电磁铁教学设计范文
时间:2023-03-23 18:38:58
导语:如何才能写好一篇电磁铁教学设计,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
1.知道什么是电磁铁; 2.理解电磁铁的特性和工作原理.过程方法: 1.通过探究电磁铁磁性与什么因素有关的实验,进一步发展学生的空间想象力; 2.通过对实验的分析,提高学生比较、分析、归纳、结论的能力.情感目标: 通过认识电与磁之间的相互联系,使学生乐于探索自然界的奥妙,培养学生的学习热情和求是态度,初步领会探索物理规律的方法.学习重点2电磁铁的概念及影响电磁铁磁性强弱的因素2学习难点2影响电磁铁磁性强弱的因素教学方式2实验法、讨论法、启发式.教具与媒体2多媒体;螺线管,铁棒,一个线圈匝数可以改变的电磁铁,电源,滑动变阻器,电流表和一小堆大头针.教学环节2教师活动2学生活动2设计依据一、创设情境,引入新课(5 min)2观察电铃的工作情况,引起学生的思考,电铃为什么会持续的工作?引出电铃的核心元件――电磁铁对于电磁铁,你最想了解它的那些方面的知识(由磁体向电磁铁过度,发散学生的思维).学生在归纳时给予充分的肯定归纳总结学生的问题,明确研究方向2 学生思考
电磁铁的结构;电磁铁磁性强弱与那些因素有关;电磁体与永磁体的区别;电磁铁的应用2通过观察,对比,让学生的思维展开,尽可能多地让学生表达自己的想法 二、进入新课,科学探究(39 min)2二、 进入新课,科学探究(15 min+15 min)
通过学生总结所要探究的问题,把探究电磁铁分为四个部分
1.电磁铁的构造
2.电磁铁磁性强弱与那些因素有关
3.电磁体与永磁体的区别
4.电磁铁的应用
首先,让我们先来解决电磁铁的构造问题!
电磁铁很神奇,但构造非常简单,制作起来也确实容易,相信聪明的你一定可以很快的制作一个电磁铁.
(一)电磁铁的构造(15 min)
我们把插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁.
通过对电磁铁结构的认识,你们能自己动手制作电磁铁了吗?2 回答
观察
师生讨论
讨论2 探求其原因 2为了确保大家制作的电磁铁美观实用,请看大屏幕上的制作提示和要求! 让我们比一比,看看哪个组做的既整齐美观,而且速度快,3.2.1电磁铁制作现在开始!
(二)电磁铁的探究
各个小组都在短时间内完成了电磁铁的制作,究竟咱们制作的电磁铁好不好使,利用你手中的电源和大头针能检验吗?
接下来,让我们一起前去检验我们所制作的电磁铁!
看看你们组制作的电磁铁吸引了多少大头针?
22化归到我们欲研究的问题上来2每组吸引大头针个数不同,反映出电磁铁的磁性强弱有所不同.请结合你的制作和检验过程,猜想一下电磁铁磁性强弱与那些因素有关?
猜想: 1.电磁铁的磁场强弱可能与电流的大小有关,因为电流越大,电流产生的磁性可能就越强; 2.电磁铁的磁场强弱可能与线圈的匝数有关,因为一匝线圈要产生一定的磁性,匝数多,则产生的磁场也会增强.
总结:教师经过讨论汇总后,总结为电磁铁的磁场强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关,下面对这两个问题进行实验设计.
设计实验: 1.想研究电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关,该如何控制匝数呢?同理要研究磁场与匝数的关系,该如何控制电流呢?(在研究匝数时控制电流不变,在研究电流时,控制匝数不变)
2.如何改变线圈的匝数?如何改变电流的大小? (取匝数不同的螺线管以改变匝数的不同;通过滑动变阻器改变电流的大小)
3.如何判断电磁铁磁性的强弱? (通过采用不同匝数的电磁铁以改变其匝数,通过在电路中串联滑动变阻器以改变电流的大小,通过让电磁铁吸起大头针的个数来判断其磁性的强弱.)
【进行实验】
1.组成电路:将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路.
2.将开关合上,调节滑动变阻器,使电流增大和减小(观察电流表指针的示数),从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化.
3.将开关合上,使电路中的电流不变(电流表的示数不变)改变电磁铁的接线,增加通电线圈的匝数,观察电磁铁磁性强弱的变化.
分析与论证:(15min)
(1)电磁铁通电时产生磁性,断电时没有磁性.
(2)通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强.
(3)在电流一定时,通电螺线管线圈匝数越多,磁性越强.
同学们,电磁铁磁性强弱的关系的奥秘被我们所揭示,为了今天的成功,让我们把掌声送给我们的同伴和我们自己!
(三)电磁铁的优点:(3min)
(1)电磁铁磁性的有无可以通过电流的有无来控制.
(2)电磁铁磁性的强弱可以通过电流的大小来控制.
(四)电磁铁 应用(7min)
电铃
接下来,让我们在回到我们课前的电铃,思考一下它的工作过程?老师为你们准备了它的电路图! 2
培养学生对生活中的现象的探究积极性
进一步加深对电磁铁的认识小结1min2同学们,科学的道路上我们一起探索了电磁铁的奥秘,并将它应用到了我们的生活当中,通过和你们一起学习,老师再一次被你们严谨的科学态度所折服,被你们相互包容的大度所感染,为你们团结合作的精神而感到高兴,在接下来的日子里,我们要通过努力的学习知识,用自己聪明的才智去改变我们的世界,用物理的武器为我们创造更加美好的生活!让我们自己为自己下课!板 书 设 计 2电磁铁.
一、电磁铁:插入铁心的通电螺线管.
二、电磁铁磁性强弱的影响因素
三、电磁铁的优点
四、电磁铁的应用: 电铃、电磁继电器等.课 后作业2课后1.22[ 黑龙江省哈尔滨市虹桥学校(150000) ]
3
燃烧条件探究多变 耿昌福燃烧促进了人类文明的发展,燃烧需要一定的条件,对燃烧条件的探究一直是各种化学命题中的热点.下面就结合具体实例,一起来探究燃烧的条件.
一、依据书本实验,进行常规探究
图1例1(河北中考题)为了探究燃烧的条件,小军查阅资料得知:白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃,五氧化二磷会刺激人的呼吸道.
他设计了如图1所示的实验装置.将分别盛有少量白磷和少量红磷的两支试管,放入到盛有热水的烧杯中,另将少量白磷直接投入到烧杯的热水中.观察到的实验现象如下:
①试管中的白磷燃烧,产生大量的白烟;②试管中的红磷不燃烧;③烧杯中的白磷不燃烧.
(1)白磷燃烧的化学方程式为 .
(2)分析实验现象,得出结论:
由现象①②得到的燃烧条件是 ;
由现象①③得到的燃烧条件是 .
(3)请举一例说明燃烧必须有可燃物参加: .
(4)请你根据小军查阅的资料和实验现象,指出他设计的装置有何不足..
解析:由于烧杯中水是80 ℃,温度达到了试管中白磷的着火点,未达到红磷的着火点,由现象①②对比可知燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点;烧杯中的白磷浸没在水中,无法与空气(氧气)接触,由现象①③对比可知燃烧必须与空气(氧气)接触.根据题目中的信息可知,五氧化二磷会刺激人的呼吸道,所以该实验应在密闭装置内进行,以防止生成的五氧化二磷会污染空气.
答案:(1)4P+5O2点燃32P2O5 (2)温度达到着火点;与空气(或氧气)接触.(3)关闭燃气灶阀门,火焰熄灭等(合理皆可); (4)白磷燃烧没有在密闭装置中进行,生成的五氧化二磷会污染空气.
二、注重装置创新,提升探究能力
例2(福州中考题)某兴趣小组活动中,同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究.探究过程中,大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问.
【查阅资料】白磷的着火点是40 ℃,红磷的着火点是240 ℃,燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3).
【交流与讨论】白烟对人体健康有害,该实验装置必须改进.
【改进与实验】同学们按改进后的图2装置进行实验.
图1图2图3 请你帮助他们将表1补充完整.
表1现象3解释a试管中白磷燃烧,热水中白磷没有燃烧.b试管中红磷没有燃烧.3b试管中红磷、热水中白磷都没有燃烧的原因是① ;② .【反思与评价】(1)改进后的图2装置与图1装置比较,优点是 .
(2)小林同学指出图2装置仍有不足之处,并设计了图3装置,其中气球的作用是 .
【拓展与迁移】实验小结时,小朱同学说:“待a试管冷却后,如果将试管口紧贴水面(室温下),并取下橡皮塞,将看到液体进入试管.”这一说法得到大家的一致认同.
小晶问:“如果不考虑橡皮塞占试管的容积,进入a试管内液体的体积会是多少呢?”大家争论后,出现两种预测.
甲:接近试管容积的1/5; 乙:不一定接近试管容积的1/5.
你赞同的预测是 (填“甲”或“乙”),理由是 .
解析:图2中60℃的热水提供的温度没有达到b试管中红磷的着火点240℃,所以红磷不能燃烧;而60℃的热水温度虽然已达到热水中白磷的着火点40℃,但热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触,所以也不能燃烧.
图1是在空气中进行实验,由查阅的资料可知:五氧化二磷会刺激人体呼吸道,在空气中可能与水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3).而图2是用橡皮塞将试管塞住,形成了密闭系统,能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散,危害人体健康;图3中用气球代替了橡皮塞,能有效避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动.
氧气约占空气体积的1/5,由于足量白磷燃烧消耗掉试管中的氧气,使得气体减少,气压减小,故将试管倒立于水中后,水面应上升至约距试管口1/5处,甲的预测是正确的.
