高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

的思考東臺(tái)市教研室朱柏樹(shù)主要內(nèi)容高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)英國(guó)中學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)教室培訓(xùn)講座高中物理教學(xué)的現(xiàn)狀教學(xué)資源豐富了信息技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)了提升了理念拓展了視野新課程改革向縱深推進(jìn)教師高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀少做實(shí)驗(yàn)、不做實(shí)驗(yàn)播放視頻、動(dòng)畫(huà)替代做實(shí)驗(yàn)講實(shí)驗(yàn)替代做實(shí)驗(yàn)部分教師的實(shí)驗(yàn)水平并不樂(lè)觀做實(shí)驗(yàn)題替代做實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中物理教學(xué)中的地位有所弱化:基本能力測(cè)試——筆試題用如圖所示的多用表測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“220V、40W”的白熾燈泡燈絲的電阻。（1）請(qǐng)把多用表測(cè)量檔標(biāo)出來(lái)。（2）這個(gè)測(cè)量檔，畫(huà)出刻度盤(pán)中指針的大概位置?；灸芰y(cè)試——筆試題某老師用“空氣壓縮引火儀”做實(shí)驗(yàn)時(shí)，迅速推壓活塞至圓桶底時(shí)，硝化纖維沒(méi)有燃燒起來(lái)，該老師立即再次將活塞迅速推壓至圓桶底，硝化纖維依舊沒(méi)有燃燒。(實(shí)驗(yàn)器材完好，且不漏氣）（1）請(qǐng)分析該老師第二次實(shí)驗(yàn)失敗的原因。（2）第一次實(shí)驗(yàn)失敗后，應(yīng)如何操作才能成功？演示實(shí)驗(yàn)——省青年教師實(shí)驗(yàn)技能操作大賽基本功考試——筆試題

實(shí)驗(yàn)次數(shù)物理量1234…A1.701.801.902.00…B1.191.161.131.10…為探究A、B兩個(gè)物理量是否成反比，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其數(shù)據(jù)如下表（物理量單位省略）。請(qǐng)通過(guò)分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明：A、B兩個(gè)物理量是否成反比？A1.701.801.902.00B1.191.161.131.10A*B2.0232.0882.1472.200

結(jié)論：A與B的乘積保持不變，所以，A與B成反比。部分教師的解答：（1）都不相等（2）逐漸增大（3）最大相對(duì)誤差10%不是或大或小逐漸增大A與B的乘積:？A1.701.801.902.001/B0.8400.8620.8850.9091/B

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.0000.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0A教師的命題紅表筆黑表筆多用電表的示數(shù)/Ωac0ca∞acb如圖所示的黑箱中有一只干電池和一只極管，小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。

……將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，兩表筆分別接a、c時(shí)，多用電表的示數(shù)如下表……用電阻檔測(cè)量二極管的正向電阻A-V-Ω高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出較高的要求實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有具有重要的功能

實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生的物理素養(yǎng)的重要手段實(shí)驗(yàn)是教師改進(jìn)教法、提升教學(xué)能力有效途徑

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究中最重要的觀念和思想方法沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的物理理論是空洞的，沒(méi)有理論的實(shí)驗(yàn)是盲目的。正是實(shí)驗(yàn)家使理論家保持老老實(shí)實(shí)的態(tài)度。

——帕格爾斯[美]實(shí)驗(yàn)可以推翻理論，而理論永遠(yuǎn)無(wú)法推翻實(shí)驗(yàn)。

——丁肇中課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求高中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把“科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蟆备肮餐匦弈K”和“選修模塊”一起，作為《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”并列的三個(gè)內(nèi)容。物理實(shí)驗(yàn)不僅是高中物理課程的教學(xué)內(nèi)容，它同時(shí)也是高中物理課程的重要目標(biāo)。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)有很高的要求新課程背景下高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求收集處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)估與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)誤差的分析實(shí)驗(yàn)操作技能……物理總分實(shí)驗(yàn)分值百分比理綜1101513.6%江蘇1201815%2013江蘇高考第11題某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開(kāi)關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小球。手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開(kāi)，第1個(gè)小球開(kāi)始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球。當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開(kāi)，第2個(gè)小球開(kāi)始下落……。這樣，就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間。⑴在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有_______。A．電路中的電源只能選用交流電源B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方C．用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度D．手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)操作技能實(shí)驗(yàn)方案⑵實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H=1.980m，10個(gè)小球下落的總時(shí)間T=6.5s?？汕蟪鲋亓铀俣萭=____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）數(shù)據(jù)處理誤差分析方案評(píng)估與改進(jìn)⑶在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法。⑷某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間Δt磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差Δt，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。為此，他分別取高度H1和H2，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2。他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明。誤差原因減小措施2013江蘇高考第10題為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系……（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如題10-1圖所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置。（用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線）（3）測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除_______兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材。（4）小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如題10-2圖所示。請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤健?shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有具有重要的功能

