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“翻转课堂”的教学设计应当以学生为中心,符合学生的学情,应强调“授之以渔”而非简单的“授之以鱼”,应尽可能为学生提供自主学习和主动探究的活动情境,培养他们主动思考和探究的能力.在“翻转课堂”的教学过程中,教师应对课堂的互动交流有准确的定位和理解,应该根据学生的课前知识掌握情况,提出有针对性的探究问题,与他们展开讨论,以确保课堂互动交流的有效性.下面以教科版九年级上册《测量电阻》一节的教学设计为例,对“翻转课堂”教学在初中物理实验教学中的应用进行分析.
1.1课前自学视频
1.1.1明确目标,准备教学视频
明确教学目标是“翻转课堂”教学设计的首要任务.教师需要确定学生在不同阶段所要达到的目标.课前自主学习阶段的教学目标:知道“伏安法”测电阻的实验原理、实验方法,会画实验电路图;通过教学视频,了解伏安法测电阻的实验步骤,以及对实验数据的处理及分析.课上合作内化阶段的教学目标:通过伏安法测定值电阻的实验操作,掌握实验原理、实验方法、实验步骤,会用图像法分析实验数据,了解滑动变阻器的作用,提高学生的实验操作及分析能力;通过“伏安法”测量小灯泡电阻的实验,再次熟悉整个实验过程,用图像法分析实验数据,并通过小组讨论分析小灯泡的电阻的变化及原因,提高学生分析数据的能力及团队协作的能力;通过小组合作,探究测量电阻的特殊方法(例如,只有一只电压表和一只定值电阻测未知电阻的阻值),培养学生的发散思维和创新思维.教学视频由教师录制或使用优秀的课程资源.视频内容包括:(1)列出学习目标;(2)伏安法测定值电阻的实验操作视频(包含分析与讲解);(3)布置有针对性的练习.视频应从学生的具体学情入手,时间控制在10分钟以内,做到主题突出,内容精要.教师将已制作好的视频传到教学平台上,学生可以在线观看或下载观看进行学习.
1.1.2自主学习
通过观看教学视频,学生对《测量电阻》的实验的原理、方法、步骤、数据分析、注意事项等有了初步的了解.在观看教学视频时,学生可以根据自己的学习情况,自行调节学习的进度,可暂停可回放,并随时做好笔记完成课前练习.通过观看视频的自主学习后,学生对《测量电阻》的伏安法测电阻有了初步的理解,通过完成相应的练习检测学习的有效性,练习包括:(1)默画伏安法测电阻的实验电路图,由电路图连接(或补全)实物图;(2)补全实验练习题中的实验步骤,根据题中数据用图像法进行简单的实验分析.
1.1.3自学反馈
通过观看视频等资源,学生在自学中掌握基础知识,并能够及时发现自己的疑惑.在交流平台上,学生能够与同伴进行交流学习.同时,教师通过交流平台及时了解学生的学习情况,并根据自测题的反馈来调整课堂教学进度、难度,及时制定合适的教学方案,整理出典型的问题,设计有探究意义的问题情境,供学生在课堂上探究学习,以促进学生知识的内化.
1.2课中知识内化
1.2.1复习巩固
同桌学生以互问互答的方式回顾视频讲授的内容,帮助学习者加深印象,并马上进行伏安法测定值电阻的实验操作.
1.2.2合作探究
给学生适当的时间消化后,学生们动手用“伏安法”测量小灯泡的电阻,通过分析实验数据针对小灯泡电阻的变化情况及原因展开小组探讨,教师随时巡视在学生之间,及时解决个别学生遇到的问题.“如果现在大家手里面只有电压表和定值电阻,没有电流表,能否测未知电阻的阻值呢?”教师在学生解决小灯泡的电阻问题后又抛出一个问题,小组再次展开讨论.教师在学生间及时解决小组内的困惑,引导出正确的思路.
1.2.3释疑拓展
通过讨论,大多数学生不能解决的学习问题,由教师在课堂上解决,并通过实验验证;根据本班学生的实际学习情况,教师对“一只电压表、一只定值电阻测未知电阻阻值”进行适度拓展和延伸.例如,如何用一只电流表、一只定值电阻测未知电阻阻值?.
1.2.4反馈评价
通过适当的课堂练习,在教师与学生、学生与学生之间进行互评中,学生巩固所学知识.
1.2.5反思总结
对伏安法测电阻的实验原理、方法、步骤、数据分析等进行归纳和提升.
1.3课后巩固提高
再次观看课前的教学视频,对本节内容等进行巩固,同时通过练习等对本节课进行强化提高.
