例談實驗教學的強化與優(yōu)化（吳加澍）(共39張)

例談實驗教學的強化與優(yōu)化浙江省義烏中學吳加澍三做三優(yōu)目前一頁\總數三十九頁\編于十七點二.改進物理實驗教學——突出一個優(yōu)字一.加強物理實驗教學——落實一個做字【發(fā)言要點】例談實驗教學的強化與優(yōu)化●真做

●多做

●巧做●優(yōu)化實驗設計●優(yōu)化實驗操作●優(yōu)化實驗分析目前二頁\總數三十九頁\編于十七點●真做實驗——真實性【例】電荷間相互作用庫侖定律一.真做強化物理實驗教學——“三做”目前三頁\總數三十九頁\編于十七點【例】電荷間相互作用庫侖定律一.真做●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前四頁\總數三十九頁\編于十七點【例】電荷間相互作用庫侖定律一.真做◎教學媒體的選用次序：多媒體技術能夠“以假亂真”，但是不應該“以假代真”；過去黑板上做實驗不對，現在屏幕上做實驗同樣不對。實驗演示◎這樣的做法可取嗎？視頻播放動畫模擬圖片展示語言表述●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前五頁\總數三十九頁\編于十七點一.真做【討論】怎樣確保靜電實驗的成功？◎靜電特點：量少壓高

◎實驗關鍵：增加絕緣最容易漏電的部位在哪里？——金屬殼與指針之間？——金屬殼與塑料塞之間！

接觸面涂上蠟燭油●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”◎例如：靜電計（驗電器）目前六頁\總數三十九頁\編于十七點【例】電荷間相互作用庫侖定律一.真做尼龍絲+蠟燭鋁箔桶●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前七頁\總數三十九頁\編于十七點一.真做【例1】白光的色散與復合●做真實驗——科學性白光白光紅光紫光白光白光●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”紅光紫光目前八頁\總數三十九頁\編于十七點一.真做【例2】磁現象的電本質感應圈感應圈B=KI/r=4×10-9

T,B﹤B地=10-5T

設I=1mAd=5cm,估算:實驗假象！●做真實驗——科學性●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前九頁\總數三十九頁\編于十七點【例3】變化的電場產生磁場并非“磁偏”而是“電偏”！并非“磁偏”而是“電偏”啟示：物理教師應具備扎實的實驗基礎知識。一.真做●做真實驗——科學性●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前十頁\總數三十九頁\編于十七點并非“磁偏”而是“電偏”！【例4】繪制聲波干涉圖樣（一位教師的設計方案）音頻發(fā)生器這樣的設計方案可行嗎白紙*問題1：*問題2：設:聲波頻率f=560HZ

波長λ≈0.6m則△d=λ/2=0.3m

……眾多反射波的疊加一.真做●做真實驗——科學性●真做實驗——真實性強化物理實驗教學——“三做”目前十一頁\總數三十九頁\編于十七點二.多做這樣做，將有助于學生更好地——

◎把握物理本質◎揭示知識關鍵

◎化解學習難點

物理現象是豐富多彩、生動立體的。我們應充分運用實驗變式，盡量多做實驗，引導學生多層次、全方位地去認識物理世界的真實面貌。強化物理實驗教學——“三做”目前十二頁\總數三十九頁\編于十七點【例1】靜電平衡（導體電荷分布）二.多做——把握物理本質*演示1：拾電球與帶電圓筒

A的外壁接觸；*演示2：拾電球與帶電圓筒

A的內壁接觸；*演示3：和導線相連的拾電球與帶電圓筒A內壁接觸；*演示4：有金屬長柄的拾電球與帶電圓筒A內壁接觸。強化物理實驗教學——“三做”AB*問題：怎樣才能使金屬圓筒

B帶上盡量多的電荷？目前十三頁\總數三十九頁\編于十七點【例3】探究電磁感應的產生條件二.多做實驗觀察歸納結論分析論證*小結：①B不變,S變化；②S不變,B變化.*結論：由于φ＝B·S，所以可用磁通量來描述電磁感應產生的條件?！沂局R關鍵*質疑：這樣的歸納有什么問題嗎？只是體現了B、S變化與φ變化的相關性，未突出用φ變化作為產生條件的必要性。

如果問學生：若B、S都變化，會產生電磁感應嗎？——學生一致認定：會！*對策：運用實驗，揭示關鍵強化物理實驗教學——“三做”可見這種歸納并沒有觸及問題的核心:目前十四頁\總數三十九頁\編于十七點【例3】探究電磁感應的產生條件二.多做實驗觀察歸納結論分析論證*小結：①B不變,S變化；②S不變,B變化.——揭示知識關鍵磁通量不變！*啟示——B、S的變化并非是回路產生感應電流的本質條件。*演示——

