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初中物理实验教学创新实践研究武汉市青山区教研室杨琦2019年7月30日一、物理实验教学创新的实施意义1.演示规范的实验操作，激发学生实验欲望托尔斯泰有句名言：“全部教育，或者说千分之九百九十九的教育都归结到榜样上。”身教胜于言传，教师的榜样示范作用极大，试想一位平时连演示实验都不做的教师突然心血来潮让学生回家自制一个简单的物理教具，你认为会有多少人完成？因此，“学高为师，身正为范”，在课堂上教师给学生演示操作规范的实验，带领学生走进物理实验。可以先从模仿开始，让学生体验实验的乐趣，建立自主实验的信心，然后慢慢放手让学生分小组合作完成实验，从而提高学生对物理实验的兴趣。物理实验创新的总思路实验创新的总思路获得准确数据，形成知识结论经历实验操作，提高实验技能关注学习行为，提升相关能力获得实践体验，增强实践意识通过物理实验，激发学习兴趣通过实验感知，理解物理知识形成结论提高技能理解知识提升能力增强意识激发兴趣通过观察实践，领悟物理方法领悟方法2.培养学生的物理思维，促进学生有效学习物理学是一门精密的自然科学，以实验作为检验理论是否正确的唯一标准。中学物理是一门以实验为基础的学科，许多的物理规律都需要建立在实验的基础上，它以直观的演示，加深了学生对知识的理解和记忆，培养了学生的物理思维，因此物理教学的核心在于实验。调查——老师们希望改进的实验项目：（1）晶体熔化（2）比热容实验（3）焦耳定律实验（4）机械效率实验（5）电功定量实验（6）测水平运动物体的滑动摩擦力（7）内能演示实验（8）光在不均匀液体中折射（1）晶体熔化《晶体的熔化和凝固》（视频）《探究熔化和凝固的特点》（李建明）（视频）“晶体的熔化和凝固”的难点是什么？（4）机械效率实验《机械效率》《机械效率》（徐文治）“机械效率”实验的难点是什么？（6）测水平运动物体的滑动摩擦力《探究影响滑动摩擦力大小的因素》（张静）“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的难点是什么？探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律《凸透镜成像的规律》（陈小惠）“探究凸透镜成像的规律”我们可以这么改进？3.推动物理的实验研究，提升教师教学水平为了做好一次规范的实验演示，需要反复修正每个细节；为了准备一堂学生实验课，需要精心设计每个问题；为了自制一件简单的实验教具，需要多次尝试每个器材。为此，教师应深入了解教材，研究实验教学，主动参与并推动物理实验研究。在此过程中，教师对“新课标”的把握、对重难点的处理、对教法和学法的掌握为教学水平的提升提供了必要条件。三个演示实验（1）纸杯烧水；（2）流体压强与流速的关系；（3）浮力产生的原因。这三个实验值得借鉴的是什么？是否有需要改进的？二、物理实验教学创新的实施策略1.加强设施建设，提高实验教学开放性作为实验教学的基础设施，实验器材的作用很关键。学生平时只有在上实验课时才会接触到实验器材，在做一些实验时还会出现人多器材少的情况。因此，加强实验室的设施建设变得尤为关键。一方面，可以根据学校的实际情况，开设科技社团、兴趣小组，保证物理实验室的“全日制”开放，安排物理教师在实验室值班。这样不但可以保证学生的安全，及时帮助学生解决实验过程中的困难，还可以使学生在教师的指导下进一步探究以拓展知识。另一方面，需要及时更新实验室器材，在确保一定器材数量的同时提高器材的质量。这样不仅给学生提供了一个便利的实验探究环境，还让一些常年被锁在实验橱窗中的实验器材得到更有效的利用。二个实验用停表测量时间；探究音调与琴弦的关系。通过这二实验得到的启示？2.链接物理日常，促使实验教学生活化《义务教育物理课程标准（2011年版）》指出义务教育阶段物理课程的基本理念要求：从生活走向物理，从物理走向社会。但是学生大部分时间是在学校，不同学科的学习占据了学生大部分的时间，放学后学生也会花很多时间来完成家庭作业，物理知识的学习和生活基本脱节，更不用说走向社会了。这时教师应鼓励学生将物理实验生活化，链接生活日常，将书本上条条框框的物理概念转化为学生们所认识的大千世界。3.应用现代手段，促成实验教学信息化随着当今科学技术的不断发展，网络技术与教育领域已逐渐融合，一场信息化的颠覆性变革正在悄悄发生。在现代信息社会，网络具有高效、快捷、方便传播等特点，在中学生的学习和生活中发挥着不可替代的作用。合理娴熟地使用网络技术，通过会声会影的视频编辑、Photoshop的图片编辑、camtasiastudio的视频录制以及实物展示台等，能够解决课堂演示操作烦琐、容易失败、现象不明显等问题。4.在传统的理论教学中，教师作为教学的主体，侧重的是教授学生知识，这样的教学方法对于抽象的物理知识的学习效果肯定是不理想的。而在物理实验教学中，教师作为学习的引导者与启发者，将学生作为学习的主体，为学生提供实验平台，从而培养学生的动手能力与创造能力。物理知识较为抽象，作为刚接触物理学科的初中学生来说理解起来也比较困难，只通过教师的理论讲述会使课堂变得更加枯燥乏味，长此以往，会严重削弱学生的学习热情，导致学习效果不理想。通过物理实验教学可使理论知识变得更加直观、生动，提高教学效率的同时増加学生的学习兴趣。全国中小学实验在线平台推荐5个节目（1）央视《走近科学》；（2）央视《加油向未来》；（3）央视《正大综艺•脑洞大开》；（4）央视《机智过人》；（5）乐学堂-乐乐课堂实验一探究晶体熔化时温度变化的特点【实验装置】【测量工具】温度计、秒表【实验设计】(1)采用“水浴法”加热的目的：使被加热的物质缓慢、均匀受热，慢慢熔化，便于观察温度变化规律；(2)使用碎末固体的原因：增大受热面积，易于熔化，且温度计可插入其中。【记录数据】时间/min012345678910海波/℃4042444648484848485053石蜡/℃4041424447484952545659【根据数据画图像】【实验结论】(1)海波熔化前：不断吸热，温度升高，处于固态熔化时：不断吸热，温度不变，处于固液共存状态熔化后：不断吸热，温度升高，处于液态(2)石蜡：不断吸热，温度升高，逐渐变软、黏稠，最终全部变为液态；(3)晶体与非晶体熔化都要吸热，凝固都要放热，但晶体有固定的熔点和凝固点，而非晶体没有熔点和凝固点。