答案:①温度未达到红磷的着火点;②热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触;[反思与评价](1)能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散,危害人体健康;(2)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动.[拓展与迁移]甲;氧气约占空气体积的1/5,且上述实验白磷足量、气密性良好,所以进入a试管内液体的体积能接近试管容积的1/5(其它合理答案均可).
三、借助燃烧实验,探究燃烧概念
例3(南京中考题)某化学兴趣小组用火柴、蜡烛、烧杯三种实验材料探究物质燃烧的条件.
[提出问题]物质燃烧需要什么条件?
[猜想与假设]1.有可燃物; 2.温度要达到着火点;3.与氧气(或空气)接触
[设计与实验]验证3对比试验假设13示例:加热烧杯,烧杯不可燃3(仿照示例填写)假设23常温放置蜡烛,蜡烛不燃烧3(仿照示例填写)假设33点燃蜡烛,蜡烛在空气中持续燃烧3(仿照示例填写)[得出结论]猜想正确,燃烧必须同时满足 个条件,只要破坏 个燃烧的条件,就能达到灭火的目的.
[反思质疑]氢气在氯气中能燃烧.燃烧是否一定要有氧气参加?
[查阅资料]镁条能在空气中剧烈燃烧,也能在二氧化碳中剧烈燃烧,发出耀眼的白光、放出大量的热;细铁丝可以在氯气中剧烈燃烧,放出大量的热,产生大量棕黄色的烟;磷能在氯气中剧烈燃烧,放出大量的热,产生大量的白色烟雾.
[表达与交流]根据上述内容和课本中对“燃烧”的描述,你认为 叫做燃烧.
解析:燃烧条件的结论应通过设计对比试验进行探究.假设1是探究“有可燃物”,结合下面实验,可通过“点燃蜡烛”与“点燃烧杯”对比,得出燃烧需要可燃物;假设2是探究“温度要达到着火点”,通过“常温放置蜡烛”与“点燃蜡烛”对比,观察蜡烛是否燃烧可得出结论;假设3是探究“与氧气(或空气)接触”,通过“蜡烛在空气中持续燃烧”与“将燃着的蜡烛扣入一只烧杯内,蜡烛逐渐熄灭”,可验证此因素.
初中化学中燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应,而在资料中氢气、镁条、细铁丝等物质也可在氯气中燃烧,说明燃烧不一定需要氧气参加,所以在重新描述燃烧定义时,应将与氧气反应的字眼去除,即“发光、发热的剧烈的化学反应叫燃烧”.
答案:[设计与实验]假设1:点燃蜡烛,蜡烛可燃;假设2:点燃蜡烛,蜡烛燃烧;假设3:将燃着的蜡烛扣入一只烧杯内,蜡烛逐渐熄灭.[得出结论]上述3,1;[表达与交流]发光、发热的剧烈的化学反应.(合理均可)
知识点拨:对比实验是探究性学习的一种重要方法,只要根据燃烧的三个条件进行对比分析,就可以轻松得到燃烧的条件.另外,如今的化学实验考查不再仅仅局限于书本知识点的考查,而是趋向于对课本实验、知识的创新考查.这就要求我们在平时的学习中要注意前后知识的联系、对比、整合和创新.
[江苏省镇江市丹徒区世业实验学校 (212115)]准确理解谨防错选 孙兴全 一、对水的组成理解错误
图1例1关于电解水实验的叙述错误的是( )
(A) 试管1中的气体是氢气
(B) 试管2中的气体能使带火星的木条复燃
(C) 产生的氢气和氧气的质量比为2∶1
(D) 发生的是分解反应
错解:错选(A)或(B).
错因:出错的原因在于对电解水中正、负极上分别产生什么气体分不清,应该是“负氢正氧”.
分析:在学习电解水实验过程中要注意:负氢(谐音:父亲)正氧、氢二氧一是指产生的氢气和氧气的体积比是2∶1,而不是质量比为2∶1.
答案:(C)
二、有关微观粒子性质的理解错误
例2下列有关分子、原子、离子的说法正确的是( )
(A) 分子是化学变化中最小的粒子
(B)一切原子的原子核都是由质子、中子构成的
(C) 分子的质量总比原子的质量大
(D) 分子、原子、离子都能直接构成物质
错解:(B)或(C)
错因:不清楚原子核构成的特例以及受分子的结构的误导所致.
分析:分子是保持物质化学性质的最小粒子,但分子在化学变化中不是最小的,还可以再分,(A)错误;原子核通常由质子和中子构成,但有一种氢原子中没有中子,是一个原子核结构的特例,(B)错误;分子由原子构成,所以构成分子的原子的质量和体积都比它所构成的分子要小,但抛开它们之间的隶属关系,单论分子和原子,则分子的质量体积并不一定比原子大,如,汞原子的质量就比氧分子大,(C)错误;(D)正确.
答案:(D)
三、用微粒的观点解释现象的错误
例3能说明分子在化学变化中可分这一实验事实的是( )
(A) 打开浓盐酸的瓶盖,瓶口出现白雾
(B) 将冷水加热至沸腾时,会看到生成大量的气体
(C) 加热红色的氧化汞粉末,放出气体,同时试管内壁附着一层银白色的物质
(D) 将蔗糖放入水中,一会儿不见了
错解:(A)、(B)、(D)
错因:没有搞清楚物质变化时的现象和实质.要明白对于由分子构成的物质,发生物理变化时,分子本身没有发生改变.发生化学变化时,分子被破坏,变成原子,原子又构成新的分子.因此,要想正确回答本题需要搞清楚哪个是化学变化才行.
分析:打开浓盐酸的瓶盖,瓶口出现白雾,是因为浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl遇到空气中的水蒸气生成了盐酸小液滴.水沸腾时生成的气体是水蒸气,蔗糖放入水中,一会儿不见了,是蔗糖溶解在水中了,从根本上来说这些现象中物质的分子组成没有变化,属于物理变化.加热氧化汞粉末,放出气体,同时生成银白色的物质,这是氧化汞受热发生了分解反应,因而这一实验说明分子在化学变化中可以再分.
答案:(C)
四、没有掌握水污染的措施
例4水可以造福于人类,但水被污染后却会给人类带来灾难.为了防止水污染,下面①~⑤项措施中可以采用的是( )
①禁止施用农药和化肥 ②不任意排放工业废水 ③抑制水中所有动、植物的生长 ④生活污水经过净化处理后再排放 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量,防止形成酸雨
(A) ②③④ (B) ②④⑤
(C) ①④⑤ (D) ①②③④⑤
错解:(D)
错因:造成本题错误的原因是同学们没有真正掌握造成水污染的三种途径,知识模糊,概念不清.
分析:造成水污染的途径一般有三种.在现阶段,我国农业方面禁止施用农药和化肥,这显然是不现实的,也不可能抑制水中动、植物的生长.
答案:(B)
五、对物质的分类理解错误
例5经分析,某种物质只含有一种元素,则该物质不可能是( )
(A) 混合物 (B) 化合物
(C) 纯净物 (D) 单质
错解:(A)
错因:把同一种元素与同一种物质混淆了.没有准确理解概念的内涵和外延导致出错.在这里需要注意物质与纯净物的区别和联系.
