前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇初中物理弹力教学设计范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1 当堂自学的尝试:
案例1 电阻(部分)
环节1:当堂自学:预习课本并解决以下几个问题:1。改变电路中电流的方法有哪些?2。什么是电阻?单位是什么?常用单位还有哪些?它们之间的换算关系怎样?3。影响电阻大小的因素有哪些?用到什么研究方法?
过渡:舞台灯光亮暗需要调节,收音机的音量需要调节,电扇的转速也需要调节。它们都是如何实现的?——自学结果:改变电流。
问题:如何改变电流?——自学结果:改变电路两端的电压,改变接入电路中的导体。
环节2:活动14。1尝试改变电路中电流的大小。
设计电路图,并设计具体的实验方案。
尝试改变电压及接入导体,观察现象。……
环节3:电阻的定义及其单位(已自学,故简单介绍)。
环节4:探究影响导体电阻大小的因素。
猜想:影响电阻大小的因素可能有哪些?(以观察不同灯泡灯丝做为依据)
设计实验:在几个因素中,如何研究其中一个因素对电阻大小的影响?你需要哪些器材?如何操作?——自学结果:控制变量法。保持材料、横截面积相同,改变长度……评价并实验方案。
实验并记录数据,……
分析与归纳:电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的种类有关,电阻是导体本身的一种性质。
演示导体电阻还与导体的温度有关。
总结本堂课所学知识。
环节5:当堂归纳检测教学效果。
2 课前自学的尝试
案例2 电阻(部分)
环节1:课前自学任务:1。在家中收集不同材料制成的导线。2。家中调光灯是通过改变电路中的电流来实现的。思考:你有哪些方法改变电路中的电流?
环节2:活动14。1尝试改变电路中的电流。
①影响电路中电流大小的因素?——自学后的猜想:电路两端的电压、接入电路中的导体。
②需要哪些器材?设计实验电路图?
交流评估所设计的电路。电路中接入小灯的目的:首先能通过小灯的亮暗来显示电流的方法。其次能起到保护电路的作用。
步骤:将收集的某一根导线接入AB间,改变电池的节数,观察电流表示数的变化;电路两端的电压不变,改变接入AB间的导线,观察电流表示数的变化。
小结1:不同导体接在同一个电路中,电流大小是不同的,说明导体在导电的同时对电流有阻碍作用;同一电路中,电流越小,表明导体对电流的阻碍作用越大。
环节3:电阻的定义、单位及常用单位之间的换算。
过渡:活动14。1中的现象:电路两端电压相同,接入不同的导线,电流不同。表明所收集的导线电阻不同;观察你所收集的导线,请你猜猜影响导体电阻大小的因素有哪些?
环节4:活动14。2探究影响电阻大小的因素。
猜想:与导体的长短、粗细(横截面积)和材料有关。(以观察事实为依据)
设计实验:要探究一个物理量与多个因素之间的关系,怎样研究?如何比较电阻的大小?——渗透控制变量及转换的思想。电路图为图1。AB间接入导体如图2。
实验并记录数据,……测得数据后,电流、电阻用大小表示。(电流大可推得电阻小)
分析与归纳:材料、横截面积一定,导体长度越长,电阻越大。
材料、长度一定,导体横截面积越小,电阻越大。
长度、横截面积一定,铜丝电阻比不锈钢丝小。
通过分析灯泡为什么开灯时容易烧断灯丝,猜想,导体的电阻大小还与温度有关。
演示:导体电阻与温度的关系。
结论:大部分导体,温度越高,电阻越大。
问题是否所有物体的电阻都满足上述规律?
