初中物理实验探究的交流与学习.docx

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初中物理实验探究的交流与学习

实验探究的交流与学习

各位老师早上好，很荣幸能有这样的机会与大家共同学习交流。

由于身体原因，离开课堂有一段时间了，担心不能很好的完成这项工作，不知道我准备的内容是否符合大家的需求，如有不足，敬请各位老师指正。

我的讲稿分为三部分：

第一部分我把3月6日在长岭湖培训内容有关实验部分进行简单的整理，163中牛丽杰老师对比作实验做了深度的解析，我把我们在教学中容易忽视的地方整理后与大家共同学习分享。

第二部分，我与大家交流一下中考中对学生探究实验能力的考查。

第三部分，是我收集的一些哈市老师实验的改进与创新视频录像，与大象共同学习欣赏。

我们先看牛老师在串联和并联电路中的发现：

她将两个规格不同的灯泡串联，电源为一节干电池，出现的现象是左侧灯泡微弱发光，右侧灯泡不发光，用电压表测量电压分别为0.6V、0.4V，这是正常的现象，右侧的灯泡的功率小，所以不发光。

但当电源用三节干电池时，出现了下面的现象：

左亮右暗，但用电压表测量电压时，左为1.6V，右为1.8V，也就是说右侧灯泡的功率比左侧灯泡的功率大，但它发光却较暗，这是什么原因呢？

我们把这两种情况做一下对比：

从分的电压来看，第一次，3．8V比2．5V的电压小，那么3．8V比2．5V的电阻小，

但第二次，3．8V比2．5V的电压大，那么3．8V比2．5V的电阻大，也就是说，3．8V的灯泡与2．5V的灯泡电阻大小关系不同了，发生了变化。

牛老师做了进一步的研究，用伏安法测两灯的电阻，下面是她测两灯泡电阻的实验记录表格：

为了便于观察，她把这些数据转化成图像，便于我们观察，发现问题。

从图像上我们发现当电压加到一定值时，它们的电阻关系发生了变化，这个问题是解决了，但为什么电功率大时，亮度却暗呢？

因为两灯泡的发光效率不同造成的，右侧灯泡的发光效率较低，所以造成它分压大，但亮度暗。

将两个灯泡并联时，也会出现这样的现象。

下面的灯泡的功率比上面灯泡的功率大，但是它发光却较暗，原因是它的发光效率较低。

因为两灯泡的发光效率不同，下面的灯泡的发光效率低，而且它的功率小，所以发光较暗。

所以我们作电功率与电流、电压关系的实验时，两灯泡的发光效率应大体相同，且两灯泡的电阻大小关系的变化趋势大体相同。

平时我们作实验时，用的是“2.5V0.3A”“3.8V0.3A”，但如果所加电压不合适的话，发光的亮暗区分不是那么明显，因此串联时电压不能太大，并联时电压不能太小。

我们看一下，下一个牛老师改进的实验：

在探究浮力大小与那些因素有关的实验时，对于物体未浸没时，浮力大小与深度关系是如何处理的。

如图所示，她用同一个装有莎莉的瓶子，正放和倒放在同一个装有水的容器中，，从图中我们不难看出在控制变量上控制的很好，那么正放和倒放时，物体排开液体的体积是否相同呢？

如何知道的。

排开液体体积相同，可以通过液面的位置来判断。

虽然前后两种情况，物体所处的深度不同，但因为两种情况下所受浮力相等。

浮力的相等是应用二力平衡得出的。

通过该实验，牛老师很好的解决了物体未浸没时浮力大小与深度的关系。

我们再看牛老师对下一个实验的深度解析与改进：

给同学们如下的实验器材：

一个大量筒、一个小试管、足够清水。

要求仅用以上器材，设计实验测出小试管的玻璃密度。

以下是三中测量小试管玻璃的密度的方法：

方法一：

（1）在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数V1；将小试管漂浮在量筒的水中，读出此时水面所对应的示数V2；把小试管按入使其沉入水底，读出此时水面所对应的示数V3；

