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一、《浮力》教学片段
师:我们把皮球浮在水面这类现象称为浮力现象,大家讨论一下生活中有哪些类似现象?
生:(分小组讨论后,交流。)鸭子在水中游泳,轮船水上航行……
师:针对浮力这种常见现象,你想知道哪些有关浮力的知识呢?
学生展开想象,分组交流、讨论,各抒己见,提出一系列问题。
1.浮力有方向吗?方向向哪儿?
2.物体在什么情况下才受浮力?水中下沉物体是否受浮力?
3.浮力大小等于什么?
4.浮力大小与什么有关?
师:(鼓励学生大胆提出问题,在黑板一侧板书学生提出的问题。)刚才这几位同学提的问题非常好!下面我们大家先讨论一下浮力有无方向,方向向哪?你的依据是什么?
学生分小组讨论交流,从不同角度阐述理由。
师:(板书浮力方向:竖直向上)大家知道皮球漂在水面上受浮力,那么在水中下沉物体是否也受浮力呢?讨论一下看如何用简单实验说明这一个问题?
学生分组讨论,利用学具实验探讨。
教师巡回指导,发现做实验好的学生典型。
生:(学生到讲台上演示实验)用弹簧秤测铝块在空气中重力,再将铝块浸入水中,发现弹簧秤示数变小,说明铝块受一个向上的力,即浮力,所以在液体中下沉的物体也受浮力。(将课堂还给学生,体现学生主体地位。)
师:(给学生点评鼓励)(板书一切浸入液体中的物体都受浮力)同学们思考一下,你能否归纳出测量浮力的方法?将答案写在纸上。
学生思考后,将结论写在纸上。
师:(投影多名学生写的结论,评价、鼓励学生)(板书F浮=G-F)这种测浮力方法是采用物理学法中哪一种?
生:等效转换法。
师:下面我们进行一个比赛,用大小相同的橡皮泥做船,用砂石做货物,看一看,谁做的船载的货物多?
(设计比赛,激发学生的兴趣,调动学生的积极性,培养学生的创造力。)
学生积极参与造船,气氛热烈。
教师巡回指导,找到载货最多的船与载货最少的船。
生拿着这两只小船在全班展示。
师:(引导学生观察分析,培养学生观察、分析能力。)大家根据这两只船在水中载货的多少不同,分组讨论交流,猜想影响浮力大小的因素是什么呢?
学生观察两只船的差异,分组讨论,大胆猜想,交流争论。
师:接下来做第二个实验,将饮料瓶慢慢压入水桶的过程,体会浮力的变化,观察水位变化情况,物体浸入液体中的体积变化情况。
学生分组做实验,观察、体会、讨论、猜想。
师:(让学生到讲台上做实验)将水桶中装满水,再将饮料瓶慢慢压入水桶中,体会浮力大小变化,(引导学生观察实验现象——溢出水的多少)进一步猜想浮力可能与什么因素有关?
实验者面向全体同学谈体会,学生观察实验现象,分组讨论、猜想、回答。
师:到底我们的猜想是否正确?需要用实验来验证。
学生讨论、交流实验方案,选取最好的方案。分组动手做实验,讨论交流,归纳结论。
师:(板书阿基米德原理:浸入液体中物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=G排。)根据这个结论我们可以看出浮力大小与排开液体的重力有关。
物体在气体中也受浮力,阿基米德原理对于气体也适合。
投影练习,学生巩固知识。
二、案例分析
《义务教育物理课程标准(2011年版)》明确指出:“使用身边随手可得的物品,进行探究活动和各种实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会,科学与日常生活的联系。”通过以上两节课感觉学生身边的各种物品就是一种重要的课程资源,是我们在实验教学中应该利用和开发的,上述教学片断正是很好的体现。
1.激发了学习兴趣,培养了应用能力。
