初中物理实验探究教学要求(修订稿)

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1、北京市初中物理实验探究教学要求（修订稿）北京市初中物理实验探究教学要求（修订稿）是在北京市初中物理实验探究教学要求（试用稿）和北京市初中物理基本测量工具的教学及评价要求（试用）的基础上，根据2011年教育部颁布的九年义务教育物理课程标准的要求及实际教学的需求，吸收了北京市初中物理教研员和教师的意见修订而成的。主要内容包括如下几个方面：一、基本实验仪器的使用规范二、基本测量工具的教学及评价要求三、测量类实验的教学要求四、可以控制变量的实验探究的教学要求五、用身边的器材或给定的器材进行简单的定性实验探究的教学要求北京市初中物理实验探究教学要求（修订稿）是最低教学要求，实际教学可以高于该教学要求。北

2、京市初中物理实验探究教学要求（修订稿）将根据北京市初中物理教学的实际需要适时进行调整和修改。一、基本实验仪器的使用规范（一）刻度尺的使用规范刻度尺是测量物体长度的工具，刻度尺的分度值一般为1mm 。刻度尺测量长度是物理实验的基本技能，也是其他测量仪器正确读数的基础。 具体使用规范如下：1使用前做到三看，即首先看刻度尺的零刻度是否磨损，如已磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。其次看刻度尺的测量范围（即量程）。原则上测长度要求一次测量，如果刻度尺的量程小于实际长度，势必要移动刻度尺测量若干次，则会产生较大的误差。最后应看刻度尺的最小刻度值。2使用时应注意正确放置和正确观察。正确放置的关键是做到：

3、尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺的刻面必须紧贴被测对象，不能“悬空”。正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻面垂直，看清大格及小格数。3读数时一般情况下应估读到最小刻度值的下一位，如果压线可不加零。（二）秒表的使用规范计时仪器是力学实验中常用的一类时间测量仪器，常用的计时仪器有机械秒表、电子秒表和数字毫秒计等。1机械秒表的一般使用方法如下：（1） 使用秒表前，先检查发条的松紧程度，若发条已经松弛，应旋动秒表上端的按钮，上紧发条，但不宜过紧。（2） 测量时按下按钮，指针开始运动；再按按钮，指针停止运动；再按一次按钮，指针便会回到零点位置。（3）使用秒表时应注意轻拿轻放，尽

4、量避免振动与摇晃。当指针不指零时，应记下零读数，计时完毕后，再对读数进行修正。2电子秒表的基本使用方法（1） 在计时器显示的情况下，将按钮按住2s，即可出现秒表功能。按一下按钮开始自动计秒，再按一下按钮，停止计秒，显示出所计数据。按住两秒，则自动复零。（2）若需要进行时刻的校正与调整，可先持续按往，待显示时、分、秒的计秒数字闪动时，松开，然后间断地按，直到显示出所需要调整的正确秒数时为止。如还需校正分，可按一下，此时，显示分的数字闪动。（三）托盘天平的使用规范托盘天平是中学物理实验的基本仪器之一。由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、分度标尺、游码、砝码等组成。主要用于中学物理的质

5、量的测量、密度的测量等实验中。精确度高的还有物理天平、电子天平等。具体使用规范如下：1托盘天平称量前，先把游码拨零点，观察天平是否平；不平应调节平衡螺母。 2称量物体时左盘放称物，右盘放砝码。对于潮、腐药品的称量要用器皿盛放。3移动游码时要左手扶住标尺左端，右手用镊子轻轻拨动游码；4称取一定质量的固体粉末时，右盘中放入一定质量的砝码，不足用游码补充。质量确定好后，在左盘中放入固体物质，往往在接近平衡时加入药品的量难以掌握，这时应用右手握持盛有药品的药匙，用左手掌轻碰右手手腕，使少量固体溅落在左盘里逐渐达到平衡。5若不慎在托盘上放多了药品，取出后不要放回原瓶，要放在指定的容器中。(四) 量筒的使

6、用规范量筒是用来量取液体的一种玻璃仪器。规格以所能量度的最大容量（ml）表示，常用的有10 ml、25ml、50 ml、100 ml、250 ml、500 ml、1000 ml等。外壁刻度都是以 ml为单位，10 ml量简每小格表示0.2 ml，而50 ml量筒每小格表示1ml。量筒越大，管径越粗，其精确度越小，由视线的偏差所造成的读数误差也越大。所以，实验中应根据所取溶液的体积，尽量选用能一次量取的最小规格的量筒。分次量取也能引起误差。 具体使用规范如下：1使用量筒时应根据所需量取的液体体积，选用能一次量取即可的最小规格的量筒。2倒入液体时应口挨口，避免称量液体外流，接近刻度线时改用滴管滴加

