中学实验教学研究3..ppt

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1、中学物理实验中学物理实验与教学技能训练与教学技能训练第三章第三章 演示实验设计研究及其教学实施演示实验设计研究及其教学实施 课课堂堂演演示示实实验验，是是由由教教师师设设计计，在在课课堂堂上上由由教教师师组组织织，经经教教师师独独立立操操作作，或或教教师师与与学学生生共共同同操操作作，并并通通过过教教师师的的启启发发引引导导，学学生生对对实实验验进进行行观观察察思思考考，用用以以达达到到教教学学目目标标的的一一种种实验教学方式。实验教学方式。在课堂演示实验教学中，教师是实验主体，处于主动地在课堂演示实验教学中，教师是实验主体，处于主动地位，学生是观察主体，处于被动地位。而课堂演示实验的教位，学

2、生是观察主体，处于被动地位。而课堂演示实验的教学效果主要是以学生能否达到预期的学习效果来衡量的，因学效果主要是以学生能否达到预期的学习效果来衡量的，因此演示实验的教学效果并不仅仅取决于实验本身（实验能否此演示实验的教学效果并不仅仅取决于实验本身（实验能否出现预期的物理过程和现象），还取决于教师组织和指导作出现预期的物理过程和现象），还取决于教师组织和指导作用的充分发挥。而这种组织和指导作用能否充分发挥，不仅用的充分发挥。而这种组织和指导作用能否充分发挥，不仅取决于教师自身的实验技能和教师的基本素质，还取决于教取决于教师自身的实验技能和教师的基本素质，还取决于教师对演示实验所采取的教学策略以及对

3、教学过程（程序）的师对演示实验所采取的教学策略以及对教学过程（程序）的设计。设计。一、物理课堂实验教学设计的意义一、物理课堂实验教学设计的意义 学习物理课堂实验教学设计是加强物理实验教学的现实需要学习物理课堂实验教学设计是加强物理实验教学的现实需要-例如：例如：（1）在课堂教学的各个环节中）在课堂教学的各个环节中,你打算选择哪些实验你打算选择哪些实验,选择的依据选择的依据是什么是什么?选择哪些器材选择哪些器材,选择的依据又是哪些？选择的依据又是哪些？（2）你打算如何设计课堂教学结构，安排实验教学程序，为什）你打算如何设计课堂教学结构，安排实验教学程序，为什么要这样安排？么要这样安排？（3）你打

4、算如何运用语言技能，边讲边演，边讲边做，引导学）你打算如何运用语言技能，边讲边演，边讲边做，引导学生观察，引导学生操作，引导学生思考，引导学生讨论，以达到生观察，引导学生操作，引导学生思考，引导学生讨论，以达到一定的教学目的？一定的教学目的？（4）你如何实施课堂的实验教学组织和管理，使教学进程控而）你如何实施课堂的实验教学组织和管理，使教学进程控而不死，活而不乱？不死，活而不乱？搞好课堂实验教学设计是发挥教学仪器设备的投资效益和搞好课堂实验教学设计是发挥教学仪器设备的投资效益和开发实验教学功能的关键开发实验教学功能的关键 实验能激发学生的兴趣，可是事情并不是那么简单。学实验能激发学生的兴趣，可

5、是事情并不是那么简单。学生刚接触课堂实验的时候确实会表现出浓厚的兴趣，生刚接触课堂实验的时候确实会表现出浓厚的兴趣，但随着但随着年龄的增长和学习的深入，学生开始厌烦重复性的、枯燥的年龄的增长和学习的深入，学生开始厌烦重复性的、枯燥的操作操作，特别是那些过多的结论已知的验证性实验。这种情况，特别是那些过多的结论已知的验证性实验。这种情况提醒我们，在激发学生操作兴趣的同时，是不是应该改变一提醒我们，在激发学生操作兴趣的同时，是不是应该改变一下实验的内容和形式下实验的内容和形式,进一步激发学生的思维兴趣呢进一步激发学生的思维兴趣呢?还有还有,如何使学生通过实验更深刻和持久地理解物理概念和定律？如何使

6、学生通过实验更深刻和持久地理解物理概念和定律？如何运用实验使学生更好地学习科学方法，理解理论与实验如何运用实验使学生更好地学习科学方法，理解理论与实验的关系？这些都涉及到课堂实验教学设计的问题。的关系？这些都涉及到课堂实验教学设计的问题。通过课堂实验教学设计，可以提高教师实验教学工作科学化通过课堂实验教学设计，可以提高教师实验教学工作科学化的水平和教学艺术性的修养。的水平和教学艺术性的修养。二、演示实验研究的基本方法二、演示实验研究的基本方法1 1、明确实验的目的、内容和要求；、明确实验的目的、内容和要求；2 2、认真研究实验原理；认真研究实验原理；3 3、确定实验关键；、确定实验关键；4 4