利用学生身边的物品进行实验教学,一改过去的传统实验只能到实验室做实验的做法。实验室的实验器材都是现成的,这样限制了教师和学生的思维。认为只有用实验室的器材才能够做实验,这本身不符合人们的生活实际。用学生身边的物品做实验,给学生一种新的感觉,这种新的感觉正是我们过去对实验教学的误导造成的,也就是不注重挖掘身边的实验器材;每次实验都是利用现成的,从不想利用生活中的物品,或是教师一切全权,教师去寻找准备好了,学生用现成的,久而久之,学习的积极性就降低了。这样最大的危害使学生形成了一种依赖心理,不是自己去开发制作,这样培养出来的学生很难有什么创造力。生活中的物品无处不在,同时能够为我们可提供的实验器材也是取之不尽的。一旦学生能够养成利用身边的物品做实验的习惯,学生的创造力也就发挥出来了。这样更有利于激发学生学习物理的兴趣,培养学生应用物理知识的能力,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。
2.拓展了实验技能,加深了对知识的理解。
教学片断都选取学生比较熟悉物品进行实验教学,尤其让学生自己动手做实验取得了很好的实验效果;尽管有的实验不是很理想,但是从这个过程中获得的体会是难得的,这种经验从书本上是学不到的,它是对书本知识的一种拓展,这种拓展培养了学生的实验技能,同时加深了学生对知识的理解。这样的物理教学积极引导学生,从生活走向物理,从物理走向生活,拓宽了学生的视野,开阔了学生的眼界,这也是新课改倡导的。
3.有助于培养自主探究的优良品质和科学探究的实验精神。
调动学生利用身边的物品进行简单的实验,促进学生实验技能的提高,加深对物理知识的理解,同时是堂实验教学的有益补充,长期重视生活中的小实验能够培养学生实事求是的科学态度,形成严谨细致的作风和坚韧不拔的品质,有助于培养自主探究的优良品质。
总之,教师要注重将物理和生活相结合,教师不能仅限于教材实验,要冲出教材的小圈子,走出教材。要不断点拨学生,鼓励学生去体验。只有这样所学的知识才能是深刻的,同时也是最有价值的。要让学生养成一种习惯,这种习惯将会使他们终生受益,只要坚持下去,我们的教学质量必将有大幅度提高。
参考文献:
[1]教育部,义务教育物理课程标准(2011年版)[M]北京北京师范大学出版社,2011.
不可否认,新的教学理念带来的不仅是课堂教学形式的转化和教师角色的转变,更重要的是促进了学生素质的全面发展,提高了学生的人文素养,增强实践能力和创新能力,树立学生本位观。但同时这场改革也给物理教师带来了严峻的挑战。许多教师对这新的教学理念的理解仍是片面的。有的老师张口闭口就是探究,《人教版》物理课本上共提出了35个探究课题,师生就探究35次,这完全是为了探究而探究,仅仅是为了走走过场而已。到了习题课或复习课上又恢复到从前的填鸭式教学中来,久而久之,学生的新鲜感失去了,自然就不买老师的帐了,到最后,探究式教学也就名存实亡,不得不草草收场。还有的教师认为,探究是一种高级活动,技术要求高,科学含量足,我们的学生连基本的基础都没有,谈什么探究,甚至认为初中生就是应该接受知识、打好基础。显然,这是对探究的一种误解,或者说是只从字面上对探究的理解。
探究,首先是一个过程,学生应从探究的过程中体验到自主学习的乐趣,让学生积极地发挥自己的主体作用,主动去学习,下让老师牵着鼻子走。如能自己阅读的教材一定自己去读;能自己动手去做的实验就要亲手去做;能自己说的一定想法去说……。其次,学生也必定能从探究中获取一定的知识技能,即使在新课程理念下这一点也是决不能动摇的。但我在教学中偶然发现,有些实验探究表面上进行得特别顺畅,但探究结束后,有不少同学似乎并没有明白该探究中的核心问题。就好像是足球比赛,整个场面都赏心悦目,但临门一脚总欠火候。这时,老师不能对这种表面繁荣现象听之任之,而要及时进行启发,避免“得势不得分”的情况出现。
以下是我在《比热容》一节中的教学片段:
在按部就班地完成与比热容有关的物理情境的引入后,我引导学生通过实验来探究不同种物质的吸热能力与什么有关。师生共同讨论得出:
一、设计实验
(一)实验方法(控制变量法)
选择水和煤油作为研究对象,一是质量相等的水和煤油吸收相同的热量,比较它们温度升高的多少,从而研究它们吸热能力的差异;二是质量相等的水和煤油升高相同的温度,比较加热时间,从而研究它们吸热能力的差异。(在这个过程中,我特意不指定用什么实验方法,让学生自己开动脑筋,培养他们的发散性思维)
(二)实验器材
1.怎样得到质量相等的水和煤油?是不是还需要其他器材?
2.怎样确定水和煤油是否吸收了相等的热量?
3.怎样观察它们温度升高多少?