演示:绝缘体和导体的转化。
用所学知识解释为什么输电线路中的导线是铜制的?——在长短、横截面积相同时,铜的电阻小。
知识的迁移:我们希望输电线路中的电阻越小越好。科学研究发现某些材料在超低温的情况下电阻会变为零,这种性质称为超导性,具有超导性的物体称为超导体。
环节5:当堂归纳检测教学效果。
3 课堂观察对两种“先学后教模式”的反馈
3。1 自学不等于预习
通过分析课堂教学的生成,发现若课堂上仅仅是在规定的时间内对知识结构进行简单的建构即通过看书来预习,则学生在接下来的学习过程中就会部分失去探索的兴趣,不利于培养学生的探究精神。而正确的做法可以是学生课前观察相关的现象、收集相关的材料、或自制相关的学具等,这样做的目的就是在学生已有知识或经验与学生的最近发展区之间架设桥梁,从而降低学生达成学习目标的难度。
3。2 后教不等于重复
若自学是简单的知识建构,那么教学中重复进行知识建构的过程就显得非常多余,验证性的实验或过程使学生丧失了对于探究的体验。
可行的做法是以自学作为先导,例如电阻这节课,课前学生收集了不同的导线,而整堂课都可以围绕这些导线展开,既可以应用于活动14。1尝试改变电路中的电流。又可以引导学生猜想导体电阻与哪些因素有关。
一、挖掘教材设计问题,激发思维突出主体
初中学生在学习物理的过程中会遇到许多认知问题,正是这些问题成为了学生学习的心理动力和课堂教学的契机。初中生有很强的求知欲,时常会对课本中所叙述的知识感到不满足或不满意。教师就要通过充分挖掘教材,精心设计问题,给学生释疑解惑,拓宽思路,帮助学生完成学习目标。例如,在学习密度概念时,学生对比值定义法定义密度,总感到有些不太好理解,而且即使勉强认可了, 但是对于密度的真正含义是什么,还是不太明白。于是我就设计了如下一连串问题以帮助学生建立密度概念:
一团疏松的棉花和一团压紧的棉花,哪个里面的物质密集?(学生答:压紧的棉花)
若取相同体积的“疏松的棉花”和“压紧的棉花”放到天平上称质量,哪个的质量大?(学生答:压紧的棉花)
你知道相同体积的铁和铝,哪个的质量大吗?(学生答:铁,或不知道,教师用实验演示一下给学生看,铁质量大)
我们能否说铁比铝里面的物质密集?(学生答:可以)
可见,相同体积的不同物质的质量不同,能否反映它们中的物质的密集程度不同?(学生答:能)
因此简单地从字面意义上理解,物质的“密度”应该是指什么?(学生答:指物质的密集程度)。那么我现在再次问大家,不同物质的密度可以怎样来进行比较?(学生答:比相同体积下的质量)
那么人们应该在多大的体积下来比不同物质的质量较方便呢?(师生共同讨论得出结论:为了人与人之间交流的方便,应该在“单位体积”下比质量较方便)
那么实际当中物体的体积正好等于单位体积的情况很少,我们该如何得到物体单位体积的质量呢? (学生答:将一个任意物体的质量除以其体积即可)
现在你明白课本上的实验里要我们计算不同物质的“质量/体积”的值的用意了吗?
学生实验结束后再提问:
可见不同物质的“质量/体积”的值是否反映了物质的一种特性?
现在你能给物质的“密度”下一个科学的定义了吗?