7、、对实验装置、器材和实验条件提出要求并进行选择、对实验装置、器材和实验条件提出要求并进行选择5 5、明确操作要点和注意事项。、明确操作要点和注意事项。分析一个实验的原理，必须同时考虑其科学性和分析一个实验的原理，必须同时考虑其科学性和可行性。可行性。科学性：物理原理是否正确、是否确切。科学性：物理原理是否正确、是否确切。可行性：从仪器制作、器材选择、实验条件和实验操可行性：从仪器制作、器材选择、实验条件和实验操作等方面来看能否成功；实验能否应用于实际教学过作等方面来看能否成功；实验能否应用于实际教学过程，达到某一教学目的；对整个教学过程来讲，实验程，达到某一教学目的；对整个教学过程来讲，实验是

8、否会引起逻辑混乱。是否会引起逻辑混乱。三、演示实验常用教学模式实验操作中产生的实验操作中产生的物理过程和现象，由观物理过程和现象，由观察者感知得到一定的物察者感知得到一定的物理表象理表象感性认识感性认识（感性的具体），这些（感性的具体），这些表象经初步的思维加工表象经初步的思维加工而得到观察结论（抽象而得到观察结论（抽象的规定），经进一步的的规定），经进一步的思维之后就得到实验结思维之后就得到实验结论论。三、演示实验常用教学模式1选题选题 根据课堂教学的目的、要求和内容，确定实根据课堂教学的目的、要求和内容，确定实验教学课题。验教学课题。2制订课堂演示实验教学目标制订课堂演示实验教学目标实验教

9、学目标主要着眼于：实验教学目标主要着眼于：（1）知知识识（物物理理基基础础知知识识、实实验验现现象象及及实实验验基基础知识、实验研究方法等）础知识、实验研究方法等）（2）能能力力（观观察察能能力力、思思维维能能力力、实实验验操操作作能能力等）；力等）；（3）个性、素养（兴趣、动机、态度、习惯）个性、素养（兴趣、动机、态度、习惯等）。等）。3设计与选择课堂演示实验方案设计与选择课堂演示实验方案一一个个课课堂堂演演示示实实验验内内容容往往往往可可以以有有不不同同的的实实验验方法。选择课堂演示实验方案的依据主要有：方法。选择课堂演示实验方案的依据主要有：（1）所选课题的实验目的、要求、内容；）所选课

10、题的实验目的、要求、内容；（2）演演示示实实验验（硬硬件件）的的基基本本要要求求（如如：目目的的性、科学性、简便性、明显性、趣味性性、科学性、简便性、明显性、趣味性)（3）学校实验设备情况；）学校实验设备情况；（4）学学生生的的情情况况（物物理理知知识识、接接触触过过的的实实验验、实验知识和技能、思维与生理心理特征实验知识和技能、思维与生理心理特征)（5）演示实验需用时间和教学所允许的时间；）演示实验需用时间和教学所允许的时间；（6）是否与实验体系和演示实验教学体系相协）是否与实验体系和演示实验教学体系相协调。调。三、演示实验常用教学模式4进行总体构思进行总体构思根根据据教教学学目目标标和和所

11、所选选实实验验方方案案，设设计计或或选选择择适适当当的的教教学学策策略略，建建立立（选选择择）教教学学模模式式（结结构构模模式式）；对对整整个个教教学学过过程程进进行行总总体体构构思思，决决定主要的教学环节和大致的教学程序。定主要的教学环节和大致的教学程序。5确定局部课题（即子课题）确定局部课题（即子课题）根根据据所所选选定定的的教教学学策策略略（及及总总体体结结构构模模式式），逐逐一一分分析析实实验验演演示示的的要要点点，分分析析学学生生学学习习的的重重点点、难难点点，分分析析判判断断学学生生在在观观察察与与思思考考时时可可能能产产生生的的问问题题和和困困难难。在在此此基基础础上上确确定定教

12、教学学过过程程中需重点解决的若干子课题。中需重点解决的若干子课题。6局部设计局部设计对对确确定定的的各各子子课课题题分分别别进进行行分分析析，初初步步定定下下在在演示、观察、思考等方面的相应对策。如分析：演示、观察、思考等方面的相应对策。如分析：（1）实实验验时时应应重重点点显显示示（或或测测量量）什什么么？重重点演示什么？实验演示时应注意什么？点演示什么？实验演示时应注意什么？（2）指指导导观观察察时时，应应指指出出什什么么？交交待待什什么么？提提醒醒什什么么？指指导导什什么么（观观察察方方法法）？得得到到什什么么观察结论？观察结论？（3）启启发发引引导导学学生生积积极极思思维维得得到到演演

13、示示实实验验的的结结论论时时，应应讲讲解解什什么么？提提问问什什么么？讨讨论论什什么么？启启发发什什么么？分分析析归归纳纳什什么么？怎怎样样从从观观察察结结论论得得到实验结论？实验结论应是什么？等等。到实验结论？实验结论应是什么？等等。三、演示实验常用教学模式7确定总体设计方案确定总体设计方案根根据据总总体体构构思思，将将局局部部设设计计方方案案汇汇合合、串串接接，调调整整、加加工工成成为为一一个个完完整整的的总总体体设设计计方方案案。这里需注意：这里需注意：（1）各各局局部部设设计计、各各环环节节的的“接接口口”（过过渡渡、衔接）须自然、恰当；衔接）须自然、恰当；（2）教教学学方方法法和和教

