《初中物理實驗與物理概念教學設計》文[轉載]《初中物理實驗與物理概念教學設計》2010年11月30日《初中物理實驗與物理概念教學設計》新課程標準的培養目標是：保持熱愛大自然，養成科學探索的愛好，在認識、熟悉大自然的過程中，有滿足感和興奮感；學習一定的基本物理知識，養成良好的思維習慣，在解決問題或作出決策時嘗試運用科學原理和科學研究方法；體驗基本的科學探究過程，具有初步的科學探究能力，愿意參加與科技有關的社會活動，有在實踐中依靠自己的科學素養提高工作效率的意識；具有創新意識，能夠獨立思考，勇于有根據地懷疑，養成尊重事實、大膽想象的科學態度和科學精神； 關心科學發展前沿，具有可持續發展意識，樹立正確的科學觀，具有用科學振興中華、服務人類的使命感和責任感。初中物理新課程標準理念是：關注全體學生的發展，轉變學科本位觀念；從生活到物理，從物理到社會；注重科學探索，提倡多樣化的學習方式；注重學科滲透，關心科技發展；建立新的評價體系。教學設計以獲得最優化的教學結果為目標，以學習理論、教學理論和交往理論為理論基礎，運用系統方法分析教學問題，明確教學目標，建立解決教學問題的策略性解決方案，對解決方案進行試行，對試行結果進行評價和修改。
教學設計的基本原則是符合學生的認知規律，正常的思維活動是有秩序的，按照學生熟悉的規律來設計教學，引導學生思維的正確發展，話題是創作的起點，思維從話題出發。 ”圍繞課題開展觀察、比較、分析、綜合、判斷、推理等實踐和思維活動，可以使思維有層次地展開。1、激發學生的學習興趣和好奇心。興趣是產生動機的重要條件，當學生對物理產生興趣時，就會主動學習，教學就能收到事半功倍的效果。這在初中物理教學中具有特別的意義。學生學習興趣的培養要貫穿在教學的各個階段，特別是在學習物理的啟蒙階段所培養的興趣，它是學生整個學習過程中的強大驅動力。因此，在設計物理實驗教學時，要努力向學生呈現生動、直觀的學習情境，吸引學生。注意激發學生的興趣和好奇心。在第一節“導論”課中，設計多個演示實驗，讓學生觀察一些力、熱、電、光的現象，操作簡單的儀器，在學生面前打開一個嶄新的世界。許多新奇的課題，會激發他們強烈的好奇心。 因勢利導，逐步把學生的好奇心轉化為對科學知識探索的持久興趣和充分熱情，即由直接興趣轉向間接興趣。二是引導學生深入理解知識。新課程的立體化教學目標強調知識形成的“過程與方法”。物理實驗可以創設一個排除干擾因素的真實物理環境，使物理學家能夠更好地發現和理解物理規律。
物理實驗還可以創設適合教學活動的環境，為學生提供深刻理解和掌握前人已認識到的真理的最有效途徑。學生基于操作、觀察、測量獲得感性認識，通過分析、歸納、推理、抽象等思維活動建立概念，推導出規律，并將理論知識應用于實踐。實驗教學設計應以探究實驗的物理知識內涵和在實驗中體現物理規律為重點，引導學生深刻理解和掌握物理知識為出發點。 《大氣壓強》實驗教學設計：1、教師請一位學生幫忙演示“馬格德堡半球”實驗（提出課題2、給每位學生配備一個皮碗，將皮碗用力壓在桌子上，皮碗很難與桌子分開，體驗大氣壓強的存在（實踐體驗）3、將皮碗壓在桌子的垂直擋板上，再在皮碗的柄上掛上重物，指導學生仔細分析它的力學原理（尋求答案）4、用彈簧測力計測量大氣壓強值（測定實驗）5、設計一個“玻璃移動器”（實際應用）這些實驗教學情境的創設，使學生深刻理解和掌握“大氣壓強”的有關知識3、培養學生的創造性思維實驗教學是一項手腦并用的實踐活動。 學生通過了解實驗原理、操作實驗儀器、觀察實驗現象、分析實驗結果等活動，使學生的觀察、思維和操作能力得到初步訓練。實驗過程中，觀察和操作都是在思維的指導下進行的初中物理概念教學，敏銳的觀察和熟練的操作是創造性思維的基礎。
