1、初中物理实验初中物理实验教学设计教学设计北京师范大学物理系北京师范大学物理系 李春密李春密一、实验教学的概念 物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法。 物理实验的主要特点有二：一是可控性，二是可重复性。 在物理教学中做的物理实验是物理教学实验。 新课程注重科学探究，实质上是注重真正体现物理学研究过程和方法的物理实验。物理实验教学在新课程实施中占有重要地位。物理实验在物理教学中的作用物理实验在物理教学中的作用1、激发学生的兴趣和求知欲(魔杯)(演示电表)2、创设有效学习环境、促进学生对知识的掌握3、训练学生
2、的科学方法4、培养学生的各种能力5、培养学生的科学态度和情感思考题：思考题：什么是实验教学？二、国外实验教学效果研究二、国外实验教学效果研究 在建构主义理论的影响下，从上世纪70年代末、八十年代初开始，国外研究逐渐显示实验的教学效果与教育功能之间存在一定的差距，由此引发了科学教育界对实验教育功能与实验教学效果之间的不匹配、及其产生原因和对策的研究，这一研究主题成为30多年来实验研究的热点问题。 这一浪潮对实验教学和实验教学研究产生了重要影响。当然，这一波浪潮的目的并不是动摇或削弱实验的地位和作用，更不是把实验从科学教育中清理出去，而是为了重新评估实验的教学功能，找出影响实验效果的因素，为提高实
3、验教学效果献计献策。自从科学教育进入学校以来，对实验教学就存在着两种对立的观点。一种观点认为实验是科学教育中理所当然的事情，实验对于科学教育就象厨具对于厨房一样是不可置疑的。另一种观点认为“花那么多的时间、人力和物力用在实验上值吗？” 从上世纪七十年代开始，对学生认知结构的研究不断揭示了学生前概念的顽固性和科学教育效率低下这一现实。在这一大背景下，从七十年代末、八十年代初人们开始对实验教学效果、对实验的教育功能提出质疑。题目题目研究内容研究内容结论结论建议或对策建议或对策科学教学中实验的功能：研究中所忽略的 方 面（1982）对 有 关 实验 功 能 的研 究 进 行总 结 和 评述在教学中，
4、虽然实验对实现多方面的目标起着重要的作用，但是由此断定实验对实现所有的目标都是高效的是不合理的；实验的功能几乎与科学课程的目标一致，实验能实现科学课程的所有目标，实验好象是万能的。应该根据实验的具体贡献来界定实验的功能。演示实验对学生理解大气压的影响（1994）演 示 实 验对 小 学 五年 级 学 生理 解 大 气压的影响。观察实验和课堂活动并没有对学生的理解产生很大的影响，有三分之一的学生仍然用自己以往的知识和经验解释实验现象，演示实验反而强化了他们原有的认知。压强实验有多个实验演示时，选取的实验应围绕一个主题；应该避免让学生看到无关的变量；所有的学生都能清楚观察到实验现象；不能为了实验而
5、实验，实验应该对学生的认知有检验作用。有代表性的研究： 题目题目研究内容研究内容结论结论建议或对策建议或对策演示实验达不到教学目标的原因是什么？物理学习中的社会 活 动 观（1997）探索演示实验达不到目标的原因。原因是：学生不拥有从“噪音”中筛选出教师所发信号的理论知识；物理课程中其它概念的干扰；表面相似的其它物理现象的干扰；与实验有关的知识评价少；学生不能把实验所给的分散信息联系起来；学生缺少机会评价自己对实验的描述和解释。讨论实验设计、做实验、解释现象、建立新概念等所有活动都应该是社会活动，是师生共同讨论的结果。演示实验：是教学工具还是娱乐之物？（2004）验证演示实验的效果，探讨预测、
6、讨论对演示实验的作用。被动观察实验并不比没有观察教学效果好，预测和讨论能提高演示实验的教学效果。预测和讨论能提高演示实验的教学效果。题目题目研究内容研究内容结论结论建议或对策建议或对策科学教育中的实验教学：21世 纪 的 基 础（2004）对从1982年到2002年20年间的实验研究进行总结和评述 “菜谱式”的实验教学材料导致学生机械的操作；忽视学生的实践知识和能力的考核；教学人员和教学管理人员对合格的实验活动标准不了解；教师缺乏与探究相适应的实验资源。实验在促进学生科学学习方面具有潜力；要使学生不仅动手，而且动脑，教师需要有知识、技能和资源方面的保证；学生的行为和感受受教师的期盼、评价和教学
