优选高中物理演示实验教学设计探讨

初步的思考
受力情况:重力和轴对鸟的支持力 低头、抬头原因：合力矩不为零
只有重力有可能对轴产生力矩！
问题1:液体为什么会往上流呢 ?液体又为什么会往下 流呢?
问题2:鸟头的潮湿造成鸟头部温度比腹部低对鸟的周 期性运动有没有意义？
问题3:这只鸟是否会永远这样运动下去？它会不会饮 水后不再抬头，或是抬头后不再饮水？也就 是：鸟做持续运动的条件是什么？
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饮水鸟
想 你 想 得 好 苦 啊 ！
视频
实验现象：奇异的饮水鸟是一只可前后来回摆 和从一杯水中“饮水”的玻璃鸟。只要您把鸟 头往下一按，它就会慢慢地开始摆动，最终把 头浸入水中，其后，鸟就会自己调整，不需要 进一步的外力，周而复始地循环运动。
（一）初步的观察 （二）初步的思考 （三）深入的实验和思考
物理课堂实验教学设计的意义
１．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：
（1）在课堂教学的各个环节中,你打算选择哪些实验,
选择的依据是什么?选择哪些器材,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，为什么要这样安排？
（3）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，以达到一定的教学目的？
深入的实验和思考
液体热膨胀系数不大
排除液体是受热膨胀所致
鸟各部分的温度的差异很小
1. 鸟体内的液体往上流是液面上下气压差产生的 压力所致
2. 它是个封闭体，在内部若要产生压强差只有依 靠液体的蒸气压强差
3. 首尾的温差正好能提供使同一种液体产生蒸气 压差的条件。
实验验证!!!
湿 温度下降
低
头
原
因
是永动机吗???
从能量的转化角度来说，鸟在振动中补 充的能量是以牺牲鸟布中水的内能为代价 的。因此，奇异的饱水鸟决不是永动机， 它的能量来自于外环境。不过，这种利用 内能转化为机械能的模型或许可以给我们 一些启发。
试着自己做一个
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叠木块
这里有五块砖请在不进行计算的情况下，把它们垒叠 起来，要求最上面一块砖的俯视投影不与最下面的一块的 底面重合，叠放时每块砖只能纵向安置，而不允许纵横交 错。看谁垒叠得最快
（4）你如何实施课堂的实验教学组织和管理，使教学 进程控而不死，活而不乱？
２．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
实验能激发学生的兴趣，可是事情并不是那么 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，但随着年龄的增长和学习的深入，学生 开始厌烦重复性的、枯燥的操作，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，是不是应该改变一下实 验的内容和形式,进一步激发学生的思维兴趣呢?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。
１. 你看到哪些有意义的物理现象？把它们一一记录下来。 ２. 暂停观察，想象一下，还有哪些现象可能被观察到？ ３. 再观察一下，看看是否又有新的发现？ ４. 改变实验条件，如将杯中的压缩空气放掉一些，使杯 内水的深度加大，再观察，如有新的发现，请记录下来。 ５. 简述和用图示分析上述现象的原理。 ６. 有哪些推测和理论分析可以得到进一步的实验验证？
６.物理实验能发展人的个性，培养人的创造性思维
（三）在物理实验教学中进行素质教育
1.培养学生自主实验能力 放手让学生做好课内实验，培养他们自主实验的能力
2.培养学生提出问题的能力
3.培养学生设计实验的能力
4.培养学生的创新精神和创新意识(14)
内容
▪ 物理课堂实验教学设计的意义 ▪ 课堂实验教学设计
P2>P1
液体上流
压强P1减小 P1 P2
重心上移 低头
抬头原因
脱离液面 水倒流
整体重心下移，抬头
从以上原理中可以看出： （1）如果鸟头不湿润，则头部和腹部气室中气体的 压强差为零，无动力推动液体上行，鸟也不会做周而 复始的运动； （2）如果鸟头湿润，使头部低于水平线持续一段时 间以消除侵水冲撞效果，鸟也不会抬头，结果事实也 是如此； （3）如果鸟头湿润，理论上根本不需要扰动，鸟也 会慢慢地开始运动； （4）如果鸟头湿润，决不会产生鸟抬头后不再低头 的情况； （5）首尾温差越大，鸟运动的周期越小； （6）必须采用饱和蒸气压随温度变化较大的液体灌 入鸟体内。
优选高中物理演示实验教学设 计探讨
（二）实验在教学中的重要作用
1.物理实验能创设良好的学习情境 2.物理实验教学能使人主动地参与知识获取过程，
培养手脑并用的能力
3.物理实验能培养人的科学态度和科学作风
4.物理实验能培养学生学习物理的兴趣，激发学生 的学习潜能（视频１）、（视频２）
5.物理实验能使人掌握获取信息、处理信息的科学 方法
导入的实验教学设计 知识技能应用的实验教学设计 课堂实验教学的整体设计 ···· ···· ···· ▪ 几点实施建议
课堂教学是由课堂教学计划（教学方案）和 教学实践两个阶段组成
物理课堂实验教学设计属物理教育技术学 的范畴。它要求以物理教学论揭示的教学 过程规律为理论基础，运用系统科学方法， 针对物理实验教学目标对课堂实验教学过 程构成要素的集合作出最优的组合，开发 并利用有助于实现实验教学目标的各种技 术、手段、方法，并将这些技术加以体系 化。
３．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。
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科技活动、游园活动照 片
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广 东 实 验 中 学
广 州 市 第
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玻璃杯罩下的硬币
在水槽底部的中央放置一枚硬币，再用玻璃杯把硬币 罩上。源自文库空间的各个方向对硬币和玻璃杯进行观察。
初步的观察
1. 鸟头上包裹着一层湿纱布，其温度比鸟的其 他部分（如头部，腹部）低；
2. 随着鸟的低头和抬头，颈部中有液体上下流 动：鸟低头前液体上流，鸟抬头前液体下流；
3. 长时间观察（十至十五分钟），鸟的摆有较明 显的周期性。鸟振动的振幅没有明显的改变； 但是在同一周期中，小鸟作阻尼振荡，在振动 几乎快要停止的时候又突然低头饮水，一二秒 钟后又抬头开始下一周期的振动。