物理实验教学多元创中的几个关系问题(刘炳升)要点.ppt

物理实验教学多元创新中的 几个关系问题 南京师大 刘炳昇 njliubsh@263.net 一、再论物理教学 必须以实验为基础 问题的提出 新标准实施以来，课程理念提高了；教学内容更丰富了，关注物理学的现代发展，关注科学人文和生活；现代教育技术的应用加强了；学生的选择性有所体现，学习方式不再唯一。 但是，实验在教学中的地位下降了，普遍存在不做实验、少做实验、以视频、动画替代实验的现象。 原因很复杂，这里只讨论与实验教学有关的几个问题。 物理学中的科学探究有什么特点？ 在物理学建立前，人们就在不断地对自然现象进行探究，但还算不上是科学探究，直到以伽利略、牛顿为代表的科学家取得一系列成就以来，才奠定了物理学形成和发展的基础。 实验、理论思维、数学工具的应用，这是物理学科学方法的重要特点。 实验：可简化、纯化、强化、加速或延缓、重复与再现物理过程。科学实验具有发现规律和检验假说的功能。 物理教学必须以实验为基础 加强物理实验是我国物理教学的历来主张。 实验能有效激发学生学习物理的兴趣和求知欲望； 能为学生创设生动的物理学习情境； 能发展学生的能力，使学生掌握科学方法； 实验还有利于培养学生的科学态度和科学精神。 　　　　　　　　　　　　 实验对培养科学素养的重要作用 （一）激发好奇心和求知欲 怎样使小环旋转不息？ 金属的大圈上套有5个小环，让小环旋转起来，不一会小环就会停止转动。 怎样能使小环不停转呢？ 试试看。 点击视图播放： 直杆上下落的小环 鉴于上面的问题比较复杂，我们还是讨论一种简单的情况： 把一只圆环套在一根铁杆上，圆环的内径比铁杆的外径略大。 将圆环从竖直状态的铁杆上端释放，会出现什么样的情况？ 点击视图播放： 讨论自行车转弯的原因 如图，假定原来自行车向右前进，速度v的方向向右， 在某一时刻，自行车龙头逆时针偏转一个角度α，车子由于惯性有要向右侧滑的趋势，于是产生向左的静摩擦力f， 这个摩擦力沿偏转α角方向的分量f ’ 对前轮质心的力矩使轮新的平面内绕轴转动。 为什么斜面上的小轮取易滚的方向滚下？ 将小轮平面与斜面下滑方向成一锐角，释放后，小轮取最容易滚动的方向滚下， 是由于静摩擦力f 在该轮平面内的分力 对其质心的力矩，使小轮沿轮平面向下滚动。 为什么直杆上的小环下落加速度减小 小环内孔径略大于直杆轴径，环面法线与轴线不重合，小环重力与摩擦力作用使环既下落又有转动， 若把直杆的圆柱面想象为细密的螺旋形斜面，就可以用类似上面的原理解释小环转下的现象。下落过程中重力势能转换为转动动能和平动动能。 为什么大圈上的小环能旋转不息？ 如果让大圈静止不动，小环相对大圈既有转动，又逐渐下移。 若让大圈逆时针旋转，则它拖动小环向上的摩擦力做功，使小环重力势能得到被充，因此能够维持过程中小环转动能量的损失。 激发学生的好奇心和求知欲 好奇是与生俱来的，但不可能自然而然地保持和发展好奇心。好奇心在一定条件下可以转化为求知欲，进而发展为科学的兴趣，由此形成的动机是一种内部的驱动力， 通过观察和实验能有效激发学生的好奇心和求知欲，应当引起物理教师的充分重视。 激发学生的好奇心和求知欲 今年诺贝尔物理奖得主海姆和肖洛夫给我们的启示—好奇，创新性人才的重要品质。 现实：学生普遍对物理不感兴趣。需要为不同的学生提供有利于发展个性特长的学习平台。 案例：制作一个“非常规”电动机模型 器材：小圆柱形磁铁， 干电池， 硬铜丝。 没有换向器，没有支架和底座。 尝试1—思考 绕一个线圈，用引线的两端作转轴。 为什么不能转动？ 怎么办？ 尝试2—思考 去掉线圈的一边，做一个开口的线框。 为什么还是不能持续转动？ 怎么办？ 尝试3—思考 把磁铁吸到电池的一个极上， 可以持续转动了， 但转动中不停地颤动。 怎么办？ 技术设计是不断创新的过程 实验对培养科学素养的重要作用 （二）培养求实的科学态度 案例：酒杯加水后音调变高还是变低？ 不同的教参有不同的答案，究竟谁对？ 问老师， 问同学， 找书看， 问家长， 谁是权威？ 唯独没有试一试。 求真求实，现代公民科学素养的要求 经过实验的训练，要求学生观察测量，如实地记录现象和数据，客观地分析发现的问题，不弄虚作假。 经过实验的训练，要求学生考虑问题从事实出发，运用理性思维，靠事实检验，不轻信“权威”。 这会影响一个人做人的根本，影响决策的思维模式和行为准则。 二、物理实验教学多元化创新 面临的几个关系问题 （一）实验探究的强化 及其与基础性实验的关系 加强实验的探究性是科学课程发展的必然 上世纪80年代以前，我们的物理实验多半是为学习物理知识服务的，探究的缺失是实验失去了本来应有的生命力， 加强实验的探究性是使实验向科学本质的回归，也是激励学生学习动机和培养创新品质的需要。 从实验内容、教学模式等方面都有了