14、教学学手手段段的的选选用用须须与与演演示示实实验验内内容容相相融融洽洽、与与实实验验操操作作相相配配合合，并并以以实实验验内内容容和和实实验验操操作作为为中中心心。在在围围绕绕一一个个演演示示实实验验内内容容的的教教学学中中，教教学学方方法法和和教教学学手手段段的的种类不宜用得太多。种类不宜用得太多。8评价评价 根根据据实实验验教教学学目目标标，对对总总体体方方案案进进行行必必要要的的评评价价和和判判断断，看看其其能能否否达达到到拟拟定定的的实实验验教教学学目目标标，如如没没能能达达标标，则则须须从从第第3步步开开始始重重新新设设计计（或或修修改改）；如如能能达达标标了了，实实验验教教学学设设

15、计通常可以算是完成了。计通常可以算是完成了。就完整的设计而言，还要进行试教，根据就完整的设计而言，还要进行试教，根据试教的情况再进行评价、修改、最后定型。试教的情况再进行评价、修改、最后定型。【教学案例教学案例】保险丝作用保险丝作用课堂演示实验的教学课堂演示实验的教学设计设计 1课题：保险丝作用的演示2实验教学目标 （1）理解保险丝的作用；）理解保险丝的作用；（2）了解保险丝的使用常识；）了解保险丝的使用常识；（3）进一步加深对安全用电（包括安全操作）的认识；）进一步加深对安全用电（包括安全操作）的认识；（4）指导学习全面观察和比较观察方法，提高观察的目的性、）指导学习全面观察和比较观察方法，

16、提高观察的目的性、全面性，提高形象思维水平，提高兴趣水平层次。全面性，提高形象思维水平，提高兴趣水平层次。3选择实验方案 选择保险丝作用演示实验方案的最基本的要求是：选择保险丝作用演示实验方案的最基本的要求是：（1）便于模拟（如烧）、便于对比）便于模拟（如烧）、便于对比(如没有、有保险丝的后果如没有、有保险丝的后果)；（2）便于更换保险丝；）便于更换保险丝；（3）便于进行短路操作；）便于进行短路操作；（4）操作安全。）操作安全。初步选择如图所示的实验装置（示教板）。图中AH为接线柱，MQ为插座（另备两根插头连线），L为68V的汽车灯泡，G、H之间连接一根电炉丝，C、D和E、F之间可连接铜丝和保

17、险丝等。4 4确定教学策略、建立（选择）教学模式和总体构思确定教学策略、建立（选择）教学模式和总体构思（1 1）利用真实）利用真实+模拟的方法和对比演示的方法，形象、直观地表明保险模拟的方法和对比演示的方法，形象、直观地表明保险丝的作用。丝的作用。（2 2）利用如图所示的演示实验教学模式，通过生动、明显的演示，指导学）利用如图所示的演示实验教学模式，通过生动、明显的演示，指导学生进行全面、细致的观察，并配合简明的讲解，引导学生进行形象的思维，生进行全面、细致的观察，并配合简明的讲解，引导学生进行形象的思维，以建立清晰的物理图像，得到直观（理性的具体）的结论。以建立清晰的物理图像，得到直观（理性

18、的具体）的结论。（3 3）实验的主要程序应依次说明；）实验的主要程序应依次说明；电路中没有保险丝电路中没有保险丝怎样？怎样？电路中有了保险丝电路中有了保险丝怎样？怎样？为什么要选择一定规格的保险丝？为什么要选择一定规格的保险丝？保险丝能用铜丝代替吗？保险丝能用铜丝代替吗？5 5确定局部课题确定局部课题 从演示效果和学生可能产生的问题来看，可确定下述子课从演示效果和学生可能产生的问题来看，可确定下述子课题：题：（1 1）怎样模拟电流过大后电线（电器、设备）被）怎样模拟电流过大后电线（电器、设备）被“烧烧”？（2 2）怎样让学生看清保险丝断？）怎样让学生看清保险丝断？（3 3）保险丝为什么能）保险

19、丝为什么能“保险保险”（容易断）？（容易断）？（4 4）保险丝是怎样熔断的（过程怎样）？）保险丝是怎样熔断的（过程怎样）？（5 5）为什么要选用合适规格的保险丝？）为什么要选用合适规格的保险丝？（6 6）一般电器所用的保险管中为什么可用铜丝（适合基）一般电器所用的保险管中为什么可用铜丝（适合基础较好的学生）础较好的学生）6 6局部设计局部设计（1）在半根电炉丝上搁上数层）在半根电炉丝上搁上数层“”形塑料纸（用形塑料纸（用夹子夹住塑料纸下边）。这样，当大电流流过时，夹子夹住塑料纸下边）。这样，当大电流流过时，半根电炉丝逐渐变红，另半根上的塑料纸逐渐冒半根电炉丝逐渐变红，另半根上的塑料纸逐渐冒烟、

