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1、把对学生的机械训练转向实践素养的培育把对学生的机械训练转向实践素养的培育开发特别规物理试验的开发特别规物理试验的素养教化功能素养教化功能刘炳昇刘炳昇问题的提出n习题和练习是物理教学的一部分，但现习题和练习是物理教学的一部分，但现实中，它的地位已经赛过概念、规律教实中，它的地位已经赛过概念、规律教学，而且是一种大运动量的、几乎都是学，而且是一种大运动量的、几乎都是脱离实际的笔试训练。它使大多数学生脱离实际的笔试训练。它使大多数学生厌学，是在糟蹋学生的青春。厌学，是在糟蹋学生的青春。n这种状况须要变更。这种状况须要变更。解决实践问题的特点n1.更有利于激发学生的新颖更有利于激发学生的新颖心和求知欲
2、。心和求知欲。n2.须要通过自己的视察获得信息，发觉问题，须要通过自己的视察获得信息，发觉问题，作为进一步思维的基础。作为进一步思维的基础。n3.学生能干脆从实践中获得刚好、精确的反馈学生能干脆从实践中获得刚好、精确的反馈信息，有利于提高学生实践意识和评价实力。信息，有利于提高学生实践意识和评价实力。n4.实践中隐藏着极其活跃的因素，有益于活化实践中隐藏着极其活跃的因素，有益于活化学问和训练思维。学问和训练思维。n5.实践活动内容丰富，形式多样，有利于发展实践活动内容丰富，形式多样，有利于发展学生的特性特长。学生的特性特长。找寻风铃管音调的阅历规律L/cm48.5 45.5 40.5 35.5
3、 33 f/Hz 656 741 920 1180 1380 Lf3180033700373004189045500示波器软件示波器软件管径：管径：2.5cm304050600100012001400800是否与管径有关？n管直径1.5cmL/cm 30.028.5 26.5 24.5 22.5 20.5 f/Hz990 1108 1291 1507 1765 2131 30405060010001200140080020d=2.5cmd=1.5cm 找寻阅历规律n频率与管长和管的截面积有关，管长越长，频率越低；截面积越大，频率越高。n频率与这两个因素某种关系的乘积，可能与声速有关。因此这两个
4、因素关系的量纲应当是m1.n由此或猜想：验证：n管直径1.5cmn误差在1%-2%间。L/cm30.028.5 26.5 24.5 22.5 20.5 f/Hz990 1108 1291 1507 1765 2131 594059996044603059565970逆风行舟逆风行舟n给你一个带帆的小车和电风扇，你能使小车在给你一个带帆的小车和电风扇，你能使小车在略倾的斜面上逆风行进吗？略倾的斜面上逆风行进吗？n试一试，你是怎样做到的？试一试，你是怎样做到的？n你能说明逆风行车的原理吗？你能说明逆风行车的原理吗？n能否用一把直尺、三角板和铅笔做一个模拟试能否用一把直尺、三角板和铅笔做一个模拟试验
5、并说明它的原理？验并说明它的原理？n说明在什么样的状况下小舟不能逆风而上。说明在什么样的状况下小舟不能逆风而上。学生在实践中的表现学生在实践中的表现n可调整的维度：航向、风向、帆可调整的维度：航向、风向、帆向。向。n选择航向和风向在一条直线上，选择航向和风向在一条直线上，变更帆向；变更帆向；n时而变更风向，时而变更帆向；时而变更风向，时而变更帆向；n固定风向与航向的夹角，调整帆固定风向与航向的夹角，调整帆向，由于合适的帆向只在已定的向，由于合适的帆向只在已定的夹角范围内，尝试中很简洁错过；夹角范围内，尝试中很简洁错过；航向风向帆向学生在实践中的表现学生在实践中的表现n少数同学起先转向画图少数同
