初中物理实验教学案例分析与设计

本 科 毕 业 论 文（设 计）

题目（中文） 初中物理实验教学案例设计与分析

（英文）Junior high school physics experiment teaching

design and analysis of case

学 院 年级专业 学生姓名 学 号 指导教师

1

诚信声明

本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目 《 初中物理实验教学案例分析与设计 》 是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的法律责任。

2

目 录

上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明 „„„„„„„„„„„„„ I 上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表„„„„„„„„„„„„„II 上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表„„„„„„„„„„„„„Ⅳ 中文摘要及关键词 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅴ 英文摘要及关键词 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ Ⅵ 一．引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 二教学设计简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.1教学设计概论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2 教学设计的发展历史和未来的趋势„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.3中学物理教学的基本模式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3.1物理概念教学设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3.2物理规律教学设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.3.3物理实验教学设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 三.物理实验教学的案例设计与研究 „„„„„„„„„„„„„„„„ 10 3.1.1力学部分 惯性„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 3.1.2热学部分 比热容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 3.1.3电学部分 影响电阻的因素„„„„„„„„„„„„„„„„„13 3.1.4光学部分 光的折射„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15

3

摘要

物理是以实验为基础的自然科学。实验能直观地反映出一些物理现象和规律，在物理教学的各个基本模式中，无论是物理的概念教学，规律教学还是实验教学或多或少地涉及到一些演示实验，甚至是学生实验，可见实验是物理教学过程中不可缺少的一部分。本文主要研究的物理教学模式中的实验教学。通过对国内外的物理实验教学的改革和发展现状的了解研究，和目前物理实验教学案例的分析，吸取它们先进的物理教学的理念和方法，并将学习研究和的成果和感想应用自己的教学案例设计中去。自己实验教学案例要根据目前二期课改的理念和要求，以学生为主体，教师为指导的理念进行设计。在物理课堂教学过程当中，以教师的演示实验或者学生动手实验为主，演示实验通过自己制作的一些简易实验仪器模拟一些生活中的物理现象，引起学生的兴趣，激发学生的学习动力。学生实验通过学生自己设计实验，动手完成实验，搜集实验的数据，分析数据并得出实验结论。在学生实验教学的过程当中，培养学生的动手能力，科学方法，观察和分析能力。

关键词： 初中 物理实验 教学设计

4

Abstract

Physics is based on the experiment of natural science. Experiment can intuitively reflect some physical phenomena and laws, in physics teaching of the basic mode, regardless of whether they are physical concept teaching, rule teaching and experimental teaching more or less involve some demonstration experiment, and even students experiment, experiment is an indispensable part of physical teaching process. This paper mainly studies the physics teaching mode of experiment teaching. Based on the physics experiment teaching reform and development at home and abroad to understand the status quo of the research, case study and the current physical experiment teaching, learn their advanced ideas and methods of physics teaching, and application of learning research and achievements and thoughts to themselves to the teaching case design. His second case according to the current experimental teaching curriculum idea and requirements, take the student as the main body, teacher as a guiding idea for design. In physics classroom teaching process is given priority to with experimental demonstration of the teacher or students' experiment, the experimental demonstration through some simple experimental apparatus simulating make some physical phenomena in the life, the interest of students, stimulate students' learning motivation. Students to complete experiment by students themselves design experiment, experiment, collecting the experimental data and analysis

5

data and the experimental conclusions. In the process of experiment teaching, raises student's beginning ability, scientific method, observation and analysis ability.

Keywords: Junior middle school design

physics experiment

6

The teaching 一．引言

物理是以实验为基础的自然科学。实验能直观地反映出一些物理现象和规

律，所以实验是物理教学过程中不可缺少的一部分。实验不仅可以深化学生对物理现象，规律的了解和理解，还可以培养他们的观察能力，思维能力，动手操作能力；并且在小组实验的过程中相互合作，互帮互助。这也符合二期课改的课改理念：以学生为主体，教师为主导。在学习物理的过程中，体验科学的过程至少与科学知识的掌握具有同等的重要性。实验教学可以给学生创造其所需的机会发展他们的科学理解和探究能力。学生通过自己设计实验，进行试验，通过分析，综合，推理，归纳出事物的本质和规律，培养学生正确地研究物理学习和探究的科学方法。

在国外，近些年来，中学物理探索性实验的开发研究发展迅速，西方发达国家如美国，英国等注重应用现代的实验手段进行物理实验研究，然而趣味的物理实验也是重要的方向之一，在我国仅仅是一些沿海发达城市具有有限的实验设备。国外的物理教学改革采用形式多样的课程设置，重视学生对知识的理解，重视物理实验与社会实际的联系及与现代科学的结合，努力提升学生对实际问题正确地判断和理解能力，采用目标教学，探究教学，行为引导教学等多种方法[1]。其基本特征就是以实验为基础展开整个教学过程，在这一过程中如何通过实验培养学生的探究和创造能力是教学改革的重要探索课题。

英国课程标准规定了科学研究和实验应该交给学生的内容，即实验的设计，获取证据，分析证据得出实验结论，考虑实验证据的有效性，考虑改进试验的方法等。英国重视多样化的科学实践活动，注重让学生自主地构建知识，物理课上大部分时间都是学生动手实验或者观察老师的演示实验，学生自己从实验室两旁的仪器架上选取实验仪器，自己动手安装，自己设计实验和完成实验，分析实验数据，得出实验结论，并完成实验报告。英国物理教学着重学生的实验设计，组织和对知识的掌握，理解及综合应用。