20、燃烧。烟、燃烧。（2）在保险丝上挂标志物：若保险丝红、挂件垂）在保险丝上挂标志物：若保险丝红、挂件垂下，保险丝断、挂件掉下。下，保险丝断、挂件掉下。（3）加辅助实验说明保险丝：）加辅助实验说明保险丝：电阻率大（实验方案略，也可直接用电阻率表上的数据来比较）；电阻率大（实验方案略，也可直接用电阻率表上的数据来比较）；比热小（可从固体比热表上的数据大致说明）；比热小（可从固体比热表上的数据大致说明）；熔点低熔点低(可用酒精灯或火柴烧，也可对物质的熔点表上的数据进行比可用酒精灯或火柴烧，也可对物质的熔点表上的数据进行比较说明较说明)。由此可（大致）说明保险丝为什么易断（关键词）：电阻大、易发热，由此

21、可（大致）说明保险丝为什么易断（关键词）：电阻大、易发热，比热小、易升温，熔点低、易熔断。比热小、易升温，熔点低、易熔断。（4）将装置中一盏灯改为并联数盏灯（如图所示）：逐渐增加并入灯）将装置中一盏灯改为并联数盏灯（如图所示）：逐渐增加并入灯数保险丝逐渐变红数保险丝逐渐变红直至熔断。直至熔断。（5）对比演示：粗保险丝不断）对比演示：粗保险丝不断,细保险丝断细保险丝断,进而说明之。进而说明之。（6）对比演示：粗铜丝不断）对比演示：粗铜丝不断,细铜丝断细铜丝断,进而说明之（对于基础较好、进而说明之（对于基础较好、接受能力较强的学生可进行这一内容）。接受能力较强的学生可进行这一内容）。7确定总体设计

22、方案（纲要性说明大致程序）（1）没有保险丝（或用一般铜丝和铁丝代替保险丝）没有保险丝（或用一般铜丝和铁丝代替保险丝）（短路或过载）（短路或过载）“烧烧”。（2）有了保险丝）有了保险丝“断断”（起保护作用）。（起保护作用）。（3）保险丝怎样熔断的（过程）。）保险丝怎样熔断的（过程）。（4）保险丝为什么能起）保险丝为什么能起“保险保险”作用（容易熔断）。作用（容易熔断）。（5）为什么要选用合适规格的保险丝（对比实验）为什么要选用合适规格的保险丝（对比实验）怎样选择怎样选择。（6）对钢丝是否可作保险丝的进一步认识（对比实验）对钢丝是否可作保险丝的进一步认识（对比实验）适当介绍各适当介绍各种形式和材料

23、的保险丝及其特点、用途（适合基础较好、接受能力强的种形式和材料的保险丝及其特点、用途（适合基础较好、接受能力强的学生）。学生）。（7）家庭电路保险盒、闸刀保险丝的安装及要求。）家庭电路保险盒、闸刀保险丝的安装及要求。8评价上述实验教学程序能达到拟定的实验教学目标（实际上，上述实验教学程序能达到拟定的实验教学目标（实际上，“保险丝保险丝”一一节的教学内容已由这一实验教学程序串联起来了），可以实施。节的教学内容已由这一实验教学程序串联起来了），可以实施。四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施1、配合讲解与层层深入2、直观简明与形象生动3、通俗讲解与恰当比喻4、适当设疑与激发兴趣 1、配合讲解

24、与层层深入 进进行行课课堂堂实实验验演演示示时时，教教师师应应该该根根据据教教学学内内容容的的需需要要和和学学生生心心理理状状况况，给给演演示示配配以以适适当当的的讲讲解解（启启发发、引引导导）或或讨讨论论，并并在在能能使使学学生生接接受受的的条条件件下下层层层层深深入入，引引导导学学生生对对演演示示的的现现象象进进行行观观察察和和分分析析，认认识识现现象象的的本本质质属属性性和和现现象象之之间间的的因因果果关关系系，从从而而合合乎乎逻逻辑辑地地得得出结论。出结论。演示与讲解的协调是十分重要的，要将学生的思演示与讲解的协调是十分重要的，要将学生的思维引入教师精心设计的轨道，光有教师实验表演是不

25、维引入教师精心设计的轨道，光有教师实验表演是不够的。讲解无论是内容还是语言，对于学生来说都应够的。讲解无论是内容还是语言，对于学生来说都应该该“顺其心顺其心”、“顺其手顺其手”，这样才能使学生容易接，这样才能使学生容易接受，利于观察、思考。受，利于观察、思考。要使实验和讲解层层深入，有时光靠一个实验不行，要使实验和讲解层层深入，有时光靠一个实验不行，而必须有几个实验的相互配合。而必须有几个实验的相互配合。四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施2、直观简明与形象生动演示人体触电的模拟实验 a，b，o为接线柱，c，d，为插座；N为一测电笔中的氖泡。

26、人若触电，氖泡即发光；R1为保护电阻，约150k；R2约为500k；R3约为350k；另外，准备两根两端带有插头的绝缘接线。实验教学对于学生来说应该力求形象生动。这样不仅能吸引学生观察，而且实验教学对于学生来说应该力求形象生动。这样不仅能吸引学生观察，而且也便于学生进行直觉思维。也便于学生进行直觉思维。（1）在）在a a，b b两端接通两端接通220V交流电，交流电，c c，e e接通，氖泡不发光。这说明，人接通，氖泡不发光。这说明，人若仅用一只手（或身体的一部分）接若仅用一只手（或身体的一部分）接触火线，身体的其他部分与地线、墙触火线，身体的其他部分与地线、墙壁、大地等绝缘的话，人不会触电。

