学生实验第一课时导学案

“测当地的重力加速度”研究性学习设计方案

研究课题名称：

测当地的重力加速度

设计者姓名

所教年级

联系电话

一、课题背景、意义及介绍

1、背景说明（怎么会想到本课题的）：

物理学是一门以实验为基础的学科，同时也是自然科学和科技科学的基础，物理实验在促进学生的智能结构的发展、促进学生思维能力的发展、促进学生与他人的交流与合作的能力的发展中都占有越来越重要的地位。虽然物理实验的教学和操作在培养学生全面发展的过程中具有不可替代的地位，但它却在现实中由于种种原因并未受到应有的重视，而这种缺撼带来的将是人才素质的差异和被动。这个实验相对高中的学生来说，比较简单，容易设计，容易计算，可操作性强，绝大多数学生能完成这个实验并能在实验中体会到成功的快乐。

2、课题的意义（为什么要进行本课题的研究）：

通过学生自己设计测当地的重力加速度，提高学生发现问题、处理问题的能力。培养学生收集、加工、处理与评价信息的能力。在整个实验设计过程中，学生需要运用多多媒体计算机、互联网络来进行信息处理、交流沟通，提高学生数字化工具的操作技能。通过本实验的验证过程活动，学生亲自考查各个实验的方法的利弊，体验课题探索的过程与方法，通过小组合作探究，培养学生的团队合作精神。

3、课题介绍

测当地重力加速度

首先由学生自由组合， 6人一个小组，教师最后做适当的调整，使分组具有科学性；请每个小组的学生用所学过的知识，设计至少三种或三种以上的方法测定当地的重力加速度，比较测量结果，并分析造成误差的原因和改进的措施，最后完成一个小论文。要求学生写设计方案，讨论方案，并分析各个实验方案的利弊。学生可上网、上图书馆、上实验室查找资料或者向教师请教查找资料

二、研究性学习的教学目的和方法（可按新课程标准的三维目标（或布鲁姆目标分类法）进行研究性学习的教学目和方法的阐述）

知识与技能

1、了解实验仪器的用途与结构：了解学过的仪器的结构和用途；对未使用过的要会通过说明书了解并使用。

2、会选择仪器：根据研究问题的需要，从所学过的仪器、仪表、量具中，灵活选取所需要的实验器材；对未使用过的仪器设备，要能通过说明书了解后进行选取。

3、会基本的实验操作；对使用过的仪器，能正确装配和进行预备性调整，能按照规程正确操作仪器，对学习过的仪器操作技巧，能迁移到新深信仪器之中去。

4、能正确读取数据：能够熟练、正确地完成现象的数据的记录和观察。

刘辉

高二

18922059996 所在学校

研究学科

电子邮件

开平风采华侨中学

物理

qhkp267@163.com

5、仪器组装：能够将选出来的仪器按实验要求组装起来，并能完成实验。

过程与方法

1、实验设计思想方法：对某一个问题，设计出多个实验方案，并对方案的可靠性做出正确的评估。

2、实验故障分析、解决方法：当实验不能顺利完成时，能分析出故障的原因；对一般性的故障有排除的能力。

3、实验改进方法：能根据实验的需要及时修改实验方案，使实验顺利进行；能够寻找代用品，并进行简单加工以解决仪器设备某方面的困难。

4、处理实验数据、图表方法：理解仪器上的参量和标识，会独立处理数据，能够得出结论。

5、误差分析方法及减少误差方法：知道进行多次测量的目的是减少偶然误差，出现大的误差时能分析产生误差的原因。

情感态度与价值观

1、科学态度：在进行科学探究的过程中，应实事求是，认真仔细，数据记录要真实，有强烈的追求和顽强的毅力。

2、良好习惯：良好的习惯使人终身受益。实验过程中注意培养学生规范操作，仔细观察，随时记录，爱护仪器，注意安全，整洁有序等良好习惯。

3、交流与合作：从实验设计和操作的过程中找到与他人合作与交往正确方法。具有较强的承受挫折的能力。

三、参与者特征分析（重点分析学生有哪些共性、有哪些差异，尤其对开展研究性学习有影响的因素。）

1、高二学生已具有一定网络环境下学习的技能：学生会浏览网页、网上搜索、网上交流；计算机、数码相机的操作也比较熟练。

2、学生也具备了初步的信息素养，能够在教师的指导下，进行信息的收集、加工与处理。

3、学生对信息具备初步的筛选与评价的能力。

4、学生对问卷调查、采访等活动较为熟悉。

5高二学生体力、智力迅速成长的阶段，他们精力充沛，思维敏捷，易于接受新鲜事物，具有强烈的好奇心和表现欲，好学、好动，对一切未知事物都感到新奇，总想弄个水落石出，抽象思维、判断能力和独立思考能力较初中有所提高。但缺乏毅力，遇到挫折容易放弃，所以在他们研究的过程中教师和同伴要不断的鼓励。

