察到燈l2熄滅，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)變大，為電源電壓；實驗三：模擬燈l2短路的情形，取一根導線并接到l2的兩端，閉合開關，觀察到燈l1亮度變亮，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大；電路故障模擬實驗電路故障模擬實驗答疑實驗請你對上述兩種方案作出評價：（1）甲方案中水平拉動木板時 _要勻速，理由是_ ；乙方案中水平拉動木塊時 _要勻速，理由是 _（2）從實驗操作方面考慮： _方案容易操作，簡述你選擇的理由 _；從彈簧測力計讀數(shù)方面考慮： _方案容易讀準示數(shù)，簡述你選擇的理由 _為了測定木塊所受到的滑動

27、摩擦力，兩個實驗小組分別設計了甲、乙兩種實驗方案（實驗中不計彈簧測力計的重力）甲方案：如圖甲所示，將木板放在水平實驗桌面上，用線通過彈簧測力計水平地拉住木塊，沿木板方向水平拉木板，使木板在木塊下面滑動乙方案：如圖乙所示，在水平實驗桌面上將木板用線拉住，通過彈簧測力計沿木板方向水平拉木塊，使木塊在木板上面滑動答疑實驗答疑實驗課外實驗材料： 雞蛋雞蛋 實踐證明，積極開展小實驗，對激發(fā)學生學習物理的興趣，增強學生學好物理的自信心，培養(yǎng)鍛煉學生的觀察、創(chuàng)造、分析、探索等能力有著巨大促進作用。 1做慣性實驗在盛半杯水的玻璃杯口上放一張硬紙片，再在紙片上放一個雞蛋，用手把硬紙片突然彈出去，雞蛋會安全地掉進玻璃杯。2做大氣壓實驗在瓶口比雞蛋稍小的廣口瓶瓶底鋪層沙子，將浸過酒精的棉花點燃后迅速放入瓶中，待會兒將剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口，過一會兒，由于大氣