篇2
下面是与双册教材有关的几个有代表性的实验项目训练内容。
一、电磁铁性质实验
1.实验原理
1820年丹麦科学家奥斯特发现,不仅磁铁周围存在着磁常电流周围也存在着磁场,如果把导线绕成螺线管,螺线管就有了磁性。利用通电螺线管有磁性和铁在磁场中能被磁化的原理,可制成磁性很强的电磁铁。电磁铁有很多性质:通电产生磁性,截断电流磁性消失;电流越强磁力越大:螺线管的线圈匝数越多磁性越强;电磁铁的南北极性可以由变换电流方向来控制。
2.实验操作
(1)把带有绝缘外皮的导线,按照相同的方向缠绕在一根大铁钉上。接通电流,用它接近铁制品,有吸引现象出现;切断电流。现象消失。(2)用电磁铁的一端去接近磁针两极,出现相斥相吸现象。改变电流方向,又出现相吸相斥变化。(3)改变电磁铁线圈匝数,磁力随之改变。改变电池节数,磁力也改变。
3.实验教学设计
(九年义务教育教材五年制第六册第8课)(1)自制电磁铁。(2)综合定义。(3)分组实验:研究电磁铁有无极性和变换极性的方法。(4)分组实验:研究加大电磁铁磁力的方法。(5)讲述电磁铁的用途。
二、电路的组装实验
1.实验分析
在设计、安装、维修各种实际电器的时候,常常需要表示电路连接情况的图。为了简便,通常这种图不用实物,而用符号代表,这种用符号表示电路连接情况的图叫电路图,根据需要电路有串、并联之分。把电路元件逐个顺次连接的叫做串联,把电路元件并列接在电路两点间的叫做并联。教材中涉及到的电路图如下:图中①是串联电路,②③④是并联电路,使用了电灯、开关、电池组、导线四种符号。并联电池能加大外电路电流,串联电池能提高外电路电压,通常采用串联电池方法。串联灯泡光线弱,不能控制每只灯泡的亮灭;并联灯泡光线强,可以分别控制。
2.实验操作
(1)组装串联两节电池、两个灯泡、一个开关的电路。(2)组装串联两节电池、并联两个灯泡,一个开关控制的电路。(3)组装串联两节电池,并联两个灯泡、两个开关,分别控制每盏灯泡亮灭的电路。(4)组装串联两节电池和一个分别控制三个并联灯泡亮灭的开关的电路。
3.实验教学设计
五年级教材涉及电路的内容是第6课《电流》,目标是指导学生学习一些电流电路的初步知识,培养学生的想象能力和独立思考能力,磨练其攻克困难的意志。学生动手实验操作是课堂教学中的主要活动,教师需要做的是:①提供充足的器材。②明确三个研究课题:一是分别试用一节和两节电池做电源,看小灯泡的亮度有什么变化。二是试用同一电源,使两只小灯泡同时发光的方法。三是设计控制三只灯泡分别亮灭的电路。③组织学生课内外实践活动,参与观察,实验制作,分析综合,形成概念。④让有创见的同学演示自己组装的电路。⑤总结。三年级教材也安排了电路内容,要求学生知道什么是电路,会连接简单的串并联电路。课堂教学中虽然也让学生进行实验、比较、探究、尝试,但实验能力要求只是初步学会组装电路,做不同电路的对比实验。
三、沉浮规律实验
1.实验原理与操作
(1)浮力的产生:挪动水中的物体,有省力的感觉,这说明水对物体有向上托起的力,这种力叫浮力。浮力是怎样产生的呢?这可用下图来说明。假定在水中有一个立方体,它的六个面都要受到水的压力。物体的左右两个面因在同一深度,所受的压强大小相等方向相反,所以侧面上的压力是彼此平衡的。前后两个面也是这样。而上下两个面在水中的深度不同压强就不同了,下面的压强比上面的大,也就是说下面的向上压力比上面的向下压力大,这压力差就是水对物体的浮力。浮力的方向是竖直向上的。(2)浮力的大小跟什么有关系:用实验图示来研究。在弹簧的下面挂一个金属筒,筒下吊一个金属圆柱体,记下弹簧伸长后达到的位置。另外取一个溢水杯,杯里的水装到溢水位置,把金属圆柱体浸入水中,这时弹簧缩短,同时水从溢水口流出,把溢出的水全部倒入金属筒,这时弹簧又伸长到原来位置。这个实验可以说明,金属体所受的浮力等于被它排开的水的重量。如不用水而用酒精等液体做这个实验,结果也一样。(3)沉浮条件:我们知道,浸在液体里的物体要受到两个力的作用。一个是竖直向上的浮力,大小等于排开液体的重量;另一个是竖直向下的重力,大小等于物体的重量。物体在液体中的沉浮就取决于这两个力的大校如果物体受到的浮力大于物体的重量,物体就上浮;如果物体受到的浮力小于物体的重量,物体就下沉;如果物体的重量等于浮力,物体就停留在水中不动。浮在液面上的物体所受到的浮力等于它的重量。
篇3
关键词 平抛运动;教学设计;支架式教学;自制教具;“小影”
APP
中图分类号:G652 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)24-0150-03
Innovation and Exploration of Teaching Design for Horizontal Projectile Motion based on XiaoYing APP//WANG Qi, WANG Jingjing, LIU Zhongmin
Abstract Combining with the requirements of the New Curriculum Standards for high school physics, the teaching design of horizontal projectile motion demonstration experiment is optimized in Scaffol-ding Instruction, and the students’ creative thinking is cultivated by
using self-made regalia. Also the experimental phenomena can be ob-
served directly and clearly through the popularization of XiaoYing APP slow-motion playback.
Key words horizontal projectile motion; teaching design; scaffol-ding instruction; self-made regalia; XiaoYing APP
1 平抛运动实验教学的现状及分析
平抛运动作为高中物理的一个重要概念,教师在教学过程中往往只注重平抛运动理论[1]的学习与分析,而忽略对于平抛运动实验的探究学习。
现有的平抛运动实验仪器[2-3]虽然可满足一般教学需要,但也存在许多明显不足,如:水柱法取材简单,易于形成平抛运动的轨迹形状,但因空气阻力等因素,会逐渐偏离应有轨迹,且不易记录在纸面上;笔触法具有操作性
强、易于记录等特点,但实验操作烦琐费时,而且用笔尖试探描绘小球运动轨迹会有实验误差;碰撞挤压法操作简单,能够准确记录运动轨迹,但是由于小球在碰撞、挤压之后会在板面或挤压槽内跳动,出现一些除正确位置以外多余的点;拍摄法是利用照相机或摄像机记录平抛运动轨迹,需要使用电脑软件进行后期处理,也有提出使用iPhone系列手机自带摄像的“慢动作”模式进行记录[4],但并不是每个学校都能拥有以上实验设备。
目前对于平抛运动实验的教学方式大多以讲授法、演示实验法为主,辅助使用一些多媒体设备进行展示。新课程理念中更加注重对于学生科学探索精神的培养,营造以学生为主体的课堂,给予学生更多自我思考和创造的空间,以完善学生独立处理问题的能力。
针对平抛运动实验教学及实验仪器现状,笔者对平抛运动课堂演示实验教学设计和实验仪器进行创新与探索。
2 平抛运动演示实验教学的教学流程设计
本文以人教版“普通高中课程标准实验教科书”《物理》(必修二)第五章第三节“实验:研究平抛运动”为例,对此课题的教学流程设计进行改革,突破常规教学流程,以引导学生探究为教学目标,使用支架式教学把复杂的学习任务加以分解,教师作为课堂的主导者,为学生创设相应情境,循序渐进地进行引导,将学生的理解逐步引向深入,给予学生更多时间进行小组合作探究学习,让学生能够独立进行探究学习。教学流程如图1所示。
3 自制平抛运动演示实验教具
为配合支架式教学设计,拓展课本知识,培养学生创新思维,笔者运用三维空间位移转换的思想,利用生活中的废旧材料PVC线槽、废旧课桌木材以及已有实验仪器的配件,设计制作这套演示实验仪器记录平抛运动的轨迹。
自制演示实验教具 如图2所示,使用废旧课桌制作定位槽(图2中A)、斜槽支架(图2中B),定位槽的槽位等间距开设,在定位槽的表面画上与定位槽等宽度的定位线,并且注重槽位的平整光滑。定位槽前侧装有水平尺(图2中C),以确定定位槽水平。斜槽支架前侧挂一重锤线(图2中D),确保上方斜槽末端水平。
斜槽(图3)由原有实验仪器拆卸下的小斜槽(图3中A)和光滑的PVC线槽(图3中B)组成,改装后的斜槽使演示实验效果更为明显。斜槽上端装有电磁铁(图3中C),电磁铁断电,使得其吸附的小球每次都能从同一位置由静止释放。
自制演示实验教具的使用 首先将钢球通过电磁铁吸附在斜槽顶端,放置记录板在第一个定位槽内,断开电磁铁开关,小球沿斜槽滑下,从斜槽水平末端抛出,击打在记录板的复写纸上留下痕迹。然后平行等距移动记录板到下一个定位槽,重复以上操作,直到最后一个槽。实验结果如图4所示,为一条类似于自由落体图样。
由这次实验结果提出启发性问题来引发学生思考,进行小组讨论探究,在探索猜想的过程中改进实验,向后移动记录板的同时等距向内侧移动,依次类推进行实验,实验结果如图5所示,得到比较理想的平抛运动的轨迹散点图。
4 利用“小影”APP观察实验现象
在教学中使用“J2154双轨平抛演示器”(图6)研究平抛运动的分解时,由于小球运动速度很快,不利于学生观察实验现象,以往使用照相机或摄像机拍摄,实验成本高,而且后期需要利用一些脑图片或视频编辑软件进行处理。随着现代智能手机的快速发展,智能手机在大众生活中的覆盖率高达90%,使用iPhone系列手机自带摄像的“慢动作”模式记录平抛运动的轨迹,后期无须处理视频可直接回放。但iPhone手机成本较高,没有普通智能手机的普及度高。可以利用智能手机中的“小影”APP的视频编辑功能,将视频慢动作播放,做到低成本、易操作且可重复为学生直观展示实验现象。
操作过程:首先架设好智能手机,打开“小影”APP,点击“创作”界面中的“剪辑”选项,在“选择镜头”界面中选择右上角相机图标,进入拍摄界面进行拍摄;分组进行平抛运动与自由落体运动、匀速直线运动的对比实验,实验及拍摄结束后,剪辑该视频,在“调节速度”中选择“镜头速度”中的最低速,将处理好的慢动作实验视频保存到手机相册;将手机与投影仪相连接,通过手机播放,即可向学生展示各个实验的慢动作视频,通过暂停键可分析各个时刻各小球的位置,形象具体的“慢动作”视频可使学生清晰地了解平抛运动的情况。
5 结语
应用支架式教学的同时,以“小影”AAP及自制教具辅助实施平抛运动演示实验教学,具有以下效果。
1)使用较为大众化的“小影”AAP辅助教学,可直观、及时、多次、低成本地向学生展示完整的实验过程,满足课堂需要的实验效果,提高学生对于实验结果的认可度,能够激发学生利用现代多媒体设备进行科学探究的兴趣,在教学中起到抛砖引玉的作用。
2)在教学中应用支架式教学,设计两次实验探究对比,对于学生难以直接接受的学习任务,先从学生能够接受的简单问题进行启发引导,使得学生主动参与发现问题、探究问题的过程中,逐步将学生思维引向深入,再以小组合作学习的方式进行探索,这样能培养学生独立解决问题的能力和团队合作精神。
3)利用废旧材料制作教具并启发学生利用身边的材料自己动手进行一些创新制作,既锻炼了学生的动手能力,又提高了学生对实验仪器工作原理的理解。同时,该自制实验仪器还摆脱了制式实验装置的固定性、唯一性,有利于学生深刻理解平抛运动的内在原理和三维空间位移转换的思想。
参考文献
[1]邢,石尧,李静.“平抛运动”教学的高端备课[J].物理教师,2014(6):19-20.