因此，在實驗教學設計中，要注重學生動手能力的練習，但不能把實驗看作是簡單的技術練習和操作練習，要從實踐與思維、動手與腦的相互聯系中認識實驗在培養技能、發展創造性思維方面的作用。第四，引導學生初步掌握科學方法。實驗是基本的科學方法，在實驗教學設計中初中物理概念教學，要有意識地教會學生打開知識寶庫的鑰匙，啟發學生從接觸物理科學開始就初步了解和熟悉基本的科學方法。實驗教學在一定程度上是科學研究過程的縮影，為此，必須研究教學實驗與科學實驗的共同點，才能研究如何系統地對學生進行科學練習。 一般而言，實驗教學的基本方法，大體可分為以下三類實驗探究方法：例如在歐姆定律教學中，采用控制變量法，分別測量電流強度與電壓的關系和電流強度與電阻的關系，總結歐姆定律的表達式，其特點是：先實驗探究，后總結結論。實驗驗證法：這是一種先推理、判斷，后實驗驗證的研究方法，是與想象、推理、判斷等思維形式緊密結合的方法，是人們熟悉性充分發展的表現。理想實驗法：理想實驗是在人們頭腦中想象的實驗，是一種思維活動，是在已有的實踐基礎上，通過推理、判斷，推導出理想條件下的物理規律的方法。例如，伽利略在研究物體的慣性時，曾做過無摩擦理想斜面實驗。
5、培養學生的科學態度和科學精神 科學實驗需要務實的態度，在實驗教學設計中要體現對學生“學問嚴謹，尊重客觀事實，避免主觀臆斷；理論聯系實際；不怕困難和失敗，磨練毅力”的教育。要引導學生關注目標以外的現象，愿意并敢于提出更多的“是什么”、“為什么”等問題。鼓勵學生在科學、安全的條件下，嘗試其他實驗方法。著名科學家錢三強說過：“科學態度和科學作風，是一個人良好品德的重要組成部分。……一個人事業成就的重要性不亞于他的知識和能力，甚至可以說更為重要。”《液體的壓強》實驗教學設計 1、探究與液體壓強有關的因素有哪些。（常規實驗，得出規律） 2、教師指導：兩個大燒杯A、B中分別裝有純水和鹽水。 鹽水的密度大于純水，設計實驗方案，用壓力計區分它們。（用規律解決新問題） 3.教師鼓勵學生提出實驗中遇到的或想到的問題。 （1）先把探針放入液體中，再把橡皮管接在玻璃管上，怎樣探究規律？（改變條件，逆向思維） （2）如果不控制探針深度相同，能區分純水和鹽水嗎？ （3）還可以設計什么方案區分純水和鹽水？制作簡易壓力計。制作簡易密度計。（了解浮力后） 6.強調大學生實驗技能的培養。 標準化測量工具操作要求：能用尺子測量長度、用鐘表測量時間、調節天平、使用滑動砝碼、用天平測量質量、用量筒測量體積、用彈簧測力計測量力、用液體溫度計測量溫度、用電流表測量電流、用電壓表測量電壓、讀出電能指示值、讀出電阻箱指示值。實驗設計要求：測量實驗步驟及實驗數據記錄表的教學要求、探究物理規律的實驗步驟及實驗數據記錄表的教學要求、利用身邊設備或所給設備進行簡單定性實驗探究的教學要求、根據實驗數據表達實驗結論的教學要求。