7、至刻度处。若不慎加入液体的量超过刻度，应手持量筒倒出少量于指定容器中，再用滴管滴至刻度处。3读数时，视线与液面最低处保持水平。（五）弹簧测力计的使用规范弹簧测力计是中学物理力学实验中经常出现仪器，主要用于力的大小的测量。具体使用规范如下：1测量前要看弹簧测力计的量程、弹簧测力计的灵敏度及弹簧秤的零点读数，校准零点或依零点读数修正测量结果。2测量时弹簧测力计要保持静止或匀速直线运动，竖直向上拉弹簧测力计，指针需与刻度线平行，弹簧测力计的轴线方向与力的作用线方向一致。会正确读数并记录。3使用时要注意不能使弹簧测力计长久受力，以免引起弹性疲劳。 (六) 温度计的使用规范温度计是热学实验中常见的实验仪

8、器。它可以准确的判断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计等等。具体的使用规范如下：1使用温度计前要观察温度计的量程和分度值。要选择适当的温度计测量被测物体的温度。 2利用温度计测量温度时，温度计的液泡应与被测物体充分接触，且玻璃泡不能碰到被测物体的侧壁或底部。3读数时，温度计不要离开被测物体，且眼睛的视线应与温度计内的液面相平。（七）电流表的使用规范电流表是电学实验常见的仪器之一。在中学物理电学实验中主要用于电流的测量。具体的操作规范如下：1电流表要串联使用，不能短路，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。2

9、读数时首先要看所用接线柱，其次要找表盘对应的量程数，之后看表盘上的最小分度值。 3使用时要注意：如果无法估计电流大小，就先选用最大的量程把表接入电路，用开关“试触”，表的指针不超过量程时再接通，如果指针指示值较小，可改用小量程测量。使用电流表时，绝对不允许不经过用电器而将电流表的两个接线柱直接连到电源的两极上。导线必须接在接线柱上。每做完一次实验，应立刻将开关断开。（八）电压表的使用规范电压表是电学实验常见的仪器之一。在中学物理电学实验中主要用于电压的测量。具体使用规范如下：1电压表要并联接入电路测量电压，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。 2读数时首先要看所用接线柱，其次要找表盘对应的量程

10、数，之后看表盘上的最小分度值。 3使用时要注意：如果无法估计电压大小，就先选用最大的量程把表接入电路，用开关“试触”，表的指针不超过量程时再接通，如果指针指示值较小，可改用小量程测量。导线必须接在接线柱上。每做完一次实验，应立刻将开关断开。（九）滑动变阻器的使用规范滑动变阻器也是中学物理电学实验中常见的实验器材。它在电路中既可以作限流器用，也可以作分压器用。在确保安全的条件下，如何选用这两种不同的形式，是由电路中的需要来决定的。具体使用规范如下： 1在把滑动变阻器作为限流接入电路时，要选择一上一下两个接线柱串联在电路里。2使用时要注意：将滑动变阻器接入电路时，要使滑片放在阻值最大的位置上，此时

11、开关是断开的。同时，所连接的电路中电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值。二、基本测量工具的教学及评价要求基本测量工具的使用纸笔测试要求学生实验操作技能测试要求用刻度尺测量长度1 知道刻度尺的量程、分度值。2。正确摆放、读数、记录。3。要求估读，如果压线可不加零。1 根据被测对象及要求，来正确选择刻度尺。2 知道刻度尺的量程、分度值。3 正确摆放、读数、记录（准确值、估计值、单位）。4 要求估读，如果压线可不加零。用钟表测量时间会读指针式和数字式钟表。不估读。1 知道停表的回零、计时、停止。2 会读时间。钟表、停表不估读。用托盘天平测质量调节1放到水平台面上。2游码归零，调节平衡螺母，至指