27、壁、大地等绝缘的话，人不会触电。（2）再接通）再接通d d，f f，氖泡仍不发光。氖泡仍不发光。这说明，人若用两只手接触一根火线，这说明，人若用两只手接触一根火线，而身体的其他部分与地线、大地等绝而身体的其他部分与地线、大地等绝缘的话，人仍不会触电（鸟的两只脚缘的话，人仍不会触电（鸟的两只脚站在同一根输电线上、身体的其他部站在同一根输电线上、身体的其他部分不与其他输电线接触时，鸟不会触分不与其他输电线接触时，鸟不会触电的情况与此相同）电的情况与此相同）（3）断断开开d d，f f，若若接接通通l l，f f，氖氖泡泡发发光光。说说明明人人虽虽然然与与地地绝绝缘缘，但但两两手手同时接触两根电线，

28、人就会触电。同时接触两根电线，人就会触电。（4）断断开开l l，f f，接接通通g g，f f，氖氖泡泡发发光光。说说明明虽虽然然人人与与地地绝绝缘缘，但但一一只只手手与与火火线线接接触触，另另一一个个手手与与墙墙壁壁接接触触，人也会触电。人也会触电。演示人体触电的模拟实验 演示人体触电的模拟实验（5）断断开开g g，f f，接接通通h h，j j，氖氖泡泡发发光光。说说明明人人若若站站在在地地上上，一一只只手手与与火火线接触，人就触电。线接触，人就触电。（6）断断开开h h，j j，然然后后将将与与b相相接接的的一一根根电电源源线线断断开开，使使之之与与接接线线柱柱o接接通通，以以模模拟拟一

29、一高高压压输输电电线线落落在在地地面面上上，可可见见，氖氖泡泡不不发发光光。说说明明若若有有一一根根电电线线掉掉在在地地上上，只只要要人人与与地地保保持持绝绝缘缘，人人就不会触电。就不会触电。（7）接接通通i,ki,k，氖氖泡泡不不发发光光。说说明明在在落落地地电电线线附附近近，人人若若单单脚脚着着地地，一一般不会发生触电事故。般不会发生触电事故。（8）再再将将h与与k相相接接触触，氖氖泡泡不不发发光光。说说明明在在落落地地电电线线附附近近，人人若若两两脚脚拼拼拢拢站站在在同同一一“点点”上上，亦亦即即使使两两脚脚与与落落地地电电线线距距离离大大致致相相等等，一一般般也也不不会会触电。触电。（

30、9）断开）断开h、k，接通接通h、j，氖泡氖泡发光。说明由于两脚之间有跨步电压，发光。说明由于两脚之间有跨步电压，人就触电了。人就触电了。当一个人发觉跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，然后马上用一条腿或两条腿当一个人发觉跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，然后马上用一条腿或两条腿跳离跳离危险区危险区例：静摩擦力的演示例：静摩擦力的演示 静摩擦力及其方向的判定是教学中的一个难点。摩擦力的方向总是与静摩擦力及其方向的判定是教学中的一个难点。摩擦力的方向总是与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反，但在有些情况下，相对运物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反，但在有些情况下，相对运动的趋势

31、不明显，学生很难正确判断出静摩擦力的方向。动的趋势不明显，学生很难正确判断出静摩擦力的方向。取三只长毛刷和两块木块。请其中的两只长毛刷分别固定在木块取三只长毛刷和两块木块。请其中的两只长毛刷分别固定在木块A的上、的上、下两表面，毛朝外；将另一只长毛刷固定在另一木块下两表面，毛朝外；将另一只长毛刷固定在另一木块B的上面，毛也朝外，的上面，毛也朝外，这样就制成了两个待研究的物体这样就制成了两个待研究的物体A、B。1.在平面板上放一张砂布（增大摩擦力），再把一面有毛刷的木块在平面板上放一张砂布（增大摩擦力），再把一面有毛刷的木块B放放在砂布上，且使板刷的长毛与砂布接触。然后，用弹簧测力计沿水平方向在

32、砂布上，且使板刷的长毛与砂布接触。然后，用弹簧测力计沿水平方向拉此木块。可以看到，由于木块拉此木块。可以看到，由于木块B与支撑面有相对运动趋势，板刷的长毛与支撑面有相对运动趋势，板刷的长毛就发生了形变，由形变的情况即可判断静摩擦力的反向（如图所示）。如就发生了形变，由形变的情况即可判断静摩擦力的反向（如图所示）。如果使拉力逐渐增大，在接触层没有滑动前，板刷毛的形变也逐渐加剧，由果使拉力逐渐增大，在接触层没有滑动前，板刷毛的形变也逐渐加剧，由此可以说明，静摩擦力的大小随外力大小的变化而变化。此可以说明，静摩擦力的大小随外力大小的变化而变化。例：静摩擦力的演示例：静摩擦力的演示 2把两面有毛的木块