挖掘興趣因素，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)創(chuàng)設(shè)物理情境，改變學(xué)習(xí)方式突出本質(zhì)因素，掌握科學(xué)方法形成科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)科學(xué)精神S向“上”滾動(dòng)“自動(dòng)”跳動(dòng)的環(huán)輝光球好奇是與生俱來(lái)的好奇心在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為求知欲，進(jìn)而發(fā)展為科學(xué)的興趣觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行Ъぐl(fā)學(xué)生的好奇心，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求知欲☆挖掘興趣因素，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)氣體的等溫變化數(shù)據(jù)采集測(cè)量次數(shù)體積V/ml壓強(qiáng)p/×103Pa110103.52812536153.144197.351293.161491.771666學(xué)生實(shí)驗(yàn)中選用了20ml的注射器。數(shù)據(jù)分析——用Excel作p-V圖學(xué)生：p與V成反比。師：難道不可能是其他圓錐曲線的一部分？pV數(shù)據(jù)分析——求出1/V測(cè)量次數(shù)體積V/ml壓強(qiáng)p/×103Pa1/Vml-1壓強(qiáng)

p/×103Pa110103.50.100104281250.12512536153.10.16715344197.30.25019751293.10.0839361491.70.07192716660.06366p1/V數(shù)據(jù)處理——用Excel作p-1/V圖學(xué)生：p與1/V成正比師：天文學(xué)史上8分(1.133度)“誤差”改變整個(gè)天文學(xué)。分析原因壓強(qiáng)的測(cè)量？

p0=103.5×103Pa體積的測(cè)量？V1/p連接管的容積的影響？圖中橫截距約2ml▲連接管的容積約2ml2mlV1/p分析原因改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案②用短的連接管①選用50ml

大注射器學(xué)生的收獲收集處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述和解釋分析假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果間差異的原因吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和質(zhì)疑的精神知識(shí)與技能過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀有機(jī)融合實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生的物理素養(yǎng)的重要手段發(fā)展實(shí)踐能力增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣形成學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度……實(shí)驗(yàn)是教師改進(jìn)教法、提升教學(xué)能力有效途徑完成常規(guī)實(shí)驗(yàn)的操作能力改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力自制實(shí)驗(yàn)教具的創(chuàng)新能力改進(jìn)教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)改進(jìn)——測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小缺點(diǎn)：1．很難保持木塊勻速2．測(cè)力計(jì)不容易觀察讀數(shù)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小1．玩具電動(dòng)機(jī)2．固定測(cè)力計(jì)3．接觸材料改進(jìn)：測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小1．方便理解滑動(dòng)摩擦力方向。2．測(cè)力計(jì)固定，便于讀數(shù)。3．物塊靜止?fàn)顟B(tài)，指針?lè)€(wěn)定。DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自制實(shí)驗(yàn)教具自制實(shí)驗(yàn)教具自制實(shí)驗(yàn)教具自制實(shí)驗(yàn)教具取材簡(jiǎn)單

制作簡(jiǎn)易

操作簡(jiǎn)便

效果明顯

印象深刻

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，提升實(shí)驗(yàn)效果設(shè)計(jì)新穎實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建物理知識(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提升實(shí)驗(yàn)功能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，突出思維活動(dòng)突出實(shí)驗(yàn)主體，整合信息技術(shù)超重與失重的幾種方法播放動(dòng)畫(huà)手提懸掛重物的彈簧測(cè)力計(jì)，觀察示數(shù)的變化學(xué)生在體重計(jì)上下蹲，觀察示數(shù)的變化磁環(huán)實(shí)驗(yàn)播放視頻“電梯中的超失重”★改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，提升實(shí)驗(yàn)效果建立電容概念教材采用類比的方法結(jié)果：死記硬背。缺少抽象、概括、生成概念的內(nèi)部思維過(guò)程。（1）用電子鐘半定量演示●用一節(jié)干電池對(duì)電容器充電，充電后的電容器(電壓為U)對(duì)電子鐘供電，記錄鐘工作的時(shí)間（t1）；●用兩節(jié)干電池對(duì)電容器充電(電壓為2U)

，給同一電子鐘供電，記錄工作的時(shí)間(t2)

?！穹治觯杭僭O(shè)電子鐘工作時(shí)電流不變，根據(jù)Q=It，得Q2=2Q1。(電量Q——時(shí)間t)該實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，通俗易懂，有電容器電壓、電量的具體情景●器材：干電池二節(jié)，4700μF電容器一只，電子鐘一只?！窠Y(jié)論：電容器的電量和電壓成正比。t2約是t1的兩倍。（2）用數(shù)字電壓表半定量演示V2V1CV1+-+-+-+-+-+-+-+-（2）用數(shù)字電壓表定量演示V2V1CV1+-+-+-+-+-+-并聯(lián)后，電容器的電壓、電量均變?yōu)樵瓉?lái)一半?？梢?jiàn)

Q

∝U，即

C＝Q/U

C等于單位電壓所儲(chǔ)存的電荷量寫(xiě)成等式：Q＝CU★設(shè)計(jì)新穎實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建抽象知識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)過(guò)程前認(rèn)識(shí)：重的物體下落得快，輕的物體下落得慢實(shí)驗(yàn)：兩重量相同、大小不同的泡沫球下落矛盾原因：空氣阻力的影響現(xiàn)象：小球下落得快思考：忽略空氣阻力的條件學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：忽略空氣阻力的條件，大小橡皮泥下落的快慢視頻：5層樓高大小兩鉛球的下落的快慢實(shí)驗(yàn)：牛頓管實(shí)驗(yàn)認(rèn)知沖突自由落體運(yùn)動(dòng)思維過(guò)程前認(rèn)識(shí)認(rèn)知沖突：反思前認(rèn)知抽絲剝繭：無(wú)關(guān)因素——空氣阻力思維升華：忽略空氣阻力的條件形成新認(rèn)知：忽略空氣阻力，輕重不同物體下落的快慢相同★優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，突出思維活動(dòng)牛頓管實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)4庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行定量研究，只能定性比較。庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)——半定量庫(kù)侖力的測(cè)量應(yīng)用平衡條件將庫(kù)侖的大小用距離x表示。庫(kù)侖力和距離的關(guān)系帶刻度的小桿：調(diào)整、讀出兩薄片間距離便于保持兩薄片相互平行便于保持庫(kù)侖力與細(xì)