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第一章 物理探究实验的基本能力要求1

第一节 物理探究实验的基本功能1

一、传统物理实验的教学功能1

二、从验证性实验到科学探究的教学模式转型2

三、关于科学探究的理论认知3

四、科学探究实现的必要条件——小班教学6

第二节 新课程理念下的科学探究7

一、开展科学探究教学的意义7

二、科学探究活动构成要素及其目标要求8

三、科学探究的组织形式11

四、科学探究活动的特点——就“提出问题”引出的话题12

五、科学探究能力要素培养的分析举例14

六、关于物理课外探究活动20

第二章 力学的探究实验及教学设计举例23

第一节 力学的科学探究实验23

探究实验2—1 用单摆测定重力加速度23

探究实验2—2 自由落体运动规律29

探究实验2—3 探究弹力与形变量的关系33

探究实验2—4 牛顿第二定律37

探究实验2—5 探究摩擦力大小的因素44

探究实验2—6 机械能守恒定律48

探究实验2—7 动量守恒定律55

探究实验2—8 机械振动60

探究实验2—9 机械波65

探究实验2—10 机械波的衍射71

第二节 力学案例教学设计举例75

案例设计2—1 牛顿第一定律75

案例设计2—2 牛顿第二定律80

案例设计2—3 作用力与反作用力85

案例设计2—4 探究单摆的振动周期89

案例设计2—5 摩擦力96

案例设计2—6 共点力的平衡条件100

案例设计2—7 动量 动量守恒定律104

案例设计2—8 反冲运动106

案例设计2—9 用单摆测定重力加速度109

第三节 高中物理新课程相对论和宇宙学的教学设计113

案例设计3—1 狭义相对论诞生118

案例设计3—2 光速不变原理120

案例设计3—3 必修2经典时空观与狭义相对论时空观的教学设计123

案例设计3—4 选修3—4时空相对性的教学设计131

案例设计3—5 关于相对论和宇宙学的课外活动设计134

第三章 热学与原子物理学的探究实验138

第一节 热学与原子物理学的科学探究实验138

探究实验3—1 探究油膜法估测分子的大小138

探究实验3—2 探究物质比热容142

探究实验3—3 探究热量做功146

探究实验3—4 探究原子的结构模型148

探究实验3—5 测定空气中的放射性物质半衰期152

探究实验3—6 探访核电站——核电站工作原理的实践探究活动157

第二节 热学和原子物理学案例教学设计158

案例设计3—1：热力学第二定律（人教版）159

案例设计3—2：热力学第二定律（粤教版）166

案例设计3—3 原子的结构（人教版）176

第四章 电磁学单元的探究实验180

第一节 电磁学的科学探究实验180

实验4—1 探究库仑定律180

实验4—2 闭合电路欧姆定律的实验探究185

实验4—3 探究电阻定律188

实验4—4 实验探究安培力192

实验4—5 探究法拉第电磁感应定律——感应电流产生条件的实验探究197

实验4—6 实验探究动生电动势——影响感应电动势的大小因素203

实验4—7 实验探究感应电流的方向——楞次定律207

实验4—8 实验探究自感现象及其应用214

实验4—9 实验探究涡流现象及其应用221

实验4—10 实验探究变压器的电压与匝数的关系226

实验4—11 实验探究远距离输电与电能损失229

实验4—12 实验探究电磁波的发射和接收233

第二节 电磁学教学案例设计举例237

案例设计4—1 静电场的电场强度237

案例设计4—2 电阻的串联和并联242

案例设计4—3 闭合电路中的欧姆定律246

案例设计4—4 电磁波251

案例设计4—5 了解电容器252

案例设计4—6 决定导线电阻的因素258

案例设计4—7 认识多用电表265

案例设计4—8 楞次定律教学设计（第一课时）——判断感应电流的方向270

案例设计4—9 传感器与自动化274

第五章 光学单元的探究实验279

第一节 光学的科学探究实验279

探究实验5—1 探究凸透镜的成像规律279

探究实验5—2 液体折射率的测定方法284

探究实验5—3 光的干涉现象288

探究实验5—4 光的衍射现象293

探究实验5—5 光的偏振特性296

探究实验5—6 全反射条件和光纤通信原理299

第二节 光学案例教学设计303

案例设计5—1 光的折射定律303

案例设计5—2 玻璃折射率测定的教学设计309

案例设计5—3 “寻找焦点”312

案例设计5—4 探究凸透镜成像规律314

案例设计5—5 光的干涉318

案例设计5—6 光的衍射322

案例设计5—7 光的偏振326

案例设计5—8 全反射 光导纤维329

第六章 物理课堂外的探究实验334

课外探究实验6—1 饮水鸟为什么能持续饮水——以问题为导向的演334

课外探究实验6—2 水火能相容吗——以问题点拨的分组活动338

课外探究实验6—3 蜡烛熄灭后水面为什么会升高——以问题诱导的设计实验341

课外探究实验6—4 浮沉子的工作原理是什么——以问题引导的小实验344

课外探究实验6—5 走钢丝者手中的杆是多余的吗——利用生活现象创设问题情景346

课外探究实验6—6 瓶塞为什么能“跳高”——利用生活经验创设问题情景348

课外探究实验6—7 方轮滚滚350

课外探究实验6—8 勤快的“啄木鸟”353

课外探究实验6—9 “迟疑”的沙漏356

课外探究实验6—10 组装和维修日光359

课外探究实验6—11 “跳猴摘桃”363

课外探究实验6—12 “楞次定律演示摆”制作365

课外探究实验6—13 热力学第二定律的发展历程367

课外探究实验6—14 地磁场的探究369

课外探究实验6—15 电磁灶可能代替燃气灶吗373

课外探究实验6—16 你懂得阅读家庭装修电路系统图吗374

课外探究实验6—17 神奇的大气现象——彩虹376

课外探究实验6—18 数码相机的奥秘378

课外探究实验6—19 变色水380

主要参考文献382