四、研究的目标与内容（课题研究所要解决的主要问题是什么，通过哪些内容的研究来达成这一目标）

1、

课题研究所要解决的主要问题是：

①如何测定当地的加速度？

②如何运用已学过的知识设计不同的测加速度方案？

③设计的方案中是否具有可操作性？

④每方案的实验数据是否科学合理？

⑤如果不合理造成误差大的原因是什么？

⑥如何改进实验使数据更加可靠？

2、通过以下内容的研究来达成这一目标

①通过同学讨论和查阅资料与文献，或者通过上网搜索相关资料，细统总结求加速度的方法。

②上网查阅如何设计实验方案，并选取实验仪器。

③每天第八节课到开放的实验室进行实验，并验证实验设计的方案合理与否？

③在方案进行的过程中不断地对自己各他人进行评价。

④教师将反馈意见反馈给学生，使学生明确自己的方向。

④向教师请教所遇到困难的解决方法。

⑤经过一段时间的自选研究，教师学生在指定的时间内对所有的方案进行讨论，分析其利弊

⑥通过系列的活动，每组学生能设计并完成三个方案。

五、研究的预期成果及其表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是论文、实验报告、实物、网站、多媒体还是其他形式）

每个研究小组都要形成一个实验报告，并把研究成果做成电子报刊形式进行展示汇报。每个同学都会有一个自评、小组成员的评价以及老师的评价。每一个小组也会有小组互评、其他组的评价以及教师的评价。

六、资源准备

1、物理实验相关视频的网址

2、学校校园网、电脑室、图书馆、多媒体教室

3、分析实验报告的方法。

4、实验报告中如何分析数据准确与否的判断方法。

5、对同学、对自己的评价方法及评价表的使用。

七、研究性学习的阶段设计

研究性学习的阶段

第一阶段：动员和培训（初步认识研究性学习、理解研究性学习的研究方法）

学生活动

1、认清这次实验的目的。

2、学生自由分组，然后教师做科学调整。

教师活动

1多媒体投影播放实验的视频，激发学生探讨的兴趣。

2介绍自评和互评的评价量表的使用方法

3将评价表贴起止时间

半天

在教室中，让学生进行了解

第提出和选择课二题

阶段

课成立课题组

题准备阶测当地的重力加速度的方案。

1、

组织学生进行讨论

2、参与学生的讨论，并帮助学生确定选题

两天

1、各小组成立后，推选出组长。

1、在学生自愿成组的前提下，合理调配各组成员，以利于能力较弱2、根据自己的选题，的学生也可以安排到进行小组分工，小组工作。

内分工可以为仪器

段

形成小组实施方案

的选取、数据记录、数据处理、分析数据的合理性、最后实验报告的形成

各小组根据分工制定研究计划，分配研究时间，细分研究内容，并约定到实验室验证实验的时间

2、组织、指导学生的小组讨论、小组成员分工。

1设计“研究方案”模版，为学生制订研究方案提供指引。

2设计“数据记录表”为学生数据记录提供指引。

3设计成果展示模版，为学生展示研究结果提供指引。

1、给学生一些明确的思考方向；

2、给学生一些实验过程中重点提示；

3、给学生发评价表，收集并将同学的评价反馈给学生本人

4、及时跟踪了解各小组活动进行情况，为学生出谋划策，当好参谋指导作用，让学生随着活动

三个星期

第三阶段：课题实施阶段

1、

方案设计阶段：学生上网下载、上图书馆查阅。设计科学可行的方案。

2、

学生到实验室进行实验验证所设计的方案的可行性、并记录有效的数据

3、

对实验数据进行分析、比较，得出各个实验方案的利弊，选择最科学的方案进行研究，最终得出结论

4、

学生在总评的过程中明确实验的科学性。

第四阶段：实验方案的总结阶段

将各个小组的方案综合起来进行总评其科学性、精确性

半天

八、总结与反思（实践后总结、反思整个研究性学习过程，提出改进意见）

1、改善了师生关系：这种实验方法一般的教学方法与学生接触的时间多很多，在长时间的交往和共同的协作中，建立了一种比师生关系要亲密的多的友情，学生不仅物理问题会来与我共同商量，他们生活上的一些问题也会来找我帮忙。

2、加强了学生之间的合作和交流

实验过程均以小组为单位，组内各成员必须共同合作来完成实验、制作和科学调查，在多次的合作中，各成员的情感加强了，并且学生之间互相评价，互相沟通，使学生在评价的反馈中知道自己的不足，在同学的帮助下不断地改进，学生建立了良好的协作关系，与人交往的能力明显提高，并且好多教师都感到实验班的同学好教。

