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文档简介

1、中学物理实验研究探究性实验指导书宁夏大学物理电气信息学院物理系中学物理实验室2014.9绪论探究性实验的意义、作用和实施在基础教育课程改革中, 国家教育部明确规定了在中学开展探究性学习,以突出创新精神和实践能力的培养。实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育,关键是改变教师的教学方式和学生的学习方式。设置探究性学习的目的在于改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学 习方式,为学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识、 并将学到的知识加以综合应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。物理学是一门以实验为基础的学科,在中学物理教学中开展探究性实验是

2、开展探究性学习的最主要有效途径。探究性实验是指:教师对知识不直接给出结论而是通过创设情景,启发、引导学生思考,再让学生利用已有的知识和生活体验,自主地或在教师的引导下提出问题,提出猜想与假设, 制定实验方案,设计实验步骤,自主地进行实验与数据收集,通过小组合作分析与论证,最终得出结 论,并对探究结果进行交流的一种实验形式。探究式教学既是一种教学方式,同时也是学生的一种学习方式。着眼点在于改变学生单纯的接受式的学习方式,并努力形成一种对知识进行主动探求、重视实际问题解决的积极的学习方式,其本质就是一种模拟的科学研究活动。探究性实验的意义1、获得亲身参与研究探索的体验探究性学习强调学生通过自主参与

3、类似于科学研究的学习活动,获得亲身体验,逐步形成善 于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度,产生积极情感,激发他们探索、创新的欲 望。2、培养发现问题和解决问题的能力探究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中,通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料,调查研究,得出结论并进行成 果交流活动,引导学生应用已有的知识与经验,学习和掌握一些科学的研究方法,培养发现问题和解决问题的能力。3、培养收集、分析和利用信息的能力探究性学习是一个开放的学习过程。在学习中,培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通过研究性学习

4、,要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息,学会判断和识别信息的价值,并恰当的利用信息,以培 养收集、分析和利用信息的能力。4、学会分享与合作合作的意识和能力, 是现代人所应具备的基本素质。研究性学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境, 使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。5、培养科学态度和科学道德在探究性学习的过程中,学生要认真、踏实的探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和 成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神,磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志 品质。探究性实验的特点1、学生的探究与科学家的探究本质上

5、是相同的在探究性实验中学生经历了科学家探究的历程,两者只有程度上的不同而已,在过程本质上是相同的。例如,科学家提出的问题是基于其领域以有研究和科学经验之上的洞察力,而学生的问题则来自于对周围现象的观察和基于生活经验之上的对现象的理解,学生的探究活动需要教师不同程度的指导,学生或通过对现象的观察,或通过对教师设置的问题情境的观察、思考、交流,发现可探究的问题,从而开展探究活动。2、学生在多方的探究活动中真正理解和掌握科学的方法和技能学生在探究性实验中,通过观察、提问、猜测、假设、设计、实验、总结、交流等活动,真 正理解和掌握科学的方法和技能。3、探究性实验更有利于培养学生的演绎思维能力在探究性实

6、验中要求明确假设,应用批判性和逻辑性的思维,要求考虑各种可能的解释。以 合作和单独的方式亲自去验证自己的假设,设计检验假设的步骤,明确实验必须的材料,按计划实施实验。如果假设得到验证,要求学生作出进一步解释和预测,当假设得不到实验的证实时, 学生将面对一种认知冲突或认知失衡,这引起学生的反思并提出相关问题,鼓励学生继续去探究去思考,直到冲突解除,认知达到平衡,这些过程势必使学生的演绎思维得到促进和发展。 4、探究性实验注重知识的深层理解只有当学生可以用实验得到的结果解释现象并进行预测时,才能达到本质上的理解。因此, 探究性实验允许学生出错, 经常要求学生反复表达自己的想法,并从不同的角度或方面

7、反复去验证,最终获得对知识的深层理解。5、探究性实验注重学生科学精神的培养探究性实验注重让学生亲身去体会科学家研究自然界时的科学探究过程,从而使学生养成尊 重客观事实的科学态度和习惯, 养成敢于怀疑和坚持真理的精神, 养成锲而不舍的科学探索精神。 6、探究性实验重视学生的主体性和教师的主导性探究性实验强调学生的主体性和教师的主导作用,学生在探究中始终处于主动状态,从问题 的提出、制定问题探究的计划,到收集资料、处理数据、得出结论和结论分析都渗透了学生的辛 勤劳动和积极思考。教师是指导者和帮助者,通过教学情境的创设来激起学生的探究兴趣和欲望, 促使学生思考,在探究过程中帮助学生明确方向,点明问题

8、关键,疏通思维障碍,而不是平常认 为的那样,尽量给学生提供帮助和指导,避免在问题探索中走弯路。7、探究性实验重视全体参与和合作学习探究性实验要求每个学生都积极参与到探究的各个活动进程。教师应该给每一个学生参与探究的机会,根据学生现有的探究能力水平和个性特点,制定合适的探究活动计划,实现个人的探究目标。全体参与的另一个方面就是合作学习。在探究性实验教学中, 常常以小组合作的形式开展探究,即分组制定实验方案,分组实验,共同讨论、争论和综合意见。在此学习中,学生按自 己的认知方式和思维模式去理解事物,由于每一个人己有的知识经验、文化背景的不同,学生对事物的理解会各不相同。合作学习让学生懂得彼此尊重、