这些问题多半是从教材中挖掘出来,有的虽然不是直接取自教材,但也是教材内容的合理拓展,通过这样层层递进的设问和讨论,不断激发学生思维的火花,使之成为有序的思维训练过程。
在课堂教学中教师还要善于把教材中既定的物理观点转化为问题,以展现知识的发生发展过程,借助具有内在逻辑联系的问题设计,促使学生思考,逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生真正成为意义的主动建构者。
二、联系实际设计问题,激发兴趣培养能力
传统的物理教学只重视纯知识的教学,教者为了使自己讲得清、讲得多,经常把自己的思维让学生套用,强加于学生,学生的思维得不到有效训练,思维能力得不到有序发展。久而久之,学生只会处理已简化了的物理对象和理想化的物理模型,遇到实际问题就不知所措。充分利用现代教育手段创设符合教学内容和要求的问题情景,增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣,形成学习的动机。例如,通过多媒体手段,展现实际情景:输送带送物、刹车滑行、跳水运动、小孩滑滑梯、荡千秋、亮度可调的台灯、光导纤维传送光信号、原子弹爆炸等。将这些真实的实际情景设计成对应的物理问题,如:静摩擦力问题、力与运动的关系问题、力的作用效果问题、能量的转化问题、单摆问题、滑动变阻器问题、全反射问题、核裂变问题等,穿插在平时的课堂教学中,加强理论与实际之间的联系,帮助学生建构当前所学物理知识的意义,逐步培养学生“主动观察自然---寻找问题---运用所学知识解决实际问题”的能力。
三、优化问题设计,遵循认知规律,培养创新思维
问题设计要符合学生的知识背景、思想现状和思维特点。问题设计要具体明确,避免出现提出的问题大而无当,内涵外延不明确,使学生无从下手。问题设计要精,能举一反三,触类旁通,切不可为问题而设问题,流于形式,耗费时间。
问题设计还要做到以下两个方面的要求:
(一)问题的设计要遵循学生的认知规律
教师与学生之间的交流应在“元认知级”,即教师的提问,不应是纯知识性的提问,而应该能使学生意识到是对自己认知能力的一次次挑战,要有利于促进学生认知能力的发展。因此问题的设计要有适当的难度和梯度,既要让学生有成功的可能,同时更要具有培养物理思维的价值,如一些能引起认知冲突的问题,能引起争论的问题,或一些能将认知一步步引向深入的后续问题等。教师要站在稍稍超前于学生智力发展的边界上(即最邻近发展区)来提问,通过提问来引导思维,切忌直接告诉学生应该做什么,即不能包办代替学生的思维过程。
(二)问题的设计要有利于学生建立思维模型,有利于培养学生的发散性思维和创造性思维
按学生主动性程度划分,物理教学的开展有三种形式:教师演示,学生模仿探究;教师引导,学生探究;教师提示点拨,学生自主探究。这三种形式中,学生探究的主动性、主体性与创造性程度不相同。物理教学中具体采用哪一种形式,一方面要看学生的技能、能力水平,另一方面还要看客观条件(如时间、实验设备)情况。但是不管哪一种探究,都要做好如下设计工作。
1 设计好认知措施
建构主义特别强调新旧知识、经验之间的对接、整合,实现有效的同化和有准备的顺应,达到认知的进步与发展,因此,任课教师非常有必要在课前对学生关于新知识的适应情况作全面调研。在传统教学中,这一点往往被忽视。那么,究竟作哪些调研呢?笔者认为,主要有两方面:一是哪些新知识可以通过同化进行认知,要调研学生新旧知识间的差距或台阶,是否具有表象基础、是否学过类似的方法,数学知识是否具备等方面。如由速度概念来建立对加速度的理解,前者表示位置变化的快慢,后者表示速度变化的快慢,这里方法相同,容易迁移,但后者物理意义更难以理解;磁场概念可以运用电场的表象同化来建立,但要注意它们有区别。二是哪些知识必须运用顺应,这是我们常常所说的难点。一般地,新旧知识在方法、表述上相差太大的,或者本身无法被同化时,则要通过顺应让学生接受,如电磁感应现象,初中是闭合回路的一部分导体“切割磁感线”,高中描述为“穿过闭合回路的磁通量的变化”,这两种表述差别较大,需要顺应学习。除了新知识的认知调查外,问题解决方面的情况也应作好相应准备。
2 设计好教学环境及素材
