方學(xué)兵
1 欄目特點及教學(xué)現(xiàn)狀
1.1 欄目的編排特點
新教材 “旨在進一步提高學(xué)生的思想道德品質(zhì)、文化科學(xué)知識和審美情趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力、終身學(xué)習(xí)的能力和社會適應(yīng)能力,促進學(xué)生的全面發(fā)展.”充分體現(xiàn)高中學(xué)生的認(rèn)知心理和循序漸進的教學(xué)原則,注意處理好初高中的臺階問題,注意了能力和方法的訓(xùn)練與培養(yǎng),注意了敘述的啟發(fā)性,給學(xué)生留有較多的獨立思考余地,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的習(xí)慣和能力.特別是在正文之外設(shè)置了許多小欄目,圖文并茂,聯(lián)系實際,靈活滲透,適時點撥,給人以“新穎、典型、巧妙”的感覺,尤其“說一說”“做一做”是教學(xué)的有力補充.
在理科適用必修1、必修2、選修3-1、3-2、3-4、3-5六本教材中,共有32個“說一說”,56個“做一做”.其中力學(xué)和電磁學(xué)與生活聯(lián)系密切,所占的比例較大,而在電場和原子物理較為抽象的內(nèi)容中所占比例較小.
1.2 欄目的內(nèi)容特點
①短小精悍、簡單易行
“說一說”中的內(nèi)容大都短小精悍,聯(lián)系生活實際,重視運動規(guī)律與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會及科學(xué)發(fā)展的聯(lián)系.“做一做”中大都是一些小實驗,如“用自制飛鏢顯示瞬時速度的方向”“光沿著水流傳播”等等簡單易行,趣味性強.
②利用現(xiàn)代技術(shù),體現(xiàn)物理前沿
教材在“做一做”欄目中多次介紹了信息技術(shù)在實驗中的應(yīng)用.大力推進信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用,促進信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合.用信息技術(shù)改造某些已有的實驗、增加原來不能做的實驗,重視將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實驗……諸如通過計算機實時測量、處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果.如“用傳感器研究作用力與反作用力的關(guān)系”“用傳感器觀察電容器的充放電”等等.
③為不同潛能學(xué)生的發(fā)展提供空間
欄目鼓勵學(xué)生積極參與,勇于實踐,激發(fā)探究的興趣,經(jīng)過思考、討論的過程,逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、形成科學(xué)態(tài)度.在“說一說”“做一做”欄目中給學(xué)生提出一些思考的問題和活動的資料,為不同智力潛能的學(xué)生的發(fā)展提供空間.學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和興趣有選擇地學(xué)習(xí).如必修1.2.1“做一做”中的“用計算機繪制v-t圖象”,是為那些有條件使用計算機、對利用計算機進行物理研究有興趣的學(xué)生安排的;如必修2.5.3“說一 說”中關(guān)于“瞬時功率”的討論,為那些學(xué)有余力、樂于和善于進行理論思考的學(xué)生所安排.
1.3 欄目的教學(xué)現(xiàn)狀
①重視程度不夠
很多老師在上新教材時,對這兩塊內(nèi)容的重視程度不夠,認(rèn)為其內(nèi)容與高考無關(guān)是可有可無的.
②“如何說;如何做”
由于這兩個欄目有很多開放性的問題,而在教師參考用書中又沒有參考答案,教師處理時沒有把握,導(dǎo)致教師在教學(xué)時不能進行.另一方面在實際教學(xué)中,這兩塊內(nèi)容如何處理,有些內(nèi)容課堂上完成耗時太多,教學(xué)任務(wù)難以完成,有些內(nèi)容拓展太深,學(xué)生難以理解,收效甚微.怎樣合理運用這兩個欄目,更好的為教學(xué)服務(wù)需要我們?nèi)ヌ骄?
1.4 欄目的教學(xué)價值及意義
這兩個欄目體現(xiàn)新課程的理念,從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生,鼓勵學(xué)生理論聯(lián)系實際,突出STS的思想.在新教材的教學(xué)中,如果能夠利用的好,能夠加深對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用,擴大視野、了解科學(xué)發(fā)展的最前沿,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力,得到成功的體驗,享受成功的愉悅,激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和信心.為學(xué)生終身發(fā)展奠定基礎(chǔ).