[2]魏卫华.课堂教学设计方案:平抛物体的运动[J].教育实践与研究,2009(2):62-64.
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关键词:探究教学;角色互换;情境教学;共同发展
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)11-369-02
一、探究教学中师生的角色
探究教学是在教师的引导下,以学生自主学习和合作讨论为前提,以教材内容为基本探究内容,以学生感性认识和生活经验为基础,为学生提供充分自由的表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。
探究式课堂教学是探究式教学的一部分,采用“设定情景,提出问题”“分析问题,提问假设”“设计实验,验证假设”“分析结论,得出结果”的程序设计课堂。
1、教师的角色:
(1)引导:探究教学中,教师由主导作用转变成引导,而且这个角色贯穿整个课堂。首先,课堂引入可分为直接提问,激趣;创设情境,引发探究。前者在教师的提问下,引起学生的求知欲,后者需要教师创设一个问题情境或矛盾体,让学生自己提出疑问,然后一起探究。然后,在探究过程中,教师还要进行研究方法的引导,帮助学生一起寻找探究的方法,如以个人、小组或集体的形式,通过讨论、实验、上网、 查阅、 调查、演示等方法来进行探究。在选择正确的方法进行探究后,教师需要引导学生得出正确的结论,或更深层次的激发学生的创造性思维,在原有的基础上提出新的问题,加深探究。
(2)合作:整个探究过程,教师应该以合作者的身份一起参与。共同探讨如何探究,怎样解决探究过程中会出现的问题,提醒其中的注意事项,帮助学生一起分析解决,一起分享成功与失败。提高学生的团队协作精神,加强他们的交流合作能力。
(3)评价:在探究完成一个阶段或全部结束后,教师要及时对学生得出的结果加以总结,评析,提出自己的建议或改进方法,给予他们适当的肯定和鼓励。
2、学生的角色:
(1)主体:探究式教学要以学生作为课堂的主体,从提出问题,建立假设,实验验证,得出结论,分析交流。整个过程教师只是帮助引导,共同合作。学生需要发挥自己的主观能动性,在了解课本和生活的基础上,自己动手寻找答案。从中提高自己的动手能力,思维能力,分析能力,加强与同学之间的团结合作和 交流。
(2)创新:由于课堂时间的限制,探究过程可能并不完整或完善,学生可根据自己的认知水平,对探究提出质疑,或从中拓展,引出相关的新问题。在课后,可有老师指导或自己动手或组建小组,通过各种途径和方法,寻找答案。从而激发自己的创新思维,让实践与理论相结合,提高自己的实际操作,自我探究能力。
二、角色互换案例
案例一:探究《影响通电螺线管磁性强弱的因素》
引导:教师引导学生从电磁铁的结构入手猜想:电磁铁由哪些东西组成?除铁芯外,通电螺线管本身的哪些因素可能会影响磁性强弱?众多的影响因素,该如何研究?
合作:教师以有无铁芯的实验方案举例,让学生分组,互相讨论设计一个方案,师生共同完成实验设计,预期实验的现象和结论。
评价:对学生提出的方法,教师可以引导其他小组成员加以评价。最后自己做出总结。对某些学生的奇思怪想,应给予适当的肯定并鼓励。以培养学生大胆猜想的意识。
主导:学生提出猜想,经过讨论、分析得出实验设计方案后,分组进行实验,验证自己的假设,提高动手能力,学会分析其中的成败原因。
创新:在完成实验,得出结论后,有学生提出了新问题:“通电螺线管即电磁铁在平时生活中有何应用呢?”对此,教师应鼓励学生积极思考,学会自我探究,提高实际应用能力。
案例二:探究《土壤中有什么》
八年级第二册这节课的传统教学方法是教师通过几个实验演示,讲述其实验原理,步骤,操作方法,注意事项,最后和学生一起讨论,得出实验结论。整个教学,都由老师作为主导者,学生只负责听,看,记,并没有依靠自己的力量来获取知识,非常被动。探究教学改变了这种填鸭式的灌输方法。把课堂的主体交给了学生。通过在教学设计中稍微进行了改进,把实验验证改为探究实验。具体如下:
首先,课前布置预习作业,让学生对“土壤中的生物”进行观察。
课堂引入:学生汇报观察结果。引出上课主人公-----蚯蚓。它们请求学生帮忙找一个合适的地方安“家”。这个家必须要有哪些条件才能符合它们居住呢?
于是,学生围绕“我为蚯蚓找个家”的主题,展开了热烈的讨论。它们家的周围应该有邻居---动物植物微生物,家里应该有水和食物,才能生存,还要有空气才能呼吸。“那么,土壤中到底有没有这些物质呢?我们现在用实验来寻找答案。” 接着,教师提示学生:食物包括有机物和矿物质,前者可以燃烧,后者可以参考食盐。然后分四个小组,每组分配一个任务,参考桌上老师放的器材和提示,小组讨论出具体操作步骤,分别验证土壤中的空气、水、有机物和矿物质。
讨论结果出来后,每组派代表汇报成果给全班听:土壤中如果有空气,那么可以在里面加水进去;如果有水,只要蒸发就可以看到水蒸气;有机物燃烧的话可以闻到烧焦的气味;矿物质可以溶解在水中,蒸发得到结晶。汇报期间,其他同学可以提出疑问,也可以帮忙改进。
最后,在全班同学一致认同的情况下,小组动手,验证自己的猜想。教师帮忙指导实验操作中存在的问题。
实验完成后,同学们很兴奋的把自己组的实验现象向全班汇报。终于验证了“土壤中有什么”,也帮助蚯蚓们找到了理想的“家”。
三、教学反思:
1、课前实践探究,“预热”课堂。在案例二中,通过对“我为蚯蚓找个家”的探究,布置实践预习作业:观察“土壤中的生物”,不但在课堂的一开始就激起了学生参与课堂的热情,而且也锻炼了学生实践与实验能力,丰富了学生的感性认识,对接下来的课堂探究起到了很好的“预热”效果。
2、课堂实验探究,“引燃”课堂。《影响通电螺线管磁性强弱的因素》从探究电磁铁的结构入手,建立猜想、设计方案、动手实验、交流实验结果与结论,极大激发了学生探究热情,诱发其他因素的猜想,充分发挥了学生主体地位,学生的奇思妙想无论是被探究所证实,还是被否定,均极大提高了学生参与课堂的热情。借鉴这一探究,把《土壤中有什么》验证实验设计成探究实验,不但“引燃” 了课堂热情,课堂精彩纷呈,而且发展了学生的学习兴趣,加深了对知识理解,提高了实验设计和操作的技能。
3、课堂角色互换,“升华”课堂。两个案例中均能以教师为“导”、学生为“主”,通过讨论,实验,展示等方式,既培养团队合作意识,营造良好的课堂氛围,也让学生学会了更好展示自己,不仅活跃课堂氛围,也提高了教学效率。在这样探究课堂中,同时师生的能力和情感在课堂中得到了“升华”。
参考文献:
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而目前的小学科学教学中,许多教师为践行新课程倡导的自主、合作、探究的学习方式,把科学课当成了实验操作课,以为动手操作就是“探究”,用大量的操作替代了对科学概念的分析、理解、梳理、总结。因此,学生对科学知识的学习是零散、紊乱的,对科学概念更是缺少整体把握。由此带来的后果:平时热热闹闹的实验课给学生增加了大量的无关学习资源,造成学生工作记忆被外在认知负荷占领,无法进行有效的认知加工;复习阶段大量概念知识的呈现占满学生工作记忆的空间,大大加重了学生检索和加工信息的负担,使学生负荷超载。
那么,怎样才能减轻小学生学习科学的认知负荷呢?我们的做法是:
一、减轻小学生学习科学外在认知负荷的策略
(一)“先行组织者”――提前准备策略
学生在学习中,有时认知结构中缺乏与新知识建立联系的适当观念,或是虽有适当的观念,但是由于它不稳定、不清晰,难以成为新知识的固定点。在这种情况下,新旧知识的同化就会受到阻碍,这个时候学生往往采用死记硬背的方式进行新知识的学习。为了避免这种机械学习的情况出现,在学习新知识前,教师可以先向学生介绍一些抽象概括水平普遍高于新知识,但又是学生容易接受的引导性材料。将最能与新知识建立联系的高度概括的观念“移植”到学生的认知结构中去,使学生能顺利地利用这些观念来掌握新知识,确保新旧知识间建立实质性的、非人为的联系。由于这种引导性材料呈现在学习新知识之前,并能帮助学生把新知识纳入认知结构中,所以我们将这样利用先行组织者进行的教学策略称为提前准备策略。
例如有这样一个涉及两种不同液体中三个小球受浮力情况的教学内容(见图1)。为了帮助学生解决问题,教师根据教学内容设计出下列的概念图(见图2),使学生认知结构中新旧知识相互作用达到认知结构渐进分化和融会贯通的目的,使学生一目了然、心领神会地了解所要学习的内容及与过去所学知识的联系。
(二)“树形图”、“气泡图”和“网状图”――学习组织策略
小学生的思维正处在由形象思维向抽象思维发展的阶段,过于抽象的学习内容,对他们来说,存在着很大的理解困难。因此借助可视化图示,可以帮助学生对知识进行意义加工,使学习中的思维过程外显可现,使学生对知识的组织更为便捷;同时活用可视化图示,对知识进行分类整理,理清概念之间的联系,有助于学生对知识的意义建构。
1.运用“气泡图”和“网状图”辅助整理旧知,探求新知
