高中物理实验教学的思考

高中物理实验教学

的思考东台市教研室朱柏树主要内容高中物理实验教学的现状高中物理实验教学的认识创新实验设计、优化实验教学英国中学实验实验器材实验教室培训讲座高中物理教学的现状教学资源丰富了信息技术的应用加强了提升了理念拓展了视野新课程改革向纵深推进教师高中物理实验教学的现状少做实验、不做实验播放视频、动画替代做实验讲实验替代做实验部分教师的实验水平并不乐观做实验题替代做实验实验教学在高中物理教学中的地位有所弱化:基本能力测试——笔试题用如图所示的多用表测量一个标有“220V、40W”的白炽灯泡灯丝的电阻。（1）请把多用表测量档标出来。（2）这个测量档，画出刻度盘中指针的大概位置。基本能力测试——笔试题某老师用“空气压缩引火仪”做实验时，迅速推压活塞至圆桶底时，硝化纤维没有燃烧起来，该老师立即再次将活塞迅速推压至圆桶底，硝化纤维依旧没有燃烧。(实验器材完好，且不漏气）（1）请分析该老师第二次实验失败的原因。（2）第一次实验失败后，应如何操作才能成功？演示实验——省青年教师实验技能操作大赛基本功考试——笔试题

实验次数物理量1234…A1.701.801.902.00…B1.191.161.131.10…为探究A、B两个物理量是否成反比，进行了实验，其数据如下表（物理量单位省略）。请通过分析表中的实验数据说明：A、B两个物理量是否成反比？A1.701.801.902.00B1.191.161.131.10A*B2.0232.0882.1472.200

结论：A与B的乘积保持不变，所以，A与B成反比。部分教师的解答：（1）都不相等（2）逐渐增大（3）最大相对误差10%不是或大或小逐渐增大A与B的乘积:？A1.701.801.902.001/B0.8400.8620.8850.9091/B

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.0000.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0A教师的命题红表笔黑表笔多用电表的示数/Ωac0ca∞acb如图所示的黑箱中有一只干电池和一只极管，小明使用多用电表对其进行探测。

……将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，两表笔分别接a、c时，多用电表的示数如下表……用电阻档测量二极管的正向电阻A-V-Ω高中物理实验教学的认识实验教学是物理教学的重要组成课程标准对实验教学提出较高的要求实验在物理教学中有具有重要的功能

实验是提高学生的物理素养的重要手段实验是教师改进教法、提升教学能力有效途径

实验是科学探究中最重要的观念和思想方法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[美]实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻实验。

——丁肇中课程标准对实验教学的要求课程标准对实验教学的要求高中《物理课程标准》把“科学探究及物理实验能力要求”跟“共同必修模块”和“选修模块”一起，作为《物理课程标准》中“内容标准”并列的三个内容。物理实验不仅是高中物理课程的教学内容，它同时也是高中物理课程的重要目标。课程标准对实验有很高的要求新课程背景下高考对实验的要求收集处理实验数据实验方案的设计、评估与改进实验误差的分析实验操作技能……物理总分实验分值百分比理综1101513.6%江苏1201815%2013江苏高考第11题某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示。倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球。手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落……。这样，就可测出多个小球下落的总时间。⑴在实验中，下列做法正确的有_______。A．电路中的电源只能选用交流电源B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时操作技能实验方案⑵实验测得小球下落的高度H=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s。可求出重力加速度g=____m/s2。（结果保留两位有效数字）数据处理误差分析方案评估与改进⑶在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法。⑷某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt，这导致实验误差。为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2。他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响？请推导说明。误差原因减小措施2013江苏高考第10题为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系……（1）准备使用的实物电路如题10-1图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。（用笔画线代替导线）（3）测量结束后，应先断开开关，拆除_______两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。（4）小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如题10-2图所示。请指出图象中不恰当的地方。实验在物理教学中有具有重要的功能

