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《機械效率》是蘇科版物理教材第十一章第五節(jié)的內(nèi)容,是繼功、功率之后另一個非常重要的物理概念.教材在之前已經(jīng)安排了有關(guān)于各種簡單機械和功的內(nèi)容學(xué)習(xí),《機械效率》是在此基礎(chǔ)上的進一步延伸,也可以說是對這些內(nèi)容的綜合分析和實際應(yīng)用,體現(xiàn)了物理知識最終要服務(wù)于生產(chǎn)和生活的理念.
教學(xué)目標
1.通過生活中的實例,知道有用功、總功、額外功及它們之間的關(guān)系,并會辨析使用機械時的有用功、額外功和總功.
2.理解機械效率的概念.知道機械效率的計算公式,會計算動滑輪的機械效率.
3.知道機械效率的物理意義,知道實際的機械效率不可能是100%.
4.知道提高機械效率的實際意義和方法,有合理改進機械、提高效率的意識.
教學(xué)重難點1.教學(xué)重點:
(1)知道有用功、總功、額外功及它們之間的關(guān)系,能分析生活實例中的三種功.
(2)理解機械效率的概念.知道機械效率的計算公式,會計算動滑輪的機械效率.
2.教學(xué)難點:機械效率的物理意義及提高機械效率的實際意義和方法.
【學(xué)情分析】
學(xué)生在本節(jié)前學(xué)習(xí)了滑輪、杠桿、斜面等一些簡單機械,知道這些機械使用過程中的特點,為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好了鋪墊.學(xué)生還學(xué)習(xí)了功的概念,會分析力做功,知道機械功的概念和計算方法,也了解了功的原理,這些都為學(xué)習(xí)機械效率奠定了知識基礎(chǔ).
另一方面,雖然工作、生活、學(xué)習(xí)中“效率”一詞經(jīng)常被提及,但學(xué)生對效率概念的理解是模糊的,非理性的.而且由于機械效率概念涉及到“總功”、“有用功”、“額外功”等概念,而功的概念本身又比較抽象,因而要區(qū)分并理解這些概念,對初中生來說,有一定的難度.要能輕松自如地解決有關(guān)機械效率的問題,關(guān)鍵是真正弄清有關(guān)概念,并能正確地加以區(qū)分,所以本教學(xué)設(shè)計以及實際教學(xué)中在有用功、額外功、總功的概念理解上花的時間比較多.
【教學(xué)過程】
1 問題情境
情境1:小明家新買了一套二樓的房子,裝修的時候工人要把沙子運到樓上.今天我們在教室里模擬一下,有兩堆同樣重的沙子,分別裝在一個輕質(zhì)塑料桶和一個較重的鐵桶里.有哪位同學(xué)愿意上來嘗試把這兩桶沙子提到桌面上嗎?
學(xué)生上來搬運沙子.
師:能談?wù)勀銉纱伟嵘匙拥母惺軉幔?/p>
生1:鐵桶很重、很費勁.
(此處設(shè)計意圖為創(chuàng)設(shè)情境,從生活中的實際問題引入課題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機,同時活躍了課堂氣氛.)
問題1:在搬沙子的過程中,該同學(xué)前后兩次對沙子做的功和實際做的功一樣多嗎?為什么?
生2:對沙子做的功一樣多,因為沙子重和被提升高度都相同.實際做的功不一樣多,因為還要對桶做功.
情境2:PPT展示圖片:同學(xué)背書包上樓
師:同學(xué)背書包上樓的過程中實際做的功和對書包做的功一樣多嗎?
生3:不一樣.同學(xué)還要克服自身重力做功.
(通過搬沙子和背書包上樓兩個情景,分析搬運過程中所做的功,學(xué)生感受到實際做的功和對物體做的功不一樣多,進而引入有用功、額外功、總功的概念)
2 建構(gòu)教學(xué)
2.1 有用功、額外功、總功
師:剛才的兩個實例中我們的目的分別是把沙子和書包搬到高處,因此對沙子、書包做的功就叫做有用功.但在提沙子的同時,我們還不得不對桶或者人做功,但這個功又不是我們需要的,我們就把對桶做的功叫做額外功.而我們實際做的功就叫做總功.(板書:一、有用功(W有用)、額外功(W額)、總功(W總))那么總功與有用功、額外功之間有什么關(guān)系?
生4:W總=W有用+W額
問題2:生活中有很多需要把物體搬運到高處的情景,請大家分析一下,有用功和額外功分別是對誰做的功?總功是哪個力做的功?為什么?
情境3:物理老師用器材籃把實驗器材提上樓.
情境4:校園里,工人使用定滑輪把池塘底的淤泥提到岸上.
情境5:建筑工地上,工人使用動滑輪提升沙子到某一高度.
生5:老師提實驗器材上樓時,對實驗器材做的功是有用功,對器材籃和自己做的功是額外功.
生6:工人使用定滑輪把池塘底的淤泥提到岸上時,對淤泥做的功是有用功,對推車和克服摩擦做的功是額外功.拉力做的功是總功.
生7:工人使用動滑輪提升沙子到某一高度時,對沙子做的功是有用功,對動滑輪、口袋和克服摩擦做的功是額外功.拉力做功是總功.
(此處再提供三個學(xué)生能看到的、貼近生活的真實情境,通過分析這些具體實例,明確使用定滑輪、動滑輪等機械提升物體時所做的有用功、額外功及總功分別是什么)
問題3:如果我們使用動滑輪把重為G的物體提高h高度,作用在繩子自由端的拉力為F,繩端移動的距離為s,請問有用功和總功分別怎么表示?
生8:W有用=Gh W總=Fs
(此處讓學(xué)生用公式表示有用功、總功,使學(xué)生的認識從定性逐漸過渡到定量,更加深入,為下面的學(xué)習(xí)做好鋪墊)
情境6:有兩種動滑輪,一個很大很重,一個較小較輕.如果使用它們分別提升1N的鉤碼升高相同的高度,你選擇哪一個?可以上來試試.
(此處再次創(chuàng)設(shè)情境,用兩輕重對比鮮明的動滑輪提升相同的重物給學(xué)生選擇,強烈的對比給學(xué)生視覺上的沖擊,激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心.)
師:從有用功、額外功和總功的角度來說,你為什么選擇這個輕的?
生9:因為提升相同的重物到相同的高度,有用功是一樣的.但提升輕的物體所做的額外功較少,總功較少.
師:謝謝你.你剛才體驗過了,但其他同學(xué)沒有體驗到,怎樣向大家證實你的感覺是否可靠的?
生9:可以做實驗測出有用功和總功,然后進行比較.
(學(xué)生通過體驗選擇了輕的物體,再引導(dǎo)到用實證測量的方式分別測出有用功、總功進行比較)
問題4:要測出有用功和總功需要測哪些物理量呢?用什么測量工具?
次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m拉力F/NF移動的距離s/m有用功W有用/J總功W總/J
11
21
生10:要測物重G和物體上升的高度h,拉力F和繩端移動的距離s;需要的測量工具有:彈簧測力計、刻度尺.
師:老師已經(jīng)在直尺上每隔10cm做了標記,繩子的自由端和物體的上端也做了標記.請大家注意觀察彈簧測力計的示數(shù),同時記下h和s(老師演示、分別測量兩個滑輪提升物體時的 W有用、W總,學(xué)生觀察、記錄數(shù)據(jù),共同完成表格)
師:現(xiàn)在我們有了實驗數(shù)據(jù),一起來分析數(shù)據(jù)看看剛才那位同學(xué)的感覺是否可靠?
(學(xué)生計算后發(fā)現(xiàn)確實有用功相同,輕的總功更少.也就是有用功占總功的比值越大的越好.至此,機械效率的概念已經(jīng)呼之欲出了)
師:有用功相同時,總功越小的滑輪越好.也就是有用功占總功的比值越大的越好.那么,在物理學(xué)中,我們就用機械效率這個指標來反映出機械這種做功性能的好壞.