2结语
一、边学边实验教学的特点
所谓边学边实验,是指学生在教师指导下,一边学习一边进行实验的教学组织形式;是指学生在教师的指导下,通过自己动眼、动脑、动手、动口(以下简称“四动”)去获取知识,培养学生用实验方法探索物理知识的能力。
(一)边学边实验教学是一种低容量高密度思维的教学组织形式,可以因材施教,切合初中学生的实际课的容量是指一节课内运用新概念、基本规律、技能、科学方法的多少。高密度思维是指学生在一堂课上有较长的有意注意时间,并能充分地开展思维活动。
针对初中学生的特点,在课堂教学中,若比较多的采用边学边实验的组织形式,让学生通过“四动”进行学习,使各种感官受到刺激,就能延长学生的有意注意时间,促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析,进而提高课堂教学的思维密度。
边学边实验的教学组织形式,改变了老师讲、学生听,老师写、学生抄,老师做、学生看那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况。由于学生自己阅读材料,自己做实验,还可以讨论讲述,因此他们学习的主动性、积极性就能得到充分发挥。
边学边实验的教学组织形式,充分体现了因材施教的原则。学生可以自定学习步调,有不懂的地方可以反复阅读教材,实验现象观察不清楚时,也可以反复做几次,自己解决不了的问题还可以问老师。同样,由于可以自定学习步调,优秀生的思维可以得到充分展开,自己可以学得深一点,多学一点。可见,边学边实验不仅使全体学生在不同程度上都能既获得知识,又提高能力,而且解决了将课堂教学统得太死,对学生个体间的差异不能因人制宜的弊端。
(二)边学边实验能够起到演示实验与学生分组实验的综合作用在演示实验的基础上,认真做好学生分组实验是激发学生学习物理兴趣的较好手段,是初中物理教学中大面积提高教学质量很重要的一环。但是,在实验教学中,我们发现演示实验和学生分组实验都存在一定的弊端。课堂中的演示实验是教师为学生提供感性认识材料的过程,它无法代替学生自己的活动,教学中如果把教师的演示实验改为学生的边学边实验,既能使学生对实验获得更加清晰的印象,学到物理知识,又能培养学生的实验能力,提高学生的学习兴趣和主动性。
学生分组实验大多是验证性和测量性实验,一般都安排在新课或一个单元教学之后进行,与课堂教学内容结合不够紧密。加上初中学生实验能力差,学生对实验的注意力常常集中在操作上,教师则往往忙于协助学生排除故障,师生完全处于被动状态,以致往往无法达到获取知识、培养能力的目的。采用边学边实验的教学形式后,学生在教师的指导下边看、边学、边实验、边思考、边讨论,能较快地掌握物理知识。边学边实验课一般安排在教室里进行。每个桌上都有一套仪器,每位学生都有动手的机会,有利于学生能力的培养。因此,从某种意义上讲,边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。
(三)边学边实验是一种效率高负担轻的中学物理教学活动十多年来,我们开展边学边实验所需的仪器,大多是通过发动广大师生因陋就简自制的。纵观初中物理所涉及的全部物理实验,其精确度要求不高,有的只要能表现出一些物理现象和事实就可达到教学目的。可以说所有初中物理实验除配备一定的基本仪器和必要器件外,都可以就地取材,自制仪器来解决。
进行边学边实验教学的形式可以根据教材、学生以及器材的实际情况,采用多种方式进行。它可以安排在新课的开始,作为新课的设疑引学,起到激发学习兴趣的作用;也可以安排在新课的教学过程中,用来建立物理概念或得出物理规律,作为学生辨疑解难的一种手段,起到启发、帮助学生理解概念,解决疑难问题的作用;还可以安排在下课前的几分钟,作为复习巩固之用。在教学时间上,可以用一整节课时,也可以用半节课或几分钟。总之,根据教学的需要和可能灵活掌握,以达到最佳教学效果的目的。
二、边学边实验的教学功能
(一)有利于调动学生的学习兴趣和积极性《九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)》明确提出,培养和提高学生学习兴趣是当前物理教学改革研究中的重要课题之一。边学边实验不仅可以提高学生的学习兴趣,而且能够极大地调动学生的学习积极性。据对试验班毕业前物理学习兴趣的调查,?喜欢物理的占86.4%,不喜欢的仅占2.7%。从初二到初三,学生对物理一直感兴趣的占34.8%,一直不感兴趣的仅占6.8%。
在学生所学的7门主课中,物理是学生最喜欢的学科之一。
(二)有利于学生理解和掌握知识
