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高中物理实验设计方案
学科设计的倡导者把完全熟悉知识学科视为教育的基础，但他们强调理解学科的要素，而不是像科目设计那样，强调的是占有材料和信息，鼓励学生明确学科的基本逻辑或结构，即学科的关键概念、观点和原理的种种关系，理解学科独特的探究方式。
高中物理实验设计方案1
教材分析
磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。
整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场(太阳、月亮等)，故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。
电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。
学生分析
磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。
但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。
学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系(如黑子、极光等)，满足学生渴望获取新知识的需求。
教学目标
一、知识与技能
1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。
2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。
使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。
3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。
二、过程与方法
1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。
2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。
3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。
三、情感态度价值观
1、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。
也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。
2、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。
通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。
3、强调学生通过自主参与类似科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感。
重点难点
电流磁效应的研究是本节课的重点，也是难点
教学设计思想
1、这是磁场章节的第一节课，教学过程应重在显示学生对磁这一知识的了解和对磁知识的生活的体验。
为此，本节课采用以问题为主线、实验为基础的教学策略。
问题情景的创设，是思维的启动点和切入口，而实验是物理研究的理论支持。
2、电流磁效应的研究是本节课的重点，在设计中可让学生自己讨论研究的思想，在这基础上再提出奥斯特的实验及其研究过程中出现的困难。
然后自然得过渡到磁场对电流的作用上来。
3、在天体磁场的教学中，本设计注意用多媒体手段，将大量的图片、影象资料传递给学生，让学生了解中国古代对地磁的应用及其它天体磁场的认识，提高课堂的趣味性和教学效果。
教学过程设计
一、课前调查、准备
教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢?
任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识
二、实验演示，引入新课
1、利用磁钢堆硬币积木。
实施过程：在木凳的下方可事先藏一小块磁钢，在木凳的上方在磁钢的磁化作用下可堆起四层高的硬币积木。
2、演示“磁悬浮”小实验
师：以上两实验的现象是如何出现的呢?具体的奥妙在那里呢?
学生非常新奇，对实验中出现的现象猜测各种原因，激起学生学习磁知识的兴趣
三、实验探索、新课教学
师：在初中我们已接触了一些磁有关的知识，生活中有哪些与磁有关的现象和应用?同学之间可互相讨论。
(因课前有准备，学生相对比较活跃，要充分把学生所知道的知识表述出来)
师：对磁的认识和应用，早在我国古代就开始了
多媒体投影补充说明磁有关的现象和应用：
1、天然磁石(成分：Fe3O4)
2、司南的照片
东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”
3、磁悬浮列车
上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。
这个速度超过了F1赛事的最高时速，车厢里上下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。
4、飞鸽依靠地磁场识路等
从学生最熟悉的磁知识着手，引出磁的一些概念：
磁铁吸引铁质物质
5、实物投影指南针的指向
磁性：磁体能吸引铁质物体的性质
磁极：磁体中磁性最强的区域。
从中引出N、S极的定义。
让学生从磁铁使铁质物体磁化联系到电能使铁质物体磁化，从而来说明电与磁的关系，引出奥斯特电流磁效应现象。
师：磁铁能吸引铁钉，铁钉是磁铁吗?为什么磁铁可以吸引铁钉?
学生回答：铁钉被磁化
师问：那么在自然界中还有没有什么其他的东西能使铁质物体磁化的呢?
(请同学互相帮助想一想，然后回答)
学生：电流可以使铁质物体磁化
可以向学生说明：1731年，英国商人发现雷电后，刀叉具有磁性。
1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可以使缝衣针磁化。
另师：自然界中磁铁的相互作用早已被人所知，同名磁极排斥，异名磁极吸引，这与我们学过的什么力的作用很相似?
学生：电荷之间的作用力相似。
师：那么会不会说明两者存在联系呢?如果让你去研究电与磁的关系，你会如何去设计?