2 新增欄目的教學(xué)策略
新增欄目的應(yīng)用主要分為課內(nèi)和課外兩大部分.
2.1 利用欄目作為課堂教學(xué)資源
①利用做一做作為隨堂實驗
“做一做”的實驗內(nèi)容緊密配合教材,趣味性強.許多小實驗利用日常生活和學(xué)習(xí)中的一些用品即可完成,易操作、易觀察.可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強他們對科學(xué)的親切感.
比如必修1.2.4的做一做: 利用自由落體測反應(yīng)時間,可以在課堂上進行,組織學(xué)生活動.兩位同學(xué)一組,請一位同學(xué)用兩個手指捏住直尺的頂端,另一位同學(xué)用一只手在直尺下方做捏住直尺的準(zhǔn)備,但手不能碰到直尺,記下這時手指在直尺上的位置.當(dāng)看到放開直尺時,立即捏住直尺.測出直尺降落的高度,畫出運動的過程圖,根據(jù)自由落體運動的知識,可以算出反應(yīng)時間.
拓展:重新實驗,還請同一位同學(xué)用手指捏住刻度尺的頂端,從尺子的頂端開始計算,另一位同學(xué)準(zhǔn)備握住尺子的手向上移至測出的刻度尺降落的高度以內(nèi),當(dāng)放開手后,還能不能再握住這把尺子?實驗結(jié)果表明無論如何努力都不可能再握住尺子,引導(dǎo)學(xué)生思考其中的道理.
另外,可引導(dǎo)學(xué)生自己動手制作“反應(yīng)時間標(biāo)度尺”.如將全班同學(xué)的反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)分析處理,在一把尺子上定標(biāo).通過實驗活躍了課堂氣氛,加強了對自由落體物理規(guī)律的應(yīng)用.
又如選修3-2.4.2搖繩能發(fā)電嗎?也可以作為課堂演示實驗.
通過對這些問題的探究能夠讓學(xué)生對地磁場認(rèn)識的更深刻,并且對導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的影響因素加深理解.并且使學(xué)生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象感到親近、可操作,極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
再如選修3-4.12.1的做一做:人浪演示.課上請十個左右的同學(xué)在講臺上演示,向上、還原、蹲下、還原.每個同學(xué)比他前面的同學(xué)慢一拍,可以看到此起彼伏的波形.也可以利用多媒體播放奧運會或者足球賽中的一些人浪表演.比起原來的繩波實驗形象、生動、直觀,較好的解決了波的形成及其規(guī)律這一教學(xué)難點.
②利用說一說改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,鼓勵學(xué)生大膽猜想、勇于創(chuàng)新
改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是這次課改的一大任務(wù).“改變學(xué)習(xí)方式”的核心是讓學(xué)生不做被動的“受教育者”而是做一個主動的“探索者”.這里說的探索當(dāng)然包括常說的科學(xué)探究,但不限于此,學(xué)生的活動也不限于實驗活動.學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中應(yīng)該主動地動腦、動手,產(chǎn)生疑問、進行思考、動手操作,相互討論等等.說一說欄目為學(xué)生創(chuàng)造一個相互交流的情景,讓學(xué)生一起來思考、討論,這樣不僅促進了學(xué)生的主動學(xué)習(xí),而且有利于學(xué)生形成勤于思考、勇于質(zhì)疑的習(xí)慣.
比如必修2.5.5的說一說:在探究彈性勢能的表達(dá)式時,我們規(guī)定,彈簧處于自然狀態(tài)下,也就是既不伸長也不縮短時的勢能為零勢能?能不能規(guī)定任意長度時的勢能為零?
學(xué)生通過前面的重力勢能的學(xué)習(xí),很多都認(rèn)為可以選擇任意長度為零勢能,在學(xué)生程度允許的情況下,可以引導(dǎo)學(xué)生利用功能關(guān)系進行推導(dǎo),規(guī)定彈簧的任意長度時的勢能為零勢能,彈簧從某一位置拉到零勢能位置的過程中,拉力所做的功就等于彈簧的彈性勢能,F(xiàn)-x圖象如圖2,W=(kx0+kx)x2,所以彈簧的彈性勢能為W=(kx0+kx)x2.
顯然,這與規(guī)定自然長度為零時,從該位置拉到零勢能時的功是不同的,彈簧在某一位置時的彈性勢能與零勢能位置的規(guī)定有關(guān),讓學(xué)生對于勢能的相對性有了更深的理解.