2.2 機械效率
師:在物理學(xué)中,把有用功與總功的比值定義為機械效率.(板書:二、機械效率1.定義:有用功和總功的比值;2.公式: η=W有W總×100%)
問題5:機械效率有單位嗎?某機械工作時的機械效率為80%的物理意義是什么?
生11:機械效率沒有單位,因為有用功和總功的單位都是J,可以約掉.
生12:表示該機械工作時,有用功占總功的80%.(板書:3.物理意義)
師:請你算一算,剛才兩個動滑輪提升鉤碼時的機械效率.(板書:第一次實驗效率的計算過程)現(xiàn)在我們回過頭來看看剛才的選擇,其實就是選了一個什么樣的機械?
生13:選了機械效率高的.
2.3 提高機械效率的方法
師:看來我們生活中的很多選擇背后都是有著它的科學(xué)依據(jù)的.有用功相同時,額外功越少,或者總功越少的機械效率就越高.大家有沒有發(fā)現(xiàn)一種提高機械效率的方法?
(此處設(shè)計的意圖是把物理知識與生活結(jié)合起來,讓學(xué)生感受到物理是有用的.)
生14:減少額外功.
師:有哪些具體的辦法?
生15:減小動滑輪自重,或者減小摩擦.
師:如果同一個機械,即額外功一定,還有沒有其他的辦法可以提高機械效率?
生16:減小物體的質(zhì)量.
(公開課的時候在此出現(xiàn)了一個意想不到的情況,學(xué)生回答減小物體的質(zhì)量可以提高機械效率,這個答案之前從沒有遇到,也完全沒有預(yù)設(shè),筆者冷靜下來后,想到用實驗來驗證這一猜想.)
師:我們一起再用實驗驗證一下這個辦法行不行吧.(教師實驗演示,使用較小較輕的動滑輪,物重減小到0.5N,分別測出W有用、W總,學(xué)生觀察實驗、記錄數(shù)據(jù)、計算后進行比較.)
(再次通過實驗測量機械效率,強化效率的計算同時用實驗數(shù)據(jù)驗證猜想)
生17:同一個滑輪組,被提升的物重越小,機械效率越低.
師:怎么樣做可以提高動滑輪的機械效率?
生17:增加被提升的物體重.
(板書:三、提高機械效率的方法:1.減少額外功;2.增大有用功)
師:剛才我們提到,要搬沙子除了可以使用動滑輪,還可以使用其他的簡單機械,下面我們一起看看這位牛人用了什么機械?(視頻:如此提沙子)
(此處設(shè)計活躍氣氛,將課堂氣氛推向)
師:定滑輪可以提升重物,但這位牛人的做法既不安全也不科學(xué),大家不要模仿.使用定滑輪時的機械效率有多高?請大家根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算一下.
3 鞏固練習(xí)(略)
4 回顧反思
本節(jié)課從生活實例出發(fā),通過身邊一些具體生動的做功實例,讓學(xué)生感受到人在使用機械做功時實際做的功總是大于直接對物體做的功.通過用兩個質(zhì)量反差很大的動滑輪提升同樣的重物的情景給學(xué)生強烈的視覺沖擊,同時引發(fā)學(xué)生的思考.使學(xué)生初步形成了“有用功相同,總功(額外功)越少越好”的這樣一種感性認識,再通過實證測量的方式證實這一猜想,從感性認識上升到理性認識,并且水到渠成地引入了機械效率的概念.在此基礎(chǔ)上提出了提高機械效率的方法,體現(xiàn)了從生活到物理,從物理到社會的理念.
4.1 物理概念的教學(xué)要充分創(chuàng)設(shè)情境
利用生活實例,使學(xué)生的認識從感性上升到理性機械效率的概念非常抽象,為了讓學(xué)生體會到這個物理量的含義,最初的教學(xué)設(shè)計是按照教科書上的流程,通過“再探動滑輪”的活動,讓學(xué)生體會什么是有用功,什么是總功,通過比較有用功和總功的大小,認識機械效率的物理意義.但試講后發(fā)現(xiàn)學(xué)生不能明白實驗的目的所在,即為何要“再探”動滑輪.而且對測量之后數(shù)據(jù)的分析和處理對于剛上初三的學(xué)生來說非常復(fù)雜、抽象,學(xué)生理解上比較困難,在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得出的機械效率的概念也很難被學(xué)生理解和掌握.
后經(jīng)過研討,將教學(xué)設(shè)計改進為先創(chuàng)設(shè)情境,呈現(xiàn)大量生動的、貼近學(xué)生生活的一些做功的實例,如搬沙子、背書包上樓等,讓學(xué)生感受到人在做功時有些功是對人們有用的,有些功是“無用的”,是人們不需要又不得不做的.然后創(chuàng)設(shè)使用定滑輪提池底的淤泥,使用動滑輪提沙子等情境,過渡到使用機械做功時,同樣有有用功和額外功之分.在此基礎(chǔ)上再創(chuàng)設(shè)情境,用兩個體積和自重相差很大的滑輪提升同樣的重物,視覺上的強烈沖擊激發(fā)了學(xué)生思維上的火花,通過讓學(xué)生選擇滑輪、上臺體驗、闡述道理層層深入,學(xué)生自然而然得到了“在有用功一定的情況下,總功(額外功)少的機械好”的結(jié)論,至此,機械效率的概念就呼之欲出了.由此可見,在物理概念的教學(xué),特別是抽象的物理概念的教學(xué)過程中,教師一定要創(chuàng)設(shè)大量的結(jié)合學(xué)生生活實際的情境,最好是學(xué)生能體驗的情境,讓學(xué)生在足夠的實例中去體會、去感悟,學(xué)生在活動中的體驗、思考后自己總結(jié)或歸納出的結(jié)論會印象深刻.
一、課前復(fù)習(xí)要做到有的放矢,目的在于為新課做鋪墊
在每節(jié)課的起始環(huán)節(jié),適當?shù)膹?fù)習(xí)鋪墊是很不可忽略的。復(fù)習(xí)鋪墊的關(guān)鍵在于把握住知識重點,激活學(xué)生相關(guān)的舊知識,促進舊知識向新課遷移。復(fù)習(xí)鋪墊時間要短,時間控制在3分鐘左右;內(nèi)容要精,要能步步為營,環(huán)環(huán)相扣,很自然的將舊知識向新知識過渡;形式要新,內(nèi)容形式多樣,可以是討論、搶答、填空等等。總之,要適量、適度、有的放矢,使復(fù)習(xí)鋪墊有效、到位。筆者在《機械效率》一課中則主要以填空的方式復(fù)習(xí)舊知識點,為新課達到鋪墊的作用。如:
1.做功的兩個必要因素:一是物體要力作用,二是物體要在力的方向上通過一定的距離。
2.功等于力的大小與力的方向上距離的乘積。用公式W=FS表示
3.(1)用滑輪組提起重物時,動滑輪上有幾段繩子吊起物體.將物體提升的力等于總重的幾分之一。
(2)手拉繩子通過的距離等于物體上升的距離的n倍,即s=nh。
4.光滑程度相同的斜面,越平緩越省力(省力或費力)。
二、采用生活中的實例物理概念,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
著名教育家陶行知提出:“教育不能脫離生活,生活即教育?!庇捎谖锢砗蜕睢⑸鐣兄鴺O為緊密和廣泛的聯(lián)系,因此,物理教學(xué)設(shè)計要立足于學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象、生活例子,使學(xué)生在認識、分析這些現(xiàn)象產(chǎn)生原因的過程中,學(xué)習(xí)物理知識,從而使學(xué)生感到生活中處處有物理,不僅能增強學(xué)生對大自然的親近感,而且降低了學(xué)生的理解難度,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
《機械效率》教學(xué)中,筆者呈現(xiàn)出生活中常見的一則實例:小張家買了一套新房,因裝修房子的需要,要把沙子從一樓運往三樓。方案1.將沙子裝進桶里提上三樓;方案2.將沙子裝進桶里用動滑輪提上三樓;方案3.將沙子裝進袋子里用動滑輪提上三樓;問題;那種方案較好?(已知:沙子重100N,人的體重400N,動滑輪重10N,桶重20N,口袋重5N,每層樓高3m)
討論并計算:
1.我們的目的是什么?那部分功對我們是有用的?
