緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇自由落體運動教案范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
二、學生學習情況分析
(一)學生由于受日常經驗的影響,對物體的下落運動普遍存在重快輕慢的錯誤認識。本節課擬通過學生之間的辯論,使學生明確認識到:日常見到的現象是因為受空氣阻力影響的緣故,從而有效地消除學生從生活中得來的錯誤觀念,培養學生透過現象看到本質的辯證唯物主義認識觀。
(二)學生已學過“勻變速直線運動規律”的運動學知識,具備了一定的學習基礎,通過演示實驗總結出自由落體運動的特點,得出自由落體加速度的概念,然后結合勻速直線運動規律“水到渠成”地推導出自由落體運動的規律。
三、教學目標
(一)知識與技能
1.認識自由落體運動,知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運動是在理想條件下的運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
2.能用打點計時器得到相關的運動軌跡并能進行分析。
3.知道什么是自由落體運動的加速度,知道它的方向,知道在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
4.掌握如何從勻變速直線運動的規律推出自由落體運動規律。
(二)過程與方法
引導學生利用打點計時器,記錄下運動的信息,研究自由落體運動的特點,在探究運動規律的同時讓學生進一步體驗科學探究的方法。
(三)情感態度與價值觀
1.調動學生積極參與討論的興趣,培養邏輯思維能力及表述能力。
2.培養學生的團結合作精神和協作意識,敢于提出與別人不同的見解。
四、教學重點和難點
重點:自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程和掌握自由落體運動的規律。
難點:理解自由落體運動的條件及規律。
五、教具
多媒體課件,硬幣,小紙片,刻度尺,大小相同質量不同的兩個重錘,電磁打點計時器1只(附鐵架臺、重錘、紙帶、學生電源),牛頓管1個(附抽氣機1臺)。
六、教學過程
[引入]很高興來到美麗的靖遠二中和大家一起交流,先和大家做一個小游戲,我這里有一張鈔票,我提住它的頂端,你用兩個手指頭放在鈔票的中間,做好夾得準備,但是注意在我放手之前你的手的任何部位都不能碰到鈔票,當看到我松手時就立刻去夾,如果夾得住歸你,否則歸我,哪位試試?為啥夾不住呢?這個錢太短了,如果長點就好了。為什么反應靈敏和物體長短有關系呢?通過本節課的學家就知道其中的奧妙了,本節課我們學習《自由落體運動》。(板書課題)
通過這節課的學習,同學們要實現以下學習目標(多媒體出示):
(1)知道什么是自由落體運動和自由落體運動的條件。
(2)經歷用打點計時器實驗探究過程得到自由落體運動的特點。
(3)知道自由落體加速度的大小和方向,知道在地球上不同緯度的地方,重力加速度的大小不同。
(4)掌握如何從勻變速直線運動的規律推出自由落體運動的規律。
物體下落運動是一種常見的運動,下落的物體有的輕有的重,那么輕重物體下落的快慢情況如何呢?
【多媒體探究一】輕重不同的物體下落的快慢情況?
請同學們利用硬幣(有嗎?)沒有就換成橡皮擦或課本與紙張一起來觀察。
[演示實驗]①讓一張紙與小硬幣同時同高度自由下落,可看到什么現象?哪個重?
②同學們可以將自己的廢紙做這樣一個實驗撕一小片,將小的這片揉成團,從同一高度同時釋放觀察落地的情況。哪個重?
③把剛才的紙袋揉成團,和小鋼球由靜止同時下落(幾乎同時落地)。
提問學生:為什么會出現這么多矛盾呢?這是什么原因?(這是因為空氣的阻力的影響。把紙片揉成團,所受空氣的阻力要比紙片所受空氣的阻力小得多,所以與小鋼球幾乎同時落地。)那么如果要驗證他的想法需要怎樣的環境呢?(學生:真空中,沒有空氣阻力的環境。)
[演示實驗]老師這里有這么一個實驗儀器——“牛頓管”(上課前老師已經將其抽成了真空,先將牛頓管弄成真空演示,再將空氣進入演示,觀察羽毛和鐵片的運動),充分說明了空氣阻力導致它們不能同時下落。往往直觀感覺是不夠準確的,連聰明的大哲學家亞里士多德也受到了現象的蒙騙。
分析總結:大量事實證明影響落體運動快慢的因素是空氣的阻力,如果沒有空氣阻力,只在重力作用下輕重不同的物體,下落快慢相同。我們把滿足這種條件的運動叫做自由落體運動,
提問學生:總結一下什么叫自由落體運動?
一、自由落體運動(板書)
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。
2.條件:(1)只受重力;(2)從靜止開始。
說明:這種運動只能在真空中進行。而實際生活中這種真空常見不常見呢?(不常見,因為我們生活在空氣中。)有些物體的下落,像羽毛、紙片等把它們由靜止釋放所受空氣阻力較大,但是硬幣下落和蘋果的下落所受空氣阻力比較小,可以忽略,它們的下落可以近似地看做自由落體運動。
[提問過渡]大家猜想一下自由落體運動是勻速運動嗎?顯然不是,它從靜止開始運動經歷了一個變化的過程。運動越來越快了,它可能是什么運動呢?(視學生回答的情況)是不是勻變速直線運動呢?
【多媒體出示】探究二:自由落體運動是否為勻變速直線運動?
提問學生:同學們回想一下,如果一個物體做勻變速直線運動那么它有一些什么特點呢?(大家可以先回憶一下,引導學生回答它的速度隨時間均勻變化,加速度是一定的。)
【多媒體出示】勻加速直線運動特點:
相同時間間隔內的速度的變化量相等;
在v-t圖上是一條通過原點的直線。
要驗證這個特點就要設計一個實驗:請同學們回想前面我們探究小車速度隨時間的變化規律的方法,討論設計實驗方案。可以結合課本44頁實驗來互相討論。
提示:選擇相隔相同時間的若干個計數點進行測量它們的瞬時速度,觀察物體在相同時間內的速度變化是否相同。
介紹儀器:打點計時器、重物(密度大體積小)。如何操作這個實驗呢?敘述實驗過程。
[演示實驗]用打點計時器測量物體下落的位移關系,分析紙帶得出自由落體運動的特點。那位同學敘述一下實驗過程呢?
【強調】我們分兩種情況實驗,拉紙帶的重錘質量不同。
(1)將計時器的限位孔與鉛垂線平行固定在鐵架臺上;
(2)將紙帶穿過限位孔用手提著紙帶,使重物靜止在靠近計時器的下方;
(3)先接通電源再松開紙帶。重復幾次從其中選出點跡比較清晰的一條紙帶。進行數據的測量,第一個點為計數0點,每隔1個點為一個計數點。依次標號。注意讀數時有效值;
(4)設計表格記錄數據,計算各計數點的瞬時速度的數值關系,并作圖。
下面請幾位同學到前面來做實驗打幾條紙帶?【安排學生具體任務,裝紙帶、開電源、測量、計算、繪圖。】教師巡回指導。打出紙帶后交代直尺測量。選幾個點計算瞬時速度。注意單位和有效數字的統一。
圖像作出來了大家觀察點的分布,看描的點大致在一條直線上,說明了什么?(學生:是勻變速直線運動。)
大家通過圖像可以看到在v-t圖上是一條傾斜的直線。說明自由落體運動具有勻變速直線運動的特點。
分析:大量的實驗表明:自由落體運動就是初速度為0的勻加速直線運動。
[板書]3.運動性質:初速度為0的勻加速直線運動。
通過剛才的實驗,知道了自由落體運動的性質。既然輕重物體做自由落體運動的快慢是相同的,那么也就是說自由落體運動在同一地點有一個相同的加速度。那大家能不能根據剛才圖像計算一下一條紙帶如果用另一條紙帶是否一樣呢?反復多次試驗得到相同的結論。
現在我們知道了自由落體運動是一個初速度為零,加速度為g的勻加速直線運動。請同學們寫出自由落體運動速度、位移關系及速度與位移的關系式。公式為:
【點擊多媒體】三、自由落體運動的規律[板書]
[學生活動]請參照勻變速直線運動的公式寫出自由落體運動相應的公式。
【課堂練習】
【課堂小結】這節課我們學習了對自由落體運動和規律的認識和理解。首先大家要注意自由落體運動實際上是物體從靜止開始的只受重力作用的勻加速直線運動,加速度為g。大家要結合勻變速直線運動的規律來理解它。在做題時,首先要物體所做的是自由落體運動,才能使用相應的規律解題。
自由落體運動實際上是一個理想化的模型,但是在現實生活中有很多落體運動可以看成是自由落體運動,研究自由落體運動有普遍的意義。
七、教學反思
本案例設計從課程標準出發,定位于力求做到對學生進行物理學研究方法的教育。恰當分析學情,將學生已有的生活知識考慮在內,使教學起點盡量定位準確,并從三維目標要求,確定教學要求和教學重點和難點。
教學過程從實驗引入課題,層層設問,引發學生思考問題,讓學生產生思維矛盾沖突,以激發學生學習興趣,并且反復多次通過實驗分析、討論認識規律。關注課堂教學過程中生成性資源的應用,充分體現學生主體、自主合作、探究學習等新課程所倡導的教學方法。
[板書設計]
一、自由落體運動
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。
2.條件:只有重力 從靜止下落
3.性質:初速度為0的勻加速直線運動。
物理科學作為一種完備的知識體系,是科學探究活動的結果。科學探究在本質上是科學家用來解決自然科學問題的一種思維方式,為了掌握科學知識,領悟科學的本質,發展科學探究的能力,以便更好地促進科學和社會的發展,物理學科教學也應該采用科學探究的形式來進行,構建科學探究教學模式。文章從研究的實踐意義出發,著重對高中物理探究式教學進行實踐研究。以高中物理自由落體運動的教學為例說明探究式教學的模式,為在高中物理教學中如何具體實施科學探究式教學提供指導。
下面以高中物理自由落體運動的教學為例說明主題探究教學模式。
一、教學目標
1. 知識目標:理解自由落體的性質,了解重力加速度,掌握自由落體規律及其應用。
2. 能力目標:啟發與培養學生實驗觀察和思考能力,分析歸納總結能力。能夠分析實際生活中的事例,進一步理解自由落體的含義及適用條件。嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,了解物理學的研究方法。
3. 情感目標:滲透科學推理和科學實驗是揭示自然規律的重要方法和手段的思想,并將理論聯系實際。培養學生對科學的好奇心和求知欲與實事求是、尊重客觀規律的科學態度以及主動與他人合作的團隊精神。
二、教學準備
牛頓管、鐵片、紙片、鋼球、刻度尺。
三、教學過程
(一)教師:創設情境,展示事實。學生:激發興趣,形成問題。
導入新課
教師:在日常生活中,我們可以見到滴水、落石、落蘋果、雨滴、跳傘等現象。
教師設問:這些現象有沒有共同點?
