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1、南京师范大学 仲扣庄一、物理课程改革与实验教学实验是物理课程的重要特点之一实验是长期以来的薄弱环节新课程加强探究的理念首先反映在实验上加强实验是我国物理教学的历来主张实验是物理教学的重要基础实验是物理教学的重要内容实验是物理教学的重要方法美国国家科学教育标准科学内容标准(1)科学的统一概念和过程体系、秩序和组织证据、模型和解释变化、恒定性和测量演变与平衡形式和功能 (2)作为探究的科学进行科学探究所需要的能力对科学探究的理解(3)物质科学 5-8年级 物质的性质及其变化 运动和力 能量的传递(4)生命科学 (5)地球和空间科学 (6)科学与技术 技术设计的能力 理解科学与技术 (7)从个人与社
2、会的视角所见的科学 (8)科学的历史与本质作为人类奋斗目标的科学科学知识的本质历史的观点英国科学教育的重点就是要培养学 生通过他们自己的探究活动和对自 然现象持续的兴趣和好奇心以及科 学地解决问题的态度和能力。1988年教育改革法案规定从1989年起， 全国所有公立中小学实行统一课程，科学为 三门核心课程之一1989年颁布国家科学教育课程标准第一部分 科学探究 要求学生通过探究活动学会一些系统的 科学技能和方法第二部分 知识和理解 学生需要理解、掌握的科学知识和概念 二、初中物理课标中的科学探究和实验声和光 （1）通过实验探究，初步认识声产生和传播的条 件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有
3、关 的应用。知道防治噪声的途径。 例1 在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，使其 发声，观察纸屑的运动。敲击音叉，观察与其轻 触的乒乓球的运动。例2 将闹钟放到玻璃罩中，抽去空气，这时 几乎听不到声音。慢慢放入空气，声音从在到小 。例3 收集超声波的应用实例。例4 举例说明建筑物中是如何防治噪声的。活动建议(1)调查社区(或学校)中噪声污染的情况和已采取 的防止措施，提出进一步防治噪声的建议。2.3 声和光内容要求：2.3.1 通过实验，认识声的产生和传播条件。例1 在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，观察 纸屑的运动。敲击音叉，观察与其接触的乒乓 球的运动。例2 将闹钟放到玻璃罩中，抽去空气后，声音
4、 变小。2.3.2 了解乐音的特性。了解现代技术中声学知 识的一些应用。知道噪声的危害和控制的方法.例3 列举超声的应用实例。例4 举例说明如何减弱生活环境中的噪声。 新课程实施不可忽视实验新课程倡导科学探究的教学思想，因为加强科学 探究对培养学生的科学素养特别是创新的意识和 能力具有重要的意义。 实验作为科学探究的重要思想和科学方法，在新 课程的教学中占有重要的地位。如果在新课程的 实施中忽视了实验，那就意味着倒退。实验是检 验新课程的试金石。新的课程要求重视实验，还要加强实验的创新。 新课程加强物理实验的要求接近生活；激发学生好奇心， 多给学生发现问题 的机会；激励认知冲突和积 极思维；鼓
5、励与知识经验相结合做出猜想；加强实践意识，手脑结合；加强交流和合作。学生必做的实验项目：1.用刻度尺测长度、用表测时间2.用弹簧测力计测力3.用天平测物体的质量4.用常见温度计测温度5.用电流表测电流6.用电压表测电压7.测量物体运动的速度8.测量水平运动物体所受的滑动摩擦力9.测量固体和液体的密度10.探究浮力大小与哪些因素有关11.探究杠杆的平衡条件12.观察水沸腾时温度变化的特点13.探究光的反射规律14.探究平面镜成像时像与物的关系15.探究凸透镜成像的规律16.连接简单的串联电路和并联电路17.探究导体电压、电流与电阻的关系18.探究通电螺线管外部磁场的方向19.探究导体在磁场中运动
