【《基于初中物理课程标准的探究实验设计案例分析》5700字】

基于初中物理课程标准的探究实验设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u30943基于初中物理课程标准的探究实验设计案例分析 166041.1课程标准对探究实验的要求 1122621.2教育实习及实习学校情况 3161661.3《光的折射》教学设计 31.1课程标准对探究实验的要求当下大部分初中物理教学过程中，科学探究和实验密不可分。我们从科学探究的角度来说，实验是实施科学探究的重要途径之一，而科学探究是实验的重要教学目标。中学物理实验主要包括演示实验和学生实验，其中探究性实验尤其关注科学探究过程[12]。初中物理的实验教学具有多维课程目标，物理实验能够在发展学生实验能力和提高科学素养方面起到重要作用，并且可以学习知识和训练技能，这一点与科学探究类似。物理实验教学旨在让学生通过体验完整实验过程如设计实验，进行实验等探究活动来提高实验能力，使学生体会到物理学科特性品质，树立实事求是的科学态度和严谨的科学精神，通过交流与分析等过程，在相互合作的物理实验中发扬合作精神[13]。初中物理实验教学的实施是以教材为基础的，人教版初中物理教材的实验部分能够在很大程度上体现物理学科核心素养的培养，特别是对科学探究素养的培养，人教版初中物理教材所涉及的探究性实验名称如下：表3人教版初中物理八年级上册探究实验表人教版初中物理八年级上册探究实验（7个）探究固体融化时温度的变化规律（第三章物态变化第二节《熔化和凝固》）探究水沸腾时温度变化的特点（第三章物态变化第三节《汽化和液化》）探究光反射时的规律（第四章光现象第二节《光的反射》）探究平面镜成像的特点（第四章光现象第三节《平面镜成像》）探究光折射时的特点（第四章光现象第四节《光的折射》）探究凸透镜成像的规律（第五章透镜及其应用第三节《凸透镜成像的规律》）探究同种物质的质量与体积的关系（第六章质量与密度第二节《密度》）表4人教版初中物理八年级下册探究实验表人教版初中物理八年级下册探究实验（7个）探究重力的大小跟质量的关系（第七章力第三节《重力》）探究二力平衡的条件（第八章运动和力第二节《二力平衡》）探究影响压力作用效果的因素（第九章压强第一节《压强》）探究浮力的大小跟哪些因素有关（第十章浮力第一节《浮力》）探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系（第十章浮力第二节《阿基米德原理》）探究物体的动能跟哪些因素有关（第十一章功和机械能第三节《动能和势能》）探究杠杆的平衡条件（第十二章简单机械第一节《杠杆》）表5人教版初中物理九年级全一册探究表人教版初中物理九年级全一册探究实验（9个）探究串联电路各处电流关系（第十五章电流和电路第五节《串、并联电路中电流的规律》）探究并联电路电流关系（第十五章电流和电路第五节《串、并联电路中电流的规律》）探究串联电路电压规律（第十六章电压电阻第二节《串、并联电路中电压的规律》）探究并联电路电压规律（第十六章电压电阻第二节《串、并联电路中电压的规律》）探究影响导体电阻大小的因素（第十六章电压电阻第三节《电阻》）探究电流与电压关系（第十七章欧姆定律第一节《电流与电压和电阻的关系》）探究电流与电阻关系（第十七章欧姆定律第一节《电流与电压和电阻的关系》）探究通电螺线管外部磁场分布（第二十章电与磁第二节《电生磁》）探究磁生电（第二十章电与磁第五节《磁生电》）笔者这里选取了人教版八年级物理上册第四章第四节《光的折射》一节设计科学探究实验教学设计。1.2教育实习及实习学校情况学校对学生物理实验仪器的配置比较齐全，共开设五个物理实验室，日常教育教学活动中，八年级开设两个，九年级开设两个，剩余一个实验室作为备用实验室，每个实验室均配有电子白板投影设备，可满足50名学生进行实验（25组实验仪器），实验仪器比较完善。

