第第5頁/共20頁《中學物理演示實驗與設計》課教學大綱課程名稱：中學物理演示實驗與設計 課程類別：教師教育選修適用專業(yè)：物理學 所屬實驗室：中教法實驗室實驗學時、學分：64學時2學分，其中實踐課時16 課時一、課程性質、教學目標實驗教學也是培養(yǎng)學生動手實踐能力和嚴謹求實吃苦耐挫品德的途本課程是專門為物理學師范專業(yè)本科學生開設的教師教育技能理教學對高素質物理教師的需求。具體來說可以分別概括為：教學目標1：通過分組實驗環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生基本的實驗技能和實驗素養(yǎng)：如自主設計實驗、合理控制實驗條件、獨立規(guī)范操作、準確獲取實驗數(shù)據(jù)、科學分析實驗結果和評價實驗結果的實驗素養(yǎng)。課程教學目標與畢業(yè)要求對應的矩陣關系畢業(yè)要求教學目標畢業(yè)要求教學目標123456789教學目標HML1教學目標MHL2教學目標MHML3的支撐強度來定性估計，H:表示關聯(lián)度高；M表示關聯(lián)度中；L表示關聯(lián)度低。二、實驗教學要求掌握中學物理教學中分組實驗涉及的基本實驗技能，能夠自主科學分析實驗結果和科學評價實驗的結果；演示效果和實驗改進的方向；能根據(jù)學校教學條件和課堂教學要求篩選和獨立設計和制作準確顯著的實驗結果、充分說明物理原理和規(guī)律；積極鼓勵學生開展演示實驗的設計研究，開發(fā)創(chuàng)新性和探索性三、對學生的指導和要求（一）分組實驗訓練環(huán)節(jié)知識、實驗方法、步驟和操作規(guī)程；在實驗過程中，教師要做到勤于巡察、勤于講解、勤于示范。作、數(shù)據(jù)獲取和實驗結果分析與評價等各個環(huán)節(jié)中的不足；除必須兩人合作的項目外，盡量讓學生自己獨立操作，注意培。（二）演示實驗教學案例分析環(huán)節(jié)能正確理解和客觀評價演示實驗在中學物理實驗教學中的積極觀摩力、熱、光、電等物理學分支領域中展示的各種演示果和能提出實驗改進的方向；（三）演示實驗的自主設計環(huán)節(jié)知道演示實驗設計制作中常用各種工具及其安全使用方法；積極引導學生獨立制作各種改進版和簡化版或者增強版的課果給予及時的客觀評價。鼓勵學生利用已有條件積極開發(fā)各種創(chuàng)新性和探索性的演示實驗教具，簡潔直觀而又具有趣味性和啟發(fā)意義。并對其中的設計、促進他們在探索性實驗上發(fā)散思維的建立和科學品質的養(yǎng)成。四、實驗考核方式實驗操作評價、自主設計制作評價、獨立性與創(chuàng)新性評價五、實驗教學內容實驗項目(一)：探究彈力和彈簧伸長的關系（胡克定律）項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□實驗確定彈簧的彈力與伸長量之間的關系/彈簧秤的原理。主要儀器：支架、直尺/刻度尺、彈簧測力計、鉤碼等。實驗項目(二)：驗證力的平等四邊形定則項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：用彈簧測力計驗證力合成的平行四邊形定則。主要儀器：白板、彈簧測力計、橡皮筋，細繩、直尺/刻度尺。實驗項目(三)：勻變速直線運動研究。第6頁/共20頁項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：理解勻變速直線運動的位移、速度、加速度規(guī)律，會使用打點計時器/電火花計時器記錄運動的時間和位移，掌握用逐差法處理數(shù)據(jù)的方法。主要儀器：紙帶、打點計時器，重物、小車、木板斜面，夾子等。實驗項目(四)：驗證動量守恒定律。