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高中物理新课程.pptx
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1、高中物理新课程下的黄恕伯黄恕伯 2009.9.232009.9.23实实 验验 教教 学学一、正确认识实验教学一、正确认识实验教学二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养 三、对实验设计进行再创造三、对实验设计进行再创造四、优化实验教学的实施过程四、优化实验教学的实施过程五、物理实验的纸笔测验考查五、物理实验的纸笔测验考查 高考实验题高考实验题 内容提要内容提要一、正确认识实验教学一、正确认识实验教学 提提到到物物理理实实验验,常常常常把把它它和和操操作作技技能能联联系系在在一一起起,在在考考查查学学生生的的实实验验能能力力时时,总总是是会会想想到到通通过过某某项项实实验验
2、操操作作来来考考查查学学生生的的实实验验能能力力,例例如如各各种种电电表表的的读读数数,游游标标卡卡、螺螺旋旋测测微微器器的的读读数数;还还有有电电表表、螺螺旋旋测测微微器器、以以及及各各种种物物理理仪仪器器或或器器材材的的使使用用方方法法和和使使用用过过程中应注意的问题等等。程中应注意的问题等等。其其实实,这这些些操操作作技技能能仅仅仅仅是是物物理理实实验验中中收收集集信信息息能能力力的的一一小小部部分分,而而收收集集信信息息能能力力又又是是物物理理实实验验能能力力的的一一小小部部分分,物物理理实实验验有有着着宽宽广广的的含含义义,它它包包含含从从提提出出问问题题、设设计计实实验验,到到收收
3、集集、处处理理、分分析析数数据据,形形成成实验结论和进行表达交流等一系列过程。实验结论和进行表达交流等一系列过程。提提到到物物理理实实验验,常常常常想想到到它它是是解解决决物物理理问问题题的的重重要要手手段段,是是学学习习物物理理知知识识、研研究究物物理理问问题题的的重重要要工工具具,在在理理论论上上我我们们应应用用的的是是数数学学工工具具,而而在在实实践践上我们应用的工具就是实验。上我们应用的工具就是实验。其其实实,物物理理实实验验所所扮扮演演的的远远远远不不是是手手段段和和工工具具这这种种角角色色,它它同同时时体体现现了了重重要要的的科科学学观观念念,任任何何科科学学的的结结论论必必须须经
4、经过过实实验验的的考考验验,实实验验是是检检验验理理论论的的最终标准。最终标准。一、正确认识实验教学一、正确认识实验教学 提提到到物物理理实实验验,常常常常感感觉觉到到它它是是物物理理教教学学中中一一项项重重要要的的内内容容,在在具具有有实实验验项项目目的的教教学学中中,教教师师都都会会认认真真思思考考如如何何使使学学生生理理解解这这个个实实验验、如如何何使使学学生生会会做做这这个个实实验验等等一一系系列列问问题题,把把实实验验作作为为重要的教学内容进行教学设计。重要的教学内容进行教学设计。其其实实,物物理理实实验验不不仅仅是是高高中中物物理理课课程程的的一一项项教学内容,它同时是高中物理课程
5、的重要目标。教学内容,它同时是高中物理课程的重要目标。一、正确认识实验教学一、正确认识实验教学 高高高高中中中中物物物物理理理理课课课课程程程程标标标标准准准准把把把把 “科科科科学学学学探探探探究究究究及及及及物物物物理理理理实实实实验验验验能能能能力力力力要要要要求求求求”跟跟跟跟 “共共共共同同同同必必必必修修修修模模模模块块块块”、“选选选选修修修修模模模模块块块块”一一一一起起起起,作作作作为为为为物物物物理理理理课课课课程程程程标标标标准准准准中中中中 “内内内内容容容容标标标标准准准准”的的的的三三三三个个个个一一一一级级级级主主主主题题题题。足足足足见见见见物理实验在新课程中的
6、重要地位。物理实验在新课程中的重要地位。物理实验在新课程中的重要地位。物理实验在新课程中的重要地位。一、正确认识实验教学一、正确认识实验教学 二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养 物理实验修养物理实验修养物理教学修养物理教学修养 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素物理教师的物理教师的实验教学修养实验教学修养 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素物理教师的物理教师的实验教学修养实验教学修养物理知识物理知识实实验验能能力力(科科学学探探究究能能力力;创创新新、制制作作教教具的能力)具的能力)科科学学态态度度和