7、资源导向的影响；教师要有能力了解学生在实验中的表现。实验活动真的有用吗？科学教育中实验活动效果的研究（2008）了解实验教学在操作领域和思维领域的效果实验教学对学生操作实物有效，而对用所学知识指导实验等“操作”观念的效果不好；研究还为评价和探讨实验的效果提供了一实用模型。无论多么仔细地指导，理论不会从观察中浮现出来。教师只要认识到这一点，实验的教学效果将会提高。 从上面的代表性研究可以看出，研究人员大多来自美国、澳大利亚、加拿大、以色列、英国等科学教育研究较发达的国家。研究方法有教学实验、课堂观察、师生访谈、文献综述和思辩研究等。在这些研究中，除了一篇研究认为实验对学生的学习有积极作用外，其余
8、的观点或研究的基础都是实验的功能与教学效果不匹配。 具体的表现是： 学生不能观察到教师想让学生观察的现象； 演示实验反而强化了学生原有的错误认知； 在实验中，学生按照“菜谱式”的实验步骤，寻找答案； 学生在实验活动时只操作仪器，而没有“操作”思维等等。对我们的启示：对我们的启示：（1）国外实验教育功能与教学效果之间存在差距，在我国也应该具有同样类似的现象。（2）在我国，对实验制作和改进等硬件方面的研究较多，而对实验的教学和教学过程等软件方面的研究却不多。（3）国外的实验研究浪潮告诉我们应该关注实验教学的细节，不仅关注教师的教，而且更应该关注学生的学，把这些细节放大，从中勘察学生实验学习的特点及
9、其影响学习的因素。 （4）针对学生的前概念设计和选择实验及其教学方式 首先，根据学生前概念设计和选择有针对性的实验。 其次，利用有效的教学策略实现概念转变。 再如，通过讨论，既可以使学生对实验的描述和解释得到反馈，与同伴的观点相互比较，又可以使学生所学的内容与原先的知识、日常经验相联系。 （5）培养胜任实验教学的教师思考题：思考题：国外实验教学效果研究对我们有什么启示？ 1、明确实验的目的、内容和要求； 2、认真研究实验原理； 3、确定实验关键； 4、对实验装置、器材和实验条件 提出要求并进行选择 5、明确操作要点和注意事项。三、实验研究的基本方法三、实验研究的基本方法按实验操作主体：按实验操
10、作主体：演示实验、学生实验演示实验、学生实验按授课时间、空间：按授课时间、空间：课内实验、课外实验课内实验、课外实验按实验教学组织形式：按实验教学组织形式：学生分组实验、边教边实学生分组实验、边教边实验或边学边实验验或边学边实验中学物理实验的分类中学物理实验的分类：四、初中物理演示实验教学设计四、初中物理演示实验教学设计按实现的不同教学目的和作用：以培养学生观察实验现象，认识物理概念和规律为目标侧重点的演示实验；以培养学生科学探究能力为目标侧重点的探究性实验；以培养学生实验操作能力和良好实验习惯为目标侧重点的验证性实验、测定性实验、练习性实验；以培养学生物理学习兴趣和创新能力为目标侧重点的设计
11、性实验。初中物理演示实验教学设计初中物理演示实验教学设计 演示实验的教学效果一方面取决于实验能否顺利演示，能否出现预期的物理现象和过程；另一方面取决于教师自身的实验技能和教学基本功以及教师对演示实验教学所采取的教学策略和对教学过程的设计。 比如，在物理课堂演示实验教学过程中，演示实验如何辅助于物理概念和物理规律的教学？安排在教学的哪个环节？以何种形式促进学生的概念转变和对规律的认识等等，都需要在教学设计的过程中进行深入的分析和研究。人教版教材栏目统计人教版教材栏目统计栏目栏目类型类型实实验验演演示示拓展性拓展性实验实验动手动脑动手动脑学物理学物理科学科学世界世界想想想想议议议议想想想想做做做做
12、小资小资料料STSTS S学到学到了什了什么么个数个数444439394 4868629295252424220205 52222 其中实验（包括探究）44个，演示实验39个，拓展性实验4个，动手动脑学物理86个，说明教材重视科学探究，突出实验。 初中物理演示实验教学设计的基本过程初中物理演示实验教学设计的基本过程 确定演示实验主题确定演示实验主题1 明确演示实验教学目标明确演示实验教学目标2选择实验内容和设计实验方案选择实验内容和设计实验方案3设计演示实验教学策略设计演示实验教学策略4设计完善演示实验本身设计完善演示实验本身5演示实验教学效果与反馈演示实验教学效果与反馈6 根据物理课程标准，