教学环境设计包括内外环境设计,内环境是指学生积极的学习心态,外环境包括物理环境和人际环境。物理环境的设计已经又很多这方面的成果,这里不再多谈。人际环境中要特别设计学生和学生合作、交流和讨论活动,以及教师与学生之间创建民主氛围的措施设计。比如一堂课中哪些环节设计为小组合作完成任务,哪些环节设计为集体讨论或分组讨论,是否设计交流探究成果的环节,等等。这些环节都是基于人际环境来开展的。对于民主氛围设计的措施,可以从总体上安排,如教师控制提问几个问题和多长时间,教师引导探究为多长时间,学生自主与合作探究多长时间,在课前都应做好设计,临场可以有所调整,但不应超过上限时间。对于激发学生积极心态的设计,必须有具体的措施,如明确新知识的重要性及对于后续学习甚至个人理想实现的意义,可以介绍知识在生产生活中的应用、科学人文等,也通过插播课堂录像片段或课件来实现。
3 设计好教学目标
设计教学目标要考虑来自两个方面的要求,一是课题的内容具有的教育教学功能,二是学生在此学习阶段的可接受性;前者反映了目标设计的内容要求,后者反映了目标设计的主体要求。就某一课题而言,这两方面相互作用而可能达到的认知、技能与能力、态度等的最近发展水平都应该成为课题教学目标。为了让学生有效地建构知识和发展能力,应该根据物理知识特点和学习条件,分辨出课题内容的主(要)目标和次(要)目标,主目标的实现是该课题教学的主要任务,次目标可以考虑在完成主目标的基础上有意识地延展任务来完成。例如,在课题的探究教学中,要探究的知识的结论获得和探究能力的发展这两个目标一般都是主目标,而培养兴趣等目标可以在引入课题和结果的运用等环节通过激发好奇心和动机来达成,通过发挥学生在探究过程中的首创精神来实现创新意识与创新能力目标等等。实际上,也有很多情况是完成主目标的同时也完成了次目标,例如科学态度的养成与发展。
4 设计好教学模块、环节
一般地说,课堂教学过程是由主目标指导下的若干环节组成,这些环节具有特定活动和完成特定功能。为了完成特定功能,必须设计每一环节活动及其措施。有些环节是物理教学常用的,如实验操作环节,它们一般使用的程序和方法变化不大,具有较稳定的结构,把这样的环节称为模块较合适;还有些环节是根据需要课堂上教师临时增加的,可以称为临时环节。因此,教学设计可以分为模块设计和临时环节设计。模块设计主要考虑它的功能、程序、所用方法、可能的难点及措施等,临时环节着重考虑其功能。物理教学中,模块通常有课题引入、实验设计、实验操作、数据分析处理、结论应用等;临时环节如知识铺垫性环节。在某一堂课中,该组合哪些模块和环节,各自占用时间多少要根据具体情况断定。一般地,模块可以主要在课前设计,临时环节可根据需要临时增加,次数不宜多,时间不宜长。如高中“电磁感应现象”的教学设计,“条形磁铁插入闭合线圈实验,及以通电螺线管代替条形磁铁的实验”可设计为模块,教师上课时发现“初中的部分导体切割磁感线实验”学生忘了,可以临时复习这个实验内容和结果,这就是临时环节。
5 设计好教学思维
关键词:阿基米德原理 教材内容 教学设计
浮力 问题解决
初中物理“阿基米德原理”一节是继“浮力”一节内容后,学生对浮力问题的进一步认识,由对浮力产生的原因及影响浮力大小因素的感性认知转向对浮力大小的数学原理的把握。因此,如何设计本节教学内容,才能更好地让学生掌握浮力的运算及浮力与影响因素之间的数学关系,使学生形成清晰的知识网络,这是值得我们深思的问题。
一、教材内容的分析
现行人教版教材“阿基米德原理”一节主要由两部分组成:第一,阿基米德的灵感;第二,浮力的大小。第一部分从“阿基米德鉴定王冠”的故事出发,得出结论:物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,它所受的浮力越大。然后通过一个实验让学生体验这一结论。最后引导学生得出推想“浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关”。第二部分承接第一部分内容,通过实验探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,从而得出阿基米德原理F浮=G排。最后,以一道例题结束了本节课的教学内容。
可见,教材给出阿基米德原理的表达式后,未再进行更深层次的挖掘。公式F浮=G排可以进一步分解为F浮=G排=m液g=ρ液gV排,即F浮=ρ液gV排。学生在学完这一节内容后,也可以应用公式G排=m液g=ρ液gV排,再根据阿基米德原理F浮=G排求解浮力问题,最终熟练运用公式F浮=ρ液gV排来解答与浮力有关的计算题。但这只是停留在公式表面的应用上,却不能深谙公式的物理意义。
