为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!
首页 > 水果电池

水果电池

2018-04-05 44页 doc 264KB 30阅读

用户头像

is_003124

暂无简介

举报
水果电池水果电池 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第1页 (系列讲座之二) 运用实验探究教学与案例 内容提要 科学教学离不开科学实验.运用实验进行探究教学是理科学习中的一种重要方式。本课程以物理实验为例探究方式~重点阐述了运用实验进行探究的操作方法.论述了探究式实验的设计原则~例举了在中学开展各种以实验为手段的探究式活动的模式~由于这些活动是作者本人经历过的~因此会有较大的体验性有亲切感。 为了便于老师们写好案例~本专题安排了三则不同类别的教学案例~可参考。 本专题学习目标 1(了...
水果电池
水果电池 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第1页 (系列讲座之二) 运用实验探究教学与案例 内容提要 科学教学离不开科学实验.运用实验进行探究教学是理科学习中的一种重要方式。本课程以物理实验为例探究方式~重点阐述了运用实验进行探究的操作方法.论述了探究式实验的设计原则~例举了在中学开展各种以实验为手段的探究式活动的模式~由于这些活动是作者本人经历过的~因此会有较大的体验性有亲切感。 为了便于老师们写好案例~本专题安排了三则不同类别的教学案例~可参考。 本专题学习目标 1(了解运用实验进行探究的方法, 2(能根据探究教学写一则教学案例, 学习建议 1. 结合新课程里的探究教学进行学习; 2. 边学习边教学边写作. 作业题 1.科学探究一般有哪些要素,试论述各个要素对学生的能力所起的作用。 2.请用实验进行探究式教学要注意哪些问题, 考核作业 1. 选一节你运用实验进行探究教学的课~说说你在探究教学方面的成功之处和不 足之处,(1000字左右) 2.写一则运用实验进行探究教学的案例,1000-1500字左右, 参考书目 1( 项红专等~初中科学探究案例与分析~浙大出版社。 2( 赵力红~高中物理探究性趣味实验~浙大出版社。 友情链接 www.pep.com.cn 人教社中学物理网 杭州市教研网物理栏目 中国科普--实验室 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第2页 第一节 探究性实验的设计(以物理实验为例) 随着中学物理教学研究的不断深入和发展,探究(索)性实验的作用越来越为人们所认识。探索性实验作为近年来崭露头角的一种新型实验,它在激发学生学习兴趣、训练动手操作能力,特别是在培养学生创造性思维能力方面有着很好的作用,因而引起广大物理教育工作者的关注。而且有关这方面的研究及成果不断出现,这说明探索性实验的研究正在逐步走向深入。 然而从总的情况看,目前探究性实验的研究仍然是初步的,还有一些理论和实践上的问题有待探讨。比如,实验的教学功能有哪些,如何设计这种实验,显然,这些问题都是高中物理探索性实验研究中尚需深入探索的领域。 探究性实验的定义是:由教师给出实验课题,提供实验器材,提出实验要求,让学生自己拟定实验,制订实验步骤,独立地通过实验的观测和分析去探索研究,从而发现“新”的物理现象,并通过建立物理模型来解释实验现象,总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。 1(物理探索性实验的设计思想 探索性实验作为物理实验的一种形式,它既有别于测定性实验,又有别于一般的验证性实验。探索性实验的目的在于使学生获得物理实验研究方法的训练,让学生接触探索、发明、发现的过程和方法。在探索发现的过程中,发展学生理性的、批判的思想方法,体验学者研究的苦衷和愉悦,培养他们的发现、探究能力。而要达到这种目的,首先要求教师树立正确的设计指导思想。那么,探索性实验的设计应该具备什么样的指导思想呢,瑞士心理学家皮亚杰的发生认识论理论可以给我们以很好的启示。 皮亚杰认为,人的行为具有一种定向性的平衡。本来处于平衡状态的图式,由于人与新事物的相互作用而破坏了平衡状态,出现了非平衡化。为此,人再进行反应又恢复平衡,这种重新达到平衡状态的心理反应过程,称为平衡化。平衡化又可分为同化和顺应两种形式。同化是主体面临新的情境时,总是将新的知觉要素或刺激整合到原有的图式中,引起主体原有认知结构量的变化,以加强和丰富主体的动作。而当主体的图式不能同化客体时,主体只有改变原有图式或建立新的图式,引起主体认知结构发生质变才能适应或容纳新的刺激,这叫顺应。正是在同化、顺应的交替转换过程中,新的认识不断整合为更高级复杂的认知结构。 学生的心理发展,就是这种认知结构从平衡到不平衡再到新的平衡的过程。皮亚杰认为,引起儿童认知上的冲突,引起最佳或最大限度的不平衡,才能激发儿童的求知欲和好奇心。按照他的平衡学说,冲突是认知结构重新组织和随后发展的基础。 探索性物理实验作为学生的一种积极主动的认识建构手段,其目的和作用不仅仅只是作为一般的建构手段,而是作为学生建构逻辑结构的手段。要达到这种目的,就要使学生在进行探索性实验时发生认知冲突。这要求探索性实验设计首先要足够“新颖”。正是这种“新颖”的刺激,才会激发学生对探索的兴趣,才能引起学生探索的欲望,才使得它与主体原有的“定势”相矛盾、相对立,才能产生认识上的不协调和冲突。比如, 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第3页 我们设计的“测定没有系统误差存在时干电池的电动势和内电阻”实验,要求学生自己设计电路、得出数据,并求出没有系统误差存在时电池的电动势与内电阻,这比高中教材上的实验“新颖”。 那么,设计的“新颖”要达到什么程度呢,这涉及一个“度”的问题,太弱的刺激由于不能引起认知上的不平衡,因而也就不能引起同化和顺应。相反,如果外部刺激超过主体认知结构同化的范围,那么同化和顺应都无法进行,主体的反应也无从谈起。这正如皮亚杰所说的那样:“一个人既不注意太熟悉的东西,因为已经司空见惯了,他也不注意太不熟悉的东西,因为和他图式中的任何东西都没有联系。 为了引起学生认知上的冲突,引起最佳或最大限度的不平衡,探索性实验的设计还要遵循“适度”原则。“适度”是指设计既要与学生已有的知识经验有一定联系,同时又要有一定的难度。这样的设计如同树上的果子一样,学生必须“跳一跳”才能摘下来,这样就最大限度地激发了学生的求知欲和好奇心。当他们依靠已有的知识解决了一个新问题时,往往会在紧张的智力劳动之后带来精神上的满足。这种求知欲满足后,又会产生新的刺激,激励他们进一步去探索新的课题,从而转化为学习上的一种内驱力。 概括以上两个方面可知,探索性实验的设计指导思想应该是“新颖、适度”。 2、物理探索性实验的设计原则 ?探究性:所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次,需要学生去挖掘;实验的条件和结果之间往往存在着较大的距离,需要学生去跨越;解决问题的方法与途径往往不太明确,需要学生通过尝试错误,提出假设并验证假设来寻找。 