心理学研究表明,学生对学习内容的巩固程度,与学习的方式关系很大。一般来说,学生通过听教师讲授,能够记住10%--20%;学生如能看到实物或现象,能够记住30%;如果学生既能听教师讲,又能看到实物或现象,能记住50%;如果学生看到实物或现象,自己又描述过,便能记往70%;如果学生既动手做过,又描述过,则能记住90%。而边学边实验,既让学生动手做实验,又让学生在实验的基础上讨论、分析,最后自己归纳出物理概念和规律。显然,这样的学习过程属于上面所说的最后一种情况。可见,边学边实验有利于学生理解和掌握知识。
(三)有利于培养学生的实验能力
教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式。他在《手脑相长歌》中写道:“人生两个宝,双手与大脑。用脑不用手,快要被打倒!用手不用脑,饭也吃不饱。
手脑都会用,才算是开天辟地的大好老。”我们在初中物理教学中提出边学边实验,提出“四动”,正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的。我国中学物理实验教学的现状是学生动手的机会太少。开展边学边实验,极大地增加了学生实验操作的机会,因此十分有利于培养学生的实验能力。
(四)有利于学生掌握学习和研究物理的方法边学边实验的学习探索过程,更接近人类认识客观规律的过程。因此,我们主张将课堂变为教师引导学生动眼、动脑、动手、动口的主动学习的活动场所。
在教师指导下,?发挥学生的主体作用,?把学生的兴趣(情感领域)、知识(认知领域)、能力(动作领域)等各种心理因素融为一体,使他们在直接参与边学边实验的过程中,逐渐认识到实验是获得物理事实的根据;实验是检验假设真理性的标准;逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实,并从而得出概念和规律的。可见,通过长期边学边实验的训练,学生将会逐步掌握物理学习和研究的基本方法。
三、实施边学边实验教学的策略
(一)恰当地选择学生边学边实验教学的内容教改实践表明,凡是与教学过程紧密结合,便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口,利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯,利于发展他们智能的内容,都可选为学生边学边实验教学的内容。
1.根据中学物理教学大纲对能力、?技能的具体要求,安排边学边实验的内容。例如,教学大纲中要求学生通过学习,会使用某些基本物理实验仪器,那么就应该采取边学边实验教学的形式,努力增加学生对这些仪器的使用频数,逐步提高学生使用这些仪器技能方面的要求。
2.对器材的要求不是很高的演示实验,?可以改为学生边学边实验。例如,课本上用铅皮和铅盒来演示物体浮沉条件的实验,若改为边学边实验,就可以让学生在课前准备好一支空牙膏管(尾端剪开)和一只玻璃杯。实验时,先让学生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里,它就在水中下沉,然后将牙膏管鼓起一些,它就能上福3.将课本上的小实验和一些实验习题改为边学边实验。?例如,制作橡皮筋测力计的小实验,可以配合“力的测量”进行边学边实验教学。再如,用纸盒可以将水烧开的小实验,反复弯折铁丝后弯折处会发烫等实验习题,都可以配合新课教学作为学生边学边实验的内容。
4.将课本上的部分学生分组实验改为边学边实验。?有些基本仪器及其操作方法,在新课教学中学生已经掌握了,到学生分组实验时,就可以适当提高教学要求。?这样做有利于知识的巩固和思维能力、?实验能力的培养。例如,初三将“电流表”、“电压表”改为边学边实验后,在新课教学中让学生学会电流表、电压表的使用,到下一节学生分组实验时,就可以增加“两表”的使用频数,这更有利于学生实验技能的培养。再如,初二第七章第一节“质量”和下一节学生分组实验“用天平称固体和液体的质量”,也同样可以采用边学边实验教学,都能取得较好的教学效果。
(二)千方百计地准备学生边学边实验教学的仪器边学边实验是一种上课形式的学生实验,一般要求两个学生用一套实验仪器。
对学生边学边实验仪器的准备要做到“五不一保证”,即仪器不宜复杂,操作技能要求不宜过高,实验规模不宜过大,一次实验所用仪器数量不宜过多,实验时间不宜过长;实验安全要有保证。
由于初中物理实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求不高。因此,大部分初中物理实验仪器都可以自制,可供选择的器材也很广泛。例如,没有平底试管,可用废旧的平底小药瓶来代替;没有弹簧秤,可发动学生用废钢丝绕制,没有溢水杯,也可以用在玻璃杯上套两个橡皮圈的方法代替;等等。
引导学生积极参与自制教具学具的活动,不仅为边学边实验教学提供了一定数量的实验仪器,为物理教学创设了良好的实验条件,而且学生通过自制教具和学具,增长了才干,提高了动手能力。