(學生討論回答)
教師歸納:這是一種從高空到地面的運動形式。我們今天就一起來研究這種運動形式。
演示:教師手中的球松手后下落。
教師設問:物體下落的快慢和什么因素有關?
(學生觀察討論回答)
教師歸納總結:物體下落的快慢和重力及空氣阻力有關。
教師提問:不同物體下落快慢是否相同?與什么有關?
(二)教師:引導自學,個別指點。學生:提出問題,進行預知。
學生兩人一組,根據要解決的問題,共同構思探究步驟,從而得出問題答案。此時,學生對不同物體下落快慢已有直觀的認識,他們會提出各種不同的答案。如物體下落快慢與物體的重量大小有關。或者也可能有學生會想到物體的形狀大小有關。也有基礎較好的學生會自接提出與重力以及空氣阻力有關。教師應讓學生經歷猜想與假設的過程,并且教師要對各小組進行指點,監督學生的獨立思考,促進學生之間的交流并且鼓勵學生大膽發問,避免有學生不動腦思考,或者不根據事實和經驗而作憑空的無謂的猜想。
(三)教師:分解問題,方法指導。學生:制定計劃,設計實驗。
具體探究步驟:(1)用一張紙片和一個鐵片實驗,使它們從同一高度同時下落。(2)取兩個同樣大小的紙片,將其中的一個團成團,另一個不成團,使它們從同一高度同時下落。(3)將兩個紙片都團成團,使它們從同一高度同時下落。(4)用質量不同的兩個鋼球,使它們從同一高度同時下落。
這一步要求學生寫出探究目的、探究儀器,并根據實驗假設制定出探究步驟,設計如何記錄探究結果。在學生制定完計劃后,要引導學生不要急于操作,要分析自己的計劃,小組間相互交流探究計劃,尋找計劃中的不當之處。
學生的設計方案往往不那么完整。部分學生會考慮實驗不全面,不注意實驗結果的紀錄,他們沒有考慮到要根據實驗結果進行分析得出結論,沒能從整體上把握探究計劃。教師要根據學生中出現的實際問題進行指導。一方面,教師可以檢查學生的設計方案,對于其中存在的問題提出啟發性的建議。針對考慮實驗不全面的學生,比如對沒有想到實驗(4)的學生提問:“當物體受到的空氣阻力可以忽略不計時,不同物體下落的快慢是相同的嗎?”這一點在指導學生時尤其要注意,因為學生受到認識心理的限制,考慮問題不是很全面。同時,教師還可以引導小組之間進行交流,讓學生通過取長補短進一步完善方案中的不足之處。另一方面,教師可以事先準備一些提示卡,將學生可能遇到的問題整理到提示卡上,當發現學生存在的問題,可通過發放提示卡來引導學生思考。這樣,可避免學生過分依賴教師或者教師對一個小組進行指導時間過長,來不及兼顧其他小組的探究活動。而且,教師可以適時檢查學生對提示卡上的問題的思考結果,更好地對各小組進行調控和指導。
(四)教師:適時啟發,適當點撥。學生:分析證據,得出結論。
針對重力,實驗(1)結果:鐵片下落得快。實驗(2)結果:團成團的下落得快。通過實驗(1)、(2)可以簡單地說明物體的下落快慢和重力無關。針對空氣阻力實驗(3)同時落地、實驗(4)兩個鋼球同時落地,通過實驗(1)、(2)分析得出紙片比鐵片和紙團下落得慢是因為紙片受到空氣的阻力作用比較大。通過實驗(2)、(3)、(4)可分析得出當物體受到的空氣阻力作用很小,可以忽略不計時,不同物體下落的快慢是相同的結論。
為了進一步理解,教師演示真空管實驗,在真空管內,金屬片、羽毛、小軟木塞下落快慢相同,從而證明了結論:物體下落的快慢與質量無關,沒有空氣阻力時,它們的下落快慢相同。同時引出自由落體運動的概念,物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動。在做演示時要提到實驗注意事項。這樣一步一步層層深入地研究,從不同條件下得出不同結論,加深學生的印象,并且使學生確信:物體只受重力時不同質量的物體自由下落的快慢是相同的。
(五)教師:組織討論,積極鼓勵。學生:討論爭辯,嘗試表達。
學生獨自反思后,讓學生進行組內交流或組間交流,在此基礎上,教師提供學生當眾表達的機會,讓某組學生當眾總結自己在探究過程中的成功與失敗之處,然后請其他同學進行評價,最后教師對其做出評價。這樣,通過采取自我評價、同學之間互評和教師評價相結合的方式,對學生的整個探究過程進行分析、討論。
最后,要求學生寫出實驗探究報告(探究報告見附錄),其內容應該包括探究的問題、探究的過程和探究的結論等。不要求學生用刻板的格式來寫探究報告,應該讓學生在理解科學探究的情況下寫出自己的探究過程,以及在此過程中獲得的成功、受到的啟發、取得的經驗教訓等。
探究式學習是當前新課程改革提出的一個新理念、新要求。它是一種有別于傳統學習方式――接受式學習――的一種新的學習方式,指教師或其他人不是把現成的結論告訴學生,而是學生自己在教師的指導下自主發現問題、探究問題、獲得結論的過程。物理探究式學習有助于發展學生的創新思維和實踐能力,有助于學生獲得情感體驗和個性發展,有助于培養學生的科學素養,有助于培養學生獲取信息和分析問題的能力,有助于培養學生樂于合作的團隊精神,有助于擴展物理學科的學習領域,能夠幫助學生改變原有的學習方式,創造一種新型的師生關系。
參考文獻:
要實現新課堂中師生、生生的和諧互動,學生三維目標的發展,首先就要老師轉變角色,拆除師生之間壁壘森嚴的藩籬,沒有上下之分、尊卑之別。課堂上以一種民主、平等的態度對待學生,尊重學生的獨特體驗、感受和理解。即使學生的觀點、方法是錯誤的或理解上的有偏差,也要表揚他們想法中合理的部分,采用“揚棄式”的處理,為學生營造“安全”和“自由”課堂氛圍。因為只有寬松的氛圍和沒有等級之分的空間,學生才能暢所欲言,他們的個性才能得到張揚,創新才能應運而生。過去我們搞“語言”、“思維”、“行為”上的霸道,批評、指責、抱怨充斥課堂,學生戰戰兢兢、怕出錯挨批、遭訓斥、或被嘲笑,以至于金口難開。老師是課堂的“獨語者”,學生只剩下聽的權利,沒有質疑、沒有發表獨特見解的機會。一節課下來,僅留下稀里糊涂的概念和規律,以及做不完的習題。我們古板的結果是學生一聽就懂,一做就錯,一過就忘,收效甚微。有時還適得其反,讓學生產生厭學情緒,物理學的靈氣和美感蕩然無存。因此,新課改下,我們要成為課堂學習的合作者、參與者;成為對話的啟發者;成為課堂信息的重組者;是成為課堂秩序的組織者,讓課堂成為師生、生生思維碰撞、情感交流、經驗重組、釋放活力、展示成長的空間。
二、把握課堂、有效引領
課前,我們精心準備教案,備學生、備教材、備教法。但在課堂互動中,不時出現“意料之外”的突發問題,有時“尷尬”,有時“精彩”,有時“若有所思”。這時,我們必須作出決策,或調整教學內容和教學程序、或避而不談,按部就班、或淺嘗則就,點到為止。下面我就這方面的情況,談一點自己的體會,與大家交流,希望能起到拋磚引玉的作用。
1.逢“精彩”,趁熱打鐵,激活動力
一物體做勻變速直線運動,第1s 內通過的位移為6 m,第4 s內通過的位移為9m ,據此求該物體的初速度和加速度。
此問題給出后,大部分同學的解法是方法一
方法一:設物體的初速度為 v0 加速度為a
由位移公式x=v0t+1/2at2得
第1秒內 6m=v0×1s+1/2a(1s)2 ①
第4秒內 9m=(v0+a×3s)×1s+1/2a(1s)2 ②
由①、②兩式聯立得
v0=5.5m/s a=1m/s2
有同學提出用勻變速直線運動的規律求解
方法二:一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度
0.5S末的速度V1=6m/s 3.5S末的速度V2=9m/s
由加速度的定義式得 a=(9m/s-6m/s)/3s=1m/s2
由速度公式得V0=V2-a×3.5S
最后,又有同學提出用V-t圖求解,課堂氣氛迭起。個個都有成就感。
心理學告訴我們,人人都希望得到別人的賞識、尊重和贊賞,這種心理一旦獲得滿足,會極大地激發潛能和創造力。教學過程是一個急劇變化的發展過程,其間必然具有許多非預期的因素,特別是出現“精彩”的聲音時,我們要抓助機會,表揚和鼓勵學生。我們不能把學生的正確回答當成理所當然,應當站在學生的立場加以贊賞和肯定,讓學生始終保持一種愉快的情感,自覺主動地參與到課堂學習,保持對物理學習的激情。
2.得“先知”,執“果”索“因”,培養科學態度