提出这一原则基于以下原因:探索性实验作为一种发现学习活动,首先需要学生进行深入仔细的观察,并对外界输入信息和刺激进行过滤,唤起并指引注意作出有选择的记忆检索,并结合输入信息进行评价,从而提出假设,进行试误性尝试,以便检验假设。这样,学生在解决问题的过程中,不仅能学会并形成一定的认知策略和技巧,同时也激发了他们的智慧潜力,并有助于形成内在的学习动机。因此,探索性实验的性质本身要求我们的设计要在条件与目的之间设置“障碍”,学生在越障的过程中,实际上是通过思维的中介在条件与目的之间架起一座认知“桥梁”。这种越障过程既包括发散性思维,同时又包括辐合思维。发散性思维不直接加工信息,它主要提供解决问题的方向与方法,它属于执行控制过程,它属于影响问题求解过程的认知策略范畴。待问题求解的方向与方法确定后,又需要辐合思维进行逻辑推理,按已确定的方向深入下去直至解决问题,从而在这一探究的过程中培养学生的创造性思维。 从探索性实验的教育目的来看,由于探索性实验是建构学生良好认知结构的手段与方式,其信息刺激是一种新颖、适宜的刺激,因而,决定了实验设计一定要具有探索性。探索性的意义在于它给出的新颖、适宜的刺激能在学生的头脑中引起认知冲突和危机,从而促使学生积极、主动地建构他们的认知结构。特别需要指出的是,学生的探究行为作为一种动作或活动,它不同于演示实验中学生的观察,也不同于学生分组实验中的操作。上述观察和操作虽都包含物质动作和精神动作,但是精神动作的参与少,同时缺少两者的转化。这种情况正是造成目前实验教学不受欢迎的一个重要原因。而学生的探究行为则表现为物质动作与精神动作自始至终的交织与转化。这种交织与转化的前提来自由于探索而引起的认知冲突。这样,学生在探索性实验中进行的抽象思维就不只是来自感觉因素的联结,而是来自感知与行动的相互协调。这事实上就回答了我们经常为之困 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第4页 惑的一个问题:为什么说物理理论的思维训练与运用实验的思维训练其效果大相径庭,进一步,我们也朝着解决探索性实验教育功能的方向迈出一大步,这就是探索性实验探索性的价值之所在,也正是我们制订这一原则的理由与根据。 ?趣味性:探索性实验的设计要充分考虑学生的心理特点和认知水平,实验设计要求生动、有趣,能使学生在进行实验探索时,自始至终保持很高的兴趣。 在探索性实验设计中强调趣味性原则是因为,探索性实验作为一种学习活动,不能依靠教师的督促使学生完成,而要通过设计良好的实验本身来激发学生的兴趣,使学生从好奇出发,进而发生兴趣,只有这样,才能使学生自觉自愿地参与实验探究活动。 探索性实验作为学生探究行为的目标或诱因,它还具有诱发和激励主体的有目标指向行为的作用和功能。生动有趣的实验本身会使学生产生暂时性的兴趣,而解决问题的探究以及成功地解决问题,又会使学生的暂时性兴趣转化为持久兴趣。兴趣作为主体的一种内驱力,它刺激主体并引起反应(活动和动作),反应的结果则导致主体需要的满足。当需要(探索的愿望)和内驱力(兴趣)指向某种特定的目标(探索性实验)时,主体便获得了动机。 ?简易性:实验的设计要尽可能采用较少的仪器,所使用的仪器要尽可能简单,设计的选题要尽可能与日常生活实际相联系,实验的原理要尽可能在高中物理范围之内。 提出这个原则的理由基于以下几点。首先,探索性实验作为实验教学的一种形式,它由教师给出实验课题、提供实验器材、提出实验要求,让学生自己设计实验方案,并选取日常生活中的一些物品作实验器材,自制一些简单的仪器或零件。就地取材,用简单的器材做实验的方法还富于教育意义。因为这样做能使学生感到物理就在自己身边,研究物理并不神秘,从而调动学生的学习积极性、主动性,培养创造精神。 采用简单的器材还容易突出实验的物理原理,而不为那复杂的结构所干扰,因而能获得更好的效果。事实上,实验的效果往往与仪器的复杂程度成反比。麦克斯韦在评价简单仪器时曾说过:“这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制的仪器虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。仔细调整的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。”这很好地说明了简单仪器特有的教育价值。比如,我们设计的“探索热水瓶的保温性能”实验,所使用的器材仅是一只温度计(100?),而其研究时象却是家家都有的热水瓶。要求学生探索热水瓶内的热水温度(T)与时间(t)的函数关系T=f(t)。这个实验由于器材简单、情境活泼,很容易激发学生的兴趣,并且易于突出其物理本质,又富于探索性。这样的实验设计较好地体现了探索性实验的特点。 ?科学性:在探索性物理实验的设计中,首先,必须保证实验的设计不出现科学性错误,这是最根本的要求。其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的教育因素。 为什么要提出这个原则呢,这是因为,我们对学生进行科学教育的基本要求就是要向学生传授科学知识,同时物理知识本身的科学性也要求我们在实验中尊重科学事实。提出这个原则的另一层含义在于,由于一个较好的探索性实验设计本身就是一项小型科研,在选题及设计过程中对于设计者也是一种探究活动,其结果很难在设计之始加以预测。因此,如果在设计中没有科学的态度和方法,或者没有认真处理实验数据,往往稍有疏忽就会出现科学性错误。比如,“用滑线变阻器作限流器和分压器使用时输出特性 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第5页 的研究”的探索性实验,本身是一个很好的实验设计,但也出现了科学性错误,如图1。为什么说这个图是错误的呢,分析其原因,可能是设计者没有认真对待实验数据,以致出现当R,,r 时直线与R,,r 时曲线相交的错误结论。其实,若在实验中对实验数 。 据认真处理,是不难得出正确结论的,如图2 由图2可知,当负载电阻值不同时,输出调节范围也不一样。如ε=3V,r=20Ω,使用R=200Ω的滑线变阻器作分压器,则电压的调节范围如表一。 表一 电压调节范围表 调节范围 0,2.30V 0,2.55V 0,2.88V 负载 27Ω 60Ω 15KΩ 运用全电路欧姆定律,我们还可以求出输出电压最大值的表达式 因此,由于内电阻r的存在,当分压器处于最大值R时,输出电压U?ε,且U滑 与R有关。不同的R值对应不同的最大调节范围,R越大,U越接近ε值。 max 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第6页 科学性原则在实验设计中的要求还在于,把科学的物理思想和方法渗透到设计之中,使学生在解决探索性实验的过程中,形成科学的物理思想,学会并运用科学的方法解决问题。比如,通过观察、比较、判断、推理提出假设的思想,以及把误差分析应用于实验之中的思想。还有应用图象法处理实验数据的方法,以及由此而产生的“曲线改直”,内推、外推的方法,提出物理模型,建立经验公式的方法等等。