(三)认真上好学生边学边实验课
边学边实验课一般包含下列三个环节:“设疑引学,辨疑解难,释疑巩固。”
“设疑引学”是教师通过一些物理现象和问题情景,使学生产生疑问,提出需要解决的问题。“辨疑解难”是要求学生对他们所提出的问题进行假设,估计可能的结果是什么,然后教师指导学生讨论如何用实验进行研究,拟订实验方案,并在学生实验观察和测定的基础上开展小组或全班讨论分析。学生在这一教学环节中,通过看书、观察、实验、思考、讨论、争辩、答问、练习、应用等,做到四动,从而既学到了知识,又培养了能力。“释疑巩固”是在教师的指导下排除疑问,通过练习、应用和小结等来运用和巩固所学的知识。上好边学边实验课的关键在于放手让学生去看、去想、去做、去说,尽量让学生提出问题,大胆猜想,设计实验方案和进行实验。教师做的主要工作是巡视、“集疑”、“布疑”,对个别差生进行适当辅导。对难点、重要的概念、分歧大的问题,组织学生讨论。
一、教学基本程序
初中物理实验“六步教学法”包括提出目标(教师活动)---设计方案(师生互动)---预审方案(师生互动)---实验尝试(师生互动)---汇报交流(学生活动)---归纳总结(师生互动)六个环节。
提出目标。即教师根据教学内容提出研究问题,要求学生能够根据所提问题,设计研究方案。问题的提出要注重如下两点。首先,提出的问题要有明确的导向性,便于学生及时理解学习要求。第二,问题要有层次性,既要让学生自学讨论有一定的容量,又要让学生通过自己的努力能够去完成。例如,在“欧姆定律”教学时,可用如下两种方式提问。问题一:通过某导体的电流Ⅰ和加在两端电压V以及导体电阻R三者之间有何关系?请同学们设计一个研究方案。问题二:通过导体的电流Ⅰ与哪些因素有关呢?请同学们设计一个研究方案。明显地看出,用第二种方法提问,导向性不强,同时层次也太高,学生无从下手。
设计方案。学生根据老师提出的实验目标,通过自学、小组讨论等形式设计研究方案。研究方案主要包括:仪器、装置的选用和安装,实验的原理、方法和步骤。这个过程是教学的难点,教师要酌情加以引导,但不强调千遍一律。这也是培养学生创新的较好机会。通过长期的练习,可使学生把握常用的实验思想、方法,了解仪器的规格和性能。例如,在研究测电阻方法时,既可用电压表、电流表来测电阻,也可用一只电流表和一只电阻箱(定值电阻),或者用一只电压表和一只电阻箱(定值电阻),常见的方案多达8种。假如考虑到实际测量效果,还需要考虑仪器规格组合,方案就更多了。只要放手让学生去动脑,各种方案都可能出现,甚至有的方案教师还未想到。用这种方法教学,不仅巩固了知识,还培养学生发散思维能力,激发了学生学习热情。
预审方案。教师组织学生汇报实验方案,师生共同评审方案,实现师生、生生互动。由于不强调方案的千遍一律,因此,会出现各种各样的实验方案。有的可操作,有的不能完成实验任务,有的虽符合实验原理要求,但现象不明显或者无法达到效果等。在组织学生汇报和审核方案时,教师要注重如下几点:一是,要充分肯定学生学习的积极性,充分让学生展示自己的方案,发表自己观点和看法,教师不武断判定正确和错误。二是,要组织学生对各种方案进行审核,突出教学主体性。对学生无法判定的方案,可适当引导或者留下一步“实验尝试”中解决,让学生通过实验去判定方案的正或误。三是,对具有创新意识、创新精神的学生要加以表扬、鼓励。对学生提出的问题,教师若一时无法解答,要利用课外加以辅导或者鼓励学生在以后的学习中继续研究。四是,对学生展示的方案要及时归类小结,对尚未思考出的其他可行方案,要及时引导学生继续讨论,进一步完善方案。
实验尝试。根据设计方案,组织学生分组对不同方案分别动手实验或教师演示实验,并做好记录。有条件的学校,采取分组实验形式,实验条件差的学校一定要有演示实验。这个教学环节的教学目的是:1、验证实验方案的可行性,使学生进一步体会实验方案设计的技巧。由于方案的多样性,仪器预备应做到多样化,超出课本要求去预备实验仪器。也可采取课内、课外相结合的形式来完成方案的验证工作。2、修改实验方案。由于受到实验条件的限制、对仪器规格、性能了解不准或者方案有误,使实验达不到理想效果。需要教师引导学生修改实验方案。3、通过实验发现物理规律,达到实验目标。4、培养学生实验操作技能和技巧,培养观察、分析能力。实验尝试不同于传统的学生分组实验,学生分组实验所用仪器、步骤、方法是通过实践总结出来的,实验成功率很高。而尝试实验方案带有探索研究性质,成功率较小,这需要发动全体学生参与,需要学生有良好的实验素养。
汇报交流。学生根据实验情况,汇报交流实验结果。内容包括:1、本小组实验方案完成情况。是否达到预期效果。2、实验中,如何修改实验方案,使方案更完善,现象更明显。3、实验现象和数据记录。在学生汇报实验情况时,教师要及时归类记录,对实验不成功,要帮助分析,提出改进意见,可利用课外时间让学生再次实践,也可布置作为课外作业。
