论文部分内容阅读
物理实验的考查一直是历年高考的热点,学生在高考前虽做了大量的实验题,但从试题得分情况来看,实验题失分相当严重. 究其原因,往往是教师在实验复习时缺乏有效的教学方式与手段,往往把习题孤立开来,逐个讨论而且一讲到底,造成了学生头脑中只形成单一的基本实验图式,缺乏可联系的基本实验装置和方法迁移. 那么,如何改变传统的实验教学方式,充分挖掘其教学功能,增强实验教学的魅力?下面选取 “纸带类实验复习专题课”的一个教学片段作浅显评析,并简述案例所引发的启示.
一、课堂片段呈现
教师:出示纸带类实验的基本装置,并说明装置结构(如图1所示).
与学生一起讨论以下问题:①上述实验的实质;②上述基本实验装置可研究或探究哪些实验?
评析:创设有利于学习者建构意义的情境是教学设计的重要环节. 教学中出示基本实验装置,把装置与实验对应展示,有助于学生建立基本的实验图式. 同时,结合实验装置提出问题调动了学生学习的积极性,增强实验探究的欲望,从而提高复习效率.
学生回答:纸带记录滑块运动的位移随时间的变化情况,从而揭示滑块的运动规律或满足的规律. 此装置可测定匀变速直线运动的加速度;探究加速度与力、质量的关系……
教师进一步追问:上述基本实验装置可适当变换,还可研究或探究哪些实验?
学生回答:如果把装置竖置可验证机械能守恒定律(如图2所示)等.
教师再追问:如果装置不竖置能否验证机械能守恒定律?
学生回答:如果把装置中的长木板改成气垫导轨可验证系统的机械能是否守恒.
教师再拓宽:如图3所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律. 请思考应测哪些物理量?
学生回答:测出m1下降的高度可计算出系统重力势能的变化量;测出下落的时间可计算出系统动能的增加量.
教师再问:上述基本实验装置还可研究或探究哪些实验?
学生回答:把木板倾斜以平衡摩擦力可探究橡皮筋做功与物体速度变化的关系(如图4所示);把滑块A、B放置于气垫导轨上可探究A、B碰撞过程中的不变量(如图5所示).
教师追问:滑块A、B不放置于气垫导轨上能否探究A、B碰撞过程中的不变量?
评析:教学中通过巧设问题,把原本独立的、毫无相干的实验有机地整合起来,把变式训练融于实验复习中,拓宽了实验复习的渠道. 顺势实现了纵向线状的类比复习和横向的方法迁移,可谓一石多鸟,触类旁通. 借助几个传统装置进行适当改造,提出一系列新的实验任务,让学生们在相互交流中激活思维,实现迁移和创新. 如验证系统“机械能守恒”“动量守恒”等给出了一些新的基本思路,让学生有一个进一步的想象空间.
师生间的协作与交流是学习进程中的重要手段. 课堂上学生思维活跃,始终围绕教学问题层层推进,教学的预设和生成实现共振.
学生回答:借用图4实验思想将图5实验装置进行改造就可以研究(如图6所示). (学生一边回答,教师一边板画实验变换装置图,板书设计见下图所示. )
评析:通过板书形成纸带类实验的知识网络,构建实验思维导图,最大限度地展示实验情境,拓宽了实验复习的方法手段,进一步实现了实验教学的功能.
根据课堂观察,执教者对这节课的考纲研读和把握非常到位,并没有刻意去搞探究,而是以问题引导学习,让学生通过自己的活动、小组讨论和交流来获取知识提升能力. 设置了一个演示实验装置作铺垫来设置问题,唤起学生对原实验的回忆,实现知识的自我构建. 设计合适的活动,调控教学节奏,发挥活动的有效性,以平等的教学态度使学生没有压力而乐于参与. 课堂安排合理,重点突出,过程流畅,能利用多种方法分散、降低难点,活化课堂,使课堂充满情趣和智慧.
二、案例引发的几点启示
启示1通过情境强化过程体验
建构主义学习论认为,学习是一个积极主动的建构过程,不是由教师向学生传递知识,而是学生根据外在信息,通过自己的背景知识,建构自己知识的过程. 因此,物理实验的学习过程也应是建立在学生原有 “实验情境”基础上的自我建构过程. 在学生的头脑中建立、形成“实验情境”,对物理实验教学起着重要的作用.
