探讨高中物理探究课的教学环节设计.doc
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1、探讨高中物理探究课的教学环节设计 摘 要:浙江省高中物理课程适合开设探究课的教学内容有15课,涉及必修1、必修2、选修3-1、选修3-4、选修3-5等高中物理教材。研究如何上好探究课,对教师而言是十分有必要的。笔者以一次教研活动中两位教师开设的同题异构课探究弹性势能的表达式为例,探讨了探究课普适的教学环节设计。 如表1所示,浙江省高中物理课程适合开设探究课的教学内容有15课,涉及必修1、必修2、选修3-1、选修3-4、选修3-5等高中物理教材。研究如何上好探究课,对教师而言是十分有必要的。笔者以一次教研活动中两位教师开设的同题异构课探究弹性势能的表达式为例,探讨了探究课普适的教学环节设计。 1
2、 探究弹性势能的表达式教学要求(表2) “基本要求”是指全体学生在模块学习期间都要达到的要求;“发展要求”既是部分学生在模块学习期间可以达到的较高要求,也是通过复习后所有学生应该达到的要求;“说明”是对教学深广度的界定。 A课堂在基本要求上用时42分钟,在发展要求上用时3分钟。B课堂在基本要求上用时30分钟,在发展要求上用时15分钟。A课堂在发展要求上基本是一笔带过,有能力、兴趣的学生可以课后钻研。A课堂应该对本校学生十分了解。B课堂教师来自另一所重点中学,在发展要求上已一步到位,但从上课的实际效果看,发展要求的内容很难引起学生共鸣,B课堂的大部分学生难以企及发展要求所需的能力。 2 两堂课的
3、教学环节对比 以下对比内容按照上课进程呈现。 2.1 引 课 弹性势能引入,如表3所示(注:之后内容,压簧是压簧模型简称;拉簧是拉簧模型简称。)。 A课堂引课中规中举:演示实验引入正题,以往演示实验器材是由教师准备的,A课堂的演示实验器材完全由学生制作,对学生有更多的吸引力,演示实验由教师完成。弹性势能通过引课引出,从学生反应看,学生初步知道了弹性势能。A课堂试图通过三幅图片说明弹性势能与型变量有关,但因学生未能体会,没有成功。A课堂细细品味,引课实验观看的弹跳蛙,等效于观看弹簧(弹跳蛙)的直接运动,而非弹簧作用的物体。 B课堂引课突破在于演示实验完全由学生完成,听课学生的关注度高。引课引出了
4、弹性势能,以及弹性势能与形变量和劲度系数有关。引课实验是弹簧(弓弦)对物体(箭)的作用。 本节课的研究手法是通过弹簧与物体间的相互作用,通过物体能量变化的情况来研究弹簧弹性势能,而非弹簧本身能量变化情况来研究弹簧弹性势能。 两个课堂进行对比:A课堂在学生参与,研究对象(物体,而非弹簧本身)上准备不足;B课堂相对准备充分。 2.2 探 究 探究弹性势能与哪些因素有关? 2.2.1学生猜想(表4) A课堂开始阶段,学生仅限于课桌空间弹橡皮筋,气氛略显沉闷,教师在小部分学生启发下,鼓励全体学生往讲台弹橡皮筋,学生气氛马上活跃,学生入课了。但看本质,由于教师预先限定的弹射范围(课桌空间内),大部分学生
5、在水平面内弹橡皮筋,能在竖直面内进行弹射的极少。教师也没有及时指导学生在竖直面内弹射橡皮筋,这对之后学生的猜想影响极大。 若教师设计得细致些,可以让学生弹橡皮筋比谁弹得远,比谁弹得高,并可以着重学生在弹得高上下功夫,A课堂核心实验的宗旨是弹簧弹性势能与小球重力势能间的转化。 细细一想,弹橡皮筋实验直接研究橡皮筋(弹簧)本身,而非橡皮筋作用的物体,若加上纸做的子弹,组合成手型橡皮筋枪(弹簧与物体间相互作用),比比谁能将子弹弹得高,那效果就会更激烈。 在学生猜想、设计测量弹性势能的方案阶段,教师提问了3名学生(2男1女),学生提供的全是拉簧模型,2名学生在水平面内研究,1名学生在竖直面内研究,可见
6、之前弹橡皮筋的影响力。其中有点靠谱的学生这样研究:悬挂于竖直弹簧(拉簧)的物体处于静止状态,其重力势能等于弹簧的弹性势能。学生提供的思路与弹性势能的测量相距甚远。弹性势能如何测量对学生是难点,3名学生的猜想几乎都与之后的定量实验无关。这种方式过渡,教学进程容易卡壳。 B课堂是在教师给定框架模型内进行探究,教师给定模型“水平面内研究压簧对小车作用”,学生进行分组定性实验。这种探究方式在课时有限时,教师能做到收放自如;在综合难度大,知识跨度大的场合,这种处理方式还是十分有效的。但B课在猜想上只提问了1名男生,并且是在其他学生座位还没坐定时进行提问。之后的定量实验,是由教师与学生互动引出。这种方式过
7、渡比较流畅,且易于掌控。 2.2.2定量实验探究(表5) A课堂定量实验通过小球重力势能研究压簧弹性势能。实验由教师与1名男生共同完成。教师操作实验器材,男生读出小球在压簧作用下,上升到最高点时对应的刻度尺数据,讲台下的学生记录实验数据。 实验重心:压簧劲度系数一定,不同形变量情况下,压簧对应的弹性势能不同。实验的数据处理完全由教师在Excel中完成。压簧形变量一定,劲度系数不同,教师做了两个压簧的对比实验。A课堂实验效果明显,能量转化方面无需在课堂内补充新知识。 B课堂定量实验:通过滑块动能研究拉簧弹性势能。教师只在开始阶段指导学生如何实验。定量实验只做了拉簧劲度系数一定,不同形变量情况下,
8、拉簧对应的弹性势能。实验开始后,教师只在一旁关注,全程由学生独立完成。4名男生分工如下:1名男生负责移动滑块,稳定后释放滑块;1名男生负责保护运动中滑块;1名男生负责释放滑块处刻度尺数据及滑块挡板经过光电门的时间数据的读取;1名男生负责在电脑Excel中记录相应实验数据。实验的数据处理完全由教师在Excel中完成,学生只是充当观众角色。另外,形变量一定,劲度系数改变的情况,教师通过两根粗细不同的压簧展示,口述完成。在能量转化方面,教师花了一些时间补充了动能的知识。 弹簧弹性势能与形变量的定量关系,两个课堂处理手法如出一辙,在Excel中,纵坐标为能量(重力势能或动能),横坐标为形变量,进行描点
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