日本从2003年开始，其教学观点发生了深刻的变化，注重学生的“生存能力”。新的教学目标保持原有的教学结构，在内容上保留原有的目标，重视观察和实验，重视培养能力，态度和科学方法，以及将知识与日常生活紧密联系，在初中课程总目标中指出，要有目的，有意识的进行观察和实验，并在各领域目标，

7

通过分析观察和实验的结果，提出自己的看法，培养学生的创造性和表达能力。同时，从科学，自然，人类的角度，重视培养学生对自然地综合见解和思考的方法，更多地追求学生在学习过程中是否掌握了方法，是否获得了情感体验，是否具有了相应的行为能力。

在中国，国内的物理教育改革在不断地变革和发展，在改革和发展的过程中，比价全面地研究了国外的物理教学情况，对美，日，德，俄等国家进行比较，学习国外的先进科学教育思想和理论，逐步摸索适合自己的发展道路。

国内物理实验教学的研究主要有：

⑴．应用计算机处理数据，模拟物理现象，进行仿真实验 ⑵．通过物理实验培养学生的能力，科学素养和创造能力 ⑶．通过改变实验方法，实验装置，自制实验仪器来改进实验效果 ⑷．物理实验教学体会

⑸．现代技术在物理实验中的应用

现在国内的物理教学还在不断的变革和发展，在这次对国内外物理教学现状，发展趋势和教学案例研究的过程中，能学习到一些比较先进前卫的教学理念和方法，对日后在教学过程中能更好地让学生获得物理知识会有所帮助。不仅让学生在课堂当中获得知识，还能过获得学习的科学方法，解决日常生活当中的实际问题。

二．教学设计简介 2.1教学设计概论

什么是教学设计呢？教学设计又可以称为教学系统设计，它是运用系统化的方法，将学习理论与教学理论的原理转化成对教学目标，教学内容，教学方法，教学策略等环节的具体计划，创设教与学环境的的系统“过程”或“程序”，目的是促进学习者学习[2]。教学设计应该建立在科学基础上的一门技术。

为什么要对课程进行教学设计呢？

第一、教学设计就是为了创造一个有效地系统的教学环境，教师通过这个人为设计的系统，将若干个教学内容科学地组织起来，构成科学的教学结构来达成教学任务，帮助学习者掌握教学目标。

8

第二、教学设计有利于提高和完善教师的素质，提高自己的理论水平和优化知识结构，在实际的教学过程中不断地积累经验，丰富教学设计。

第三、一个良好的教学设计有利于教师与教师之间的相互交流，帮助教师更好地表达自己的教学理念。使教师间的合作交流更加愉快流畅。

2.2教学设计的发展历史及未来的趋势

教学设计是一门交叉学科，受到教学理论，学习理论等影响。教学设计作为一门专业的研究领域，与教学设计理论相关的理论最早可以追溯到古希腊的哲人苏格拉底，柏拉图和亚里士多德。他们有关学习与记忆的一些基础认识由后来的13世纪的哲学家圣●托马斯●阿奎那进行拓展，在他的论述当中就蕴含着教学设计的思想。20世纪开始，随着心理学的蓬勃发展，改进了教学方法和手段并建立了科学模式。20世纪70～80年代，教学设计正式成为一门的学科，教学设计的发展进入了蓬勃期。20世纪80年代以后教学设计的发展进入到了转型期，并持续至今，随着计算机进入到教学活动中，许多教师将注意力转向了计算机辅助教学。20世纪90年代，建构主义教学的兴起向传统教学发起了挑战。以建构主义理论为基础的教学设计研究，创建了许多新的学习模式，如以学习者为中心的学习环境，基于目标的教学，基于问题的学习，开放性的学习环境，抛锚式的教学等，都取得了较好的效果。

教学设计从理论走向实践，再从实践反馈的理论的过程中，我们开始思考教学设计在未来的发展。在我国，国内的教学设计也必然会随着技术形态的迅速变化而发生显著的变化。教学设计的发展趋势主要是几个方面：

1.明确以“学生为中心”，主要让学生在学习过程中充分发挥主动性，要体现学生的首创精神，让学生有多种机会在不同的情景下应用他们所学的知识，将知识迁移和应用。树立“以学生为中心”的教学设计观就是给学生创造一个开放的，和谐的环境，鼓励学生自主地提出问题，并解决。在“以学生为中心”的教学过程中，教师应该充分发挥自己的主导作用，注意与学生之间的相互合作与交流，正确地引导学生积极地参加到教学活动中并且使学生的学习不偏离教学目标。

2.多媒体技术的应用。使用计算机辅助教学，制作各种模拟的情景，激发学

9

生的学习兴趣，这样学生不仅能学习到知识，更加能够培养他们的“观察——分析——总结”的认知能力。信息技术提供学生开放的，丰富的学习资源和思维，创造和表达的手段，更有利于学生自主地探究学习和培养他们搜集资料的能力。关注如何创设以信息为支撑的新型学习模式，以适应时代发展的需求。

3.学科之间的整合。在过去，教学设计总是一般模式，无论什么学科运用的都是一个教学模式，反而忽略了学科之间的差异性。不同的学科有其不同的教学设计。学科教学是教学设计发展的重要趋势之一，教学设计必须考虑各个学科教学的影响因素的整体效应和协同效应。 初中物理教学设计发展研究现况：

初中物理课堂教学形式有多种多样，根据二期课改的理念，该怎样把教学的侧重点由教师的“教”转到学生的“学”上来，从而更好地调动学生积极性，突出学生的主体作用呢？我们应该从提高学生素质出发，以学生接受能力为线索，由易到难、由简到繁，拓宽知识面，增强趣味性。教材注重知识、技能、智力的和谐发展，积极创造条件让学生主动学习参与实践，启发学生积极思维，体现了教师为主导、学生为主体的教学思想。

