2016年初三物理实验探究教学策略

2016年初三物理实验探究教学策略第一页，共80页。初中物理实验探究教学策略2第二页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（一）怎样提出科学问题爱因斯坦曾说：提出问题往往比解决问题更重要。可我们往往没有这样的感受，无论教师还是学生都感觉提出问题很容易，感觉不到多重要。我的理解是：爱因斯坦所说的“提出问题”是指可以探究的科学问题，而不是我们通常意义上的问题。第三页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（一）提出问题的误区忽视问题意识的培养2.忽视疑问和科学问题之间的区别3．把教材上的标题或结论改变为一个问句，将其作为探究的科学问题。例如，串联电路中电流处处相等吗？电能生磁，磁能生电吗？光的反射遵从什么规律？平面镜成像有什么特点？第四页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（一）提出问题的误区4．提出的问题含糊不清，不能指向明确的“是”或“否”的答案。例如，物体所受浮力与物体的形状有关吗？凸透镜所成的像是放大的还是缩小的？这些问题的陈述都过于宽泛，含糊不清，以至于不同证据所支持的解释可能相互矛盾。这样的问题在科学探究中会对学生的思维产生干扰，非但不利于学生理解科学探究的基本特征，更不利于学生科学思维的发展。第五页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略1．引导学生有意识地发现问题，表达问题2．指导学生判断、选择可探究的科学问题。来源于日常生活中的问题不一定是科学问题。像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题。比如，“哪种品牌的运动鞋更好？”“为减少污染和交通拥堵，应该限制小汽车的使用吗？”等都不属于科学问题。第六页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略科学问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，是能够通过收集数据而回答的问题。例如，“哪些因素影响水结冰的速度？”就是一个科学问题，因为可以通过实验收集数据予以解答。并不是每一个科学问题都可以进行探究，若问题太泛化或太模糊，探究就难以获取有效的数据；比如“凸透镜成像有什么规律呢？”。第七页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略科学问题中所涉及的两个或多个变量如果都是可检验的，即它们都是可以观察到或测量出的，该问题就是可以探究的科学问题。例如“给烧杯中的水持续加热，水温会怎样变化呢？”，又如，“改变导体两端的电压，导体的电阻会改变吗？”“物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗？”都是可以探究的科学问题。第八页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式，常见的陈述方式有下列三种。方式一：某个变量影响另一个变量吗？例如，导体的长度影响导体的电阻大小吗？方式二：如果改变某个变量，另一个变量会怎样变化？例如，如果增大入射角，折射角也会增大吗？方式三：一个变量跟另一个变量有关吗？例如，力跟物体的运动有关吗？第九页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略3．指导学生将疑问转化为可探究的科学问题。学生往往有大量疑问想要探究，但在如何把疑问转化为可探究的科学问题方面普遍存在障碍。疑问常以“为什么”的形式表达。解决“为什么”的问题往往需要一系列“是什么”问题的解决为前提；“是什么”的问题，可为后续的研究提供清晰的思路，并且会伴随着一个确定的答案：是或者不是。显然，学生对此缺乏理解。第十页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略教师需要多次示范性地把“为什么”的问题分解为多个“是什么”的问题，继而再将疑问转化为多个可以探究的科学问题。这样处理会有效降低提出问题能力的培养难度，实践表明，大部分学生都可以理解并熟练运用这种方式将自己的疑问转化成可以探究的科学问题。第十一页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略例如“为什么衣服晾在通风向阳处干得快？”这一疑问可以通过以下三个步骤转化为多个可以探究的科学问题。第一步：甄别疑问中的日常用语，尽可能用物理名词或科技术语表达出来。例如，“干得快”转化为“水蒸发的快”；“通风”转化为“周围空气流动的快慢”；“向阳”转化为“水的温度”。这个过程也是甄别科学问题和其他领域问题的过程。第十二页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出问题的教学策略第二步：尝试将影响蒸发快慢的因素分开，就单一因素提出“是什么”的问题。例如，“空气流动的快慢是影响水蒸发快慢的因素吗？”“水的温度是影响水蒸发快慢的因素吗？”第三步：在“是什么”的问题基础上，可以进一步就具体的关系提出问题。例如，“温度越高，衣服里的水蒸发得越快吗？”，“衣服周围空气流动的越快，衣服里的水蒸发得越快吗？”第十三页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出科学问题的教学策略教学策略一：创设问题情境，引导学生提出可以探究的科学问题。教学案例01通电螺线管引入第十四页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出科学问题的教学策略教学策略一：创设问题情境，引导学生提出可以探究的科学问题。创设问题情境的原则和策略：有利于激发学生兴趣和探究欲望有利于引导学生思维有利于引导学生提出科学问题