6、学起先转向画图分析；分析；n少数同学用直尺和三角少数同学用直尺和三角板试验；板试验；n然后回来做帆车的试验；然后回来做帆车的试验；n再进行理论分析。分析再进行理论分析。分析中多把风向当成对帆施中多把风向当成对帆施力的方向。力的方向。航向风向帆向案例：滑板车靠什么前进？n在市民广场上有一些小孩站在一种特殊的滑板车上，不用脚来蹬地就能前行，前行的奇异是什么？n视察小车的结构。n试一试，你是怎样使小车前行的？n分析一下，小车为什么能够前进？二轮滑板车的结构n一脚踏滑板前部，另一脚踏滑板后部，使前后板绕纵轴往复扭转，滑板车就向前运动了。n为什么滑板车会向前运动呢？滑车（后部）受力分析FF前方F1FF2
7、俯视俯视前方前视前视侧视侧视评析：n它们都是户外运动中的实际问题，学生特别感爱好，但对运动的原理却想不通，似乎违反常理，不依靠划桨（或发动机）产生的动力，小船岂能逆流而上？没有链条带动车轮，也不蹬地，小车还能前进？因此解决问题的动机很强。n通过探究使问题得到解决，过程中或许没有公式的推导和计算，但须要有思想，会说明不亚于做一个困难的计算题！案例：逆风行舟案例：逆风行舟 n常常言言道道，乘乘长长风风破破万万里里浪浪，顺顺风风破破浪浪。但但你你见见过过逆逆风风破破浪浪，而而不不靠靠人人力力拼拼搏搏吗吗？这这似似乎乎不不行行想想象象，但但事事实实上上，只只要要把把握握确确定定的的航航向向和和适适当当
8、限限制制帆帆面面的的位位置置，最最终终是是可可以以达达到到逆逆风风目目标标的的。案例：荡秋千的学问n用手拉住摆绳的一端，让摆球先以小振幅摆起来，怎样通过你拉绳的手使摆球的振幅增大？n试一试。n你准备在什么位置拉绳，在什么位置松绳？n为什么？手案例：荡秋千的学问n学生学了机械能守恒，就用机械能守恒定律来解决问题，但实际状况并不是那么一回事。n想一想，你是怎样打秋千的？假如你站在秋千板上，在什么位置你要蹲下去？在什么位置你要站起来？n回顾你学过的学问，你能提出什么问题吗？案例：荡秋千的学问n依据你打秋千的阅历，再来拉动摆球，试一试，你能使摆球的振幅增大吗？n为什么我们不能用机械能守恒定律来解决这个
9、打秋千的问题？因为人在做功变更了系统的能量。n通俗地说明一下缘由（可以演示）：一个在光滑水平面内被线牵着的小球作圆周运动，半径变小时，小球转动的线速度会变大。缘由是它要保持转动的动能不变。人在秋千的最低点站起来时，半径变小，线速度就要变大。评析n这是一种孩子宠爱玩的游戏，假如没有学过机械能守恒定律，或许他们会模拟荡秋千，但学过以后不会了。因为他们很少经验这种实践的训练，不知道真正解决实际问题的思索模式。n知道不知道角动量守恒并不重要，通俗地说明一下，可以使学生得到充溢感，并唤起今后学习的动机。案例：静电散花静电飞花的说明静电飞花的说明案例：演示平行板电容的试验n器材：静电计，固定在静电计上的金
10、属圆盘，带绝缘柄的金属圆盘，摩擦起电（或感应起电）的简洁装置。n请演示说明平行板电容器的电容与平板间距离的关系。案例：演示平行板电容的试验n距离减小，指针张角变大。n意味着电势差随距离减小而增大。n依据n可得：距离减小，电容也减小。为什么？n 地带电案例：演示平行板电容的试验n手持绝缘柄将金属盘接近静电计上的金属盘，指针张角几乎不减小。n这是为什么？地让下板带电案例：演示平行板电容的试验n手接触金属盘，将其接近静电计上的金属盘，指针张角减小，移开上金属盘，指针张角变大。n意味着距离减小时，电势差变小，电容变大。说明平行板电容器的电容随两极板间距离减小而变大。地让下板带电为什么前两种做法带来错误
