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1、黄恕伯 2016.10.28,物理实验的创新,安排,实验,物理实验创新的总思路,实验 创新 的总 思路,获得准确数据，形成知识结论,经历实验操作，提高实验技能,关注学习行为，提升相关能力,获得实践体验，增强实践意识,通过物理实验，激发学习兴趣,通过实验感知，理解物理知识,形成结论,提高技能,理解知识,提升能力,增强意识,激发兴趣,通过观察实践，领悟物理方法,领悟方法,一、优选器材、优化操作，获得准确实验数据,调查老师们希望改进的实验项目： 晶体熔化 比热容实验 焦耳定律实验 机械效率实验 电功定量实验 测水平运动物体的滑动摩擦力 内能演示实验 光在不均匀液体中折射,返回,一、优选器材、优化操作
2、，获得准确实验数据,例：滑动摩擦力的测量,滑动摩擦力的测量,手持测力计拉着木块前进的缺点,手很难保持匀速,运动的测力计不容易观察读数,改进的实验方案,用电动玩具方式可以保持木块匀速运动,把测力计固定不动,滑动摩擦力的测量,滑动摩擦力的测量,手持测力计拉着木块前进的缺点,手很难保持匀速,运动的测力计不容易观察读数,改进的实验方案,用电动玩具方式可以保持木块匀速运动,把测力计固定不动,摩擦材料的选取,滑动摩擦力的测量,返回,二、通过实验感知和思维加工理解物理知识,调查老师们希望改进的实验项目： 探究物质的密度 探究物质的比热容,返回,通过实验建立“比热容”概念的教学设计,比热容概念的建立可以有以下
3、不同层次的教学方案：,方案一：适合大多数学生，一般层次。,方案二：适合接受能力强的学生，稍高层次。,方案三：适合自主探究、逻辑思维强的学生，高层次。,（建立比热容概念的） 教学方案一：,(1) 按人教版物理教科书做演示实验：,(2) 小结：为表明物质的这种性质，把一定质量某种物质在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。,(3) 随后介绍比热容的符号、单位和计算式。引导学生阅读“一些物质的比热容”表，关注某些物质比热容的值。,（建立比热容概念的） 教学方案二：,(1) 定性实验：加热相同质量不同物质，说明它们吸热能力不同。,(2) 定量实验：比较两种质量不同物
4、质温度升高时的吸热能力。,(3) 学生计算：哪种物质吸热能力强？（相同质量、升高相同温度）。,(4) 根据计算式，引出比热容的定义。进而介绍单位、比热容表等。,引入：物体吸收的热量跟什么因素有关？质量、升温、材料,（建立比热容概念的） 教学方案三：,(1) 定性实验：温度升高时不同物质吸热能力不同（同方案二，略）,(2) 定量实验：比较两种质量不同物质温度升高时的吸热能力。,(3) 转换数据：,把加热时间乘以功率转换为吸收热量，并除以液体的质量，得到单位质量液体所吸收的热量，得到右表。,(4) 制作图象：,纵坐标为所吸收热量与质量的比值（等于单位质量液体吸收的热量），横坐标为升高的温度。,(5
5、) 解释图象，引出定义：,类比密度定义。纵坐标与横坐标的比值体现了液体的吸热能力。引出比热容定义。,演示实验：用听觉理解加速度,1.理论基础：,位移是视觉中的长度形象，加速度是与视觉长度相关的物理量，加速度不容易被视觉直接感知。是否可以用听觉来理解加速度？,演示实验：用听觉理解加速度,韦伯定律 当人的感觉器官受到一定强度I的刺激时，在此基础上再增加刺激量I，使I等于感官恰能觉察到的最小差别感觉阈限，I与I的比值为一个常数。即KI / I ，K称为韦伯常数。下表为几种不同刺激方式的韦伯常数：,音高（在2000Hz时） 1/333 响度（在1000Hz，100分贝时） 1/11 举重（在300g时
6、） 1/53 视觉亮度（在1000光量子时） 1/62 视觉长度（对美术家而言） 1/60,1.理论基础：,演示实验：用听觉理解加速度,2.教学设计：,演示实验：用听觉理解加速度,2.教学设计：,返回,三、经历实验操作，提高实验技能,例：测量卵石的密度,返回,用天平、量筒测量卵石的密度, 提高使用天平测质量、量筒测体积的技能,用滴管、溢杯测量卵石的密度, 领悟物理方法（替代法）在实验中的应用,四、通过观察实践，领悟物理方法,如图，物体静止，各接触面之间是否有摩擦？,利用“假设”的方法，假设接触面之间没有 摩擦，将会如何？,返回,用手拉纸条，两本书都静止，A、B之间，B、C之间有静摩擦力吗？,返
7、回,光线从一种介质进入到另一种介质，在界面上同时发生两种现象：,1.反射：光线返回至原介质中。遵从反射定律。,2.折射：光线进入至另一介质中。发生折射。,现通过一个实验作出入射光线、反射光线、折射光线。验证反射定律、体现折射特点。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,实验思路,眼睛看到物体，是从物体发出（反射）的光进入了眼睛。确定了物体、眼睛的位置，就确定了光线。,由此，刻度尺上的各个刻度，都可以看成是一个点光源，这些刻度到眼睛的连线，就是这些刻度发出的光射入眼睛的光线。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,实验器材,（如下图）,眼睛看见水面下方
8、刻度尺的刻度，是水下刻度发出的光经水面折射后进入眼中；,眼睛看见水面上方刻度的倒影，是上方刻度发出的光经过水面反射后进入眼中。,由此可以确定入射光线、折射光线和反射光线。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,先研究折射：,把眼睛放在竖直尺的前上方观察水下尺的刻度。,观察水下刻度、水平尺刻度、竖直尺顶端刻度的重合点，这就是同一根光线通过的三个位置，由此可以画出入射光线和折射光线。,实验器材,（如下图）,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,水平 25.2,深度 61.2,29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 1
