1、中學物理教學(jio xu)與物理實驗重慶市教科院中教(zhn jio)所中學物理教研室 周智良 重慶市物理教研之家qq群號:59191882共六十七頁本講座(jingzu)中引用了唐果南、 吳加澍、錢振華、李春密等老師的觀點和PPT，特此致謝！共六十七頁 名言(mngyn)導航 教師的工作決定著學生的前途和命運，決定著一些(yxi)家庭的痛苦和歡樂，決定著祖國的未來和希望。 邵守義 教育是人類歷史中的一條連綿的長河，繼承傳統與發展創新，是它的永恒課題。 張維善共六十七頁一、關于(guny)物理學1.物理學研究自然界最基本最普遍的運動形態及其運動發展的規律，這種最基本最普遍的運動形態寓于各種高

2、級復雜的運動形態之中，成為其組成的基礎(jch)；物理學研究過程中所形成的物質觀、自然觀、時空觀和宇宙觀對整個人類文化都產生了極其深刻的影響。2.物理學研究過程中積累的基礎知識，是科學技術的基礎也是各行業科技工作者必不可少的基本知識；物理學研究過程中所形的各種思想方法，是科學研究的有效方法，也是培養和提高人才素質的最有效方法；物理學研究過程中所樹立的崇尚實踐、崇尚理性思維的精神，是創造性人才必須具備的品格。共六十七頁3.基礎性：物理學是自然科學中的一門普遍適用的基礎科學(jch kxu)，它研究的是大到天體、小到基本粒子的各種物質的性質和相互作用，以及它們的運動規律（1從宇觀世界到微觀世界）。

3、4.實踐性：物理學是一門以實驗為基礎的學科，觀察實驗及實驗方法是物理學發展的基礎，實驗既是建立物理概念(ginin)、探索物理規律、認識物理世界最基本的手段，又是驗證物理假說、檢驗物理理論真理性的唯一標準。共六十七頁5.開放與發展性：物理學是所有自然科學和工程技術的理論基礎，物理學代表著一套獲得知識、組織知識和運用知識的有效步驟和方法，把這套方法運用到什么問題上，這問題就變成了物理學的研究內容?？梢钥隙ǖ卣f，出現了躍進式發展的學科，必然廣泛(gungfn)地應用了物理學的研究成果和研究方法。 Physics is what physicists do!共六十七頁物理學是一門應用性極強的學科，已

4、經深入(shnr)到各種產業和日常生活的各個方面，可以說在生活中到處都能碰到物理問題。將已掌握的科學知識、方法應用到日常生活和工作中，必將提高生活質量和工作效率。(電視、手機)(2激光)縱觀人類社會的發展，物理學已成為整個科技的先行者，現代技術的基礎和人類文化、理性文明的基本組成部分?？梢哉f如果沒有物理學，現代世界將失去它的色彩；如果沒有物理教育，人類社會將失去它的未來。（3趙凱華）共六十七頁2004年6月10日，聯合大會鼓掌通過決議，規定2005年為“世界物理年”。決議確認：物理學是認識自然界的基礎；物理學是當今眾多技術發展的基石(jsh)；物理教育為培養人的發展提供了必要的科學基礎。共六十

5、七頁物理是什么?物理是一門科學物理是一種智慧物理是一種文化6.吳加澍老師(losh)教育思想觀點優化物理教學的策略：以實驗為基礎，以思維為中心，以過程(guchng)為主線，以変式為手段。教學模式：實驗，啟思，引探共六十七頁物理(wl)是什么?實驗基礎核心理論(概念,規律,原理)數學表述物理方法應用延伸實驗(shyn)科學嚴密的 理論科學具有方法論性質的科學定量的 精密科學應用廣泛的基礎科學共六十七頁1.課程目標上注重提高全體學生的科學素養。2.物理課程標準中明確提出，物理教學旨在提高學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生，使學生通過學習逐步養成科學方法、科