9、理解和容忍,学会表达自己的思想,倾 听他人的意见与说服他人, 形成合作研究的能力, 同时增强了学生的合作意识和团队精神,体现了时代和社会的要求。8、探究性实验重视形成性评价和学生自我评价探究性实验教学对评价要求较高,如它要求评价每个学生理解了哪些概念,哪些还模糊不清或不知道,是否能灵活地运用知识解决问题,是否能提出问题,是否能设计并实施探究计划,是 否能分析处理所收集的数据,是否能判断数据是支持还是反对自己提出的假设等。但要弄清楚这一切,单靠终结性评价是难以奏效的。探究式教学在重视终结性评价的同时,很重视形成性评价,如学生的实验方案、撰写的实验报告、绘制的图表、甚至制作的模型等,以及与学生面对

10、面的交 流、针对某个问题所做出的解释,通过这些可以了解学生对知识理解的深度和广度,及进行科学推理的能力。重视评价还包括学生对自己学习过程的评价。学生不断地对自己的探究学习进行评价,如检查采用的方法是合适、 解释是否合理、对知识的理解程度如何等,可以提高学习的效率,利于学习目标的达成。探究性实验的要求(一)、探究性实验设计要求 1、探究性实验对教师的要求:学生是学习的主体,教师的角色将定位学习活动的促进者、组织者和倡导者,而不是看守者,所以教师在设计探究性实验是必须从学生本身兴趣特点出发,应从以下几点考虑:(1) “趣”是起点。学习兴趣是学习动机中最活跃、最重要的因素。教师应尽量设计良好的气氛,

11、时时刻刻引发学生对周围有关物理现象的关注,对物理的知识有所掌握, 只有保持良好的爱好兴趣,才有可能产生对物理问题的研究和渴望解决问题的欲望。(2) “疑”是焦点。创设良好的问题环境是教师激活学生思维的一种手段,教师要善于创设合理的疑问,使学生产生对知识的冲突, 使其处于积极主动状态, 从而把注意力转移到研究问题上, 同时问题也是探究性实验教学过程中的主线,使学生认识到探究性实验的规律与特点,在实施过程中,使学生提出新问题、认识新问题到最后解决新问题。(3) “动”是特点。在问题提出之后,学生要互动投入到自主探索的活动中,自己亲身体验、摸索,在问题中寻找答案和改进措施。(4) “思”是热点。对物

12、理问题产生好奇,就会对现象产生思考,对未知的结果产生猜想,对事物认识深化,这是思维发展的过程。2、探究性实验对学生提出的要求:学生是活动的参与者, 学生可以根据研究的内容, 提出自己的问题进行分析研究,确定解决方案。根据设计认为可行的方案进行实验,提取实验数据,进行数据分析,然后进行总结和评价,进一步的提出新的问题。 在探究过程中要以主动、 认真、积极的态度对待,乐于思考,勤于探索。 在探索中发现学习策略,在解决问题中学习,独立自主发现问题,通过实验操作、调查、信息搜 集与处理,经历探索过程获得知识与能力,掌握解决问题的方法。(二)、探究性实验实施要求在探究性实验实施过程中教师应起到引导作用,

13、而学生应作为主体。在实施过程中教师要对学生做出合理适度的引导, 启发学生对探究性实验的认识,同时做出积极的评价, 鼓励学生大胆操作实验。中学物理探究性实验设计所遵循的原则 (一)、探究性设计原则所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次里,需要去挖掘,实验的条件和结果之间往往存在着较大的距离,需要去跨越,解决问题的方法与途径往往不太明确, 需要通过尝试错 误,提出假设并验证假设来寻找。探究性实验作为一种发现学习活动,首先学生需要进行深入仔细的观察,对外界输入信息和刺激进行过滤,唤起并指引注意做出有选择的记忆检索,结合输入信息进行评价, 从而提出假设,进行试误性尝试,以便检验假设。这样,学生

14、在解决问题的过程中,不仅能学会并形成一定的认 知策略和技巧,同时也激发了他们的智慧潜力,并有助于形成内在的学习动机。因此,探究性实 验的性质要求所设计的实验,要在条件与目的之间设置“障碍”,学生在越障的过程中,通过思维的中介在条件与目的之间架起一座认知“桥梁”。这种越障过程既包括发散性思维,同时又包括复合思维。发散性思维不直接加工信息,它主要提供解决问题的方向与方法,它属于执行控制过程,它属于影响问题求解过程的认知策略范畴。待问题求解的方向与方法确定后,又需要复合思维进行逻辑推理,按已确定的方向深入下去直至解决问题,从而在这一探究的过程中培养学生的创造性思维。(二)、趣味性设计原则探究性实验的

