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“弹力”的教学设计和体验
作者:
程昀
发表时间:
2016年09月07日
浏览量:
28
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2014年,我有幸参与了一次全市规模的物理学科的“同课异授”,在这次活动的参与过程中,我不断思索和反思,对课标有个不断深入的认识,对新教材也有了全新的体会。新教材无论在内容上还是思想上都有创新,给老师的发挥、学生的发展提供了广阔的平台。如何上好每一堂课,是摆在我们物理教师面前的一大课题。
下面以“弹力”为例,说一说自己是如何准备这节课的。
一、教材分析
1. 本章及本节的地位与作用
“弹力”一节是必修1第三章“相互作用”的第二节,“相互作用”这一章讲述的是有关力的基础知识,是静力学和动力学所必需的预备知识。本章的内容与初中学过的力学知识联系密切,是初中支持的扩展与深化。在这一章里,讲述了三种常见的力以及力的合成与分解。这些知识不仅是进一步学习力学的基础,而且在生产和生活实际中也有着广泛的应用。
2. 教学目标
根据高中课程标准对本节的具体要求,同时针对高一学生的心理特点和认知水平,结合教材,确立本节课的教学目标有:
知识目标:
(1)知道形变的概念,区别弹性形变和非弹性形变;
(2)知道弹力产生的原因和条件;
(3)知道压力、支持力和拉力都是弹力,在具体问题中,能正确的画出力的示意图;
(4)了解微小形变;
能力目标:
(1)让学生自己动手设计实验,想办法显示微小形变,培养学生的动手能力;
(2)使学生对弹力这个抽象的概念有一个初步的、正确的认识,为今后学习其他力学知识打好必需的知识和能力基础。
情感目标:
通过列举一些身边弹力的例子,如人体内的“弹簧”、自行车上的弹簧、圆珠笔中的弹簧、火车上的弹簧,让学生学会观察生活,让学生知道物理就在身边。
3. 重点与难点
弹力是一个矢量,如何确定弹力的大小和方向试这节课的重点和难点。特别是弹力的方向,学生感到不好把握。因此,画好受力分析图是这节课的关键。如何求出弹力的大小,在以后学习共点力平衡以及牛顿运动定律时还会遇到,这节课就不再做为重点。
二、 教学程序设计
在上课前我主要做了三个方便的准备:
第一个是了解学生。在初中教材第十二章“力和机械”中的第二节就是“弹力”,在这一节中,讲了四个名词:弹力、塑形形变(形变后不能恢复原状的性质)、弹性限度、弹力,还讲了弹力的大小可以用弹力测力计测量,并简单介绍了弹力测力计测弹力大小的原理,没有提到弹力的方向和胡克定律。初中物理《课程标准》对这一节的要求是知道什么是弹力,弹力产生的条件;能正确使用弹力测力计;知道形变越大弹力越大。看来,学生在初中已经学习了“弹力”的初步知识,对弹力的概念有一个初步的了解,但对如何求弹力的大小和方向还不明确。而实际的情况是,在我们这样的学校,学生的学习习惯和学习基础都不是很好,初中学过的内容基本都已忘完,最多有点浅显的、模糊的印象。所以不能指望学生初中的这部分内容都掌握的很好,可以直接略过。
第二个方面的准备是教学框架的架设。这一节的内容和旧版教材的内容相比没有什么太大的变化,只是把胡克定律提前来讲。但这样一来,就使得在教法上多了一些变化。因为本身关于弹力的方向就是这一节的一个重难点,要耗费不少的时间,然后现在又多了一个实验探究,就使得一节课40分钟的时间紧张无比。虽然教学参考上建议的课时是1课时,但考虑到我们这样的学校,学生的实际情况,一般我们是分2课时来上,第一课时讲到“压力、支持力和拉力”并注重在如何画弹力方向上下功夫,通过大量例题,让学生体会,从而归纳总结出面面接触,点面接触和点点接触这三种不同接触类型下,弹力方向的特点。第2课时,以实验探究的方式来探究弹簧伸长量和弹力的大小关系,并且由于弹簧问题一直是高中物理的重点和难点,所以刚好以1课时的时间来加强学生对弹簧的认识和了解,从而减轻他们对弹簧问题的恐惧心理。而这次我承担的是一节全市的观摩课,那么就必须要考虑到教学内容的完整性。为此,我还特意在“安徽基础教育资源应用平台”上观看了合肥十中姜际龙老师的课堂录像。