使回路的B和S都發(fā)生變化……強化物理實驗教學——“三做”*結論：由于φ＝B·S，所以可用磁通量來描述電磁感應產生的條件。目前十五頁\總數三十九頁\編于十七點【例4】多普勒效應（波源運動）（波源靜止）學習難點二.多做——化解學習難點強化物理實驗教學——“三做”目前十六頁\總數三十九頁\編于十七點【例4】多普勒效應◎實驗演示——充分感知物理現象“聽得見”的多普勒現象“看得到”的多普勒現象振子發(fā)波水槽軌道顯示屏二.多做——化解學習難點強化物理實驗教學——“三做”目前十七頁\總數三十九頁\編于十七點【例4】多普勒效應◎實驗演示——充分感知物理現象◎動畫分析——模擬過程理解原理二.多做——化解學習難點強化物理實驗教學——“三做”目前十八頁\總數三十九頁\編于十七點【例4】多普勒效應◎實驗演示——充分感知物理現象◎動畫分析——模擬過程理解原理◎視頻播放——聯系實際拓展知識

擊波現象（馬赫波）二.多做——化解學習難點強化物理實驗教學——“三做”目前十九頁\總數三十九頁\編于十七點●選材——低成本三.巧做【例1】內能變化與做功的關系●設計——高智慧*最簡單的實驗：

雙手將一根橡皮筋迅速拉伸，同時將它緊貼在自己的額頭上，感覺有點熱；*課本中的實驗：強化物理實驗教學——“三做”

“一項演示實驗使用的材料越簡單,學生就越熟悉,就越想徹底地獲得所驗證的結果，這種實驗的教育價值往往與儀器復雜程度成反比?！?/p>

——麥克斯韋 ●教學——深探究

再讓橡皮筋迅速縮短，并讓它與自己的額頭接觸，感覺有點涼。目前二十頁\總數三十九頁\編于十七點三.巧做【例2】受迫振動和共振*實驗:手持紙條前后晃動，使之作受迫振動。*觀察:手動頻率與紙條振動頻率有何關系？*實驗:調整手動頻率，使紙條A的振幅最大；再依次使紙條B或C的振幅達到最大。ABC*比較:當振幅最大時，手動頻率與紙條自由振動時的頻率（固有頻率）有何關系？*總結:產生共振現象的條件……強化物理實驗教學——“三做”f受迫=f驅動f驅動=f固有●選材——低成本●設計——高智慧●教學——深探究目前二十一頁\總數三十九頁\編于十七點●從兩則教學案例說起◎教法1◎教法2◎教法3*出示題目：如圖所示，當磁鐵插入時，銅環(huán)將如何運動？*實驗驗證：磁鐵插入，銅環(huán)向左運動。*實驗演示：磁鐵插入，銅環(huán)向左運動。*解釋原理：為什么？……*學生猜想：磁鐵插入，銅環(huán)將……*實驗觀察：磁鐵插入，銅環(huán)向左運動。*解釋原理：為什么？……比較一下：哪種教法更好？不同的呈現方式：不同的演示策略：②實驗情景②實驗—觀察—解釋③預測—實驗—解釋①習題形式【例1】“楞次定律”的應用優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十二頁\總數三十九頁\編于十七點●從兩則教學案例說起【例2】“光的全反射”的引入◎教法1◎教法2*演示實驗：逐漸增大入射角……*教師指出：這就是光的全反射現象。*學生思考：一束光線從玻璃（n=√3）射入空氣，已知入射角為60°，問：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*觀察實驗：光從玻璃以60°射入空氣，沒有折射光線！*提出課題：……××優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”【例1】“楞次定律”的應用

前者只是客觀地呈現了物理現象，后者則能引起認知沖突，激發(fā)學習動機，因而教學效果更好。目前二十三頁\總數三十九頁\編于十七點●從兩則教學案例說起●啟示——

諸如此類的例子還有很多。說明做同樣一個實驗，甚至采用相同的儀器，但教學的效果卻可能大相徑庭。

因此，我們在加強實驗“硬件建設”的同時，更要重視實驗的“軟件設計”，優(yōu)化物理實驗教學，最大限度地發(fā)揮物理實驗的作用。優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”【例2】“光的全反射”的引入【例1】“楞次定律”的應用目前二十四頁\總數三十九頁\編于十七點實驗教學基本環(huán)節(jié)突出實驗原理滲透物理思想創(chuàng)設探究情景拓展實驗過程實驗分析觀察思維同步理解物理本質實驗操作實驗設計【優(yōu)化實驗教學的策略】優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十五頁\總數三十九頁\編于十七點一.