归纳总结。教师根据学生汇报的实验情况,组织学生总坚固验规律。通过成功实验,总坚固验技能和技巧;通过失败实验,总结经验教训;通过实验数据或现象分析,得出物理规律。
二、教学基本特征
初中物理实验“六步教学法”与传统的实验教学有明显不同,突出表现在如下几个方面。
1、创造性。传统的学生实验,对学生统的太死,对仪器、装置、步骤、方法作了统一的要求,学生属于模拟实验,验证实验。而“六步教学法”则要求学生自己去摸索、实践,去发散思考,去创新。把创新意识、创新精神、创新能力的培养放在重要位置。
2、民主化。传统的教学,强调“教师权威”,而“六步教学法”给学生创造了一种和谐宽松的学习环境。学生可以向教师或同学质疑,可以怀疑,可以发表不同观点。学生的错误观点,通过实验事实加以认定、纠正,既尊重知识,又尊重人才。和谐宽松的学习环境是培养学生创新意识、创新精神的基础。
3、主体性。传统的教学方法,以教师传授知识为主。而“六步教学法”突出学生主体性,把学生活动安排在每一个环节内,不仅有学生的自学、讨论,还有学生的辩论、尝试等。在教师的引导下,学生通过自己的努力去主动获取知识,学的主动、积极、有爱好。
4、开放性。传统的教学以课本为素材组织教学,而“六步教学法”不仅根据课本要求设计问题,同时对学生自学中出现的各种疑难问题,也作为教学内容。教学内容不再是封闭的,而是开放的。教学形式不仅仅局限在课堂,有时在课外、在实验室、在家庭。
5、实践性。“六步教学法”从人的发展需要去组织教学,不仅要求学生把握知识,更重要地把握处理问题的方式、方法,把握实验技能、技巧,使学生在实践中把握知识。每一个实践活动都有学生参与,每一个实验操作都由学生亲自动手。
三、教学实施要求
“六步教学法”对教师和学生均提出了较高的要求。首先,教师要转变教学观念。物理实验教学应该成为一种科学探索过程,回归物理探索。只有让学生从实验方案的设计、实施、修改等过程中体悟研究物理学的思想和方法,才是真正意义上的物理实验教学。
其次,教师要把培养学生的创新意识、创新精神和创新能力放在首位。教师要鼓励、激励学生去创造,要建立民主和谐的师生关系,建立无批评式课堂,教师答应学生提出不同的见解,允
许学生从事有意义的独立探索活动,答应学生辩论、讨论,答应学生到实验室独立实践。鼓励学生发现问题、提出问题,有质疑的好习惯,有钻研探究的好品质。
第三,教师要有开放意识。教师提出的问题和设计的学习活动要有创新思维的空间和时间,对某一问题的讨论、实践、辩论,要有可研究的内容和充足的时间。实验尝试经常需要较长的时间,而有些教师经常草草收兵,以教师的说教或演示取代学生的探索,形式上是体现学生的主体探索,实际上仍是以教师的引导代替实践。采用探索式教学,教师在课堂上有时完成不了预定教学任务,这就需要我们把课内与课外相结合,在课堂上多给学生留下一些“问号”,让学生利用课外学习活动寻求答案,画上一个“句号”。在学生时代为学生留下更多的“问号”,将会使他终身为了寻求“句号”而奋斗。
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学习贵有疑!实践经验表明,学生一旦缺乏批判精神,则势必缺失明辨是非,接近真理的自信.我们在教学过程中发现当形似质异的问题摆在学生面前时,缺乏批判精神的学生往往会被外在表象所迷惑,在概念认识上举棋不定,处理问题则往往容易出错,是不是这些学生头脑中没有概念呢?不是,而是缺乏比较,缺乏从细碎处着手辨析的意识和能力.例如,我们在和学生讲“相互作用”与“二力平衡”这些问题时,下面一道例题非常常见,但是学生初次遇到时,缺乏批判精神的学生往往会做出错误的选择.
例1教室里的一张课桌放置在水平地面上,则下列关于平衡力的说法,正确的是
A.桌子受到地面的支持力与桌子对地面的压力是一对平衡力
B.桌子的重力和桌子受到地面的支持力是一对平衡力
C.桌子的重力和桌子对水平地面的压力力是一对平衡力
D.该情境中不存在平衡力分析
这个问题学生为什么会出错?学生思维的薄弱点在哪里?笔者认为,学生在“相互作用力”与“二力平衡”的理解上出现了相互干扰的问题,或者说对“二力平衡”的四个条件不够清晰,只是浮于表面,最终出现了错乱,有相当一部分同学只是记住了“等大,反向”,而没有注意“共体”即二力作用在同一物体上这一首要条件,同时也给学生渗透了分析力学问题首先必须确立“研究对象”的意识,同时对于初中物理,后面还要学习杠杆,所以,还要强调两个力作用在同一直线上,如此一来“共体、等大、反向、同线”的二力平衡条件就清晰了,认识也就不容易出错.在讲解本题时,借助分析对“平衡力”与“相互作用力”这两个概念有了新的认识,在辨析的过程中学生的质疑态度与意识有了提升,获得智、能、情三个维度的发展.