这是理论上的一种做法，但在实际操作过程中，由于重心偏高，所以出现了翻转的问题，也就是小试管会靠到量筒壁上的可能性很大，那么此时的小试管就不只是受到浮力和重力了。

因为我们是利用浮力与重力相平衡而得出试管质量的。

方法二：

（2）在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数V1；将装有一定量水的小试管漂浮在量筒的水中，读出此时水面所对应的示数V2；把小试管中的水倒入另一个量筒中，读出水的体积为V0；把小试管按入第一个量筒中使其沉入水底，读出此时水面所对应的示数V3；

由于我们在试管中倒入一定量水使小试管的重心降低，所以可以做到小试管竖直漂浮在量筒的水中，由于浮力与重力平衡，可以得出小试管和里面的装水的质量，里面的水的质量可以通过测量出的体积知道，所以可以得出试管质量，但就是操作步骤太繁琐。

方法三：

（3）在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数V1；将量筒中的水倒入小试管一些，使其能够竖直漂浮在量筒的水中，读出此时水面所对应的示数V2；把小试管按入使其沉入水底，读出此时水面所对应的示数V3；

同样我们在试管中倒入一定量水使小试管的重心降低，所以可以做到小试管竖直漂浮在量筒的水中，由于水是从量筒中取的，所以此时（V2-V1）ρ水g=G物，即可得出试管的质量。

所以此三种方法可以进行评价方面的考查。

实验探究式中考必考的内容，中考对实验探究能力的考查体现在对科学探究的七个要素的考查，，这是我与大家交流的第二部分的内容。

这是科学探究的七个要素以及对这七个要素提出的基本要求。

提出的问题必须是物理问题，猜想与假设好合理，制定计划与设计实验要具有可操作性和科学性、进行实验与收集证据要真实、会表格设计、会制作图像制作、分析与论证包括对数值的分析、图像的分析、以及归纳结论、评估要科学、要评估误差大小的、交流与合作要体现发散性、开创性、互补性。

那么在教学中如何培养、训练学生的猜想与假设能力呢？

我想为了避免学生漫无边际的瞎猜，导致处于失控状态，

教师应该适当的进行引导、点拨，让学生沿着一定的方向思考，有依据的进行猜想，例如，在猜想滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，教师就可以引导学生尝试着在摩擦力产生的两个必要条件这个知识点上去分析，去猜想。

从摩擦力产生的条件可知，两个物体一定要接触并挤压，就可以分析出滑动摩擦力大小可能跟这两个物体的接触情况有关，学生自然而然就想到了可能与接触面积大小有关；接触面的粗糙程度有关；两个物体之间还要发生挤压作用，就会想到与压力大小有关。

从第二个必要条件出发思考，两物体要发生相对运动，就会想到相对运动的快慢，即物体运动速度大小。

虽然最后经过实验探究得出滑动摩擦力大小与接触面的面积、物体速度大小无关。

，但这两个因素却属于合理的猜想，避免学生猜想滑动摩擦力大小与物体重力有关的不合理猜想，最初的教科版教材中有这个因素的猜想，现在的教材中已把它删掉了。

如果还有学生猜想滑动摩擦力与重力有关，我们教师可以引导学生这样分析：

两个物体之间产生的摩擦力大小一定与这两个物体之间的作用情况有关，而与第三者地球施加的重力无关。

，从而排斥这一不合理因素。

这是我在教学处理的一种办法。

2、我想再与大家交流一下试题中关于对分析论证要素的考查：

对分析论证要素的考查主要考查学生通过现象对比、图表描述等方式分析、推理出物理规律；

考查学生正确分析实验数据的特点、会根据实验数据找出相关数据的联系，发现物理量变化规律，总结出实验结论。

从试卷上看，学生存在的问题1：

学生不会根据收集的相关的证据（现象、数据等），不会准确表达、描述实验的结论。

不会根据实验数据分析找出相关数据的联系。

（也就是不具备对数据简单的处理能力）。

下面我结合具体的实验题，加以说明。

小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图所示。

①比较乙、丙实验得出结论：

学生得出的结论有：

压力越大，滑动摩擦力越大

在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

学生总结的这两个实验结论那个更准确、更严谨呢?