这些思想与方法都有很好的科学性与思想性,在学生解决问题过程中,起着一种诱因或刺激作用,引导着他们去思考、去发现,从而使探索性实验真正起到培养科学思想与方法的目的。 第二节 课堂上实验的探究教学 课堂上的探究性物理实验教学往往需要的时间比传统物理教学要多,由于教学、评价等的改革还未能跟得上,现在学校教学仍然以应试为主要导向。老师的观念的改变以及探究式教学水平的进步要有一个过程,又由于实验器材的有限性,这对探究性物理实验的开展带来一定的困难。但有51.2,的学生表示很想参加,为此我们采取逐步把探究性物理实验带进课堂,以日常生活器具为材料的探究性趣味小实验作为课题引入,在传统教学实验中渗透探究的思想,把传统的实验改编为探究性趣味实验等等,引起学生探究的兴趣,并鼓励学生课后利用简单材料进行探究,作为物理教学的辅助手段。 根据探究性实验的特征及条件,结合学校的实际情况,对于课堂中的探究性趣味物理实验的开展,分成四个阶段(下文由赵力红老师和场口中学王雪刚老师合作所进行的探究实验活动) (一)第一阶段:提问式定向探究 由于学生刚接触探究学习~缺乏探究经验~需要教师的指导~宜采用提问式定向探究。所谓提问式定向探究是指在课堂教学中学生所进行的各种探究活动都是在教师提供大量的指导和帮助下完成。虽然教师给学生提供大量的帮助~但学生在观察和分析数据、建立假设、判断推理及作出结论时~教师起着引导学生探索解决问题的途径~而不是代替的作用。 如:在高中物理第二册“楞次定律——感应电流的方向”的教学中(此课教学在富阳市优质课的评比中获得二等奖)。以学生作为主体,教师在做好实验的基础上,引导学生从观察到的实验现象出发,通过阶梯性的问题设置,不断的启发学生,使其积极的思考,最终解决问题。 [程序]: 1. 趣味实验引入(以激发学生探究的兴趣) 现象:如图(1)所示,当钕磁铁运动时,发光 二极管发光(只有钕磁铁向某一个方向运动时发 光)、小喇叭发音,同时磁铁的振动立刻变慢( 相对线圈断开时)。提问: 图(1) 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第7页 1)为何只有当钕磁铁向某一个方向运动时发光,(告诉学生发光二极管的特性) 2)磁铁的振动立刻变慢,说明什么问题? 2. 重做前一课的实验:(以更能清楚的分析问题) 目的:实验产生电磁感应现象的条件,同时让 学生发现当磁铁插入与拔出,电流表指针的偏转情 况不同,从而引出问题——在不同的情况下感应电 流的方向是不同的,那么感应电流的方向应满足什 么规律呢, 3. 学生探究性实验 1)(实验记录(在横线上填电流表的指针“向右偏”或“向左偏”) (1) (2) (3) (4) 2)(实验分析(填表) 磁铁的运动情况 S极下插 S极上拔 N极下插 N极上拔 穿过线圈原磁场B的方向 原 磁通量φ是增大还是减小 感应电流的磁场B的方向 感 B与B的方向关系 原感 4. 由实验现象(当磁铁N极与S极,插入与拔出时,电流表的偏转情况不同)而引出:感应电流的方向应符合什么规律, 分析学生实验 1)提出问题:电流表的指针的偏转与电流方向的关系,(教师给出实验仪器——电流表、电池 、若干导线,让学生思考并上讲台实际操作) 2) 交待线圈的绕线方向。 3)列出表格分析实验过程(研究:随着穿过线圈的磁通量的变化,原磁场与感应 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第8页 磁场之间的联系) 4)教师分析过程中对表格提出下列问题: A)穿过线圈的原磁场B的方向如何, 1 B)穿过线圈的磁通量φ是增大还是减小, C)由感应电流所产生的磁场B的方向如何,应用什么方法来判断, 2 D)B与B的方向关系如何, 12 5(针对上述实验结果提出问题: A) 磁通量在变化过程中,B与B的方向关系如何, 12 B) 当磁通量φ增大时,B与B反向。这时感应电流的磁场对 正在增大的磁通量12 起什么作用, C)当磁通量φ减小时,B与B同向。这时感应电流的磁场对正在减小的磁通量起12 什么作用, (教师抓住时机,让学生讨论,得出如何来判断感应电流的方向,) ------引出楞次定律 6(由学生解释引入课题的趣味实验的现象。 至于开展提问式定向探究时,教师到底应给学生提供多少指导和帮助,视具体的学习内容和学生的能力水平而定。总的来说,教师提供的指导和帮助应使学生能成功地进行探究活动以免学生遭受太大的挫折或失败。同时,教师提供的指导和帮助时应尽量采用提问的形式,而所提的问题应起着对学生指明方向的作用而不是告诉学生去做什么,并在恰当的时候提供恰当的问题,要能促使学生积极参与创造性的研究。 (二)第二阶段:发现式定向探究 从学习者掌握知识的方法上看,发现式探究是学生自己主动发现问题和解决问题的学习。在具体的教学过程中可将一些验证性的学生实验变为发现式探究实验。基本流程为: 发现问题 设计方案 实验探究 结论 如:高中物理第一册“研究橡皮绳的劲度系数”的教学中。以学生作为主体,教师在引导学生做好实验的基础上,让学生从观察到的实验现象出发,通过实验数据分析,使其积极的思考,最终解决问题(参照富阳中学课题研究方案,结合学校实情而开设)。 [程序]: 1.让学生研究: 1)用图线法研究粗细不同的两根 橡皮绳的劲度系数(如图2); 2)测定和研究几根完全相同的橡 皮绳串联时的劲度系数; 3)测定和研究不同橡皮绳串联时 的劲度系数。 图(2) 2.在教师作出必要的指导语后,让同学购置各种橡皮绳(也包括劲度极小的“粘粘手”橡皮筋);自己设计实验方案;自己操作测量;自己设计实验报告;自己推证有关结论。然后,用一节课时间召开实验研究报告会(或鉴定会),让小组代表阐明本组的 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第9页 实验设计方案、测量结果和实验分析。 3.用劲度较小的橡皮筋让同学继续另一项研究:“研究橡皮筋的伸长和外力的关系”。 (三)第三阶段:设计性自由探究 从水平上讲~定向探究是自由探究的低级阶段~而自由探究是定向探究的高级 阶段~二者紧密联系~相辅相成。自由探究是定向探究的延伸和发展~也是定向探 究的最终目的和归宿。所谓设计性自由探究是指学生在开展探究学习时~比较少得 到教师的指导和帮助~而是自己独立完成。教师的作用主要在于给学生确立一定的 课题~提供所需的资料~起着活动的辅助者和组织者的作用。 如:高中物理第一册“重力加速度的测量”。重力加速度是中学物理常用的一个物理量,在“单摆”的教学中,针对重力加速度的测量,引申提出设想:如何用更多的方法来测量重力加速度,让学生自由分组讨论、设计、论证。 实验方案设计如下: 1.如图(3)所示,由公式,,,,,推导出,,,/,。可得利用天平测出重物的质量,用弹簧称测出重物静止时所受的拉力(其大小等于重物的重力)。 2.由自由落体运动,利用打点计时器,如图(4)所示。用刻度尺量出纸带上每相邻 2两个标点间的距离,由ΔS,at便可计算出重力加速度的值。(T,0.02s) 223.由自由落体运动的位移公式h=gt/2,得g=2h/t.用水滴法测量,如图(5):让第一滴水滴刚与面接触时,第二滴水滴恰好下落。