使用气泡图和网状图都有助于学生整理加工已知的信息,要注意的是,它们各有侧重点。气泡图中记录的内容应当是学生切实观察、检测到的,因此,气泡图更注重于学生对即时观察的信息的整理和反馈;网状图可以帮助学生围绕中心词作尽可能的联想,由此教师可以了解到哪些知识是学生已经知道的,为进一步探求新知确定起点。
教学六上科学“形状与结构”单元《建高塔》一课,可以利用气泡图来组织对高塔结构的了解。在建高塔活动结束后,总结出高塔稳固的特点,一幅由师生共同完成的气泡图就诞生了(见图3)。使用气泡图便于学生及时整理和反馈探究活动中获取的信息,有利于直觉思维的形成,促进对整个知识架构的掌握。
图3 《建高塔》一课概念建构的气泡图
网状图出现在三上“水和空气”单元第一课《水》的教学中。本课的第一个教学内容即是学生运用网状图交流有关水的已有认识。教师的任务就是帮助学生把这些零散的、支离破碎的点进行归纳,并用圆圈和直线穿起来形成一张有结构的网状图。帮助学生围绕“水”主题作尽可能多的联想,并确定探求新知的起点,降低因不良教学设计引发的无关认知负荷,促进学生形成准确的科学概念。
2.运用 “树形图”提升概括知识的能力
树形图常常应用于描述事物整体与部分的关系,利用树形图,能够清晰地反映事物整体与部分存在的关系。如六上“生物多样性”单元对动物进行分类总结有助于学生更好地理清动物分类之间的关系,提升他们应用分类方法的能力与水平。
图4 动物分类树形图
(三)“知识地图”――资源导航策略
作为小学科学,当前普遍采用的复习方法是:教师把一册书中能够挖掘的科学知识点和科学实验过程不辞辛苦地整理出来印发给学生,要求学生读背。按照这种方法,学生头脑里的知识都是零散的、混乱的。相应增加了认知负荷。
对于科学课的复习需要一种系统、整体的复习方法,把每节课的知识形成概念图,将相关内容以结构化的方式组织起来,构建成“知识地图”。学生通过“知识地图”,可以迅速了解本单元的学习内容,避免其耗费大量的认知资源,为加工整合信息腾出尽可能多的认知空间,从而大大降低了外在认知负荷。图5是学生根据五上第二三元“光”的认识结构,利用概念图所做的一个“知识地图”的实例。
图5 “光”单元知识地图
二、降低小学生学习科学内在认知负荷的策略
内在认知负荷与学习材料的复杂性和学生认知水平的相关程度有关。如果学习材料比较复杂,而学生又没有这方面的知识储备,那么理解所要学习的学习材料就必须同时调取多种信息,这些信息同时在工作记忆中进行加工,势必增加了工作记忆的负担,产生较高的内在认知负荷。相反,如果学生对学习内容有相关的知识储备,那么他们在学习相同的材料时就会产生较少的内在认知负荷。因此,要降低学生的内在认知负荷就需要减少学习材料的复杂性并且考虑学生的知识水平。
(一)“维恩图”――学习内容整理策略
维恩图是表示事物之间区别和联系的图形,也叫文式图。它在选择、分类和比较信息时用处非常大。使用维恩图时,学生能够记录他们观察的结果,在两个圆中呈现不同的信息。
如在学习六年级上册“电和磁”单元时,了解磁铁和电磁铁两者概念的区别,对于掌握电磁铁的特性是十分重要的。而利用维恩图的方式,对于还主要运用形象思维方式的学生来说,比较适合。可以事先让学生将磁铁和电磁铁各自的特点分别记录在两个圆中,而将它们的共同特征记录在交叉的部分(见图6)。通过维恩图对学生原有磁铁认识的了解,我们就能在教学时有效利用学生的这些前概念信息,重点比较观察两者的联系与区别,从而对电磁铁有个明确的认识。
图6 “磁铁和电磁铁”的维恩图
利用维恩图分类比较信息的方式使得实验观察及汇报交流活动,变得十分有条理,不同事物之间的联系和区别一目了然。
(二)“图示模型・概念发展流程图” ――学习资源整合策略
根据以往教学发现,学生老是把音强与音高混淆,发一个响亮的音,他们就认为这个音声调高,听到低音却会认为声音小、弱。音调与响度是声音的两个不同特征,但是对初学声音的学生来说是两个很容易混淆的概念。从语文的角度看“强弱”与“高低”是近义词。有些学生就会思索,响度、音调怎么还反映声音的两个不同特征呢,从而就一头雾水。故此,需要将音强和音高在实际的物品中让学生体验,并通过建立音量与音高的不同模型,从本质上来认识它们的不同。
首先,在观察描述的基础上建立不同振动状态的模型(见图7),通过图式可以清晰地让学生理解声音的强弱由振动的幅度决定,声音的高低由振动的速度决定这个概念。接着可以用两个音叉上标注的不同频率来强化:频率快,声音高;频率慢,声音低。
图7 “音量与音高”模型图
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【关键词】多媒体 物理实验教学 整合 优化
多媒体技术具有图文并茂、声情融汇、动静结合的特点,生动、形象、逼真,极大地改变了传统的教学方式。将多媒体技术运用在物理实验教学中,有以下几个方面的功能。
1.激发学习兴趣。多媒体能创设情境氛围,使学生产生深厚的学习兴趣。例如教《运动的描述》之“参照物”时,尽管书上有插图,但这些画面都是静止的,学生虽有兴趣,但兴趣不高。因此,在教学这一内容时,教师放映我国跳水名将参加国际大赛双人跳板跳水比赛并夺冠的录像,让学生看清楚两名运动员从走板到起跳到最后入水的全过程,尤其注意两人的协调情况,再听一听解说员解说评委给运动员打了多少“同步分”,提醒学生思考“同步”是什么意思。学生受到紧张精彩的比赛情景的刺激,学习兴趣盎然,纷纷举手提问答问,课堂气氛特别浓厚,教学效果非常好。
2.突破教学难点。如教《电磁继电器》,这一内容的关键和难点就是电磁铁通、断电时继电器的触点的接通情况。由于继电器的触点很小,教师若在讲台上演示,大部分学生根本无法看清触点的接触情况和电磁铁对衔铁的吸、放情况。为此,在教学中,教师将继电器电路放在多媒体展台上,通过屏幕将实物电路放大。这一演示操作过程,学生看得明白,见得真切,感到新颖有趣,从而轻松地将教学难点突破。
3.巧释教学疑难。教师要灵活运用多媒体化抽象为形象,化难为易,化静为动,使学生的思维由被动变主动,从而解决教学中的疑难问题。例如《凸透镜成像》一课,学生对物距变小,像距变大这一内容始终难以理解,教师可设计智能化软件,随着鼠标将物体从远而近地拖向透镜,即时显示出像的大小、正倒、虚实的变化,帮助学生掌握凸透镜成像规律。这样演示,既形象具体,又简明易懂,从而巧妙地将疑难问题化解。[1]
4.提高教学效率。实践证明,在物理实验教学中灵活运用多媒体,可以大大地提高教学效率。
4.1 一些大型的宏观的物理现象,如“船闸”等,课堂上无法做实验,可用影视录像展示,化静为动,更容易让学生理解原理。
4.2 一些微观的物理现象,如电流的形成、磁场、液体的蒸发等,用多媒体动画演示,可以弥补口头讲解抽象、空洞的不足。
4.3 某些不准在课堂上做的实验,例如测定大气压的托里拆利实验,教师可在课前单独做实验并将实验过程录制下来,上课时,教师再播放录像,使学生对实验有大致的了解,以弥补实验缺失带来的某些影响。
4.4 一些作图内容,如光路图、电路图用Flas展示,可增强教学的生动性和趣味性,能让学生很形象地理解光的传播方向、电流的路径,从而很快掌握作图方法。
利用多媒体,可展现更加丰富、更加充足的资源以支持教学,可以更为灵活地组织管理教学。那是不是说就可以用多媒体课件代替所有实验呢?回答是否定的。多媒体只是一种辅助教学手段。因为物理是一门以实验和观察为基础的自然科学,实验是物理教学的基础,是让学生接触“科学现实”的最佳方式,在多媒体辅助实验教学中,不能用画面或实验的录像代替实验本身。
(1)没有很好的实验基础,成不了一个科学家。
古今中外的许多科学家,都是长期坚持实验探索的实干家,他们的发现、发明、创造,没有一个是“闭门造车”造出来的,或“纸上谈兵”谈出来的。如英国的物理学家法拉第经过十年坚持不懈的努力,才发现电磁感应,从而有了发电机的发明,使人类从蒸气时代进入了电气时代。
(2)物理教师不做实验,这门课无法上。实验的重要性在于:
①是对学生进行科学素质训练的重要手段,有利于培养学生的观察能力和实验能力,培养严谨作风和科学品质。
②可以创设情境,导入新课。例如“口吹硬币跳栏杆”,不做实验,用多媒体课件是很难表示和说明的,而一做实验,学生立即情绪高涨,从而以饱满的激情进入新课的学习,效果很好。
③实验是掌握物理知识和规律的基础。绝大多数的物理知识和物理规律是由实验数据进行分析计算直接得出来的。实验是掌握物理知识和物理规律的奠基石,如串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,通过实验,学生很容易从看到的现象和得到的数据中分析得出,而不做实验,老师讲得再好,学生也觉得不可信。
因此,我们应该将多媒体技术与物理实验教学高度整合并优化。我的观点是:能做的实验绝对不能用多媒体课件代替;难做的或无法做的实验用课件辅助。
怎样用多媒体课件辅助物理实验教学?笔者认为:
首先,要有正确的教育理论指导。先进的教学媒体只有为先进的教育思想服务,才具有目标和出发点,具有自由广阔的创作天地,具有活的灵魂。如果承袭落后的教学思想,沿用陈旧的教学方法,简单地进行媒体替换,则只能是从“人灌知识”到“电灌知识”、“新瓶装老酒”、“高射炮打蚊子――大材小用”,难以摆脱低层次的徘徊。