7、和精精神神(实实践践意意识识、严严谨谨态态度度、求实精神、科学价值观)求实精神、科学价值观)教育理论修养教育理论修养(教育理念、心理学知识)(教育理念、心理学知识)教学实施能力教学实施能力二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素 当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前物理教师的实验教学修改并不乐观当前物理教师的实验教学修改并不乐观 江西省中青年物理教师实验教学竞赛举例江西省中青年物理教师实验教学竞赛举例二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实
8、验教学修养 现现现现有有有有一一一一盆盆盆盆热热热热水水水水,每每每每个个个个小小小小组组组组派派派派一一一一名名名名代代代代表表表表来来来来估测水的温度。估测水的温度。估测水的温度。估测水的温度。请参赛代表将手伸进水中估测水温。请参赛代表将手伸进水中估测水温。请参赛代表将手伸进水中估测水温。请参赛代表将手伸进水中估测水温。当当工工作作人人员员宣宣布布 “开开始始”时时,请请把把此此时估测温度(不取小数)记录在写字板上。时估测温度(不取小数)记录在写字板上。误误误误差差差差在在在在3333以以以以内内内内(含含含含3)3)3)3)得得得得20202020分分分分,误误误误差差差差4-4-4-4
9、-6666得得得得10101010分,误差大于分,误差大于分,误差大于分,误差大于6666得得得得0 0 0 0分。分。分。分。决赛题(第二届、高中)有有一一个个“220V、25W”的的白白炽炽灯灯泡泡(产产品品质质量量合合格格),请请你你用用一一个个如如图图所所示的多用表测量该灯泡灯丝的电阻。示的多用表测量该灯泡灯丝的电阻。(1)请把多用表测量档标出来。请把多用表测量档标出来。(2)按按这这个个测测量量档档,画画出出刻刻度度盘盘中中指指针的大概位置。针的大概位置。决赛题(第二届、高中)在在一一次次探探究究 A、B 两两个个物物理理量量关关系系的的定定量量实实验验中中,得得出出了了如如下下的的
10、实实验验数数据据,如如果果实实验验数数据据可可靠靠,请请通通过过图图象象得得出出这这两两个个物物理理量量有有什什么么定量关系。(可用计算器)定量关系。(可用计算器)A0.40.60.81.01.5.B1.27 1.56 1.80 2.01 2.46.决赛题(第二届、高中)为为探探究究A、B两两个个物物理理量量是是否否成成反反比比,进进行行了了实实验验,其其数数据据如如下下表表(物物理理量量单单位位省省略略)。请请通通过过表表中中的的实实验数据分析说明:验数据分析说明:A、B两个物理量是否成反比?两个物理量是否成反比?决赛题(第三届、初中)物理量物理量实实 验验 数数 据据A1.701.801.
11、902.00B1.191.161.131.10AB乘积乘积2.0232.0882.1472.2001/B0.8400.8620.8850.909A1.701.801.902.001/B0.8400.8620.8850.9091/B 1.000.900.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 A 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素 当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前物理教师的实
12、验教学修改并不乐观当前物理教师的实验教学修改并不乐观强化实验教学对提高纸笔测验的成绩起重要作用强化实验教学对提高纸笔测验的成绩起重要作用解题的解题的基本素质基本素质审题审题求解求解审视答案审视答案多数的难题都不是难在知识上,而是难在解题素质上多数的难题都不是难在知识上,而是难在解题素质上多数的难题都不是难在知识上,而是难在解题素质上多数的难题都不是难在知识上,而是难在解题素质上 核心是转化核心是转化文字表述文字表述物理情景物理情景物理情景物理情景物理条件物理条件物理条件物理条件数学条件数学条件 思维习惯和分析思路思维习惯和分析思路答案的合理性答案的合理性答案的多解性答案的多解性二、提高物理教师