2.為了達到目的,采用上面的三種方案人實際總共做功各是多少?那些功人不想做,但采取這種方案又無法避免,對達到目的來說是額外的?它們各是多少?3.那種方案較好?怎樣比較?
教師小結(jié),給出有用功、總功、額外功的定義,并說明可用有用功與總功的比值來反j完成某任務(wù)所采取的方案的劃算程度,物理上把它叫做為機械效率。以這樣的生活實例引入物理概念,很自然地提出本課內(nèi)容,既能激發(fā)起學(xué)習(xí)欲望,讓學(xué)生快速地進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
三、實驗探究式學(xué)習(xí),倡導(dǎo)新課程理念
記得一位教育家曾說過:“不好的教師傳授真理,好的教師讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)真理?!毙抡n程的理念在于教師為輔,以學(xué)生為主體,教師引導(dǎo)學(xué)生積極主動參與到實驗探究中。實驗探究式教學(xué)模式的程序可以設(shè)置為“設(shè)置實驗、創(chuàng)設(shè)情境――感性認識、探究分析――上升理論、指導(dǎo)實踐”。
本節(jié)教學(xué)中的實驗探究:探究滑輪組的機械效率
設(shè)計實驗方案:用動滑輪和定滑輪組成的滑輪組,用刻度尺分別測出鉤碼和繩自由端移動的距離,用彈簧秤分別測出鉤碼的重力和繩自由端的拉力;分別改變鉤鉤碼的個數(shù)和滑動的個數(shù),再設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格,就可完成探究目的。進行試驗:請同學(xué)們根據(jù)本小組的需要進一步討論完善試驗方案,選擇桌面上的器材進行實驗,記錄好數(shù)據(jù)。得出結(jié)論:分析實驗數(shù)據(jù),你能得出什么結(jié)論?你還想知道些什么,可以自己課外繼續(xù)去探究。評估:回想實驗的過程,影響實驗誤差的因素是什么?學(xué)生在通過探究式實驗,以數(shù)據(jù)的分析得出滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)。
四、有效利用多媒體教學(xué),提高課堂教學(xué)效率
信息技術(shù)與各個課程的整合是21世紀基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的新視點。傳統(tǒng)的、單一的教學(xué)模式已經(jīng)無法打造高效的課堂,借助于先進的信息技術(shù)進行多媒體教學(xué)是一種新型的教學(xué)方法,兩者有機結(jié)合,能有效地共同完成課程教學(xué)任務(wù)。筆者在多年的教學(xué)中善于充分利用豐富多彩的多媒體,展現(xiàn)物理學(xué)科的魅力。
《機械效率》一課中充分有效地利用了多媒體輔助教學(xué)手段,在新課導(dǎo)入中,筆者以動畫形式展示出三種搬沙子的方法,不僅能迅速抓住學(xué)生的注意力、增加趣味,同時幫助學(xué)生形象生動地理解三種搬運沙子中哪種方法更加省力。
關(guān)鍵詞:初中物理;習(xí)題;教學(xué)
在日常的物理教學(xué)工作中優(yōu)化選題,通過一題多解或一題多變的解題方法,培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力,鼓勵學(xué)生積極運用物理知識去解決生活中所遇見的物理現(xiàn)象.至此,在開發(fā)大腦思維的基礎(chǔ)上進一步鍛煉學(xué)生的解題思路以及對日常課堂知識的鞏固.將習(xí)題設(shè)計貫穿于物理教學(xué)的過程中以探索全新的習(xí)題教學(xué)方法和題海教學(xué)經(jīng)驗.
一、認真鉆研教材精選習(xí)題
1.注意理論和實際相結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
物理學(xué)習(xí)重在定律的理解與公式的運用.教師通過習(xí)題設(shè)計來訓(xùn)練學(xué)生的解題思路和解題方法.所以在物理課堂教學(xué)中必須以理論聯(lián)系實際來促使學(xué)生對物理知識與公式的理解與啟發(fā).利用課堂情境研究來創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生興趣.借理論聯(lián)系實際的習(xí)題訓(xùn)練來增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動性,并引出日常生活中的物理現(xiàn)象作為學(xué)生的趣味性習(xí)題素材.譬如在講述速度公式時所編寫的一道題.舉例教師與學(xué)校之間的距離為3 km,若是以騎車作為交通工具,那么他的平均速度是5 m/s,如果教師自7∶30出發(fā)是否能趕上7∶35的早讀課.學(xué)生根據(jù)速度公式推算出教師會遲到.借此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的解題興趣.教師亦可出題,若是教師務(wù)必要趕上7∶35的早讀課應(yīng)該在幾時出發(fā).這樣靈活的出題模式可以將課堂知識生動化和形象化,更為學(xué)生所理解和熟記.
2.注意一題多解
課堂教學(xué)設(shè)計中的一題多解即指以多種角度和方法來解答題目,獲得解決問題的多思維方式,進而開拓學(xué)生的解題思路.它對培養(yǎng)學(xué)生獨立的解題能力和辯證思維能力有促進作用,而且還可加深學(xué)生對課堂知識的鞏固,加深對物理定律與公式以及物理概念的理解和應(yīng)用,有效提高學(xué)生在聽講和解題時的應(yīng)變能力以及拓展學(xué)生在面對例題和難題時的發(fā)散思維.譬如這道密度應(yīng)用的練習(xí)題.如果實驗室要買酒精4 kg,那么容器的容積為4.5 L,請問如此一來是否夠裝.結(jié)果顯示,大量學(xué)生還是以傳統(tǒng)的解題方法來答題,就是通過計算4 kg酒精的體積來作比較,并沒有進行發(fā)散思維的嘗試.于是為了使學(xué)生理解一題多解的含義,教師可將問題改為這個4.5 L的容器可以裝多少kg的酒精,或改為如果用某種液體可正好裝滿此容器,而且測量其質(zhì)量為4 kg,請問此液體的密度是多少.這些問題都可作為發(fā)散思維的訓(xùn)練來促進學(xué)生的解題思考能力.而且還能在一定程度上鞏固課堂知識,促進知識的翻新與記憶,達到舉一反三的復(fù)習(xí)效果.
3.注意一題多變誘導(dǎo)學(xué)生思路
一題多變即指將教材中的例題進行多形式演變,使學(xué)生在同一知識點的習(xí)題練習(xí)中得到充分引導(dǎo),以多角度和多導(dǎo)向的解題思路來幫助學(xué)生掌握課堂知識點.譬如教師可將一列速度為15 m/s的火車全長為200 m,請計算它通過一座長為1.6 km鋼橋所需的時間,改為這列通過鋼橋的火車又以同速闖過一條150 s的隧道,請問這條隧道有多長,亦可改為已知A點到B點之間的距離,火車通過兩地的速度,求達到目的地所用的時間等題目設(shè)計.以多變的例題來考驗學(xué)生的應(yīng)變能力,再者促使學(xué)生熟記解題思路和知識運用.
二、習(xí)題課要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
1.指點
物理知識屬于理性公式和科學(xué)規(guī)律,所以內(nèi)容并不好理解.在以往的課堂教學(xué)中常出現(xiàn)生搬硬套的學(xué)習(xí)方法.學(xué)生對知識點缺乏深刻理解,無法運用到解題中去.物理教師在授課時便要發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題,并及時糾正其錯誤.譬如在研究用手拉起一個重為N的物體,這個物體在被勻速提起和吊在空中以及被勻速降下的時候,手對物體實施的拉力分別是多少.在這道題中很多學(xué)生總是以為上升的拉力要大于重力,所以物體才會被拉起,從而忽略了勻速二字.學(xué)生沒有對知識點進行把握,只是在解題中依靠自己的解題經(jīng)驗蒙混過關(guān),自以為勻速下降時手對物體的拉力小于重力.因而教師必須予以及時糾正,物體在受到平衡力作用時它只能勻速前進,此時的相互作用力是0.