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：恒的條件。主要儀器：軌道斜面、鋼球、塑料球略。白板、復寫紙等（或者氣墊軌道、滑塊、光電門。）第7頁/共20頁實驗項目(五)：探究動能定理。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：能量轉化的關系。主要儀器：紙帶、電火花計時器，重物、小車、木板斜面，夾子等。實驗項目(六)：用油膜法估測分子的大小。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：利用油脂在水面上鋪展形成的單分子薄膜的厚度來估計分子的直徑，理解分子動理論關于“物質是由大量分子組成的”論斷。主要儀器：第8頁/共20頁酒精、油酸、滴管、小燒杯、痱子粉、淺盤、玻璃板、水、白板筆、坐標紙等。實驗項目(七)：玻意耳定律的驗證。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：研究氣體三個狀態(tài)參量壓強、體積和溫度之間變化的依賴關系，理解物理學研究規(guī)律的方法——“控制變量法”。主要儀器：水銀氣壓計、燒杯、熱水、溫度計、游標卡尺。實驗項目(八)：測定金屬的電阻率。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：電流表、電壓表、千分尺、學生電源等。第9頁/共20頁第第11頁/共20頁主要儀器：金屬絲、千分尺、電流表、電壓表、直流電源、滑動變阻器、電鍵、導線等。實驗項目(九)：測定電源的電動勢和內阻。項目性質：演示□驗證性 設計性□綜合性□項目主要目的要求：U-I圖像處理數(shù)據(jù)的方法。主要儀器：電壓表、直流電源、滑動變阻器、干電池兩節(jié)、電鍵、導線等。實驗項目(十)：測定玻璃的折射率。項目類別：必做 選做□項目性質：演示□驗證性 設計性□綜合性□項目主要目的要求：測定玻璃的折射率并驗證折射定律。主要儀器：184塊木板、鉛筆。實驗項目(十一)：用雙光縫涉測光的波長。項目類別：必做t 選做□項目性質：演示□ 驗證性t 設計性□ 綜合性□項目主要目的要求：現(xiàn)象，利用雙縫干涉測量紅光的波長。主要儀器：雙縫干涉儀、學生電源、導線、刻度尺。基礎上能科學分析誤差、合理評價實驗結果。實驗項目(十二)：力學課堂演示實驗案例分析和自主設計制作。□選做t項目性質：演示性t 驗證性□ 設計性t 綜合性□項目主要目的要求：實驗內容選擇：相互作用力的關系（2個或者小車、磁鐵各兩個）；力與運動的關系（磁鐵+鐵球/鋼珠）；第一定律驗證（斜面木板面、毛巾面、粗砂紙面）；棋子、尺子，杯子、紙片、小球——靜止物體的慣性）；II（直線加速、減速運動、轉彎中的慣性）；彈力的產(chǎn)生與形變關系（桌面、光杠桿，橢圓扁瓶、毛細管）；（/筷子/纏布膠帶夾玻璃球）；圓周運動/曲線運動中的瞬時速度；水盆內的飛車（自制）；滾擺（自制）；椎體自由上滾（自制）；彈性碰撞（硬幣、棋子、牛頓擺球）；過ft車；沖擊擺；火箭反沖與水輪機原理；第12頁/共20頁第第14頁/共20頁杠桿平衡條件；橫波與縱波的演示；聲音傳遞介質驗證（鬧鐘+真空罩）；多普勒效應演示（音盒+長手柄）；音叉共振（音叉+底盒）；單擺共振演示儀；彈簧片的受迫振動與共振演示（直流電機+偏心輪）；弦上駐波與腔體內聲音駐波；壓力與壓強；液體內部的壓強：方向與深度影響；物體在水中的沉浮條件研究—潛水艇原理；壓強與流速的關系—伯努利方程驗證。法，評價決定演示效果的因素。主要儀器：略。（實驗室提供和學生自主設計和制作）實驗項目(十三)：熱學課堂演示實驗案例分析和自主設計制作。