13、教材内容安排和具体教学内容分析，确定演示实验主题。 确定演示实验主题确定演示实验主题1思考：针对思考：针对“磁现象磁现象 磁场磁场”的教学内容，的教学内容，需不需要安排演示实验？安排什么演示实验需不需要安排演示实验？安排什么演示实验？你认为确定演示实验主题的依据是什么？你认为确定演示实验主题的依据是什么？（一）课标要求 课标解读课标解读：义务教育物理课程标义务教育物理课程标准（准（20112011版）版）运动和相互作用运动和相互作用 （2.42.4）电和磁电和磁的内容标准要求：的内容标准要求：（2.4.22.4.2）通过实验）通过实验认识磁认识磁场。知道地磁场场。知道地磁场解读：解读：磁场是电
14、磁学中一个比较抽象的基本概念，标准（2011年版）要求通过实验来认识，教学中应结合学校的实验条件，设计一些直观地实验帮助学生建立磁场的概念。如可通过磁铁之间的相互吸引和排斥现象、小磁针在磁体周围的指向变化以及铁屑在磁体周围的分布等实验现象认识磁场。学生应知道可以用磁感线描述磁场，了解一些典型磁体周围磁感线分布，如条形磁体、马蹄形磁体周围磁感线分布。（二）教材内容安排 针对认识磁体周围存在磁场安排有“磁体哪端是N级”的“想想做做”； 针对了解一些典型磁体周围磁感线分布安排有“研究磁场的方向”的实验。 在人教版在人教版初中初中物理物理教材教材九年级中，九年级中，设置设置了了“第第二十二十章章 电与
15、电与磁磁第第一一节节 磁现象磁现象 磁场磁场”一节一节（三）教学内容分析 认识磁极间的相互作用和磁场是本节重点，认识磁场和磁感线是本节的难点。磁场和磁感线都是比较抽象的概念，可以借助演示实验，使学生通过现象去认识磁场和磁感线，了解一些典型磁体周围磁感线的分布，使直观形象和物理概念有效的结合起来，加强重点知识的教学。 由此可以确定针对该教学内容的演示实验主题是：演示演示实实验引入磁场的概念；验引入磁场的概念；实验实验演演示示不同位不同位置磁场的强弱；置磁场的强弱；实验实验演示演示条形磁体的磁感条形磁体的磁感线；线；实验演示实验演示磁体周围磁感线方向的确磁体周围磁感线方向的确定定。 明确演示实验的
16、教学目标明确演示实验的教学目标2为什么进行演示实验？为什么进行演示实验？要实现什么教学目的和作用？要实现什么教学目的和作用？ 依据教学内容依据教学内容和三维教学目标和三维教学目标，明确演示实验要实现的教学目明确演示实验要实现的教学目的的。中学物理演示实验教学目的（1 1）创设情境、激发学生的学习兴趣创设情境、激发学生的学习兴趣（吞鸡蛋吞鸡蛋）（2 2）提供必要的感性素材，帮助学生建立概念和）提供必要的感性素材，帮助学生建立概念和认识规律认识规律 （浮力产生原因浮力产生原因）（3 3）展现逻辑层次，发展学生实验思维能力）展现逻辑层次，发展学生实验思维能力 （大气压强大气压强）（4 4）应用已知物
17、理知识，加深理解）应用已知物理知识，加深理解选择实验内容和设计实验方案选择实验内容和设计实验方案3 选择实验内容、设计实验方案需根据： （1 1）所选演示实验目的、内容；）所选演示实验目的、内容； （2 2）演示实验教学的基本要求；）演示实验教学的基本要求； （3 3）学校实验资源情况；）学校实验资源情况； （4 4）学生的情况；）学生的情况； （5 5）实验时间和教学所允许的时间；）实验时间和教学所允许的时间； （6 6）演示实验之间的协调衔接关系。演示实验之间的协调衔接关系。【案例】“磁场”教学中的系列演示实验全国物理名师赛经典课堂实录（鲍飞虎） 演示演示1 1：实验演示外表相同的甲、乙两
18、物体，借助小磁针放入甲、乙两物体的周围空间有何不同的表现，比较甲、乙两物体的周围空间，引入磁场的概念。（一）依据演示实验教学目的选择具体实验内容（一）依据演示实验教学目的选择具体实验内容 演示演示2 2：实验演示不同位置磁场的强弱，磁场对小磁针具有力的作用，并且由于小磁针受力的大小不同，说明磁场有强弱。 演示演示3 3：实验演示条形磁铁周围磁感线的分布：将条形磁体放在纸板上，均匀撒一些铁屑，观察铁屑有什么变化，轻轻晃动纸板，观察铁屑的分布又有什么变化。 演示演示4 4：实验演示磁体周围磁感线方向的确定。沿着铁屑在纸板上铁屑的分布，画出磁感线。将小磁针放在磁感线上，确定条形磁体周围磁场的方向。目