学生讨论后得出:相同质量的水和煤油用天平称量,两个相同的酒精灯,两支相同的温度计,盛砂子用的金属盘,秒表等。
说明: 引导学生有目的的选取实验器材,提倡利用身边的物品进行实验,培养学生解决实际问题的能力。在选生提出选用天平后,我又提出是否可以用另一种测量仪器来进行测量,学生在思考了一段时间后果断地提出可以利用密度的知识,用量筒来间接测量,这样利用有限的教学资源,整合了课本不同章节间的内容,有利于锻炼学生对知识的迁移能力。
二、进行实验
此过程中,学生按照上述实验方案进行实验,教师巡回指导。实验完成后,引导学生交流实验结果,进行总结。
实验记录(小组展示实验记录)
说明:分组实验激发了学生学习兴趣,活跃课堂,学生在实验过程中积极参加,培养了学生合作精神,锻炼观察能力、动手能力,利用实验验证结论,也强化理解所学物理知识。
三、分析归纳
质量相同的水和干砂子升高相同的温度,水吸收的热量多。质量相同的水和干砂子吸收相等的热量,水的温度升高的小。
进一步总结得出:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。(板书)在物理学中,我们用“比热容”来比较不同物质在这种性质上的不同。
关键词:探究式教学;问题分析;物理实验
探究式实验教学的目的是培养学生的创新意识、实践能力和科学素养。但目前的教学中,仍普遍存在“注重形式、忽视实质、缺乏实效”的现象。为了提高教学的有效性,笔者针对目前教学中存在的问题,谈几点个人的看法。
问题1:课堂实验情景不能有效引发学生的问题意识。
问题分析:在探究《大气压强》的实验中,教师常常会通过鸡蛋在烧瓶口缩入与伸出的“缩骨神功”作为实验情景,但学生却很难直接从实验现象的观察中提出与探究气体的压强与温度之间关系相关的问题,并且往往会片面联想到这是一种热胀冷缩现象,这就产生了问题1。
导致问题1出现的原因主要是教师对课堂实验问题情境的设置缺乏有效性。主要表现为所选实验产生的现象与问题情境不匹配,实验情境缺乏趣味性和明显的指向性,导致学生的思考没有目标,由于实验情境的单一,导致提出的问题在针对性和有效性上都存在较大的区别。
解决问题:实验现象的观察和表达要与适时的问题情景相匹配。如上所述的“缩骨神功”实验,教师要求学生解释所看到的现象并提出问题,观察归纳的难度很高,而学生应答的针对程度却很低。在实验中,教师若能适时提出“烧瓶浸入热水(或冷水)时,鸡蛋为什么会在某一瞬间开始向上弹出(或向下滑移)”这一问题,将有利于引导学生关注瓶内气体的压强变化与温度的关系,使观察与思维活动的指向更明确,更能有效地引发学生问题的意识。正如物理学家海森堡说:“提出正确的问题,等于解决了问题的一半。”所以,要求教师在实验教学过程中,要根据实验要求或学生的实际情况提出问题,激发学生学习主动性。
问题2:实验探究过程中对“猜想”环节的忽视。
问题描述:在《探究凸透镜成像规律》的实验课中,教师通过演示书上的实验以及让学生观察课本上用凸透镜观察到正立、放大的像和倒立、放大的像等环节,直接告诉学生由此可以看出凸透镜成的像与物体到透镜的距离有关。然后让学生看课本上已有的实例制定计划并设计实验,再根据课本上给出的实验步骤进行实验,最后分析得出结论。这一教学过程就产生了问题2。
问题分析:由于课堂上教师没有引导学生猜想,导致学生没有搞清楚做这个实验的目的,对得出的结论没有直观认识,只能死记结论。这一环节中学生的猜想能力没有得到培养,经历的探究过程是照课本进行的,创新思维和能力没有得到锻炼。
解决问题:这一内容的教学教师可以通过三个小实验来引导学生猜想,三个实验分别是:①让学生透过同一透镜近距离观察课本上的字;②让学生透过同一透镜观察远处的同学;③让学生把焦距不同的两个凸透镜并排放置并同步移动,分别通过两个凸透镜观察书上的字。
每个实验结束后都请学生说出自己观察到的现象,引导学生进行猜想,然后适时地告诉学生这节课只能探究大家提出的猜想中的两个问题,即像的大小、正立或倒立可能跟物体到凸透镜的距离和凸透镜的焦距有关。这样就将学生引入了确定的问题情境中,然后进行猜想,让学生在前人走过的轨迹上,亲自体验科学探究的过程和方法,促使学生勤于猜想、乐于猜想,增强学生实验的目的性,促进学生探究学习能力的全面提升。
