基于核心素養(yǎng)的初中物理實驗教學(xué)設(shè)計-講座課件

基于核心素養(yǎng)的初中物理實驗教學(xué)設(shè)計目錄CONTENTS認識物理教學(xué)的本真初中物理實驗教學(xué)設(shè)計關(guān)于科學(xué)探究初中物理實驗實驗與信息技術(shù)的整合教師對核心素養(yǎng)的認識程度和理解程度決定了教學(xué)的起點和最終能達到的高度。什么是物理學(xué)?

第23屆國際純粹物理與應(yīng)用物理聯(lián)合大會指出:物理學(xué)——研究物質(zhì)、能量和它們相互作用的學(xué)科。國家物理課程標準指出——義務(wù)教育物理課程應(yīng)綜合反映人類在探索物質(zhì)、相互作用和運動規(guī)律等過程中的成果。物理學(xué)不僅含有探索大自然的知識成果，而且含有探索者的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等。

1.認識物理教學(xué)的本真國家課程標準凝練了學(xué)科核心素養(yǎng)，明確了學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科課程后應(yīng)達成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標進行了整合。核心素養(yǎng)的內(nèi)涵國家課程標準指出——物理教學(xué)，要“幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角認識自然，理解自然，建構(gòu)關(guān)于自然界的物理圖景；引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體會科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強創(chuàng)新意識和實踐能力；引領(lǐng)學(xué)生認識科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)?技術(shù)?社會?環(huán)境（STSE）的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價值觀，為做有社會責(zé)任感的公民奠定基礎(chǔ)”。

怎樣學(xué)習(xí)物理——“物”——物質(zhì)世界“理”——普遍規(guī)律

——知識、方法、科學(xué)觀念

勤于思考，悟物窮理——趙凱華

教學(xué)設(shè)計是指教育實踐工作者為達成一定的教學(xué)目標，對教學(xué)活動進行的系統(tǒng)規(guī)劃、安排與決策。物理教學(xué)設(shè)計需要依據(jù)物理學(xué)科特點、學(xué)生的實際情況、教學(xué)目的的要求，通過對教學(xué)過程中各種相關(guān)要素的系統(tǒng)分析，優(yōu)化教學(xué)系統(tǒng)的模式，形成有序的操作流程。教學(xué)是通過信息傳播促進學(xué)生達到預(yù)期的特定學(xué)習(xí)目標的活動。教學(xué)的目的在于使學(xué)生掌握原先不知道的知識，獲得原先不具備的技能，形成原先沒有的態(tài)度，并進而在原有基礎(chǔ)上使學(xué)生得到發(fā)展。《普通高中物理課程標準（2017版）》對實驗教學(xué)要求：

學(xué)校應(yīng)充分利用已有的實驗器材，努力開發(fā)適合本校情況的實驗課程資源，盡可能讓學(xué)生自己動手多做實驗，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素。在演示實驗方面，要求學(xué)生從物理學(xué)視角結(jié)合教師引導(dǎo)，從生活實際出發(fā)，在不同情境中配合教師一起完成實驗，得到即將學(xué)習(xí)或?qū)W要驗證的物理規(guī)律，解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象，并學(xué)會將其用于實際生活中去，即“從生活走向物理，從物理走向社會”的新理念。

在學(xué)生實驗方面，要求學(xué)生能夠分析即將學(xué)習(xí)的物理問題的物理現(xiàn)象，對此提出較為準確的可探究的物理問題，對問題作出合理、有依有據(jù)的假設(shè)，選用簡單合適的器材來收集、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，對所收集的數(shù)據(jù)進行整理并得到初步結(jié)論和規(guī)律撰寫完整的實驗報告，能他人交流并陳述探究過程反思探究所得的結(jié)果。《普通高中物理課程標準（2017版）》對實驗教學(xué)要求：

學(xué)校應(yīng)充分利用已有的實驗器材，努力開發(fā)適合本校情況的實驗課程資源，盡可能讓學(xué)生自己動手多做實驗，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素。義務(wù)教育物理課程標準——“知識技能”與“情感態(tài)度價值觀”目標要求義務(wù)教育物理課程標準——“過程與方法”目標要求

l．經(jīng)歷觀察物理現(xiàn)象的過程，能簡單描述所觀察物理現(xiàn)象的主要特征，能在觀察和學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，具有初步的觀察能力及提出問題的能力。