③利用說一說激趣釋疑
利用欄目資源可以激發(fā)學(xué)生興趣,澄清學(xué)生的疑問,讓學(xué)生在輕松愉快氣氛中認(rèn)知物理規(guī)律.
比如必修1.1.3的說一說:著名物體學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費恩曼曾講過這樣一則笑話.一位女士由于駕車超速而被警察攔住.警察走過來對她說:“太太,您剛才的車速是60英里每小時(1英里等于1.609千米)”.這位女士反駁說:“不可能的!我才開了7分鐘,還不到一個小時,怎么可能走了60英里呢?”“太太,我的意思是:如果您繼續(xù)像剛才那樣開車,在下一個小時里您將駛過60英里.”“這也是不可能的.我只要再行駛10英里就到家了,根本不需要再開過60英里的路程.”這位女士沒有認(rèn)清哪個科學(xué)概念?
這個部分的學(xué)習(xí)時,學(xué)生初入高中,第一次接觸瞬時速度,對于概念的接受有一定的難度,而通過這個笑話可以加深學(xué)生對平均速度和瞬時速度的理解.也可以讓學(xué)生了解物理定義中常用的比值定義法,類比初中所學(xué)的電阻就是比值定義.在教學(xué)中也可以進行學(xué)生活動,進行角色扮演,如教師作為這名女士,而由學(xué)生作為警察,在這種互動中,學(xué)生的思維很活躍,積極思考,想盡辦法來說明問題,在交流的過程中,漸漸的清晰瞬時速度的概念.
④利用說一說理論聯(lián)系實際,突出STS思想
理論聯(lián)系實際,是真正學(xué)好物理、培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力最有效的途徑.只有很好地將學(xué)生已有的生活經(jīng)驗同物理問題緊密結(jié)合,才能使學(xué)生感到物理是生活中的;只有將學(xué)到的物理知識應(yīng)用到實際中去,才能使學(xué)生感到物理是有用的;
比如選修3-1.2.6的說一說:中央電視臺2002年12月播放了北京市技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局對市場中電線產(chǎn)品質(zhì)量抽查的消息.消息引用檢驗負(fù)責(zé)人的話:“十幾個不合格產(chǎn)品中,大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題,主要是銅材質(zhì)量不合格,使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅.再一個就是銅材質(zhì)量可能合格,但把截面積縮小,買2.5平方(毫米)的線,拿到手的線可能是1.5或1.5多一點的,載流量不夠.還有一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格,用再生塑料制作電線外皮,電阻率達(dá)不到要求……”
2.2 利用欄目作為課外活動資源
①結(jié)合所學(xué)內(nèi)容適當(dāng)安排動手實踐活動
在“做一做”欄目中,有很多可以讓學(xué)生動手實踐的小實驗,可以安排學(xué)生課外活動,鍛煉學(xué)生的動手能力.
如選修3-1.1.1的做一做:制作一個驗電器.
再如必修1.3.3的做一做:拆卸自行車的滾動軸承;制作簡易無線話筒等等都可以作為學(xué)生的動手實踐活動.
②利用欄目安排學(xué)生課外實踐活動
如必修2.5.3的做一做:調(diào)查你周圍的各種機械的功率.這個問題可以讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)查詢、社會調(diào)查等方式讓進行,如空調(diào)——約1000 W、微波爐——約1000 W、電爐——約1000 W、電熱水器——約1000 W、吸塵器——約800 W、電吹風(fēng)機——約500 W、電熨斗——約500 W、洗衣機——約500 W、電子計算機——約200 W、電視機——約200 W、抽油煙機——約140 W、電冰箱——約100 W、電扇——約100 W、手電筒——約0.5 W等等,機械的功率和它們的體積沒有關(guān)系,比如電爐、空調(diào)不大,但功率較高,電視、電腦體積大,但功率卻不高,耗電量與功率有關(guān),也與使用時間有關(guān).如空調(diào)、冰箱等在生活中可以體驗到它們并不是持續(xù)工作而是間斷工作.通過活動了解生活常識.
③開發(fā)欄目作為小組探究的課題
科學(xué)探究是新課改的精髓,“學(xué)生在科學(xué)探究活動中,通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進行科學(xué)探究時的相似過程,學(xué)習(xí)物理知識與技能,體驗科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神.得到成功的體驗,享受成功的愉悅,激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和責(zé)任感.”欄目中的很多欄目可以開發(fā)作為學(xué)生的探究課題,組織學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí).