15、设计要充分考虑学生的心理特点和认知水平,实验设计要求生动、有趣,能使学生在进行实验探索时,自始至终保持很高的兴趣。 探究性实验作为一种学习活动,不能依靠教师的督促使学生完成, 而要通过设计良好的实验本身来激发学生的兴趣,使学生从好奇出发, 进而发生兴趣,只有这样,才能使学生自觉自愿地参与实验探究活动。要求教师做到以下几点:第一:要求教师换个思维做实验, 让一些现象和日常所见相背,则会充分调动学生的好奇心理,产生主动求知欲,达到以奇激趣的目的。第二:要求教师用生活中简单的用品模拟再现枯燥的抽象物理概念。(三)、渐进性设计原则成功开展探究性物理实验要求学生必须具备相应背景知识、认知能力和对实验探究

16、持积极 态度。学生的能力水平适合探究任务的要求是至关重要的,这就要求探索性实验的设计既要有挑战性又要有适宜性。为了引起学生认知上的冲突达到最佳或最大限度的不平衡,探索性实验的设计还要遵循渐进性原则, 不能急于求成,应与学生的认知能力相适应, 与具体的教学内容相联系, 与学生实际技能相适应,形成一个系统化的由易到难循序渐进、相互衔接的实验体系。在这一体系中将要培养的每一目标转化为明确可见的知识要点和能力要点,分解到程度不同的探索性实验中,在实验中采用不同的途径,使学生在教师引导下运用已有知识和方法技能,去亲自“发现” 新知识,成为科学知识的主动探索者,同时增强知识运用的迁移能力。(四)、效益性设

17、计原则从当今世界的物理教学改革中,可以看到这样一种现象,无论是发达国家还是发展中国家,都对教师自己设计和制作的教具和低成本实验非常感兴趣。提倡利用随手取材的实验已成为一种共识。这不奇怪,因为这种教具和实验对学生来说,比较亲切,参与性强,简单明了,易于突出 事物的本质,富有创造教育的因素,且成本低廉、易于推广,所以它能够成为一种发展方向。重 视自制教具是我国物理教育的传统之一,应当继承这一传统,并努力开发它的教育、教学功能, 挖掘自制教具及其实验的兴趣因素,激发学生的学习动机。(五)、简易性设计原则探究性物理实验主要在教师引导下,由学生主动独立探究进行。为排除次要因素的干扰,突出研究对象的目标性

18、、探索性,实验设计应遵循简易性的原则。在保证实验有效进行的前提下, 实验的设计要尽可能采用简单、明了、直观的仪器,且这些仪器要便于操作,性能稳定。设计的 选题要尽可能与日常生活实际格联系。对于装置过于复杂、操作难度过大的实验,一般不适宜作为探究性学生实验。(六)、创造性设计原则教师所设计的探究性实验应有一定的新颖性、先进性和实验性,要充分体现出创造性原则, 运用创造性思维,独立的去认识新知识,符合学生的认知结构,由易到难,循序渐进。而设计性 实验就是要打破现成的实验方案,依据物理探究性实验设计理论, 自行设计新的实验方案和步骤,完成其实验。由于这种设计具有较大的灵活性,需要学生在牢固掌握基础知

19、识和基本方法的前提下富有创造力。因此,以设计性实验为载体,是培养学生创造思维能力的一条重要途径。设计性 实验活动往往只需给学生提出课题的任务和要求,而要完成这个课题的方案是多种多样的,各种实践活动需要充分发挥学生的想象力和合作精神,用所学过的知识来解决生活或学习中的实际问题,同时也是对学生创造潜能的一种测试。这类实践活动的关键是选好课题,课题可以是同学发现并提出来的,也可以是同学和教师共同探讨而产生的问题。(七)、可行性设计原则探究性实验内容主要是书本知识的升华,通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合,但不能超越学生的年龄特征和知识范围,即设计实验必须切实可行,使学生能够顺利的完

20、成探究任务。既不低估也不高估学生的水平。选择满足学生现实需要的课题,贴近学生生活。选择超越常规但又在情理之中的课题,学生也会感兴趣。选择具有一定难度和具有挑战性问题。(八)、科学性原则在探究性物理实验的设计中首先必须保证实验的设计不出现科学性错误,这是最根本的要 求。其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的教育因素。如果在设计中没有科学的态度和方法,或者没有认真处理实验数据,往往稍有疏忽就会出现科学性错误。(九)、安全性设计原则探究性实验有的难度较大,学生经验不足,应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实 验操作。特别是在进行有关电学实验的探究,一定要注意用电安全,做好预防的措施。对于具有

21、危险性的物理实验,最好在教师的指导下进行实验操作。当然,对有危险性的实验,可以用多媒 体设计模拟实验进行探究教学,同样可以达到较好的教学效果。中学物理探究性实验设计步骤教师根据教学目标, 在进行探究性实验研究的过程中有意识的给学生生创设一些问题,让学生对针对要解决俄的问题进行观察和思考,最后用掌握的物理知识、方法、手段等解决问题,在 解决问题的过程中进一步提出新的问题,教师要根据问题的要求和相关条件构造相关实验情景, 有意识地引导学生来确定要解决问题的实验程序,最终得出准确合理的结论达到教学目标。(一)、问题提出与构想假设(1)提出问题:实验是从提出一个科学问题开始的,科学问题是指能够通过收集