用米尺测得水滴的下落高度,用秒表测量时间(测得n滴水滴的下落总时间T,则每滴水的下落时间为t=T/n)(趣味性较强) 图(3) 图(4) 图(5) 224.利用单摆周期公式T=2π,得g=4πL/T.(教材所要求的学生实验) L/g 又如:在高中物理第二册“静电感应”的教学中。给一定的实验器材:丝绸,保鲜袋(内衬一硬泡沫塑料板),带绝缘柄的金属盘,石蜡块或干净的硬泡沫塑料块,验电羽。让学生设计如何让人体带电如图(6)。教师组织学生利用所提供的实验器材可作如下的探讨: 1.为了使人体带电时不发生漏电现象,必须使人体与大地隔离,如何解决这一问题, 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第10页 2.如何检验人体带电, 3.如何提供电荷的来源, 4.如何将电荷传给人体, 5.如何使人体带更多的电, 然后由学生自己设计。 图(6) (四)第四阶段:创造性自由探究 所谓创造性自由探究是指学生围绕某一问题独自进行实验,观察现象,分析结果,从中发现科学概念或原理,以获得知识。我们的实际操作为:对于教学中的某些内容,让学生自己预习,教师针对教学的需要布置任务------收集相关的资料,制作小实验。而在课堂的教学中让学生代表主持整个安排,教师作为“观赏者”、“评委”。流程如下: 确立收集实验结论 课题 资料 制作 证 这样不但激发了学生的学习兴趣,给学生提供了创新的动力,而且在课堂中让学生收集 资料 作为真正的主体,在思维上有了创造性的发挥;不仅让学生意识到学习的结果,更着力于让学生去主动发现问题,探求和解决问题,掌握知识的形成过程。 如:在高中物理第一册中“超重与失重”的教学中,笔者就曾与同组其他教师共同研讨(参照富阳中学的课题研究,结合本校的实际情况),于2002年11月28日在高一(12)班开设了如下的课堂教学: 1. 课题确立 在讲课的二个星期之前,预先把学生分成若干个小组,让学生 预习“超重与失重”。要求每组设计与制作说明超重与失重的小实验,并作出解释,同时挑择一位学生作为主持人。 2.新课引入 在学生主持人的主持下,由教师播放有关超失重的一些日常生活中的录像片段. 3.学生演示 让每组学生代表上台演示自己的小制作,同时主持人组织其他同学对实验进行论证。 片段A: 主持人:通过本节课的预习,不少同学设计了超重的小实验,请同学们仔细观察,听清其解释,然后谈谈你的见解。 叶树塘同学表演:找一条纸带,在纸带中间部位剪个个缺口,纸带的一端固定一重物,另一端用手拿住,小心提起重物,这时纸带没有断。然后向上加速提起重物,纸带就断了;或者提起重物急剧向下运动后突然停住,纸带也会断裂。 解释:在本实验中,如图(7)当重物以加速度a向上运动时,重物受到重力G和弹簧秤的拉力F作用: 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第11页 由牛顿第二定律 F- mg = ma 所以 F,m(g,a) 图(7) 这时拉力大于重物所受的重力,当拉力达到纸带承受力时(纸 带就断裂了。这种对物体的拉力(或支持力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。当重物由急剧向下运动到停住前这段时间内,重物做向下的减速运动,也属于超重现象。 片段B: 主持人:对于失重状态,同学们也设计了不少有趣的实验,让我们来看一看,听一听,评一评。 汪佳同学表演:找一小手电筒,使其后盖向下而竖直放置。旋松手电筒后盖,使手电筒刚好不发光。然后让手电筒分别作下列运动:,.自由落体运动;b.竖直上抛运动。 你会看到手电筒在运动过程中都闪光了.(要始终让手电筒在运动中保持平衡) 解释:在本实验中,如图(8)当手电筒作自由落体运动或竖直上抛运动时,手电筒处于完全失重状态,由于后盖中的弹簧要恢复为原长,使得电路处于导通。 图(9) 图(8) 王平同学表演:如图(9)所示,将两个环形磁铁穿插一根稍粗糙的直捧上,使两磁铁的N、S根相对放置。当直棒水平时,调节两磁铁位置,使得它们恰好不相互靠拢。现在,把整个装置自由下落,将看到什么现象呢,如果你手捧整个装置,蹲下后突然站立起来,又将看到什么现象, 片段C: „„等 2. 论证 教师对学生小制作点评„„等。 又如:对于高中物理第一册中“动量定理” 的实验,如此设计:同样在讲课的二个星期之前,预先把学生分成若干个小组,让学生思考如何使从2m高处自由下落的玻璃杯而不会摔破,方法及所用器材不限而设计一个实验。学生反应十分强烈,并且积极的参与这种趣味性的探究式实验中,最后设想出了许多的实验方案。并在课堂上进行实际操作。诸如: 1. 在地面上铺上厚厚的细沙子或海棉、泡沫等 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第12页 2. 用弹性较好的橡皮绳捆住玻璃杯 3. 直接在玻璃杯的外面包上厚厚的泡沫 4. 让玻璃杯倒扣在水桶中,让它与水桶一起下落 5. 让玻璃杯带上一个“降落伞”„„等 学生通过对自己所设计的实验的原理解释,十分自然地得出动量定律。 (五)开放性自由探究 探究性趣味实验在课堂教学中开展的广泛程度,其中时间是制约的主要因素。然而课外活动提供了广宽的空间与时间,学生有更多的时间去收集、处理、分析资料,积极主动地探索问题,实际有效地解决问题。这样更有利将趣味实验进行开放性的自由探究,从而更大程度上发挥学生的潜在能力,使学生在研究物理问题时倍感亲切,有利于学生兴趣的激发和动手能力及创造精神的培养。而活动的开展可多样性,不限于形式。 学校自2002年2月起,确定每学年的5月份为“科技月”。 我们课题组成员积极响应,充分利用这样的活动月,至今有效的开展了两次活动,活动内容都以学生的小制作为主题而展开。基本设计如下:引导学生用生活中常见、便宜的器材(或废物)做实验,同时将部分探究性小实验改编成有趣的个体或团体竞赛游戏,让学生能在轻松愉快、刺激的气氛中学习知识。 如:在今年的“科技月”中,便要求学生制作“结合课堂教学内容,自己收集、分析、处理资料,以矿泉水或可乐瓶等为载体,制作能反映物理现象或原理规律的趣味性小实验”,并在学校“科技月------理科版”活动中进行当场表演,同时作出评比。 【活动过程】 主持人发言:同学们,欢迎大家光临缤纷物理游乐场。在这里,你可以在物理的天地里畅游;你将会有一份意想不到的收获。 演示,:水火箭 导入:火箭升天这一壮观景象,大家想必都未曾亲眼目睹吧,那么,今天我就要让大家见识一下。有请我们的表演师—— 演示: (高二3班汪佳海,获一等奖) 如图(10),一级水火箭在表演师打了气之后,一下子便腾空而起,竟有十几米高。 图(10) 启示:水火箭的原理与现在真正的火箭没什么区别,都是利用了反冲的原理。 材料准备:可乐瓶一只,带孔橡皮塞一只,气门芯一个,橡皮垫圈若干,橡皮管一条,塑料管若干米,打气筒一支。 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第13页 演示2:水顶球 导入:这里有一根长长的硬管和一只乒乓球,谁能使乒乓球稳定地站在硬管的顶端,这几乎是不可能的事情,但是看看我们的魔术师„„ 图(11) 演示:(高一8班张肖洋,获二等奖)如图(11),用打气筒将气体从配有气门芯的导管输入可乐瓶中.