19、的性目的性 发现规律、理解规律，从而掌握规律直观性直观性 现象明晰易见，装置简单明了初中物理演示实验教学的基本要求初中物理演示实验教学的基本要求科学性科学性 从实验的设计、操作到分析都必须坚持实事求是稳定性稳定性 实验装置要牢靠稳固，要有很好的现象重复性启发性启发性 启发学生思考和探究指导性指导性指导学生进行观察和思考 根据演示实验教学目标和实验方案，选择适当的教学策略和教学结构模式，并对整个教学思路进行总体设计，确定大致的教学环节和程序。设计演示实验教学策略设计演示实验教学策略4（1 1）演示演示观察观察解释解释归纳归纳的的演示实验教学策略演示实验教学策略（2 2）演绎演绎演示演示观察观察检
20、验检验的的演示实验教学策略演示实验教学策略（3 3）预测预测观察观察解释解释检验检验的的演示实验教学策略演示实验教学策略初中物理演示实验教学基本策略初中物理演示实验教学基本策略提出问题提出问题创设情境创设情境实验事实实验事实现象观察现象观察分析归纳分析归纳科学抽象科学抽象得出结论得出结论巩固应用巩固应用（1 1）演示演示观察观察解释解释归纳归纳的演示实验教学策略的演示实验教学策略 包括针对教学情境或问题，进行实验演示，实验现象的观察解释，实验分析归纳结论的基本过程。常规下演示实验教学是教师演示实验，学生观察实验，教师对实验进行解释归纳。操作规范操作规范 演示成功演示成功 现象清楚现象清楚 有效
21、引导有效引导 缜密讲解缜密讲解演示演示观察观察解释解释归纳归纳的演示实验教学策略的演示实验教学策略应用注意事项：应用注意事项：（2 2）演绎演绎演示演示观察观察检验检验的演示实验教学策略的演示实验教学策略提出问题演绎推理实验检验应用巩固 首先针对问题，进行理论的演绎推理，再进行实验演示，实验现象的观察，对演绎推理的实验进行检验以判断推理正确与否的基本过程。常规下演示实验教学是师生共同演绎推理，教师演示实验，学生观察实验，师生共同进行实验检验和判断。提出假设提出假设进行预测进行预测实验事实实验事实现象观察现象观察分析归纳分析归纳科学抽象科学抽象实验检验实验检验得出结论得出结论（3 3）预测预测观
22、察观察解释解释检验检验的演示实验教学策略的演示实验教学策略 在实验演示前，针对教学问题学生根据自己已有的知识先对实验现象进行预测，教师演示实验时，学生观察实验，然后学生对所观察的现象进行分析抽象和解释，判断能否检验最初的预测。 在预测阶段，教师介绍实验内容，学生预测实验现象，学生在小组内讨论预测的现象，并在全班解释自己的观点。 在演示阶段，教师演示实验，学生观察、记录实验现象，小组内讨论实验现象。 在解释阶段，学生在全班解释实验现象、预测与实验的差别，并对学生的不同观点进行讨论，最后教师进行总结。(1)(1)把握学生的前概念把握学生的前概念 在预测阶段，应使学生充分暴露前概念，教师准确地判断出
23、各种前概念的实质、产生的原因及其合理性和局限性，为课前实验的设计和课堂上学生认知冲突、概念转变提供依据。(2)(2)设计系统化、生态化的实验设计系统化、生态化的实验 为了把学生的前概念充分暴露出来，实验的设计应具有针对性。预测预测观察观察解释解释检验检验的演示实验教学策略的演示实验教学策略应用注意事项：应用注意事项：设计完善演示实验本身设计完善演示实验本身5 在演示之前，一定要让学生明确为什么要做这个实验，以及打算怎样进行；出示的仪器应当有所交待。在演示实验中，应设法创造条件，突出观察对象，排除次要因素的干扰。利用演示实验培养学生正确的观察思路，全面客观的反映观察到的事物属性。要透过表面现象抓
24、住事物的本质，利用对比的方式进行观察使思维向纵深方向发展。例如：“通电导线在磁场当中受到力的作用” 从实验要求和教学要求来看，实验方案模型中应包含两个内容(1)磁场；(2)可以通电的，且可运动的导体。 实验主要要观察的是导体的“动”。如何使导体“易动”且“动得明显”，是实验设计中首先要考虑的问题。一般的教学过程都采用如图所示的实验装置，这个装置采用的方法是让通电导线在磁场的作用下，沿水平方向滚动。 除了“滚动”的方法外，还有哪些“易动”且“动得明显”的方法呢？（1）摆动。摆动。用悬挂式水平直导线实验装置大致如图A所示。（2）转动。转动。用竖直的直导线实验装置大致如图B所示。（3）竖直平面内的运
