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