在“自由落體運動”新課教學中,原本想通過簡單易行的實驗進行探究,結合抽象思維邏輯推理,尋找落體的規律――物體下落的快慢與物體的質量無關,并進一步證明,落體運動就是勻加速運動。
師:從樹上落下的蘋果和飄下樹葉,誰先落地?是什么影響物體下落快慢的?下落的快慢與物體的重力有關嗎? 生:蘋果先落地,是阻力影響了物體下落的快慢,下落的快慢與物體的重力無關。
中圖分類號:G434 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)13-0039-02
信息技術與學科教學的整合是當前信息技術教育普及進程中的一個核心問題。物理這門課程與信息技術的聯系尤其緊密,如何利用多媒體更好地進行物理教學?如何幫助學生培養創新精神,提高信息獲取、分析、加工、交流、創新、利用的能力,促使學生掌握在信息社會中的思維方法和解決問題的能力?
1 現代信息技術在中學物理教學應用中的優勢
1.1 網絡上有海量的備課資源
備課是教學工作的基本環節之一,備課的質量是教學成敗的關鍵,傳統的物理備課是鉆研教學大綱、教科書和閱讀有關的參考資料,然后明確各部分內容的重點、難點、關鍵,精選一些材料來充實教學內容。這些多來源于自己平時的積累,如訂閱報紙雜志,摘錄下來有用的東西等,但是這種方式積累的資料不是很多。有了網絡,這個問題也就迎刃而解了,無論想要什么方面的資料,只要進行網絡搜索,就會有許多。當然也同樣可以在網上尋找到別人的優秀教案,取人之長,補己之短,備出一節高質量的課來。物理學是和現代科學技術緊密結合的一門課,物理教學離不開豐富的網絡資源。
1.2 可以使抽象的物理問題形象化
一些抽象的物理概念和物理規律,教師只能做口頭分析,說服力不強,學生會感到知識深奧,難以理解,因此長期以來普遍認為物理難學,對物理產生畏懼心理。在這種情況下,教師可以通過多媒體把抽象的物理模型形象地展示出來,幫助學生理解。如在講“彈簧振子”時,強調在振子來回振動過程中的速度、加速度、位移和回復力在發生周期性的變化,一般的演示實驗只能讓學生觀察到振子的來回振動現象,不能觀察到速度、加速度、位移和回復力的變化特點。用多媒體計算機就可以形象地、動態地展示出各量的變化過程,使學生看到速度、加速度、位移和回復力是如何周期性地變化的,這樣就可以使學生理解透徹,記憶牢固。
1.3 再現物理情境和過程
物理學習要求學生學會分析物理情境中的具體過程。在有些具體習題處理中,學生往往較難把握這一點。利用多媒體計算機,教師通過一些簡單的按鈕控制可以實現過程再現,在進行習題講解時可以發揮它的優勢。有些習題涉及的物理過程比較復雜,要分階段去分析,教師在黑板上作圖又很繁瑣,在計算機上展示一下過程就可以很快使復雜的問題明朗化。有的物理過程雖然簡單,但要討論的問題的處理方法不易掌握。
比如在講小船渡河問題時,要用到運動的合成與分解,如果只是告訴學生可以把運動分解為沿水流方向的運動和沿船頭方向的運動,學生只是被動地接受,理解并不透徹。這時利用多媒體計算機把兩個方向的分運動和船的實際運動即合運動都模擬出來,學生就非常容易理解運動的合成與分解這一處理方法。又如飛機上扔炸彈的過程,同樣可用計算機再現炸彈的運動過程。這樣的做法既吸引了學生,同時可使教師本來費時費力講不清楚的問題只通過一個動畫設計就輕松完成。
1.4 充分體現物理課堂的學生主體作用
在傳統的物理教學過程中,一切都是由教師決定,從教學內容、教學策略、教學方法、教學步驟到學生做的練習,都由教師事先安排好,學生只是被動地參與這個過程。而在多媒體計算機這樣的交互式學習環境中,學生可以按照自己的學習基礎、學習興趣,在一定的范圍內來選擇所要學習的內容和適合自己水平的練習。利用優秀的多媒體課件,學生在交互式的學習環境中不必一切聽從教師的擺布。在教學過程中學生才是學習的主體,多媒體計算機的交互性所提供的多種主動參與活動就為學生的主動性、積極性的發揮創造了良好的條件,從而使學生能真正體現出學習主體的作用。
2 現代信息技術在中學物理教學應用中的誤區
2.1 有了多媒體技術,教學設計的思路總往多媒體上靠
物理是一門以實驗為基礎的、動手實踐性很強的學科,沒有物理實驗就等于沒有中學物理教學。教師必須要把物理實驗作為基本的教學媒體,使它成為建立概念和規律的主要途徑。比如“探究自由落體運動的規律”,在猜想自由落體運動是勻變速運動的情況下,怎樣驗證這一猜想?可選擇的方法應該是很多的,如果一味往多媒體上想,就得用計算機和傳感器,雖然體現了探究手段的時代性,卻不一定每個學校都有這個條件。但假如思路放開些,自然可以想到打點計時器,這一器材比較普及,學生熟悉,操作時間短,便于進行課堂上的探究性實驗。
教師還能用光電門和電子計時器做這個實驗,如果把遮光板尺寸設計得不大,可以把遮光板通過光電門的平均速度看成是遮光板到光電門時的瞬時速度,因而可以直接探究自由落體運動跟時間的關系。當然,在數碼照相機普及的今天,還可以利用數碼照相機連續攝影研究自由落體運動的規律,學生也必定會大大增強運用家庭用具探究物理規律的意識。還可以用“落棍”實驗來探究自由落體規律,相信學生也是會充滿探究熱情的。
只有那些在課堂上無法做成功的,或者在中學階段沒有條件做的實驗才能用信息技術去模擬,畢竟有時候用計算機軟件做出來的實驗現象給學生一種“蒙”的感覺。要時刻記住,用計算機模擬實驗,并不是淡化演示實驗教學,而是需要教師更重視演示實驗教學。
2.2 分散教師和學生的注意,沖淡物理教學本身
現在有的多媒體課給人的感覺是在展示個人制作課件的水平,整堂課,屏幕絢麗多彩,切換頻繁,一會兒音響效果,一會兒又是電視畫面,一會兒上網搜索……好像在一堂課上要把自己掌握的現代信息技術全部展現出來,而根本不是為了物理教學。其實現代信息技術的應用不能取代教師的講解、實驗的演示、教材的閱讀、題目的分析等。在物理課堂上要根據實際需要恰當地選用某一片斷使用現代信息技術,這對突出教學重點、突破教學難點有獨到的優勢。但無論是什么手段和方法的選用,都必須考慮實際效果,不能一味追求技術先進或形式多樣化,不能為了使用現代信息技術而去使用現代信息技術。時刻記住,現代信息技術是用來輔助物理教學的,目的是教學,一堂課也無需全部用多媒體計算機來完成,該用的時候用,沒有必要的時候還是用傳統教學方式。
2.3 忽略了傳統的板書
課堂教學離不開板書的密切配合,板書是學生在教師講解引導下形成概念、掌握規律時頭腦中進行認識活動的外部支撐點。可有些教師在應用多媒體教學時對黑板視而不見。如果整堂課從頭到尾都在使用PPT,只要鼠標點點,嘴巴講講,教師是輕松了,但肯定不利于學生知識體系的構建。在使用多媒體教學的同時,將本節課上重要的東西呈現在黑板上還是非常必要的。
2.4 物理實驗在實驗室遭遇的尷尬
沖突的詞語解釋中有一條:沖突指對立的、互不相容的力量或性質(如觀念、利益、意志)的互相干擾.例如:革命與舊勢力相沖突.心理學中的沖突,指兩個或兩個以上相互對立的需要同時存在而又處于矛盾中的心理狀態.物理教學中的沖突是指意識層面上的沖突,主要指新舊知識相遇時產生矛盾的心理狀態.美國著名的教育心理學家奧蘇貝爾在他最有影響的代表作《教育心理學:一種認知觀》的扉頁上寫道:“如果我不得不把全部的教育心理學歸納為一條原理的話,我將一言以蔽之:影響學習的惟一重要因素就是學習者的已知.要探明這一點,并據此進行教學.”新課程要求教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上,教師在了解學生原有知識的情況下,在物理教學過程中可以通過引入新舊認知的沖突,引發學生思考,以完成新舊知識的融合,建立新的知識體系,達到教學目的.從教學方式來看,引入沖突的概念更有其實際意義.人類的大腦似乎偏愛于故事,要將教案寫得像故事一樣有利于學生的理解和記憶.故事的結構有一個“4C原則”,第一個是因果關系(causality),第二個是沖突(conflict),第三個是多樣性(complications),最后一個是角色(character).要完成故事結構,沖突猶如承上啟下的關節,是讓內容勝利進行的關鍵.筆者認為教師也可以利用故事的“4C原則”,像導演一樣設計沖突,利用沖突來串聯課堂的環節,使物理課堂成為像故事一樣精彩的有機的整體.