针对以上教材中存在的问题,我对本节内容进行了全新的设计,揭示了“阿基米德原理”的本质及其表达的物理意义,并突出了与上一节“浮力”在研究意义上的整体性。
二、原理本质的教学设计
为了使 《浮力》一章的学习内容形成一个具有内在逻辑性的整体,能够更好地揭示“阿基米德原理”的本质,我运用了“问题解决”的教学模式。事实上,问题解决是人类的一种基本学习活动,问题解决的过程是学生获取知识的主要途径,学生的学习也是一种学科问题解决的主要过程。从上一节“浮力”得出的“如果物体浸在液体中的体积越大,液体密度越大,那么浮力就越大”的结论出发,我将本节课的教学内容间的关系设计如图1所示:
首先,由决定浮力大小的因素出发,提出问题:浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么?即F浮与ρ液、V浸之间的函数关系。然后,教师引导学生通过阿基米德的故事得出,使问题转变为F浮与ρ液、V排之间的关系问题。所以,探究实验中需要测量的物理量有F浮、V排,液体的密度可以查找密度表,通过实验数据得出。
公式F浮=ρ液gV排回答了最初的问题,F浮与ρ液、V排之间是比例系数为g的正比例关系。公式F浮=ρ液gV排是浮力的决定式,直观地描述了浮力与液体密度、排开液体体积之间的关系,而与物体自身的密度、体积以及重力没有关系,同时阐明了公式自身的物理意义。
对公式F浮=ρ液gV排进行整理得出G排=m液g=
ρ液gV排,进而推导出阿基米德原理F浮=G排。阿基米德原理不仅提供了一种计算浮力的方法,还明确了浮力与各影响因素之间的关系。
“浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么?”这一问题的提出既承接了上一节课的内容,又开启了本节课的内容,学生依据问题而展开思考和探究,对浮力的研究形成了一个体系。为了回答这一问题,探究实验不再探究浮力与排开液体重力之间的关系,而转变为探究浮力与液体密度及排开液体体积的关系,这样浮力与各影响因素之间的函数关系就一目了然了。最后通过理论推理得出阿基米德原理。我认为,阿基米德原理揭示了浮力与各影响因素之间的关系,这也是阿基米德原理的本质内容。
三、教学设计的讨论
“问题解决”的教学模式实现了对于阿基米德原理的教学设计,联结了前面学过的决定浮力大小的因素,使《浮力》一章形成了一个完整体系,问题解决贯穿于整个章节,彰显了教学设计的逻辑性。此外,教学设计通过对问题的回答,揭示了浮力与各影响因素之间的关系,挖掘了阿基米德原理的本质。
1.问题解决教学模式――突显教学设计的逻辑
教学逻辑是学生构建清晰认知结构的关键,因此,必须捋清教学设计的逻辑关系。所谓教学逻辑就是教学过程中各要素所呈现的顺序,其顺序不是简单的罗列,而是把各要素联结起来的节点。如果找到了知识间的逻辑关系,学生会更容易地把握知识间的联系,从而建立起整体性的知识网络。本节的教学设计以问题为线索――教学逻辑的节点,通过对问题“浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么”的层层剖析,逐步深入本节课的教学内容。探究实验是为了解决问题而做的,实验结论揭示了问题的答案,阿基米德原理是对结论的总结与升华,整个教学逻辑清晰了然。
2.浮力与各因素间的关系――阿基米德原理的本质
在上一节“浮力”中已经介绍了浮力的两种计算方法,通过弹簧测力计的示数变化求解浮力和根据浮力产生的原因计算浮力,而本节课“阿基米德原理”又提出了另一种计算浮力的方法。事实上,仔细研究两节的内容会发现它们之间存在一定的内在联系:“浮力”一节中给出了影响浮力大小的因素即物体浸在液体中的体积与液体密度,但没有给出浮力与这两个影响因素之间的具体关系;而“阿基米德原理”一节,恰好解决了上一节课未解决的问题,公式F浮=ρ液gV排不仅回答了浮力与各影响因素之间的关系,而且也体现了阿基米德原理F浮=G排的意义所在,揭示了阿基米德原理的本质。
参考文献
[1]人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材开发中心.物理(八年级下册)[M].北京:人民教育出版社,2012.