11、的结论？n第一种：静电计测量的是下金属盘与地之间的电势差，下金属盘被感应的电量在随距离减小而增大。不等于电容两极的电势差。n其次种：上金属盘不接地，静电计测量的也不等于电容两极的电势差。它相当于测量平行板电容与上金属盘与地之间电容串联的电势差。总电容很小，几乎不变。n说明实践问题与解决笔头问题是大不相同的。案例：探究奇异的饮水鸟饱和汽的特性课题：奇异的饮水鸟课题：奇异的饮水鸟 n有如图所示的玩具，称之为饮水鸟，在饮水鸟旁的小碗中注水近满，再把饮水鸟的头按低，使其嘴喙插入至水中，n片刻后释放，细致视察出现的现象。课题：奇异的饮水鸟课题：奇异的饮水鸟n你见到哪些现象？n想象出它的内部结构，并分析饮
12、水鸟连续动作的缘由。你是怎样思索的？依据哪些现象提出假设的？n请你说明饮水鸟重心变更的初始缘由是什么？为什么会引起重心变更？低头的力矩是怎样产生的？n 课题：奇异的饮水鸟课题：奇异的饮水鸟n饮水鸟低头以后，为什么又会抬起头来？你是否视察到抬头前饮水鸟内发生的一些现象？这些现象与抬头有什么关系？n能否用另一种方式的试验来验证你提出的假说？n请分析说明这种“机器”能否看成是一种永动机？为什么？尝试用下面的模型说明n模型1：乙醚尾泡头泡吸湿层汽室支点饮水鸟的奇异探究n伽里略气体温度计的启示：n测温泡温度降低，n泡内的饱和汽压减小，n液柱上升。对模型1的改造乙醚尾泡汽室1头泡吸湿层汽室2支点饮水鸟的奇
13、异n杯中水吸入头泡的吸湿层尾泡吸湿层汽室2乙醚汽室1头泡支点饮水鸟的奇异n吸湿层中水份蒸发，使头泡温度下降乙醚尾泡汽室1头泡吸湿层汽室2支点饮水鸟的奇异n头泡温度降低汽室2压强P2减小乙醚尾泡汽室1头泡吸湿层汽室2支点饮水鸟的奇异nP2P1汽室尾泡中的乙醚沿管上升乙醚尾泡汽室1头泡吸湿层汽室2支点饮水鸟的奇异n重心前移低头，吸湿层与水接触乙醚尾泡吸湿层汽室2支点汽室1头泡乙醚尾泡吸湿层汽室2支点汽室1头泡对模型2的改造n饮水鸟低头后怎样才能抬起头来？n怎样使头泡内的汽压增大？让尾泡里的汽能进入到头泡内。尾泡内的乙醚液面必需低于尾管。尾泡乙醚吸湿层汽室2支点汽室1头泡饮水鸟的奇异n汽室1中的汽沿
14、管上升汽室2中的汽压增大管中液体流回尾泡尾泡吸湿层汽室2乙醚汽室1头泡支点饮水鸟的奇异n饮水鸟重心后移抬头乙醚尾泡汽室1头泡吸湿层汽室2支点怎样验证上述分析是正确的？从黑箱到灰箱，再到白箱。评析n把一个好玩的玩具当成黑箱来探究，依据视察得到的信息，边猜想，边论证，边修改，再验证。n收获的不只是学问，过程中才感悟到什么是探究。小结n基础教化的性质是大众教化，中学也不例外，中学物理课程教给学生的应当是有思想的物理学，有生活的物理学，有文化的物理学，联系实际的物理学，以试验为基础的物理学。n多少年来，很多大师和老师始终在呼喊以试验为基础，但现实却特别不志向。为什么会这样困难呢？n轻视实践的观点和做法有其深刻的历史和社会缘由。n中国是一个文明古国，有悠久的文化传统，但经验封建统治的时间很长，有一些封建的意识阻碍了社会的发展。要摆脱这些陈旧观点的束缚不是一朝一夕的事。n最终，让我借用丁肇中先生在获诺贝尔物理学奖时的一段感言来结束我的讲座：n“中国有一句古话：劳心者治人，劳力者治于人。这种落后的思想，对发展中的青年们有很大的害处。由于这种思想，很多在发展国家的学生们都倾向于理论探讨，而避开试验工作事实上，自然科学理论不能离开试验的基础，特殊是，物理学是从试验产生的我希望由于我这次获奖，能够唤起在发展国家的学生们的爱好，而留意试验工作的重要性。”n丁肇中再见！感谢！感谢！