1.調整測量儀器。(例如：調整天平平衡度、電表、彈簧測力計)2.裝配：如果有電路圖或機械設備安裝圖，要寫出如何根據圖把實際物體連接起來。如果沒有，要寫出組裝實驗裝置的主要過程。(例如：用細繩做兩個套索，分別系在杠桿的A點上；又如：用細鐵絲把石頭綁住，使它浸在天平左盤燒杯中的水中。)3.要說明實驗前設備初始狀態及實驗過程中應注意的事項。(例如：調整杠桿，使之平衡在水平位置；斷開開關；滑動變阻器的滑塊在最大阻值位置)4.要有“用什么儀器”、“測什么物理量”、“用什么物理量符號”的說明，并記錄在數據表中。 5.測量次數根據實驗目的確定，一般只需測量一次即可。 6.間接測量，應寫出利用直接測量數據求得測量值的依據或公式。（例如：平衡筒測密度ρ，伏安法測電阻），但不要寫出計算過程和結果。（例如燈泡的功率：P=UI=2.5V0.3A=0.75W。） 設計一實驗，測定動滑輪的機械效率。 【實驗步驟】 （1）將彈簧測力計調至零位，然后用彈簧測力計測量鉤子所受的重力，并記錄在實驗數據記錄表中。（或用調整好的彈簧測力計測得鉤子所受的重力G，并記錄在表中。） （2）按示意圖組裝實驗設備。 （3）用彈簧測力計將繩索自由端垂直向上拉，使彈簧測力計從圖中A'位置勻速垂直上升到B'位置，鉤子從A位置勻速上升到B位置。
用彈簧測力計測量繩索自由端所受的拉力F，用直尺測量AB間的距離h。將該值記錄在實驗數據記錄表中。 （4）根據測得的數據，計算動滑輪的機械效率，并記錄在實驗數據記錄表中。 【實驗數據記錄表】 測定動滑輪機械效率的實驗數據記錄表 物理概念的定義 物理概念是一類物理現象的共同特點和本質屬性，在人腦中加以概括和抽象。物理概念是在大量的觀察和實驗的基礎上，運用邏輯思維方法，總結出某些事物的本質和共同特征而形成的。物理概念是人們對物理發現和熟悉的結果進行總結、概括的結果。 物理概念的特點 在生活中，我們隨處可見這些現象，如天體在運動、鳥兒在飛翔、河流在流淌、樹葉在搖曳等等，如果我們考慮它們的共同特點，就會發現它們的共同特點：物體的位置發生了變化。 通過分析、抽象、概括和數學推理等科學思維，建立“（機械）運動”這個物理概念。可量化的物理概念就是物理量，可以和數學、測量聯系起來，是構成物理規律的“要素”。密度、速度、溫度等物理概念都有定量的表達，有些物理概念看似非定量的，但也暗含著定量的意義。例如“平衡態”這個概念就有定量的意義：物體的平衡條件是合作力為零。物理概念的分類初中物理涉及的概念，大致可以分為以下四類：第一類反映物質的性質。
如：慣性、密度、比熱容等。第二類體現的是物體的性質。如：運動、速度、功率、阻力、質量、能量等。第三類體現的是物質之間相互作用的名稱。如：力、壓強、功、熱。第四類是一些描述物理現象的名稱。如：勻速直線運動、變形、熔化、反射、折射、電磁感應等。通過學生的生活經驗設計物理情境學生在日常生活中積累了大量的經驗，有了一定的觀察、體驗、實踐的基礎，在此基礎上尋找和總結物理現象的共性，從而建立新的概念，讓學生感到很親切，感覺物理就在身邊。善于恰當地運用學生現有的生活經驗，不但可以創設良好的物理情境，而且可以逐步培養學生善于觀察、勤于思考、樂于分析的良好思維品質和習慣。 教學設計關鍵詞：生活經驗指導思維抽象本質定義概念2、用實驗設計物理情境用實驗的方法描述概念的特點，激發學生的感知，引發思考。其優點是現象明顯、消除干擾、可重復性。通過對物理實驗現象的分析，總結出共同的本質性質，從而建立新的物理概念。教學設計關鍵詞：實驗現象、引發、話題、總結、分析、定義、概念老師：校運動會上，我們班獲得了團體金牌。這枚獎牌是純金的嗎？如果有同學能辨認出來，就把獎牌收下來。（學生建議對比顏色、硬度、聲音等，但心里沒底。）老師：我們先來探究不同物體的質量和體積的關系。（學生進行小組實驗，測量物體的質量和體積，并記錄數據。）