6、时产生感应 电流的条件20.测量小灯泡的电功率实验是科学探究中最重要的观念和思想方法伽利略的发现以及他所应用的科学的 推理方法是人类思想史上最伟大的成就之 一，而且标志着物理学的真正开端。爱因斯坦 没有实验的物理理论是空洞的，没 有理论的实验是盲目的。正是实验家 使理论家保持老老实实的态度。帕格尔斯，物理学家实验可以推翻理论，而理论永远无 法推翻实验。丁肇中，物理学家学生最喜欢的课堂教学方式86.7%的学生表示喜欢有较多的动手操作或 亲身实践、讨论交流或自学等课堂教学方式， 12%的学生喜欢以老师讲授为主的方式。引发较多的讨论交流其他有较多的动手操作或亲身实践大量的书面练习自学老师讲授为主1激
7、发学生的兴趣和求知欲中学生有着强烈的好奇心和求知欲 ，而物理实验具有真实、直观、形象 和生动的特点，易于激发学生的兴趣 。学生观察老师做实验，自然会产生 自己动手的欲望。看到实际的物理现 象和情景，学生会产生探其究竟、发 现现象背后规律的求知欲望。三、物理实验的教学功能听话的木球2创设有效学习环境、促进学生对知识 的掌握物理概念和规律是从大量的具体事例中抽象出 来的。实验可以提供精心选择的、经过简化和 纯化了的感性材料，能使学生对物理事实形成 明确具体的认识。让学生进入实验情景，在教师的引导下，通过 观察、实验、操作等亲身实验体验，主动去探 索新知识、获得新知识，是使学生牢固掌握知 识的有效途
8、径，也是教师突破教学重点难点、 提高教学质量的重要保证。耳闻易忘，目睹为实，躬亲则明。我听了，会忘记；我看了，能记住； 我做了，才理解。3促进学生对科学方法的掌握物理学是一门以实验为基础的自然科学， 许多科学方法是在物理实验中形成的，如 控制变量法、图像法、归纳法等等。在实验教学中，通过让学生经历观察、思 考、合理测量、处理数据、分析与论证等 过程，切身体会实验科学的研究过程和研 究方法，有助于学生提高科学探究能力， 加深对所学知识的信任度和理解力；可以 使学生逐步掌握和运用各种实验方法和手 段；同时有利于培养学生科学的观察习惯 、正确的操作方法和实事求是的科学态度 。测量不同时间的气温观察液
9、体的沸腾4培养学生的实验能力通过观察实验现象、可以培养学生敏锐的感知和观察能力；通过亲自动手，可以培养学生的操作能力，包括基本仪器的使用、数据的读取、仪器设备的组装、故障的排除等；通过分析和处理实验数据，进行比较、判断和推理，可以培养学生的思维能力；通过设计实验，可以培养学生的创新能力。5培养学生的科学态度和情感实验除了对知识的掌握、技能的提高和方法 的学习有明显的作用之外，对非智力因素的培 养也有显著的作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度， 而且有助于学生产生热爱科学、尊重科学规律 、勇于克服困难、想要进行科学探索的情感。无论狄克.费曼曾经开过其他什么东西的玩笑 ，他对物理学的热爱却是
10、接近于崇敬的。 L.M. 布朗初中学生要喜爱物理，是从产生物理学习兴趣开始 的。中学生对物理学习的兴趣有4 个不同的层次： 直接兴趣。即对生动的物理现象、装置和事件产生 自发的兴趣。 操作兴趣。即对获得物理现象的操作和过程产生亲 自动手操作的兴趣。 因果兴趣。即对物理现象发生的原因和物理事件之 间的因果关系产生探究的兴趣。 理论兴趣，即对物理理论的结构、体系和逻辑关系 的自洽性、一般性和实用性产生的兴趣。四、初中物理典型实验研究 （一）引言中的物理实验1、装满水的杯子里能放多少回形针引言：奇妙的物理现象目的：激发学习物理和参与探究的兴 趣，体验探究的过程策略：猜想，试验出其不意类似案例：蜡烛燃
11、烧2、探究摆的奥秘（ 粤教沪科版）体验科学探究的过程 设计实验与 制订计划进行实验与 收集证据分析与论证评估提出问题猜想与假设表达与交流科学探究l从某种角度来说，科学 家们就象侦探一样，把各 种线索拼凑起来弄清事情 的来龙去脉。科学家对周 围的现象和事物，都十分 留意。为了揭示大自然的 秘密，仔细地观察着周围 的世界。l 科学家不只是观察， 他们还总是以“怀疑”的 眼光审视所观察到的现象 ，并就观察所得进一步提 出可以通过科学探究来解 决的问题。提出问题设计与收集证据科学家不只是提出问题，还会努力 找出问题的答案。他们会借助查阅资料 、观察和实验等方法来收集有关的信息 及证据。实验的目的是为了