很显然是第二种结论更好，体现了控制变量。

同样是探究滑动摩擦力大小与压力的关系，我们看零一道考题，实验收集的证据如题所示，让学生通过分析表格数据，得出结论。

学生得出的结论有：

在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；在接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力与压力成正比

大家看，那个结论更好呢？

很显然是第二个好，体现了命题的要求，体现了对数据的分析，处理能力。

我们的课标中明确提出学生具备进行简单的因果推理能力，考试说明也明确提出学生应具备简单的数据处理能力，2011年中考研究杠杆平衡调节条件和2012年哈市调研考试探究浮力大小都考查了学生对数据的初步处理能力。

因此需要培养学生会分析相关的现象和对数据分析处理能力，总结实验结论时，能得出定量的关系就不要得出定性关系。

从试卷上看，学生还存在的问题还有：

学生进行分论证时，不注意相关的实验现象，不会分析实验数据及相关的实验现象。

进行总结时，结论不够准确、严谨，现象与结论混在一起。

例如，2009年中考中的一道实验题

同学们通过实验来探究“电功率跟电流、电压的关系”．

（1）实验中小灯泡电功率的大小可通过观察什么现象来判断？

（2）一位同学用干电池做电源，把L1“2.5V0.3A”和L2“3.8V0.3A”两只灯泡连成如图甲所示的电路．闭合开关进行实验，记录数据如下表：

小灯泡

发光情况

电压U/V

暗

1.8

亮

2.7

通过观察现象及数据分析，你得出什么结论？

（3）有位同学又在原有器材基础上继续探究，连接方式如图乙所示，闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了．请你分析原因并说明改进方法．

这道题我们只讨论

（2）通过观察现象及数据分析，你得出什么结论？

学生给出的答案可能有以下这些，那么哪些合理哪些不合理呢？

在电流相同时，电压越大，小灯泡越亮，电功率越大；

在电流相同时，电压越大，电功率越大，小灯泡越亮；

在电流一定时，电压越大，电功率越大；

在电流相同时，电压越大，电功率越大；

在电流相同时，电功率与电压成正比

第一个结论学生把结论和现象混在一起，小灯泡亮度应该是看到的现象，不应是结论，题中明确指出要结合观察到的现象及数据分析得出结论，很显然不符合题目要求。

第二个结论也是同样的问题。

第三个结论不是电流一定，而是相同，如果电流发生变化，比如串联一个滑动变阻器，电路中的电流就会发生变化，但是因为串联电流始终相等，而不是不变，所以说电流一定是不准确的。

第四个结论是准确的。

第五个结论，但从公式上看P=UI是正确的，但就本题提供的证据，我们根本无法得出正比例关系，所以也不能得分。

关于试题中评估（评价）要素的考查

主要考查：

学生对实验过程和结论的评价；对实验方案与结论的评价。

评价的角度有以下方面:

实验器材选择是否恰当，是否具有普遍性；

收集的证据（数据）是否具有普遍性，结论是否可靠准确等等

实验操作是否正确；实验图像数据分析与处理是否正确、合理；

得出或表达的实验探究结论是否科学、准确、严谨。

探究方法是否正确，是否体现控制变量；

探究过程是否完善等。

大家请看这道考题：

同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，提出了下列的一些

猜想：

猜想一：

滑动摩擦力大小跟接触面的粗糙程度有关；

猜想二：

滑动摩财力大小跟接触面的材料有关；

（1）请你也提出一个合理的猜想

（2）请你设计一个实验来验证你的猜想：

（可以用作图来表示）

（3）同学们在验证“滑动摩擦力大小跟接触面的粗糙程度有关”的猜想时，设计了用弹簧测立即拉着同一木块，在不同的水平表面上做匀速直线运动的方案（如下图所示），并在实验中记录了实验数据如下表所示：

实验后，同学们得出的结论是：

滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

请你对同学们的上述实验及结论进行合理的评价。

答案：

1实验器材的选择上没有控制接触面的材料相同，所以实验过程不科学。

2该实验过程中无法保证木块做匀速直线运动，测得的试验数据不准确。

3只做了一组对比数据就得出结论，结论不具有普遍性。

4实验结论中没有控制变量，应该在接触面的材料和自己的猜想一定的前提条件下得出结论。

从答案看，答题的角度体现在;

实验器材选择是否恰当

实验容不容易操作；

收集的证据（数据）是否具是否可靠，是否具有普遍性；

得出或表达的实验探究结论是否科学、准确、严谨。