《中学物理演示实验与设计》课教学大纲

第第5页/共20页《中学物理演示实验与设计》课教学大纲课程名称：中学物理演示实验与设计 课程类别：教师教育选修适用专业：物理学 所属实验室：中教法实验室实验学时、学分：64学时2学分，其中实践课时16 课时一、课程性质、教学目标实验教学也是培养学生动手实践能力和严谨求实吃苦耐挫品德的途本课程是专门为物理学师范专业本科学生开设的教师教育技能理教学对高素质物理教师的需求。具体来说可以分别概括为：教学目标1：通过分组实验环节培养学生基本的实验技能和实验素养：如自主设计实验、合理控制实验条件、独立规范操作、准确获取实验数据、科学分析实验结果和评价实验结果的实验素养。课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系毕业要求教学目标毕业要求教学目标123456789教学目标HML1教学目标MHL2教学目标MHML3的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。二、实验教学要求掌握中学物理教学中分组实验涉及的基本实验技能，能够自主科学分析实验结果和科学评价实验的结果；演示效果和实验改进的方向；能根据学校教学条件和课堂教学要求筛选和独立设计和制作准确显著的实验结果、充分说明物理原理和规律；积极鼓励学生开展演示实验的设计研究，开发创新性和探索性三、对学生的指导和要求（一）分组实验训练环节知识、实验方法、步骤和操作规程；在实验过程中，教师要做到勤于巡察、勤于讲解、勤于示范。作、数据获取和实验结果分析与评价等各个环节中的不足；除必须两人合作的项目外，尽量让学生自己独立操作，注意培。（二）演示实验教学案例分析环节能正确理解和客观评价演示实验在中学物理实验教学中的积极观摩力、热、光、电等物理学分支领域中展示的各种演示果和能提出实验改进的方向；（三）演示实验的自主设计环节知道演示实验设计制作中常用各种工具及其安全使用方法；积极引导学生独立制作各种改进版和简化版或者增强版的课果给予及时的客观评价。鼓励学生利用已有条件积极开发各种创新性和探索性的演示实验教具，简洁直观而又具有趣味性和启发意义。并对其中的设计、促进他们在探索性实验上发散思维的建立和科学品质的养成。四、实验考核方式实验操作评价、自主设计制作评价、独立性与创新性评价五、实验教学内容实验项目(一)：探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□实验确定弹簧的弹力与伸长量之间的关系/弹簧秤的原理。主要仪器：支架、直尺/刻度尺、弹簧测力计、钩码等。实验项目(二)：验证力的平等四边形定则项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：用弹簧测力计验证力合成的平行四边形定则。主要仪器：白板、弹簧测力计、橡皮筋，细绳、直尺/刻度尺。实验项目(三)：匀变速直线运动研究。第6页/共20页项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：理解匀变速直线运动的位移、速度、加速度规律，会使用打点计时器/电火花计时器记录运动的时间和位移，掌握用逐差法处理数据的方法。主要仪器：纸带、打点计时器，重物、小车、木板斜面，夹子等。实验项目(四)：验证动量守恒定律。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：恒的条件。主要仪器：轨道斜面、钢球、塑料球略。白板、复写纸等（或者气垫轨道、滑块、光电门。）第7页/共20页实验项目(五)：探究动能定理。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：能量转化的关系。主要仪器：纸带、电火花计时器，重物、小车、木板斜面，夹子等。实验项目(六)：用油膜法估测分子的大小。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：利用油脂在水面上铺展形成的单分子薄膜的厚度来估计分子的直径，理解分子动理论关于“物质是由大量分子组成的”论断。主要仪器：第8页/共20页酒精、油酸、滴管、小烧杯、痱子粉、浅盘、玻璃板、水、白板笔、坐标纸等。实验项目(七)：玻意耳定律的验证。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：研究气体三个状态参量压强、体积和温度之间变化的依赖关系，理解物理学研究规律的方法——“控制变量法”。主要仪器：水银气压计、烧杯、热水、温度计、游标卡尺。实验项目(八)：测定金属的电阻率。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：电流表、电压表、千分尺、学生电源等。第9页/共20页第第11页/共20页主要仪器：金属丝、千分尺、电流表、电压表、直流电源、滑动变阻器、电键、导线等。实验项目(九)：测定电源的电动势和内阻。项目性质：演示□验证性 设计性□综合性□项目主要目的要求：U-I图像处理数据的方法。主要仪器：电压表、直流电源、滑动变阻器、干电池两节、电键、导线等。实验项目(十)：测定玻璃的折射率。项目类别：必做 选做□项目性质：演示□验证性 设计性□综合性□项目主要目的要求：测定玻璃的折射率并验证折射定律。