2.引路
當然在解題過程中不可能只遇到例題類的簡單題目,考試時也會遇到一些難題和怪題.此時便需要教師予以有效的引導(dǎo).教學(xué)中可采用降低梯度和分設(shè)疑點的方法來令學(xué)生找到解題思路和知識套用.譬如,如果利用動滑輪將一個重為100 N的物體提到9 m高的屋頂上,所需的拉力為60 N,那么所用動滑輪的機械效率是多少.對于這道機械效率的題目,教師可采用分解肢體化難為易的解題方法,先算出總功再算有用功,最后再對套用機械效率的公式.這是一種逐步解題的思路,就是要在學(xué)生復(fù)習(xí)動滑輪理論知識和公式套用的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生理解此類題目的解題經(jīng)驗.只有讓學(xué)生理解了物體上升高度與手拉繩子上升移動距離之間的關(guān)系,才能在今后遇到動滑輪知識點的考查題目上提高學(xué)生的解題能力和思維素質(zhì).
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關(guān)鍵詞: 初中物理 課堂討論法 高效運用
在素質(zhì)教育的新課改背景下,初中物理教學(xué)要注重教學(xué)過程中的合作與交流,充分體現(xiàn)以生為本的現(xiàn)代教育理念,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)能力和思維品質(zhì),創(chuàng)設(shè)開放、合作、民主的物理學(xué)習(xí)情境,使學(xué)生積極主動地參與物理課堂,并在合作和討論交流中獲得物理潛能的挖掘,提升初中物理教學(xué)的有效性。初中物理要培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中的觀察能力和語言表達能力,充分運用啟發(fā)式和課堂討論式的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生生成科學(xué)的精神和創(chuàng)新思維的意識,從而使學(xué)生感知初中物理知識和內(nèi)容,并將物理知識實現(xiàn)內(nèi)化和遷移,全面提升初中物理教學(xué)的高效性。
一、初中物理課堂上的討論式教學(xué)法的問題分析
1.學(xué)生主動參與討論的積極性不足。
由于學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維品質(zhì)存在一定的差異,課堂討論集中于一些反應(yīng)快、性格開朗的學(xué)生,一些反應(yīng)較慢、不太開口的學(xué)生則較少參與,這就使課堂討論的廣泛性不足,學(xué)生之間的互動積極性不夠高,影響合作討論學(xué)習(xí)的效果。
2.討論時間倉促,流于形式。
在課堂討論模式下,由于時間較倉促,在學(xué)生討論到一半的時候,教師不得不叫停,留給學(xué)生暢所欲言的時間不多,無法顯示出合作討論學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,未免使課堂討論流于形式,得不出討論結(jié)果。
二、課堂討論教學(xué)法在初中物理教學(xué)中的運用策略
1.實施科學(xué)合理的分組。
課堂討論教學(xué)法在實踐中的運用前提是對學(xué)生進行科學(xué)合理地分組,在綜合考慮各項因素的條件下,激發(fā)學(xué)生的參與熱情。教師要考慮到學(xué)生的具體情況,對學(xué)生進行分組,達到課堂討論教學(xué)的效果。例如:在初中物理內(nèi)容中,在應(yīng)用控制變量研究影響電阻大小的因素教學(xué)分析中,教師可以根據(jù)影響電阻大小的相關(guān)內(nèi)容進行分組,分別就影響電阻大小的因素進行分析和討論,最后進行綜合闡述,以提升學(xué)生的綜合分析能力和自主討論能力。
2.整合教學(xué)目標,確定討論的方式。
初中物理教學(xué)中的合作討論式方式并不一定要貫穿課堂情境中,可以根據(jù)學(xué)生的興趣,選取正確的時機和內(nèi)容,進行討論教學(xué)。這些課堂討論教學(xué)法可以在教學(xué)內(nèi)容和目標的引領(lǐng)下進行不同的討論方式選擇,主要有:
(1)整體式課堂討論教學(xué)法。這主要是針對教學(xué)內(nèi)容中存在爭議、疑難知識點的討論方式,這樣可以集中不同小組的學(xué)生,對這些問題進行集中的處理和分析討論,從而增進學(xué)生對于物理知識的深入理解。如在初中物理知識內(nèi)容“物理機械效率”一課中,由于影響不同機械效率的因素不同,其計算公式也不同,對于這個知識點的把握就可以采用綜合性的課堂討論方式,對不同的情況進行比較分析,從而加深對物理概念的理解。
(2)分步式課堂討論教學(xué)法。在初中物理教學(xué)中,可以針對特定的知識點進行提問,并且使這些問題具有一定的梯度,使學(xué)生在層層遞進的問題引領(lǐng)下逐漸形成對物理重要概念和知識的客觀、全面的理解和認知。
(3)隨意提問課堂討論法。這種課堂討論方法沒有局限性,可以在小組內(nèi)部、組間提問,也可以點名提問,可以采用游戲的形式,也可以采用競爭的形式,從而增強課堂討論教學(xué)的趣味性和學(xué)生的集體榮譽感。例如:在初中物理“能源利用與可持續(xù)發(fā)展”一課教學(xué)中,就可以運用這種課堂討論方法,預(yù)留開放性的空間讓學(xué)生進行互問、互答,使學(xué)生在開放性的、隨意化的課堂討論情境中意識到不同能源的優(yōu)劣之處,并全面地對能源進行分類,經(jīng)過這種“頭腦風(fēng)暴式”的課堂討論交流方式,不僅節(jié)省課堂教學(xué)時間,而且對于學(xué)生的創(chuàng)造性思維是極大的鍛煉。
3.設(shè)計互動性物理實驗,創(chuàng)新學(xué)生物理思維。
在初中物理教學(xué)過程中,物理實驗是必不可少的內(nèi)容,它可以幫助學(xué)生明晰物理概念和原理,認識到初中物理的抽象本質(zhì)和內(nèi)涵,并利用物理實驗探討物理相關(guān)的規(guī)律及特征,在初中物理實驗設(shè)計和實踐過程中,教師要加強對學(xué)生的指導(dǎo),鼓勵學(xué)生大膽猜測和假設(shè),在實驗情境下對物理知識進行探究式的、創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)。
例如:在蘇教版初中物理教學(xué)內(nèi)容“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”一課中,教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實驗情境,提供相關(guān)的實驗內(nèi)容,諸如:磁鐵、導(dǎo)線、滑動變阻器、線圈等材料,鼓勵學(xué)生運用這些材料,擬定實驗方案,探尋電流產(chǎn)生的條件,在分組討論之前創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境:“什么方法可以產(chǎn)生感應(yīng)電流”、“如何產(chǎn)生感應(yīng)電流”,學(xué)生可以帶著這些問題進行實驗,并分析這個物理現(xiàn)象的共性規(guī)律。
三、結(jié)語
初中物理教學(xué)要將討論式教學(xué)法融入課堂教學(xué)之中,根據(jù)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)狀態(tài),進行科學(xué)合理地分組,引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生大膽探索和實踐,還要鼓勵學(xué)生大膽地表達出自己的想法和見解,注重與學(xué)生交流和互動的方式,為學(xué)生營造開放式的、民主的課堂情境和氛圍,在以學(xué)生為主體的課堂討論過程中,活躍初中物理課堂,滿足不同層次學(xué)生的物理知識學(xué)習(xí)需求,增強初中物理教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]朱英.初中物理滲透“情感、態(tài)度與價值觀”實踐模式研究[D].上海師范大學(xué),2012.
