物理人教版八年级上册教学相长，师生共同成长-证伪实验专题

学科：物理授课日期：4.10指导教师：秦晓文、翟磊、沈路平 课题 教学相长，师生共同成长 授课类型 复习课 教学分析 《物理课程》指出，科学探究可以使学生主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展学科探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。在实际教学中，更多的侧重于通过识别变量和操作变量来证明“因变量与自变量有关”，或者是进一步找到“因变量与自变量之间的具体关系”这种探究方式基本上形成一种探究模版了。本节课为了发现和解决学生在科学探究学习过程中的一些更深层次的问题，试图在前期学习的基础上大胆提出一种质疑，通过质疑来学习如何科学的证明“因变量与自变量无关”，试图通过这样的学习，加深学生对物理实验中因变量与自变量关系的深层次认识，从而培养学生的逻辑分析能力和解决实际问题的能力。 学情分析 学生通过一些相关的证伪实验题的练习，对如何证明“因变量与自变量无关”的实验已经有了一定的经验和认识，但是绝大多数学生并没有理解和掌握证明“因变量与自变量无关”的科学方法。关于此部分内容学生存在的具体问题如下：1、部分学生设计的实验逻辑是：自变量不变，因变量改变去证明无关；2、部分学生对证明无关的逻辑仅仅限于记忆水平，不理解本质，不能理解自变量不变、因变量改变，证明无关的逻辑是错误的；3、部分学生证明“因变量与自变量无关”忽略控制变量，不清楚控制那些变量，从而无法使因变量不变。 教学目标 知识与技能：1.理解证明“因变量与自变量无关”的实验设计思路2.会简单应用“因变量与自变量无关”的证明方法。过程与方法：通过对问题质疑讨论的过程，体会和感受实验探究的质疑过程，理解和掌握科学的研究方法，提升科学思维能力。情感、态度与价值观：通过本节课的学习，感受科学探究的魅力，养成敢于质疑的精神，形成科学的态度。 重点 明确“证明因变量与自变量无关”的设计思路 难点 在证明“无关中”如何正确操作变量的同时，构造出因变量不变。 教学资源 多媒体、学案 板书设计 教学相长，师生共同成长1、证明“因变量与自变量无关”的方法：1、完成设计实验，正确操作变量2、控制变量为因变量的影响因素教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 挑战经典制造冲突交流讨论突破思维理解本质得出方法明确方法学以致用科学思维走进生活 自从老师讲完科学探究7要素以后就经常被质疑，今天老师就来向大家求助，帮助老师反驳那些质疑。例1、在探究“重力的大小与质量的关系”的实验中，实验步骤如下：1、将弹簧测力计指针调到零刻度处；2、逐次增挂钩码，用弹簧测力计分别测出它们所受的重力，并记入格；分析论证：通过对表格数据的分析，可以得出重力与质量成正比。但这时候心仪同学有质疑了，虽然6次实验中物体的质量改变了，但体积同样也改变了，并且也制作了一个G与V的表格，发现重力与体积也成正比，同学们说说我该怎么办啊？实验器材：体积相同的铜块和铝块各一个，质量相同的铜块和铝块各一个，已经调平的天平、弹簧测力计；实验步骤：用测力计分别测出体积相同的铜块和铝块的重力G；实验现象：G铜＞G铝分析论证：物体的体积没有变，但重力变了，所以重力与体积无关；你认为老师的实验可以证明重力与体积无关吗？如果不能请帮助老师证明，并写出实验步骤、实验现象、分析论证。