1).创设丰富多样的教学情景，培养学生的创新能力

创新能力的培养是以具有创新精神为前提的，而这种精神不是天生的，而是靠后天训练养成的。因此，教师要积极创设多种多样的教学情景进行训练，使“创新”成为一种行为习惯。

首先，科学而巧妙地设问，训练学生不依常规。“思维永远是从疑问开始的。”在教学中教师可精心设计一些探索性的问题，并设置适当的障碍，启发引导学生自己去思考、去探求、去解决，并勇于创新。

其次，适当要求学生讨论，开拓学生思维。课堂上的讨论以至争论，是让学生积极思维，开拓思路，各抒己见，集思广益，发挥集体智慧，训练学生思维的有效途径，也能使学生的创新能力得到很好的培养。

再次，充分发挥学生的想象力，对学生形成创新能力有积极作用。对事物的大胆想象是创新的起点。在课堂教学中，我们应引导学生对事物的未来大胆进行想象，经常鼓励学生“异想天开”或“别出心裁”，从而增进他们的创新技能。

总之，通过不同的方法手段创造多种多样的教学情景，反复多次激励学生，

10

使之经常处在“愤”、“悱”状态，使学生常有超越自我的表现，并时常处于“创新”的氛围之中，久而久之，创新便成为习惯，创新能力的培养也就水到渠成了。 2).在实验教学中培养学生的创新能力

物理是以实验为基础的应用性学科，实验教学是中学物理教学的有机组成部分，是培养学生创新能力的载体。教育的最高目标是培养人的创新能力.传统的物理演示实验,是在课堂上主要由教师操作,学生对实验进行观察思考的实验教学方式。这时,教师是实验的主体,处于主动地位;而学生是观察的主体,处于被动地位,这样做不利于学生创新能力的培养。为了突出学生的主体地位,培养学生的创新能力,教师应对演示实验教学进行创新设计,要发掘物理演示实验中巧妙的构思和方法,以实验为依托,拓宽其思路,挖掘其内涵,通过形式多样的实验活动来培养学生的创新能力。 3).培养迁移能力

在物理教学活动中，所有的概念、公式无一没有迁移的作用，只有通过迁移，才能使已有知识的领会得到进一步巩固。学生获得的知识并不能保证他们任何时候、任何地方都能用于解答问题，因此有必要研究迁移以便排除干扰，促成知识、技能的迁移。

2.3中学物理教学的基本模式

着眼初中物理的课堂教学设计，站在教师的角度，体现课堂教学教师的主导地位，并突出学生的主体地位，将课堂从教师向学生直接传递学科知识转为师生探究的场所。改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养科学的探究精神，加强实践能力以及创新意识，最终用科学的课堂教学培养时代所需的创新性人才。

新一轮的基础教育课程改革在物理可称中将科学探究作为新课程的重要环节，其目的是让学生的学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化。新物理课程希望通过将学生科学探究能力的培养过程，养成学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

目前，物理的教学设计有这几个模式：

11

2.3.1物理概念教学设计：

物理概念是整个物理科学体系的基石，构建科学的物理概念对物理学习非常重要。直接影响着对规律与方法的掌握和学习。科学有效地物理概念教学及其设计必须以促进学习者的概念转变为首要目标。学习过程是学习者根据已有的条件和知识主动构建的过程，其实质在于通过新旧知识的相互作用来发展自己的知识经验。学习不仅要运用原有的知识和新知识一致的部分，还要看到新知识与旧知识不一致，甚至是相冲突的部分，帮助学习者们分析，比较综合，对新旧知识做出必要的改造，从而达到巩固的作用。

在中学物理的概念教学与设计中，要想有效地促进学生的概念转变，不能无视学生已有的概念，简单机械地从外部对学生实施概念的灌输，而应当把他们原有的知识经验作为新知识的生长点 ，从原有的知识中生长出新的知识经验。

概念教学的基本模式：

⑴“子概念——概念”模式：物理概念之间是相互关联的，它们组成了一个体系。一个物理概念的获得有时建立在另一个概念（子概念）的基础上。牢牢抓住“子概念”进行教学，然后由子概念引出新的概念。抓住概念之间的这种构建关系，可以有效地组织教学。

⑵“理论——生成”模式

这种模式不用归纳与抽象，而是根据物理量之间的逻辑的内在关系，从某些已知的理论模型中自然生成新的概念。如重力势能，弹性势能等概念的获得。

⑶“实验——探究”模式

有些物理量，是根据例外两个量之比定义的，而且这些量比较容易测量，如密度，电阻等。这种教学模式是以实验为基础，采用探究的方式进行。这样不仅能调动学生的积极性，跟重要的是通过测量的手段，是学生认识到从定性到定量。

⑷“类比——迁移”模式

类比就是人们根据两个对象之间在某些方面的相同或相似，推出它们在其他方面也有可能相同或相似的一种认识事物的思维方法。；类比使一种学习对另一种学习产生了促进作用，这就是知识的迁移。如力与电的类比，电与磁的类比，声与光的类比等。

（5）“甄别——归纳”模式

12

认识事物的能力就是从不断的比较和辨别中发展的。如瞬时速度，加速度，浮力，向心力，功，热量等，引入后容易在理解上引起偏差或者与以前学过的概念混淆或者与生活经验相冲突。 2.3.2物理规律教学设计：

物理规律兼有陈述性和程序性两种属性。由于一些列物理规律的发现，人们获得了物理现象和过程在一定条件下发生，发展，变化的必然结果，也知道了许多概念之间的联系。物理规律大致地分为3种类型：实验规律，理论规律，理想规律[2]。