33、把两面有毛的木块A放在支承板的砂布放在支承板的砂布上，在它的上面再放木块上，在它的上面再放木块B，使木块使木块A、B之之间通过刷毛接触。用一水平向右的力拉木块间通过刷毛接触。用一水平向右的力拉木块A，保持其与支承板之间不发生滑动。可以保持其与支承板之间不发生滑动。可以看到，仅有底层的毛向左弯曲（如图所示），看到，仅有底层的毛向左弯曲（如图所示），说明木块说明木块A受到支承面对它向左方向的静摩受到支承面对它向左方向的静摩擦力，而木块擦力，而木块A、B之间没有静摩擦力。之间没有静摩擦力。3如图，用水平向右的拉力拉木块如图，用水平向右的拉力拉木块B，则则木块木块A、B之间的接触层、木块之间的接触层、

34、木块A与支承面与支承面之间的接触层，都发生了形变，由这些形之间的接触层，都发生了形变，由这些形变情况即可判断各自所受静摩擦力的方向。变情况即可判断各自所受静摩擦力的方向。例：静摩擦力的演示例：静摩擦力的演示 还可以探究在倾角为还可以探究在倾角为的粗糙斜面上的木块，当有一个沿斜面向上的力的粗糙斜面上的木块，当有一个沿斜面向上的力F拉拉着它时，木块所受静摩擦力的方向和大小。着它时，木块所受静摩擦力的方向和大小。四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施3、通俗讲解与恰当比喻 在中学物理课堂演示实验中，往往有这样一种情况，在中学物理课堂演示实验中，往往有这样一种情况，就实验及其操作步骤来说没有什么

35、不妥之处，但学生却就实验及其操作步骤来说没有什么不妥之处，但学生却不易理解，甚至产生错觉或疑惑，不能正确地思维，更不易理解，甚至产生错觉或疑惑，不能正确地思维，更不能得到自己确信的结论。因此，作为教师在进行实验不能得到自己确信的结论。因此，作为教师在进行实验研究时，应该设身处地地为学生着想，实验教学层次研究时，应该设身处地地为学生着想，实验教学层次（程序）不能使学生产生错觉，不能使学生对实验现象（程序）不能使学生产生错觉，不能使学生对实验现象和结果似信非信。应该针对学生在实验观察和思维上的和结果似信非信。应该针对学生在实验观察和思维上的种种难点，进行通俗的讲解和比喻，甚至可以辅以另一种种难点，

36、进行通俗的讲解和比喻，甚至可以辅以另一简单的实验或实例来加以说明，以确保实验教学的效果。简单的实验或实例来加以说明，以确保实验教学的效果。演示水低压沸腾的实验演示水低压沸腾的实验 在在8 8年年级级物物理理课课本本中中，有有水水低低压压沸沸腾腾的的演演示示实实验验。其其中中一一种种演演示示的的方方法法是是这这样样的的，将将圆圆底底烧烧瓶瓶里里的的热热水水烧烧至至沸沸腾腾，移移去去酒酒精精灯灯，用用塞塞子子塞塞紧紧烧烧瓶瓶，此此时时水水不不再再沸沸腾腾；把把瓶瓶子子倒倒过过来来，在在瓶瓶底底上上面面浇浇冷冷水水，可可见见瓶瓶内内的的水水又又沸沸腾腾了了。这这个个实实验验现现象象是是清清晰晰的的，

37、但但对对于于初初中中学学生生来来说说，由由于于没没有有质质量量和和体体积积一一定定的的气气体体，当当其其温温度度降降低低后后其其压压强强也也要要降降低低的的知知识识，对对于于浇浇了了冷冷水水后后瓶瓶内内的的水水沸沸腾腾是是在在低低压压下下的的沸沸腾腾这这一一点点，常常常常是半信半疑的。是半信半疑的。在在橡橡皮皮塞塞子子上上插插一一根根玻玻璃璃管管（如如图图所所示示），玻玻璃璃管管外外端端套套一一橡橡皮皮管管，用用一一夹夹子子将将橡橡皮皮管管夹夹紧紧，使使其其不不漏漏气气。按按原原方方法法进进行行演演示示，最最后后，将将橡橡皮皮管管的的下下端端置置于于红红色色水水中中，打打开开夹夹子子，可可见见

38、红红色色水水在在烧烧瓶瓶内内喷喷出出（即即表表演演低低压压喷喷泉泉实实验验）。由由此此说说明明浇浇了冷水之后瓶内气压低于大气压这一事实了冷水之后瓶内气压低于大气压这一事实。微小形变的演示 演示时，用手压玻演示时，用手压玻璃瓶底，可以看到玻璃璃瓶底，可以看到玻璃瓶上面玻璃管中的水面瓶上面玻璃管中的水面会升高，撤去压力，玻会升高，撤去压力，玻璃管中的水面就会回到璃管中的水面就会回到橡皮圈所在位置。实验橡皮圈所在位置。实验结果说明玻璃瓶在外力结果说明玻璃瓶在外力作用下发生了形变作用下发生了形变 学生在看这个实验学生在看这个实验时，常会产生两个错觉：时，常会产生两个错觉：（1）瓶不是玻璃的；）瓶不是玻