25、动。竖直平面内的运动。装置大致如图C、D所示。图A图B图C图D 假设确定了在水平面上演示通电导体在磁场中运动的方案。这个方案需要的主要仪器和材料是： （1 1）磁体；）磁体； （2 2）运动导体和导轨；）运动导体和导轨； （3 3）电源。）电源。 （1 1）磁体）磁体磁体是使通电导体受力且直接影响受力大小的重要因素之一。装置对磁体的要求不仅要提供磁场的磁场要强，而且磁场的区域要大一些。对此，可以把若干块蹄型磁铁并起来，组成一块大的磁体（如图A）或给蹄型磁铁加上一些小的强磁铁来加强它的磁性（如图B）。图A图B（2 2）运动导体和导轨）运动导体和导轨 通电导体在水平方向滚动，根据导体和导轨形状的不
26、同，可以有多种组合方式。如：a.导体为圆柱体，导轨为两根金属棒；b.导体为圆管，导轨为两根金属棒；c.导体像车轮、车轴形状，导轨为两块金属平板，如图所示。图 圆柱圆柱oror圆管圆管假定圆柱和圆管长度相同，圆柱的质量为m1、半径为r1，圆管的质量为m2、外半径为r2、内半径为r3。 假定导体与导轨之间的静摩擦力足够大，使得导体在导轨上只滚不滑。 导体能否运动取决于两个因素：一是运动导体受到的对于瞬时转动轴的力矩的大小，二是运动导体对于瞬时转动轴的转动惯量I的大小。 运动导体是否动得明显，主要决定于运动导体质心加速度的大小。通过计算这些量不难发现导体为圆管的方式优于导体为圆柱的方式。 车轮型方式
27、技术要求比较高。如两车轮要圆、大小一致、圆心同轴、两轮平行；导轨金属板表面必须平整、安装牢固等等。 在这三种组合方式中，哪一种比较好呢？下面来分析这个问题。在这三种组合方式中，哪一种比较好呢？下面来分析这个问题。器材选择：器材选择： 对圆管的要求是：一方面质量要小，要质量小就需使管壁薄一些、管子细一些（受磁体空间限制）；另一方面作为课堂演示实验，运动导体不能太小，特别是截面不能太小，管子要粗一些。 综合来看：管壁要薄一些，管子粗细要适当，综合来看：管壁要薄一些，管子粗细要适当，要让学生看得清楚。还有一个需要考虑的问题要让学生看得清楚。还有一个需要考虑的问题是管子的材料。显然铝管比铜管好。是管子
28、的材料。显然铝管比铜管好。思考题：思考题：初中物理演示实验教学设计的基本过程是什么？科学探究：科学探究： 物理课程标准：物理课程标准：科学探究既是学生的学习目标，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。将科学探究列又是重要的教学方式。将科学探究列入入“课程内容课程内容”，旨在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程，旨在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。态度和勇于创新
29、的科学精神。 通常，科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设通常，科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。科学探究的形式是多证、评估、交流与合作等要素。科学探究的形式是多种多样的，在学生的科学探究中，其探究过程可涉及种多样的，在学生的科学探究中，其探究过程可涉及所有的要素，也可只涉及部分要素。科学探究的要素所有的要素，也可只涉及部分要素。科学探究的要素应灵活渗透在教材和教学应灵活渗透在教材和教学课课程内的各个方面。程内的各个方面。五、初中物理探究性实验教学设计五、初中物理探究性实验教
30、学设计 在义务教育物理课程的学习中，对学生科学探究在义务教育物理课程的学习中，对学生科学探究能力的基本要求主要体现在以下几个方面。能力的基本要求主要体现在以下几个方面。科学探究要素科学探究要素科学探究能力的基本要求科学探究能力的基本要求提出问题提出问题能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。理学有关的问题。能书面或口头表述发现的问题。能书面或口头表述发现的问题。了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。猜想与假设猜想与假设 尝试根据经验和已有知识对问题的可能答案提尝试根据经验和已有知识对问题的