22、数据而回答的问题。这个问题可以是通过观察和体验而感兴趣的问题或者是一个可以验证的观点,并能描述实验的目的。(2)构想假设:假说是对实验结果的预测,假说是建立在观察、现有的证据和以往的知识经验上 的。但与许多预测又有不同的是: 假说必须能够被检验, 而预测是推论的一种, 有可能是错误的。 (二)、设计实验与制订计划设计一个实验来检验假说,在计划中应该确定所研究问题的变量,写明详细的实验器材和实验步骤以及在实验中要进行的观测,必要时要创建一个过程流程和设计记录实验数据的表格。设计实验时涉及到两个很重要的问题就是变量控制法和可操作定义。变量控制法是指在一个设计好的实验中,除了要观察的变量以外, 其余

23、变量都应始终保持相同。变量是指实验中可以变化的因子。其中人为改变的因子称作调节变量。随着调节变量变化而变化的因子称为应变量,应变量是为了得到实验结果而需要观察或测量的指标。可操作定义是指要说清楚某个变量该如何进行测 量,或者实验中具体某个术语该如何表述,实验者按照你的陈述能进行实际操作。(三)、实施方案进行实验:严格按设计中确定的步骤认真操作,按照说明安全正确地使用实验设备。仔细记录实验中所观察到的所有情况,包括清晰准确地描述得到的结论。(四)、进行实验与收集证据分析数据: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,看是否存在某种规律或趋势,能否支持先前的假说,实验中是否存

24、在缺陷。是否需要收集更多的数据, 等等。常常把数据根据需要整理成表格或图像,以便更好的帮助分析数据。在信息技术水平日益提高的今天,利用计算机,记录数据、处理数据,利用计算机进行数据的图像处理已成为重要手 段。重复实验步骤:大部分科学家在得出重要结论之前,都必须反复实验。因此,如果提出的实 验结论不能解决问题,就必须重复前边所有的步骤,反复实验,直到得出答案为止(五)、分析与论证得出结论:结论就是对实验研究发现的总结。在下结论的时候,通常需要重复几次实验才能得出最后的结论,教师应鼓励学生从得出的结论中发现新的问题,并设计新的实验来寻求答案。(六)、交流与合作交流结论:为使研究可重复、可验证,把研

25、究过程的细节、实验结果和得出的结论与他人 交流,与人分享。(七)、评价在探究实验中,重视对学生的科学探究能力、实验技能、情感态度价值观等方面的发展做出评价。需要通过观察、记录和分析学生在探究实验活动中的表现,对学生的参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、分析问题的思路、知识的理解和认知水平以及表达交流技能等进行全 方位的评价,即进行活动表现性评价。评价的形式可以是教师及同学的评价,也可以是学生个体的自我评价。教师要根据评价内容,采用多种不同的评价方式或形式,客观、全面地对学生在知 识和技能、过程与方法、情感态度价值观方面的发展进行评价。(1)评价的原则 科学性原则:评价要符合现代教育的理

26、念,注重科学探究的环节,对实验设计、操作过程、 数据处理等能做出科学、合理的解析和判断。 导向性原则:通过分析与评价,引导实验向科学探究的方向进行。 发展性原则:通过评价、反馈,发展实验参与者的实验设计理念及思想,有利于培养学生探 究的兴趣、能力,让学生掌握科学探究的基本技能、技巧。 探究性原则:设计的实验能体现科学探究的思想,具有探究的功能,能激发学生探究的乐趣。(2)评价的指标:(仅列举了与实验最相关的几项评价指标与评价项目)评价指标评价项目制定计划与设计实 验(1)明确目的和已知条件,经历制定计划与设计实验的过程(2)尝试选择科学探究的方法及所需的器材(3)尝试考虑影响问题的主要因素,有

27、控制变量的初步意识(4)认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用进行实验与收集数 据(1)能初步描述实验数据或有关信息(2)能对收集的信息进行简单的比较(3)能进行简单的因果推断(4)经历从实验现象归纳科学规律的过程(5)尝试对探究结果进行描述和解析(6)认识分析与论证在科学探究中是不可少的分析与论证(1)有评估探究过程与结果的意识(2)能注意探究结果与假设间的差异(3)能注意探究过程中未解决的问题,并发现新的问题(4)尝试改进探究方案(5)有从评估中吸取经验教训的意识(6)认识评估对科学探究的意义评估(1)有评估探究过程与结果的意识(2)能注意探究结果与假设间的差异(3)能注意探究过程中未解