教师应根据学习内容及学生实际选择适当的教学方法,遵守从感性到理性,从具体到抽象,从已知到未知的原则. 通过创设合理的情境来讨论问题,展开联想,引导学生将这些物理情境进行归类、总结,强化过程体验. 只有通过强有力的过程体验,才能实现知识的自我建构.
启示2通过迁移引导学生探究
教师要充分利用现有的实验器材,立足课本、开拓创新,精心设计、再现学生的分组实验,将科学探究与物理知识的学习有机地结合起来,促进学生学习方式的转变,促进学生的全面发展.
在实验复习时,针对课本上的实验,教师要着重去思考这些实验有哪些可以拓展延伸的地方,既不能照本宣科,也不能漫无边际. 任何一个实验都包含着一定的实验思想和方法,这些思想和方法被广泛地应用于物理科学的研究当中,能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情境中或相关的物理探究实验中,是高考对考生实验能力考查的具体体现. 因此在实验复习中,要求学生要认真领会每个实验的设计意图和总结实验方法,能够对实验结果进行解释和分析,并且在遇到新问题时,能够根据学到的实验思想和方法来设计实验方案. 如在学习了电流半偏法测电流表的内阻以后,能迁移到用电压半偏法测电压表的内阻.
启示3通过实验整合提高实验设计能力
物理实验总复习容量大、任务重. 如果我们只是简单地重复课本实验的体系,这对学生思维的开发和对实验科学思维方式的培养显然是不利的,所以应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上,给这些实验分门别类,整合成不同的实验板块. 比如,力学实验板块中,最有特色的是纸带,它记录物体运动的位移与时间的关系,通过位移与时间来研究物体的运动规律. 因此,把“打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律”等实验整合成“纸带类”实验板块,通过纸带有效地把力学实验串联复习,以提高教学效率.
从近几年的高考物理实验试题的设置来看,特别重视实验设计能力的培养和提高,让学生利用已学知识、原理和方法在题设的条件和情境下,按照题设的要求制定出实验方案,选择实验器材、安排实验步骤、设计实验数据处理方法及实验误差分析. 对于实验的设计,笔者认为,首先要重视用已学过和已掌握的实验模型、方法来类比分析并设计实验,其次要用猜想、假设的方法设计实验. 猜想与假设,就是以已有的经验和已知的事实为基础,对求知事实或现象作一种有一定推测性或假定性的判断,然后再进行分析和推理. 看到题目后,可能对实验的完成有几种方案(猜想),然后再对这几种方案进行整理、总结,从中找出最佳方案来设计实验.
一、课堂片段呈现
教师:出示纸带类实验的基本装置,并说明装置结构(如图1所示).
与学生一起讨论以下问题:①上述实验的实质;②上述基本实验装置可研究或探究哪些实验?
评析:创设有利于学习者建构意义的情境是教学设计的重要环节. 教学中出示基本实验装置,把装置与实验对应展示,有助于学生建立基本的实验图式. 同时,结合实验装置提出问题调动了学生学习的积极性,增强实验探究的欲望,从而提高复习效率.
学生回答:纸带记录滑块运动的位移随时间的变化情况,从而揭示滑块的运动规律或满足的规律. 此装置可测定匀变速直线运动的加速度;探究加速度与力、质量的关系……
教师进一步追问:上述基本实验装置可适当变换,还可研究或探究哪些实验?
学生回答:如果把装置竖置可验证机械能守恒定律(如图2所示)等.
教师再追问:如果装置不竖置能否验证机械能守恒定律?
学生回答:如果把装置中的长木板改成气垫导轨可验证系统的机械能是否守恒.
教师再拓宽:如图3所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律. 请思考应测哪些物理量?
学生回答:测出m1下降的高度可计算出系统重力势能的变化量;测出下落的时间可计算出系统动能的增加量.
教师再问:上述基本实验装置还可研究或探究哪些实验?
学生回答:把木板倾斜以平衡摩擦力可探究橡皮筋做功与物体速度变化的关系(如图4所示);把滑块A、B放置于气垫导轨上可探究A、B碰撞过程中的不变量(如图5所示).
教师追问:滑块A、B不放置于气垫导轨上能否探究A、B碰撞过程中的不变量?