第十五页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出科学问题的教学策略教学策略一：创设问题情境，引导学生提出可以探究的科学问题。创设问题情境的原则和策略：有利于引发学生猜想问题情境与探究任务密切相关教学案例02大气压强引入

第十六页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略（二）提出科学问题的教学策略教学策略一：创设问题情境，引导学生提出可以探究的科学问题。案例分析：以光的反射定律探究课题为例，分析怎样引导学生提出科学问题。

第十七页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]打开投影仪，放上投影片，将反光镜竖直放置，合上了开关；[学生]:老师，投影跑到房顶上了![教师]如何将投影投到屏幕上呢?[学生]把反光镜面向下转一下，就行了。并将投影调至屏幕上。

第十八页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]非常好，看来同学们都有经验。为什么把反光镜面向下转一下，就能将投影调至屏幕上呢？[学生]因为光在空气中是沿直线传播的，平面镜能改变光的传播方向，利用平面镜就把投影投到屏幕上了。

第十九页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]请再举出几个利用平面镜改变光的传播方向的例子。[学生]潜望镜是利用平面镜改变光的传播方向的。人在潜水艇中，从海面下通过潜望镜就可以看到海面上的景物。

第二十页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]利用平面镜来改变光传播的方向，在实际中用途还很多。假如，用一个平面镜使太阳光射到竖直的井底，你怎样做到呢?[学生]将平面镜迎着太阳光，转动镜子就能使光反射到井底。

第二十一页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]如果需要准确控制和定位，该怎么办呢?[学生]需要知道平面镜改变光的传播方向的规律。[教师]很好，这节课我们就探究平面镜是怎样改变光的传播方向的。第二十二页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]要探究科学问题，首先要用物理概念准确描述。为了准确描述，我们用入射光线表示射到镜面上的光传播的路径和方向、用反射光线表示被平面镜反射的光传播的路径和方向。如图所示。第二十三页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]那么，现在我们要探究的问题该怎样表述呢？[学生]可以表述为：入射光线、反射光线和平面镜的位置有什么关系？

第二十四页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]反射光线与入射光线的方向会不会改变呢?[学生]入射光线的方向一变，反射光线的方向也跟着就变了呀。[学生]要探究的问题能否表述为：反射光线的方向怎样随入射光线的方向改变？

第二十五页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]很好，现在探究的问题就更加明确了。[教师]要探究科学规律，就必须测量，明确测量什么量，才能确定反射光线方向随入射光线的方向变化的规律。[教师]想想航海时，怎样确定船的航向呢?

第二十六页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[学生]建立坐标，标明船与坐标的角度，就行。我先画画看，假设AO是入射光线OB是对应的反射光线。分别测量AO与ON的夹角、OB与ON的夹角，就可以准确描述入射光线和反射光线的方向了。第二十七页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]很好。我们把ON称之为法线，把入射光线AO与法线ON的夹角叫入射角，把反射光线OB与法线ON的夹角叫反射角。第二十八页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略案例分析：[教师]现在探究的问题就可表述为：反射角怎样随入射角变化？或者反射角与入射角有什么关系？第二十九页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略分析与点评：探究教学的基本特征之一就是“始于问题而非结论”，提出适当的科学探究问题是探究教学的基础。实际教学中对于如何提出科学探究问题还存在许多误区，最常见的误区就是问题表述不明确具体，问题中的变量不能观察或测量。第三十页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略分析与点评：本案例通过创设情景、启发引导，引导学生把模糊的问题逐步明确，最后把问题表述为探究入射角和反射角之间的关系，这样问题中的变量就可以观察和测量了。通过这一过程，既可培养学生提出科学问题的技能，又可更好地理解引入入射角和反射角概念的必要性。第三十一页，共80页。一、提出问题的规则和教学策略教学策略二：为每个学生参与提出问题创造条件和机会。

教学实践中，因时间紧，多数学生没有参与提出问题的机会。可以利用信息技术或学案为学生参与提出问题创造条件和机会。

教学案例03提出问题视频

第三十二页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略（一）实验设计的思路和方法实验设计是实验探究的核心，实验设计的基本思路如下：