2在探究活动中质疑、验证
新课程倡导学生自主探究式学习,那么对于初中物理课而言,如何探究呢?笔者认为探究课离不开“质疑”,提出问题后基于自己的原有认知收集证据推理得到结论,对于自己探究得到的结论在展示前,自己反思其正确性,即再次质疑,重新收集证据,或是将自己的研究成果应用到更一般的对象分析中验证其正确性,最终得到正确的结论.整个环节.例如,笔者在和学生一起学习“光的直线传播”这节内容时,给学生提供日全食图片,这是学生较为熟悉的现象,同时抛出问题:日全食现象蕴藏着怎样的光学知识呢?对于这个问题,学生都能从原有的知识和生活经验出发,认为这是太阳被月亮遮住了导致的.很自然地联系到另一个问题:“光在物质中是如何传播的?”“是不是沿直线传播的呢?”有没有证据可以证明呢?生活中学生能够找到“影子”的例子,思考如果光可以弯曲,那么按道理就没有影子,但是光路是看不见的,如何进一步验证光的直线传播呢?为了让学生能够自己找到证据并解释问题,给学生提供了足量的器材,分组合作探究.课堂上,学生大多能找到如下三个证据来证实自己的猜想:实验1激光笔作为光源,激光射向装有烟雾的矿泉水瓶,观察光传播的路径,证实光在空气中能够沿直线传播.实验2激光射到水中,为了提高可见度,水中可融入适量的豆浆或牛奶便于观察光传播的路径,实验现象证实光在水中(液体)中能够沿直线传播.实验3用玻璃砖代替水做实验,可以证实“光沿直线传播”.而教材中的结论是在“光在同一种均匀介质中沿直线传播”,直线传播已经感知到了,为什么要强调“同一种均匀介质呢?”这一质疑,带动了思维进一步发展,有了收集“新证据”,修正结论的需要.笔者在学生有了心理需要的时候,给学生做了一个“光从空气进入水中,发生折射”的演示实验,让学生感知概念的准确性,同时也为后续学习打下基础.
3在交流互动中促进思维更丰满
随着新课程改革的推进,南通作为教育大市推出了十二字教育方针,“限时讲授、合作学习、踊跃展示”成为了新时期南通教育的总体要求,既然限时讲授,那就多让学生自己讲一讲,为此,新课程改革背景下的初中物理教学中,学生与学生之间的交流很多,无论是概念课、实验课、习题课,笔者都尝试着让学生分组讨论,在交流中质疑、批判、吸收,调动学生的物理学习兴趣,激活学生的思维,促进学生更好地发展.例如,在和学生学习了欧姆定律后,笔者设置了一条例题,引导学生相互交流,深化对电阻,及欧姆定律本质的理解.
例2下面对公式R=U/I的理解,下列说法正确的是
A.导体的电阻跟通过它的电流成反比
B.导体的电阻跟加在它两端的电压成正比
C.电流一定时,导体的电阻与其两端的电压成正比
D.导体的电阻大小取决于自身的条件,与电压和电流无关
论文关键词:中学开展课外物理实验教学的研究
学生生活在丰富多彩的物理世界中,有许多可供观察的自然现象,有不少可供探索的物理技术问题,有各种各样日常生活提供的训练课题和创造活动,同时中学物理教材中也设置了众多的“小实验”和“实践性习题”等。它们为学生课外活动提供了大量的素材,通过组织学生课外物理实验活动,对学生更好理解物理知识,增强物理学习兴趣,培养学生创新能力等都是非常有帮助的。物理教学中,应当结合学生生活实际,组织学生开展物理课外实验活动。
一、中学物理课外实验活动作用具体表现在以下几个方面:
1. 加强学生对课内知识的理解和巩固
学生通过课外实验,可以大大丰富感性认识,深化与活化已掌握的物理知识,课外实验与课堂教学的密切联系,可以使课堂教学得到不断的补充和延伸。
例1高中教材在研究自由落体运动后,设置这样一个小实验:请一位同学用两个手指捏住木尺顶端,你拳起一只手的手指,在木尺下部,做握住木尺的准备,但手的任何部位都不要碰到木尺。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺。测出木尺降落的高度,根据自由落体运动的知识,可以算出你的反应时间。
通过此实验,可以使学生弄清研究对象、研究过程、以及自由落体运动的规律。
2. 通过实践活动培养学生观察、动手、动脑的能力
学生学习物理感到困难,不感兴趣,其重要原因之一,就是不会把所学的知识用来研究具体物理问题。通过课外实验初中物理论文,可以把物理知识和生活实际紧密结合起来,使学生养成善于分析、善于总结的良好习惯,使学生感到物理知识亲切,能解决生活中的具体问题,而不感到物理知识枯燥乏味。
例2在摩擦力教学后,让学生观察自行车运动过程中摩擦力应用有哪些?哪些地方应减少摩擦?哪些地方应增大摩擦?