28、决的问题,并发现新的问题(4)尝试改进探究方案(5)有从评估中吸取经验教训的意识(6)认识评估对科学探究的意义说明:物理课程标准中提出了科学探究的七个要素(在具体的活动中,可以包括所有要素,即开展系列探究活动,也可以包括部分要素,进行某个环节的探究活动。在进行评价时,要针对不同的探究课题,从中选取一部分内容,加以细化并进行评价。评价活动中,探究的同一环节,不同的探究内容也有不同的评价内容和要求。中学物理探究性实验教学设计案例探究平面镜成像特点设计者学校/班级设计者姓名八年级新人教版上册第四章第3节教学时数学情分析课设计立足在物理走向生活、生活走向物理的思路。以一个“小魔术”引出 课题,激发学生

29、的学习兴趣,调动学生探究学习的积极性,使学开始就 进入兴奋状态。在探究平面镜成像特点中领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”成功的喜悦,进一步让学生感受到生活离不开物理。学生在生活中肯定都观察或者留心过平面镜成像的现象,对平面镜成像的特点有一定认识,但基本停留在学习的感知和表象阶段,还没有进行过科学的探究,尚缺乏理性的思考,学生有进一步探究的欲望,但怎么探究,探究哪 些方面,还迫切需要教师的帮助和启发。本节课的教学重 点与难点重点:(1)掌握平囿镜成像的特点(2)掌握平面镜成像原理 难点:了解虚像与实像的区别知识 与技能(1) 了解平囿镜成像的特点。(2) 了解平囿镜成虚像,了解虚像是怎样形成

30、的。(3)理解日常生活中平面镜成像的现象过程 与方法(1)经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录。(2)观察实验现象,感知虚像的含意。情感态度 和价值观(1)在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐,获得“发 现”成功的喜悦。(2)培养实事求是的科学态度。(3)通过对平面镜的应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响。教学方法本节课米用的教学方法包括讲授法、讨论法、探究法、实验法等教学媒体演示法、观察法、探究法,实验分析法.教学流程设计依据一、课题引入师:上课前,老师先给大家表演一个小魔术,大家欢迎不欢迎啊?小魔术:“浇/、火的蜡烛”,问:蜡烛为什么浇不火?学习了

31、今天的内容以后,也许你就会弄清其中的奥秘,二、实验教学教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察师:我们可以看到这些镜子都是平的 .用它可以照出人的"面孔"和各种各样 的"物体",并与物体本身的形状一样 .我们把这样的镜子叫平面镜 ,把出现在 镜子里的"面孔"物体叫做像.(再让学生阅读书上活动 1 “镜前成像”,并提出一些问题让学生思考)师:当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化?像的大小与物体的大小有 怎样的关系?生:当物体离平血镜越远时,像越小利用小魔术引入 课题,激发学生 的兴趣师:像的大小与平面镜的大小有关系吗?生:(这些问题,并不

32、要求学生立即回答或正确,目的是为了引起学生学习的兴趣,使学生对平面镜成像有一个感性认识 ,为学习本节的内容奠定基础, 并与 生活中的错误概念加以区别,强化新概念的建立。 )师:刚才许多同学提出了有趣和有价值的问题,其中有的同学提到平面镜成的像为什么会左右相反,为什么会物近像大这些问题实际上就是和我们 今天要学习的平面镜成像特点有关的,下面我们一起来研究这个问题。1、探究平面镜成像特点器材:蜡烛两根、方格纸、刻度尺、平面镜、玻璃板、铁夹等。a.猜想: 像大小可能与 有关。 像到镜面的距离可能与物体到镜面的距离 。师:同学们的猜想是否准确呢?谁猜想得最符合实际情况呢?让我们一起通 过实验来检验。(

33、学生的猜想可能会超出教师的预先设想,例如有的学生会猜想像在镜子内表面,有的学生可能会猜想像的大小和镜子摆放角度和大小有关等等,不要干涉他们的猜想,让他们自主想象,但最好请他们陈述猜想的依据,避免胡 乱瞎想。)b.制定计划与设计实验师:请大家拿出平面镜, 看见你的像了吗?在镜子前面还是后面?它距离镜 子多远?能直接测量吗?为什么?生:不能直接测量,不知像在什么位置,无从测量起。师:因此,我们要研究成像特点,首先要弄清像在哪里?(手在镜背后作摸 索状),像到底在平面镜后面什么位置呢?师:拿出玻璃板,请大家观察一下,和刚才的平面镜相比,它们有什么共同 之处?又有什么不同之处?生:相同:都是玻璃做的,

34、都能成像。不同之处:玻璃板成像模糊、 透明的, 可以看见后面物体,镜子成像清楚,看不见后面物体。师:为了方便找到像的位置,方便比较像与物的大小我们应该选用哪块来做 实验呢?师:我们今天就用这块玻璃板来代替平面镜作实验。师:利用桌上的器材,你能否设法找出玻璃板后面的像的位置?(学生先讨论,然后动手尝试。)随意请一组的两个同学上来演示定位像的方法。师:大家说他做的好不好?给点鼓励行不行?象这种用真实的物体来替代无 形物体的方法叫替代法,等会我们还会用到。师:像的位置找到了,接下来研究像的特点就不难了,下面让我们一起通过 实验来研究。实验之前,让我们先讨论一下实验的方案。讨论: 要测量哪两个物理量?