31、可能答案提出猜想。出猜想。能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设。与假设。了解猜想与假设在科学探究中的意义。了解猜想与假设在科学探究中的意义。设计实验与设计实验与制订计划制订计划经历设计实验与制订计划的过程。经历设计实验与制订计划的过程。明确探究目的和已有条件。明确探究目的和已有条件。尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识。识。尝试选择科学探究方法及所需要的器材。尝试选择科学探究方法及所需要的器材。了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。进行实验与进行
32、实验与收集证据收集证据能通过观察、实验和公共信息资源收集证据。能通过观察、实验和公共信息资源收集证据。会阅读简单仪器的说明书，能按要求进行操作。会阅读简单仪器的说明书，能按要求进行操作。会使用简单仪器进行实验，会正确记录实验数据。会使用简单仪器进行实验，会正确记录实验数据。具有安全操作的意识。具有安全操作的意识。了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。分析与论证分析与论证经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。能对收集的信息进行简单归类及比较。能对收集的信息进行简单归类及比较。能进行简单的因果推理。能进行简
33、单的因果推理。尝试对探究结果进行描述和解释。尝试对探究结果进行描述和解释。了解分析与论证在科学探究中的意义。了解分析与论证在科学探究中的意义。评估评估有评估探究过程和探究结果的意识。有评估探究过程和探究结果的意识。能关注探究活动中出现的新问题。能关注探究活动中出现的新问题。有从评估中吸取经验教训的意识。有从评估中吸取经验教训的意识。尝试改进探究方案。尝试改进探究方案。了解评估在科学探究中的意义。了解评估在科学探究中的意义。交流与合作交流与合作有准确表达自己观点的意识。有准确表达自己观点的意识。能表述探究的问题、过程和结果。能表述探究的问题、过程和结果。能听取别人的意见，调整自己的方案。能听取别
34、人的意见，调整自己的方案。能坚持原则又尊重他人，有团队意识。能坚持原则又尊重他人，有团队意识。了解交流与合作在科学探究中的意义。了解交流与合作在科学探究中的意义。关于中学物理探究性实验关于中学物理探究性实验 中学物理阶段的探究性实验是指在结果未知的情境下，由教师引导，学生围绕某个问题通过实验设计、实验操作、分析综合、得出结论并对结果进行交流的一种实验形式。 探究性实验不仅让学生得到结果，更着力于让学生主动去发现问题，探求和解决问题，掌握知识的形成过程。（一）探究性实验主题和内容的选择依据课程标准和教材要求确定探究实验主题和内容依据课程标准和教材要求确定探究实验主题和内容 第一类：第一类：课标表
35、述为“通过实验，探究”是一类基本的探究性实验。 例如： 通过实验，探究并了解液体压强与哪些因素有关。 通过实验探究浮力大小与哪些因素有关。 通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。 第 二 类第 二 类 ： 课 标 表 述 为 “ 通 过 实 验 知道”“通过实验认识”“通过实验了解”“通过实验理解”“经历实验过程，了解”等。 例如： 通过实验，了解金属或塑料的弹性。 通过实验，了解物质的磁性和磁化现象。 通过实验，了解物质的导电性，比较导体，半导体、绝缘体导电性能的不同。 通过实验，认识力可以改变物体运动的方向和快慢。 此类实验，可以设计成探究性实验，也可以设计成演示实验。 第三类：第三类：
36、不适合被设计成探究性实验主要是仪器使用、操作训练等类型的实验。 例如： 观察扩散现象，能用分子动理论的观点加以说明。 利用步长估测教室的长度。 会使用电流表和电压表。列出以下学生必做的实验项目列出以下学生必做的实验项目1 1用刻度尺测量长度、用表测量时间用刻度尺测量长度、用表测量时间2 2用弹簧测力计测量力用弹簧测力计测量力3 3用天平测量物体的质量用天平测量物体的质量4 4用常见温度计测量温度用常见温度计测量温度5 5用电流表测量电流用电流表测量电流6 6用电压表测量电压用电压表测量电压7 7测量物体运动的速度测量物体运动的速度8 8测量水平运动物体所受的滑动摩擦力测量水平运动物体所受的滑动