案例1:教师在《探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关》的课中,是这样引导学生猜想的:①先让学生推自己的桌子和凳子,让学生说出感受;②接着又引导学生体验将书包放在桌子上和地面上拉感觉有什么不同,同时还让学生去体验摩擦力的大小与接触面积大小、运动速度是否有关;③最终让学生说出自己的假设与猜想。这样的问题串使学生整节课热情都很高,且教学效果良好。
评析:猜想和假设是进行探究的重要环节,学生提出的“猜想和假设”是其他环节的基础及整个探究活动的主线。在本次实验过程中教师要求学生能根据已有知识、经验,通过思考对所提出的问题作出大胆猜想,能较快集中学生的注意力,激发学生的学习热情。猜想与假设就是尝试将已有的科学知识与问题相联系,从而对探究问题的方向和可能出现的实验结果进行推测和假设。在科学探究的过程中,猜想和假设不仅能够指明探究的方向,而且能够培养学生的创造思维和创新精神。
问题3:设计的实验过程不能充分体现学生的自主性。
问题描述:教师在一堂《光的反射》课上,直接展示给学生装配好的光反射演示仪,并介绍白纸板、激光笔、平面镜、刻度盘等各个部件的功能,然后就开始实验,得出结论。
问题分析:上面教学过程中教师向学生展示的演示仪器虽可以解决该实验设计中将要遇到的一切问题,但学生需要的不是一件已装配好的仪器和现成的解决方案,而是要学会遇到困难时如何动脑思考、动手解决问题的方法。教师在学生开展实验之前就装配好的实验器材并制订好方案,代替了学生的探究与猜想,并提出了解决方案,学生只能是一知半解地跟在老师后面依葫芦画瓢。
解决问题:教师引导学生自主设计实验,会经历以下过程:①发现困难1:“不能看到光路”——激发思考“使用激光笔和白纸板”;②发现困难2:“光路断断续续”——激发思考“改装激光笔头,使激光束变粗”;③发现困难3:“测量角度不便”——激发思考:“在白纸上事先画好角度”;④“无法探究共面”——激发思考“将白纸板沿法线对折,使之能以法线为轴缓慢旋转”。在实验过程中让学生遭遇困难,并在自主解决问题的过程中提高能力。
问题4:实验探究过程中教师指导不到位。
问题描述:在《凸透镜成像规律》教学片段中,教师把实验目的、原理、器材、步骤等给学生讲清楚之后,就让学生自己动手去找形成实像的条件。结果许多学生在光屏上呈现出像之后,没有移动蜡烛也没有移动凸透镜,仅仅移动光屏,就再次记录实验现象(如像的大小、正倒)和数据(像距、物距)。在看似热闹的气氛中,学生认真地完成了多次实验。而到分析数据时,学生才发现同样的物距可以对应几个不同的像距,自然也就得不出实质性的结论。
问题分析:学生虽动手做实验,但也只是动手而已。由于缺少教师的有效指导,这种探究动手与动脑脱节、目标性差,是一种散乱状态下的低效活动。
解决问题:教师都很清楚学生常会把凡是出现在光屏上的烛焰当作蜡烛的像,所以,教师应在学生在动手之前强调像应是最清晰、最明亮的那一个。由于初中学生年龄普遍较小,在学生实验的过程中,教师在探究方法上要做一些指导。实验过程中,教师要来回走动,观察学生动手操作的情况。
案例2:在《平面镜成像的特点》实验课中,一位教师引导学生的步骤是:①教师分别对玻璃板、蜡烛、刻度尺等器材的作用做了分析与解释;②教师逐步引导学生设置实验;③教师对实验的各个步骤及目的都解释得很清楚。在这一过程中,教师还引导学生对每次现象进行了分析讨论,及时解决学生所遇到的问题。因此,学生在探究过程中条理清晰、兴趣浓厚,能够很成功地完成探究。
评析:探究式实验教学提倡教师放手让学生自主学习、自主探究,但这种放手不是“放羊式”教学。教学是教师和学生的共同活动过程,虽然学生是学习的主体,但学生获得知识离不开教师的正确引导。由此可见,教师不仅应该提供学生活动的时间、空间和必要条件,而且应该注意观察学生活动及给予指导和帮助。
综上所述,探究式实验教学的要求和目标的深远性需要每位教师去探究。教师要注重问题情景的创设,同时从有效地假设与猜想,学生对实验的精心设计,课堂的灵活引导、积极设问到实验数据的合理分析与归纳这一系列活动,教师都要亲临其中,指导学生进行实验探究,从而提高探究式实验教学的实效性。