12、针在分度盘中央。测量1左物右码。2会读数。不估读。3会记录。1知道天平的称量范围、各砝码质量，及游码标尺上的分度值和量程。2将天平放在水平桌面上。3游码归零，调平衡。使用过程中不能移动调节好的天平的位置。4左物右码。 5用镊子夹取砝码并拨动游码，使天平平衡。6会读数，并记录。不估读。用量筒测体积1 知道量筒量程和分度值。2 视线要和凹面底部相平。会读数，不估读。1 知道量筒量程和分度值。2 量筒放到水平台面上。3 视线要和凹面相平。会读数记录，不估读。用弹簧测力计测力1知道弹簧测力计的量程和分度值。2规范使用，竖直向上拉。3会读数、会记录。不估读。1知道弹簧测力计的量程和分度值。2调零或更换。

13、3规范使用，静止或匀速直线竖直向上拉。4会读数、会记录。不估读。用液体温度计测温度1知道温度计的量程、分度值。2正确放置温度计进行测量。3会读数、记录。不估读。1知道实验室温度计的量程、分度值。2正确放置实验室温度计。 3会读数、记录。不估读。4正确使用体温计并会读数。用电流表测电流1 调零。2 正确连入电路3 对于基本实验，会选量程。4 正确读数、记录。不估读。1调零。2正确连入电路。3对于基本实验，会选量程。4正确读数、记录。不估读。用电压表测电压1 调零。2 正确连入电路3 对于基本实验，会选量程。4正确读数、记录。不估读。1调零。2正确连入电路3对于基本实验，会选量程。4正确读数、记录

14、。不估读。读电能表示数按表盘读数。（要读到小数点后一位）按表盘读数。（要读到小数点后一位）读电阻箱的示数正确读数。可以当作定值电阻可变电阻使用。正确读数。可以当作定值电阻可变电阻使用。在纸笔测试和学生实验操作技能测试中，用上表中的基本测量工具测量某一物理量时，只要求测量一次。三、测量类实验的教学要求测量是指利用工具对客体实施测量的历程及测量所得结果。测量分为直接测量和间接测量。直接测量包括测、读数、记录（包括记录过程和记录结果）；间接测量包括测、读数、记录、计算。（一）测量类实验设计和实验报告的内容及教学要求测量类实验设计的内容包括：实验器材的选择、实验步骤的拟定和实验数据记录表的设计。设计实

15、验数据记录表的目的是：有序记录实验数据，用于根据实验数据计算实验结果及规范有效地交流。实验数据记录表由表头和空格组成。表头中的物理量一般包括待测物理量和为求待测物理量而需要直接测量的物理量。表头中的每个物理量后都要标注单位，格式为：物理量符号/单位符号。空格的个数取决于对直接测量量的测量次数。实验报告的内容包括：实验目的、实验器材、实验步骤、实验数据记录表和实验结论。（二）间接测量实验步骤的教学要求1对测量仪器进行调节。（如：调节天平的平衡，电表、弹簧测力计的调零等） 2组装：有电路图或力学的器材装置图的，要写明按图连接实物。没有的，要写出实验装置组装的主要过程。（如：用细绳做两个绳套，分别栓

16、牢在杠杆的A点和B点处；又如：用细线把石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中。）3对实验前器材的初始状态，实验中应注意的地方要有交代。（如：调节杠杆使其在水平位置平衡；断开开关；滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置。）4要有“用什么仪器”，“测什么物理量”， “用什么物理量的符号表示”，及记录在数据表格中的叙述。 5关于测量次数根据实验目的确定，一般只需测量一次即可。 6对于间接测量，要写出利用直接测量数据求待测量的依据或公式。（如：天平量筒测密度，伏安法测电阻）,但不用写出计算过程及结果。（如灯泡的功率：P=UI=2.5V0.3A=0.75W 。）例1请利用右图所示的实验装置，设计一个实验

17、，测量动滑轮的机械效率，请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。 【实验步骤】（1）将弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计测出钩码所受到的重力G，并记录到实验数据记录表中。（或用调好的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G，并记录在表格中。）（2）按示意图组装实验器材。（3）用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，使弹簧测力计从图中的位置A匀速竖直上升到位置B，钩码从位置A匀速上升到位置B。用弹簧测力计测出绳子自由端受到的拉力F，用刻度尺测出AB间的距离h，AB间的距离s，将F、s和h的数值记录到实验数据记录表中。（4）根据=和测量数据，计算出动滑轮的机械效率，并记录到实验数据记录表中。【实验数据记录表】测