【分析归纳】(1)晶体熔化条件是：①达到熔点；②持续吸热。(2)非晶体熔化条件是：持续吸热。【例1】某同学在做“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验。(1)在图甲中的两组实验装置中，你认为____(选填“A”或“B”)较好。(2)该实验需要的测量工具是_________和________。(3)小军选用图甲中的(B)装置进行实验，他将装有适量水的烧杯放在石棉网上，再将装有适量固体颗粒的试管放在水中加热。这种加热方式叫“水浴法”，不仅是为了使固体颗粒受热________(选填“均匀”或“不均匀”)，而且固体的温度上升速度较_______(选填“快”或“慢”)，便于及时记录各个时刻的温度。B温度计秒表均匀慢(4)操作中有两次用到“适量”一词，第一个“适量”是指_______________________________________________________________；第二个“适量”是指__________________________________________________。(5)该实验中，石棉网的作用是：____________________________________。(6)为减小误差，实验中宜选用颗粒较_______(选填“大”或“小”)的固体。(7)将温度计插入试管中时，温度计的玻璃泡要全部插入固体粉末中，不要碰到试管底或____________。试管装有固体颗粒部分全部浸没在水中，但不能碰到烧杯底部温度计的玻璃泡能全部埋入固体颗粒中，但又不碰到试管底使烧杯底部均匀受热小试管壁(8)实验室常用温度计是利用液体的_______________性质制成的。如图乙所示，温度计读数方法正确的是____(选填“A”“B”或“C”)，则此时温度计的读数为________℃。(9)下表是探究海波熔化特征时的实验记录数据。热胀冷缩B48时间/min01234567891011温度/℃404244464848484848505458根据表中数据回答下面的问题：①可知，海波的熔点是_______℃；海波是_________(选填“晶体”或“非晶体”)；海波熔化过程持续了________min；温度为50℃时，海波处于_________(选填“固”“液”或“固液并存”)态。②能反映上述固体熔化时温度变化规律的是图丙中的_____(选填“a”或“b”)。③海波熔化过程的特点是要___________(选填“吸热”或“放热”)，温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)，内能________(选填“增加”或“减小”)。48晶体4液a吸热不变增加④海波在10～11min温度上升得比0～3min时快，原因是：____________________________________________。⑤在对海波加热的过程中要用搅拌器不断地搅拌，这样做是为了___________________________________________。⑥在海波熔化过程中，如果将试管从烧杯中取出，海波停止熔化；将试管放回烧杯后，海波又开始熔化，说明固体熔化时需要_______________。海波熔化成液态后比热容发生变化使固体颗粒受热更均匀吸热⑦第4min海波的内能__________(选填“大于”“等于”或“小于”)第8min海波的内能，理由是：___________________________________________。(10)小明用同一装置做“探究冰在熔化时温度的变化规律”的实验。当试管中的冰完全熔化后，若持续加热，将观察到烧杯中的水沸腾，这段时间内试管中的水______________(选填“能”或“不能”)沸腾，这是因为_____________________________________。小于这段时间内，物体不断吸热，所以其内能增加不能试管中的水不能继续吸热实验三测量水平运动物体所受的滑动摩擦力(必做实验)【实验方法】控制变量法【实验装置】【测量工具】弹簧测力计【实验设计】(1)摩擦力大小：用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，摩擦力大小＝弹簧测力计示数；(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系：控制压力大小不变，只改变接触面的粗糙程度，如图a、b；(3)探究滑动摩擦力与压力大小的关系：控制接触面的粗糙程度不变，只改变压力大小，如图c、d。【实验评价】实验中很难控制木块做匀速直线运动，弹簧测力计在运动中读数，导致读数不准确。【实验改进】使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，便于准确读出弹簧测力计的示数，可以准确地测出摩擦力的大小。【实验结论】(1)滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与速度无关；(2)压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；(3)接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。【例3】如下图所示是“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。(1)实验过程中，弹簧测力计必须沿_________方向拉着物块A做_________________运动；根据二力平衡可知，弹簧测力计的拉力等于________________的大小。(2)某次实验中，木块匀速运动时，弹簧测力计的指针位置如上右图所示，它的示数是________N，此时木块受到的摩擦力为_______N。若将拉力增大到3N，木块受到的摩擦力为_________N。(3)分析图甲、乙可知，在接触面粗糙程度相同时，__________越大，滑动摩擦力越大。水平匀速直线滑动摩擦力1.61.61.6压力(4)分析图甲和丙，发现弹簧测力计的示数F1F3。说明：压力一定时，________________，滑动摩