2．通過參與科學(xué)探究活動，學(xué)習(xí)擬訂簡單的科學(xué)探究計劃和實驗方案，有控制實驗條件的意識，能通過實驗收集數(shù)據(jù)，會利用多種渠道收集信息，有初步的信息收集能力。

3．經(jīng)歷信息處理過程，有對信息的有效性、客觀性做出判斷的意識，經(jīng)歷從信息中分析、歸納規(guī)律的過程，嘗試解釋根據(jù)調(diào)查或?qū)嶒灁?shù)據(jù)得出的結(jié)論，有初步的分析概括能力。

4．能書面或口頭表述自己的觀點，能與他人交流，有自我反思和聽取意見的意識，有初步的信息交流能力。

5．通過學(xué)習(xí)物理知識，提高分析問題與解決問題的能力，養(yǎng)成自學(xué)能力，學(xué)習(xí)物理學(xué)家在科學(xué)探索中的研究方法，并能在解決問題中嘗試應(yīng)用科學(xué)研究方法。2.關(guān)于科學(xué)探究“科學(xué)探究”是指具有提出科學(xué)問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。國家義務(wù)教育物理課程標準——強調(diào)：科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種重要而有效的途徑，在設(shè)置義務(wù)教育物理課程的內(nèi)容時，將科學(xué)探究納人“課程內(nèi)容”。本標準中的“科學(xué)探究”包含提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等要素。本標準對這些要素分別提出了“科學(xué)探究能力的基本要求”。

國家高中物理課程標準——強調(diào)：“科學(xué)探究”是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力“科學(xué)探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。科學(xué)探究是實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標課程功能的理想載體。科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，又是重要的教學(xué)方式?？茖W(xué)探究——過程與方法。例，牛頓第一定律：實驗與推理?？茖W(xué)探究——過程與技能。實驗教學(xué)怎樣有效引領(lǐng)學(xué)生觀察和實驗？

科學(xué)探究應(yīng)具備的技能與思想方法科學(xué)探究應(yīng)具備的技能與思想方法科學(xué)探究應(yīng)具備的技能與思想方法通過體驗，感悟和得出結(jié)論。

科學(xué)探究應(yīng)具備的技能與思想方法科學(xué)探究應(yīng)具備的技能與思想方法3.初中物理實驗初中物理實驗教學(xué)對教師的基本要求：7.引領(lǐng)學(xué)生開展實驗探究的教學(xué)理念，應(yīng)用信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)的能力。教師的實驗教學(xué)素質(zhì)：實驗技能方面的素質(zhì)和實驗教學(xué)方面的素質(zhì)應(yīng)具備的實驗基本技能教師的實驗教學(xué)素質(zhì)：實驗技能方面的素質(zhì)和實驗教學(xué)方面的素質(zhì)實驗教學(xué)的功能1．用刻度尺測量長度、用表測量時間2．用彈簧測力計測量力3．用天平測量物體的質(zhì)量4．用常見溫度計測量溫度5．用電流表測量電流6．用電壓表測量電壓7．測量物體運動的速度8．測量水平運動物體所受的滑動摩擦力9．測量固體和液體的密度10．探究浮力大小與哪些因素有關(guān)11．探究杠桿的平衡條件12．探究水沸騰時溫度變化的特點13．探究光的反射規(guī)律14．探究平面鏡成像時像與物的關(guān)系15．探究凸透鏡成像的規(guī)律16．連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路17．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系18．探究通電螺線管外部磁場的方向19．探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件20．測量小燈泡的電功率課標要求的學(xué)生必做分組實驗教師的演示實驗實驗教學(xué)的思想方法實驗教學(xué)的思想方法實驗教學(xué)的思想方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法常用的實驗方法在新課教學(xué)過程中：1.建立概念，理解概念2.探索規(guī)律，驗證規(guī)律3.突破難點，建構(gòu)知識4.示范操作，培養(yǎng)技能4.初中物理實驗教學(xué)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生：問題分析能力、科學(xué)探究能力、動手操作能力、科學(xué)思維能力是實驗教學(xué)的著眼點。演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗的教學(xué)設(shè)計：