2在物理課堂中引入沖突設計的優勢
筆者認為,物理課堂上利用沖突串聯的課堂設計,至少有如下3點優勢.
2.1沖突設計使教學過程更為流暢,使教學過程成為一個整體沖突設計可以作為課堂上知識點轉換時的銜接內容,防止教學內容生硬轉換,起到承上啟下的作用,使內容更流暢.從學生的角度來看,也可以讓思維勝利過渡,消除思維慣性的影響.案例1:“重力,基本相互作用”一節課中由力的概念入手,首先回顧力的作用效果和力的三要素,以及它們間的關系.當要將內容轉換到重力部分時,可以進行一個簡單的設計:教師提問:“放在桌面的粉筆盒與誰發生了相互作用?”學生思考后回答:“粉筆盒與桌面發生了相互作用.”教師提問:“放在桌面的粉筆盒還受到什么力作用?”學生:“重力.”教師提問:“有重力說明粉筆盒與誰發生了相互作用?”學生明確:“地球與粉筆盒也有相互作用.地球吸引粉筆盒體現出重力,粉筆盒也在吸引地球.因為力的作用是相互的.”在回顧力的概念的同時,引入了重力的產生原理.在這里“力是物體間相互作用”與“地球與粉筆盒也有相互作用”兩個概念所引發了認知沖突,成為引發學生下一步思考的關鍵.有時我們甚至還可以用幾個沖突設計來串聯整堂課,讓課堂像講故事一樣起伏發展.
2.2沖突設計有利于引導學生深入思考沖突設計就像課堂導入內容一樣,與新知識緊密相連,如果能巧妙的設計成與舊知識的沖突,就能夠將學生帶入到無盡的思索當中去.案例2:“自由落體運動”一節中描述自由落體運動的性質時的師生對話如下:教師:“紙巾和粉筆頭做同時同高度由靜止開始下落的運動,誰會下落得更快呢?”學生:“粉筆頭下落快,紙巾下落慢.”教師拿起一張紙巾和粉筆頭做同時同高度由靜止開始下落實驗.教師:“是紙巾輕才下落得慢嗎?”學生:討論.教師:再把紙巾揉搓成紙團,重復第一次實驗,“發現誰下落得更快呢?”學生:(觀察)“幾乎一樣快.”教師:“物體下落的快慢受什么因素的影響?”本案例中,教師利用實驗引發學生的認知沖突,學生對落體運動產生了新的思考.這種利用學生已有固定認知與實驗結果的沖突而引發的思考,有助于建立新的認知.認知心理學家也認為知識是思考的產物,教師的任務更多的是通過怎樣的方式來引發學生的思考.案例3:“彈力”一節課中,教師想讓學生建立彈力產生原理的模型.教師:“(在中間架空的塑料尺上放置一個重錘)請同學們觀察塑料尺的變化.”學生:“塑料尺中間凹陷下去了.”教師:“塑料尺的凹陷是由什么原因導致的?”學生甲:“重錘的重力.”學生乙:“重錘對塑料尺的壓力.”教師:“誰對塑料尺有直接的作用呢?”學生:“重錘對塑料尺有直接的作用.應該是重錘的壓力使尺發生了彎曲.”教師:“那么彎曲的塑料尺對重錘是否也有力的作用?”學生:“塑料尺對重錘的力就是支持力.”教師:“對,我們可以明確的說這是塑料尺對重錘的支持力,那么尺的形變是力的結果呢,還是產生力的原因?”教師通過設計、引導,使學生產生兩個平行的認知之間的矛盾沖突,引發學生的思考,有利于使學生對知識體系的建構.
2.3沖突設計有利于學生建立長時記憶從某個角度說,教學的關鍵是學生在放學以后還能記得什么.怎樣讓學生記住重要的知識?認知學家認為,學生當時的思考和之后的記憶有直接的關系.所以在課堂中通過設計沖突也可以達到強化記憶的效果.案例4:以“勻變速直線運動”一章中速度與位移關系的公式應用范圍的教學為例.教師:“(畫過程圖)做勻變速直線運動的物體,已知初速度、加速度和運動時間,可以求出物體運動的位移嗎?”學生:“可以用位移公式來計算物體運動的位移.”教師:“(修改運動的過程圖,出示例題).如果已知的是運動過程的初速度、末速度和加速度,還可以求出物體運動的位移嗎?”學生:“可以先用速度公式計算出運動的時間,再用位移公式來求出位移.”教師:“是的,我們可以用分步的方式解決這個問題,而且求出了一個中間量———時間.如果‘時間’這個中間量不是我們必須要的結果,是否可以選擇放棄代入數據的步驟,而消去時間這個物理量呢?”學生:“可以進行公式的變形,把v=v0+at變形為t=(v-v0)/a,代入位移公式后,就可以整理得到一個不含時間的關系式,再代入數據.”教師:“你們整理得到的這個關系式,在以后遇到的類似情況中直接應用,是不是既直接又明了呢?如果可以,請大家整理一下使之成為一個公式.”在這個案例中,教師通過引入不同已知條件是否都能求解位移這兩種情況,從形成沖突,達到了如下3個目的:第一,完成了速度位移公式的推導過程;第二,對速度位移公式有了一定的記憶;第三,明確了兩個公式的應用范圍.這些可能都是需要記憶的過程,通過引入沖突,通過一定的思考,對這個過程有了較為深層次的記憶,而不是毫不相關的獨立記憶.這是我們引入沖突的一個重要目的.
3在物理課堂中引入怎樣的沖突設計更有效
因為每一節課都只有40分鐘,面對幾十位學生的40分鐘,你不得不反復地思考課堂設計的有效性問題,沖突的設計當然也不例外.從教學的實際經驗出發,對沖突設計要考慮3個方面的問題.
3.1要從學生的角度審視沖突設計的科學性在教育史上,有很多的教學流派,有很豐富的教學理論.羅杰斯是人本主義的倡導者,他于20世紀60年代,創立了“以學生為中心”的教育和教學理論.他認為,能夠影響個體行為的知識,只能是他自己發現并加以同化的知識.他提倡由“學習的促進者”來代替“教師”的角色.我們經過多年的新課程改革,對于教學中以學生為本,是我們能夠達成的共識.教師的教學設計是建立在對學生思想水平、知識基礎以及個性特征和智力狀況的了解等基礎上的,只有了解學生,才有可能從學生的角度審視教材,提出希望和要求,從而設計出的沖突,更切合學生的認知規律.