实验规律是在大量的观察和实验的基础上分析归纳总结出来的，而后又经历了实践检验而确立的，这些规律又可以称之为定律。如阿基米德定律，欧姆定律等等。

理论规律是以已知的事实为依据，根据一些定律或者理论运用数学方法推倒出来的。例如：定能定理就是由牛顿第二定律和运动学公式推倒出来的。在物理教学中，理论规律的学习对于训练学生的思维能力具有非常重要的作用。

理想规律是物理学中一些无法直接用实验或者逻辑推理的方式来证明的，但是它们却具有足够数量的实验事实来保证其可靠性。把这些事实进行整理和分析，抓住主要因素，去掉非次要因素，推理到理想的情况下，从而总结出来的规律。如牛顿第一定律。

物理规律教学的设计主要经过4个阶段：创设情境，探索规律，讨论规律和应用规律。

1）创设情境：教师要设计好便于发现问题的物理情境。创设的情境一般是联系学生最熟悉的生活中的物理现象，或者借助于演示实验，或者让他们自己亲身经历实验，让他们置身于物理环境当中，获得感性的认识为发现问题，研究问题做好铺垫。

2)探索规律：基于之前创设的物理情境，设计相应的科学探究的学习活动，在老师的指导和帮助下，学生自己自主地进行探究活动。在探究的过程中能经历提出问题，对问题进行猜想与假设，对自己的猜想制定计划并且设计实验，在进行实验的过程当中搜集相关的证据，并对搜集到的证据进行分析与论证，尝试分析假设与实验结果间的差异并能够发现为解决的矛盾或者是新的问题，最后学生

13

之间交流。教师要注意的是要给必要的知识铺垫和点拨。

3)讨论规律：教师引导学生进行讨论，对搜集到的各种信息和实验数据深入分析和处理，探讨物理规律的物理意义，公式中各字母表示的物理意义，各物理量的单位，物理规律使用的范围和条件。在具体的讨论当中，要注意针对学生容易理解或运用错误的地方进行重点讨论，以便使学生对物理规律又比较正确地理解。 4)应用规律：教师给出典型的问题，教师示范或者师生共同讨论，是学生结合对实际问题的讨论，深化，活化对物理规律的理解，渐渐领会实际分析，处理和解决问题的方法。 2.3.3.物理实验教学设计

物理实验与科学探究有着密不可分的联系。实验是进行科学探究的有效手段，实验是科学探究的一种常见形式。在中学物理实验教学中，实验探究性教学则是物理探究性教学的最常见形式。传统的物理实验,是在课堂上主要由教师操作,学生对实验进行观察思考的实验教学方式。这时,教师是实验的主体,处于主动地位;而学生是观察的主体,处于被动地位,这样做不利于学生创新能力的培养。和传统的物理实验教学相比，探究性教学模式更能体现物理学科的特点，更能遵循学生的学习物理的心理规律，更加强调从学生已有的生活经验出发，让学生经历创设的物理情境，提出研究课题，然后让学生设想实验方案，学生自己通过实验得出实验结论，最后把结论应用到生活中去解决生活中的实际问题。

中学物理实验探究性教学的基本模式：在老师的启发引导下，学生运用学过的知识和技能，以学习新知识的心态通过设计实验，去发现问题，探索问题和解决问题的一种教学方法。物理实验的探究性教学主要包括以下几个步骤

1）提出问题：能从日常生活，自然现象或实验观察中发现与物理相关的问题。认识发现问题和提出问题对科学探究的意义

2）猜想与假设：尝试根据经验和已有的知识对问题的成因提出猜想或对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测和假设。

3）制定计划和设计实验：明确探究目的和已有条件，经历制定计划和设计实验的过程，尝试选择科学探究的方法及其所需要的器材。

4）进行实验和搜集证据：能通过观察和实验搜集证据或通过公共信息资源收集资料。

14

5）分析和论证：能初步描述实验数据或有关信息，能对收集的证据进行简单的比较，进行简单的因果推理，尝试对探究结果进行描述和解释。

6）评估：能注意假设与探究结果间的差异，能注意探究活动中未解决的矛盾或新发现的问题从中吸取经验教训，尝试改进探究方案。

7）交流与合作：能准确地表达自己的观点，思考别人的意见从而能改进自己的方案[3]。

三．物理实验教学的案例设计与研究

目前，探究式教学已经成为了新课程实施中培养学生科学探究能力，科学态度和科学精神，实现学习方式根本变革的一种重要教学模式。如何让学生更有效的参与课堂活动实践是实施探究式教学的一个重要目标，而作者的巧妙之处却是将学生的思维放活，让学生的课堂活动成为了一种积极主动的过程，整个课堂贯彻自然、社会和自我有机统一的原则，是一节综合实践活动课程，这也是我们众多教师在教学过程中应该积极借鉴的地方，让学生能更有效的参与到课堂活动之中。 3.1力学部分

惯性

教学分析

本节学习惯性、牛顿第一定律。惯性是运动和力的关系知识中的一个重要概念，又与生活实际紧密相联。牛顿第一定律是本章运动、力的后续内容，也是高中学习牛顿第二、第三定律的基础。

学习本节内容需要以物体运动状态的改变、力的作用效果、摩擦力、二力平衡等知识为基础，进一步学习运动和力之间的关系，特别是当物体不受任何外力（或合外力为零）时的运动情况。

由于生活经验的影响，不少学生认为静止的物体有惯性、运动的物体没有惯性；固体有惯性、气液体没有惯性。通过小组实验、讨论，交流，从而认识一切物体在任何时候都具有惯性，而且物体的质量越大，惯性越大。

维持运动需要力吗？运动和力之间究竟存在什么关系呢？通过学生小组实验探究，知道力是改变物体运动状态的原因；通过演示实验知道维持运动不需要力。 在伽里略斜面实验的基础上，教师再塑造一个理想过程—伽里略的理想实验，最