35、用到什么仪器?做出合理的 引导,是学生 提出问题,设 计猜想制定计划与 设计 就在课桌上直接测量距离准确吗?怎样测量比较准确? 仅测量一组数据可靠吗?你能设计一个记录数据的表格吗?实验步骤是怎么样的?在蜡烛成像的位置上放一张白纸,绕过玻璃观察,白纸上有无蜡 烛?交流小结:请一组代表把数据表格带上来,并说说实验步骤: 将一张方格纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住 一玻璃板,竖立在白纸上. 把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的 像. 另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合 (左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起,感觉这支蜡烛也像

36、点燃了一样),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前 蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置. 在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线把每次 实验中两支蜡烛位置的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.把测量结果填写下表中c.进行实验与收集证据学生分组实验d.分析与论证师生共同分析得到平面镜的成像特点:像和物体的大小相等.像和物体到镜面的距离相等. 像和物体的连线垂直于镜面 .e.评估与讨论师:实验时,把手指放在玻璃板后蜡烛b的“烛芯”上,是否烧痛了你的手指?说明了什么?生:没有烧痛

37、手指。说明“烛芯”是虚像。师:实验时为什么用同样的蜡烛?生:使蜡烛b与蜡烛a的像完全重合,像与物等大。师:大家在实验中还发现了什么影响?生:玻璃太厚可能出现两个像。师:为了巩固学生对平面镜成像特点的了解,我们来做个游戏:我来照镜子,做一些动作,另一位同学扮演我的像。看看像不像?在进行实验 时教师对实 验方案进行 讨论,保证了 实验方案的 可行性,同时 引导学生要 在合作中注 意既坚持原 则又尊重他 人能思考别 人的意见,改 进自己的探 究方案。认识 科学探究中 必须有合作 精神师:他们符合平面镜成像特点吗?哪里不符合?2、平面镜成像原理对于平面镜的像是靠光的反射形成的学生并不了解,老师可先给学

38、生设疑,我们能看见物体,是因为有光射入眼睛,我们也能看到物体在平面镜里的成像,成像的光是从哪里来的呢?边板画边讲授,进行解疑,这样既巩固 了反射定律,又培养了学生研究新问题的能力.具体做法可按下面步骤进行:在黑板上画出平面镜,先给出一个发光点s.然后提问学生:师:s能发出多少条光线,方向如何?射到平面镜上的光线有多少条? 生:s能向四面八方发出无数条光线,射到平面镜的光线有无数条.让学生选出一条入射光线,并画出它的反射光线,再选出另一条入射光线, 并画出它的反射光线.师:这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线 传播的路径上,会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画出一

39、只眼 睛.师生共同分析得:这两条反射光线不能相交.当眼睛正处于反射光线的路径上时,根据光线直进的经验,眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点s ,发出的.3、平面镜的应用(1)舞蹈演员练习舞蹈(2)潜望镜 让学生制作潜望镜(3)力也筒小结师生共同总结本节课内容作业板书一、 探究平囿镜成像特点1、像物等大 2、像物等距 3、像物连线与镜间垂直二、平面镜成像原理1、虚像2、实像三、平面镜的应用课后 反思这是个典型的光学实验, 实验过程并不复杂, 考虑到初中学生的 特点,设计实验时宿简单到复杂。1、实验设计的问题要由学生提出, 待他说出实验步骤设计后, 还要问他为什么这样设计, 这是

40、很关键的,有的学生看书上这样 设计,他就这样设计,说不出为什么也不行。2、在实施实验方案时教师要对学生的设计方案提出合理的分析,主要目的在于使实验方案可行性3、对个别同学的实验现象不U味地加以否定,而要注意引 导,让学生解除模仿别人实验效果的现象。4、利用实验现象促进实验结论的理解,通过实验过程思考实 验原理。中学物理实验研究探究性实验报告书实验学生姓名:实验学生姓名:实验一、探究物质的密度学号:班级:学号:班级:实验日期:【目标】1,通过探究活动理解密度是物质的一种属性,并且会用天平和量筒测量物体的密度。2.通过探究活动,总结出物体的质量、体积和密度三个物理量的数学关系。3,培养严谨的科学态

41、度与协作精神。【器材】天平、祛码、烧杯、量筒、水、胶头滴管、不同质量的铜块2个、不同质量的铁块 2个、不同质量的铝块2个、细线。【探究过程】提出问题1 .同一种物质的质量和体积的比值相同吗?2 .不同物质的质量和体积的比值相同吗?猜想与假设请根据上述问题,写出你的猜想和假设。1. 2. 3. 4. 进行实验请你根据下面的实验方案和操作步骤,检验你的猜想与假设,或者参照下面的实验方案,自己设计实验检验自己的猜想与假设。1 .将天平放到水平桌面上进行调节。2 .用调好的天平称出空烧杯的质量。3,用量筒取体积适量的水,记录水的体积,将量筒中的倒入烧杯中。4 .称出烧杯和水的总质量,并计算出水的质量。