哗~一柱水柱从另一玻璃导管中高高喷出,再将乒乓球放在水柱之上,乒乓球便旋转飞舞而不下落。 材料准备:1、铁桶一只两个,尖嘴玻璃管三支,双孔橡皮塞两个,气门芯两条,橡皮管若干条、沙子,打气筒两个。2、尖嘴玻璃管若干,铁架台若干,高压水龙头、沙子。 演示3:大鱼吃小鱼 导入:这里有几个有趣的玩具,材料简单,回去后,大家也可以做一个来玩。 图(12) 演示:(高二11班孙罗怀,获二等奖)如图(12)的装置当中,取一个约30厘米高的塑料瓶,将彩色塑料片剪成各种形状,大小适当的小鱼,用10厘米左右长的一端系住小鱼,另一端系在铁钉等重物上,放到塑料瓶里,使得小鱼能浮在瓶子的中下部,再给小玻璃瓶添上鱼鳍,做成大鱼。(表演“大鱼吃小鱼”的时候,只要演员一捏可乐瓶,大鱼就游到水里吃小鱼了,多有趣。表演“旋转浮沉子”的时候,同样只要演员一捏瓶身,小药瓶就往下沉,一松手,小瓶子就一边旋转一边浮起来了)„„ 诱思:表演“沙漏浮沉子”的时候,将瓶子翻转,你猜瓶子里的浮沉子会怎样,这涉及到浮沉子所受到的压力与浮力之间的关系„„ 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第14页 材料准备:彩色塑料若干,可乐瓶三只,圆形透明药瓶两只,铁钉一枚,细绳若干条,万能胶一支,沙子,螺旋管一支,橡皮膜四张,橡皮筋若干条,玻璃小药瓶两个。 演示4:静电除尘 导入:静电除尘,大家应该听说过,可能有些同学还用过了。它对环保起了很大的作用。这里我们就有一套静电除尘的简易装置。 图(13) 演示:(高二12班金峰,获一等奖)点燃蚊香,摇动起电机,从投影屏幕上可看到烟雾越来越少。 诱思:一般灰尘都带有些微电荷„„ 材料准备:裸铜线一条,导线若干,起电机一台,幻灯机一台,蚊香一根,火柴,塑料瓶一个。 演示5:浮力的产生 导入:你有办法让乒乓球沉在水里吗,不用手或其它工具接触乒乓球,你能让它浮起来吗,如果可以,是什么力量使它浮起来的, 图(14) 演示:(高一8班李琦,获二等奖)把乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出(由于乒乓球与瓶口接触不严密),乒乓球不上浮,(这是因为乒乓球上表面受到水的压力,而下表面基本没有受到水的压力);接着用手指堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来.(原因是此时乒乓球上、下表面均受到水的压力,显然下表面所受的压力向上,而且大于上表面所受的压力,它才能浮起来) 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第15页 材料准备:透明矿泉水瓶一个(去掉底部),乒乓球一个(直径略大于瓶口内径)。 „„ 以上为表演相对比较精彩的一些实验制作,其他制作以下统一作简单介绍: (证明大气压的存在,及说明气体的压强) (气体的性质:密封气体的P、V、T之间的关系) (半自动潜水艇) (电磁感应) (砂漏-----失重?) 探究性实验容易引起学生探究的兴趣,形式多样,思维和活动的空间广阔。它可以巩固和加深对物理知识的理解和掌握;全面培养学生科学地收集、处理、分析和表述信息的能力,解决实际问题的能力和相互交流协作的能力,为继续学习和投入社会工作打下基础;培养学生克服困难、锲而不舍的精神,并从中获得一种意志、个性上的自我完善的满足感和愉悦感。 第三节 组织课外实验探究---水果生电的探究 一(探究目标 1( 通过实验知道生物体也可以产生电; 2( 会选择适当量程的电流表和电压表并进行测量,学会处理所记录的数据; 3( 学会用控制变量法探索影响电流和电压大小的因素; 4(经历拟订简单的科学实验方案的过程,通过体验应用科学规律去解释生活中的现象,领悟大自然的美妙,激发学生乐于探索自然的兴趣。 二(引入课题 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第16页 化学电池是生活中常用的电源,世界上最早的化学电池是意大利物理学家伏打(Alessandro Volta,1745—1827)设计并制成的。他把银和锌作为两个电极插 入食盐溶液中,制成了最简单的化学电池——伏打电池。 如图所示是简单化学电池的原理图,在这个电池中,一个 电极是铜片,另一个电极是锌片,电解质是稀硫酸。化学 反应发生在电解质和电极之间,反应使锌电极带上负电 荷,铜电极带上正电荷。因为两个电极带异种电荷,它们 之间就存在了电压。电压引起了电荷的流动。 水果(苹果、橙子、橘子、西红柿等)中含有大量的水果酸,它也是一种很好的电解质,我们设想如果在水果中插入两个电极,会不会象化学电池一样能产生电流呢,本案例利用苹果制作化学电池,来研究苹果能否产生电流,以及决定苹果所产生电流大小的因素。 本课题是学生在学习了电流和电路后开展的研究,此时学生已经知道了电流的概念及一些常用的电器元件,如电池、电流表、电压表等。也知道了金属中有自由移动的电子,这些电子平时它们的运动是杂乱无章的,一旦接上电池后,它们就受到了推动,出现了定向移动,于是形成了电流。同时学生也知道一些常用的电池及干电池的内部结构。教师在此基础上可以提出,除了干电池外,有没有湿电池,从而提出化学电池的概念。接着教师提出:水果也能制作电池,你来试试好吗,哪种水果、电极组合更好些,之后由学生讨论寻找材料,设计实验方案。 三、实验器具(分组准备) 1(两枚镀锌的钉子,两片约10cm长的铜片,几根导线,两小块黏土,4只电线夹子(带弹簧),几只大小不一的苹果(或西红柿、土豆等) 2(不同量程的电流表(其中一种是微安表,即灵敏电流表G)、电压表、发光二极管(或者圣诞音乐卡片)。 四、活动展开 1(发现并提出问题 请同学们把准备好和器具(如图) 放在桌子上。 指导学生把镀锌的钉子插入苹果 中(留出约3~4cm的钉子在苹果外 面),同时把一片铜片插进苹果。在钉 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第17页 子与铜片露在苹果外面的一端连接上导线,将两根导线的另端放在自己的舌尖上,让他们谈一谈自己的感受。 教师问:为什么从插在苹果上的钉子与铜片接出的导线放在舌尖上会感觉到麻呢, 【这个问题的发现和提出是非常自然的~它是全班学生在教师设计的教学情境中主动感受到的~使学生在惊奇中产生探究的欲望】 教师再问:怎样用实验来检验你的结论,苹果电流的大小可能与哪些因素有关, 2(进行猜测或假设 热烈的讨论在各组中进行,学生们相互议论,认为苹果电流的大小可以用量程小的电流表来检测,并尝试用不同量程的电流表去测量,看哪种电流表的指针偏转较明显。 猜测:电流的大小可能与下列因素有关, ? 苹果电池电流、电压的大小和苹果大小有关; ? 苹果电池电流、电压大小与电极插入的深度有关; ? 苹果电池电流、电压大小与电极的大小有关; ? 苹果电池电流、电压大小与电极间的距离有关;; ? 苹果电池可能会驱动小电珠和音乐卡等。 3(设计实验,制定方案 教师将学生提出的各种猜想写在黑板上,然后请全班同学设计实验,证实哪个猜测是正确的。每组可选择一个猜测,针对猜测设计相应的实验。 