新教材在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度上,提出了高中物理課程的具體目標。在教學中,課程目標的這三個維度不是相互孤立的,它們都融于同一個教學過程之中。在設計教學過程時,需要從三個維度來構思教學內容和教學活動的安排。例如,在勻變速直線運動的教學中,教師可以讓學生提出自己的實驗方案來驗證對自由落體運動快慢的猜想,提高他們制定科學探究計劃的能力;可以用打點計時器研究自由落體運動,在獲得知識的同時提高對實驗數據的處理能力;可以討論伽利略對自由落體運動的研究方法,體會科學研究方法對科學發展的意義;可以展示人類在月球上所進行的有關實驗照片,激發學生探究科學的熱情,領略自然規律的普適性;還可以通過對打樁機的重錘下落和高臺跳水運動員等自由落體運動實例的討論,增強學生將物理知識應用于生活和生產的意識。
應該對學生在高中階段的物理課如何實現課程目標有一個總的思考。與初中相比較,高中物理課程無論在知識的深度和廣度上,還是學習方法上都有很大的不同,要增強學生學好物理學的自信心,讓學生有一個逐步適應和學會學習的過程。教師應幫助學生,使他們在獨立獲取物理知識、探究物理規律、解決物理問題等方面獲得具體的成果;讓學生得到成功的體驗,享受成功的愉悅,激發學習的熱情和責任感。
(二)提高科學探究的質量,關注科學探究學習目標的達成
通過初中課程的學習,學生對科學探究的過程有了一定的體驗,并具有了初步的科學探究能力。高中階段的物理課,應該在這個基礎上更加關注學生在科學探究過程中的學習質量,進一步加深對科學探究的理解,提高科學探究的能力。
科學探究的課題有的是與教學內容、教學進度相吻合的。在課堂教學中,有些探究的物理問題是由教師和教科書直接提出,雖然其中不乏關于問題背景的介紹,但很少有讓學生主動發現和構思問題的機會。在高中階段,教師有必要對一些探究的物理問題創設一些情境,讓學生在觀察和體驗后有所發現、有所聯想,萌發出科學問題;或者創設一些任務,讓學生在完成任務中運用科學思維,自己提煉出應探究的科學問題。
要提高學生制定探究計劃的能力,就要使學生學會把探究的課題分解為幾個相對獨立的小問題,會思考解決每個問題的不同方法,根據現實條件選擇、優化有關方法,從而形成探究的方案;學會從原理、器材、信息收集技術、信息處理方法、操作程序等不同方面來構思探究的計劃;學會在制定探究計劃時查詢相關資料;學會在相互交流中完善探究計劃。教師應該在教學中盡量為學生提供學習制定探究計劃的機會。
在指導學生收集信息和分析、處理信息時,教師不要預先設定表格,讓學生“照方抓藥”。在收集信息時,要注意培養學生客觀的思維品質,不要只把注意力集中在與探究假設相符的物理事實上,同樣需要觀察和收集那些與預期結果相矛盾的信息。在通過一定的科學探究之后,應該讓學生學會依照物理事實運用邏輯判斷來確立物理量之間的因果關系,樹立把物理事實作為證據的觀念,形成根據證據、邏輯和現有知識進行科學解釋的思維方法。
在教學中應重視學生對科學解釋的評估。為此,可以讓學生提出并比較不同的解釋,看看所收集的證據究竟更支持哪種解釋。學生之間的公開討論、評議是提高評估能力的有效方法。關于科學探究的交流和表達,教學中應該讓學生從以下兩個方面關注自己表達能力的提高:一是交流內容的組織,包括課題的提出、探究計劃框架、信息收集過程和數據整理、基本論點和對論點的解釋、存在的問題和新發現等,應學會根據課題特點有所側重;二是陳述的形式,包括文字、表格、圖像、公式、插圖等,學會根據內容選擇恰當的形式進行交流。在此基礎上,教學中要提供學生當眾交流的機會,讓學生準備有條理的講稿,并進行準確和富有邏輯的發言。
學生在科學探究的各個環節所發展的能力往往是不平衡的:有的學生在某些環節的探究行為中自主性較強,與這些環節相對應的探究能力得到很好的發展;而在另外一些環節中,教師需要作必要的引導或指導,讓學生在這些方面得到鍛煉。因此,教師在設計、實施科學探究教案時,應該對不同案例的具體教學目標進行認真分析,以便了解學生在探究經歷中的薄弱環節,及時采取改進措施。
(三)使物理貼近學生生活、聯系社會實際
家庭、學校、社會都有大量學生感興趣的物理問題:如家庭中新型電器、炊具中的物理原理;公共交通設施、交通工具中某些新裝置的物理原理;新型通信工具;等等。教師應選擇與學生生活聯系密切的素材用于教學。課堂教學中,教師可以使用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶紙等生活中的常見物品來做物理實驗。學生的課后作業也應該因地制宜地引導學生關注周圍的生活,例如:游樂場中的物理;車站、碼頭上的物理;超級市場中的物理等。把這些與學生的生活密切相關的事物引入物理課,就會增加學生對物理課的親切感。
物理學與社會的聯系可以分別從資源(能源)、人口、環境和生態、交通、居住等方面,結合本地的社會現象進行討論。恰當地采用照片、圖表、模型、幻燈、電影、錄像、光盤等視聽媒體,鼓勵學生在課堂上發表通過自己收集信息所形成的有關見解。
開展跨學科的研究活動,鼓勵學生把物理知識與其他學科知識結合起來研究周圍的生活和社會現象。例如:進行小型水電站調查,學生從能量轉化的估算、發電和配電設備、發電功率跟當地用電需求的關系等物理知識;從水電站建設對當地生態環境影響等生物知識;從水電站周圍的地質結構、水電站對周邊地區的經濟影響等地理知識來綜合思考研究主題。在研究中提高學生科學與經濟、社會互動作用的認識,增強將科學服務于人類的社會責任感和使命感。
(四)突出物理學科特點,發揮實驗在物理教學中的重要作用
物理實驗是高中物理教學中的重要內容。共同必修模塊中的物理實驗,是新教材對高中學生最基本的實驗要求。在必修和選修模塊中,都程度不同地體現了對物理實驗的進一步要求。可以指導對物理實驗有興趣的學生在校本課程中,選修具有更高要求的物理實驗專題。
在高中物理教學中,應該重視學生對物理實驗的理解。在觀察演示實驗時,不僅要學生關注所觀察的現象,同時要讓學生理解該物理現象是用來說明什么問題和怎樣說明問題的。應該盡量讓學生了解實驗裝置的工作原理。在進行學生實驗時,應該讓學生在明確實驗目的、理解實驗原理的前提下獨立操作實驗。
重視學生實驗技能的提高,使學生能正確使用高中物理實驗項目中的儀器和工具,獲得較準確的實驗信息,但要避免進行刻板的技能訓練,因為隨著科技進步,對技能的要求也在不斷地變化。
實驗是了解、研究自然規律的重要方法,它的作用不只是為了獲取信息。應該讓學生認識到實驗操作是在相關原理的指引下進行的,學會把實驗獲得的信息演繹、歸納成結論,只動腦不動手和只動手不動腦都是不正確的。
隨著時代的發展,多媒體計算機和網絡教學以其豐富的媒體表現形式、強大的教學交互功能、可無限擴展的知識信息鏈接和方便自由的自主性學習特性,對于提高學生的知識水平、培養學生的信息素養、培養學生的創造思維有著傳統教學無法比擬的優勢。物理這門課程,作為自然科學的基礎學科,學生學得好與壞,將直接影響學生素質的提高,因此作為物理教師必須在思想觀念、教學方式、教學手段等方面都要發生深刻的變革,尤其應在多媒體計算機在物理教學中的應用方面為其它學科帶個好頭。
一、應用多媒體課件教學可以活躍課堂氣氛,激發學習興趣
提倡主體性教育,是社會主義現代化建設的現實需要,也是國際上教育改革的趨勢。主體性教育的過程,是教師引導下的學生獨立學習和自主活動的過程。按認知學習理論的觀點,必須充分發揮學生的主動性和積極性,學生才能獲得有效的認知。
在傳統的課堂教學過程中,教師面向學生傳授知識技能,從教學內容、策略、方法、步驟,甚至學生做的練習都是教師事先安排好的,學生只能被動地參與這個過程。這種方式以教師的主觀意識為主,學生完全處于被動地位。
多媒體課件可以把電視機所具有的視聽合一功能與計算機的交互功能結合在一起,產生出一種新的圖文并茂、豐富多彩的人機交互方式,而且可以立即反饋。在這種交互式學習環境中,學生可按自己的學習基礎、興趣來選擇自己所要學習的內容,可以選擇適合自己水平的練習,也可以選擇不同教學模式(如個別教學模式或協商討論模式)來學習,這種交互方式對教學過程具有重要意義。教師的地位和作用主要表現在培養學生掌握信息處理工具的方法和分析問題、解決問題的能力上,轉變了傳統的以教師為中心、以課堂為中心的教育方式。