15

后建立起牛顿第一定律，学生领略伽利略“理想实验”的科学魅力。

本节课的教学要求学生主动参与，在实验、讨论建立概念和规律的过程中，感受到透过现象看本质的思维方法，感悟观察、实验、推理、尤其是“理想实验”对形成概念和发现规律的重要作用。 教学目标 1、知识与技能

（1）理解惯性。理解惯性是物体本身固有的一种属性；知道惯性的大小与物体的质量有关。 2、过程与方法

（1）通过对生活中常见事例和实验的分析，纠正对惯性的一些错误认识，注意透过现象看本质的思维方法。 3、情感、态度与价值观

（1）通过了解亚里士多德、伽利略和牛顿等科学前辈对“运动和力的关系”不懈的探究历程，领略伽利略“理想实验”的科学魅力，感悟科学道路的艰辛曲折。 （2）通过对惯性利弊的分析讨论，懂得任何事物都存在两面性。

（3）通过了解安全带、安全气囊和头枕的作用，感悟生命的宝贵，体会尊重交通法规的重要性，从而自觉遵守交通法规。 三、教学重点和难点

重点：牛顿第一定律的形成过程及内容。

难点：惯性是物体本身固有的一种属性；牛顿第一定律的形成过程。 四、教学资源

1、学生实验器材（每四人一套）：装有水的烧杯、装有肥皂水的烧杯、吸管、惯性大小演示器、小车、木块、斜面、木板、棉布、玻璃板等。

2、演示实验器材：演示实验纸飞蛋落（瓶、纸板、鸡蛋）、装有沙子的小桶、小球、伽里略斜面等。

3、自制模拟演示PPT幻灯片。 新课教学 引入

1．播放影片“泰坦尼克号”片段，提出问题“发现冰山、‘泰坦尼克号’为什么

16

不能马上停止前进？”引出课题“惯性”。

2．同桌交流生活中常见的惯性现象：乘公共汽车突然刹车时的感觉；百米赛跑到终点后要继续向前冲等。完成活动卡P62画情景。 新课

3．一切物体都具有惯性 （1）问题

轮船有惯性、汽车有惯性、人有惯性，液体、气体也有惯性吗？你能利用桌上的器材设计实验证明你的观点吗？” （2）学生实验1

利用给定的器材设计实验证明液体、气体也有惯性：手拿装满水的杯子突然向前；手拿装满水的杯子向前突然停止；用吸管吹肥皂泡、用可乐瓶吹烛焰等。 利用给定的器材设计实验证明运动物体有惯性，静止物体也有惯性：小车上放木块、小车突然运动、小车突然停止运动；纸飞蛋落（该实验也可教师演示）。 （3）大组交流

小组派代表演示实验，并说明各实验分别表明了什么。 结论：一切物体都具有惯性，惯性是物体本身固有的一种属性。 4．物体惯性的大小 （1）问题

物体惯性的大小与什么有关？ （2）演示实验2

教师演示如图沙桶实验，学生观察得出结论： 物体的质量越大，惯性越大。 （3）学生实验2

做法：在光滑的木板上安装如图所示导轨，两导轨之间分别放置一号和五号电池，尽可能匀速拉惯性大小演示板前进，然后突然停止。 观察：不同质量的干电池在板上通过距离的大小。

结论：物体的质量越大，惯性越大。 （3）阅读教科书P82。知识应用 5．应用

17

（1）问题

事物都是一分为二的。在日常生活中，哪些地方我们利用惯性，哪些地方我们要防止惯性带来的危害？ 例举说明惯性的利弊。

安全带、教科书P81安全气囊和头枕。

（2）运用惯性与质量的关系解释教科书上图3-6-4相扑图片和活动卡上P的漫画图片。

（3）运用惯性知识解释生活中的一些惯性现象：行驶中的汽车遇到紧急情况刹车时，车内的乘客倒向车行驶的方向；要想击中地上的目标，飞机飞到离目标上空一段距离提前投弹；离开口的子弹失去了推力，还能继续前进。 （4）归纳解释顺序：①研究对象和相关物体原来是运动的、还是静止的？ ②与研究对象相关的物体的运动状态发生了什么变化？ ③由于惯性，研究对象的运动状态仍将怎样？

分析：本节课“惯性”是牛顿第一定律知识的第一节课时，为下节课的知识做铺垫。然而惯性在日常生活当中十分的常见，但是学生不一定能留意到。所以他这节课的引入是以电影泰坦尼克号的片段“装冰山”。这部电影学生有可能都看过，他们往往关注的是电影的情节和结果，但是他们不会留意到这个地方——为什么船不能马上停止前进，最后发生悲剧呢？提出这个问题引起他们对此的思考。通过电影的形式引入可以很好地吸引学生的注意力并且能够提高他们对本节课学习的兴趣和上课效率。通过对生活中的生活实例的分析，让学生们感受到惯性在我们生活中无处不在，感受物理与生活是息息相关的还能够培养他们对周围事物的观察。

本节课的学生实验有两个：第一个是学生自己探究除了运动的物体，静止的物体是否有惯性。这个实验学生自己利用给定的实验材料来设计实验，通过学生动手实验获得结论并交流总结。这样学生自主地学习到了知识同时也培养了学生动手操作的能力。

