2025年教师资格证面试结构化模拟题：物理实验教学设计试题

2025年教师资格证面试结构化模拟题：物理实验教学设计试题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______试卷内容：1.你正在参加物理教师资格证面试，面试官提供了以下实验器材：一个带刻度的杠杆、一个钩码若干、一个支座。请以此为基础，设计一个简单的物理实验，用于演示杠杆的平衡条件。请说明你的实验目标、实验步骤、预期观察到的现象以及如何引导学生得出杠杆的平衡条件。2.假设你正在教授“光的折射”这一节课，你计划设计一个实验来让学生直观地观察光的折射现象。请描述你的实验设计思路，包括实验器材的选择、实验步骤的安排、如何引导学生观察和记录数据，以及你将如何处理实验中可能出现的异常现象。3.在设计“电路的串并联”实验教学时，你注意到学生对于串并联电路中电流和电压的分布容易混淆。为了帮助学生理解，你打算设计一个教学活动。请说明你的活动设计，包括活动目标、活动形式（如演示实验、小组合作等）、活动流程以及你将如何评估学生的学习效果。4.你计划进行一个关于“牛顿运动定律”的实验教学，实验内容包括验证牛顿第二定律。请简述你将如何设计这个实验，包括实验原理、实验器材的选择、实验步骤的安排、数据记录和处理的方案，以及你将如何引导学生分析实验结果并得出结论。5.针对高中物理“电磁感应”这一概念，你设计了以下实验：将一个灵敏电流计连接到一个线圈，当磁铁靠近或远离线圈时，观察电流计指针的偏转。请解释这个实验的原理，并说明你将如何引导学生理解电磁感应现象的发生条件，以及如何将这个实验与实际生活中的电磁感应现象联系起来。6.你正在准备一节关于“能量守恒”的物理实验课。请设计一个实验，用于演示能量守恒定律。说明你的实验设计，包括实验目的、实验原理、所需器材、主要步骤以及如何引导学生分析实验数据，验证能量在转化过程中是守恒的。7.在教授“波的衍射”现象时，你计划让学生自己动手制作一个简单的衍射实验装置。请描述你的实验设计，包括实验材料的选择、装置的制作方法、实验步骤的指导，以及你将如何引导学生观察和解释衍射现象的发生条件和水波衍射的特点。8.你要设计一个物理实验，帮助学生理解“万有引力”的概念。请说明你的实验设计思路，包括实验目的、实验原理、所需器材、实验步骤，以及你将如何通过实验让学生理解万有引力与物体质量、距离的关系。试卷答案：1.实验目标：让学生理解杠杆平衡条件，即动力×动力臂=阻力×阻力臂；能识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。实验步骤：a.将杠杆挂在支座上，调整支点位置，使杠杆在水平位置平衡。b.在杠杆左端挂上若干个钩码作为阻力，记录钩码的总重（即阻力F₂）和悬挂点到支点的距离（即阻力臂L₂）。c.在杠杆右端挂上适量的钩码作为动力，移动钩码位置，调整其悬挂点到支点的距离（即动力臂L₁），直到杠杆再次水平平衡。d.记录动力F₁的大小和动力臂L₁的长度。e.改变阻力和动力的大小及位置，重复步骤b-d，进行多次测量。预期现象：杠杆在水平位置平衡时，动力F₁乘以动力臂L₁的积等于阻力F₂乘以阻力臂L₂的积。引导学生得出平衡条件：引导学生观察多次实验数据，总结F₁L₁与F₂L₂的关系，通过数据分析得出F₁L₁=F₂L₂的结论。2.实验设计思路：a.器材选择：透明玻璃杯、水、筷子、红光（如红色激光笔或红色滤光片）、白光、笔。b.实验步骤：1.在玻璃杯中倒入适量水。2.将筷子竖直插入水中，观察筷子在水中的位置。3.用红光照射水面，让光线从空气射入水中，观察光线在水面的入射点和折射点的位置，用笔标记。改变入射光线的角度，重复观察并标记。4.用白光进行同样的实验，观察不同颜色的光折射情况（如果条件允许，可使用三棱镜分离白光）。5.引导学生测量入射角和折射角，记录数据。c.引导观察和记录：引导学生仔细观察光线的路径变化，记录入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角。鼓励学生用不同角度的入射光进行多次实验，确保观察的普遍性。d.处理异常现象：如果出现光线弯曲或散开，引导学生检查器材是否清洁，水面是否平静。如果白光分解，引导学生思考不同色光的折射情况可能不同，为后续学习色散现象做铺垫。3.活动设计：a.活动目标：使学生区分串并联电路的特点，理解串并联电路中电流、电压的分布规律。b.活动形式：小组合作实验探究。c.活动流程：1.分发实验器材：电源、开关、小灯泡（若干）、导线。2.提出问题：如何连接电路才能使两个或多个灯泡同时亮起？它们亮度的关系如何？电流和电压是如何分配的？3.小组讨论并设计电路：指导学生设计串联电路和并联电路。4.小组动手连接电路并进行测量：使用电压表测量各部分电压（电源电压、灯泡两端电压），使用电流表测量各处电流（干路电流、各支路电流）。5.