当学生们开始进行实验时,他们不知道如何控制变量。这时,教师作出了关键性的指导,即帮助学生理解什么是实验中的变量,理解为什么每一次应该保持一些变量不变,只改变其中的一个变量,以及如何改变这个变量。 4(实验操作和记录数据 各组通过实验,记录了数据。以 下是某次实测的结果,供参考。 (1)研究苹果电池电流、电压的 与苹果大小关系 让学生分小组进行实验操作:把 苹果、钉子、铜片、夹子、导线、电 流表(电压表)按照片所示接好,每测完一次电流和电压,从苹果上切去1/4,参见表1 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第18页 1 1/4 1/2 3/4 苹果大小 110 105 110 120 短路电流I(μA) 0.28 0.25 0.25 0.28 开路电压U(V) 苹果电压和苹果大小的关系苹果电流与苹果大小的关系 0.3120 0.21100.1 10001个3/4个1/2个1/4个 1个3/4个1/2个1/4个 (2)研究苹果电池电流、电压大小与电极插入深度的关系 逐步将钉子、铜片插到苹果中去,插入深一点,读一次电流和电压的值,参见表2 1 2 3 4 5 6 电极插入深度h(cm) 50 70 100 130 160 180 短路电流I(μA) 0.12 0.18 0.22 0.27 0.30 0.34 开路电压U(V) 苹果电流与电极插入深度的关系苹果电压与电极插入深度的关系 2000.4 0.31000.2 0.10 01厘米2厘米3厘米4厘米5厘米6厘米 1厘米2厘米3厘米4厘米5厘米6厘米(3)研究苹果电池电流、电压大小与电极大小的关系 改变电极大小的方法,选用宽度不同的铜片,保证每次接入电路时,铜片插入苹果的深度是一 样的,结果参见表3 0.4 0.55 0.7 0.9 电极宽度d(cm) 90 100 110 115 短路电流I(μA) 0.18 0.19 0.20 0.22 开路电压U(V) 苹果电压与电极宽度的关系苹果电流与电极宽度的关系 0.3150 0.2100 0.150 00 0.4厘米0.55厘米0.7厘米0.9厘米0.4厘米0.55厘米0.7厘米0.9厘米 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第19页 (4)研究苹果电池电流、电压大小与电极间距离的关系 固定一个电极,将另一个电极沿直径方向移动,以改变两电极间的距离。测得的结果参见表4 4.6 3.3 1.8 0.9 电极间的距离L(cm) 130 140 150 170 短路电流I(μA) 0.22 0.30 0.35 0.40 开路电压U(V) 苹果电流与电极间距的关系苹果电压与电极间距的关系 2000.6 0.4 100 0.20 04.6厘米3.3厘米1.8厘米0.9厘米4.6厘米3.3厘米1.8厘米0.9厘米 5( 测量数据进行分析处理 对各次测量的数据,绘制相关图线,见上所示。 6(对实验结果进行解释 在学生们分析数据和讨论的基础上,对实验的结果作出解释,让学生在相互议论中得到初步的解释: ? 苹果电池,哪端是正电极呢,哪端又是负电极呢, 苹果电池和化学电池非常相似,其中铜电极是正电极,另一个电极是负电极。 ? 插入苹果中的两个电极增大,电极与果酸的接触面积增大,反应变得强烈,产生的电流(电 压)相应增大。 ? 两个电极越靠近,中间隔的果肉就越少,也就意味着两个电极之间的电阻减小了,流相应地 就增大了,所以苹果电池电流的大小还和两个电极间的距离有关。 ? 苹果的大小会不会对其产生的电流有影响呢, 两个电极的大小一定时,一定的时间内和两极发生化学反应的果酸的量是一定的,苹果的大小对其产生的电流(电压)的大小没有影响。 ?电流怎么会逐步消失了呢, 将苹果电池的两个极直接用导线连接起来,每隔一定的时间测一次苹果电池的电流和电压,直到电放完为止。 苹果中的果酸均匀地分而在苹果中,要与电极发生化学反应,要从苹果的各个部位慢慢地到达电极附近,所以苹果中的果酸要用很长的时间才能被反应完,相应地电流也要持续很长的时间。正 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第20页 因反应缓慢,所以产生的电流很小的,苹果电池两端的电压也是比较小的。 7(感受成功的喜悦 研究苹果电池的驱动能力:将用发光二极管分别联接1个苹果电池、2个苹果电池串联,3个苹果电池(相串联)„„直到发光二极管发出光亮。 苹果电池的电流估计只有几十到几百微安,电压也只有零点几伏,所以无法驱动例如电子表、计算器,小电珠等仪器和设备。虽然苹果电池产生电压都比较弱,但由于苹果电池产生的电流持续的时间较长,我们可以将多个苹果电池串联以达到驱动仪器和设备的目的。 将音乐贺卡上的发光二极管拿下来,分别测试1个苹果电池、2个苹果电池串联,3个苹果电池串时发光二极管发光的亮度。 还可用音乐卡片上的音乐集成电路能否发出声音来检测。把音乐卡片上的音乐集成电路接上电池,便能听到美妙的音乐,而且其中还有一个发光二极管,故有音乐的同时还伴随着发光。 8、活动的拓宽延伸 延伸1:只有苹果能产生电吗,试一试橙子、橘子、西红柿等其它水果。比较一下这些水果当中哪一种产生的电流强,电压高。 活动提示:不同种类的水果形状、大小可能不同,相互比较时,为了控制量的相同,可以先将所有的水果都榨成汁,然后将水果汁放在烧杯中进行比较研究。 延伸2:苹果的成熟程度对苹果电池的电流和电压的大小有没有影响呢,如果我们的假设经过实验证实,这一结论将有怎样的实际意义呢, 活动要求:再进行研究前,要求学生上网查资料,了解苹果成熟过程中化学成份的变化。然后回到课题中,分析苹果的成熟度对苹果对有影响的因素。 活动提示:为保证实验的科学性和实验数据的有效性,到苹果园去摘两个同棵树上的成熟程度不同的苹果(其它水果也行)。 我们在研究几个量之间的关系时,常确定某几个量,然后研究剩下的两个量之间的关系。这种方法我们称之为控制变量法。从我们得到的数据中可以分析得出苹果产生的电流和电压与苹果的大小无关。但我们在研究的过程当中,因为改变苹果的大小同时也改变了两个电极之一间的距离。这个改变对实验的结果有一定的影响,但影响不是很大。从电极之间的间距对苹果电流、电压的影响数据中可以看出,其它的因素保持不变的。这些因素都做了充分考虑后,实验的结果是可靠的。 五(案例评析 本案例的内容集电学、声学、化学、生物等知识于一身,体现了综合性;实验设计得比较精细, 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第21页 可操作性强;探究的活动比较全面,探究具有一定的层次性。案例中的教学过程,涉及到了观察、猜测、实验、分析、讨论、计算、交流等,由于学生的参与而比较复杂,因而需要一定的时间。本案例中,所有的探究活动的开展是开放式的,教师除了必要的指导外,都有学生自己来完成。学生在教师的引导下进行交流和讨论,推动探究活动向纵深方向发展。案例最后安排了学生自己亲手做成了电池,欣赏到了音乐,全班同学都浸沉在探究自然的乐趣之中,体验到了成功的喜悦。 (赵力红编写) 第四节 课堂教学实验探究---“摩擦力”探究 一、教材的特点 这是一节科学探究课,教材以探究滑动摩擦力与哪些因素有关为主线,安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程,让学生经历探讨滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中,主动获取知识的精神。 二、教学目标 按照课程标准,本节的教学目标如下: 知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系;知道增大和减小摩擦的方法,并能在日常生活中应用这些知识;进一步熟悉弹簧测力计的使用方法。 经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程,体会怎样进行科学的猜想,理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。 三、教材的重难点 本节教材的重难点是引导学生进行探究。对于教材中的知识点,学生大都能理解和掌握,但更重要的是让学生在探究能力培养和探究过程体验方面,通过对影响滑动摩擦力大小的各种因素的实验探究,突出“猜想与假设”这个环节,同时认识在探究过程中“变量控制”的意义和方法。 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第22页 四、教学设计思路和教具(见下,从略) 五、教学过程 探究活动的第一步是学生进行猜想与假设 在学生认识到摩擦力的存在后,向学生们提出了问题:同学们猜一猜滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关呢, 要注意引导学生进行科学的猜想,在学生说出他的猜想后,可以问问他“你为什么要这样想呢,”在各种猜想均列出后,我向同学们指出,摩擦力产生的机理和制约因素都很复杂,对摩擦的研究已形成一门系统的学科“摩擦学”,其中一些问题至今仍在探索中。今天,我们只对三个猜想进行实验探究:滑动摩擦力的大小是否与压力有关,是否与接触面的粗糙程度有关,是否与物体运动的方向有关,并将全班分为三个大组,每组用实验探究一个猜想。 怎样证明学生自己的猜想,我先让学生独立思考,再让他们交流讨论,然后我有针对性地请了一位同学来说说他们组讨论的探究。在这个过程中,我注意对学生进行适当的引导点拨,启发学生,问他们“大家赞同他的方案吗,其他同学还有没有更好的实验方案,”同时提醒学生注意影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个,我们这组的同学是要研究压力的变化对滑动摩擦力的影响,那我们应如何设计实验才能知道滑动摩擦力的变化是由这个因素引起的,而不是由其它因素引起的呢,通过学生的思考、交流和讨论、老师的点拨,学生都会制定出正确的探究计划。 学生进行实验与收集数据,分析论证得出实验结论 实验前,提醒同学们注意实验器材的选择,提醒学生注意实验时要水平匀速拉动弹簧测力计。至于有同学问到为什么在匀速状态下,弹簧测力计的示数就是木块所受滑动摩擦力的大小,可以告诉学生我们将在第六章讨论这个问题,并对提出这个问题的同学进行表扬。在学生实验的过程中,我巡视各实验小组,帮助学生解决实验中遇到的问题。 实验结束后,在每个大组我抽取了三个实验小组公布自己的实验数据,全班同学共同对这些数据进行分析,得出实验结论。无论学生的猜想是否与实验的结论相符,都要对学生进 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第23页 行鼓励,肯定他们的这种实事求是的探索精神。同时鼓励有兴趣的同学还可以在课后继续探索滑动摩擦力是否与其他因素有关。 在得到实验结论后,我继续引导学生们总结实验中采用的方法:如果一个物理量与多个因素有关,我们在研究某一个因素对该物理量的影响时,应控制其它与该物理量有关的因素不变,这种研究问题的方法叫做“变量控制法”。接着我再讲述:“变量控制法”是科学研究的一个基本方法,它适用于多因素问题的研究。它不仅仅适用于研究物理问题,也适用于其他科学领域问题的研究,在今后的学习和探究中,我们还要经常使用这个方法。 有很多增大和减小摩擦的事例都是学生们所熟悉的,而且学生们已经通过实验获得了滑动摩擦的有关知识,所以对于这个问题我组织学生自己进行讨论,我还鼓励他们提供更多有趣的利用摩擦、减小摩擦的事例,让他们自己用所学的知识来解释这些有关摩擦的现象,并总结出增大和减小摩擦的常用方法。在这个过程中,我只是适当地进行引导和点拨。 在减小摩擦的事例中,我上网下载了有关磁悬浮列车的资料和图片,并简单介绍了磁悬浮列车减小摩擦的原理,大大提高了学生的学习兴趣。 讨论假如生活中没有摩擦力 从上面的讨论中,学生已经知道摩擦力与我们的生活息息相关,摩擦力也并不总是有害的,接下来我让同学们继续讨论假如我们的生活中没有了摩擦力会是什么样呢,并让学生在课后完成“迷你小实验”,并将讨论的内容以“假如生活中没有摩擦力”为题写一篇小论文。 六、教学反思 第一点,学生按照教材的内容进行猜想时,要注意鼓励和引导学生打开思路,大胆地进行其它猜想。 第二点,要转变教学理念,不能走形式上的科学探究,要有效地组织学生进行科学探究,以达到教学目的。而这个教学环节对能否真正达到新课程的教学目标是极为重要的。特别是学生探究时的组织教学。 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第24页 第三点,由于这是一堂科学探究课,所以教师在引导和提问时,要注意问题的目的性和语言的技巧性;对于学生的看法和观点,要多使用鼓励性的语言,增强学生的自信心。 第四点,由于这一节教材的容量较大,本节内容对好班可一节课完成教学任务。但对平行班,最好是分为两节课来完成。第一节课完成科学探究,总结实验的方法叫“变量控制法”;第二节课再讨论增大和减小摩擦的方法,以及讨论“假如生活中没有摩擦力”。 附1:教学过程设计 新课引入: ?实验1:将甲、乙两书的书页依次交叠后(多几页),请两男生尽力拉两书背,但不能将两书 分开(学生感到惊奇)。 师:为什么甲书不能在乙书中拉出,其直接原因是什么, 生:是乙书夹紧了甲书。 师:乙书夹紧甲书的力是一种压力,并不符合二力平衡的条件。因此甲书受到一种不同于重 力与弹力的一种新的力,叫摩擦力(引入新课)。 一(静摩擦力 ?实验2(介绍实验装置,边演示边指导) 双向测力计物块 千斤顶 海绵或木板 摩擦力研究实验装置 当缓缓转动千斤顶的转杆时,物块仍静止,记下测力计的读数,此即摩擦力的大小。 由实验得出产生摩擦力的条件: A、两相对静止的物体直接接触,在接触面上有压力产生。 B、两物体间有相对运动趋势。 ? 实验3:让学生分别用光滑与粗糙的筷子从烧杯中夹取浸在机油中的钢球。 得到产生摩擦 力的第三个条件: C、接触面不是光滑的表面。 ? 实验4:继续转动转杆,使拉力增大, 再继续观察。 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第25页 由实验归纳出结论: ?