第二个是在探究影响惯性大小的因素——惯性与质量的关系。在做实验之前，学生要对影响惯性大小的因素进行了猜想。然后学生根据猜想设计实验，在

18

设计实验的过程当中体会控制变量法的这个科学方法。通过这个探究实验，让学生经历这个探究过程，知道探究活动的构成7个要素及目标要求。

3.2热学部分

比热容

教学分析

本节学习热量、比热容。热量是物理学中为了衡量热传递过程中能量转移的多少而引入的一个概念。比热容是描述物质热学方面特性的物理量，是本章节的重点教学内容之一，而在教学中伴随出现的“比热容概念的形成过程”中同时还涉及到Q、m、△T和c四个物理量之间的关系，研究的方法和过程将为以后学习密度的知识奠定基础。

学习本章节内容，在知识上要以温度、温标，以及热传递为基础，研究方法上要以控制变量法为基础，学习物质在热学方面的本质内容。

本节以图片为情景，激发学生对“物体温度升高时，吸收的热量与什么因素有关”进行合理猜想与假设，然后以“探究物质吸收热量的本领”为主线，让学生体验设计实验方案、进行实验与收集数据、分析与论证、交流与讨论等这一系列的科学探究环节，感受科学探究活动的基本方法，并初步建立比热容的物理概念。最后尝试用比热容的知识来解释一些生活或自然现象。

本节的教学要求学生积极参与，在经历探究物体吸收的热量与哪些因素有关的过程中不断自我反思，完善解决问题的方案，同时感受探究物理规律的基本方法和手段。学生通过真实体验探究过程，感悟到合理假设与探究过程是一个艰辛的历程，懂得尊重实验事实。 教学目标 1、知识与技能

（1）知道物体吸收的热量与哪些因素有关。 （2）理解比热容的概念。

（3）会用比热容的知识来解释一些生活现象 2、过程与方法

（1）通过对熟悉的生活经历和实例的分析、猜想物体吸收的热量与哪些因素有

19

关，感悟合理猜想的必要性。

（2）经历研究物体吸收热量与物质种类之间的关系，体验运用“控制变量法”设计实验方案、自主进行实验操作与收集数据、归纳结论的科学探究过程，从而建立比热容的概念。 3、态度、情感与价值观

（1）在探究的过程中，提高合作意识，养成质疑和尊重实验事实的科学态度。 （2）通过运用水的比热容较大这一特性解释一些简单现象，感受物理学与生活的联系。

三、教学重点和难点 重点：比热容概念。

难点：比热容概念的形成过程。 四、教学资源

1、器材：铁架台、两只小烧杯、水和煤油、两支温度计、酒精灯、火柴、钟表。2.课件：自制PPT幻灯片和视频。 新课教学 引入

情景：夏天，沙滩上的温度比海水的温度要高，这是为什么？ 模拟情景：用酒精灯分别对液体和沙子加热

问题：物体在温度升高时，需要吸收的热量与什么因素有关？ 生活经验：与物体的质量、物体升高的温度有关。 猜想：还可能与物体的种类有关。 探究物质吸收热量的本领 讨论方案

（1）探究物体吸收热量是否与物质的种类有关。

20

【讨论1】实验中应观察比较的是什么？

【讨论2】实验中通过记录加热时间来比较液体吸热多少的。如何确保两杯液体在相同时间内吸收的热量相同？

（2）如果要探究物体的质量或升高的温度是否对物体吸收热量有影响，又该选择怎样的液体进行实验？ 6、学生实验

A组：同时对40克的水和煤油进行加热，当温度计示数达到30ºC 时开始计时，分别记录当温度升高2.5ºC、5ºC和7.5ºC所需的加热时间。并将实验数据填在活动卡上。

B组：同时对80克的水和煤油进行加热，当温度计示数达到30ºC 时开始计时，分别记录当温度升高2.5ºC、5ºC和7.5ºC所需的加热时间。并将实验数据填在活动卡上。 7、讨论交流

【结论1】分析A组或B组实验结果可知：

同种物质，质量相同，升高的温度越多，物体吸收的热量越多。 不同物质，质量相同，升高的温度相同，吸收的热量不同。 【提问】观察A组和B组的实验结果，又可以得到怎样的结论？ 【结论2】分析A组和B组实验结果可知：

同种物质，升高相同的温度，质量越大，物体吸收的热量越多。 8、教师对学生得到的实验结论进行小结，并加以理论的推导。 科学家通过大量的实验不仅得到了上述实验，还得出： 同种物质，质量相同，吸收的热量和升高的温度成正比。 同种物质，升高相同的温度，吸收的热量和物体的质量成正比。

并在此基础上用数学的方法推理得出：同种物质，Q/（m•Δt）的值是一个定值；不同物质Q/（m•Δt）的值是不同的。 三、比热容 9、比热容

（1）定义：单位质量的某种物质，温度每升高（或降低）1 ºC ，吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。

21

（2）公式：C= Q/（m•Δt） （3）单位：焦/（千克·ºC） （4）一般常见物质的比热容表

从比热容表中查找：水的比热容和干泥土的比热容，并讲出物理意义。 【问题】质量相同的水和干泥土如果吸收相同的热量，温度谁升高得多？ 10、知识的应用 【情景】中国气象云图

【问题】为什么一天内上海昼夜温差比西宁小得多？ 四、课后思考

11、火星是离地球最近的一颗行星。人类已向火星成功发射多架火星“探测器”，从探测结果发现，火星有着和地球很多的相似之处，也有人愿意相信在火星上曾经有过生命的迹象。可现在„„