13、的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养 2009年全国高考理综年全国高考理综卷第卷第26题题26(21分)分)如如图图,在在x轴轴下下方方有有匀匀强强磁磁场场,磁磁感感应应强强度度大大小小为为B,方方向向垂垂直直于于x y 平平面面向向外外。P是是y 轴轴上上距距原原点点为为 h 的的一一点点,N0为为 x 轴轴上上距距原原点点为为a的的一一点点。A是是一一块块平平行行于于x 轴轴的的挡挡板板,与与x轴轴的的距距离离为为 h/2,A的的中中点点在在 y 轴轴上上,长长度度略略小小于于 a/2。带带点点粒粒子子与与挡挡板板碰碰撞撞前前后后,x 方方向向的的分分速速度度不不变变,y方方向向的
14、的分分速速度度反反向向、大大小小不不变变。质质量量为为m,电电荷荷量量为为q(q0)的的粒粒子子从从P点点瞄瞄准准N0点点入入射射,最最后后又又通通过过P点点。不不计计重重力力。求求粒粒子入射速度的所有可能值。子入射速度的所有可能值。求得粒子运动半径,便能求得速度求得粒子运动半径,便能求得速度v粒子射出磁场的速度方向跟粒子射出磁场的速度方向跟 PN0 对称对称粒子碰撞挡板前后的速度方向对称粒子碰撞挡板前后的速度方向对称设设粒粒子子第第一一次次冲冲出出磁磁场场点点为为C,再再次次进进入入磁磁场点为场点为D,由相似三角形可知,由相似三角形可知,CDa设粒子在磁场中圆弧轨迹对应的弦长为设粒子在磁场中
15、圆弧轨迹对应的弦长为x,粒子和板碰撞的次数为粒子和板碰撞的次数为n n0 时,时,2ax n1 时,时,2a2xa,x=3a/2 n2 时,时,2a3x2a,x=4a/3 n3 时,时,2a=4x3a,x=5a/4 设粒子第一次碰板点到设粒子第一次碰板点到 N0 点沿点沿X坐标轴的位移为坐标轴的位移为b,n1 时时,ba ;n2 时时,b5a/6 ;n3 时时,b3a/4(无法击中挡板)(无法击中挡板)因此本题只存在因此本题只存在 n0、n1 和和 n2 三种情况。三种情况。因因 ,已知已知x与与a 的关系就可以求得的关系就可以求得R,进而求得,进而求得v。PYN0MCDxXhbORbxa/2
16、要击中要击中P,MN0 的长度应等于的长度应等于 2 a下 页PYN0MCDxXhbOR求得粒子运动半径,便能求得速度求得粒子运动半径,便能求得速度v粒子射出磁场的速度方向跟粒子射出磁场的速度方向跟 PN0 对称对称粒子碰撞挡板前后的速度方向对称粒子碰撞挡板前后的速度方向对称设设粒粒子子第第一一次次冲冲出出磁磁场场点点为为C,再再次次进进入入磁磁场点为场点为D,由相似三角形可知,由相似三角形可知,CDa设粒子在磁场中圆弧轨迹对应的弦长为设粒子在磁场中圆弧轨迹对应的弦长为x,粒子和板碰撞的次数为粒子和板碰撞的次数为n n0 时,时,2ax n1 时,时,2a2xa,x=3a/2 n2 时,时,2
17、a3x2a,x=4a/3 n3 时,时,2a=4x3a,x=5a/4 设粒子第一次碰板点到设粒子第一次碰板点到 N0 点沿点沿X坐标轴的位移为坐标轴的位移为b,n1 时时,ba ;n2 时时,b5a/6 ;n3 时时,b3a/4(无法击中挡板)(无法击中挡板)因此本题只存在因此本题只存在 n0、n1 和和 n2 三种情况。三种情况。因因 ,bxa/2要击中要击中P,MN0 的长度应等于的长度应等于 2 a已知已知x与与a 的关系就可以求得的关系就可以求得R,进而求得,进而求得v。物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识物理知识具体分析具体分析具体
18、分析具体分析(题意分析)(题意分析)(题意分析)(题意分析)具体分析具体分析具体分析具体分析(多解性分析)(多解性分析)(多解性分析)(多解性分析)具体分析具体分析具体分析具体分析(合理性分析)(合理性分析)(合理性分析)(合理性分析)具体分析具体分析具体分析具体分析(数学关系)(数学关系)(数学关系)(数学关系)具体分析具体分析具体分析具体分析(数学关系)(数学关系)(数学关系)(数学关系)上 页 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素 当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前物理教师的实验教学修改并不乐观当前
19、物理教师的实验教学修改并不乐观强化实验教学对提高纸笔测验的成绩具有重要意义强化实验教学对提高纸笔测验的成绩具有重要意义有利于理解物理概念和物理规律有利于理解物理概念和物理规律有利于养成具体问题具体分析的习惯有利于养成具体问题具体分析的习惯有利于培养解决问题时严谨、客观的态度有利于培养解决问题时严谨、客观的态度有利于增强实践意识、提高审题时的转化能力有利于增强实践意识、提高审题时的转化能力有利于提高对数据的分析处理能力有利于提高对数据的分析处理能力强化实验教学有利于学生在高层次的解题素质上得到提高强化实验教学有利于学生在高层次的解题素质上得到提高强化实验教学有利于学生在高层次的解题素质上得到提高