39、璃的；（2）手接触瓶子后传）手接触瓶子后传热给瓶子，使瓶内的液热给瓶子，使瓶内的液体受热膨胀。体受热膨胀。微小形变的演示 改进措施：（1）演示前先用金属棒敲瓶子，使学生确信这是玻璃瓶。（2）瓶子选用1kg装的椭圆形底的墨水瓶。这样，当瓶子椭圆截面的短半轴方向受压力时，水柱上升，当瓶子椭圆截面的长半轴方向受压力时，水柱下降。如果前者“能”用“受热臌胀”来解释的话，那么后者用“受热缩小”是解释不通的。可见水柱高度变化的原因并非受热膨胀。上面的演示不能使学生确信，不论水柱是上升还是下降，都是由于受力形变的缘故。可用挤牙膏的实验类比。四、演示实验教学的实施四、演示实验教学的实施4、适当设疑与激发兴趣

40、在实验演示中要引导学生观察，启发学生思维，还应在实验演示中要引导学生观察，启发学生思维，还应该利用中学生的好奇心，激发学生学习物理的兴趣，集中该利用中学生的好奇心，激发学生学习物理的兴趣，集中学生的有意注意力。对此，方法不少，而适当设疑是其中学生的有意注意力。对此，方法不少，而适当设疑是其中比较有效的一种。这里说的比较有效的一种。这里说的“疑疑”应该称得上是疑，不应应该称得上是疑，不应该是为了设疑而做的简单凑合，不应该是教师一说出口学该是为了设疑而做的简单凑合，不应该是教师一说出口学生就能回答出的问题。生就能回答出的问题。可设疑的方面较多，如可以利用教材的难点设疑；利可设疑的方面较多，如可以利

41、用教材的难点设疑；利用学生容易弄错的问题设疑；利用学生错误的前概念设疑，用学生容易弄错的问题设疑；利用学生错误的前概念设疑，等等。而通过实验来设疑的方法一般有以下几种：等等。而通过实验来设疑的方法一般有以下几种：出人意外的现象的分析；出人意外的现象的分析；似是而非的问题的回答；似是而非的问题的回答；貌似相同的问题的对比，等等。貌似相同的问题的对比，等等。演示有关电动机的实验演示有关电动机的实验 在高中物理讲到在高中物理讲到“含有反电动势电路含有反电动势电路”时指出：在电流通时指出：在电流通过电动机时，电动机里有反电动势存在。这个反电动势是由过电动机时，电动机里有反电动势存在。这个反电动势是由于

42、转子线圈转动，切割磁感线而产生的。仅从这一点来讲，于转子线圈转动，切割磁感线而产生的。仅从这一点来讲，转子中流过的电流越大，转子受到的力（转动力矩）越大，转子中流过的电流越大，转子受到的力（转动力矩）越大，转子就转动得越快、切割磁感线的速度就越大，产生的感应转子就转动得越快、切割磁感线的速度就越大，产生的感应电动势电动势反电动势就越大。对此，学生比较容易接受。反电动势就越大。对此，学生比较容易接受。演示有关电动机的实验演示有关电动机的实验（2）在电路中，固定滑线变阻器于）在电路中，固定滑线变阻器于某一位置，以使小电珠亮度一般，用某一位置，以使小电珠亮度一般，用手指或笔杆在电动机皮带轮或转轴上手

43、指或笔杆在电动机皮带轮或转轴上逐渐加压，可见电动机转速逐渐变慢，逐渐加压，可见电动机转速逐渐变慢，小电珠的亮度却逐渐变亮，电动机停小电珠的亮度却逐渐变亮，电动机停止转动，小电珠最亮。实验表明：电止转动，小电珠最亮。实验表明：电路中电流变小，电动机转速变快，反路中电流变小，电动机转速变快，反之，则变慢。之，则变慢。“转速转速”与与“电流电流”成反比。成反比。（1）如如图图所所示示，改改变变滑滑线线变变阻阻器器R阻阻值值的的大大小小，电电流流的的大大小小可可通通过过小小电电珠珠L发发光光亮亮度度的的变变化化来来反反映映（也也可可直直接接串串接接上上电电流流表表）。实实验验表表明明：电电路路中中的的

44、电电流流变变大大，电电动动机机转转速速变变快快；反反之，则变慢。之，则变慢。“转速转速”与与“电流电流”成正比成正比。引导学生用反电动势的概引导学生用反电动势的概念来解释这两个实验念来解释这两个实验 如果将如果将9年级学生实验年级学生实验“安装电动机模型安装电动机模型”中所做的实验和高中中所做的实验和高中“用电动机演示反用电动机演示反电动势电动势”的实验放在一起做的实验放在一起做 例：磁秋千 首先证明磁铁和铝板是不相互吸引的，首先证明磁铁和铝板是不相互吸引的，调节摆线的长度，使磁铁与铝板间的距调节摆线的长度，使磁铁与铝板间的距离大约在离大约在1 1cmcm左右。左右。1 1、电磁驱动。水平推动