分析：在这节课之前我们已经学习了热量这一节内容，已经知道了传递热量的3种方式。在平时生活当中，学生亲生已经感受到不同的物体它的吸热本领是不一样的。所以在课的引入就是以生活当中的实例：夏天沙滩上的沙子比海水热，之后提出疑问：“为什么夏天沙滩上的沙子比海水热？物体的吸热本领与什么因素有关？”让学生们分组进行讨论，学生会根据生活的经验来进行猜想，如：物体的质量，升高的温度等。之后让学生根据猜想设计实验，进行实验，收集数据，分析归纳结论。让他们体验探究实验的7个构成要素。这节课的大部分时间都是由学生的讨论和实验组成的。这样教学效率能比较的高，学生的思维活跃，气氛热烈。学生参与实验，投入到了实验当中，在探究的整个过程当中，学生十分活跃，对动手操作实验仪器十分喜欢。 3.3电学部分

22

影响电阻大小的因素

教学分析

在本节之前学生们已经学习了欧姆定律，本节课是在欧姆定律之后引入的一节实验课。为以后学习串联电路和并联电路打下基础。所以本节课的内容具有承上启下的作用。

在学习本节内容之前，应对以下知识进行复习准备： (1)电阻的概念及其单位； (2)电流表的使用及其读数方法； (3)串联电路的连接方法。

通过学生的探究性实验，重点介绍影响导体电阻的三个因素：导体的长度、横截面积和材料，得出电阻跟这三个因素间的定性关系。同时渗透“控制变量法”这一物理学研究的基本方法教育教学目标 1、知识与技能

（1）知道决定电阻大小的因素。

（2）理解滑动变阻器的原理、作用和使用方法。 2、过程与方法

（1）经历“探究决定电阻大小因素”的过程，运用控制变量法研究物理问题。 3、情感、态度与价值观

（1）在“探究决定电阻大小因素”的过程中，养成规范实验和尊重实验数据的科学态度，体验合作学习的快乐。 三、教学重点和难点 重点：影响电阻大小的因素 难点： 四、教学资源

1、学生实验器材：若干节干电池、电键、金属导体、电流表、电压表、滑动变阻器和若干导线等。

2、演示实验器材：电源、电键、演示电流表、演示电压表、彩灯、滑动变阻器和若干导线等。 3、自制PPT幻灯片。

23

新课教学 （一）引入

1．演示实验：在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不同。说明不同导体的电阻是不同的。

问题：“导体的电阻大小由哪些因素决定？” （二）新课 2．学生实验

（1）研究电阻与导体长度的关系

控制导体横截面、材料不变，发现导体的长度越长，通过导体的电流越小。 说明：导体的电阻与导体的长度有关，长度越长，电阻越大。 （2）研究电阻与导体横截面的关系

控制导体长度、材料不变，发现导体的横截面越大，通过导体的电流越大 说明：导体的电阻与导体的横截面有关，横截面越大，电阻越小。 （3）研究电阻与导体材料的关系

控制导体长度、横截面不变，发现导体的材料不同，通过导体的电流不同。 说明：导体的电阻与导体的材料有关。

结论：导体的电阻取决于它的材料、长度、横截面（保持温度不变）。 3．阅读教科书P46：了解一些物体的电阻，阅读教科书P47了解长度、横截面温度相同，不同材料导体的电阻。 4．学生实验

用伏安法测电阻的大小（不使用滑动变阻器）。 5．教师演示

用滑动变阻器改变电路中的电流，发现在没有改变电源电压、没有更换电阻的情况下，也能使电路中的电流发生改变。 滑动变阻器

（1）仔细观察课桌上的滑动变阻器：滑动变阻器的结构；铭牌。 （2）滑动变阻器的符号、结构示意图。 （3）滑动变阻器的工作原理。

（4）讨论如何将滑动变阻器正确连入电路。

24

完成学习活动卡P34思考与讨论，强化训练滑动变阻器接入电路是哪一部分电阻，滑片移动时接入电路的电阻如何变化。 6．学生实验

（1）运用欧姆定律分析滑动变阻器如何改变电路中的电流。 （2）练习用滑动变阻器改变电路中的电流。 ①学会滑动变阻器的正确接法。 ②会用欧姆定律解释工作原理。

探究实验 导体电阻大小与 的关系 导体的横截面积导体长度/m 电压/V 电流/A 电阻/Ω /m2 导体材料

分析：本节课的内容是在学习了欧姆定律之后，本节课内容不仅是要学习影响电阻大小的因素，而且还要熟悉掌握欧姆定律。这节课也是一节实验课，指导学生运用欧姆定律和伏安法测定不同导体的电阻大小。本节课充分发挥了教师的主导作用和学生的主体地位。教师主导作用体现在控制课堂教学的进程，引导学生分析、讨论和解决教学中遇到的问题；学生的主体地位体现在教师引导下学生自己设计方案、分析评价方案和确定方案，通过实验来解决问题，最后获得新知。 通过从提出问题——进行猜想——确定方法——设计方案——实验操作——数据处理——结论汇报等等一系列探索过程，将学习者始终置于探索者的位置，使学习过程成为“发现”或“再发现”的过程，充分发挥学生学习的积极性、主动性，让学生自己从实验中得出结论，体验学习的乐趣。但是在实验过程当中还是存在不少问题： 1.电路的连接问题 2.电表的使用

3.引导猜想时，学生的参与面不够。学生回答问题中女生较少， 学困生参与机会不多。

4.由于在前面设计实验方案环节中有点耗时，导致后面实验时间有点紧，没有充

25

分的时间进行习题巩固，需要在时间分配上做些处理。

3.4光学部分

光的折射

教学分析

本节学习光的折射及初步规律。光的折射是生活中常见的现象，又是学习后续内容透镜成像的基础。

学习本节内容需要以光的反射及反射定律为基础。

由生活中常见的现象引出什么是光的折射，接着通过教师演示实验并与光的反射定律的类比，知道折射光线与入射光线、法线在同一平面上，以及折射光线与入射光线分居在法线两侧。通过学生小组实验探究、讨论、交流，归纳折射角与入射角的关系。最后应用光的折射的初步规律解释生活中常见的现象。