關(guān)鍵詞 新課標;自主;獲取
一、案例背景
目前,教師一般通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,根據(jù)學(xué)生自主獲取知識需要向其提供援助和腳手架,肯定、鼓勵學(xué)習(xí)者,在幫助其成功獲得知識過程中促進學(xué)生實現(xiàn)三維目標的協(xié)調(diào)發(fā)展。圍繞解決問題展開的探究教學(xué),學(xué)生能通過親身參與、體驗、探究、成功解決問題過程,主動建構(gòu)包含在問題中的概念及提高科學(xué)探究技能與方法,提高對學(xué)科積極情感,進而提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、案例描述
《定滑輪和動滑輪》是九年級上冊第三章“能量的轉(zhuǎn)化與守恒”單元,《認識簡單機械》的第二課時,教學(xué)目標為認識定滑輪和動滑輪,了解兩種滑輪在生活和實際中的應(yīng)用;明確定滑輪和動滑輪的實質(zhì)是變形杠桿;知道定滑輪和動滑輪組合在一起使用可以組成滑輪組,達到既能省力又能改變力的方向的目的;通過本節(jié)的學(xué)習(xí),初步了解透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思想方法。初三的學(xué)生有摩擦力、二力平衡等知識經(jīng)驗;在小學(xué)階段已了解定滑輪和動滑輪與滑輪組的特點,能獨立通過實驗確認動滑輪和定滑輪的特點,但沒有關(guān)于動滑輪(或重物)移動的距離與拉力移動的距離關(guān)系的前概念,“距離”概念也是學(xué)習(xí)機械效率的前提知識;研究滑輪組機械的實驗操作難度大,對思維要求高,學(xué)生需要在外界幫助下,通過分析實驗現(xiàn)象理解滑輪組的特點及工作原理。分析教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生,我認為本節(jié)內(nèi)容的最大教學(xué)價值在于通過研究定滑輪和動滑輪,讓學(xué)生理解使用這兩種機械時,拉力和阻力移動的距離關(guān)系,提高透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思想方法;通過研究滑輪組特點和工作原理,鍛煉抽象邏輯思維,發(fā)展探究能力,培養(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)興趣。具體教學(xué)過程如下:
我首先用畫圖方式演繹杠桿漸變滑輪,讓學(xué)生了解定滑輪本質(zhì)上是等臂杠桿,動滑輪本質(zhì)上是動力臂等于兩倍阻力臂的省力杠桿,幫助學(xué)生以杠桿角度來理解本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,然后讓學(xué)生比較分別利用動滑輪和定滑輪提升重物時的區(qū)別,學(xué)生快速發(fā)現(xiàn)動滑輪的中心軸隨著重物一起移動而定滑輪沒有,接著讓學(xué)生舉例動滑輪和定滑輪在生活中的利用,一個學(xué)生就舉出很多事例,并解釋人們對定/動滑輪特點的利用。在此基礎(chǔ)上,我讓學(xué)生結(jié)合書本上研究定滑輪和動滑輪的實驗文本資料,自主實驗了解定滑輪和動滑輪的特點,學(xué)生通過定量實驗確認定滑輪不能省力,但能改變力的方向;動滑輪能省一半力,但不能改變力的方向。接著我讓學(xué)生分別觀察安裝在電路演示板上的定滑輪和動滑輪在提升重物時,動力和阻力移動距離的關(guān)系,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn):在豎直方向上提升重物,使用定滑輪時,動力和重力移動的距離相等;使用動滑輪時,動力移動距離等于重力移動距離2倍。此時設(shè)問:使用定滑輪斜著拉物體是否能省力?然后演示通過定滑輪沿不同方向提升鉤碼,學(xué)生觀察到沿不同方向提升鉤碼,彈簧秤的示數(shù)都是2?,F(xiàn)象,追問原因,學(xué)生解答:定滑輪的動力臂和阻力臂都是半徑,半徑?jīng)]有變化,所以沿不同方向所需要的拉力大小一樣。提問:使用動滑輪斜著拉物體是否能省力?學(xué)生沒有反應(yīng),我只好按照研究定滑輪的程序,讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象,理解動滑輪的動力臂逐漸變小,動力(拉力)將逐漸變大。在教學(xué)設(shè)計中用以鍛煉抽象思維的學(xué)習(xí)活動――研究滑輪組,幾乎變成教師獨自呈現(xiàn)知識的發(fā)生、發(fā)展的單邊活動!學(xué)生安靜地聽我介紹滑輪組的怎樣組裝?怎么判斷滑輪組的重力由幾股繩子承擔(dān)?然后練習(xí)判斷滑輪組承擔(dān)總重的繩子股數(shù),計算鞏固。
如果只關(guān)注傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的結(jié)果,比如信息的記憶或者是知識概念運用、多選問題的回答,顯然,我的教學(xué)是成功的。但隨著課堂的深入,學(xué)生逐漸“安靜”、“等待教師呈現(xiàn)知識”的細節(jié)分明告訴我:學(xué)生的邏輯思維沒有得到有效的鍛煉、在被動參與科學(xué)探究活動中,學(xué)生的科學(xué)探究能力沒有獲得有效發(fā)展,更無法激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。
為了促學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動,在活動中體驗、感悟而獲得知識,學(xué)會學(xué)習(xí),主動追求發(fā)展。我在另一個班級上這節(jié)內(nèi)容時,關(guān)注興趣對教學(xué)效果的影響。具體過程如下:
(1)觀察、描述滑輪特點,并舉例生活中應(yīng)用滑輪事例。(約4分鐘)。學(xué)生描述滑輪的特點,舉出定滑輪和動滑輪在生活中應(yīng)用的許多事例及人們對定動滑輪的利用。
(2)提供材料:鐵架臺(帶支架)、一個滑輪、一根繩子,讓學(xué)生把鉤碼運到高處?(約8分鐘)學(xué)生馬上想到直接用繩子、用定滑輪和用動滑輪提升重物的三種方法,并進行操作展示。在交流定滑輪和動滑輪提升重物區(qū)別過程中,學(xué)會依據(jù)“中心軸是否隨重物一起移動”為標準區(qū)別定滑輪、動滑輪。
(3)讓學(xué)生利用提供的實驗材料,自己根據(jù)實驗文本要求(與書本相比,增多了研究距離內(nèi)容)研究定滑輪和動滑輪的特點。(約9分鐘) 研究定滑輪和動滑輪。
①用彈簧秤測出鉤碼的重G1= 。通過定滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼,彈簧秤的讀數(shù)F1= 。同時注意觀察F1拉過距離與重物上升高度間的關(guān)系。
②用彈簧秤測出鉤碼和動滑輪的總重,G2= 。通過動滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼,彈簧秤的讀數(shù)F2= 。 時注意觀察F2拉過距離與重物上升高度間的關(guān)系。
在自主性的定量實驗中,學(xué)生自己解決定滑輪倒拉重物時需要重新調(diào)零問題,通過實驗獲得“定滑輪不能省力,不能省距離;動滑輪能省一半力,但動力移動的距離是阻力(重力)移動距離2倍”的結(jié)論。
(4)思考:是否在任何情況下,定滑輪都不能省力?動滑輪都能省一半的力?請你利用課堂里現(xiàn)有的器材說明。(約8分鐘)
馬上有兩個學(xué)生自告奮勇上臺,合作演示沿著不同方向拉繩子提升重物,學(xué)生發(fā)現(xiàn)使用定滑輪沿不同方向提升鉤碼時的拉力大小都是2.3牛;使用動滑輪沿與豎直方向夾角逐漸增大的不同方向提升同一鉤碼時,拉力大小分別為1.1牛、1.8牛、2牛,學(xué)生從杠杠角度分析實驗,理解定滑輪是力臂為半徑的等臂杠桿,動滑輪是動力臂最大為直徑的杠桿。
5.讓學(xué)生利用材料:鐵架臺(帶支架)、兩個滑輪、一根繩子,實現(xiàn)既省力又能改變力的方向提升重物。(約16分鐘)