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示性t 驗證性□ 設計性t 綜合性□項目主要目的要求：實驗內容選擇：布朗運動的觀察（顯微鏡+高倍稀釋墨水）；分子間引力和斥力的驗證；分子運動統(tǒng)計規(guī)律的演示：伽爾頓板；液體、氣體分子擴散的快慢；大氣壓強的驗證；氣體實驗定律驗證；氣體壓強的微觀統(tǒng)計意義演示；跳舞的硬幣；熱水在低壓下的再沸騰；液體的表面張力演示；毛細現(xiàn)象演示；熱機原理（熱變功）演示；功變熱能量轉換實驗；溫差電現(xiàn)象；走馬燈的原理與制做；孔明燈/熱氣球。法，評價決定演示效果的因素。主要儀器：略。（實驗室提供和學生自主設計和制作）實驗項目(十四)：電磁學課堂演示實驗案例分析和自主設計制作。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示性t 驗證性□ 設計性t 綜合性□項目主要目的要求：實驗內容選擇：自制驗電器驗電；電荷在金屬導體中的定向運動（2個、金屬棒、塑料棒）；靜電感應與靜電屏蔽演示；尖端放電與靜電風輪、電風吹蠟燭；第15頁/共20頁靜電除塵原理演示；平行板間電場的分布，靜電擺球；平行板電容器的電容；電容器充放電過程觀察；土豆/蘋果蓄電池；影響導體電阻大小的因素；磁體周圍的磁場；電流（通電導體：直導線、線圈、螺線管）場演示；；電磁驅動與電磁阻尼；通電導體在磁場中的受力；通電線圈在磁場中的受力/力矩，檢流計原理；楞次定律驗證；自感與互感現(xiàn)象；動力小火車；手搖式直流發(fā)電機模型，手搖式交流發(fā)電機模型；直流電動機模型與交流電動機模型；變壓器原理演示；帶電粒子在磁場中的偏轉。第16頁/共20頁方法，評價決定演示效果的因素。主要儀器：略。（實驗室提供和學生自主設計和制作）實驗項目(十五)：光學課堂演示實驗案例分析和自主設計制作。項目類別：必□ 選做t項目性質：演示性t 驗證性□ 設計性t 綜合性□項目主要目的要求：實驗內容選擇：示蹤法驗證光在同一均勻介質中沿直線傳播；小孔成像實驗（自制）；影子的形成，日食月食演示儀；平面鏡成像應用（四塊大鏡子，潛望鏡、萬花筒）；凹面鏡、凸面鏡和柱面鏡（哈哈鏡）成像；反射、折射現(xiàn)象演示；三棱鏡分光演示；第17頁/共20頁第第20頁/共20頁自制的小彩虹；4塊、角度盤、激光源，等腰直角棱鏡塊，手持式望遠鏡鏡的筒結構，長方形玻璃水箱+激光筆；光纖原理演示：水柱、滿天星/光纖束；干涉現(xiàn)象觀察：雙孔、雙縫干涉，雙縫衍射比較（對條紋的影響）；衍射現(xiàn)象觀察：圓孔衍射、圓屏衍射、光柵衍射對比（波長對條紋的影響）；原子光譜的觀察；偏振光的獲得與偏振光的觀察。法，評價影響效果的因素。主要儀器：略。（實驗室提供和學生自主設計和制作）實驗項目(十六)：自主設計演示實驗教具匯報展示和評價。項目類別：必做t 選做□項目性質：演示性t 驗證性□ 設計性t 綜合性□7氣體實驗定律驗證7氣體實驗定律驗證18（3）項目主要目的要求：——十五中實踐環(huán)節(jié)中自主設計的教具成果進行集中匯報展示，對自制演示教具的演示效果進行評價。六、實驗學時分配章目教學內容實驗教學學時實踐教學學時1探究彈力和彈簧伸長的關系2驗證力的平等四邊形定則3勻變速直線運動研究4驗證動量守恒定律5探究動能定理6用油膜法估測分子的大小8測定金屬的電阻率9測定電源的電動勢和內阻（按說明11選10測定玻璃的折射率6）11用雙光縫涉測光的波長12力學演示實驗教學的案例分析60力學演示實驗自主設計制作0513熱學演示實驗教學的案例分析60熱學演示實驗自主設計制作0314電磁學演示實驗教學的案例分析60電磁學演示實驗自主設計制作0515光學演示實驗教學的案例分析60光學演示實驗自主設計制作0316自主設計實驗的匯報展示與評價60總計4816七、推薦教材與輔助教學資料七、推