3、提高了学生提取信息和处理信息的能力

由于实验改革，许多实验由学生自行设计，学生为了设计出好的方案，充分利

用现代信息技术，上网查询，使计算机成为学生学习的一个必不可少的工具，而且不少学生不仅会查询信息，更会计算机来处理实验结果，学生以一种自然的方式对待信息技术，极大地培养了学生的信息素养，也是学生充分认识到计算机不是一门高深的学问，而是一种使用的工具。

5、

注重及时反馈，促进了学生的自我完善

学生经过三个星期的准备，在这段时间内，有同学到模拟实验室去模拟实验，有同学到网上去查找资料，最终每个小组都有几个方案，最多的有四个，最少的也有两个方案。主要方案有：

①、要测出给定物体的重力G和质量m，便可由gG求出。仪器仅需要弹簧秤和m天平。这个方法从原理到实际操作都很简单，但由于中学的测量仪器精确度不是很好，因此误差较大，但这也不失为一种简单朴素的实验方法。

42LL②、利用单摆测重力加速度：由T2变形，得g，由此公式求出重2Tg力加速度g。在这个实验里需要测量摆长L和周期T2t，然后带入公式就可求得重n力加速度g；还有的同学提出做出T——L（图像为一直线），求出直线的斜率就是所求的重力加速度。在这个实验中学生容易出现误差的地方，主要是周期的计算错误，也有同学提出把光电门安装在单摆最低点，这样可以减少计数误差。

③、受“验证机械能守恒定律”的启发，利用这个实验的装置，依照“测匀加速运动的加速度”的实验原理，打出纸带，并从中挑出第一、二两点间的距离接近2mm，并且点迹清晰的纸带进行测量，最后用逐差法g④、由公式hs进行计算,求出g. 2T122hgt得出g2，这个方案引起了学生极大的热情，做实验时，2t他们登上五层高的教学大楼，用卷尺测量楼高（高度h），用秒表测时间t，当重物下落时开始计时，在地面放一铁板，当重物撞到铁板时会发出响声，听到响声计时结束;由于这个实验中计时有误码差，测量高度有误差，空气阻力不可避免，因此实验结果误差较大。但由于这个实验与生活接近，因此当这个方案一拿出，许多同学都很踊跃地实践，极大地提高了物理实验的趣味性。

小制作、科学调查的态度情感与价值观的自我评价表

姓名

日期：

我所参与小制作、科学调查的名称：

自我评价的等级

一级指标

二级指标

一直努力工作，并为目标实现发表意见和1 2 3 4 5 对活动的贡献

想法

对自己和他人负责，为争达到目标，而不责任心

是妨碍目标的实现

1 2 3 4 5 工作方法上，既是独立的又是合作的，尽合作

量完成自己就做的任务，并与他人一起分享资料观点

能认识每个组员都会提供有价值的东西，倾听

倾听并接受每个人正确的观点

自我总体评价

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

（说明：根据符合的程度在相应的分值上划圈，5表示最符合 4表示比较符合 3表示符合 2比较不符合 1表示一点不符合）

小制作和科学探究中小组成员互相评价表

小组成员所参与的活动名称

小组成员姓名

说出小组成员的主要优缺点

姓 名

优 点

缺点

描述出小组成员在活动过程中如何克服困难的

描述你所在的小组的

成就

姓 名

对活动的贡献

对小组成员评等级

（1 2 3 4 5）

合作

倾听

总分

责任心

（说明：根据符合的程度在相应的分值上划圈，5表示最符合 4表示比较符合 3表示符合 2比较不符合 1表示一点不符合。小组成员的评价越好的等级越高）

实验室内完成的实验的量化评价表

实验名称

指标

目的的准确性

指标要点

明确实验所要获得的现象的数据，并认识其意义

有计划和精神准备，预习过实验，并对实验结果有初步的估计

设备的标准化

能知道仪器的基本结构和用途

根据实际情况选择适用的仪器

仪器的参数、精确度和档位选择符合测量的要求

操作规范化

操作方法符合实验的要求，能获得实验现象和数据

操作步骤符合实验规律的要求，能得到正确的数据

操作过程注意仪器的安全，连接恰当

动作熟练，协调，实验习惯良好

结果的准确性

实验过程中能控制无关因素的干扰，得到相对准确的现象和数据

真实地记录了所观察到的现象和数据

能用重复做实验方法排除偶然误差的影响

结果分析的科学性

能运用物理公式、数学方法、图表等恰当的方法分析数据和现象

分析方法正确，原理运用恰当，分析全面科学

实验报告的完整性

能写清楚实验的思想

实验报告中有原理、目的、方法、步骤、等要素并有数据的记录

对实验结果有自己的看法，对实验的成功与不足有分析，并能与同学进行交流与探讨

教师对此次实验的看法和建议

总分

5

5 5

5

10 5 5

5 5 5

5

10

5 10 5

5

分数

5 得分