18、量动滑轮的机械效率实验数据记录表G/ NF/Ns/mh/m说明：测定性实验步骤的表达只要符合实验步骤教学要求的要点即可，不要苛求表达方式、测量方法完全一致。教学中提倡在同一框架下，具体问题具体分析，灵活表达。例如，本例中的第（4）步也可以写成：“（4）根据W有=Gh W总=Fs 和测量数据，计算出动滑轮的机械效率，并记录到实验数据记录表中”。如果这样写，实验数据记录表应该为下表。测量动滑轮的机械效率实验数据记录表G/ NF/Ns/mh/mW有/JW总/J四、可以控制变量的实验探究的教学要求解决科学问题的办法之一就是实施能进行变量控制的实验。能进行变量控制的实验是指实验中的某个变量能够被有目的进

19、行控制，使它稳定的变化，并找出随着它变化的结果。物理实验探究有一些共同的特征，即允许其它科学家按照相同的程序和方法重复实验，这样才能保证结论是有效的，可交流的。这些程序是：提出问题猜想与假设设计实验进行实验与收集证据分析与论证评估交流与合作。（一）实验步骤的教学要求 1对测量仪器进行调节。（如：调节天平的平衡，电表、弹簧测力计的调零等） 2组装：有电路图或力学的器材装置图的，要写明按图连接实物。没有的，要具体写出将实验装置组装的过程。（如：用细绳做两个绳套，分别栓牢在杠杆的A点和B点处；又如：用细线把石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中。）3对实验前器材的初始状态，实验中应注意的地方要

20、有交代。（如：调节杠杆使其在水平位置平衡；断开开关；滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置。）4要表达出控制变量的措施或方法。5要表达出改变自变量的措施或方法及自变量的取值个数（变化次数）。在初中物理教学中自变量的取值个数在28个之间，具体个数取决于探究目的和测量工具的功能。 6要测量出自变量和因变量并将结果记录在表格中。自变量和因变量需要间接测量的其实验步骤参照测定性实验的步骤简要表达。 （二）实验数据记录表的教学要求1设计实验数据记录表的目的有序记录实验数据，用于根据实验数据分析自变量和因变量之间的关系。便于规范有效地交流。2实验数据记录表的结构由表头和空格组成。表头中的物理量一般包括自变量和因

21、变量，有时自变量或因变量不能直接测量，此时表头中的物理量还要包括为求自变量或因变量而需要测量的中间变量。表头中的每个物理量后都要标注单位，格式为：物理量（符号）/单位符号。空格的个数取决于自变量的取值个数。01N2345012345 例1 实验台上有组装好的实验装置，如右图所示，其中弹簧测力计的量程为05N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出实验步骤、画出实验数据记录表。【实验步骤】（1）将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材。（2）在动滑轮挂钩上挂5个钩码，用

22、弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。5个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中； （3）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤（1）再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把测量数据记录在表格中。 （4）利用W总F s，计算出各次的总功W总，用W有用G h=mgh，计算出各次的有用功W有用，并将W总、W有用的数据记录在表格中。【实验数据记录表】探究有用功跟总功关系的实验数据记录表

23、F/Ns/mm/kgh/mW总/JW有用/ J例2实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电阻箱（电路图符号 ）一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小明想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请根据上述要求帮助小明画出实验电路图，并写出实验步骤，画出实验数据记录表。（1）实验电路图（2）实验步骤（3）实验数据记录表【答案】R1SR2R3R4R5R6V（1）实验电路图如右图所示（2）实验步骤：按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6和调节好的电压表接入电路中。 闭合开关S，用电

24、压表测量R1两端的电压，用U1表示，将R1的阻值和U1的数据记录在实验数据记录表中； 断开开关S，把电压表连接在R2两端。闭合开关S，用电压表测量R2两端的电压，用U2表示，将U2及R2的阻值，记录在实验数据记录表中； 仿照步骤，用电压表分别测量电阻R3、R4、R5和R6两端的电压，分别用U3 、U4、U5 和U6表示，并将R3、R4、R5和R6的阻值和相应的电压值U3 、U4、U5 和U6记录在实验数据记录表中。 （3）实验数据记录表探究电阻两端的电压与电阻的关系实验数据记录表R/U/V说明：探究规律的实验步骤的表达只要符合教学要求的要点即可，不要苛求表达方式、测量方法、实验设计完全一致。教