经过多次在实验室上课及采访相关老师得到以下结论：

（1）在进行物理实验教学过程中，教师会提前进行实验仪器的使用讲解，而且在学生实验过程中，教师会积极走下讲台，及时帮助并解决出现的问题。

（2）科学探究是实验探究课必不可少的理论支撑，但是对于七个过程，还要结合学生特点以及学生学习能力进行适当的调整，不一定需要每个过程都要规规整整的进行。

（3）实验仪器的不断更新能够更好的让学生理解实验课的学习目标，同时培养学生自主探究，自我总结的能力。1.3《光的折射》教学设计1.3.1学情分析此节课面向八年级学生，他们大多是第一次接触物理这门新学科，通过前三章的学习，对物理学只是有一个模糊的概念，对科学探究亦是似懂非懂。在最初接触物理学学习的过程中，他们很难具备科学严谨的物理学认知思维，但是这一学段的学生普遍处于十四岁左右，他们对一切未知充满好奇心，积极思考，思维活跃，对知识充满了探索的渴求。通过教师的正确引导，学生会对神秘而又普遍生活中的物理现象充满兴趣，并对探索这些现象物理本质的科学探究过程充满热情。从学生的个体成长规律来说，这一阶段的学生正处于从抽象思维到逻辑思维，从感官知觉到客观认知的发展和过渡时期，对物理学的概念、观念和思维态度等极为缺乏。1.3.2教材分析本节课选取自人教版初中物理教材八年级上册第四章第四节《光的折射》。在这之前的学习过程中，学生已经学习了光的传播和光的反射规律，本节内容将学习新的光学规律——光的折射，它是另一种为学生所熟知的光学现象，在日常常生活中比较常见。本节内容的学习可以帮助学生掌握光的折射规律，并且在探究光的折射规律中，学习使用物理知识解释生活中常见的物理现象，对学生正确理解物理概念、科学看待世界有一定积极作用。本节内容不仅可以通过探究性实验提高学生物理素养和科学素养，也能为后面透镜的成像规律学习奠定良好基础，起到承上启下的作用，在整本教材中具有重要作用。1.3.3教学目标知识与技能(1）了解生活中光的折射现象，掌握光的折射概念，掌握入射光线、折射光线、入射角、折射角等物理概念的含义；(2）了解并可以叙述光的折射规律；(3）可以使用光的折射知识解释分析实际生活中的折射现象。过程与方法(1）学生通过体验完整的科学探究过程，了解研究生活中物理现象的基本思路和方法，并形成实事求是的物理观念；(2）在实验的探究过程中，使用对比分析法，对比光的反射规律探究过程得到光的折射规律。科学态度与价值观(1）通过实验探究连结物理与实际生活现象，激发学生对物理学习的好奇心；(2）培养学生的物理思维和物理观念，形成良好的学习习惯和学习方法；1.3.4重难点分析重点:了解光在传播过程中的折射规律，并可以解释生活中的折射现象。难点:在教师引导下的小组合作进行探究实验，并能够独立总结光的折射规律，利用光的折射规律解释生活中的折射现象。1.3.5教学资源多媒体、激光笔、果冻、量角器、烧杯、自制刻度板、水槽、小鱼道具、铁架台、带有弹簧的滑轨、小鱼叉道具1.3.6教学过程设计第一环节具体任务：课程导入形成概念。阶段教学目标：了解生活中光的折射现象，掌握光的折射概念教师课堂活动设计：（1）教师提问:光是如何传播的?（2）教师引导:从上节课的学习中我们知道“光在同种均匀介质中沿直线传播”，就是说光能够沿直线传播的必要条件是在“同种均匀介质”中。那么，光如果在不同的介质中如何传播呢﹖请同学们跟老师一起使用桌子上的实验器材尝试探究。学生课堂活动设计：（1）学生认真思考并回答问题（预设）:光沿直线传播。（2）学生两两一组使用预备器材进行研究:打开激光笔对准烧杯里的果冻，使激光通过果冻。图3设计意图：通过观察实际生活中存在的物理现象，提出物理问题，可以很好培养学生的提出问题能力，对学生科学思维素养的培养起到积极作用。通过让学生观察实验现象与认知中的光沿直线传播产生冲突，提高学生的实验兴趣，激发学生好奇心，便于引导学生下一阶段探究和学习。第二环节具体任务：小组讨论交流光的折射规律。阶段教学目标：了解并可以叙述光的折射规律；通过实验探究连结物理与实际生活现象，激发学生对物理学习的好奇心。教师课堂活动设计：（1）各实验小组自由讨论实验结果，并展示给全班同学。（2）教师认真听取学生分享交流，同时对其学生交流过程中措辞不当之处予以纠正。（3）教师引导思考：大家看到这些现象有什么共同点呢？（4）教师引导思考：我们之前已经学过光的反射，那么如果我们给今天的实验现象命名的话，什么名字比较好呢？（5）教师引导归纳：光的折射，这就是我们今天研究的实验现象了，那么同学们可以通过实验现象归纳一下什么是光的折射？