蘇霍姆林斯基指出,教學應使學生從中產生發現的驚奇、自豪,滿足求知欲的愉快和創造的歡樂等各種情感體驗,從而使學生帶著高漲的、激動的情緒進行學習和思考,使教學成為一個充滿活力和激情的活動。應用多媒體課件,能充分發揮學生的主體認知作用,較好地實現了上述要求。所以我在教學時經常從網上下載一些相關的內容。例如:在講物體的平拋運動時,洪恩網上有這樣一個課件:從同一位置同時出發三個小球,一個小球在豎直方向上作自由落體運動,另一個小球以水平初速度ν0做平拋運動 ,還有一個小球以 速度ν0在水平方向上做勻速直線運動 ,學生通過觀察很容易就理解了平拋運動可以分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動兩個分運動;并輕而易舉得出分運動和合運動具有等時性的結論。中學生學習興趣的培養不僅靠內容的“有趣”,更重要的是“有用”,學生都清楚,計算機和以其為基礎的計算機網絡,由于處理信息的快捷和存儲信息的巨量而著稱于世,所以學生都希望各科教師經常使用多媒體計算機教學手段,以便達到既學習了本學科知識又掌握了一些計算機知識的目的。
二、應用多媒體課件教學可以多方位地提高學習效果
實驗心理學家赤瑞特拉做過兩個著名的心理實驗:一個是關于人類獲取信息的來源,他通過大量的實驗證實,人類獲取的信息83%來自視覺,11%來自聽覺,3.5%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺。這就是說,如果既能看得見,又能聽得見,還能用手操作,通過這樣多種感官刺激獲取的信息量,比單一聽老師講課強得多。另一個是關于知識記憶持久性的實驗,結果表明,人們一般能記住自己閱讀內容的10%,聽到內容的20%,看到內容的30%,聽到和看到內容的50%,在交流過程中自己所說內容的70%(1)。這就是說,如果讓學生既能聽到又能看到,再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持將大大優于傳統教學的效果。應用多媒體課件教學,能有效地激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機,主動參與教學過程,使課堂信息量加大,學生易于接受,在愉快的氣氛、交互討論中掌握了教學的重點、難點,教學效果相當明顯。
三、應用多媒體課件教學能起到放大作用
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)06-0128-02
著名的教育家布盧姆說過:人們無法預料教學所產生的成果的全部范圍。沒有預料不到的成果,教學也就不成為一種藝術了。的確,在新課程背景下的課堂教學,更加強調了課堂教學中課程資源的動態生成過程,許多課程資源往往在師生互動、對話、討論的過程中涌現和生成。課堂教學是人的教學,人是活潑的、開放的、差異的,師生的一個閃念、一個舉動、一個誤會、一個忘形,都可能會增加教學中的非預期因素,這些“即興創造”的隨機事件會不同程度地影響教學進程和教學過程。假如處理得當,則會彌補或推進教學,“麻煩”不再“麻煩”,反而成為教學過程中的閃光點,生成有價值的教學資源。
一、物理實驗教學中的預設與生成的初步理解
《基礎教育課程改革綱要( 試行)》明確指出:“ 課堂教學不應當是一個封閉系統,也不應當拘泥于預先設定的固定不變的程序,預設的目標在實施過程中需要開放地納入直接經驗、彈性靈活的成分以及始料未成的體驗,要鼓勵師生互動中的即興創造,超越目標預定的要求”。按照筆者的理解,這里所說的“預先設定”是指教師的教案,而“開放地納入直接經驗、彈性靈活的成分以及始料未成的體驗”就是指要把傳統的以教案為本位的課堂變成過程開放、動態生成的“生成性課堂”。
二、高中物理教學預設與生成的關系
物理教學的生成是指物理教師在課堂實踐中以學生有價值、有創意的問題及思考等細節為契機,及時調整、改變預設的計劃,按照學生的學習問題展開物理教學活動而獲得成功的過程。物理教學中的生成是相對于預設而言的,物理課堂因為有了生成,才有了生命的氣息。凡事預則立,不預則廢。精心預設是物理課堂的一個起點。有了充分的精細的預設,才會有豐富的精彩的生成。沒有預設的物理教案的準備,我們的物理課堂追求必然是空中樓閣。物理教師應該把課堂教學營造成精心預設與隨時生成相平衡的多元發展過程。新課程理念下的物理課堂,應該是以課程預先設計和動態生成的辯證統一的高效的新課堂。
三、預設與生成必定在彈性設計中契合
以促進學生主動、健康發展價值觀指導下的學科教師,在教學設計方面要完成的最后一個綜合,就是將每節課具體要教學的內容與教學過程的事先策劃結合起來,構成“彈性化的教學方案”。新基礎教育在教學過程中強調課的動態生成,但并不主張教師和學生在課堂上信馬由韁式地展開教學,而是要求有教學方案的設計,并在教學方案設計中就為學生的主動參與留出時間與空間,為教學過程的動態生成創設條件。根據科學教學的學科特點,完全可以向學生滲透與工業、農業、醫學等密切相關的知識和技術。如在熱學中向學生講解低溫的獲得以及在醫學中的應用;在電學中向學生講解工廠供電設備情況,電磁場對農作物生長的影響,日常家用電路的改進設計等。
比如在學習拋體運動與平拋運動的時候,教師讓學生閱讀教材,理解什么是平拋運動?舉出生活中物體做平拋運動的例子。將一張小紙團水平拋出,小紙團的運動能否看成是平拋運動?為什么?學生通過閱讀教材,回答出平拋運動的概念,列舉生活實例。思考拋出的紙團的運動是不是平拋運動,通過對紙團運動的分析,理解平拋運動的條件――空氣阻力相對物體的重力可以忽略不計。教師再通過實例分析,理解平拋運動的條件。增強學生的感性認識,激發學習物理的興趣。然后進一步揭示豎直方向的運動規律,通過演示實驗,例如噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡。進一步提出問題,引導學生觀察:平拋運動的軌跡是一條曲線,我們如何研究這個曲線運動的規律呢?根據物體做平拋運動的條件,對豎直方向上的運動能否作出猜測?學生通過認真思考,分組討論,選出代表回答。用運動的合成和分解的方法來研究,將平拋運動分解成水平方向和豎直方向上的兩個直線運動,分別研究這兩個分運動的規律,最后再合成。并進一步探討出在豎直方向,物體只受到重力作用且初速為零,與以前學習的自由落體運動條件吻合。由此猜測豎直方向分運動可能為自由落體運動。
在教學方案中,要設定教學目標,但目標不局限于認知,它還涉及到學生在這節課中可能達到的其他目標。目標的設定要建立在對教學內容和學生狀態分析、對可能的期望發展分析的基礎上。目標有“彈性區間”,這既是為了顧及學生之間的差異性,也考慮到期望目標與實際結果之間可能出現的差異。教學過程的設計重在由何開始、如何推進、如何轉折等的全程關聯式策劃。至于終點,何時嘎然而止,并不是絕對的,重要的是水到渠成,不是硬性規定步子大小與全班齊步行進。過程的設計也要有“彈性區間”,可以通過不同的作業、練習、活動來體現。過程設計還要策劃教學行進中的教師活動,相應的學生活動,組織活動的形式與方法,活動效果的預測和期望效果的假設,師生間的互動方式等一系列方面,最后形成綜合的、富有彈性的教學方案。
四、使調整貫穿過程,使預設融入生成
物理課堂的不可測因素很多,在預設實施中總會遇到一些意外,有的預設未曾顧及到學生認知特點,學生不感興趣;有的預設超越學生的認知能力,學生力不從心;有的預設滯后于學生的實際水平,物理課堂的教學缺乏張力。無論遇到上述的哪種情況,都需要對預設進行調整,使物理課堂發生根本變化,使學生的學習興趣更濃厚,參與意識更強,使以推理為重點的物理思維訓練、以類比為重點的物理思維訓練、以實驗為重點的物理探究能力訓練、以形象或抽象為重點的物理內涵感悟都得到動態的生長。使抽象內容得到直觀理解,具體形象內容得到抽象概括,使預設貼近實際,貼近課堂,貼近學生。