数据记录与分析：将测量数据记录在表格中，分析数据，比较串联和并联电路中电流和电压的特点（串联电流处处相等，串联电压处处相加等于电源电压；并联电压处处相等，干路电流等于各支路电流之和）。6.小组汇报与交流：各小组展示实验结果，交流分析过程和发现，教师点评补充。d.评估学习效果：通过观察学生的实验操作、记录的数据、分析讨论的内容以及最终的汇报，评估学生对串并联电路电流电压规律的理解程度。4.实验设计：a.实验原理：牛顿第二定律内容为：物体的加速度a与它所受的合外力F成正比，与它的质量m成反比，其数学表达式为F=ma。b.器材选择：小卡片（或小木块）、弹簧测力计、不同质量的小车、光滑水平面（如木板）、纸带、打点计时器。c.实验步骤：1.用打点计时器固定在水平面上，纸带穿过打点计时器。2.将不同质量的小车分别放在水平面上，用弹簧测力计水平拉动小车，保持拉力F不变，改变小车的质量m，观察并记录小车的加速度a（通过纸带分析速度变化）。3.改变拉力F的大小（例如，对同一小车用不同大小的力拉），保持小车质量m不变，观察并记录小车的加速度a。4.记录每次实验的拉力F、小车质量m以及计算出的加速度a。d.数据记录和处理：将实验数据记录在表格中，画出a-F图像和a-1/m图像。分析图像，验证a与F成正比，a与m成反比。e.引导分析得出结论：引导学生观察数据表格和图像，分析加速度a与力F、质量m之间的关系，结合实验原理，总结并得出牛顿第二定律的结论F=ma。5.实验原理：当磁铁靠近或远离线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，在线圈中产生感应电动势，从而形成感应电流。感应电流的方向由楞次定律判断，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。理解发生条件和联系实际：a.引导理解发生条件：引导学生认识到，产生感应电流必须同时满足两个条件：一是导体是闭合回路，二是穿过闭合回路的磁通量发生变化。通过该实验，让学生直观地看到磁通量变化时感应电流的产生。b.联系实际：引导学生思考生活中哪些现象利用了电磁感应原理，例如发电机（将机械能转化为电能）、动圈式麦克风（将声能转化为电能）、变压器等。解释这些设备的工作原理都基于电磁感应。6.实验设计：a.实验目的：通过实验现象验证能量在转化和转移过程中总量保持不变，理解能量守恒定律。b.实验原理：可以选择验证动能和势能的转化，如让小球从不同高度滚下，观察小球在水平面上运动的距离；或者验证机械能和内能的转化，如让钢球撞击木块，观察木块被推开并克服摩擦做功，温度可能略有升高（可用水温计测量）。c.所需器材：根据选择的原理确定，例如：斜面、小球、水平面、刻度尺（测量小球水平距离）、木块、温度计（可选）。d.主要步骤（以动能与势能转化为例）：1.设置斜面，让小球从不同高度由静止滚下。2.在斜面底部水平面上放置木块。3.测量小球开始滚下的高度h。4.测量小球撞击木块后，木块被推动的距离s。5.重复实验，改变小球的高度，记录数据。6.分析数据：比较mgh（小球减少的重力势能）和1/2mv²（木块获得的最大动能，通过木块移动距离s估算），观察两者是否在误差允许范围内相等。e.引导分析验证守恒：引导学生分析实验数据，比较能量转化的前后总量，解释实验现象说明了在只有重力或弹力做功的情况下，动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变，从而佐证能量守恒定律。7.实验设计：a.实验材料的选择：浅水盘、障碍物（如小玩具、硬币）、水。b.装置的制作方法：将浅水盘盛满水，确保水面平静。将障碍物轻轻放入水中，形成不规则的波浪传播路径。c.实验步骤的指导：1.让学生观察平静水面。2.用手轻轻敲击水面，观察水波的产生和传播。3.将障碍物放入水中，观察水波绕过障碍物继续传播的现象，这就是衍射现象。4.改变障碍物的大小或形状，或者改变水波的频率（如用手点水或划水形成的波），再次观察衍射现象的变化。5.引导学生注意观察水波通过狭窄缝隙（如两个手指间的缝隙）后的传播情况。d.引导观察和解释：引导学生描述观察到的现象，特别是水波如何绕过障碍物。解释衍射是波特有的现象，发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相近或比波长小。引导学生思考水波衍射与声波衍射（声音能绕过障碍物）的联系。8.实验设计思路：a.实验目的：使学生初步理解万有引力概念，知道万有引力与物体质量、距离有关。b.实验原理：可以通过模拟或对比实验来体现。例如，用弹簧测力计测量两个物体之间的引力大小，或者用不同质量的小球模拟天体，观察它们之间的相互作用力。c.所需器材：两个质量较大的球（如实心球）、弹簧测力计、尺子。d.实验步骤（用弹簧测力计模拟）：1.用弹簧测力计分别测量两个小球之间的引力，记录数据。2.改变两个小球之间的距离，再次测量引力