42、5 .取不同体积的水 2份,再重复上面34步骤,将测量结果填入下面的表格中。6,用天平称出一个铜块的质量,然后用排水法测出该铜块的体积,用相同的方法测出另外 一个铜块的质量和体积,将测量结果填入下面的表格中。7,用天平称出一个铁块的质量,然后用排水法测出该铁块的体积,用相同的方法测出另外 一个铁块的质量和体积,将测量结果填入下面的表格中。8,用天平称出一个铝块的质量,然后用排水法测出该铝块的体积,用相同的方法测出另外 一个铝块的质量和体积,将测量结果填入下面的表格中。9,通过计算,将表格中的其它项目填写完整。项目对象 j、质鱼/g体积/cm3比值(质量/体积)数值单位水1水2水3铜1铜2铁1铁

43、2铝1铝2【分析与结论】1 .不同体积的同一种物质的质量是 的,但是同一种物质的质量与体积的比值是一 个。物质不同,这个比值一般是 的。这个比值反映了物质固有的一种属性,在 物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的 。2 .物体的密度()、质量(m)和体积(V)之间的关系是 。【思考与讨论】1 .某同学在测量铜块的密度时,先用量筒采用排水法测出体积,再用天平测出潮湿的金属 块的质量,这样算出的密度值是偏大还是偏小?为什么?2 .对照密度表中铜、铁、铝和水的密度,看看你的实验结果有多大误差,试分析误差产生 的原因。【评价】1 .自我评价:2 .小组评价:3 .教师评价:实验二、探究杠杆的

44、平衡条件实验学生姓名:学号:班级:实验学生姓名:学号:班级:实验日期:【目标】1 .通过探究活动得出杠杆的平衡条件。2 .通过探究过程,培养学生严谨的科学态度与协作精神。【器材】杠杆、铁架台、钩码。【探究过程】提出问题当杠杆平衡时,动力(Fl)、动力臂(11)和阻力(F2)、阻力臂(12)之间存在怎样的关系?猜想与假设同学经过讨论后提出了如下几种假设:Fl li F2 12; Fl li F2 12;。你还有其他假设吗?请写出来: 。 进行实验请你根据下面的实验方案和操作步骤,检验你的猜想与假设,或者参照下面的实验方案,自己设计实验检验自己的猜想与假设。1 .调节杠杆两端的 ,使杠杆不挂钩码时

45、在水平位置平衡。2 .在杠杆的左、右两边分别挂上数目不等的两串钩码,移动钩码悬挂的位置,使杠杆再次 平衡。3 .测量并记录此时杠杆的动力( Fi)、动力臂(li)和阻力(F2)、阻力臂(12)。4.改变动力和阻力的大小,重复上述方法再进行实验,将测得的数据填入表中。实验序号动力F/N动力臂11/m阻力F2/N阻力臂12m123【分析与结论】分析上表中的数据,例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算,找出动力(F1)、动力臂(1i)和阻力(F2)、阻力臂(12)之间的关系,对于开始提出的问题,你所得出的结论是:实验注意事项:(1)调节杠杆水平平衡,在安装好杠杆后,应先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水

46、平位置 平衡。一旦调节完毕,在以后的实验过程中,螺母就不需要再次调节,支架位置也不能挪动,以 免影响实验的精确度而产生较大的误差。观察杠杆是否水平时,眼睛离杠杆稍远些,这样在判断上较准确。(2)弹簧测力计的使用。在用弹簧测力计测量时,不要忘记先调整弹簧测力计的指针位置, 使指针对准零刻度线,还需观察弹簧测力计的量度范围和最小刻度。(3)支点位置的固定。对于挂在支架上的杠杆,当动力和阻力在支点同一侧,且动力臂小 于阻力臂时,由于动力与阻力方向相反,支点位置往往会抬高,杠杆挂钩会脱离支架,此时可用 手指将挂钩按在支架上,使支点的位置固定。【思考与讨论】1 .某同学用如图一所示的装置探究杠杆的平衡条

47、件,调节左边钩码的个数和悬挂位置,使杠杆平衡时,读出弹簧测力计的示数F1 2.61N ,钩码对杠杆的拉力F2 1.96N ;测得支点O到这两个力的作用点的距离 OA 25cm, OB 20cm ,他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1 0庆和52 OB并不相等,从而人为杠杆的平衡条件不一定是F1 11 F2 12。这位同学的失误在什么地方?B I2 IIC -图一图二2 .在“研究杠杆平衡条件”的实验中,实验时先调节杠杆在 平衡位置,当在 A处挂三个钩码,如图二所示,要使杠杆平衡应在B处挂 个钩码(每个钩码质量均为100 g)。拿去B处的钩码,改在 C处用弹簧测力计竖直向上拉,杠杆

48、平衡时弹簧测力计上的示 数为 N。3 . 一根长1m左右、粗细均匀的细木棒,一个已知质量为m的钩码,一把刻度尺,还有些细绳和一支铅笔,只用这些器材如何测出这根细棒的质量?写出实验步骤及导出计算木棒质量 的公式。【评价】1 .自我评价:2 .小组评价3 .教师评价:实验三、探究滑轮组的机械效率实验学生姓名:学号:班级:实验学生姓名:学号:班级:实验日期:【目标】1 .通过实验学会测量滑轮组的机械效率。2 .通过实验学会处理实验数据,并根据实验数据发现新的问题。3 .在实验的基础上进一步探究有关影响滑轮组机械效率的因素。 【器材】滑轮组、细线、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、钩码。【探究过程】提出问题