師生合作組裝出如圖的實驗裝置提升鉤碼,發(fā)現(xiàn)拉力大小為 1.4牛。教師點撥:現(xiàn)在繩子連接的起點是在定滑輪上,還有其他連接方式嗎?學(xué)生組裝出如圖四的實驗裝置,并通過提升同一鉤碼發(fā)現(xiàn)拉力的大小為1牛。這時的學(xué)生們已經(jīng)非常興奮,他們要求測一測動滑輪和鉤碼總重,測得動滑輪和鉤碼總重為2.5牛。學(xué)生熱烈討論:同樣由2個滑輪組成的滑輪組為什么省力情況不同?滑輪組中起省力作用的是哪一部分?這兩組裝置中連接動滑輪不同點在哪里?最后形成統(tǒng)一的觀點:如果連接動滑輪繩子股數(shù)是2根,則拉力等于總重的二分之一;如果連接動滑輪繩子股數(shù)為3根,則拉力等于總重的三分之一,以此類推。在此基礎(chǔ)上,教師讓學(xué)生判斷四個滑輪組裝成的滑輪組提升重物時,拉力大小與總重的關(guān)系,學(xué)生理論判斷、演示實驗確認,概括而導(dǎo)出使用滑輪組時,重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān),提起重物所用的力就是總重的幾分之一的規(guī)律,然后通過計算鞏固這一規(guī)律。
【摘 要】課堂教學(xué)設(shè)計是上好一節(jié)課,提高課堂教學(xué)效果的前提與保證。教學(xué)設(shè)計的思想必須與課程標準的理念相一致,遵循學(xué)生的認知規(guī)律,倡導(dǎo)教師在課堂教學(xué)中注重方法的滲透。教師不僅要關(guān)注知識的學(xué)習(xí),更要促使教學(xué)方式的多樣化,引導(dǎo)學(xué)生掌握一定的學(xué)習(xí)方法,密切聯(lián)系生活實際,做到學(xué)以致用,促進課堂高效,達到提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)的目標。
【關(guān)鍵詞】物態(tài)變化;善思導(dǎo)學(xué);教學(xué)設(shè)計
【中圖分類號】G633.7 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009(2017)03-0019-05
【作者簡介】胡展明,江西省贛州市贛縣區(qū)教育局教研室(江西贛州,341100)中學(xué)物理教研員,高級教師,江西省特級教師。
一、設(shè)計理念與流程
當今課堂教學(xué)存在的最讓教師頭痛的問題之一是學(xué)生不提問題。如果要引導(dǎo)學(xué)生提問題,重要的不是看學(xué)生提問的正確性、邏輯性,而是學(xué)生提問的獨特性和創(chuàng)造性。因為學(xué)生提出問題就是一個新的學(xué)習(xí)起點,而質(zhì)疑能力是一個人最寶貴的能力之一,也是創(chuàng)新能力的重要表現(xiàn)。因此,在物理教學(xué)中,教師不僅不要怕學(xué)生提問題,而且要積極鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。教師只有在課堂中給予學(xué)生真誠的鼓勵,學(xué)生才敢于質(zhì)疑;教師只有給予學(xué)生科學(xué)的指導(dǎo),學(xué)生才善于質(zhì)疑;教師只有努力創(chuàng)設(shè)民主、寬松和自由的教學(xué)氛圍,學(xué)生才能經(jīng)常質(zhì)疑。只有通過質(zhì)疑和提出問題,學(xué)生的創(chuàng)新意識才能夠得到不斷強化,創(chuàng)新思維能力才能夠得以不斷提高。
基于這樣的現(xiàn)狀,在課堂上應(yīng)圍繞著學(xué)生而展開教學(xué)。物態(tài)變化是生活中常見的一種物理現(xiàn)象,復(fù)習(xí)時可從兩方面展開,一是引導(dǎo)學(xué)生能準確去辨析物態(tài)變化的過程,二是讓學(xué)生能運用物態(tài)變化的規(guī)律與特點來解釋常見的物態(tài)變化現(xiàn)象。在這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計中,我們不僅要積極引導(dǎo)學(xué)生回憶“物態(tài)變化”這一章的知識體系,也要在復(fù)習(xí)教學(xué)中滲透一些操作性強的學(xué)法,讓學(xué)生的知識與能力共同得到提高。同時,在復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,要提高學(xué)生善于運用語言文字表達思維過程的能力,培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)術(shù)語準確描述物態(tài)變化的過程與特點,達到精煉、準確的表達效果。對于“物態(tài)變化”復(fù)習(xí)課,可從以下五個環(huán)節(jié)來進行設(shè)計。
1.憶知識。
雖然我們在物理教學(xué)過程中倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí),著重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的技能;但是絲毫不能放松對基本知識和基本技能(俗稱“雙基”)的學(xué)習(xí),因為學(xué)習(xí)物理的各種能力都必須依賴于扎實的“雙基”知識,這是學(xué)好物理的前提與條件。不論是新課教學(xué)還是復(fù)習(xí)教學(xué),教師應(yīng)該采取有針對性的教學(xué)措施幫助學(xué)生來識記“雙基”知識,指導(dǎo)學(xué)生來構(gòu)建整個知識的體系,利用各種有效的方法引導(dǎo)學(xué)生掌握一定的學(xué)習(xí)技巧,逐步培養(yǎng)學(xué)生全面掌握物理知識體系的習(xí)慣,達到提綱挈領(lǐng)的效果。
教學(xué)開始之時,先利用課堂知識小競賽的形式,組織學(xué)生回憶“物態(tài)變化”一章的重要規(guī)律與知識,觀察與判斷學(xué)生能否全面掌握其知識體系。如果多數(shù)學(xué)生在敘述中不能做到表達完整與全面,頻繁出現(xiàn)丟三落四的情況,教師就應(yīng)及時調(diào)整提問的方式,從三種常見的固、液、氣狀態(tài)說起,接著導(dǎo)出三種不同狀態(tài)發(fā)生變化的六種物態(tài)變化過程,然后點明六種不同物態(tài)變化過程發(fā)生時伴隨著的三個吸熱、三個放熱情況,最后引導(dǎo)學(xué)生用“三六三三”(即三種常見狀態(tài)、六種物態(tài)變化、三個吸熱過程和三個放熱過程)來巧記本章的知識框架。
在進行知識的復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,很多學(xué)生腦海中有彼此獨立的章節(jié)知識,而尚未從所涉及的知識內(nèi)涵中形成整個知識體系,易造成“只見樹木、不見森林”的現(xiàn)象。為此,在復(fù)習(xí)教學(xué)中設(shè)計類似“三六三三”這種簡單扼要表述,能讓學(xué)生先從整體上去掌握對應(yīng)知識的體系框架,然后對體系框架進行填充,讓框架內(nèi)的知識逐漸“引”出,呈現(xiàn)一個較為完整的知識體系。此外,在進行復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成分類、小結(jié)、類比、歸納的習(xí)慣,讓學(xué)生對初中涉及的知識或規(guī)律達到“如數(shù)家珍”的效果。例如對視中物理中常用的“五大定律”(即光的反射定律、牛頓第一定律、歐姆定律、焦耳定律、能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律)、“七個基本測量儀器”(即刻度尺、天平、鐘表、溫度計、電壓表與電流表、彈簧測力計、量筒與量杯)要非常清楚;七個物理基本常數(shù)(聲音在空氣中的傳播速度、光在真空中的傳播速度、水的密度、水的比熱容、重力常數(shù)g、一節(jié)新干電池的電壓、家庭電壓)要牢記于心;而在電學(xué)復(fù)習(xí)中,始終圍繞著四個基本電學(xué)物理量(即I、U、R、P)的概念形成、計算公式、測量電路、變化規(guī)律、實驗方案而展開。