6、學態度、科學思維習慣、科學世界觀，引導學生認識(rn shi)科學和技術的差別、科學技術對社會的影響、技術對環境的影響，強調認識(rn shi)和領悟科學的本質、科學與人文的關系，培養學生的社會責任感等。（課標）二、物理教育(jioy)教學共六十七頁3.中學物理學科教學不僅能使學生獲得今后進一步學習和發展所必備的基礎知識與基本能力，并且對學生科學精神、科學方法和科學態度的培養，以及學生科學世界觀和優秀品質的形成具有不可替代的作用。4.學生掌握最初步、最基本的知識（知識、技能、方法），是其應具有的與現代(xindi)生產和現代(xindi)科學技術發展相適應的中等文化修養。共六十七頁5.教科書只

7、是眾多教學資源的一部分。在從教科書演變成實際教學的過程中，存在著教師創造性勞動的廣闊空間。這是展現教師對物理學與物理課程豐富多彩的理解的舞臺，它需要師生情感(qnggn)交流、智力交鋒、相互啟迪、設問釋疑、輕松和諧的氛圍，這樣才能使固化在書本中的一切在學生們心中和手中鮮活起來這是教師的光榮與生命。 （4張維善）共六十七頁為何(wih)教?怎么(zn me)教?教什么?(教學目標)為誰教?(教學主體)(教學內容)(教學方法)價值觀師生觀課程觀教學觀5.物理教學值得思考的幾個本原問題四個問題都與實驗有關！共六十七頁 物理(wl)學是一門以實驗為基礎的學科，觀察實驗及實驗方法是物理(wl)學發展的基

8、礎，實驗既是建立物理(wl)概念、探索物理(wl)規律、認識物理(wl)世界最基本的手段，又是驗證物理(wl)假說、檢驗物理(wl)理論真理性的唯一標準。 三、物理(wl)實驗共六十七頁美國著名(zhmng)物理學家密立根認為： “科學靠兩條腿走路， 一是理論，一是實驗。 有時一條腿走在前面， 有時另一條腿走在前面， 但只有使用兩條腿才能前進?！惫擦唔?自然是沉默不語的，它不會自動(zdng)地告訴人們掩藏在現象背后的本質、規律和內在聯系。我們可以把實驗看做是人類與自然界的一種“對話”，正是靠著這種對話，迫使自然界做出回答，才能有所發現和收獲。 張維善共六十七頁觀察和實驗是物理教學的基本方

9、法，教學中利用實驗現象，通過實驗結果與學生頭腦中的原有概念發生沖突，來創設(chungsh)物理問題情境。實驗教學的誤區： 教師的獨角戲；實驗(shyn)程式化； 多媒體實驗流行；實驗試題化。共六十七頁實驗需要行動: 盡可能做（態度） 力求做好（技能） 用心(yng xn)去做（技巧、改進、創新）充分發揮演示實驗的示范作用: 要目的明確，忌隨心所欲。 要明顯直觀，忌模糊不清。 要安全可靠，忌弄虛作假。 要有啟發性，忌難易不分。共六十七頁四、物理(wl)實驗與中學物理(wl)教學（一）物理實驗在物理學發展(fzhn)的作用1.發現新事物和探索新規律。(X射線為例5)2.驗證理論。（宇宙大爆炸理論

10、）3.測定常數。（卡文迪許萬有引力常數）4.推廣應用。（粒子加速器）共六十七頁（二）科學實驗(k xu sh yn)與教學實驗的比較科學實驗教學實驗目的發現新現象，探索新規律幫助學生掌握知識和學習方法，培養能力，提高素質。內容由需要探索的新問題而定，內容是新的，一般是未知的。按一定的教學目的設計，根據教學實際的需要安排。比較成熟的。形式通過實驗觀察、測量、記錄、計算和分析，總結出規律。使學生形成概念，掌握規律與生活事例相比，實驗有下面一些特點(tdin)：實驗具有典型性，實驗具有重復性，實驗具有趣味性，實驗具有定性和定量研究的全面性。共六十七頁（三）物理實驗在教學中的地位1.實驗是物理教學的重