学生由于已受初中磁知识学习的影响，大部分都提出让通电导线对小磁针作用。
投影介绍奥斯特的生平
实验演示奥斯特的电流磁效应：
师说明：在奥斯特研究的最初，他受到力总是沿着物体连线方向这个观念的影响，总是在沿电流的方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上，均以失败告终。
1820年4月，在一次讲课中，他偶然把导线沿南北放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了
老师在此说明奥斯特的生平和发现电流磁效应的历程，让学生知道每一次科学新发现是艰难的，需要付出的是前期不断的努力和对科学的执著、自信。
实验说明：通电导线会产生磁场，对磁针产生力的作用。
提问：既然电流对磁铁有力的作用，那么磁铁是否也应该对通电导线有力的作用呢?
学生回答：应该有。
但可能有部分学生因没有普遍联系的观点而不知如何进行逻辑推理。
演示实验：
安培在此三个月后发现磁场对电流的作用
提问：综上所述，磁铁与磁铁的力，磁铁和电流的力，它们是如何产生的呢?是通过什么去实现这力的作用呢?
学生：磁场
因磁场是一种抽象的物质，学生对其了解较少，故可能有一些疑问。
多媒体演示磁场是力发生的媒介，让学生对磁场的作用有更形象的理解。
师问：司南、信鸽传书等都是利用了地磁场对它们的受力作用，那么地磁场是如何产生，又是如何分布的呢?同学们对此的了解有多少?
(先请学生说说自己对此的认识，可分组讨论，最后由代表发言)
师：总结学生的观点，后通过视频说明：
地磁场的分布及与地磁南北极与地理南北极的方向关系
视频介绍：
地磁场形成的一种原因。
投影介绍地磁场的衰减及其可能的原因
介绍磁偏角的概念及其发现的实际意义
指南针所指的南北(磁场的南北极)与地理上的南北极并不完全一致，两者之间存在着偏角，即磁偏角。
师指出：沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，不全南也”。
这是世界上最早的关于磁偏角的记载。
师问：除了地球有磁场外，其他天体是否也有磁场呢?
有些学生的课外知识较广，可请个别学生把自己对其他天体的磁场的认识阐述一下。
师投影介绍：地球的磁场不是独立的，太阳、月亮等天体都有磁场，并且太阳光、太阳黑子、极光形成都与太阳磁场有关。
视频介绍：太阳黑子的形成
视频介绍：太阳风、极光的形成原因
板书设计
磁现象和磁场
磁现象
磁性：磁体能吸引铁质物体的性质磁极：磁体中磁性最强的区域
电流的磁效应
奥斯特生平介绍电流磁效应实验
磁场
磁场对通电导线的作用磁场的作用
地球和其他天体的磁场
教学后记
本教案设计保留了传统教案的一些优点，采用了问题讨论式探究的模式，通过精心创设情景，一路与学生一起摸索，相互讨论，得出结论，再引发新的问题，从而加深学生对磁场这一知识的理解和掌握。
另外，这节课通过大量的图片介绍古代和现代对磁的应用，了解我国古代在磁方面所取得的成就。
并通过直观的多媒体手段让学生熟悉地磁场分布，使学生从中了解磁偏角的概念、让学生能了解太阳的磁场和自然界的一些现象的联系，如黑子、极光等，这不仅提高了学生知识面，还可以激发学生学习物理的兴趣。
在整节课中，充分尊重学生的思维发现，让他们自主寻找问题的根源，注重情感教育和德育渗透
文 章来源
高中物理实验设计方案2
一、实验名称：乒乓球在物理教学中的应用
二、实验设计思路：
随着新课程的改革,要改革传统的实验设计理念,通过全新的实验教学,提高学生的观察能力,探究能力和创新意识。
这就要求我们充分利用身边的物体,巧妙的设计实验,提高学生的学习兴趣。
基于此，我想到了可以把乒乓球运用到我们物理实验中来，像为国争光一样为我们物理课堂增光添彩。