评析:教学中通过巧设问题,把原本独立的、毫无相干的实验有机地整合起来,把变式训练融于实验复习中,拓宽了实验复习的渠道. 顺势实现了纵向线状的类比复习和横向的方法迁移,可谓一石多鸟,触类旁通. 借助几个传统装置进行适当改造,提出一系列新的实验任务,让学生们在相互交流中激活思维,实现迁移和创新. 如验证系统“机械能守恒”“动量守恒”等给出了一些新的基本思路,让学生有一个进一步的想象空间.
师生间的协作与交流是学习进程中的重要手段. 课堂上学生思维活跃,始终围绕教学问题层层推进,教学的预设和生成实现共振.
学生回答:借用图4实验思想将图5实验装置进行改造就可以研究(如图6所示). (学生一边回答,教师一边板画实验变换装置图,板书设计见下图所示. )
评析:通过板书形成纸带类实验的知识网络,构建实验思维导图,最大限度地展示实验情境,拓宽了实验复习的方法手段,进一步实现了实验教学的功能.
根据课堂观察,执教者对这节课的考纲研读和把握非常到位,并没有刻意去搞探究,而是以问题引导学习,让学生通过自己的活动、小组讨论和交流来获取知识提升能力. 设置了一个演示实验装置作铺垫来设置问题,唤起学生对原实验的回忆,实现知识的自我构建. 设计合适的活动,调控教学节奏,发挥活动的有效性,以平等的教学态度使学生没有压力而乐于参与. 课堂安排合理,重点突出,过程流畅,能利用多种方法分散、降低难点,活化课堂,使课堂充满情趣和智慧.
二、案例引发的几点启示
启示1通过情境强化过程体验
建构主义学习论认为,学习是一个积极主动的建构过程,不是由教师向学生传递知识,而是学生根据外在信息,通过自己的背景知识,建构自己知识的过程. 因此,物理实验的学习过程也应是建立在学生原有 “实验情境”基础上的自我建构过程. 在学生的头脑中建立、形成“实验情境”,对物理实验教学起着重要的作用.
教师应根据学习内容及学生实际选择适当的教学方法,遵守从感性到理性,从具体到抽象,从已知到未知的原则. 通过创设合理的情境来讨论问题,展开联想,引导学生将这些物理情境进行归类、总结,强化过程体验. 只有通过强有力的过程体验,才能实现知识的自我建构.
启示2通过迁移引导学生探究
教师要充分利用现有的实验器材,立足课本、开拓创新,精心设计、再现学生的分组实验,将科学探究与物理知识的学习有机地结合起来,促进学生学习方式的转变,促进学生的全面发展.
在实验复习时,针对课本上的实验,教师要着重去思考这些实验有哪些可以拓展延伸的地方,既不能照本宣科,也不能漫无边际. 任何一个实验都包含着一定的实验思想和方法,这些思想和方法被广泛地应用于物理科学的研究当中,能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情境中或相关的物理探究实验中,是高考对考生实验能力考查的具体体现. 因此在实验复习中,要求学生要认真领会每个实验的设计意图和总结实验方法,能够对实验结果进行解释和分析,并且在遇到新问题时,能够根据学到的实验思想和方法来设计实验方案. 如在学习了电流半偏法测电流表的内阻以后,能迁移到用电压半偏法测电压表的内阻.
启示3通过实验整合提高实验设计能力
物理实验总复习容量大、任务重. 如果我们只是简单地重复课本实验的体系,这对学生思维的开发和对实验科学思维方式的培养显然是不利的,所以应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上,给这些实验分门别类,整合成不同的实验板块. 比如,力学实验板块中,最有特色的是纸带,它记录物体运动的位移与时间的关系,通过位移与时间来研究物体的运动规律. 因此,把“打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律”等实验整合成“纸带类”实验板块,通过纸带有效地把力学实验串联复习,以提高教学效率.
从近几年的高考物理实验试题的设置来看,特别重视实验设计能力的培养和提高,让学生利用已学知识、原理和方法在题设的条件和情境下,按照题设的要求制定出实验方案,选择实验器材、安排实验步骤、设计实验数据处理方法及实验误差分析. 对于实验的设计,笔者认为,首先要重视用已学过和已掌握的实验模型、方法来类比分析并设计实验,其次要用猜想、假设的方法设计实验. 猜想与假设,就是以已有的经验和已知的事实为基础,对求知事实或现象作一种有一定推测性或假定性的判断,然后再进行分析和推理. 看到题目后,可能对实验的完成有几种方案(猜想),然后再对这几种方案进行整理、总结,从中找出最佳方案来设计实验.