20、强化实验教学有利于学生在高层次的解题素质上得到提高二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养 中学物理教师实验教学修养的相关因素中学物理教师实验教学修养的相关因素 当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前情况下提高教师的实验教学修养具有积极意义当前物理教师的实验教学修改并不乐观当前物理教师的实验教学修改并不乐观强化实验教学对提高纸笔测验的成绩具有重要意义强化实验教学对提高纸笔测验的成绩具有重要意义强强化化实实验验教教学学需需要要正正确确认认识识实实验验教教学学的的意意义义和和提提高高教师的实验教学修养教师的实验教学修养二、提高物理教师的实验教学修养二、提高物理教师的实
21、验教学修养 1.创造新的演示项目创造新的演示项目建立电容概念的实验建立电容概念的实验 教教材材没没有有说说明明具具体体的的实实验验方方案案,因因此此,有有必必要要创创设适合自己的实验方案设适合自己的实验方案三、对实验设计进行再创造三、对实验设计进行再创造 关于建立电容概念的实验设计关于建立电容概念的实验设计(1)用电子钟半定量演示用电子钟半定量演示用用一一节节干干电电池池对对 4700F 电电容容器器充充电电,随随后后用用充充电电后后的的电电容容器器作作为为电电源源,对对电电子子钟钟供供电电,电电子子钟钟工工作作一一定定时时间间后停下来,记录工作的秒数;后停下来,记录工作的秒数;用用两两节节干
22、干电电池池对对该该电电容容器器充充电电,给给同同一一电电子子钟钟供供电电,电电子钟工作的时间约为两倍。子钟工作的时间约为两倍。认认为为电电子子钟钟工工作作时时电电流流是是一一定定的的,2倍倍的的时时间间意意味味着着通通过过的电量是的电量是2倍。即:电容器的电量和电压成正比。倍。即:电容器的电量和电压成正比。该实验器材简单,通俗易懂,有电容器电压、电量的具体情景该实验器材简单,通俗易懂,有电容器电压、电量的具体情景该实验器材简单,通俗易懂,有电容器电压、电量的具体情景该实验器材简单,通俗易懂,有电容器电压、电量的具体情景关于建立电容概念的实验设计关于建立电容概念的实验设计(2)用数字电压表定量演
23、示用数字电压表定量演示V2V1CV1+-+-+-+-+-+-+-+-V2V1CV1+-+-+-+-+-+-并联后,电容器的电压、电量均变为原来一半。并联后,电容器的电压、电量均变为原来一半。可见可见 Q U,即即 CQ/U C 等于单位电压所储存的电荷量等于单位电压所储存的电荷量写成等式:写成等式:QC U关于建立电容概念的实验设计关于建立电容概念的实验设计(2)用数字电压表定量演示用数字电压表定量演示电电 流流传感器传感器接计算机接计算机RCES12关于建立电容概念的实验设计关于建立电容概念的实验设计(3)作电容器放电作电容器放电 It 图像图像RCES12A 选选取取C、R、E 的的适适当
24、当值值,可可以以用用人人工工方方法法收集数据、制作图像。收集数据、制作图像。关于建立电容概念的实验设计关于建立电容概念的实验设计(3)作电容器放电作电容器放电 It 图像图像前两个方案更适合用来建立电容的概念。前两个方案更适合用来建立电容的概念。前两个方案更适合用来建立电容的概念。前两个方案更适合用来建立电容的概念。1.创造新的演示项目创造新的演示项目电容的概念电容的概念库仑定律和电场强度库仑定律和电场强度三、对实验设计进行再创造三、对实验设计进行再创造 关于库仑定律的演示实验设计关于库仑定律的演示实验设计1.创造新的演示项目创造新的演示项目电容的概念电容的概念库仑定律和电场强度库仑定律和电场
25、强度探究硬币碰撞时的守恒量探究硬币碰撞时的守恒量三、对实验设计进行再创造三、对实验设计进行再创造 探究硬币碰撞中的守恒量探究硬币碰撞中的守恒量特点:特点:取材:日用器材的装配,价廉、物美、简便、易购。取材:日用器材的装配,价廉、物美、简便、易购。原理:利用位移计算速度,很有创意。原理:利用位移计算速度,很有创意。使用:可作学生实验。使用:可作学生实验。(硬币、摩擦面的取材还可以进一步探讨)(硬币、摩擦面的取材还可以进一步探讨)探究硬币碰撞中的守恒量探究硬币碰撞中的守恒量1.创造新的演示项目创造新的演示项目三、对实验设计进行再创造三、对实验设计进行再创造 2.对现有实验设计进行创新对现有实验设计
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