其次,要选择合理的教学内容。有些实验不能完全依靠多媒体,应注重学生的参与。选择适合发挥多媒体特性的教学内容,制作多媒体课件,使有限的制作能力用在关键的地方,好钢用在刀刃上。
再次,要使技术与效果和谐统一。多媒体的各种特性的发挥,不应以花样翻新或计算机技术的难度来评定优劣,多媒体课件应重在准确、简捷和恰到好处的实用性。
第四,要不断提高设计水平。多媒体的教学应用,重要的是教学设计。合适的教材,通过好的教学设计,可以使它的应用价值升值。
总之,我们应该在物理实验教学中灵活运用多媒体,把多媒体技术与物理实验教学高度整合,充分发挥多媒体技术在物理实验教学中的优化作用,实现优势互补,相得益彰。
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关键词:小学科学;价值;动态资源;核心
中图分类号:G623.6 文献标志码:A 文章编号:1673-9094(2015)02-0117-03
新课程标准认为:教学是封闭与开放、预设与生成的统一体;教学不应是预设教案的机械执行,而应在预设的基础上动态生成。因此小学科学教学应重视动态生成,教师既要有一定的预设能力,在进行课堂教学设计时创设动态生成的空间,又要善于把握教材、善于运用自己教育智慧碰撞学生的新智慧,善于利用课堂中动态生成资源,提升驾驭课堂的能力。
在现实课堂教学中,有时教师的教和学生的学最“理想”的进程依然是顺利地完成教案,而不是“节外生枝”。有时教师在实际教学中又一味地追求生成,“为生成而活动”,从而将“预设”完全摒弃,缺乏对课堂中出现的“非预设性信息”做出相应的应对措施,一堂科学课上下来形式上热闹,内容上混乱,学生思维上得不到发展,这样课堂生成就偏离了正常的价值取向。
一个充满生命活力,动态资源不断生成的小学科学课堂,有其核心要素。
一、创设动态生成空间,提“有价值的问题”
热爱科学教育的教师都知道,“问题是探究活动的起点与核心”,也总是想方设法设置情景诱导学生提出问题。而这个问题的提出是有讲究的,有如相声演员,不断抛出一些令人捧腹的“包袱”,而他的主线只有一条,那就是逗你开心,让你深思!然而在科学课上不少师生会不自觉地围着预设中的问题去执行,表面上探究活动也很热闹,但没有学生的主动学习,也就没有动态生成的空间,没有动态生成的空间学生也就不会自主提出有价值的问题。
教科版第六册第四单元第一课《磁铁有磁性》,我们通常会看到这样的情境和问题:(出示磁铁)“磁铁能吸引什么物质?”“我们能不能预测一下表格中的这些物质哪些能被吸起来?”这样的教学是应了“提出问题―进行假设―实验验证”的科学流程,但教学实践让笔者思考这里并没有动态生成的空间,没有把握住问题的实质,教师设计的问题没有真正的价值,导致学生也不会自主提出跟探究有关的问题。“磁铁能吸引什么?”三年级的学生,生活经验已经早就告诉他们磁铁能吸铁一类的物质,反而他们对金属的概念是相当模糊的。而“哪些物体能被磁铁吸引,哪些不能?”这一问题只涉及事物变化的表面现象,(只要用磁铁吸一下就可以得到答案)如果不进行挖掘延伸,就不能作为一个有价值的问题进行探究。学生经历了这样一个活动之后,除了按照教师的意思机械地过了一下动手的瘾,并没有比活动前有更多的收获。实验前让学生进行猜测假设是了解学生前概念的好时机,如果教师并不去了解学生为什么做出这样的猜测,而仅仅只为了猜对了几个猜错了几个,这样的猜测并没有多大意义。学生经历了这样的活动,并没有在已有的知识结构上更进一步,也没有排除原先的经验知识的一些模糊和误导,学生还是没有真正理解金属与铁的区别,还是没有理解磁铁究竟能吸什么物质。教师蜻蜓点水式地对个别学生的回答一带而过,就得出了结论,飞快地进入了下一个探究活动。学生并没有从活动中收获更多的东西,课堂探究也就变成了一种教条式的程序,整个活动也就变成了“有教无学。”
如果教师设置这样的情境:出示一个封闭的百宝箱,里面装了教材上要学生预测的东西。
“老师今天带了一个百宝箱,你们听一听,百宝箱里有哪些宝贝呢?你认为哪些可以被这个小磁铁吊出来呢?”打开百宝箱,观察没钓起来的东西。“为什么有些能被钓起来,有些不能?”孩子们充满好奇和探求的欲望是与生俱来的。当百宝箱出现在学生面前时,所有孩子都想知道百宝箱里有什么。孩子们通过感官和已有的经验来判断里面可能有金属。三年级孩子的生活经验告诉他们可以用磁铁把里面的金属“吊”出来。“是不是这样的呢?”学生通过实践发现还有一些宝贝没钓起来。教师趁机追问“为什么有些宝贝钓不出来?你是怎么想的?”教师通过学生逐步生成的问题来了解和熟悉学生的前概念。问题在活动中产生,学生的认知与想法在动态生成中逐渐明晰化与外显化。围绕这些问题进行探究,对学生不明朗的问题进行解决,纠正学生的错误或者模糊的认识,逐步形成正确的科学概念。
提出问题的过程,是人们将外界现实与原有经验之间建立联系的过程,是一种新旧经验相互碰撞,新旧思维产生矛盾,发生冲突的过程。如果教师设计问题的目标产生偏差,提问过于单一,课堂就会出现学生回答漫无边际,或者出现与个别学生密集对话的现象。一问一答,像打乒乓球一样拍来拍去,于大部分学生学习并没有太大的意义。反之,教师如果找到了符合学生年龄特点,可行的,有研究价值的,直接与科学探究相关联的问题,给课堂创设了动态生成的空间,那么就能把学生分散性思维引到问题本身,掀起学生思维,推进学生思维深入发展。
二、利用动态生成的资源,促“有价值的思考”
有的教师非常注重学生的动态生成,为了在“教学中充分展示科学课实验教学的魅力”,科学教师们费尽心思,绞尽脑汁准备各种形式多样,新奇美观的材料供学生探究。学生在教师准备的丰富材料中玩得很开心,在热热闹闹中得到了眼花缭乱的数据,课堂在动态中生成了许多资源。这时教师如果一味地追随着学生生成的问题不断衍生,逐一解决生成资源,而不是筛选对课堂有价值的问题去让学生进行思考,结果往往不尽如人意,大部分学生反而因此失去了学习的兴趣。
教科版第六册第四单元第五课《磁力大小会变化吗》,实验前教师的引导:“这块磁铁能挂几个回形针?”“究竟怎么来计算这块磁铁挂几个回形针?”“你们想不想做这个实验?”汇报时教师的处理:“你们小组挂了几个?”“为什么要做两次?”“你们小组两次做的数据都不一样,那么到底取哪个数据?”“平均数有小数,不大好吧,怎么办?”……类似于这样的师生交流,学生慑于教师的权威,刚开始还能勉强认真听,而他们的兴趣依然停留在器材上,缺乏对现象的思考,课堂会逐渐走向杂乱无序。
小学生生性好动,兴趣不稳定,来得快,消失得也很快。他们无意识的学是多于有意识的学习,一些时候学生往往被器材的无关信息吸引,会被“活动的机会”分散注意力。某个探究活动已经结束,可还是有不少学生停留在刚才的活动中,更多学生是对刚才的探究材料“依依不舍”,还有不少学生的思维已经想到了其他地方。这时,有价值的思考可以把学生的注意力及时吸引过来。上述案例中,汇报时教师这样处理:“为什么同一个磁铁挂的数量会不同?”“如果给你两个磁铁,你觉得能挂几个?”“怎么样做更科学?”舍掉生成资源中非关键因素,注重学生对现象的思考,挖掘科学本质,形成有价值的思考,学生才能在活动中建构准确的科学概念。
三、提升动态生成的效果,选“有价值的活动”
“与其临渊羡鱼,不如退而结网。”自主行动永远是我们最宝贵的财富。教师要想让课堂充满活力,必须将探究活动由“指令性”转变为学生自主的“选择性”上,由学生自己设计并控制学习的整个过程,实现真正意义的“自主”探究。
由于认识水平的差异,学生对“前概念”的认识也是不同的,前概念往往是基于日常经验对事物的初浅认识,有些甚至是错误的,它的产生是狭隘的知识范围限制或没有把认识对象的主要特征进行抽象概括造成的,所以它往往包含着许多非共性内容。因此教师概念目标的确立首先要认识一个“度”的问题,即了解各年段学生对同一概念的不同认识,在“前概念”认识基础上让学生自己自主选择一些“目标”进行活动,以期更好发展个性,提高概念的认识深度。例如在“电磁铁磁力的因素”探究活动中,学生制作电磁铁后对这一概念的研究产生诸多问题,如:线圈匝数,铁芯大小,绕线方向,电池多少等等。这些内容都可以成为学生探究的活动,但基于学生对学习内容的喜好不同,教师在组织学生探究的过程中让学生有充分的自主选择空间,开展选择性研究,并在交流中激发学生对其他问题探究的兴趣,从而通过交流论证,深入概念,突出概念,达成共识。因此,要提升动态生成的效果,应选择有价值的活动进行探究。
总之,科学课教学过程中要形成有价值的动态生成,需要科学教师更理性地理解与实践。如果没有科学的设计,深入的思考,以及教师灵活捕捉有效生成的能力,那么,“有价值”也就无从谈起。课堂面对的是一个群体,学生思维需要有层次有厚度的教学。“空间、资源、效果”是我们走向生成价值的起点,同时为学生的“科学人生”打下扎实的基础。
Value and Primary School Science Dynamic Resource Generation
PENG Feng-ying
(Taicang Zhu Di-wen Primary School, Taicang 215400, China)
篇8
1课前备课的分析
1.1教材分析
本节课,课程标准的要求是:“学会用运动合成和分解的方法分析抛体运动”.