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[3]胡扬洋,耿爱霞.浮力增量公式的推导与应用[J].湖南中学物理,2013(9).
关键词:初中物理;实验创新;设计
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2013)07-0204-02
物理实验是探究物理学的重要手段和方法,加强实验教学,不仅可以激发学生的学习兴趣、提高物理教学效果,还可提高学生的实验素质,有助于培养学生的创造性学习能力。所以实验的设计思路、实验器材的选择、实验效果等因素至关重要。因此教师有必要行动起来,因地制宜,针对学生特点,充分挖掘实验教学资源,拓展实验创新思路,设计科学的实验创新实验,才能激发学生的学习兴趣、激发学生科学探究的热情、培养学生的创新精神,有效提高物理教学质量。下面就我在教学中的一点感受与大家共免。
1.更新实验思路、简化实验装置
在教学过程中发现个别实验,受学校实验条件限制,按教材设计的实验进行实验有困难。准备一个探究实验耗费精力太多。比如探究比较不同物质的吸热能力,教材上实验所需要的实验器材也比较多:两个酒精灯、两个温度计、两个铁架台、两个烧杯、两个石棉网、冷水、食用油、火柴、秒表等,不利于实验的准备与操作。我将实验改为如图所示的装置进行实验:只需试管2支(型号相同、质量相等)、试管夹两个、温度计3支、热水(80-90℃)、冷水、食用油、秒表等,器材少多了。最主要是我将"比热容"的教学设计为在"热传递可以改变物体内能"的基础上完成本节课的教学。这样学生更容易接受和理解。这里热水放出热量内能减少温度降低,冷水和食用油吸收热量内能增加温度升高。四个学生一组按上图所示的装置进行实验,三个学生一人负责一个温度计,分别测量冷水、食用油、热水的温度,一人负责报时和作记录。每半分钟记一次温度值,直到三者温度相同为止。并将数据记入下表:
时间 / min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
冷水温度 /℃
热水温度 /℃
食用油温度/℃
分析表中数据完成以下问题:
(1)完成这个实验应控制哪些物理量?
(2)经过多长时间热水、冷水、食用油的温度相同?此时温度为多少?
(3)冷水和食用油,谁的温度变化的快?这说明要升高相同的温度,谁吸收的热量多?谁的吸热能力强?
(4)物理学中,用比热容来描述物质吸热本领的强弱.比热容是怎样定义的?物理量符号为( ),单位为( ).
(5)查比热容表,可以获得哪些信息?水的比热容是多少?它表示什么意思?
(6)这一过程中,热水放出热量内能减少温度降低,热水放出多少热量?(直接给出放热公式,作为例题讲解)
(7)冷水和食用油吸收热量内能增加温度升高,这一过程中他们分别吸收多少热量?(直接给出放热公式,作为例题讲解)
2.更换实验材料、贴近生产实际
在教学过程中发现个别实验只是为了说明一个物理原理而设置的,与实际生活相距较远,若做局部更换实验材料就能使实验贴近生产和生活实际,收到良好的教学效果。
如《热机》一节开头演示利用内能做功的实验,该过程中,燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功,把内能转化为机械能,这就是热机的工作原理。
我将这个实验进行了改进创新。教材上是酒精灯对水加热,使水和水蒸气的内能增加,水蒸气再对瓶塞做功。反映的是蒸汽机的原理。
我采用酒精灯对火柴加热,引燃火柴。火柴燃烧产生高温高压的燃气,燃气再对瓶塞做功。在这里酒精灯不再是"能量之源",它相当于汽油机的火花塞,瓶塞相当于活塞。这样改进有利于学生对汽油机工作原理的理解。火柴瞬间的燃烧更吸引了学生的注意力,也激发了学生的兴趣。更利于突出"热机都是把内能转化为机械能的机器"这一核心问题。为学生归纳得出热机的工作原理打下坚实的基础。
3.减弱影响因素、提高实验效果
在教学过程中发现个别实验的某些因素会严重影响实验的效果,若做行当改动,就会大大减弱这些影响因素的作用效果,提高实验的效果,便于学生对物理知识的认识和理解。