根据上述内容证明无关的思路：思路1：自变量不变，因变量变化；证因变量与自变量无关；思路2：自变量变化，因变量不变；证因变量与自变量无关；思路1和思路2举出反例老师举出思路1的反例证明：液体内部压强与液体密度无关实验步骤如下：1、将微小压强计探头放入液体中，距离液面5cm处，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1；2、将微小压强计探头放入同种液体中，距离液面为8cm处，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2；通过之前的学习可知P1P2（=、≠）这个实验中，液体密度没有改变，但压强却发生了变化。显然不能得到“液体内部压强与液体密度无关”由此可证：思路1是错的。例2、璐璐在学习“探究压力的作用效果的影响因素”做了如下实验，将质量分布均匀的物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图，将左边部分移开后，发现剩余部分B′对泡沫的压力的作用效果没有改变，所以得出结论：压力的作用效果与受力面积无关。璐璐在设计实验过程中存在的问题？引导学生完成思维导图，找出自变量、因变量、控制变量、并判断变量的操作是否正确由此可以得出：若想证明因变量与自变量无关，要满足：1、自变量改变，因变量不变。2、完成实验设计，正确的操作变量练习1、实验桌上有重力分别为200N、300N的材料相同的木块A和B、调零的弹簧测力计、带有定滑轮的木板、细线，佐罗选用这些器材证明：物体所受滑动摩擦力大小与物体的重力无关。实验步骤如下：1、记录木块A、木块B的重力；2、如左图连接器材，将木板放在水平桌面上，竖直匀速拉动弹簧测力计使木块A在水平拉力下匀速运动，记录弹簧测力计的示数为F1；3、如右图，把木块A更换成木块B，仿照步骤①再做一次实验，记录弹簧测力计的示数为F2；4、根据f=F计算出滑动摩擦力f，并记录；问题1：佐罗探究过程中存在的问题问题2：请你针对佐罗探究过程中存在的问题，写出改进措施（可添加器材）证明：因变量与自变量无关1、完成设计实验，正确操作变量2、控制变量为因变量的影响因素总结：本节课在评估实验，找实验中存在问题的过程中，实质是在找思维框图中哪个环节出现了问题。不管是证明有关，还是无关、是证实、还是证伪，本质是一样的，无非就是思维框图中的四件事，只要能正确的操作了这四件事，此类的问题都能迎刃而解。小学的佳佳在视力测试中，发现穿红色衣服的小刚视力最好为5.3，穿白色衣服的小明视力最差为4.5，于是得出结论：“穿红色衣服的视力一定比穿白色衣服的视力好”，小凡觉的佳佳的看法很荒谬，于是找来了穿红色衣服的曹赫和穿白色衣服的林雪，去校医教室测了视力，发现曹赫的视力真的比林雪好，没办法，最后小凡也认同了佳佳的观点。请同学们设计一个，帮助佳佳和小凡有一个正确的认知。 回忆“重力大小与质量的关系”实验，反思心仪的疑问学生思考老师实验中的问题，书写正确的实验步骤、实验现象、分析论证学生讨论思考2种思路，从而解决思路1的错误认知。学生借助思维导图判断璐璐是否正确操作了变量学生理解记录学案学生借助思维导图完成评估并且设计出符合要求的实验学生记忆梳理学生思考理解学生试图用科学探究方法分析生活中的问题 制造认知冲突，挑战经典实验引入证明无关用一种经典日常思维去证明质疑，让学生从经典错误中找出错误，写出正确的实验方法。为去除学生脑中的典型错误逻辑做铺垫。用所学实验或者生活中的经验来去除学生脑中的经典错误逻辑，明确证明无关的思路。借助于思维导图帮助学生理清解决此类问题的思路，培养学生的科学思维能力。证明无关本质上还是设计实验，要满足设计实验的四个步骤，正确的操作各个变量。根据上面所学内容，系统总结明确证明无关其实还是设计实验，只不过这种设计实验必须使测量的因变量保持不变，而如何使因变量不变，本质要控制真正影响因变量的变量。让学生对科学探究本质的理解有一定提升经历一节脑力的训练，学生应该会很累，用一道比较贴近生活的题目来让学生放松一下，里面少许体现出用科学探究的方法来分析问题 课堂检测 见学案 教学反思