37、摩擦力9 9测量固体和液体的密度测量固体和液体的密度1010探究浮力大小与哪些因素有关探究浮力大小与哪些因素有关1111探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件1212探究水沸腾时温度变化的特点探究水沸腾时温度变化的特点1313探究光的反射规律探究光的反射规律1414探究平面镜成像时像与物的关系探究平面镜成像时像与物的关系1515探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律1616连接简单的串联电路和并联电路连接简单的串联电路和并联电路1717探究电流与电压、电阻的关系探究电流与电压、电阻的关系1818探究通电螺线管外部磁场的方向探究通电螺线管外部磁场的方向l9l9探究导体在磁场中运动时产生感应电流的
38、条件探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件2020测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率（二）探究性实验教学目标的设计 中学物理探究性实验教学目标包括：知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观。 重点在“过程与方法”上。通过探究实验活动，让学生经历科学探究的过程，体验科学探究的艰辛，了解科学探究的程序、掌握科学探究的方法，培养科学探究的能力。探究的侧重点探究的侧重点 科学探究的七个要素不可能在一次探究实验活动中全部涉及，相应的基本探究能力的培养也就不可能在一次或几次探究实验活动中全部达成。 一次探究性实验活动内容适合于涉及哪些探究要素，能够培养学生的哪些探究能力，怎样去达成探究目标等问题，可
39、以通过分析具体的探究实验内容和学情来明确。 第一种是苏科版、粤教沪科版和沪科版的设计，它们是采用限制成像性质，分别得到倒立缩小的像，倒立放大的像、倒立等大的像，记录物距和像距，然后再设法引导学生得到正立放大的像，记录物距。 通过创设情境来引导学生对凸透镜成像的性质分类。这种模式的优点是学生只要找到所需要成的像，然后记录物距和像距，分析物距和像距有什么特点就可以了。简化了实验过程，方向性比较明确，降低了教学难点，也达到了节约时间的目的。这是一种限制性探究。 学生在未知的情况下怎么知道要以焦距为参照物呢？怎么知道要限制物距大于2f、小于2f和大于f之间、小于f的呢？ 第二种是人教版、教科版和北师大
40、实验版，它们采用限制物距的方法。先把物体放在较远处，例如使物距u2f，然后移动物体逐渐接近透镜，使物距u在2f和f之间，即fu2f，最后使物距u2f。在这个过程中，观察并记录录像的虚实、大小正倒等情况。试试看，这样做能不能找出凸透镜成像的规律。 第三种是北师大版，采用开放的探究模式。通过问题与猜想“改变物体与透镜之间的距离，可以得到不同的像。那么，透镜与物体之间的距离以及透镜的焦距是怎样影响像的正倒、虚实、大小的呢？”制订计划：改变物体（点燃的蜡烛）到透镜的距离，从远到近，观察像的大小、正倒、虚实各怎样变化。测量出每一种情况下物体、像到凸透镜的距离。 开放式的探究实验。让学生在没有任何暗示的情
41、况下进行自主探究学习，通过大量的实验发现规律。（四）探究性实验教学模式的选择1.学生自主探究为主 学生围绕物理问题展开探究实验活动第一，学生小组讨论制定计划、设计实验方案；第二，进行小组实验探究过程，获取可以帮助解释所探究物理问题的证据；第三，从获得实验数据中提炼出证据和结论，对此物理问题做出解释； 第四，学生通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出对此物理问题作出了科学性理解的解释来评价他们自己的解释； 最后，学生交流和修正小组所提出的解释。学生学生教师教师学生自主探究为主的简要流程学生自主探究为主的简要流程发现问题提出问题、猜想假设设计实验方案进行实验收集证据总结与反思创设情境提示建议、提
42、供必要资料巡回指导分析、评价学生自主探究为主的操作注意事项：v成功实施的关键是教师课前对学生的了解：学生的知识与能力能否达到自己设计、操作、验证的水平?是否能够自主进行探究？v教师在巡回指导的过程中干什么？哪些实验中的错误让学生自己去发现？哪些错误必须指出来？发现各组不同的实验思路，以便在交流环节有所选择。2.教师指导学生探究为主 教师指导探究性实验教学模式将探究教学和传统教学的优势进行整合，它可以很好地用于建立某些特定的概念和规律。第一，教师创设问题情境，启发学生思考、发现问题；第二，师生共同探讨提出问题，引导学生猜想假设；第三，师生共同讨论设计实验方案，或者教师提供实验探究方案； 第四，学