识别变量，并对变量进行操作定义

操作各种变量，选择控制技术

确定实验所需的材料和设备，设计实验步骤

设计数据记录表第三十三页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略（一）实验设计的思路和方法

设计实验时重点要思考以下四个问题：

自变量是怎样改变的

自变量是怎样测量的

因变量是怎样测量的

控制变量是怎样控制的第三十四页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略（二）实验设计教学策略可以用结构图指导学生实验设计。第三十五页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略探究数据记录表由表头和空格组成。表头中的物理量一般包括自变量和因变量，有时自变量或因变量不能直接测量，此时表头中的物理量还要包括为求自变量或因变量而需要测量的中间变量。表头中的每个物理量后都要标注国际单位，格式为：物理量（符号）/单位符号。表格中物理量排列的先后顺序为：自变量的中间变量，自变量，因变量的中间变量，因变量。空格的个数取决于自变量的取值个数。第三十六页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略第三十七页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略探究电磁铁磁性强弱跟电流关系的数据记录表第三十八页，共80页。39第三十九页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略（二）实验设计教学策略案例分析与点评：案例06则是指导学生想办法改变流速大小，这是实验设计关键的环节之一。如果不能测量，则要想法转换为其他的变量将其变化显示出来，这个过程就是操作定义，案例07中流体压强就是通过液柱高低来表示。第四十页，共80页。二、设计实验的思路和教学策略（二）实验设计教学策略案例分析与点评：测量是科学探究中非常关键的环节，引导学生寻找测量的方法是实验设计的重点内容。测量是指利用工具对客体实施测量的历程及测量所得结果。测量分为直接测量和间接测量。

教学案例08分析大气压的测量方法第四十一页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量

在力学规律探究中的难点之一就是如何控制变量。先介绍一下相关的概念和思想。科学探究的类型：按能否控制变量课分为：可以控制变量的实验探究，不能控制变量的探究。第四十二页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量可以控制变量的实验探究的基本程序是：控制变量，观察因变量怎样随自变量的改变而改变。第四十三页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量自变量（原因变量）：实验中有目的地改变的变量。因变量（结果变量、函数）：随自变量的改变而变化的变量。第四十四页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量控制变量：除自变量外还有其它变量影响因变量，为了研究因变量如何随自变量的改变而变化，自变量改变时需要控制其它变量不变或不影响因变量，这些需要控制的变量叫控制变量。第四十五页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量教学案例01探究声音是怎样传播的分析与点评：主要优点：组织学生通过实验去探究声音是怎样传播的。充分利用日常生活中的资源支持探究活动。学生利用闹铃证明固体传声的探究活动引发了其他同学的质疑，为应对质疑做了实验改进。第四十六页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量教学案例01探究声音是怎样传播的分析与点评：不足之处：利用闹铃证明固体传声在质疑后的实验改进仍然没有控制好变量，教师没有给予反馈纠正。在池塘边击掌吸引鱼的实验同样没有控制变量。第四十七页，共80页。三、怎样控制变量（一）什么是控制变量教学案例01探究声音是怎样传播的分析与点评：对控制变量法都很重视，为什么真正实验时往往不控制变量呢？分不清楚哪是控制变量对怎样控制变量还存在误区第四十八页，共80页。三、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量探究案例1已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验证明固体也能够传播声音。探究方案1，利用钟表指针隔着桌子听，听见了。说明桌子传声。评析：没有对比实验，无法判断是否通过空气传播而听到的。第四十九页，共80页。三、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量探究方案2，利用土电话，对着土电话一端说话，另一端的同学听见了。第五十页，共80页。三、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量第五十一页，共80页。一、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量探究方案3，敲桌子实验评析：没有对比实验，声源控制不好。改进措施：对比实验，控制好声源。第五十二页，共80页。三、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量探究方案4，将闹钟放到密闭的烧瓶中，仍然能听到闹钟声音。评析：方法正确，关键是将空气这种传播途径阻断。第五十三页，共80页。一、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量可以探究的问题：能否听到声源发出的声音是否与传播介质有关。第五十四页，共80页。三、怎样控制变量（二）区分控制变量、自变量和因变量自变量：传播介质（空气、桌子、线等），因变量：耳朵接收到的声信号控制变量：声源发出的声音，声源与耳朵之间的距离，耳朵结论：要控制变量，必须首先区分变量第五十五页，共80页。三、怎样控制变量（三）控制变量必须保持不变吗？探究方案1，火车从远处开过来，听不见火车的声音，趴到铁轨上听到火车声音了。探究方案2，火车远离时，听不见火车的声音，趴到铁轨上就听到火车声音了。评析：声源与耳朵之间的距离没保持不变第五十六页，共80页。三、怎样控制变量（三）控制变量必须保持不变吗？探究案例2小林用力挤压玻璃瓶壁，发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论：力使玻璃瓶发生了形变。小华却认为：可能是由于手挤压玻璃瓶壁时，瓶内水的温度升高所致。第五十七页，共80页。三、怎样控制变量（三）控制变量必须保持不变吗？评析：无法控制温度不变，但可以让温度反变。