11、要基礎2.實驗是物理教學的重要內容(1)物理實驗本身就是物理學的不可分割(b k fn )的重要內容。(2)實驗教學是物理教學的重要組成部分。(3)實驗是培養學生實驗能力(特別是操作能力)的保證。3.實驗是物理教學的重要方法(1)實驗是物理學研究的重要方法。(2)實驗是教師教物理、學生學物理的重要方法。4.實驗是物理教學的重要手段共六十七頁為什么要上這堂課?它的價值究竟在哪里?這堂課除了知識之外, 還能讓學生得到些什么?學生興趣盎然地參與學習活動,通過一定的過程與方法, 切實掌握了知識和技能. 學會(xuhu)會學樂學(l xu)切實掌握了知識和技能通過一定的過程與方法學生興趣盎然地參與學習活

12、動 1.三維目標有機整合離不開物理實驗（四）物理實驗在教學中的作用共六十七頁電磁感應(dinc-gnyng)現象電磁感應(dinc-gnyng)的條件電磁感應的規律猜想假設、實驗探究的科學方法鍥而不舍、十年磨一劍的科學精神電磁互變、世界多樣統一的科學觀念學術形態（知識、技能）教育形態(過程、方法、情、態、價)，離不開實驗以電磁感應為例共六十七頁緊扣教學(jio xu)主題引發認知(rn zh)沖突拓展思維空間針對性激發學習興趣新穎性挑戰性適切性開放性符合學生實際2.有效教學需要物理實驗以高中“焦耳定律”為例：共六十七頁讓學生親歷物理(wl)問題（習題）的解決過程 （圓錐擺、物理競賽中的液體平衡

13、問題、活塞式抽水機）讓學生探尋(tn xn)物理規律的發現過程（光的折射課件、教參）讓學生體驗物理概念的形成過程（渦流、電磁阻尼、電磁驅動、電磁炮） 3.學生知識生成過程和問題的解決過程離不開物理實驗共六十七頁反思黃恕伯老師的創新實驗：問題、思考、實驗、改進(gijn)；發明、創造；興趣、能力、素質；教學、教育！共六十七頁讓學生體驗物理概念(ginin)的形成過程 創設情景抽象加工鞏固深化感知材料形成表象分析比較抽象概括變式遷移完善結構（具體）（抽象）（具體）共六十七頁讓學生探尋物理規律(gul)的發現過程延遲判斷給學生(xu sheng)留有足夠的的思維時間和空間,使他們對物理結論的判斷,產

14、生于經歷必要的認知過程之后。共六十七頁物理規律(gul)的發現過程提出問題猜想假設應用延伸推理論證實驗檢驗總結規律(演繹法)(歸納法)實驗觀察分析歸納共六十七頁主動性4.物理實驗可以(ky)提高學生學習的主動性與有效性。（是積極主動,還是消極被動)（是多數人參與,還是少數人參與）參與的深度參與的態度參與的廣度 情感參與）（行為參與 認知參與共六十七頁有效果(xiogu)有效率有效(yuxio)能（是否解決了提出的問題,達成了教學目標）（是否以較少的投入取得了較大的收獲）（是否促進了學生發展,激發起繼續學習的愿望）有效性知識與能力同步提高認知與情感和諧發展共六十七頁 5.現代教育(jioy)技術

15、助推實驗教學用計算機處理數據(shj)(電子表格；編程斜拋的3種方法研究)計算機模擬物理實驗課堂演示，強化學生的直觀感覺建立物理模型，方便分析論證展現宏觀或微觀世界，顯示實驗中間過程代替危險性較大的實驗演示傳感器（今年的高考試題）攝像頭的使用（實時直播）平板電腦、智能手機網絡 視頻共六十七頁用計算機采集(cij)處理數據的工作原理傳感器模擬量線性放大電路A/D轉換器模擬通道數字量A/D轉換器I/O通道待測物理量去計算機總線采樣原理圖共六十七頁Ot/sx/m簡諧運動（4月11日 天津(tin jn) 呂老師）共六十七頁6.注重與物理學史緊密聯系的實驗 以奧斯特實驗、磁生電（高考試題）實驗為例7.