25、学中提倡在同一框架下，具体问题具体分析，灵活表达。(三)实验结论的教学要求常见的表达类型有：（一）根据定性实验数据归纳的结论（1）在某情境下，A与B有关，或A与D无关。（2）在某情境下，描述实验现象的本质特征。（如凸透镜成像规律、晶体的熔化和凝固、水的沸腾等）（二）根据定量实验数据归纳的结论（1）一般定量结论：在C一定（保持不变）时，A随B的增大而增大（或减小）。（2）精确定量结论：在某条件下，A和B的关系是：分别以A、B为因变量和自变量的函数解析式。函数解析式中的常数的数值（及单位）应当根据实验数据明确表示出来。 例1（07年北京市）在研究影响电磁铁磁性强弱因素的过程中，小丽使用一个线圈匝数

26、为120匝的电磁铁，改变通过线圈的电流得到一组实验数据，如下表所示。请根据表中数据，归纳出电磁铁吸引大头针的个数与电流的关系是： 。 电流/A0.20.40.60.81电磁铁吸引大头针的个数/个 15214562【结论】线圈匝数一定（或保持不变）时，电磁铁吸引大头针的个数随电流增大而增加。例2（06年北京市）下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系： 。R/101520305060U/V666666I/A0.60.40.30.20.120.1P/W3.62.41.81.20.720.6【答案】电阻两端的电压

27、保持6V不变时，电功率与电阻的关系为：P= 。或 电阻两端的电压保持6V不变时，电功率与电阻成反比，比例系数为36 W。R1VASR2图16AB例3（09年北京市）为了探究电阻串联问题，小芳设计了如图16所示的实验电路，其中R1是电阻箱，R2是定值电阻，R1与R2串联的总电阻（即等效电阻）用R表示。电流表测量的是串联电路中的电流I，电压表测量的是A、B两点间的电压U。小芳通过实验记录的数据如下表所示。请根据表中实验数据，归纳出总电阻R跟电阻R1的关系： 。R1 /51015253545U/V121212121212I/A0.60.480.40.30.240.2R/202530405060【答案

28、】在串联电路中，总电阻R跟电阻R1的关系为：R= R1+15。 或在串联电路中，总电阻R等于电阻R1与15之和。五、用身边的器材或给定的器材进行简单的定性实验探究的教学要求 特点：实验现象和实验数据是用观察法或简易测量工具得到的。要求：1写出所用的器材和组装过程。 2写出实验的过程，实验中应注意的问题。 3写出实验现象。4写出分析与结论例1已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验证明固体也能够传播声音，写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论，要求设计的实验具有可行性，要符合安全规则。 （1）实验器材： （2）实验步骤： （3）实验现象、实验分析与结论：【答案】（1）实验器材：大广口瓶

29、、橡皮塞、小闹钟（2）实验步骤：把小闹钟调至响振状态，要求能听到明显的铃声。保持小闹钟到实验者的距离不变，然后将闹钟轻放于大广口瓶中，用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧，要求不漏气。此时再听小闹钟的铃声。（3）实验现象、分析与结论：将闹钟轻放于大广口瓶中，用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧，仍能听到小闹钟的铃声。瓶内空气与瓶外空气完全被大广口瓶和橡皮塞隔离，此时听到小闹钟的铃声，可以证明听到的铃声还要通过大广口瓶和橡皮塞传播出来，即固体也能传播声音。 例2小娅通过观察身边的一些现象得出一个结论：物体在力的作用下运动，如果撤销这个力，物体的运动就会立刻停止。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实

30、验，说明小娅的结论是不正确的。（08年北京市）（1）写出你选用的物品或实验器材。（2）简述实验过程及实验现象。（3）简要分析说明小娅的结论是不正确的。【答案】（1）实验器材：小车、长木板 （2）实验过程及实验现象：用力推着小车在水平放置的长木板上运动； 撤消推力，小车继续在木板上运动。（3）分析与结论：上述实验表明，物体在力的作用下运动，如果撤销这个力，物体的运动不会立刻停止，还会继续运动。小娅的结论与实验不符，说明小娅的结论是不正确的。 各位老师：大家好。 根据这几年使用过程中的意见和建议，我在北京市初中物理实验探究教学要求（试用稿）和北京市初中物理基本测量工具的教学及评价要求（试用）的基础上，根据2011年教育部颁布的九年义务教育物理课程标准的要求，整合成了北京市初中物理实验探究教学要求（修订稿），请各位老师看看还有哪些需要补充和修改，及时反馈给我，争取九月份开一次研讨会定稿。 课标规定的20个必做实验，因个别区县延误，还没有整理出来。等整理出来后发给大家征求意见。附录：课标规定的二十个必做实验的教学及评价要求