合成与分解这种等效分析法,在力的合成与分解中已经用到,在抛体运动中再次用到,凸显这种物理方法的重要性.抛体运动能够把匀速直线运动、自由落体运动、牛顿定律等运动学与动力学知识,以及带电粒子在电场中类平抛运动等知识前后联系起来,起到了非常重要的承上启下作用,是高中物理的重要内容.
1.2学情分析
在学习这节课前,学生已经学习了直线运动中的运动学和动力学的知识、描述曲线运动的基本物理量以及运动合成和分解等知识,这一节要求能用上述知识分析平抛运动,难点很多,如:怎么想到“化曲为直”等效思想、如何理论分析平抛运动的规律、如何设计实验验证猜想、如何从实际模型中抽象出平抛运动、如何求解飞行时间与平抛速度等难点,根据这些特点在教学中设置趣味性、知识性、探究性兼具的物理情景和实验,激发学生的求知欲望和探究欲望,加强他们的理论分析能力,进一步培养他们的科学探究能力.
1.3教学起点、落点分析
本课教学设计的出发点是基于新课程倡导的探究性学习,采用“以实验为基础、以探究为主线、以掌握物理方法和规律为目的”的实验探究式教学模式.
“以实验为基础”,将实验作为解决问题的突破口.任何教师都无法代替学生的亲身动手体验,动手操作是学生参与学习,获取知识的重要方式.整节课从引入到探究到应用,每个环节都有不同类型的实验,把教师演示实验与学生实验相结合,经猜想、设计实验方案、探究规律、实例分析等环节体现了“做中学”的学习新理念.
“以探究为主线”,将科学探究作为解决本节课问题的科学方法.本节课改变以知识传承为目的传统教学模式,让学生经历平抛运动的科学探究的过程,学习科学研究方法,培养学生探索精神、实践能力以及创新意识,使学生掌握科学探究这种新的学习方式.
“以掌握物理方法和规律为目的”,将平抛运动的研究方法和规律作为本节课的学习目标.平抛运动的研究方法和规律在研究物体运动的过程中有承上启下的作用,学生通过“课堂导学单”的引导、合作探究,自主学习等方式,最终初步掌握平抛运动的运动研究方法和规律,完成本节课的学习目标.
2导入情境的设计
(1)课前视频:播放《牛人超震撼滑雪大片近距离感受白色视界》、《赛车手和滑雪爱好者配合的完美表演》、《黄果树大瀑布》三段视频.
(2)演示实验:抛苹果以及外包装给幸运同学
师:为什么抛的远近不同?
生:空气阻力影响不同.
师:物理中把空气阻力可以忽略不计的抛物运动叫抛体运动,抛泡沫包装只能是一般曲线运动.
(3)列举实例:从课前视频中截取三张图片(汽车斜上抛、滑雪者斜下抛、瀑布平抛)从实际情景中引入课题.
生:列举抛体运动的实例(3位同学回答).
师:若学生回答羽毛球平抛,要指出阻力不能忽略.
(4)小结:平抛运动的特点:(初速度、受力、运动性质):只受重力,速度水平,a=g的匀变速曲线运动.
设计意图设置课前视频和演示实验,从生活情景中构建物理情景,既能活跃课堂气氛,又能让学生了解生活概念与
①重点:平抛运动的规律
②难点:平抛运动的研究方法
解决办法:通过演示实验、猜想、理论分析、实验设计验证等环节引导学生从实验与理论分析平抛运动,总结规律并分析实例学以致用.
4借助于教学目标促进学生创新的手段
4.1限时讲授
学生是教学的主体,教师在教学过程中起主导性作用,既然是主导和主体的关系,那么知识和方法的得到都应该让学生自己去体验、去感悟、去解释和展示.“限时讲授”的目的在于给学生的自主探究活动留下更多的时间,因为学习是从未知走向已知的摸索式、螺旋式前进过程,没有时间的保证,探究无法真正施展.“限时讲授”是教师预设课堂教学的过程,旨在引发学生质疑,激发学生探究的欲望,催化学生自主探究后知识的生成,学生到底能够生成什么样的问题?多少时间能够探究得到知识?存在不确定性.精心的预设能不能生成在教师原先设计的教学轨迹上,有没有意外产生?存在着不确定性.不过学生的探究意识和探究能力却在摸索和探究的过程体验中不断地成长,其本身就是一种成功.
4.2合作学习
有效的教学应该面向全体学生,高效的教学应该不断生成新鲜事物和知识.“合作学习”体现了学生的主体性地位,在课堂上自己与其他学生、与老师是合作伙伴的关系,是主人翁,这样的学习方式,即使学习存有疑惑,也会主动地寻求帮助,而不是像传统教学模式中等着老师把知识和方法灌输给自己.
4.3踊跃展示
教学目标完成的怎么样,让学生自己上来汇报.“踊跃展示”是学生自己汇报探究成果与他人进行实时交流互动的环节,这里的成果是自己探究得到的,是自主学习后的创造性成果,不再是教师要我学的、要求我记住并会用的知识.
物理概念的区别,培养学生在生活中联系物理的习惯.
3探究活动设计
科学探究应该从学生思维的发展出发,首先寻求物理规律的研究方法,接着再经历从定性探究到定量探究的过程,实现规律的获得,最后再将规律应用到实际问题之中,实现知识的内化.
探究一平抛运动的研究方法
(1)演示实验:(自制教具如图1所示):水平气垫导轨,滑块,电磁铁,小铁球) .
师:介绍装置并演示:调节轨道水平,使滑块做匀速直线运动;控制滑块不动,使电磁铁断电,小球掉入小桶中.提问:①如何使小球在这一装置中做匀速直线运动②小球还能掉进小桶中吗?说出理由.
生:分组讨论,两个小组代表回答.
师:实验并点评,学生已经有了用“化曲为直”等效思想分析问题的意识,这种等效思想用在曲线运动研究上就叫做“运动的合成与分解”.
(2)平抛运动的研究方法:运动的合成与分解.
设计意图从教材的设置上看,前一节通过对“红蜡块运动”的分析,得出研究质点在平面内运动方法――运动合成与分解方法,主要侧重在运动的合成上;而平抛运动中的“化曲为直”思想侧重在运动的分解上,从合成到分解有一个思维的阶梯.通过自制教具,设置一个平抛运动实例让学生从分析问题中得出“化曲为直”这种重要的分析方法,比抽象地从上一节内容直接导出要好的多,可以起到激活学生思维的作用.
探究二定性分析平抛运动规律
(1)猜想并理论分析:水平、竖直方向的做什么运动.
生:分组讨论,一个小组代表回答.
师: 小结,课件展示理论分析的过程.
(2)设计实验:验证平抛运动在竖直方向做自由落体运动.
生:分组讨论,一个小组代表回答.
师:肯定学生回答并对设计方案提出建议.如:要不要同一高度,如何证明同时落地等.
(3)实验验证:自制教具“平抛运动规律演示仪”(如图2)验证研究的结论.
师:介绍实验装置师生共同完成实验.①让两小球从同一高度同时做平抛运动和自由落体运动;②让两小球从同一高滑下,并从同一竖直线做平抛运动和匀速直线运动;③三个球一起运动.
生:设计实验的同学上台演示.
(4)播放“单帧动画” ,进一步验证研究的结论.
拍摄自制教具三球对比实验视频,利用“Image Grabber Ⅱ”软件截取的单帧图片,利用“美图秀秀”把单帧图片合成一个慢板的“单帧gif动画”.
(5)结论:平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动.
(6)实例分析:再次分析演示实验中小球为什么还能掉进网袋里.
设计意图突出物理科学探究的一般方法:观察现象―猜想―初步分析―实验探究―得出规律―实例分析.利用自制教具以及多媒体技术,可以使理论的分析的结果直观的显现出来,充分显示出平抛运动的精妙,为定量分析平抛运动规律奠定了基础.
探究三定量研究平抛运动的规律
如图3所示,一物体在竖直平面以初速度v0从O点水平抛出,不计空气阻力,经时间t运动到P点,试回答以下问题:
(1)建立合适的坐标系.
(2)P点的速度
水平分速度vx=;竖直分速度vy=,合速度的大小vt=,合速度的方向与水平方向夹角为α,tanα.
(3)OP的位移
水平分位移x=;竖直分位移y=,合位移的大小s=,合位移的方向与水平方向夹角为β,tanβ.
(4)轨迹方程y=.
设计意图让学生独立完成理论分析,有利于暴露问题,通过现场点评,帮助学生减少一些课后做练习的困难,提高学习效率,达成本节课的知识目标.
探究四平抛运动实例分析
学生分组实验:一只高度固定的饮料瓶中插有一根水平放置的水管,水从管口沿水平方向流出,不计空气阻力.
(1)从水平管口喷出的水流做什么运动?