2.會拓展。
結(jié)合物理實驗教學(xué)的特點,教師不僅要組織學(xué)生真正實現(xiàn)和體驗科學(xué)探究的基本過程,而且還要善于結(jié)合日常生活的情境來進行拓展,要善于帶領(lǐng)學(xué)生跳出傳統(tǒng)的教學(xué)“圈子”;結(jié)合學(xué)生的實際認知情況,對所用教材的內(nèi)容進行大膽、靈活地加工處理;Y合當?shù)厣钋榫车奶攸c,對課堂進行突破性地拓展與延伸;借助教材中出現(xiàn)的“插圖”“小實驗”“想想議議”等材料和生活中的所聞所見來充實課堂教學(xué)的內(nèi)容,以此來提高學(xué)生的觀察思考、類比分析和發(fā)散思維等能力。
由于六種物態(tài)變化的發(fā)生是有一定條件的,尤其是受到溫度的影響,因此認識溫度及使用溫度計來測量溫度顯得很重要,而用溫度計來測量溫度是學(xué)生應(yīng)掌握的一個基本測量實驗。對于實驗室中的玻璃溫度計和醫(yī)療用的體溫計,學(xué)生普遍較為熟悉,基本能確定其測量范圍、分度值,也能準確記錄對應(yīng)的指示溫度。然而,有些“變形”溫度計(即與實驗室中見到玻璃制溫度的外形不相同)也時常出現(xiàn)在生活之中,如家庭中常見的寒暑表、工業(yè)中使用的金屬溫度計、智能手機中“溫度顯示屏”、電子感應(yīng)溫度計等。對于這些外形“陌生”的儀表,首先要引導(dǎo)學(xué)生去辨析這些儀表的測量對象,在儀表盤中找到記錄的單位,根據(jù)單位所對應(yīng)的物理量來確定其測量對象及儀表類型;其次,在確定儀表的測量范圍時,可圍繞著“有刻度的看刻度、無刻度的看銘牌”標準,從而做出科學(xué)的判斷;接著,認清儀表中的分度值來準確記錄下對應(yīng)的溫度大小。
這個設(shè)計遵循“源于教材、拓展教材”的思想,透過實驗室里常見玻璃管溫度計拓展到生活中其他類型溫度計,但仍然根據(jù)實驗室溫度計的設(shè)計原理、使用方法來進行類推,達到學(xué)以致用的目的。以此拓展到生活中常見的電壓表、電流表、桿秤、電子秤、氣壓表、天然氣表、水表、脈沖式電能表等,共同分析出它們的使用特點,達到舉一反三的效果。在復(fù)習(xí)教學(xué)中,倡導(dǎo)不拘泥于“陌生”儀表的外形,養(yǎng)成善于分析與挖掘其儀表原型,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)其儀表原型進行思考,了解這些儀表的制作原理和使用方法,在教學(xué)中真正去體現(xiàn)“用教材教,而不是教教材”的理念。
3.講規(guī)范。
俗話說“不依規(guī)矩、不成方圓”,其實在物理學(xué)習(xí)過程中,教師也要根據(jù)學(xué)科特點在教學(xué)中逐步滲透科學(xué)的育人觀,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)規(guī)范的好習(xí)慣和嚴謹治學(xué)的科學(xué)精神。這不僅僅體現(xiàn)在科學(xué)探究的過程中,而且也體現(xiàn)在學(xué)生書面表達與口頭表述之中。它不僅要求學(xué)生答題的科學(xué)性和規(guī)范性,也要求學(xué)生的文字表達符合條理性和邏輯性,要求學(xué)生能簡單運用初中物理專業(yè)術(shù)語,讓學(xué)生盡量做到嚴謹、準確、科學(xué)、規(guī)范地描述一個完整物理過程。因為這種規(guī)范是他們良好科學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn)。
鑒于不少學(xué)生在解釋相關(guān)物態(tài)變化現(xiàn)象出現(xiàn)詞不達意的情形,在此復(fù)習(xí)過程中先讓學(xué)生根據(jù)自己的理解來解釋一個生活現(xiàn)象,如“暑假間,銳銳在高原之旅中,看到一個奇怪的現(xiàn)象:在藏民家作客時,主人把剛剛擠下的牛奶放入一個陶罐中,而陶罐的周圍用浸了水的濕布嚴嚴實實地包裹著,然后放在屋外的烈日下暴曬;半小時后,主人從罐子里倒出了牛奶,銳銳一喝,清涼清涼的……請你用所學(xué)過的知識為銳銳解開這個秘密。(提示:陶罐是用優(yōu)質(zhì)粘土燒制而成的,它內(nèi)部有許多細微的孔)”。學(xué)生面對陌生的情境,容易不知道從何尋找突破口,也不知道運用什么知識來解答,經(jīng)常會出現(xiàn)不完整的解答。
為糾正類似的情況,可運用“五步法”來解釋物態(tài)變化的有關(guān)現(xiàn)象;教師通過拋出五個小問題:(1)明確是哪些物質(zhì)參與了物態(tài)變化的過程;(2)分析這些物質(zhì)遇到了怎樣的溫度條件;(3)指明這些物質(zhì)發(fā)生了哪些物態(tài)變化過程;(4)確定變化后出現(xiàn)了怎樣的結(jié)果;(5)歸納最后形成了怎樣的物理現(xiàn)象。隨后,引導(dǎo)學(xué)生分別圍繞此五個小問題進行思考,運用流程圖的形式來逐一完成對應(yīng)問題。如圖1所示,對此現(xiàn)象的解釋為:濕布中的水,遇到烈日下的高溫環(huán)境,加快了水蒸發(fā),蒸發(fā)是一個吸熱過程,水通過陶罐吸收罐中牛奶的大量的熱,牛奶的溫度下降,感覺變涼了。這樣的表述顯得更精煉、更準確,體現(xiàn)了此現(xiàn)象一個完整的物態(tài)變化分析過程。
同樣,在涉及生活中的慣性問題時,教師也可引導(dǎo)學(xué)生通過類似的“四步驟法”來解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。在解釋自然生活中的慣性現(xiàn)象時,把握下列四點:(1)首先明確研究對象是哪個物體,或是一個物體的哪個部分;(2)要Y合題意,認真判斷研究對象原先處于什么樣的運動狀態(tài);(3)再根據(jù)出現(xiàn)的條件,分析是哪個物體或這個物體的哪個部分受到外力而改變原先的運動狀態(tài);(4)然后明確是哪個物體或這個物體的哪個部分具有慣性,仍要保持原先的什么運動狀態(tài),此時會出現(xiàn)何種現(xiàn)象。只要運用這四個步驟(簡稱“四步驟法”)去分析與物體慣性相關(guān)的現(xiàn)象,把相關(guān)的內(nèi)容串起來,我們就能把握解題的要點,讓文字表達真正做到言簡意賅。
4.善對比。
多年教學(xué)實踐表明,初中物理知識體系中有著不少“相依相伴”、“似是而非”的概念、規(guī)律、過程與現(xiàn)象。它們有的出現(xiàn)在概念與定義上,有的隱藏在一個物理過程的兩個不同方向中,有的則在不同的前提與條件下呈現(xiàn)出來……對于這些易混淆問題,在教學(xué)中常用對比分析的研究方法,多層次、多角度、全方位對它們作剖析,從概念的產(chǎn)生、形成、公式、單位、實驗與測量等方面進行比較,讓學(xué)生在對比分析中明確不同概念、相似規(guī)律的異同,達到澄清概念與準確掌握規(guī)律的目的。
由于本章中出現(xiàn)較多“成雙成對”的概念與現(xiàn)象(如蒸發(fā)與沸騰),在教學(xué)過程中可適當運用對比分析的教學(xué)方法,從生活中挖掘出一個教學(xué)素材,組織學(xué)生來思考分析常見的烹飪現(xiàn)象。例如“蒸酒釀蛋”是贛南客家人為歡迎遠道而來的貴賓的一道美食,把新雞蛋清、蛋黃、水和自制米酒等配料置于燉盅內(nèi),而燉盅則浸在大煲的水中,并用蒸架把盅和煲底隔離。當煲中的水沸騰后,盅內(nèi)的酒水是否能沸騰?為什么?設(shè)酒水的沸點與水的沸點相同。
在組織學(xué)生分析此烹飪現(xiàn)象時,應(yīng)側(cè)重于液體的蒸發(fā)與沸騰的產(chǎn)生條件來思考??梢赃\用對比列表來小結(jié)其異同(如表1所示),達到澄清模糊概念的效果。在物態(tài)變化中,許多知識與規(guī)律都可以運用圖表對比的方法來歸納記憶,如晶體與非晶體、晶體的熔化與凝固曲線、非晶體的熔化與凝固曲線、升華與凝華等。在初中物理知識的鞏固復(fù)習(xí)教學(xué)中,諸如柴油機與汽油機的比較、樂音的三大特征、光的反射與折射定律、功率與機械效率、電流表與電壓表的異同等都可以運用此方法達到觸類旁通、學(xué)習(xí)高效之目的。