49、请根据实验目标要求,提出你的问题。1. 2. 3. 猜想与假设请根据上述问题,写出你的猜想和假设。1. 2. 3. 4. 进行实验请你根据下面的实验方案和操作步骤,检验你的猜想与假设,或者参照下面的实验方案,自己设计实验检验自己的猜想与假设。1 .用所给的器材组成如图所示的滑轮组。2 .将钩码挂在滑轮组下方,记录下所挂钩码的重力,用弹簧测力计拉住绳子自由端。3 .将刻度尺放在如图所示的位置,分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置,填写在表格 中。4 .用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端,使物体匀速上升一段距离,记录弹簧测力计的读数, 并记录物体上升后达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。5 .根

50、据测量数据,分别计算出钩码上升的距离h和绳子自由端移动的距离 So6 .然后根据W有用 Gh和W总 Fs计算出有用功和总功。W1Gh7 .按一空 计算出该滑轮组的机械效率。W总FS8.改变滑轮组或改变所挂钩码的重力,重复以上实验步骤。"jf一实验次数内容12重物(钩码)的重力 G/N重物(钩码)的起始位直 /m重物(钩码)的末位置/m重物上升的距离h /m滑轮组的有用功W有用 G h/J9 F/N绳子自由端的起始位直/m绳子自由端的末位直/m绳子自由端上升的距离 h/m总功W总/J机械效率功【分析与结论】1.。2.o实验注意事项:(1)在测量滑轮组机械效率时,注意弹簧测力计必须匀速向

51、上拉动绳子的自由端。(2)做实验时,钩码质量不要太小,以免误差占的比例过大。【思考与讨论】1 .上述实验是仅仅测量了滑轮组的机械效率,还是探究了影响滑轮组的机械效率的因素?还是二者都有?2 .某组同学用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在之后的讨论时,其它同学 指出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其它因素,是否会影响它的机械效率?大家积极思考,提出各种猜想,概括起来有如下几种:猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关。猜想2:可能与被提升的钩码重量有关。猜想3:可能与钩码被提升的高度有关。猜想4: 。物理量 控制因襄钩码重/N绳端拉力/N机械效率较小提升速度104.279.4%

52、较大提升速度104.2P 79.4%探究结果第二次实验记录物理量 控制因素f、一钩码重/N绳端拉力/N机械效率大致相同的提升104.279.4%速度156.0探究结果该小组同学分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表: 第一次实验记录(1)请帮助该组同学完成第二次实验数据表中的一项计算。(2)请根据他们的实验记录,分别在表中写出探究结果。(3)归纳他们的实验探究,你所得的结论是: 。3 .请你根据上述一个问题,提出你的假设与猜想,并设计一个实验来验证你的猜想。(例如:滑轮组的机械效率是否与所提重物的重力有关?滑轮组的机械效率是否与所提重物的高度有关?)4 .请你根据滑轮组的机械效率是否与滑

53、轮组的绕绳方式有关这个问题,提出你的假设与猜想,并设计一个实验来验证你的猜想。5 .在测量滑轮组的机械效率实验中,如果没有刻度尺,不测量钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s,能否计算出机械效率?【评价】1 .自我评价:2 .小组评价3.教师评价: 参考评价指标:安全操作参与程度与合 作精神按时完成实验实验报告填写 规范认真数据处理与结 论分析发现新问题与尝 试解决新问题实验学生姓名:实验学生姓名:实验四、探究串联、并联电路中电流关系和电压关系学号:班级:学号:班级:实验日期:【目标】1 .通过实验探究活动,会使用电流表测量电路中的电流,会使用电压表测量电路两端的电 压。2 .通过实验探究活

54、动,探究串、并联电路中电流的关系和电压的关系。 【器材】一只电流表、一只电压表、两只带小灯泡的灯座、一个开关、一个电池组(或一个学生电 源)、若干导线。【探究过程】 提出问题1 .在如图一所示的串联电路中,A、B、C三处的电流大小相等吗?在如图二所示的并联电路中,a、b、c三处的电流大小相等吗?它们之间有什么等量关系?C图图一2 .在如图三所示的串联电路中,灯两端的电压 5与12两端的电压U2和串联电路两端电Li两端的电压Ui与压U相等吗?它们之间有什么等量关系?在如图四所示的并联电路中,灯L2两端的电压U 2和并联电路两端总电压 U相等吗?它们之间有什么等量关系?图三图四猜想与假设请根据上述问题,写出你的猜想和假设。1. 2.3. 4. 进行实验请你根据下面的实验方案和操作步骤,检验你的猜想与假设,或者参照下面的实验方案,自己设计实验检验自己的猜想与假设。1 .按电路图一,将各电路器件摆放到水平桌面上,断开开

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