45、铝板，使铝、电磁驱动。水平推动铝板，使铝板相对磁铁发生靠近或远离的相对运动，板相对磁铁发生靠近或远离的相对运动，磁铁秋千也随之运动。铝板向右，磁铁磁铁秋千也随之运动。铝板向右，磁铁也随之向右；铝板向左，磁铁也随之向也随之向右；铝板向左，磁铁也随之向左。左。2 2、电磁阻尼。让磁铁秋千做单摆运、电磁阻尼。让磁铁秋千做单摆运动，它将在平衡位置附件持续运动一段动，它将在平衡位置附件持续运动一段时间后缓慢停下来。把铝板放在磁铁秋时间后缓慢停下来。把铝板放在磁铁秋千的下方，运动的磁铁很快停下来。千的下方，运动的磁铁很快停下来。3 3、共振。铝板与磁铁秋千相对运动、共振。铝板与磁铁秋千相对运动时，铝板对磁

46、铁秋千施加了一策动力，时，铝板对磁铁秋千施加了一策动力，当铝板推动的频率与磁铁秋千的固有频当铝板推动的频率与磁铁秋千的固有频率相同时，秋千摆动的幅度最大率相同时，秋千摆动的幅度最大。五、中学物理实验教学程序应适应新课程改革中教学五、中学物理实验教学程序应适应新课程改革中教学要求要求 即使是同样的实验装置、器材等，在不同的教学阶段或对即使是同样的实验装置、器材等，在不同的教学阶段或对不同的教育对象，需有不同的实验教学层次（程序）。换言之，不同的教育对象，需有不同的实验教学层次（程序）。换言之，实验的层次（程序）必须与不同的教学要求相适应，中学物理实验的层次（程序）必须与不同的教学要求相适应，中学

47、物理实验教学程序应适应新课程改革中教学要求实验教学程序应适应新课程改革中教学要求 （一）与新课程改革中课程目标要求的知识深度相适应（一）与新课程改革中课程目标要求的知识深度相适应 【教学案例教学案例】通电导线在磁场中运动的实验通电导线在磁场中运动的实验 按按照照9 9年年级级物物理理学学科科目目标标的的要要求求，在在学学习习通通电电导导体体在在磁磁场场中中运运动动时时，只只要要演演示示说说明明通通电电导导线线在在磁磁场场中中要要受受力力才才运运动动，帮帮助助学学生生观观察察到到运运动动的的方方向（即受力方向）与电流和磁场方向的有关即可，不必再总结出左手定则向（即受力方向）与电流和磁场方向的有关

48、即可，不必再总结出左手定则 在高中物理为引入磁感应强度在高中物理为引入磁感应强度B B的概念，则主要演示说明通电导线在的概念，则主要演示说明通电导线在磁场中运动的快慢，即受力大小与磁场中运动的快慢，即受力大小与L L、I I、B B的关系。之后，又要演示说明的关系。之后，又要演示说明通电导线在磁场中受力的大小与电流和磁场夹角通电导线在磁场中受力的大小与电流和磁场夹角之间的关系。显然，对之间的关系。显然，对于这一实验，在初、高中所要演示的内容和实验层次（程序）是不同的。于这一实验，在初、高中所要演示的内容和实验层次（程序）是不同的。五、中学物理实验教学程序应适应新课程改革中教学五、中学物理实验教

49、学程序应适应新课程改革中教学要求要求（二）与要说明的问题的侧重点相适应（二）与要说明的问题的侧重点相适应 演示惯性的抽布实验演示惯性的抽布实验 在在8 8年级，这个实验主要用以说明静止物体具有年级，这个实验主要用以说明静止物体具有惯性。如果先慢慢抽动化纤桌布惯性。如果先慢慢抽动化纤桌布玻璃杯被桌玻璃杯被桌布拖着走，拖到桌边时迅速抽动化纤桌布布拖着走，拖到桌边时迅速抽动化纤桌布玻玻璃杯保持在桌边不动，并不随桌布一起离开桌面。璃杯保持在桌边不动，并不随桌布一起离开桌面。这样演示必定会给解释这一现象时带来一些麻烦：这样演示必定会给解释这一现象时带来一些麻烦：（1 1）惯性，即物体保持原来运动状态之属

50、性。）惯性，即物体保持原来运动状态之属性。为什么慢慢抽动桌布时玻璃杯不保持静止不动，为什么慢慢抽动桌布时玻璃杯不保持静止不动，反而随桌布运动？为什么快速抽动桌布时玻璃杯反而随桌布运动？为什么快速抽动桌布时玻璃杯不随桌布运动，反而静止？（不随桌布运动，反而静止？（2 2）如果说快速动）如果说快速动抽桌布时玻璃杯有惯性，表现为不随纸条运动，抽桌布时玻璃杯有惯性，表现为不随纸条运动，那么慢慢抽动桌布时玻璃杯也有惯性，为什么没那么慢慢抽动桌布时玻璃杯也有惯性，为什么没有表现出来？因此，在有表现出来？因此，在8 8年级演示这个实验时只年级演示这个实验时只适宜快速抽动桌布。适宜快速抽动桌布。在高中就不同了