16、科學(kxu)評價為實驗教學插上翅膀 中考、高考試題 研究可以發現一些命題趨勢共六十七頁 共六十七頁8.物理實驗(shyn)可以提高教師的研究能力、教學水平，體會教學研究的樂趣。 觀察、思考、實踐、改進、制作、創新、運用、論文、課題等等。共六十七頁9.物理實驗的作用培養學生的興趣和激發學生的求知欲，創設學生有效學習、理解、掌握(zhngw)知識的學習環境；訓練學生的科學方法；培養學生的各種能力；培養學生良好的科學素質。用于課堂教學的引入；用于課堂教學中突破難點、突出重點；用于科學探究的各個環節。課堂教學鞏固環節分析問題、解決問題。課堂教學結束時，布置課外思考題、小實驗、小制作等，把物理學習延伸

17、到課外。結合教師、學生、學校的具體情況，進行物理實驗教學共六十七頁10.創新實驗(shyn)案例光的折射（漁民叉魚）帕斯卡列桶實驗（物理學史系列(xli)實驗）良心壺（大氣壓）靜電實驗烘箱平面鏡中的虛像（無限的深井）教材中肥皂液薄膜干涉演示的改進近視眼、遠視眼的成因與矯正微小形變演示共六十七頁千人振表面張力（硬幣、立方體、正三棱錐）勻速直線運動（氣墊導軌、玻璃管中的紅色蠟快、縱波(zn b)的產生和傳播）礦泉水瓶中的熱學實驗科技活動生活中、生產中、自然界中的的物理實驗共六十七頁科技館中的物理實驗小孩玩具中的實驗（汽車與軌道(gudo)、磁懸浮、遙控汽車、縱波）家庭裝飾材料用作實驗材料（雙面膠、

18、滑軌等）物理網站中的創新實驗。共六十七頁共六十七頁共六十七頁共六十七頁共六十七頁共六十七頁共六十七頁共六十七頁六、高中物理主體性探究實驗(shyn)教學策略的研究共六十七頁（一）建構主體性物理探究實驗教學模式 一個完整的中學物理教學模式應當包含理論基礎、教學目標、操作程序和實現條件四個要素。主體性探究實驗教學模式是指學生運用已有的物理知識，教師創設物理情境，以學生為主體，提出問題、建立猜想與假設，設計實驗方案，進行實驗，評估分析與交流歸納出物理概念或物理規律，從而獲取知識、發展能力的一種教學模式。 主體性探究實驗教學模式形狀像一個苯環，主要有以下幾個方面的考慮：第一，苯環的性質比較穩定，與教學

19、模式的特點有一定的相似之處；第二，苯分子是一個平面正六邊形構形，形成一個封閉的共軛體系，形成一個渾然的整體。而探究實驗教學中的“創設情景，提出問題”、“合理猜想，構想假設”、“制定方案，進行實驗”、“取得證據、分析論證”、“表達交流、獲取知識”、“鞏固擴展、運用知識”這些要素也構成了一個以學生為中心相互關聯的整體；第三，學生活動(hu dng)處于苯分子的碳原子的位置，也說明學生在整個主體性探究模式中的重要地位，而教師活動(hu dng)處于苯分子的氫原子位置，起指導、引導的作用，同樣是不可或缺的；教學過程以學生為主體展開，而不是以教師為中心，教師起重要的引導作用。共六十七頁提出問題確立目標合