结论：控制变量不一定不变。第五十八页，共80页。（四）案例：汽化和液化蒸发吸热是一个重要的规律，在生活中有广泛的应用。让学生用实验方法去发现这个规律有一定的挑战。请看下面的案例01汽化和液化。第五十九页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例01汽化和液化-蒸发吸热分析与点评：学生手涂上酒精后感觉凉凉的，对此现象，第一个学生的解释是酒精温度低，所以涂在手上感觉凉，另一学生的解释是酒精从手上吸收了热量，所以感觉凉。哪种解释对呢？需要进一步的实验。第六十页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例01汽化和液化-蒸发吸热分析与点评：老师的实验也存在一个缺陷，虽然学生看到电子温度计示数降低了，但这是由于酒精温度低于室温造成的，还是酒精吸收热量造成的，仍难以确定，因为这两个因素都能使温度计示数降低，所以必须控制变量才能找到真正的原因。再看下面的案例。第六十一页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例02汽化和液化-蒸发吸热分析与点评：在这个案例中用了两只温度计，一支测量室温，一支测量酒精的温度，测量酒精的温度计示数比测量室温的温度计示数略低。将测量酒精的温度计拿出后，让学生预测温度计示数上升还是下降。第六十二页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例02汽化和液化-蒸发吸热分析与点评：按照一般常识，温度计放到比原来温度高的地方，示数应该上升。但与学生的预测相反，温度计示数下降。温度计示数下降的原因只能是酒精蒸发所致。需要仔细体会这种对比实验的方法。如果能让学生质疑讨论实验现象的原因，效果就会更好。第六十三页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例03汽化和液化-液化的特点分析与点评：本片段利用口腔科医生使用的小镜子，分别在烤与不烤两种情况下，对着小镜子哈气，观察现象的不同。这实际上又是对比实验，通过对比实验，发现烤与不烤跟是否液化之间的联系。再进一步引导发现液化放热。这种对比实验的方法值得借鉴。第六十四页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例03汽化和液化-液化的特点分析与点评：另外，选用口腔科医生使用的小镜子贴近了与生活的联系，能够激励学生将学过的规律解决生活中的问题。不足之处，学生对开水壶中冒出的“白气”存在困惑，教师没能解决学生的困惑。第六十五页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例03汽化和液化-液化的特点分析与点评：如果安排如下小实验，再让学生讨论解释实验现象，效果就会更好。实验方案：用酒精灯加热“白气”的某一段，观察加热的这一段和没有加热的那一段，有什么不同的现象。第六十六页，共80页。（四）案例：汽化和液化教学案例04汽化和液化-液化放热分析与点评：这个片段采用实验探究液化放热，采用了对比实验，有控制变量的意识，实验效果明显，在实验思路和方法上有创新。不足之处在于该实验涉及的知识较多，如热平衡概念、计算热量公式等，不利于学生理解。在时间宽松的条件下，可以引导学生讨论质疑实验的方法。第六十七页，共80页。三、分析论证的规则和教学策略（一）用逻辑方法分析论证及教学策略案例：为证明蜘蛛的听觉在脚上，专家做了如下实验。首先先把一只蜘蛛放在实验台上，然后冲蜘蛛大吼了一声，蜘蛛吓跑了！之后把这只蜘蛛又抓了回来，把蜘蛛的脚全部割掉，再冲蜘蛛大吼了一声，蜘蛛果然不跑了！于是得出结论：蜘蛛的听觉在脚上。第六十八页，共80页。三、分析论证的规则和教学策略（一）用逻辑方法分析论证1.差异法。在被考察的结果出现或不出现的两个场合中，其他先行情况都相同，只有一个情况不同，这个情况就是被考察结果的原因。第六十九页，共80页。结论：蜘蛛有脚是跑的原因。不能推断出：蜘蛛的听觉在脚上。四、分析论证的规则和教学策略

70第七十页，共80页。四、分析论证的规则和教学策略（一）用逻辑方法分析论证及教学策略2.共变法。第七十一页，共80页。四、分析论证的规则和教学策略（一）用