静摩擦力F的大小随使物体产生相对运动趋势的外力F的 12增大而增大,且F= F1 2 ?F方向跟相对运动趋势的方向相反。 1 提问:F的大小能否会无限制的增大呢, 1 ?实验5:A。缓慢拉绳,记下木块开始运动时的拉力值F。 B(木块上加适量砝码,测出F。 C(改变木块的接触面材料,再测出F。 结论: 静摩擦力的特点是: A、 静摩擦力存在一个最大值------最大静摩擦力F m B、 F大小由压力N和接触面的材料粗糙程度有关。 m :手握啤酒瓶。 ?实验6 提问:握紧瓶子,为什么瓶不易滑下来, 引导学生:握得紧,实际上是F变大了,F的增大使得静摩擦力将有一个较广泛的取值范围。 mm 二、滑动摩擦力: ?实验7:继续绞紧细绳,木块作匀速运动,记下拉力值F; 改变材料,拉动小车,记下拉力数值F; 并测出木块重G; 适当增加砝码,拉动小车,记下拉力数值F; 分析得出: ?滑动摩擦力的产生条件:相互接触的两非光滑物体间有相对运动。 ?f动?N,即f动=µN。f的方向跟相对运动的方向相反。 ?实验8:学生随堂分组实验-----测出木—木的滑动摩擦系数: FF1.2N µ ====0.3(并对照课文) FG4.0NN FF3.0N木—海绵 µ === =0.75 (并对照课文) FG4.0NN ?实验9:?改变木块的表面的接触面积,拉动小车,观察拉力。 ?木块下垫圆棍,拉动小车,观察拉力。 得到:滑动摩擦力大小与两物体间的接触面积基本无关,滚动摩擦力极其微小。 请同学们举手回答,摩擦力在生产技术中应用(指导学生阅读课文) ? 实验10:儿童玩的吸壁球--------吸壁球的表面由许多塑料小吸盘组成。当你把球随意扔到 平整的墙壁上、玻璃上和板壁上时,就被吸在壁上,过一会儿才能落下来。 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第26页 提问: 这是为什么,如何解释, f ?实验11:演示并 皮带运输机上货 物所受摩擦力的F N 方向。 作业 1( 课题研究G (见附 录) 2( 课本练习(略) 附录2 课题研究 —— 对摩擦力的研究 1、研究影响滑动摩擦力的因素。 你所用弹簧秤的最大示数 N , 最小刻度 N。 (装置图) 滑块的重量是 N。 画出你所设计的实验装置简图: (1)研究滑动摩擦力与接触面间的压力关系: 表1:在接触面材料、面积一定的条件下: 接触面间压力 摩擦力F 结 论 (2)研究滑动摩擦力与接触面积的关系(表2略): (3)研究滑动摩擦力与接触面间性质的关系: 表3:在接触面间的面积、压力一定的条件下: 接触面的性质 摩擦力F(N) 动摩擦因数 木块—玻璃 μ = 1 木块---毛巾 μ = 2 二. 研究静摩擦关系: 1( 画出静摩擦力f与水平外力F关系的图线。 f /N (木块与毛巾之间) 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第27页 其中最大静摩擦力f= N, m 滑动摩擦力 f = N。 结论: . (2)最大静摩擦力与接触面间压力大小的定性关系: 接触面间压力N 最大静摩擦力 结 论 3、写一篇300字左右的短文并做好交流报告:,以下内容任选一项, ,1,摩擦力利弊应用之我见。 ,2,有人认为摩擦力产生的起因是因为接触面间齿状不平~你以为如何,科 学家目前对摩擦力产生原因的研究是如何,,可参见www.0-100.com.cn/4/等, ,3,突然间, 所有的摩擦力都消失了,请你想象并描述你周围的世界将会怎样? 4、指导教师的评价 (赵力红设计,本课曾获浙江省物理教学优质课一等奖) 第五节 运用课堂小实验探究 声音的传导感知 一( 探究目标 1( 声音的发生和传播 2( 了解耳朵和骨传导知识 二(引入课题 如果你用录音机录下自己的声音,再放出来,你一定以为会听到自己的声音。可是,奇怪的事发生了,录音机里发出的好象并不是自己的声音。你问周围的同学:“这是我的声音吗?”周围的同学点着头说:“一点儿也没错,这就是你的声音。”这究竟是怎么回事呢? 三(活动展开 1(分组观察 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第28页 分2位同学一组,合作进行下列实验: ? 先用手拿住铅笔的一端,敲另一端,听一听声音; ? 用手指将耳朵堵住,再听听敲铅笔的声音; ? 请同学用手指将耳朵堵住,再用牙齿咬住一端,敲另一 端,看看能否听到声音;如果铅笔的一头先后抵在前额、 耳后的骨头上,再听听声音。 取一只铅笔,一端用牙齿咬住,另一端抵在一只机械手? 表的底盖上面(手表可以反面放在桌子上),注意听,你 是否可以清晰地听到手表“滴答、滴答”的声音, 2(小组讨论 ? 人靠耳朵来听声音,耳朵通过什么途径感知声音呢, ? 查阅有关资料,人耳的构造是如何的,在什么条件下,人耳就会失去听觉, ? 如果只是人耳的鼓膜损坏而失去听觉,能否通过其它途径将振动传递给听觉神经, ? 音乐家贝多芬耳聋后,就用牙齿咬住木棒的一端,另一端顶在钢琴上,为什么这样就能听 到自己演奏的琴声, 我们知道,声音是由物体的振动而产生的;声音可以通过固体、液体或气体来传播,而且在固体中传播得更快。离开了媒介物,声音就无法传播。我们平时听到的各种声音,例如别人的说话声,是由空气传播给我们的。离开了空气,物体的振动不能传到耳膜,耳膜不发生相应的振动,人就听不到声音。可是,声音有时也能通过人的骨骼直接传人内耳,和从空气中传到耳膜的声音不一样。我们听到的“滴答”声,就是通过铅笔、牙齿传到颅骨、再传到内耳神经的。像这种声音通过头骨、鸽骨也能传到听觉神经而引起听觉的传导方式叫做骨传导。一些失去听觉的人可以通过骨传导来听声音。 3(深化研究 分3-4人为一组进行实验: ?拿一根细绳,中间拴一个比较重的金属勺,然后把绳子两端各打一个套,挂在自己的耳朵边上,晃动勺子,让它撞在桌边上,这时,你听到的不是沉闷的撞击声,而是悦耳的铃声~ ?把一根绳子两头系在一起,然后套在脑袋上,另外拿支铅笔绷紧这个绳套,当你转动铅笔时,竟能听到隆隆的炮声! ? 再拿两把勺撞一下,迅速把一把勺贴到自己的牙上,你将听到什么声音? 再思考和讨论 ? 为什么同一种声音通过不同的物质传播后听起来会不一样呢, ? 通过不同的物质传播的声音听起来不一样的原因是什么? ? 你能设计实验来验证自己的猜想吗? ? 人自己感觉到的声音和别人听到的声音为什么并不相同, 杭州市继续教育网络课程 探究式教学与案例之二 2006。3 共29页 第29页 4( 查阅资料 你见到过助听器吗,阅读助听器的说明书或查找其它资料,了解助听器的工作原理的主要的性能指标。 四(案例评析 本案例探讨了人耳通过骨传导的方式来感知声音。教学时,建议把声音的知识教学与生物学中的人耳知识相沟通。相对由鼓膜的振动感知声音而言,骨传导这种方式学生较为生疏和感到好奇。本例通过同学的录音来引发学生的探究兴趣,通过众多的小实验来引导学生进讨论。当然,要善于发动全班同学来提出各种各样的问题。对于这些问题,教师可以选择地通过学生自己观察和设计实验,引他们对现进行合理地解释。 (赵力红编写)
/
本文档为【水果电池】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索