挖掘兴趣因素，激发学习动机创设物理情境，改变学习方式突出本质因素，掌握科学方法形成科学态度，培养科学精神S向“上”滚动“自动”跳动的环辉光球好奇是与生俱来的好奇心在一定条件下可以转化为求知欲，进而发展为科学的兴趣观察和实验能有效激发学生的好奇心，进而转化为求知欲☆挖掘兴趣因素，激发学习动机气体的等温变化数据采集测量次数体积V/ml压强p/×103Pa110103.52812536153.144197.351293.161491.771666学生实验中选用了20ml的注射器。数据分析——用Excel作p-V图学生：p与V成反比。师：难道不可能是其他圆锥曲线的一部分？pV数据分析——求出1/V测量次数体积V/ml压强p/×103Pa1/Vml-1压强

p/×103Pa110103.50.100104281250.12512536153.10.16715344197.30.25019751293.10.0839361491.70.07192716660.06366p1/V数据处理——用Excel作p-1/V图学生：p与1/V成正比师：天文学史上8分(1.133度)“误差”改变整个天文学。分析原因压强的测量？

p0=103.5×103Pa体积的测量？V1/p连接管的容积的影响？图中横截距约2ml▲连接管的容积约2ml2mlV1/p分析原因改进实验方案②用短的连接管①选用50ml

大注射器学生的收获收集处理数据的方法对实验结果的描述和解释分析假设与实验结果间差异的原因吸取经验教训，改进实验方案严谨的态度和质疑的精神知识与技能过程与方法情感态度与价值观有机融合实验是提高学生的物理素养的重要手段发展实践能力增强创新意识养成交流与合作的良好习惯形成学生实事求是、严谨认真的科学态度……实验是教师改进教法、提升教学能力有效途径完成常规实验的操作能力改进课本实验的设计能力自制实验教具的创新能力改进教学策略，优化教学方法实验改进——测量滑动摩擦力的大小缺点：1．很难保持木块匀速2．测力计不容易观察读数测量滑动摩擦力的大小1．玩具电动机2．固定测力计3．接触材料改进：测量滑动摩擦力的大小1．方便理解滑动摩擦力方向。2．测力计固定，便于读数。3．物块静止状态，指针稳定。DIS实验系统自制实验教具自制实验教具自制实验教具自制实验教具取材简单

制作简易

操作简便

效果明显

印象深刻

创新实验设计、优化实验教学改进实验方法，提升实验效果设计新颖实验，构建物理知识创新实验设计，提升实验功能优化实验过程，突出思维活动突出实验主体，整合信息技术超重与失重的几种方法播放动画手提悬挂重物的弹簧测力计，观察示数的变化学生在体重计上下蹲，观察示数的变化磁环实验播放视频“电梯中的超失重”★改进实验方法，提升实验效果建立电容概念教材采用类比的方法结果：死记硬背。缺少抽象、概括、生成概念的内部思维过程。（1）用电子钟半定量演示●用一节干电池对电容器充电，充电后的电容器(电压为U)对电子钟供电，记录钟工作的时间（t1）；●用两节干电池对电容器充电(电压为2U)

，给同一电子钟供电，记录工作的时间(t2)

。●分析：假设电子钟工作时电流不变，根据Q=It，得Q2=2Q1。(电量Q——时间t)该实验器材简单，通俗易懂，有电容器电压、电量的具体情景●器材：干电池二节，4700μF电容器一只，电子钟一只。●结论：电容器的电量和电压成正比。t2约是t1的两倍。（2）用数字电压表半定量演示V2V1CV1+-+-+-+-+-+-+-+-（2）用数字电压表定量演示V2V1CV1+-+-+-+-+-+-并联后，电容器的电压、电量均变为原来一半。可见

Q

∝U，即

C＝Q/U

C等于单位电压所储存的电荷量写成等式：Q＝CU★设计新颖实验，构建抽象知识自由落体运动自由落体运动教学过程前认识：重的物体下落得快，轻的物体下落得慢实验：两重量相同、大小不同的泡沫球下落矛盾原因：空气阻力的影响现象：小球下落得快思考：忽略空气阻力的条件学生设计实验：忽略空气阻力的条件，大小橡皮泥下落的快慢视频：5层楼高大小两铅球的下落的快慢实验：牛顿管实验认知冲突自由落体运动思维过程前认识认知冲突：反思前认知抽丝剥茧：无关因素——空气阻力思维升华：忽略空气阻力的条件形成新认知：忽略空气阻力，轻重不同物体下落的快慢相同★优化实验过程，突出思维活动牛顿管实验操作实验2实验3实验4库仑定律实验无法进行定量研究，只能定性比较。库仑定律实验——半定量库仑力的测量应用平衡条件将库仑的大小用距离x表示。库仑力和距离的关系带刻度的小杆：调整、读出两薄片间距离便于保持两薄片相互平行便于保持库仑力与细