20、理猜想構想假設制定方案進行實驗收集證據分析論證表達交流獲取知識運用知識鞏固擴展學生主體創設情境激發興趣啟發引導提倡參與指導分析提倡合作尊重個性尊重差異注重整合提倡反思聯系生活注重應用教師活動學生活動圖1 主體性探究實驗教學模式圖共六十七頁（二）高中物理探究(tnji)實驗的分類1、探究演示實驗表1 探究演示(ynsh)實驗編號實 驗出處頁數GB1045演示抽空玻璃筒中的自由落體運動并用打點計時器研究自由落體運動高中必修1第45頁GB1058演示桌面的微小彈性形變高中必修1第58頁GB1061演示靜摩擦力高中必修1第61頁GB2014演示彈簧的拉伸，探究彈性勢能的表達式高中必修2第14頁GB20

21、22機械能守恒小球能擺多高高中必修2第22頁GB2032演示鋼球離開軌道速度方向與曲線軌道的關系以及鋼球在磁鐵吸引下的運動高中必修2第32頁GB2035演示運動的合成與分解高中必修2第35頁共六十七頁2、探究(tnji)分組實驗編號實 驗出處頁數GB1034探究小車速度隨時間變化的規律高中必修1第34頁GB1044利用光電計時器研究自由落體運動高中必修1第44頁GB1066探究求合力的方法高中必修1第66頁GB1075探究加速度與力、質量的關系高中必修1第75頁GB1086用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關系高中必修1第86頁GB2016探究功與物體速度變化的關系高中必修2第16頁GB203

22、8探究平拋運動規律高中必修2第38頁GB2051感受向心力，探究向心加速度大小的表達式，并用圓錐擺粗略驗證向心力表達式高中必修2第51頁表2探究(tnji)分組實驗共六十七頁（三）探究演示(ynsh)實驗探究(tnji)演示實驗教學的操作程序 創設情境激發興趣提出問題確立目標主體參與聯系生活教師活動學生活動策略體系演示實驗引導觀察觀察實驗記錄信息主體參與差異發展指導分析引導假設邏輯思考建立假說主體參與差異發展分享假說引導檢驗收集證據驗證假說主體參與合作學習提倡反思總結提高反思過程總結評價主體參與聯系生活21345實驗階段共六十七頁探究(tnji)演示實驗教學策略類型操作程序策略體系具體實施探究

23、演示實驗提出問題確立目標主體參與學生自己提出或教師引導提出有層次的、難度適中的問題，讓學生思考，并寫下自己的觀點；讓學生根據情境記錄下自己的問題，并用簡潔的語言陳述自己的學習目標。聯系生活利用日常用品做實驗，簡單、方便、易懂。觀察實驗記錄信息主體參與積極主動觀察實驗；讓學生以信息的形式記錄自己認為重要的現象和與自己的學習目標相關的事實；讓學生發表自己的信息，把大多數學生公認的信息展現在黑板或投影儀上。差異發展讓學生記錄演示實驗過程中的信息，并將其概括精練；提供書上相應的內容，讓學生研讀，記錄信息，提供不同的“觀察”的選擇；教師切勿評論學生各自記錄的信息，引導學生按重要性將信息排序，并展現自己認

24、為最重要的23條信息。共六十七頁探究演示實驗邏輯思考建立假說主體參與讓學生根據自己持有的或可利用的信息進行猜測；建立假說，讓學生列舉實驗現象或信息作為支持；讓學生以邏輯推理的形式展現自己的思維過程；把大多數同學認可的假設展現在黑板或投影儀上，并讓學生自主選擇自己要檢驗的一條或幾條假設。差異發展讓學生各自結合自己的學習目標進行猜想假設；讓學生根據自己需要，自主選擇一個或多個自己認為有意義、有價值的假設進行檢驗；如果選擇多個假設檢驗，按照重要性排序，然后從最重要的假設開始檢驗。收集證據驗證假說主體參與以資料式的方式來收集證據、檢驗假設；以實驗式的方式來收集證據、檢驗假設。合作學習組成兩人小組，相互