三、探究实验：
探究实验一：球体直径的测量
利用乒乓球，直尺，两块长方体木块来测量乒乓球的直径。
具体方法是：把乒乓球放在两块长方体木块中间，直尺和长方体木块垂直，记下两木块间的距离，并转动乒乓球的不同方向再测量几次，求出平均值，这样测得直径较为准确。
这个实验不仅能让学生学会利用刻度尺测量物体长度，还能让学生学会测量其它球形物体直径的方法，同时也提高了学生的兴趣。
探究实验二：声音是由于物体振动产生的
利用乒乓球粘上一根细线，让挂在细线下的乒乓球接触正在发声的音叉，发生的音叉又会迅速把乒乓球弹开，但乒乓球在重力作用下又会回落，并再次与音叉接触，发生的音叉又把乒乓球弹开。
该实验的特点是能见度高，全班的每位同学都能清楚地观察到实验的全过程。
同时实验的趣味性也比较强，学生感觉新颖、奇特，能激发学生学习的动力。
探究实验三：气体的热胀冷缩
在讲到温度计的原理时，需要介入热胀冷缩的知识，尽管有的同学可能知道这一现象，但如果有一现象明显的实验来验证，效果就更好了。
方法很简单，将一踩瘪的乒乓球，放在热水里，里面的气体由于温度升高，体积膨胀，会使乒乓球复原。
证明了气体的热胀冷缩的特点。
探究实验四：物体具有惯性
在讲到惯性时，将乒乓球放在硬纸片上，用力打纸片，纸片飞出，乒乓球留在原处，是因为乒乓球具有惯性，原来是静止的，还要保持原来静止状态，所以还会留在原处。
探究实验五：分离密度不同的物质的方法
将乒乓球和玻璃球埋入装有米的大烧杯中，摇晃烧杯，过一段时间，乒乓球从米中“跑”出来。
原因就是乒乓球的密度比米小，能上来，此规律能用于分离密度不同的物质。
这个实验简单易做，现象明显，还能引起学生的兴趣。
探究实验六：证明大气压强的存在
在矿泉水瓶中装满水，用乒乓球盖严瓶口，手按住乒乓球把瓶子倒过来，放开手后水不会流出来乒乓球也不会下落。
此实验说明了大气压强的存在，直观形象、生动有趣，比用任何语言描述效果都要好。
探究实验七：流体压强与流速的关系
在一漏斗下放一乒乓球，手放开，乒乓球由于重力的作用而下落，如果从上往下不断的向下吹气，可看到乒乓球不落下。
这一实验说明了流体流速越快的位置压强越小，上部压强小，下部压强大，所以乒乓球不会落下。
另外还可以将乒乓球放在一烧杯中，对着烧杯口吹气，会发现乒乓球从烧杯中跳起来，跳入另一烧杯中，此实验也充分证明了流体流速越快的位置压强越小。
探究实验八：演示浮力的方向总是竖直向上的
学生对浮力的方向是向上的很容易理解，但对于总是竖直向上的理解有一定困难，为了突破这一难点，我设计了一个实验：向烧杯中注水会发现沾有细线的乒乓球浮起，此时细线与水平面垂直，说明浮力方向是竖直向上的，当我倾斜烧杯时细线仍然竖直，说明浮力方向总是竖直向上的。
探究实验九：浮力产生的原因
将一只塑料可乐瓶剪去底部(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径)。
如图甲把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出，但乒乓球并不上浮，直到水倒满后，乒乓球还沉在水底并没有浮起来，因为乒乓球下部没有水，所以没有受到水对其向上的压力，只有水对乒乓球竖直向下的压力，所以乒乓球始终沉在水底。
如乙图当用手指堵住瓶颈的出水口，使水慢慢流下并注满玻璃管后，由于乒乓球的下部有了水，所以受到了向上的浮力，由于乒乓球所受浮力大于其自身重力，所以乒乓球上浮。
该实验的特点是简单、醒目、趣味性强。
探究实验十：机械能的转化
1、把乒乓球系上细线做成单摆，分析运动过程中的能量转化。
势能→动能→势能
2、将乒乓球从一定高度自由下落，乒乓球下落与地面撞击又被弹起。
整个过程中乒乓球的重力势能转化为动能又转化为弹性势能又转化为动能又转化为重力势能……观察分析动能与势能之间的转换。