5.重應(yīng)用。
為了彰顯“從生活走向物理、從物理走向社會”的課程理念,在教學(xué)中要積極引導(dǎo)學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為能力,提高學(xué)生解決簡單物理問題和分析基本物理現(xiàn)象的能力。俗話說“會學(xué)不是目的,善用才是根本”,在“物態(tài)變化”這一章中,主要會涉及日常生活中的自然現(xiàn)象,涉及與物態(tài)變化相關(guān)規(guī)律的運用等,引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)的角度來思考問題,用物態(tài)變化的物理術(shù)語來分析問題,讓知識內(nèi)化為學(xué)生的一種應(yīng)用能力,提高學(xué)生透過物理現(xiàn)象思考其本質(zhì)的分析能力,提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。
為此,在復(fù)習(xí)課堂中引入一個干濕球溫度計(如圖2所示),讓學(xué)生活學(xué)、活用溫度計及關(guān)注生活中其他溫度計的使用情況。由于干濕球溫度計是測定氣溫、氣濕的一種儀器,它由兩支相同的普通溫度計組成,一支用于測定氣溫,稱干球溫度計;另一支在球部用蒸餾水浸濕的紗布包住,紗布下端浸入蒸餾水中,稱濕球溫度計,濕球的紗布常常要換新的;當空氣干燥時,濕球溫度計的紗布蒸發(fā)快,吸熱多,兩個溫度計的示數(shù)差就比較大。兩個溫度計的示數(shù)差越大,說明空氣越干燥。當空氣中水蒸氣很多時,濕球溫度計的紗布蒸發(fā)慢,吸熱少,兩溫度計的示數(shù)差就小;兩個溫度計的示數(shù)差越小,說明空氣越潮濕。
此環(huán)節(jié)的設(shè)計主要是基于知識的應(yīng)用與知識的積累,讓學(xué)生能應(yīng)用知識規(guī)律釋疑,同時又讓學(xué)生在訓(xùn)練中拓寬自己的知識面,對干濕球溫度計的工作原理有一個較為全面了解。這樣的設(shè)計思想是讓學(xué)生帶著問題進入課堂,然后在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生逐步解決帶來的問題,也在師生的交流討論中產(chǎn)生更深層次的、更有價值的新問題,讓不斷出現(xiàn)的新問題來激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生的觀察思考技巧,鍛煉學(xué)生的思維分析能力,為提高物理科學(xué)素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
二、復(fù)習(xí)課教學(xué)精要
通過對“物態(tài)變化”復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計分析,在今后的物理課堂復(fù)習(xí)教學(xué)中,我們還應(yīng)該注意以下幾點,來確保復(fù)習(xí)課堂教學(xué)的高效。
1.摸清學(xué)情,明確方向。
教師的物理課堂教學(xué)行為始終與《義務(wù)教育物理課程標準(2011年版)》方向保持一致,日常教學(xué)行為不能偏離既定的方向,更不能由于教師個人的喜好而人為地加大難度與深度。在常態(tài)化的教學(xué)過程中,應(yīng)該重視基本知識與基本技能,“提倡教學(xué)方式多樣化,注重科學(xué)探究”,發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力與實踐能力。
我們分析各地中考試題發(fā)現(xiàn),最普遍的填空題主要可分為直接記憶型、分析推理型和基本公式型三類。在此種考查形式中,家庭電路分析、物態(tài)變化的判斷、改變壓強大小、機械運動的判斷、凸透鏡的成像規(guī)律、簡單的熱現(xiàn)象、電路的簡單連接、物質(zhì)的物理屬性等問題屢屢出現(xiàn)。它除了考查學(xué)生將所學(xué)過的這些知識與生活物理現(xiàn)象聯(lián)系的準確程度,也將考查點“回歸”到教材中的基本概念與規(guī)律,讓學(xué)生能用初中物理的專業(yè)術(shù)語來認識生活中的科學(xué)現(xiàn)象。
而對于選擇項的考查形式,通常分為最佳選擇題、比較選擇題、推理選擇題、圖像選擇題等。它關(guān)注學(xué)生綜合運用物理知識的能力,重視學(xué)生的知識遷移能力。如近年來,對生活中一些物理量的估算、交通標志指示牌、物質(zhì)的物理屬性、二力平衡的條件與應(yīng)用、電路中電表示數(shù)的變化、物理圖像在正確理解、熱學(xué)現(xiàn)象的綜合分析等問題較為關(guān)注,并也嘗試不同學(xué)科間的滲透,例如從傳統(tǒng)文化中的成語典故中去挖掘蘊藏著的物理知識。
2.激發(fā)興趣,學(xué)以致用。
為了讓物理課堂成為學(xué)生所向往的課堂,做個用心的教師是每一個物理教師的追求。教師要善于結(jié)合社會熱點來豐富物理課堂、激發(fā)學(xué)生興趣、引發(fā)學(xué)生思考,如當前最新的燈光上網(wǎng)技術(shù),現(xiàn)代高超音速飛機,可彎曲智能手機,互聯(lián)網(wǎng)+(醫(yī)療、教育培訓(xùn)、電子商務(wù)、智能廚房……),最大“天眼”,量子通信衛(wèi)星,神州“十一”飛船等。
由“請文明使用車燈”“請給孩子安裝安全座椅”等公益性的廣告聯(lián)想到光的傳播、慣性與壓強等知識,利用地鐵中溫馨提示圖語(如“當心滑跌”“當心絆倒”“站好扶穩(wěn)”“緊握扶手”等)聯(lián)想起力與運動在生活中的應(yīng)用,收集宣傳部門為弘揚社會主義核心價值觀所繪制的宣傳圖畫可牽引出杠桿的平衡應(yīng)用、透鏡成像等問題……這些都能正確引導(dǎo)學(xué)生在生活中養(yǎng)成仔細觀察的好習(xí)慣,利用身邊的事例來豐富教學(xué)課堂,能消除學(xué)生學(xué)習(xí)物理的恐懼感,能激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣,真正體現(xiàn)學(xué)以致用的思想。
另外,教師可積極組織開展可行的社會調(diào)研活動,如:收集交通標識,調(diào)查周圍噪聲的來源與防護措施,近視眼的成因調(diào)查,收集生活中節(jié)水小常識,查閱資料整理我國質(zhì)量計量儀器的發(fā)展史,手機發(fā)展簡圖等來充實物理課堂學(xué)習(xí)等。通過這些切實可行的教學(xué)舉措來延伸物理課堂,拓寬學(xué)生視野。
3.大膽實驗,“做”“學(xué)”相長。
近年來,在實驗探究教學(xué)過程中,教師要結(jié)合《義務(wù)教育物理課程標準(2011版)》中規(guī)定的20個學(xué)生必做的實驗進行復(fù)習(xí);同時要結(jié)合社會生活、生產(chǎn)實際中常見相關(guān)的實驗現(xiàn)象,根據(jù)科學(xué)探究的幾個主要環(huán)節(jié)來對相關(guān)探究過程進行分析或評估。例如通過探究的實驗過程判斷出甲現(xiàn)象與乙因素是否有關(guān)(甲現(xiàn)象與乙因素有關(guān)或甲現(xiàn)象與乙因素?zé)o關(guān)等),甲現(xiàn)象與乙因素有怎樣的關(guān)系(是成正比還是成反比,是呈線性增大還是呈線性減小的關(guān)系)等。
另外,教師要善于通過提供的情景讓學(xué)生現(xiàn)場設(shè)計不同的小實驗來體驗科學(xué)的內(nèi)涵,通過對教材中學(xué)生實驗或演示實驗的改進,通過對他人科學(xué)探究過程的評估來提高學(xué)生的理性思維能力、分析判斷能力。如通過建立家庭實驗室,在課外積極倡導(dǎo)一些有趣的親子實驗來融洽家庭氛圍,讓學(xué)生在家長的協(xié)助下,充分利用生活中的廢舊材料來展現(xiàn)物理學(xué)科神奇的魅力。也可以讓“沉睡”在實驗室的器材“動”起來,在確保安全的情況下,將這些器材打包給學(xué)生,讓學(xué)生有時間去完成探究過程,鍛煉實驗操作動手能力。