本节内容的学习强调学生的主动参与，在实验、讨论、交流建立规律的过程中，感悟观察、对比、归纳的科学方法，体验合作学习的重要性。 教学目标

1、知识与技能

（1）知道光的折射现象。 （2）知道光折射的初步规律。 2、过程与方法

（1）经历对比不同介质对光的折射本领的不同，感悟观察、对比的科学方法。

（2）经历探究折射角与入射角关系的过程，感悟归纳方法。 3、态度、情感与价值观

（1）经历对比不同介质对光的折射本领的不同，懂得合作学习的重要性。 （2）通过常见的生活现象——“水中的筷子弯折”、“池水变浅”等，激发学习兴趣，领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感情。 三、教学重点和难点 重点：光的折射规律。

难点：光折射初步规律的建立过程。

26

四、教学资源

1、学生实验器材：激光笔、半圆形玻璃砖、盛水的密封圆盒等。 2、演示实验器材：激光笔、水槽、带转动小门的木板。

3、课件：自制课件。 新课教学： （一）引入

1．学生观察斜插入水中的筷子在水面处弯折的现象，引入光的折射。 2．学生阅读教材P36前三段，教师讲解光的折射现象、折射角等。 （二）新课

3．提出问题

学生讨论、交流，提出对光的折射感兴趣的问题，如：折射现象中光如何传播？玻璃和水对光的折射程度相同吗？等。

4．演示实验

（1）在水槽内竖直插入木板，当木板上的小门跟木板在同一平面时，小门上可以看到折射光线，且折射光线与入射光线分居法线两侧；当小门向后转过一个角度时，在小门上不再能看到折射光线。

（2）分析、讨论，得出折射光线与入射光线的位置关系，填写学生实验记录表。

5．学生实验

（1）分组讨论：根据给定的实验器材

1怎样比较折射角和入射角的关系； ○

2怎样比较水和玻璃对光的折射程度是否相同； ○

3确定实验方案：大组六人分为两小组，三人一小组探究光从空气到玻璃○

或从玻璃到空气时的规律，另一组探究光从空气到水或从水到空气时的规律。

（2）实验探究：折射角与入射角的关系，填写学生实验记录表。 （3）交流归纳：大组内同学交流，大组间交流并归纳结论，将学生实验记录表填写完整。

说明：学生实验记录表见附表。 （三）知识应用

6．应用光的折射的初步规律解释“斜插入水中的筷子在水面处弯折”、“池水变浅”、“海市蜃楼”等现象。

27

7．完成学习活动卡上P33“阅读和理解”中练习2。 附表：

学生实验记录表

探究实验

光从空气射入__________________中 折射光线与 入射光线、法线的关系

入射角 折射角 折射角与入射角的大小关系 归纳实验结论：________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。

探究实验

光从_________________射入空气中 折射光线与 入射光线、法线的关系 入射角 折射角 折射角与入射角的大小关系 归纳实验结论：________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 分析：这节课的内容是在光的反射之后，在光的反射这节内容的学习过程当中已经略有涉及到光的折射的现象。学生们也已经看到了当光照射到透明物体时会发生折射现象。所以这节课的引入就是用演示仪器模拟光的折射现象。通过之前的学习，学生已经知道光的反射是有一定的规律的。就这个再提出问题：“光的折

28

射是否也具有一定的规律？”然后是由学生进行“光的折射规律”的探究实验。所以整节课基本以学生的实验为主，教师在旁知道学生进行实验。通过探究实验学生合作总结光的折规律。整节课总体来说，学生的学习效果很不错。学生通过自己动手设计实验进行实验，由于之前在学习光的反射规律时已经熟悉了光具盘的使用，在整个实验过程当中进行的比较顺利，学生也能够大致总结出光的折射定律的其中二条：折射光，入射光分居法线两侧。折射角与入射角不相等。但是第三条折射光线，入射光线，法线在同一平面内。学生的实验仪器做不出来。所以需要做演示实验。然而折射夹角与入射角的大小关系需要教师从旁指导并指导学生通过与反射规律的对比记忆加深印象。在用光的折射规律解释折射现象、生活实例的时候应该作为重点，由于前面的时间压缩的不够紧导致重点不突出，比如：从水中看岸上的树是变高了的树的虚像，海市蜃楼的形成，天上星星的实际高度．．．．．．都还没有来得及讨论，这是最遗憾的地方。

29

参考文献

[1]白梅 国内外物理实验教学方法改革及发展概况分析[期刊论文] 中国电力教育 2009年08期

[2]王建中，中学物理教学设计与案例研究 科学出版社 2012.6 [3]冯杰 中学物理课程与教学论 北京大学出版社 2011.9

[4]冯杰，高中物理探究实验及案例教学设计 北京大学出版社 2011.4 [5]朱轶成，中学物理教学案例研究与分析 浙江大学出版社 2012.11 [6]邢红军，物理实验教学的调查研究 1998（04）

[7]廖伯琴 中学科学教育的国际改革趋势[期刊论文]-物理教学探讨 2002(2） [8]王继珩 重视实验教学对能力的培养[期刊论文]-物理教学探讨 2002(4) [9]曹磊.谭树杰 各国物理教学改革剖析 [10]吴永令 初中物理探索性实验教学研究

[11] 褚慧玲 物理课程中研究性学习带来的挑战[期刊论文]-物理教学探讨(中教版) 2002(1) [12] 阙小周 初中物理建构\"以学生为本、探究导学\"教学模式的探讨[期刊论文]-物理教学探讨 2002(6)

[13] 吴磊 引导学生自主探究获取新知 2002(06)

30