通过观察、讨论、分析,弄清滚动摩擦、滑动摩擦、静摩擦的特点,使学生能自行解决自行车因摩擦引起的各种问题。
3. 提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性
物理课外实验以其小型、灵活、生动、多样等特点,激发学生学习物理的强烈兴趣,有利于因材施教,发展学生个性,开发学生智力。
例3在振动和波教学中,在介绍空气柱的振动之后,组织几个学生用麦管作为乐曲。
4. 开阔学生视野,丰富学生知识
课外实验内容丰富,与现代科学技术密切联系,学生可以迅速地接受新的信息,开阔眼界,活跃思想。
例4观察激光的准直性以及用于光通讯的全反射。
从氦氖激光器发出一束激光以暗场(关灯)喷烟显示激光束的径迹表示它的准直性,随后将激光束通过贮有水的玻璃容器,容器的侧边开一小孔,让水释放。激光束瞄准小孔,激光沿着水的抛物线径迹传输。这就是利用全反射作为光波导通讯的原理。
5. 培养学生的劳动观点和组织管理、经营管理的能力
通过课外实验实践活动,不断培养学生热爱劳动,把知识传授与思想教育有机结合起来了。课外实验的一个重要特点,就是既经济又科学,变废物为器材,可以培养学生勤俭节约的优良品质。
例5随手取材进行有趣实验。
用塑料冷饮杯,在杯子下部钻一个小孔,就可演示失重现象论文格式范文。
二、中学生课外实验活动组织可以有下列三种形式
1. 家庭物理实验
为了配合教学,把实验的内容、要求、方法等由教师布置给学生,由学生自己创造实验条件。包括选用日常生活中的一些物品当作实验器材,自制一些简单的仪器或零件,自己动手独立完成小实验等。
2. 开放实验室
充分利用实验室的仪器设备,采用课外时间,教师有组织的指导学生设计实验方案,安装仪器,完成实验。
3. 课外活动小组
对于比较复杂的实验,组织课外活动小组,分工选购器材,自制仪器,创造实验条件,进行实验活动。并定期组织全体学生参观课外活动小组的劳动成果。
三、中学物理课外实验不同类型的具体要求
1. 观察性实验
大自然、日常生活和生产技术是学习物理的广阔课堂。有意识地组织引导学生观察,参与各种社会活动,有利于培养学生能力。例如:游乐园中的“翻滚列车”,雨后的彩虹,五彩晶莹的薄膜等。在师生的相互启发下,都将有新奇的发现。对这类活动,重点应放在扩大观察范围和培养兴趣上,布置观察课题,鼓励学生写观察周记;定期举办观察发现汇报会,复制观察到的自然现象。
2. 课外小实验
通过小实验观察研究,使学生进一步理解物理概念和规律初中物理论文,灵活运用所学知识,训练实验技能。例如:用各种不同的方法测重力加速度g,用各种不同方法测声速,用各种不同的方法验证机械能守恒等。对这类课外实验,要求学生掌握实验目的、原理,自行设计实验装置进行实验操作,有必要的实验结论。
3. 课外小制作
让学生自制一些简单仪器。如弹簧秤、杆秤、小电动机,简易万用表等等。这类课外实验,要求学生在自制过程中注意仪器的刻度、零点确定等,并在制作中有所创新、有所突破。
4. 课外小科研
在教师给出研究课题后,学生自行设计实验方案,选择实验方法,设置实验装置。这类实验,要求学生重点放在巧妙的设计思想上,培养学生科学态度和研究问题的能力。
5. 课外科技活动
为使学生了解现代科技成就的发展和应用,可以组织学生成立科技活动小组。例如,微机小组、无线电小组、航模小组等等。对这类课外活动,要求系统性强,有计划、有组织地进行。
要组织好课外实验活动,首先,选题应该科学性强、趣味性浓,同时具备取材容易、制作简便、效果明显、安全可靠等特点;其次,组织形式应灵活、多样;第三,指导放在难点关键,要大胆放手,切忌包办代替;第四,及时总结,通过展览会、表演会、报告会、竞赛评比等活动,不断深化和丰富课外实验成果。
论文关键词:用注射器改进的物理实验装置二则
纸片都将不会落下来。这是广大物理教师非常熟悉的覆杯实验。该实验取材非常容易,操作较为简单,结果出乎意料,对学生有很强的吸引力,能极大的调动学习得兴趣。
(一)、问题的提出
近年,该实验越来越遭到教师的冷遇。苏科版教材用大气压挤压易拉罐的实验取代了覆杯实验作为导课实验,覆杯实验羞答答的出现于课后的习题中。而大气压挤压易拉罐的实验明显相对于覆杯实验器材准备量大、操作耗时长、干扰知识多、有一定的危险性等缺点。编者为何要弃优用劣?却又对其念念不忘?