在課堂導(dǎo)入中：

創(chuàng)設(shè)物理情景——展現(xiàn)生活中的物理，體現(xiàn)從生活走向物理的教學(xué)理念。

激發(fā)學(xué)習(xí)欲望——建立教師與學(xué)生間的心靈橋梁。

在實驗演示過程中：

引導(dǎo)學(xué)生觀察——實驗儀器及其組裝，實驗操作，實驗現(xiàn)象，獲取數(shù)據(jù)，得知結(jié)果。

引導(dǎo)學(xué)生思考——分析觀察的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)及結(jié)論。

演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗教學(xué)設(shè)計演示實驗教學(xué)基本策略測量型實驗教學(xué)的設(shè)計測量型實驗教學(xué)的設(shè)計探究型實驗教學(xué)的設(shè)計探究型實驗教學(xué)的設(shè)計以教師設(shè)計為主的探究實驗教學(xué)策略以教師設(shè)計為主的探究實驗教學(xué)策略以教師設(shè)計為主的探究性實驗教學(xué)策略以學(xué)生設(shè)計為主的探究性實驗教學(xué)策略以學(xué)生設(shè)計為主的探究性實驗教學(xué)策略以學(xué)生設(shè)計為主的探究實驗教學(xué)策略以學(xué)生設(shè)計為主的探究實驗教學(xué)策略以學(xué)生設(shè)計為主的探究性實驗教學(xué)策略學(xué)生分組實驗的教學(xué)策略以身邊熟悉的物品設(shè)計和制作實驗教學(xué)用具在初中的物理實驗中,有些演示實驗的儀器要求不是很高,對于這類實驗：教師可以進行合理的改造,讓學(xué)生在“學(xué)中做,做中學(xué)”；可以充分利用身邊的物品制作演示實驗；引導(dǎo)學(xué)生進行課外小制作。在研究“氣體壓強與流速”的關(guān)系時,可以將兩個乒乓球架在軌道上,然后用吸管往兩個乒乓球中間吹氣,可以看到兩個球非但不會向兩邊分開,反而會向中間靠攏,這就有效的激發(fā)了學(xué)生的探究興趣。但是在實驗過程中,乒乓球很容易掉到地上,操作起來并不簡單,為了便于操作我們可以尋找其他物品進行替代:①拿來兩個氣球,將其吹起來后用繩子綁在同一水平線上,間隔距離為2―3厘米,然后用一只吸管,往球的中間吹氣,可以觀察到兩個氣球明顯向中間靠攏;②拿來兩根等高的蠟燭固定在桌面上,中間間隔2―3厘米,用吸管往中間吹起,明顯觀察到蠟燭的火焰向中間靠攏。通過改進和創(chuàng)新實驗及器材,可以起到很好的效果。以身邊熟悉的物品設(shè)計和制作實驗教學(xué)用具演示物體浮沉條件的實驗,準備好一只玻璃杯和一支空牙膏管(尾端剪開)。在實驗過程中,把牙膏管壓扁放在盛水的玻璃杯里,它便會在水中下沉;然后再把牙膏管鼓起來,它便開始上浮。教師可以引導(dǎo)學(xué)生把橡皮筋制成測力計,配合“力的測量”的實驗教學(xué)活動。課前制作或是課后制作“潛望鏡”的實驗教學(xué)活動，促進理解光的反射定律。例談實驗教學(xué)設(shè)計——探究杠桿平衡條件物理觀念：力及力的作用效果、支點、轉(zhuǎn)動、平衡狀態(tài)、決定物體轉(zhuǎn)動的因素、力臂、杠桿平衡條件?？茖W(xué)思維：杠桿發(fā)生轉(zhuǎn)動的原因，平衡的條件?？茖W(xué)探究：調(diào)平、鉤碼數(shù)量及位置的變化、實驗數(shù)據(jù)的收集、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論、用彈簧測力計替代鉤碼。一次實驗得出杠桿平衡的條件是：