如選修3-1.2.8的說一說:討論多量程電表的簡化電路圖.在這里的討論中,很多同學(xué)會對多用電表的歐姆表換擋時是否能夠調(diào)零有疑問,對于這樣的問題可以組織學(xué)生進行課外探究.
案例1:歐姆表換擋后還能調(diào)到零嗎?
再如3-1.3.4的做一做:旋轉(zhuǎn)的液體.實驗很難成功,也可以安排學(xué)生進行探究,這個實驗成功后實驗器材收集到我們學(xué)校的實驗室中.
案例:旋轉(zhuǎn)的液體:
課題背景:書本上的做一做,在實際實驗的過程中,無法看到液體的旋轉(zhuǎn).針對這一問題,我們小組進行了研究.
實驗設(shè)計:通過討論,我們認(rèn)為實驗做不出來的主要原因是磁場不夠強,實驗室用的磁鐵磁性太弱.為此我們決定換用磁性強的磁鐵來實驗.
遇到的問題:通過網(wǎng)絡(luò)查詢,我們知道了釹鐵硼材料做的磁鐵磁性很強,但在我們這里沒有辦法買到.
解決方法:通過淘寶網(wǎng)進行網(wǎng)上購物,買到了磁鐵.但是這種磁鐵雖然磁性很強,但體積很小,只有橡皮那么大,通過討論,我們決定把這種磁鐵貼到蹄形磁鐵的兩極用來加強磁性.
實驗結(jié)果:效果很明顯,氯化鉀溶液在通電后在磁場中旋轉(zhuǎn)的很快,甚至可以帶動液面上的紙屑一起旋轉(zhuǎn).
發(fā)現(xiàn)新的問題:在實驗中,我們又發(fā)現(xiàn)了新的問題,實驗中,氯化鉀溶液越來越混濁,而且接負(fù)極的銅片上有氣泡產(chǎn)生,接正極的鐵絲變得越來越細(xì).到底是什么原因?
結(jié)論:通過大家的討論,我們認(rèn)為這應(yīng)該是化學(xué)中學(xué)到的電解池原理.接正電的鐵絲是電解池的陽極,接負(fù)電的銅片是電解池的陰極.
在陽極:Fe-2e-Fe2+
在陰極:2H++2e-H2↑
2H2O+2e-H2↑+ 2OH-
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
所以溶液中可以看到灰綠色的沉淀(氫氧化亞鐵),經(jīng)過一定時間后會變成紅褐色的氫氧化鐵,作為正極的鐵絲也會越來越細(xì).
這個實驗對學(xué)生的觸動很大,學(xué)生第一次進行了網(wǎng)絡(luò)購物,解決了器材的難題,第一次自己動手制作模型,在制作的過程中,他們團結(jié)合作運用集體的智慧去解決困難.比如金屬盒中心的電極既要固定,又不能和金屬盒接觸.他們想到了將電極上套上一小段橡膠,然后用502膠水粘在金屬盒底部.方法的巧妙讓人贊嘆.在實驗中他們沒有局限在實驗結(jié)果上,沒有放過實驗伴生的一些問題.這種細(xì)心觀察,尊重實驗事實的精神將使他們受益終生.并且利用化學(xué)知識解釋了物理實驗中遇到的問題,讓他們熱情高漲,極大的加強了他們學(xué)習(xí)的熱情.
再如必修1.1.3的做一做:測量自行車的速度,測量蚊香燃燒的速度;選修3-1.1.8的做一做:利用傳感器觀察電容的充放電;選修3-1.2.2的做一做:用傳感器研究地磁場;選修3-2.4.4的做一做:觀察電動機啟動時電流的變化等等都可作為課外探究的課題.
通過兩年來的教學(xué)實踐,筆者深刻的體會到重視這兩個欄目的教學(xué)既有利于鞏固知識,提高能力,還能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,解決教學(xué)難點,對改變教學(xué)方式、提高課堂效率具有重要的意義.教學(xué)中教師應(yīng)該重視“說一說”“做一做”這兩個小欄目,走出應(yīng)試教育的誤區(qū),使欄目服務(wù)于課堂教學(xué),真正發(fā)揮它在教材中的作用.