12、检验假设是否成 立。检验的结果可能被证实，也可能被 证伪。如果最初的假设遭否定，则须修 订或做出新的假设，然后继续检验，直 至新的假设通过所有实验的验证为止。分析与论证 实验中得到 的观察和测量 结果称为数据 。实验结束时 要对数据进行 分析，看看是 否存在什么规 律或趋势。评估、交流与合作结论就是对实验研究发现的总结。在下结 论的时候，你要确定收集的数据是否支持原 先的假说。通常需要重复好几次实验才能得 出最后的结论。但得出的结论往往会使你发 现新的问题，并设计新的实验来寻求答案。科学家很乐意将自己的研究成果公布于众 并与同行们交流。他们认为这种交流是智慧 的交换，对得出正确的结论是十分有益
13、的。 在交流过程中，他们很注意倾听和尊重他人 提出的不同观点和评议，既坚持原则，也勇 于放弃或修正自己的观点。新的问题当一个问题解决后，还会出现新的问 题。例如，为什么单摆周期与摆球质量 、摆角无关呢？如摆动时间很长，又有 什么情况发生？科学家又会设法解决这些新的问题， 继续他们的研究工作。（二）力学实验1、研究充水玻璃管中气泡的运动规律2、探究变速运动110米跨栏的距离分布情况从起跑线到第一个栏的距离：13.72m；从第1个栏到第10个栏，每相邻两个栏之间的 距离：9.14m；从第10个栏到终点的距离：14.02m。一组测量数据012345678910 11S /m013.7222.8 63
14、2.041.1450.2859.4268.5677. 786.8495.98110t /s02.43.54.55.56.57.58.59.510.511.512.91v/ms-15.728.319.149.149.149.149.149.149.1 49.149.73描绘ST图线对数据和图像的分析刘翔110m 跨栏的成绩是12.91s，全程的平均速度是 8.50m/s。刘翔从第1个栏到第10个栏间近似为匀速直线运动， 速度值约为9.14m/s，刘翔从起跑到第1个栏的平均速度约为5.72m/s，小于 中间段的速度，从第10个栏到冲刺阶段，平均速度为9.73m/s，是全 程中最快的一段。3、探究滑
15、动摩擦力用笔拔河活动：月球上的摩擦力What Do You Think?阿波罗登月行动证实月球表面可提 供足够的摩擦力让载人月球车行驶 。如何比较在地球和月球上的摩擦力 ？ For You To DoUse the spring scale to pull horizontally on the box.Measure the amount of force needed to cause the box to slide on the surface at a low ,constant speed.Record the frictional force in your table. Con
16、tinue adding sand to increase the weight of the box to 4.0,6.0,8.0,and10.0N, measuring the frictional force for each weight.Record the frictional force to complete your data table. Inquiry Investigation: 登上月球的宇航员们发现月球表 面土壤是粉状的，但比较坚硬 不同的接触表面对摩擦力是否有 影响？ 你怎样证明自己的设想？ 前面介绍的月球表面对行走和赛 跑有什么影响？Physics to Go由于在月球上摩擦力减小，对 地球上进行的体育项目应如何进 行修改？如与在地球上的情形相比较， 在月球上玩滑板