動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離例談實驗教學(xué)設(shè)計——探究凸透鏡成像規(guī)律例談實驗教學(xué)設(shè)計——探究浮力大小與哪些因素有關(guān)例談實驗教學(xué)設(shè)計——電學(xué)實驗的關(guān)聯(lián)實驗設(shè)計：實驗桌上有符合實驗要求的電源（其兩端電壓恒定）、開關(guān)、已調(diào)零的電流表、已調(diào)零的電壓表、滑動變阻器各一個，導(dǎo)線若干，長度L、橫截面積S都不完全相同的鎳鉻合金絲7根（表面涂有絕緣漆，兩端絕緣漆被刮掉，可接入電路，但不允許將兩根合金絲連接成一根使用），規(guī)格如表所示，合金絲的電路圖符號用表示。請選用上述器材，設(shè)計一個實驗證明“當材料一定時，導(dǎo)體的電阻R與其長度L成正比、與橫截面積S成反比，即R=kL/S”，式中k是常量。忽略溫度對鎳鉻合金絲電阻值的影響。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。編號L/mS/×10-9m2①0.22②0.32③0.42④0.52⑤0.63⑥0.73⑦0.83實驗桌上有電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電阻箱（）、滑動變阻器、已調(diào)零的電流表、電壓表。請選用上述器材探究：電流一定時，電阻越大其兩端的電壓越大。要求：（1）畫出實驗電路圖；（2）寫出實驗步驟；（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。實驗桌上有如下器材：溢水杯、小燒杯、量筒各一個，一個已經(jīng)調(diào)零的彈簧測力計、一個大燒杯裝有足量的水、6個體積不同的金屬鋁塊、足夠多的細線。請利用上述器材，設(shè)計一個實驗證明：“浸在水中的物體受到的浮力與物體排開水的體積成正比”。（1）寫出本實驗的自變量；（2）寫出實驗步驟；（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。V排/m3

G/N

F/N

F浮/N

（1）物體排開水的體積（2）實驗步驟1溢水杯倒?jié)M水，小燒杯放在溢水杯的出水口處；用細線系好鋁塊1，用彈簧測力計測出鋁塊1所受重力G；將鋁塊1完全浸沒在溢水杯中（不碰溢水杯底部和側(cè)壁），穩(wěn)定后讀出彈簧測力計的示數(shù)F；將小燒杯中的水全部倒入量筒中，測出鋁塊排開的水的體積V排，將G、F、V排的數(shù)據(jù)記錄在表格中；2仿照步驟1再做5次實驗，分別測出其他5個鋁塊的G、F、V排，分別將G、F、V排的數(shù)據(jù)記錄在表格中；3利用F浮=G–F，分別計算出鋁塊浮力F浮，將F浮的數(shù)據(jù)記錄在表格中。（1分）（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表（其它答案合理均給分）5.實驗與信息技術(shù)整合

利用多媒體，可把圖像、動畫和聲音，動、靜結(jié)合的物理過程直觀的顯示在學(xué)生面前，使學(xué)生置身于一個生動、活潑的環(huán)境中，使有些乏味、枯燥、難以理解的知識，變得直觀、主動鮮明。教學(xué)課件的制作；照相、攝像、錄音的手段呈現(xiàn)無法在教室展現(xiàn)的內(nèi)容；微小的放大；靜態(tài)的變?yōu)閯討B(tài)；動畫調(diào)節(jié)；過程的模擬；視頻資料的廣泛應(yīng)用；課堂教學(xué)過程的實錄；數(shù)字實驗的應(yīng)用。多媒體模擬代替不了實驗教學(xué)。

構(gòu)建防真物理實驗室等模擬實驗教學(xué)模式，發(fā)揮演示實驗、虛擬實驗室功能。

（1）利用多媒體系統(tǒng)強大的投影放大展示功能，提高實驗演示的可見程度，強化實驗教學(xué)效果。

a.利用多媒體視頻展臺將實驗儀器、實物、模