43、生进行分组实验，收集证据。实验过程中教师巡回指导，解决学生遇到的问题； 最后，学生将实验探究结果进行分享交流，教师总结。总结陈述、交流反思总结陈述、交流反思教师总结教师总结小组汇报小组汇报小组实验、收集证据小组实验、收集证据巡回指导、解决问题巡回指导、解决问题合作进行实验探究，收集数据合作进行实验探究，收集数据设计实验方案设计实验方案给予提示或实验方案给予提示或实验方案教师指导下设计实验方案教师指导下设计实验方案提出问题、猜想假设提出问题、猜想假设师生讨论提出问题师生讨论提出问题在引导下进行猜想假设在引导下进行猜想假设创设情境、发现问题创设情境、发现问题创设问题情境创设问题情境受启发进行思考、
44、发现问题受启发进行思考、发现问题教师指导学生探究为主的简要流程教师指导学生探究为主的简要流程操作注意事项：教师的参与度和适时参与的控制v比如，教师如何指导学生的探究；探究过程中学生自主活动的重点是什么；教师重点指导探究的哪些方面；如何引导，何时介入，介入多少；哪些指导是必要的，怎样指导才算充分；何时需要提供背景资料或有关信息；何时传授相应的准备性知识；何时推荐学生阅读教科书，或向图书馆、互联网、成人求助；等等。v成功实施这种模式的关键，是根据具体内容对具体学生进行适时指导。 物理设计性实验是一种较高层次的综合实验训练，它要求学生根据实验要求，查找和阅读相关资料，自主设计实验方案，选择实验仪器，
45、进行实验操作，观察记录实验现象和数据，研究实验过程中的问题，最后分析处理实验数据，归纳总结得出实验结论，完成实验报告。 六、初中物理设计性实验六、初中物理设计性实验（一）初中阶段物理设计性实验的基本类型按形式分类：按形式分类：v第一种，给定某种仪器设备，要求完成某一物理量的测定或某一物理现象的观察研究。如：教材“想想做做”栏目中，“利用发光二极管判断电流的方向”、“自制温度计”、“体验小孔成像”、“太阳光的色散”等。v第二种，只提测量要求，不限实验方法和所用仪器，完成某一物理量的测量任务。按内容分类：按内容分类：第一种，测量某一物理量的课题第一种，测量某一物理量的课题 如“有一种1角硬币，看上
46、去好像是铝制的。想办法测量它的密度”，由学生设计实验方案。第二种，探讨研究和应用的课题第二种，探讨研究和应用的课题 如“太阳能电池的应用”，由学生阅读相关材料后，对工作原理和应用前景进行了解分析。第三种，研究测量方法的课题，要求设计一种第三种，研究测量方法的课题，要求设计一种实用的方法实用的方法 如“比较物体运动快慢的方法”的课题，让学生根据要求，设计多种测量方法。（二）初中物理设计性实验的设计原则科学性科学性保证实验设计不出科学性错误精确性精确性误差控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案探究性探究性包含的规律需要挖掘，方法需要假设、试误、验证安全性安全性保障实验仪器和人生安全直观性直观
47、性方案应便于观察操作和读数趣味性趣味性考虑学生心理特点和认知水平，设计要生动、有趣（三）初中物理设计性实验教学目标的设计 物理设计性实验教学目标是指物理设计性实验教学活动所要达到的预期结果，它规定了通过设计性物理实验教学过程，学生应该掌握什么操作、学会什么设计方法、如何形成实验素养，它是物理设计性实验教学活动的出发点和归宿。（四）初中物理设计性实验教学内容的设计 设计性物理实验教学内容是设计性物理实验教学目标的具体化，是实现设计性物理实验教学目标的保证。设计性物理实验教学内容设计，主要是选择符合学生实际的可行的实验选题。而任何一个物理实验都有设计的成分包含其中，选择什么实验题目、以何种方式将该实验选题呈现给学生，要考虑不同年级、不同基础的学生的训练要求，以及设计性物理实验的目的。（五）物理设计性实验教学的（五）物理设计性实验教学的基本基本模式模式 本课程以“初中物理实验教学设计”为专题，共介绍了六个部分内容。分别为： 一、实验教学的概念 二、国外实验教学效果研究 三、实验研究的基本方法 四、初中物理演示实验教学设计 五、初中物理探究性实验教学设计 六、初中物理设计性实验 小小 结结感谢您的参与学习， 希望以上内容能帮助到您！谢谢！