在他的课程安排里,一节课的时间也只是得到弹力和形变量成正比例的表达式,表达式的具体解释、k的含义、表达式的应用都没有时间来讲述。由此可见,要想在一节课的时间里完成所有的教学目标还是很困难的一件事。在反复思索和推敲下,我设定的框架还是以1课时的时间来完成所有的教学任务,而为了节约时间,我特意设计了一份导学案并提前发给学生,让他们预习时更有方向。而学生对初中已学内容的淡忘,刚好可以由这份导学案来提供一个很好的复习机会。这样这节课的第一部分内容“弹性形变、非弹性形变、弹性限度”就非常迅捷的完成。在“画弹力方向”这一块,我预先把要画的几种图像都呈现在导学案上,让学生预习时,就把自己理解的弹力方向画好,而我再引导学生理解弹力的产生和弹力方向特点后,再让学生结合自己的预习,给出结果。这比当堂讲完弹力产生和弹力方向的特点后,再出题让学生思考并给出结果,又节省了不少时间。但因为时间紧张,所以关于弹力方向的几种接触面类型下的特点,还是不能总结到位,只能让学生自己通过例题体会,并留待以后再解决习题时再强调了。节约大量时间的目的,当然是空出时间来让学生完成探究实验,并能在下课前得到最终的结论。事实证明,我这样的安排确实是可行的,在下课前我顺利的完成了胡克定律的教学任务。
第三方面的准备是备好演示仪器。这一节与日常生活联系密切,用来演示弹力的仪器到处都有。必须选择一些既有代表性又能帮助理解弹力,适用课堂需要的仪器。为了这个目的,我准备的实验仪器有:弹簧(演示弹性形变),橡皮泥(演示非弹性形变),用铁丝或电话线自制的弹簧(演示弹性限度),瓶塞插有细玻璃管并且装满水的偏平玻璃瓶(演示微小形变),激光笔,铁架台,镜子(演示桌子表面的微小形变)。这一节课是在实验室上,所以每三位同学为一组,准备了铁架台、刻度尺、钩码,让学生探究弹簧伸长量与弹力的关系。
做好了以上几个方面的课前准备工作后,在上课前,我先提问了一个与本节课内容有关的问题:力的作用效果有哪些?然后通过一个演示实验进入新课教学:演示弹簧的形变和橡皮泥的形变。通过对两种形变的比较,引入弹性形变和范性形变的概念。通过拉伸不能恢复原状的自制弹簧引入弹性限度的概念。在讲微小形变时,利用了一句过渡性的话:弹簧和橡皮泥很软,很容易发生形变,如果换成坚硬的物体,能发生形变吗?然后演示两个实验:1.瓶塞插有细玻璃管并且装满水的偏平玻璃瓶,在压力的作用下,让学生仔细观察玻璃管中水柱的高度变化。同时,为了表明这个不是因握在手中温度的原因而引发的变化,再压迫另外两个侧边,这时可以看到液柱的下降。2.铁架台夹着激光笔,照射平放在桌面上的镜子,借由镜子的反光,可在教室的天花板上看到激光点,然后用力按压桌面,可以看到墙上光点的移动。当然,为了调动课堂气氛,器材准备好以后,这两个演示实验全是请学生自己来动手。取得了相当好的效果。学生实验这部分,我放手让学生自己去想去思去做,而学生们确实做的也很好。首先测量弹簧的形变量,他们能想到用形变后弹簧的总长减去弹簧的原长的方法,这就有效的减小了实验误差。而在后来数据的处理时,学生们在前期的教育下,已经开始意识到物理实验数据的处理,用图像法是最有效最直观的一直方法,纷纷都是用弹力-形变量的图像去寻求结论,自然也很顺利的就得到了弹力与形变量成正比。可惜毕竟课堂时间的有限性,不然可以更加放开,让学生再去探索不同劲度系数的弹簧与形变量的关系,那样得到的结论就会显得更加完美。
在最后的小结中,引导学生自己从认知、方法、思想三个方面进行总结,这样既强化了所学的知识,又培养了学生用精炼的物理语言进行归纳和概括的能力。
总之,本节课是培养学生各方面素质的前提下设计的,教学中以实验为基础,结合学生的思维特点,充分发挥教师的主导作用,以概念的认识为主线,运用实验、多媒体等多种教学方法和手段,把传授知识、培养兴趣和能力、渗透方法有机地结合到一起。
三、 教学体会
通过这节课的教学,在教学手段和方法上颇有一些想法:
1.随着科技的发展,多媒体辅助的教学手段被越来越多的应用到平时的教学中来,多媒体凭借其集声、光、电、动画特技等于一体的特点,很好的激发了学生学习的兴趣,并且也很好的有助于将物理的一些抽象概念形象化、具体化,很好的辅助了学生的理解。但多媒体本身是中性的,决定课堂效果的是对多媒体的有效利用,而不是多媒体课件本身。例如这次课里,最早我准备的课件,PPT页数多达27张,有图片,有视频,单在引入部分就用到了4张图片,1个蹦床比赛的视频。这看起来热闹非凡,可以具体实践起来,就会发现太影响教学时间了。学生对于弹力也许没有很系统很到位的认识,但对于生活中的弹力一点都不陌生,完全没有必要为了课件的花哨而多此一笔。再入微小形变的实验演示,课本上的演示方式固然很好,而且我也找到了一个清华数字实验室做出来的微小形变演示动画,本来我是准备就把这个动画视频放给学生看看了事。然后转念一想,虽然做不了和书上一样的,可是我完全可以用一个稍微简单点的方式来显示微小形变,而且一但仪器摆放好后,可以直接请学生自己来动手体验,这不是更好的调动了学生的学习兴趣和积极性吗,肯定比视频播放更有效。而实践之后,充分证明第二种的方式的教学效果非常显著。当然多媒体的应用也有它优越的地方,比如在这节课的最后,需要处理测量的弹力和弹簧形变量之间的数据来寻找关系。学生们由于实验误差,作图误差等因素的影响,作出的图像可能不是过原点的斜线,而这时,便可以在Excel中直接输入数据,由计算机得到图像,省时、快捷、准确,这便是多媒体的便捷之处。
再有就是当对多媒体课件过于依赖时,会不自觉的在PPT中加入很多自以为很重要的知识点,通过鼠标的的点击,一条条的展示给学生看,看似课堂的内容无比充实,所有的知识点无一遗漏的都教给了学生。其实学生可能啥都没学到。首先知识太多,学生的笔记会来不及记录;其次,内容一多课堂节奏就必然加快,而在新知识的学习时,学生本身是需要一定的时间思考、消化、理解。所以新课的教学尤其不适合一股脑的倾倒式教学。一个好的,有效的手段,就是精讲,先只讲基础的,并且一些重要的,同时要在黑板上形成板书,其实板书的时间,就是放缓节奏让学生思考、理解的时间。最终当一节课结束时,黑板上的板书又刚好就是最好的总结归纳。最终我的课件被精简到8张,而教学效果依然很好。所有,多媒体被引入课堂教学不代表我们就要放弃传统的教学模式,一些老师甚至因为上课时使用多媒体课件,结果再也没有板书,这其实是本末倒置的。好的教学效果,应是两者的有效结合,做到相辅相成以弥补相互的不足。
2.“导学案”的教学法是在新课改下提出的一种新的教学模式,它是一学案为载体,学生依据学案在老师指导下,进行自主探究的物理教学活动,充分体现了物理教师的主导作用和学生的主体作用。在这种模式中,老师为学生设计一定的的学习方案,使学生由被动学习变为主动探究,既培养了学生的学习能力,又有效提高了课堂效率。在弹力的这节课里 ,我尝试了导学案的使用。在导学案的设计上,主要分成三部分,第一部分是预习阶段,只问了一些简单的物理概念,这些完全可是通过体现预习课本内容,直接在书本上找到。而有了这个工作的铺垫,我再课堂上讲一些基本概念时就可以简单提要。第二部分是课堂讨论极端,就本节课,我设计了几种不同接触面类型的物理情景,让学生在预习时就尝试去画出其中物体所受弹力的方向。在实际上课时,先给他们详细说明的弹力产生的条件和方向特点,然后他们再分组讨论各自在预习时所画图像是否符合概念,然后给出最后的结果。在这双重的作用效果下,最终请学生上黑板完成的图像是完全正确的。通过这一过程也有利于培养学生发现问题和解决问题的能力。第三部分是知识延展,本节课因时间的原因,没能给学生归纳总结,面面接触、点面接触、点点接触下弹力的方向,但我让学生就学案上给出的例题,课后思考讨论,尝试总结其方向特点。这便使得这节课有了更深的延展性。不再仅仅局限于40分钟的时间里。这次“导学案”的教法引入,也是我这节课得以成功完成的一个重要因素。我觉得这样一个能有效提高教学效果的手段应该更加广泛的应用于日常的教学中。
以上是我对新教材教学方法上的一些粗浅认识。整个设计过程一定有许多缺点和漏洞,希望能起到抛砖引玉的作用。敬请老师和专家能给有批评指正。
参考文献
[1]王海云. 浅谈导学案在物理教学中的应用[J]. 中国科教创新导刊, 2014(14):105-105.
[2]张兴俊。“弹力”的教学设计。中学物理教学参考,2006年第10期
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