(二)、实验的缺陷
越来越多的老师发现,在做覆杯实验时存在以下两个问题:1、在做完覆杯实验后提问“为什么水没有晒下,纸片没有落下?”时,有学生会回答“因为水将纸片和杯子粘住了、分子间有吸引力”,身为教师很难有力的否决学生的这种认识。有的教师在做覆杯实验时不小心将气泡混入杯中,学生认为实验失败时,却发现被子倒置后水和纸片都没有落下,再做,发现杯中空气再多一些实验也能成功,即使没有水,潮湿的杯口也能将纸片吸住不掉,这些现象似乎在佐证学生分子间有吸引力的认识。这样的情况使实验本身的效度荡然无存初中物理论文,加上大部分教师自己也很难对此给出一个令自己信服的解释,即使有的教师能给出科学的解释,却也无法向学生解释清楚,直接简单硬性说明“是由于大气压的存在将纸片托住了,从而使一张小纸片托住了满满的一杯水。”2、覆杯实验中,玻璃杯的杯口水平放置以及其他方向时,理论上由于空气和水一样都是流体向各个方向都有压强,水和纸片都不会落下,但实际操作时实验的成功率不高。
(三)、实验的改进
我尝试着实行以下改进,克服了以上不足之处,增强了演示效果,可见性强,操作方便,安全有保障,易取材,易制作。
改进制作的具体方法:取一支50ml注射器替代覆杯实验中的玻璃杯。
操作时只需拔出注射器中的活塞,用手指堵住注射器的小孔,向筒内注满水,盖上纸片,将其倒置水和纸片都未落下,而且注射器筒口水平放置以及其他方向时也不会落下;松开手指,水和纸片都落下。
改进后的实验取材容易,操作简单可靠,整个操作保持着覆杯实验操作的过程及其简便性。仅仅增加一个手指的“堵”和“松”的动作。通过上述两次实验对比,实验的指向性强论文提纲格式。可以轻松地在不经意间排除学生的“水的粘力”的猜想,让学生感受物理实验现象的奇妙,激发学生强烈的好奇心,可以自然地引导学生对气体压强的猜想,同时也为后面用注射器估测大气压的值的实验做好了强有力的铺垫。
二、演示气体对外做功实验的改进
(一)、问题的提出
笔者认为做“空气膨胀做功内能减小”实验时,依照苏科版教材进行实验设计方案(如图2所示)进行演示实验,但要实现理想的实验效果,让全班同学都看到透明的塑料盒中出现白雾,盒盖飞出的现象,不仅操作比较麻烦、时间长,而且易出危险,这样便给课堂教学带来不利影响初中物理论文,使整节课的教学效果大打折扣。因此优
化实验方案,改进实验的某些环节,在短时间内迅速、
高效、完美地完成本实验是我们努力的目标。
(二)、实验的缺陷
若将电子式火花发生器插入塑料盒中,会发现电子
式火花发生器很容易从塑料盒中脱落,这就需要把电子
式火花发生器与塑料盒的底部要固定在一起,否则实验时盒盖和塑料盒都会飞出去,易出危险。此过程不仅操作比较麻烦、时间长,而且由于塑料盒没有密封酒化效果不明显,电子式火花发生器不能一次打火成功,使实验时间延长。
(三)、实验的改进
我尝试着实行以下改进,克服了以上不足之处,增强了演示效果,可见性强,操作方便,安全有保障,易取材,易制作。
改进制作的具体方法:取一根直径为16mm的小试管,配一合适的橡皮塞,一次性塑料输液器1副,50ml注射器一支。将输液器最前面带针头的一节拔下插入并窜过橡皮塞,然后往回拔一点使针头不露出来(如图3所示),将橡皮塞盖紧小试管,输液器的另一端(接针头细管的一端)对接注射器,整个实验装置如图4所示。
操作时只需拔下橡皮塞,将注射器的活塞向后拉使筒内充满空气,再向试管中放少许酒精,然后用橡皮塞盖紧试管。实验时教师只需一只手抓住试管的底部,另一只手抓住注射器的活塞,像医生打针一样将空气压入试管,在此过程中就会看到橡皮塞飞出去(由于橡皮塞与接针头细管以及注射器相连在一起,避免了塞子弹出伤人);而且玻璃透光性好,学生可以清楚地观察到试管内和管口冒出白雾,实验现象不仅清楚,而且持续时间长,给学生留下非常深刻的印象。据此现象,学生感知到了酒精蒸汽推动橡皮塞做功时,温度降低,从而自然而然得出“物体对外做功时,本身的内能减小”的结论。
改进后的实验,消除了师生在演示、观察时的恐惧心理,增强了安全感初中物理论文,而且器材获取方便;操作简单、方便、实用、效果好;实验过程所用时间短;增强了实验效果的可见性,实验效果明显增强。
(四)、改进实验的另一用途
演示模拟潜水艇的浮与沉,将上述装置的橡皮塞上再插入一根注射器的针头并使其窜过橡皮塞,然后将针头得另一端向下弯折,管口能没在水面以下即可(如图5所示),为使管口能没在水面以下,可在管口绕几圈铁丝,作为配重,使它能没在水面以下,整个实验装置如图6所示。
操作时将实验装置中的试管放入大玻璃水槽中,使它水平浮于水面。用注射器从试管中抽气,试管里的水就增多,潜水艇自身重力增大,当重力>浮力时,潜水艇下沉;往试管里压气,试管里的水就减少,潜水艇自身重力减小,当重力<浮力时,潜水艇上浮。从而控制进入试管内的水量来实现试管在水中下沉、上浮或悬浮。