備課環節是教學活動的重要組成部分,是教師開展教育教學活動之前必須要做的準備工作。然而,很多教師對這一環節重視不夠,一些教師往往只是在課前將教材簡單地瀏覽一下,這樣的備課效果不好。要想實現有效教學,一方面,教師一定要吃透教材,圍繞教材和學生的實際,精心設計教案。現行的人教版物理教材更加貼近學生的實際生活,更加符合學生的生理和心理特征。并且在教材中,知識面的涵蓋范圍非常廣泛,外延也很大,作為教師,一定要挖掘教材內涵,領悟教材的編寫意圖,對教材內容進行適當的補充、延伸、重組,這樣才能在課堂教學中進行及時有效地調控,保證課堂教學的有效性。另一方面,要制定明確合理的教學目標。現如今,在新課改中要求把知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三維教學目標有機結合起來,在三維目標的引導下,通過引導、啟發等方式,促進學生在課堂教學中進行有效的自主構建,促進學生各方面素質的提升。除此以外,教師還要重視備學生,這個環節容易被教師忽視。學生是教師開展教學活動的對象,要想實現有效教學,教師一定要充分了解學生,包括學生的知識基礎、思維習慣、接受能力等,只有對學生有了充分的了解后,教師才能針對學生的實際制定合理的教學計劃,才可能保證教學活動的高效運行。
二、注意教學過程的有效性
1.重視導入環節
導入是一節課的起始環節,導入環節的功能,一方面要引起學生的注意,激發學生的學習興趣;另一方面,為新課的教授做好鋪墊。因此,我們要想提高物理教學活動的有效性,一定要把握好導入環節,針對不同的教學內容、學生的知識基礎、學習習慣等,采取相應的導入方式。在物理課堂上,常用的導入方法有:以舊引新導入法,故事導入法,實驗導入法,生活實例導入法等等。例如,在講授《自由落體運動》時,可從學生比較熟悉的生活事物入手,在上課之前拿了一個排球和鉛球從同一高度,做垂直下落的演示實驗,接著,向學生提問:“為什么鉛球和排球下落的速度不一樣?”“因為鉛球比排球重。”學生答道。接著又問:“如果把排球和鉛球綁在一起垂直下落,結果會怎樣?”對于這個問題,學生的答案有了分歧,有的學生說,下落的速度會介于排球與鉛球下落速度之間,有的學生說下落的速度比排球和鉛球單獨下落的速度更快,因為兩個球加在一起的重量更大。當教師告訴學生,這兩個答案都是錯誤的時候,學生感到十分吃驚。這時候,再分析錯誤的原因就可以順利引入新課“自由落體運動”。經過這樣導入,學生的學習積極性明顯增強了,從而使接下來的教學效率顯提升了。
2.重視學生主體作用
教學活動是教與學相互統一的雙邊活動,然而,受傳統教學思想的影響,在教學過程中,更多的是強調教師的教學活動,而忽視了學生的學習活動。要知道,學生是具有主觀能動性的個體,在學習過程中,學生從教師那里獲取知識后,還需要學生對有關知識進行自主構建,將這些知識納入自己的知識體系中。并且,教學活動應當是一個雙向的交流活動,而非單向的知識輸送。因此,要想實現有效教學,一定要重視學生的主體作用。在課堂教學中,教師可以通過討論、提問等方式與學生進行互動,在制定教學策略、教學計劃的過程中,適當吸收學生的建議,充分考慮學生的實際,使學生在學習過程中,能夠體現學生的主人翁地位。總而言之,只有教師的教和學生的學,能夠形成有效的互動,才可能使教學活動變得科學有效。
三、注意作業設計的有效性
作業是課堂教學的補充和延伸,作業設計得有效與否,對于整個教學活動的有效性具有重要的影響。以往,教師在設計作業時,習慣給所有的學生布置一樣的作業,這就忽視了不同學生的個體差異。進入高中以后,學生在物理學習的過程中,會出現分化的現象,要想使作業科學有效,一定要考慮學生的個體差異,并依據學生的實際,設計一些具有選擇性的作業,以滿足各個層次學生的實際需求。
參考文獻
一、前言
思維是人類獨有的功能,是解決問題尋求答案的鑰匙。學校教育的目的之一是培養學生諸方面的能力,而培養學生的思維能力是其重心所在。尤其是新課程標準中明確指出:“要培養學生搜集和處理信息的能力,分析和解決問題的能力” 。教師在物理教學中對學生進行思維能力的培養尤為重要。物理教學中科學思維能力的培養是科學素質教育中科學思維能力培養的主渠道之一,無論是物理概念的建立或物理定律的發現,還是基礎理論的創立和突破都離不開科學思維能力。
二、物理教學中學生思維能力的培養
1.對抽象思維能力的培養
從有利于提高學生抽象邏輯思維能力出發,增強學習的目的性、方向性,應該讓學生知道學習過程、思維過程、思維的形式和方法,以調動其自覺性、主動性。只有自覺地遵循思維規律來進行思維,才能使概念明確、判斷恰當、推理合理、論證得法,具有抽象邏輯性,培養出深刻性的思維品質。
物理學是研究物質結構和運動基本規律的學科。物理是在研究力、熱、電、光、原子和原子核等物理現象,而物理概念是這些現象中某一類的共同本質屬性的反映,物理規律是運用物理概念進行判斷、推理得到的。因此重視物理概念的形成和物理規律的建立過程,從而使學生的抽象思維能力得到培養,關鍵是抓住物理概念和物理規律的“引入”和“推導”。“引入”的方法有:實驗引入法、類比引入法、現象引入法、問題引入法、邏輯推理引入法。這些方法的共同點都是從生動直觀到抽象概括,經過分析、綜合、抽象、概括等思維活動實現由感性認識到理性認識的飛躍和升華。例如:講初中物理第二章《機械運動》時,首先讓學生思考三個問題,平常我們能不能抓住向你飛過來的子彈?那么要隨手象抓一個昆蟲一樣,抓住子彈你有沒有方法?書上引言中飛行員為什么能順手抓住一顆子彈?通過設疑,讓學生激起興趣,引發思維,讓學生扮演問題探索者的"角色",真正卷入學習活動之中,達到掌握知識,訓練思維能力的目的。
2.對創造性思維能力的培養
物理教學要鼓勵學生創新,培養學生的創新能力。教學必須充分考慮發揮學生的創造性潛能。靈活地運用各種教法,創造性地組織教材、使靜態教材內容變為具有探究性的研究問題,誘發學生探索、啟發學生探求物理的力法和思維,使學生成為探索學習過程的“主人”。例如:設計自由落體運動的教案時,可以一反物理概念──原理──規律的教學常規,采用先引導學生實驗(1)石塊和紙片同高同時釋放下落。(2)小紙片和大紙片同高同時釋放下落。(3)小紙團和石塊同高同時釋放下落。(4)提出問題思考,引導學生閱讀教材內容,對照亞里士多德的觀點,使學生帶著疑問觀察教師做的牛頓管自由落體實驗,并利用快速攝錄方法記錄下落過程,然后,利用慢鏡頭重放使學生看清:鐵塊和羽毛同時下落的過程,最后讓學生自己去總結物理概念,規律,教師則指導學習重點、關鍵和學習方法。通過實驗求索導學,啟發學生自己去思考、推理、判斷、總結,激發學生的探索精神和創造性思維的形成。在物理教學中要大膽鼓勵學生提出自己的想法,發表自己的觀點,給出自己的答案和解題方法。例如,在“大氣壓的測定”這節課的教學中,如果教者按教材的編寫依葫蘆畫瓢,直接運用托里拆利實驗獲得結論,雖然能測得大氣壓值,并能理解測量過程及原理,但這種生硬的灌輸式的教學,學生只能知其然,達不到知其所以然的目的,更不可能有效地培養學生的創造性思維能力。
3. 批判性思維能力的培養
加強物理學史教育,使學生初步認識物理學發展史是一部充滿批判的歷史。科學發展史告訴我們,誰不迷信權威,敢于與傳統觀念決裂,敢于提出新問題、新思想、新見解,誰就能做出創造性的發現。例如,正是由于伽利略敢于批判亞里士多德“力是產生運動的原因”的觀點,才建立起正確的力和運動的觀點,為物理學的發展奠定了良好的基礎;哥白尼正是敢于對“地心說”宗教理論進行批判,才提出了“日心說”理論。在物理學發展的歷史長河中,這方面的典型事例是很多的,只要有意識地將這些事例結合在平時教學中,就可以有效地培養學生敢于批判的意識。我國著名地質學家李四光說過:“不懷疑不能見真理。”教材及相應的各類參考資料,都是由專家、學者反復提煉的,是集體智慧的結晶,教材和參考書在學生眼里是至高無上的,學生向它們挑戰,需要膽識過人。其實,就算是教科書,有時也難免出現失誤。教學中首先教師不能迷信教材,用批判的觀點去研究教材,然后指導學生去發現問題、提出問題。這樣就能逐漸培養學生的批判性思維能力。
三、結語