25、討論，相互補充；組成“組內異質、組間同質”的小組，組長收集和整理組員的結論，進行統計。反思過程總結評價主體參與讓學生填寫設計好的進行反思的表格（參考表）；鼓勵學生自己設計形式進行反思；開展自評、教師評、小組評等形式評價，撰寫報告；利用總結語策略，讓每個學生發表自己的結論。聯系生活把結論運用到實際生活中去檢驗，解釋問題或現象。共六十七頁四、探究(tnji)分組實驗探究(tnji)分組實驗的操作程序 創設情境激發興趣提出問題確立目標啟發引導提倡參與合理猜想構想假設主體參與差異發展指導分析提倡合作制定方案進行實驗主體參與合作學習差異發展尊重個性尊重差異取得證據分析論證主體參與差異發展注重整合提倡交流

26、表達交流獲取知識聯系生活注重應用運用知識反思總結主體參與聯系生活體驗成功主體參與聯系生活主體參與合作學習教師活動學生活動策略體系實驗階段213456共六十七頁探究(tnji)分組實驗的教學策略 類型操作程序策略體系具體實施探究分組實驗提出問題確立目標主體參與教師提出一系列問題，讓學生分辨哪些是重要的問題，整合問題，提出自己要解決的問題；讓學生自由地提出問題，分辨整合，提出自己認為最重要的問題聯系生活讓學生預習實驗，搜集并整理與實驗相關的歷史故事或事實情境，并與全班分享；讓學生根據情境，記錄重要的信息，提煉并整合，提出問題，確立目標；讓學生審視自己的問題，讓他們盡量從實際生活的材料中精辟、簡潔地

27、提出自己的問題，確立目標。合理猜想構想假設主體參與根據生活經驗和直覺思考提出假設，要求用精練、精辟的字句記錄下來；讓學生分享自己的假設，把大多數學生認可的猜想假設展示出來，供大家參考；讓學生自主選擇、自主決策要檢驗的猜想假設。差異發展讓學生以自己提出的問題和已經持有的事實作為依據建立假設；用邏輯圖的形式個性化展示提出的問題與假設自己的關系；根據自己的需要，自主選擇、自主決策要檢驗的假設。共六十七頁探究分組實驗制定方案進行實驗主體參與要求學生設計出合理的實驗方案；分三個層次讓學生根據自己的需要，選擇提示的類別，來制定實驗方案。合作學習由組長牽頭，合理分配實驗和交流時間，做好每個組員的記錄，得出實

28、驗方案；鼓勵小組之間展開競爭。差異發展讓學生自行設計實驗方案；鼓勵學生采用自己獨特的形式設計方案，并讓學生在關鍵步驟處加上注釋；讓其他學生在一個學生做實驗時，做好記錄，記錄下實驗操作的重要細節、數據以及對別人實驗的評價和自己的感想。取得證據分析論證主體參與讓學生在進行實驗的過程中，把數據或證據記錄下來；讓學生根據自己記錄的“證據”和“偽證據”進行思考；以邏輯圖的形式展現自己的思維過程，得出結論。差異發展讓學生個性化地將記錄下的信息進行歸類；讓學生根據自己的情況，對自己的猜想假設作出修正或改正。共六十七頁探究分組實驗表達交流獲取知識主體參與讓學生們相互陳述自己的結論和得出結論的理由以及過程；讓小組長統計組員的結論和證據情況（表），并展現每個小組的結果，供大家參考。合作學習由組長統計并發表本小組組員的結論和證據的個數；讓相鄰的24格學生進行交流、互補、完善，然后總結出12個結論以及支持的證據，將經