9、6 15 14 13,73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60,60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47,水平 25.2,深度 61.2,再研究反射,把水染成深色，这样可以看到插入在水中竖直尺水面上方刻度的倒影。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,在照片上作一水平线。,水平线在三支尺子上的刻度记录了同一光线的三个位置：发光点、水面反射点、观察点。从而确定了反射光线和入射光线。,把眼睛放容器外竖直尺的斜上方观察倒影如右图。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,69
10、.9、18.0、55.3,71.2、14.6、54.2,29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13,73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60,69.9、18.0、55.3,71.2、14.6、54.2,可以用平面镜代替水面做成专门的复习用实验仪器，把激发兴趣、深化知识和增强能力结合起来。,四、通过观察实践，领悟物理方法,通过实验复习光的反射和折射,五、关注学习行为，提升相关能力,怎样在物理教学中提升学生的创造能力？,把理解知识的过程提升为进行创造的过程,返回,“换向器”的教学,演示：没有换向器的
11、“电动机”。,解释：线圈无法持续转动的原因。,比较：两种电动机结构上的差异,阅读：教材关于换向器的介绍,讲解：换向器的构造特点和原理,改装：安装换向器的线圈持续转动,小结：技术发明跟科学发现同样伟大,理解,课堂教学的改进：把“理解知识”变为“进行创造”,这段教学使学生对技术发明的过程、意义有了很好的认识,怎样进一步优化？,理解 创造,注重知识 发展能力,“换向器”的教学,演示：没有换向器的“电动机”。,解释：线圈无法持续转动的原因。,比较：两种电动机结构上的差异,阅读：教材关于换向器的介绍,讲解：换向器的构造特点和原理,改装：安装换向器的线圈持续转动,小结：技术发明跟科学发现同样伟大,演示：没
12、有换向器的“电动机”。,解释：线圈无法持续转动的原因。,猜想：每转半圈改变电流方向会怎样,检验：用人工方法改变电流方向,设计：怎样把人工换向改为自动换向,分析：电源和线圈每半圈变换接触点,评价：提出具体方案评价并优化,创造,理解,课堂教学的改进：把“理解知识”变为“进行创造”,让学生经历 猜想、检验、设计、分析、评价 的过程。,传统教学是关注的是知识结果，讲授活塞抽水机的构造、原理等，让学生记住。 培养创造力的教学设计可以创设一个情境，从“玩”开始。,把理解变为创造,创设一个有趣的活动用手做阀门使一根管子能抽水。 然后不断改进、创新。 把 学习知识进行创造。,把理解变为创造,五、关注学习行为，
13、提升相关能力,怎样在物理教学中提升学生的创造能力？,把理解知识的过程提升为进行创造的过程,通过教师的创造实例激发学生的创造热情,上世纪七十年代一张活动幻灯片的创制,返回,六、获得实践体验，增强实践意识,返回,向心力和半径是成正比还是成反比？,实验时，rA40cm，rB80cm，每秒钟喊口令2次。,操作一：手握A，每秒1周；,操作二：手握B，每秒1周；,操作三：手握A，每秒2周；,比较一和二： 相同，F 跟 r 成正比,比较二和三： v 相同，F 跟 r 成反比,这是“体验性”实验，目标的重点并不在知识上，而是增强学生的实践意识。,有什么发现？,人走路时脚所受的静摩擦力方向如何？,从生活实践中引
14、入“自感和互感”课题,电磁感应的应用,教科书 第三章 第3节 （汽化和液化）,电冰箱的构造和原理,电冰箱的构造和原理,用打火机演示“电冰箱”,返回,七、通过物理实验，激发学习兴趣,拔火罐和马德堡半球2016科学晚会节目,返回,七、通过物理实验，激发学习兴趣,两根牙签挑重重担2016科学晚会节目,有趣的实验：“天女散花”,用于引入新课的各种物理魔术,自制“两心壶”,用物理知识“揭密”魔术,用于引入新课的各种物理魔术,用物理知识“揭密”魔术,用于引入新课的各种物理魔术,用物理知识“揭密”魔术,用于引入新课的各种物理魔术,用物理知识“揭密”魔术,用于引入新课的各种物理魔术,教科书上的覆杯实验,用于引
15、入新课的各种物理魔术,乐器,原题：八年级物理教材的一道练习题,题目：请用身边容易获得的器材，创制一件乐器，在班里举行的元旦音乐会上举行演奏。,要求：,1. 对你准备创制乐器的器具进行科学探究，发现其音调高低是由什么因素决定的。 2. 根据你所探究得到的结论，制成一件可以演奏乐曲的乐器。 3. 改进你创制的乐器，使之有表现力。 4. 根据乐器特点，选择一个小曲目进行训练，在班里举行的元旦音乐会上演出。,改造为科学探究题：, “管子”,请设法用生活中的管子发声。,管子发声的音调由什么因素决定？, “瓶子”,请设法用生活中的瓶子发声。,瓶子发声的音调由什么因素决定？,探究： 影响音调的因素是孔的大小还是位置？,映山红,作曲大师,葬花吟, “杯子”,杯子发声的音调由什么因素决定？,杯子, “板子”,板棍棒,应用电磁感应在板子上创制乐器,这是一个一目了然的“话筒”, “架子”,用铁架台做电磁感应实验,把两根金属丝串联起来，演奏更方便。,二泉,夜深沉, “棒子”,在同一木棒上把四跟金属丝串联起来,音域更加宽广,二泉,返回,谢谢大家,