探究实验十一：电荷间的相互作用
将两个乒乓球用细线悬挂起来，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触，它们会被吸引，说明带电体能吸引轻小物体，再用毛皮摩擦过的橡胶棒同时接触两个乒乓球，使两个乒乓球带上同种电荷，仔细观察它们在同种电荷情况下的运动情况，得出结论。
乒乓球的这些实验看着简单，却给物理教学增添了许多生机与活力。
只要我们能留心观察加以应用，就能培养初中学生对物理学的感性认识，激发学生学习物理的兴趣，活跃课堂气氛，激发学生课后小制作、小发明。
通过观察、测量、分析、综合、归纳和演绎等，增强学生动手和动脑能力，提高他们的创新能力、培养他们创新意识。
高中物理实验设计方案3
一、实验名称：测量纸片下落的速度
二、实验设计思路：
实验“测量纸片下落的速度”所提供的实验器材有卷尺、秒表、纸片，但是采用这些实验器材总是发现纸片在下落的过程中忽左忽右的飘，
下落的路线不是直的，容易碰到课桌或其它的物体而改变路线。我就想找一种东西来代替它，起初想用气球，但发现更难控制路线，而且气球太大，
放在实验桌上会引起学生的无意注意。后来想这种东西应该还是用纸来做，因为如果采用铁球等密度较大的东西做实验的话，由于下落的时间太短无法测量下落时间，
或者是测量出来的时间误差太大。最后和同学们一起讨论想到用小时候玩过的三个纸条组成的“纸锥”来替代原来的纸片。而且下落的时间可以通过秒表测出(由于实验室没有足够多的卷尺，可以利用人的身高这个已知条件，此时下落的时间大约是1.2秒)。
三、实验目的：
学会测量运动物体的速度。
四、实验所涉及的科学道理：
测量纸片(改成“纸锥”)下落的速度这个实验利用的实验原理是速度公式。把纸片改成“纸锥”，主要考虑它在下落时由于下部的形状不同，空气的流速也不相同，
根据“在流体中，流速越大的地方压强越小”(伯努利原理)，会产生压力差，导致“纸锥”下落时会顺时针或者逆时针旋转(具体旋转的方向是由安装时的顺序决定的)。
五、实验操作步骤：
(1)实验前要测量出同学的身高，作为“纸锥”下落的高度s，记录在实验表格。
(2)一位同学把30～50厘米长的刻度尺平放在自己的头顶，另一个同学按照这样的高度自由释放“纸锥”，同时开始记时，记下“纸锥”落地时所用的时间t，记录在实验表格。
(3)重复上述步骤两次。
(4)根据速度公式计算出“纸锥”三次下落的速度，并计算出平均值。
六、实验装置或照片：
学生可以自制“纸锥”(剪三个完全相同的左右的纸条，把每个纸条对折一次，然后连环套在一起，如图1所示，把三个“脚”向外抽紧，如图2所示)
七、实验所用器材：
“纸锥”一个，30～50厘米长的刻度尺一把，秒表一只。
八、实验效果以及其他需要说明的问题：
实验效果：2005年12月14日前后在南京树人国际学校初二十二个班级中施教效果很好，解决了原来所用纸片下落不稳、路线不是直线，路程无法测量的缺点，而且实验器材制作方便、成本低廉、操作简单、学生感兴趣。
后来在鼓楼区其他学校初二物理教学中得到进一步的检验，各位同行一致反应较好。具有较大的推广使用价值。
说明：在制作“纸锥”时需要用硬度不要太大、密度较小的纸张，学生课堂练习纸最佳。可以选择高个子同学的身高作为“纸锥”的下落高度，这样可以增加下落时间，减小时间测量上的误差，
但是会导致矮个子同学很难判断刻度尺是不是水平的;用矮个子同学身高作为“纸锥”下落的高度，可以最大程度的使刻度尺保持水平，但是会使下落时间变短，这样测量的高度准确了，
但是下落时间的测量误差会增大。这样的分析过程可以通过学生的讨论完成。
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