主要仪器：184块木板、铅笔。实验项目(十一)：用双光缝涉测光的波长。项目类别：必做þ 选做□项目性质：演示□ 验证性þ 设计性□ 综合性□项目主要目的要求：现象，利用双缝干涉测量红光的波长。主要仪器：双缝干涉仪、学生电源、导线、刻度尺。基础上能科学分析误差、合理评价实验结果。实验项目(十二)：力学课堂演示实验案例分析和自主设计制作。□选做þ项目性质：演示性þ 验证性□ 设计性þ 综合性□项目主要目的要求：实验内容选择：相互作用力的关系（2个或者小车、磁铁各两个）；力与运动的关系（磁铁+铁球/钢珠）；第一定律验证（斜面木板面、毛巾面、粗砂纸面）；棋子、尺子，杯子、纸片、小球——静止物体的惯性）；II（直线加速、减速运动、转弯中的惯性）；弹力的产生与形变关系（桌面、光杠杆，椭圆扁瓶、毛细管）；（/筷子/缠布胶带夹玻璃球）；圆周运动/曲线运动中的瞬时速度；水盆内的飞车（自制）；滚摆（自制）；椎体自由上滚（自制）；弹性碰撞（硬币、棋子、牛顿摆球）；过ft车；冲击摆；火箭反冲与水轮机原理；第12页/共20页第第14页/共20页杠杆平衡条件；横波与纵波的演示；声音传递介质验证（闹钟+真空罩）；多普勒效应演示（音盒+长手柄）；音叉共振（音叉+底盒）；单摆共振演示仪；弹簧片的受迫振动与共振演示（直流电机+偏心轮）；弦上驻波与腔体内声音驻波；压力与压强；液体内部的压强：方向与深度影响；物体在水中的沉浮条件研究—潜水艇原理；压强与流速的关系—伯努利方程验证。法，评价决定演示效果的因素。主要仪器：略。（实验室提供和学生自主设计和制作）实验项目(十三)：热学课堂演示实验案例分析和自主设计制作。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示性þ 验证性□ 设计性þ 综合性□项目主要目的要求：实验内容选择：布朗运动的观察（显微镜+高倍稀释墨水）；分子间引力和斥力的验证；分子运动统计规律的演示：伽尔顿板；液体、气体分子扩散的快慢；大气压强的验证；气体实验定律验证；气体压强的微观统计意义演示；跳舞的硬币；热水在低压下的再沸腾；液体的表面张力演示；毛细现象演示；热机原理（热变功）演示；功变热能量转换实验；温差电现象；走马灯的原理与制做；孔明灯/热气球。法，评价决定演示效果的因素。主要仪器：略。（实验室提供和学生自主设计和制作）实验项目(十四)：电磁学课堂演示实验案例分析和自主设计制作。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示性þ 验证性□ 设计性þ 综合性□项目主要目的要求：实验内容选择：自制验电器验电；电荷在金属导体中的定向运动（2个、金属棒、塑料棒）；静电感应与静电屏蔽演示；尖端放电与静电风轮、电风吹蜡烛；第15页/共20页静电除尘原理演示；平行板间电场的分布，静电摆球；平行板电容器的电容；电容器充放电过程观察；土豆/苹果蓄电池；影响导体电阻大小的因素；磁体周围的磁场；电流（通电导体：直导线、线圈、螺线管）场演示；；电磁驱动与电磁阻尼；通电导体在磁场中的受力；通电线圈在磁场中的受力/力矩，检流计原理；楞次定律验证；自感与互感现象；动力小火车；手摇式直流发电机模型，手摇式交流发电机模型；直流电动机模型与交流电动机模型；变压器原理演示；带电粒子在磁场中的偏转。第16页/共20页方法，评价决定演示效果的因素。主要仪器：略。（实验室提供和学生自主设计和制作）实验项目(十五)：光学课堂演示实验案例分析和自主设计制作。项目类别：必□ 选做þ项目性质：演示性þ 验证性□ 设计性þ 综合性□项目主要目的要求：实验内容选择：示踪法验证光在同一均匀介质中沿直线传播；小孔成像实验（自制）；影子的形成，日食月食演示仪；平面镜成像应用（四块大镜子，潜望镜、万花筒）；凹面镜、凸面镜和柱面镜（哈哈镜）成像；反射、折射现象演示；三棱镜分光演示；第17页/共20页第第20页/共20页自制的小彩虹；4块、角度盘、激光源，等腰直角棱镜块，手持式望远镜镜的筒结构，长方形玻璃水箱+激光笔；光纤原理演示：水柱、满天星/光纤束；干涉现象观察：双孔、双缝干涉，双缝衍射比较（对条纹的影响）；衍射现象观察：圆孔衍射、圆屏衍射、光栅衍射对比（波长对条纹的影响）；原子光谱的观察；偏振光的获得与偏振光的观察。法，评价影响效果的因素。主要仪器：略。（实验室提供和学生自主设计和制作）实验项目(十六)：自主设计演示实验教具汇报展示和评价。项目类别：必做þ 选做□项目性质：演示性þ 验证性□ 设计性þ 综合性□7气体实验定律验证7气体实验定律验证18（3）项目主要目的要求：——十五中实践环节中自主设计的教具成果进行集中汇报展示，对自制演示教具的演示效果进行评价。六、实验学时分配章目教学内容实验教学学时实践教学学时1探究弹力和弹簧伸长的关系2验证力的平等四边形定则3匀变速直线运动研究4验证动量守恒定律5探究动能定理6用油膜法估测分子的大小8测定金属的电阻率9测定电源的电动势和内阻（按说明11选10测定玻璃的折射率6）11用双光缝涉测光的波长12力学演示实验教学的案例分析60力学演示实验自主设计制作0513热学演示实验教学的案例分析60热学演示实验自主设计制作0314电磁学演示实验教学的案例分析60电磁学演示实验自主设计制作0515光学演示实验教学的案例分析60光学演示实验自主设计制作0316自主设计实验的汇报展示与评价60总计4816七、推荐教材与辅助教学资料七、推