(2)饮料瓶拿高,体验李白的名句“飞流直下三千尺” ,并解释“直下”两字包涵的物理原理.(让学生分组实验自主探究)
(3)随着水的不断流出,水流在水平方向的射程有什么变化?这一过程中水从管口流到水槽的中时间是否改变?(分组实验,一个小组代表回答)
(4)设计实验测出管口处水流的速度(分组实验)
器材:铁架台,装有水的带孔饮料瓶,透明塑料板,水槽,水笔,刻度尺.
需要测量的物理量:.
管口水流速度的表达式:.
提醒学生每次实验都要控制时间,保证饮料瓶中的水够用.指导生可能遇到的问题,如:饮料瓶放不住;透明塑料板要不要竖直放置;水柱末端分开,不好描轨迹;在塑料板的哪一面描轨迹好;描轨迹的时候要不要纪录抛出点;是不是只有描轨迹才能求出初速度等.
设计意图教材课后作业中有“测流量”模型,据此设计了“喷水”实验,通过设置几个小实验来研究平抛运动的速度变化规律、飞行时间、初速度等一系列问题,虽然都是常规问题,但由于赋予了实验的背景,物理知识被活化了.设计对分析李白诗句的意图是:课本中有对平抛速度偏角的分析,分析瀑布“飞流直下”的原因就可以解决这一问题,可以起到学以致用以及增强理科学生人文情怀的作用.
篇9
知识目标
1.理解磁感应强度B的定义及单位.
2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.
5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
能力目标
1.通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.
2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.
情感目标
通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.
教材分析
关于安培力这一重要的内容,需要强调:
1.安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。
2.电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。
教法建议
由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。
在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。
教学设计方案安培力磁感应强度
一素质教育目标
(一)知识教学点
1.理解磁感应强度B的定义及单位.
2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.
5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
(二)能力训练点
1.通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.
2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.
(三)德育渗透点
通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.
(四)美育渗透点
通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.
二学法引导
1.教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式
及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.
2.学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.
三重点、难点、疑点及解决办法
1.重点
(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:
(2)掌握左手定则.
2.难点
对左手定则的理解.
3.疑点
磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.
4.解决办法
以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.
四课时安排
1课时
五教具学具准备
铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.
六师生互动活动设计
教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力.
公式
,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解
公式的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.
七教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,
再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力──安培力来研究磁场的强弱.
2.决定安培力大小的因素有哪些?
利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关
(1)与电流的大小有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.
请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.
(2)与通电导线在磁场中的长度有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.
(3)与导线在磁场中的放置方向有关.
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于
和最大值之间.
3.磁感应强度
总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值,有
.B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值
来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.
定义:磁感应强度
单位:特斯拉,符号为T
常见的地磁场磁感应强度大约是
,永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.
在非匀强磁场中,用
量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀强磁扬中.
4.安培力的大小和方向.
根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:
举例计算安培力的大小.
安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律──左手定则.
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.
应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向.
(四)总结、扩展
本节课我们学习了磁场对电流的作用──安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量──磁感应强度
,同时,我们可以据此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定则来确定.
如果磁场方向不与电流方向垂直,安培力的大小
,方向仍可用左手定则判定.
八布置作业
九板书设计
第三节安培力磁感应强度
1.磁场对电流有力的作用
2.决定安培力大小的因素
(1)与电流大小有关.
(2)与导线在磁场中的长度有关.
(3)与导线在磁场中的放置方向有关.
3.磁感应强度
定义:
单位:特斯拉(T)
4.安培力的大小
篇10
Abstract: The vocational school students are tired of learning physics, because learning ability in general is not strong, knowledge of physics is not enough and high school physics system is difficult and other factors. By analyzing the importance of physical system establishment to other professional knowledge, starting from strengthening the links with professional knowledge, in accordance with the reality of the students own ability, takingthe opportunities of new course reform, the author thinks that it is important to explore and think vocational school physical education.
关键词: 职业学校物理教学;物理学对专业知识的影响;横向和纵向联系;新课改为契机
Key words: physics teaching in vocational school; the impact of physics on professional knowledge; horizontal and vertical linkages; take the opportunity of new course reform
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)11-0255-01
1职校学生对物理学习普遍缺乏激情和兴趣及其原因
本人曾在初级中学担任过几年的初中物理教学,感受到初中学生普遍喜欢物理,虽然初二力学部分对一些学生有些难度,但却丝毫没有降低学生们对这门自然学科探索的热情。从我到职校任职以来,却发现我们职校学生在学习物理上缺乏激情和兴趣,他们对物理课程无动于衷,缺乏学习的动力。究竟是什么原因造成了他们丧失了对物理学的喜爱呢?
1.1 由于招生的原因,目前职校学生基本学习能力公认的是较差的,本身物理学在高中阶段注重物理体系的建立,多半是定性的物理规律,教材上注重理论的推导在多年的物理教学实践中,我们常常发现就大多数学生而言,从自然现象和实验归纳出概念和规律,学生掌握较好,而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较归纳推理可以通过更多种形式来表现,掌握起来也较复杂些,所以对学生能力的要求无疑是较高的。在学习上对他们有一定的难度,这也就打击了他们学习物理的积极性。
1.2 职校的专业针对性很强,每个学生都选择了一定的专业发展方向学生对物理学的学习与其专业发展之间的联系和作用学生并不能够认识,他们普遍认为专业知识和专业技能才是他们的今后生存立足的本钱,而物理学的学习对其专业的发展并无多大的影响,学好学坏一个样,因而造成他们对物理学的学习不够重视。
1.3 做为职校任职的物理老师,也不一定能深刻理解物理学对学生专业发展及生存发展的深远影响教学过程中缺少横向和纵向联系,未能把握学生固有知识与现学知识的联系,以及物理知识与其他专业课程的联系,孤立的来传授现有的物理教材。甚至有些老师因职校物理学的课程设置课时很少就认为职校物理并不重要,导致自身缺乏教学激情,不愿意多花时间研究教材教法,采用更有效地教学手段,还是老套的应付教学无疑也让学生失去了对物理学的喜爱。
2如何更好的调动职校学生学习物理的热情和积极性
分析影响学生兴趣和动机的原因目的是为了更好的调动学生的学习热情和积极性。那么究竟该怎么做呢,本人做了一些思考。
2.1 师生共同明确物理学的重要性和必要性,物理学课程是自然科学的重要组成部分,它涉及人类认识自然改造自然的诸多方面,为我们人类生产生活的美好奠定了重要的知识基础,同时也是我们职业学校所有专业的基础它并不是有些学生所想的无关的知识体系,通过它不但可以让学生掌握或知晓自然界的各种自然知识,广泛的了解物理知识在人类生活中的应用,同时通过物理知识的学习又能培养学生的分析问题和解决问题的各种能力,这种重要性要求老师和学生都要能够深刻体会的。只有认识到物理知识的重要性,师生们才会通过共同的努力顺利的完成教学任务。
2.2 要求教师在教学实践中加强各种联系,全面整体的把握学生和知识本身这不仅要求老师能够在备课的环节中备好学生这一头,知晓学生的固有知识和学生学习能力的现状,在知识的讲授中能做到纵向联系,调动学生的知识内存,让学生有能力并积极主动的参与到教学实践中来。同时加强同专业课程之间的横向联系,与相关专业教师进行探讨。有针对、有重点的对所教物理知识进行选讲。这样既可以合理利用有限的教学时间,又能够减轻学生的学习压力,调动学生学习物理学甚至专业课程的学习积极性。比如说跟电相关的专业,电学部分应该是物理学习的重点;机专业的学生则对物理学中的力和能、机械运动、电磁铁等部分应重点分析;化工专业对原子物理物质的三态及特性可做重点;热学部分知识可对热材料加工专业做为重点,等等。另外在对各知识点的教学中也可根专业的需要做好适当的铺垫。
2.3 教师应以新课改为契机,寻找更好更多的方法来带动学生的学习积极性这要求我们老师能够加强教学研究,探究教材教法,改变传统的教学模式。老师可以在课堂教学中创造各种丰富多彩的教学情景,激发学生主动参与的激情。教师也可以根据教学内容,在学生已有知识的基础上,提出难度适宜的研究课题,让学生积极主动地参与教学过程。同时,要注意激发学生探求新问题的兴趣,调动学生的积极性,做好良好的课堂教学组织,良好的课堂组织是顺利进行课堂教学的关键,能够调动学生课堂参与的积极性,学生能集中精力完成一节课的学习任务,同时也能调动教师积极参与课堂教学的积极性。另外充分利用实验教学真实、直观、形象、生动的特点唤起学生学习的兴趣,不仅应该充分发挥课堂演示实验和学生实验的优势还可以让学生在课外探索性的做好相关实验。在教学中,还可以凭借多媒体课件的声像手段创造教学意境,带领学生走进教材,开发思维多媒体教学,让学生在轻松愉快的气氛中,在不增加学生负担的情况下起到有意注意不能起到的作用,从而调整学生的学习心理。
3结语
虽然本人对职业学校物理教学做了一些思考,但我想最重要的还是我们师生能够共同的激情对待这门学科,以饱满的热情投入到教学过程中去。没有强列的求知和教育的激情是无法做好这项工作的。老师充满激情面对孩子的时候,无形中在感染、熏陶他们,该用什么样的态度、精神迎接每一天,一步步去开启自己的生活。试想,有了激情,有了良好的情感与态度,人生必需的学习还会难吗?我们要用心灵照亮孩子们的心灵,用激情去激发孩子们的激情。有了激情,犹如生活有了阳光和种子,丰收还会远吗?
参考文献:
[1]张学斌.新课程教学设计概论.辽宁师范大学出版社,2002.
[2]徐英俊.教学设计.教育科学出版社,2001.