学生课堂活动设计：（1）学生发言（预设）：光从空气进入果冻的时候发生了偏折，并没有像在空气中那样沿直线传播。（2）学生回答（预设）：光在相同介质中沿直线传播，但是在进入不同介质的时候会发生偏折，比如由空气进入水或者玻璃砖。（3）学生回答（预设）：光的折射图4图5图6（4）学生回答（预设）：光在传播过程中通过不同介质时在两介质接触面上发生偏折的现象就是光的折射。设计意图：通过让学生直接观察光的折射过程中光路发生偏折的实验现象，对光的折射有直观的印象。学生自我归纳光的折射定义，可以培养其归纳和描述能力。第三环节具体任务：小组合作实验探究光的折射规律阶段教学目标：掌握入射光线、折射光线、入射角、折射角等物理概念的含义；在实验的探究过程中，使用对比分析法，对比光的反射规律探究过程得到光的折射规律。教师课堂活动设计：（1）教师引导：探究光的折射规律。（2）概念讲述：通过预备教具讲述入射光线、折射光线、入射角、折射角、法线等物理概念，方便学生更好理解和概括光的折射规律。（3）教师引导：使用对比分析法，类比光的反射规律，四人一组，分组合作，以小组为单位探究光的折射规律。图7（4）教师引导学生观察并思考实验现象，首先在小组内部交流讨论，并尝试独立归纳光的折射规律（入射光线、折射光线和法线位置关系，入射角和折射角的关系等）。（5）引导学生将折射光线所在一侧光屏翻折，使之与入射光线异面，观察实验现象并讨论分析原因。（6）通过量角器定性分析入射角和折射角之间的数值关系。（7）引导学生通过自主实验猜测折射角一定小于入射角吗？（8）归纳总结入射角与折射角之间的关系：折射角与入射角的大小关系由光传播过程中的介质密度决定。（9）通过多媒体设备模拟视频实验，展示光在传播过程中的折射现象，并启发学生观察折射角和入射角的变化关系。各小组总结通过刚刚实验得出的光的折射规律。小组之间交流，最终请一个小组给大家展示。学生总结时教师也在多媒体上逐条展示出来。学生课堂活动设计：（1）学习并了解物理概念，知道入射光线、折射光线、入射角、折射角、法线的含义，并且可以在光路图中指出来。（2）小组分工合作设计并进行实验。（3）学生回答：入射光线和折射光线分居法线两侧。（4）学生讨论：光屏翻折后无法在光屏上看到折射光线，说明入射光线、折射光线和法线位于同一平面。图9图10（5）学生观察：当光从空气中射入水中时，折射光线向法线方向偏折，所以折射角小于入射角。当光从水中射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，此时折射角大于入射角。（6）学生观看模拟实验并思考回答：光从空气射入水的过程中折射角随入射角的增大而增大。（7）学生归纳总结：光的折射规律（预设）：折射光线、入射光线、法线三线共面；折射光线和入射光线分居法线的两侧；入射角增大时，折射角也随之增大；光从空气斜射入水或玻璃等透明介质时，折射角小于入射角而当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角。设计意图：（1）多媒体授课配合教师讲述法更加直观认识到入射光线、折射光线、入射角、折射角、法线等概念。（2）小组分工合作探究可以培养学生合作动手能力。（3）通过对比分析光的反射定律来探究光的折射定律，明确对比分析法的使用。学生小组合作自行设计实验方案来探究物理问题，培养学生设计实验和归纳实验结论的能力。第四环节具体任务：光的折射规律在生活中的应用教学目标：可以使用光的折射知识解释分析实际生活中的折射现象。教师的课堂活动设计：（1）设计小游戏：渔夫捕鱼教师说明操作规则，然后请学生进行操作，引导其他学生注意观察讲台上学生的操作。图11图12（2）教师讲解原理：未加水时，瞄准的是鱼，鱼反射的光线通过空气沿直线传播进入人眼。加水后，瞄准的其实是鱼的像，这是因为在空气中沿直线传播的光，在水槽加水后经过水和空气这两种不同介质时发生了折射现象，折射光线明显向着法线的外侧偏转，进入人眼，误导了“渔夫”。图14学生课堂活动设计：（1）认真听教师讲解，并积极配合。（2）学生发现:在加水之前同学可以通过瞄准器瞄准鱼，按照瞄准轨道再把鱼叉弹射下去可以叉到鱼，但是把水倒入鱼缸之后，同样操作后却不能插到鱼了。（3）学生认真观察并思考原理。（4）思考生活中常见的光的折射规律，比如：筷子放在有水的碗里会“折断”；岸边观察池塘会很浅等。设计意图：引导学生用物理知识解决生活中的实际问题，在生活中的物理现象后寻找其