突出實驗原理，滲透物理思想目的原理方案實施結論實驗“三問”*這個實驗應該怎樣做？*這個實驗為什么這樣做？*這個實驗還可以怎樣做？——知其然——知其所以然——知其所盡然優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十六頁\總數三十九頁\編于十七點【例1】經典實驗：庫侖扭秤實驗◎一種流行的教法：

演示實驗——獲得數據——總結規(guī)律*科學性問題：*教育性問題:實驗的精確性？結論的普遍性？

淡化了庫侖扭秤實驗的教育內涵!由此得出庫侖定律的教法有問題嗎？一.

突出實驗原理，滲透物理思想優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十七頁\總數三十九頁\編于十七點【例1】經典實驗：庫侖扭秤實驗小球間距游絲扭角

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

物理學家的智慧和勇氣轉化放大、平分電量

2±δ對科學真理的不懈追求一.突出實驗原理，滲透物理思想優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十八頁\總數三十九頁\編于十七點【例2】演示實驗：平行板電容器的電容C=Q/UUQ不變控制變量轉化原理θ電容計(直接測量)(間接測量)

這種改進可取嗎一.突出實驗原理，滲透物理思想優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前二十九頁\總數三十九頁\編于十七點【例3】學生實驗：用單擺測重力加速度討論：結合學過的知識，你可用怎樣的方法測出本地重力加速度的值？(1)懸掛法:T=mg(2)落體法:h=1/2gt2(3)斜面法:S=1/2gsinαt2(4)平拋法:S=V0

2h/g(5)單擺法:T=2πL/g……實驗要求可能方案設計可行分案

選優(yōu)

(發(fā)散)(收斂)一.突出實驗原理，滲透物理思想優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前三十頁\總數三十九頁\編于十七點【例】“光電效應”實驗◎課本的演示方法分析：一般紫外線頻率為1015～1017HZ，鋅板極限頻率約為8×1014HZ，

據此估算，鋅板的電勢在100

v～102v范圍內，不足以使靜電計指針張開。二.創(chuàng)設探究情景，拓展實驗過程——實驗為何難以成功？ehUm)(0nn-=mveUm212=hmv212nh0n-=優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”目前三十一頁\總數三十九頁\編于十七點+++◎常用的演示方法①預帶負電法②附加電場法③電容輔助法方法①:是失去“多余電子”的現象？是否空氣電離作用？方法②:為什么要附加電場？是光電效應的必要條件嗎？方法③:為什么要另加一塊極板？……～～～【例】“光電效應”實驗優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”二.創(chuàng)設探究情景，拓展實驗過程

這些方法有何不足目前三十二頁\總數三十九頁\編于十七點◎常用的演示方法①預帶負電法②附加電場法③電容輔助法【例】“光電效應”實驗

這種單一化的操作，一步到位的教學，不利于學生對物理現象及本質的理解，也難以激發(fā)學習的積極性。

我們應按科學的本質開展實驗教學，盡可能為學生提供一種探究的情景，引導他們通過不同的角度和方法，去認識物理世界的真實面貌。

這些方法有何不足優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”二.創(chuàng)設探究情景，拓展實驗過程

力求做到：撇開次要因素，排除干擾因素，突出本質因素，使所要研究的物理現象以更為簡化和純化的形態(tài)顯露出來。目前三十三頁\總數三十九頁\編于十七點◎改進的演示方法紫外線照射帶負電鋅板紫外線照射不帶電鋅板白熾燈光照射鋅板表面紫外線照射帶正電鋅板鋅板附近設置反向電場紫外線照射其它金屬板（忽略次要因素）（突出本質因素）（排除干擾因素）因空氣電離？為何不張開？說明了什么？【例】“光電效應”實驗優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”二.創(chuàng)設探究情景，拓展實驗過程目前三十四頁\總數三十九頁\編于十七點三.觀察思維同步，理解物理本質

——物理實驗教學，同樣離不開實驗觀察和理性思維

這兩只腳?！衩芰⒏嚎茖W是在用理論和實驗這兩只腳前進的。有時是這只腳先邁出一步，有時是另一只腳先邁出一步，但是前進要靠兩只腳……BαACEFDFαTP點評只有實驗觀察，缺失理性思維！優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”關系一目了然問題迎刃而解【例】如圖，兩輕環(huán)E和D分別套在光滑桿AB和AC上，AB和AC夾角為α，環(huán)E與D用細線連接．一恒力F沿AC方向拉環(huán)D，當兩環(huán)平衡時，細線上張力等于

目前三十五頁\總數三十九頁\編于十七點三.觀察思維同步，理解物理本質優(yōu)化物理實驗教學——“三優(yōu)”【例1】靜電感