運用科學的思維方法培養學生的創造性思維能力,不僅可使學生“學會”,更重要的是使學生“會學”,從而提高學生綜合素質,達到全面素質教育的目的。然而思維能力的培養在實際操作過程中還會出現或這或那的問題,這就需要我們廣大教師在工作中時刻總結、分析,堅持與時俱進,更新思維,尋找適合學生的教學方式,真正做好人類靈魂的工程師。
學校教育是培養學生科學素質的陣地,提升學生科學素養的主戰場。學生科學素質的高低,反映了學校教學改革的成敗,體現了學校教育水平的高低。
培養學生的科學素質,提升學生的科學素養,這是時代賦予教師的責任和義務。教師必須從教學理念、內容、形式、方法、目標上進行全方位的教學改革,以提高學生的科學素質為目標,提升學生的科學素養為目的,為培養高素質、應用型、創新型人才不斷地探索。
下面我結合物理教學談談如何提升學生科學素養,與大家共同探討。
1.教師在物理教學中有意識地充分運用科學素質的因素,物理教學就能成為提升學生科學素養的主戰場。
物理教學中科學素質的因素包括科學知識和科學真理,科學思想和科學方法,科學精神和科學態度,科學行為和科學思維,科學素養和科學審美觀,科學世界觀和科學發展觀等。
科學素養是科學素質最重要的因素,科學素養指能運用科學原理和方法解釋或處理生活和工作中常見的問題其重點在于對科學的態度、觀察,思考問題的科學性,以及批判精神。提升學生科學素養就是使學生在已具備科學知識和掌握科學理論的基礎上能夠創新思維,自覺形成科學意識,傳承科學文化,弘揚科學精神,樹立科學發展觀,進而為學生的可持續發展夯實基礎。
中國探月計劃“嫦娥工程”首席科學家歐陽院士強調:“一切希望寄托于青少年,只有提高青少年的科學素養,我們的民族才有希望。”由此可見,提升青少年的科學素養已經到了勢在必行、必須引起全社會關注和重視的問題,尤其是學校教育責無旁貸,教師更應肩負責任,增強提升學生科學素養的使命感和緊迫感。
1.1挖掘教材,提煉內涵。
物理教材中有著極其豐富的科學素質教育的因素,教師必須深入細致地研究教材,鉆研教材,挖掘教材,梳理教材中每一章節、每一單元和整個教材所涉及的能夠培養學生科學素質的因素,提煉出每一節、每一單元所側重的對學生進行科學素質教育的因素。
物理教學中有的課型可能會體現較為完整的科學研究的一般規律,有的課型則突出某種科學研究的方法或某種科學精神,甚至有的課型有著多種對學生進行科學素質教育的因素。比如教師在自由落體課型教學中,就要把伽利略研究問題的方法、科學研究的一般規律、科學態度和科學精神、科學審美有機結合。
1.2精心設計,科學滲透。
經過整合教材后,教師要精心設計教案,在教案中明確提升學生科學素養的目標,并在教學中把素質教育與教學內容有機結合起來加以科學滲透。
比如在自由落體課型中設計培養學生的學習目標時,教師要將科學研究問題的方法、科學態度和科學精神作為教學的重點培養目標加以充分地體現,并采取多種教學手段、教學方法為實現目標鋪路搭橋。我在教學中通過演示和學生實驗,讓學生比較真空管中羽毛與鐵片和實際操作中粉筆頭與紙片、粉筆頭與紙團做自由落體運動的區別,使學生深刻理解建立物理模型的重要性和掌握科學研究問題的方法。我再要求學生閱讀教材中關于提供伽利略研究問題的有關資料,然后提出問題:伽利略研究問題中蘊含著哪些科學態度和體現了哪些科學精神?
1.3領悟真諦,體驗精髓。
物理學中蘊含著科學家孜孜不倦、精益求精、務實創新、銳意進取、追求真理、遵循規律、揭示奧秘、敢為人先、服從真理、協作奉獻的科學態度和科學精神,以及辯證唯物主義的科學世界觀和方法論。教師要將其作為重點加以詮釋和充分地體現和有機地結合,逐漸啟迪學生、影響學生,教育學生深刻領悟科學研究的真諦,潛移默化地感染學生、鼓舞學生、激發學生深入體驗素質教育的精髓。
上述提出的伽利略研究問題中蘊含的科學態度和科學精神,教師應通過引導學生探討,領悟真諦,體驗精髓,從而培養學生求實進取、銳意創新、甘于奉獻的科學精神和實事求是、尊重規律、服從真理的科學態度。
1.4方法靈活,效果顯著。
物理教學要成為提升學生科學素養的主戰場,教師在教學方法上就必須形式多樣、方法靈活,可以采取專題辯論、講座懇談、創設情景、模擬再現、設疑探究、操作驗證、承載信息、交流感悟、體驗生活、聯系實際等靈活多樣的教學形式與科學的教學方法相結合,圍繞一個中心問題拓展,在提高學生的科學素質上下功夫,做文章,從而提升學生的科學素養。
因此,教師只有充分地運用科學素質的因素,才能有效地提升學生的科學素養。
2.進一步改革教學理念,創新思維模式,不斷提升學生的科學素養,保障為社會提供強有力的人力資源。
改革教學理念,創新思維模式,有利于提升學生的科學素養。
2.1理論與實踐相結合,注重知識的應用和學生技能的培訓。
物理教師必須轉變教學觀念,把教學“重心”轉移到知識的應用和學生實際技能的培養上,注重解決自然現象,日常生活、工農業生產,社會發展和經濟建設相關的具體問題,突出時代感,在學中用,用中學。例如在講折射現象時,教師可讓學生解釋雨過天晴后天空為什么出現彩虹,以及解釋海市蜃樓;講電功,教師可讓學生掌握電能表的使用,電能的計算,電費的計算;講動能時聯系風力發電,等等。同時,教師必須加強學生實驗與學生動手能力的培養,強化學生技能的訓練。
2.2開展豐富多彩的科普知識競賽和各種課外活動,加強科學技術和前沿科學知識在物理教學中有機的滲透。
教師應組織學生經常開展科技制作和科普知識競賽活動,如制作科技模型、航模等,把課堂與課外活動有機結合。在課堂教學中,教師應結合教材加強高科技和前沿科學知識的滲透,比如新能源技術,新材料技術,航天、航空技術,信息技術,自動化控制技術等。
2.3讓學生參與課堂創造性探究活動,培養學生的創新意識和創新思維能力。
思維創新是科技創新的先導,創新思維是指對事物間的聯系進行前所未有的思考,從而創造出新事物的思維方法,是一切具有嶄新內容的思維形式的總和。思維是在實踐基礎上分析綜合,然后作出判斷推理的過程。創新思維是思維的高級形態,最大特點在于它的流暢性、變通性和獨創性。因此,學生通過獨立思考解決從未遇到過的難題、發現新路子的思維都屬于創新思維,在解決綜合性計算題時,教師可讓學生探究從未知問題出發借助定義、定理、規律等尋找已知條件,再由已知條件回到要解決的問題,尋找能夠通過高效、快捷的方法解題的途徑;在課堂活動中,教師可讓學生充分參與,自行設計實驗,親自動手制作,探討發現問題,解決問題。教師要鼓勵學生養成善于觀察、樂于實踐、勤于思考的習慣,逐漸培養學生用科學的方法解決問題的能力。教師讓學生參與創造性探究活動,有利于培養學生創新意識和創新思維能力。
2.4使學生自覺形成科學意識,傳承科學文化,弘揚科學精神,樹立科學發展觀。
學生的科學意識不是一朝一夕形成的,而是有一個潛移默化的過程,這必須讓學生在學習中逐漸地形成。教師在向學生傳播科學文化的同時,也播下了一顆傳承科學文化的種子,教師必須讓它“生根、發芽、開花、結果”;把科學態度和科學精神根植于學生中,激勵學生、影響學生,逐漸地成為學生自己的價值觀和人生觀;把學生的發展、社會對人才的需求作為教學培養的核心,用科學發展觀引領學生、指導學生,使學生逐漸地樹立正確的世界觀和科學發展觀。
2.5鞭策學生敢于質疑與揚棄,勇于突破與創新。
在物理學中教學設計的采納,教學手段的實施,教學方法的運用,教學目標的制訂,教學環節的執行過程,以及對教材內容的編排、實驗設計,等等,教師要盡可能地征求學生的意見,讓學生用自己的眼光去發現問題,用自己的頭腦去思考問題,用自己的方法去解決問題。在教學活動中,教師要盡可能地讓學生充分討論,積極參與課改,提出新穎的觀點,敢于質疑與揚棄,勇于突破與創新。
總之,要提升學生的科學素養,教師就必須改革教學理念,創新思維模式,在嘗試中不斷總結,不斷充實,不斷拓展。同時,教師必須清楚地意識到,僅憑單一的課程無法提升學生的科學素養,只有使各學科間相互協調,才能保障學校教育能夠為社會提供強有力的人力資源。
綜上所述,物理教學中有著極其豐富的對學生進行科學素質教育的因素,是提升學生科學素養的重要陣地,教師要進一步轉變觀念,創新教學模式,以提高學生的科學素質為目標,以提升學生的科學素養為目的,為培養高素質、應用型、創新型人才不懈地探索。