以“电阻”一课谈探究式教学设计与体会冯彪
[2012-12-11]

摘要:本文主要以新课程标准下 “电阻”一课的教学设计为载体全面阐述初中物理教学中探究式教学设计的具体做法和实施过程中的切身体会。

    课程改革以来 ,科学技术进入了有史以来发展最快的历史时期,科学理论无论在深度和广度上均得到迅速发展。信息技术、现代生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术等迅速地改变着世界的面貌,推动着社会的进步。知识的大量涌现,对人类而言早已无法靠记忆来接受知识和传播知识。靠教师传授知识学生记忆知识的传统教学模式显然已不能再顺应当代教学的需求。物理课程应该改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式,新课程的教学理念要求学生在课堂上多体验科学探究的过程,学会一定的科学思维方法,以解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题,为学生的终身发展奠定基础,为社会的可持续发展提供支撑。下面笔者就谈谈自己在新课程标准背景下以初中物理“电阻”一课谈谈探究式教学设计。

  “电阻”是初中物理电学中融抽象性、实验性和应用性于一体的一个重要物理量,在整个初中电学学习中起着举足轻重的作用。以“电阻”为例谈探究式教学设计在初中物理教学中具有一定的代表性,本着完成掌握知识和提高学生学习能力的双重任务,笔者经过对本节课教学内容认真分析研究,结合教学对象实际情况设计了一堂融实验性探究设计和非实验性探究设计为一体,并进一步向现实社会中的物理问题探究延伸的教学设计。

1、设计实验性探究。 

 按《课程标准》中提出了一种简单、易操作的探究教学的程序进行:

   提出问题──猜想与假设──设计实验──进行实验──分析与论证──得出结论。

1.1联系生活实际,聚焦探究问题。

课前先布置学生调查家用电路所用的导线材料。让学生提出问题:“为什么家用电路一般用铜导线而不用铁导线或其它材料?”为了增加学生的感性认识,又做了以下演示实验:用电炉丝代替一根铜导线使电路中的小灯泡变暗。针对这个现象让学生展开讨论,最终将问题集中在导线的电阻上,形成了一个可通过探究解决的问题:导线电阻的大小与那些因素有关?

1.2提出猜想,选择科学探究方法。

可探究问题:“导线电阻的大小与那些因素有关?”确定后,引导学生从导线自身因素出发进行讨论,经过讨论,学生对影响导线电阻大小因素提出一系列猜想。如:

猜想一:导线的电阻大小可能跟导线的横截面积有关;

猜想二:导线的电阻大小可能跟导线的长度有关;

猜想三:导线的电阻大小可能跟导线的材料有关;

 . . . . . . .

将学生的猜想汇总后,进一步引导学生:怎样用实验检验以上猜想?深入讨论:联系以前学过的知识,与此进行类比来确定研究方法。如在:“研究液体内部压强大小与液体密度、深度之间关系”时先使其中的一个量(如液体密度保持不变),研究其余二个物理量间的关系(如液体内部压强与深度之间的关系),即在液体密度保持不变的条件下,改变液体深度,观察液体内部压强大小,从而完成对“液体压强大小与深度关系”的研究。与此相仿,引导学生采用类似方法研究“导线电阻大小与导线材料、长度、横截面积间的关系”。如:要研究导线电阻大小与导线长度间关系时,要使导线材料和横截面积保持不变,只改变长度,观察有关现象和数据,从而完成对“导线电阻大小与导线长度关系”的研究。

 

1.3把握探究要素,全面开展探究活动。

制定计划,设计实验。

screen.width-333)this.width=screen.width-333" height=162 v:shapes="_x0000_s1042">screen.width-333)this.width=screen.width-333" height=131 v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040">提出猜想,明确探究猜想的方法后,为每组学生(2-3人一组)准备如图所示的演示板和测试电路:演示板上固定了四条电阻丝,a、b、c三条长度均是1米,d 的长度是0.5米;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同。

测试电路由电源、开关、电流表串联组成,M、N为二个备用接头。

根据桌上器材,引导学生制定相应的实验计划,划,设计相应的实验表格,实验表格设计参照表一。

  下面表格为验证第______个猜想 

 接入M、N间的导线

电流表示数(A)

 

 
实验结论

 

 

 

 

 

                    表一

合作探究,获取事实与证据。

 学生对照表格,依次将相应的二根金属电阻线接入M、N两点间,闭合开关,记下电流表示数,分别比较这二根金属丝电阻的大小。如在探究导线电阻大小与横截面关系时,可依次把M、N跟a、c的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析数据,归纳结论,从而完成对猜想一的探究活动。依次类推,让学生通过相互间合作实验,采用控制变量法逐一完成对以上猜想的实验验证,最终由学生讨论归纳得出结论:导线电阻大小与导线自身的材料、长度、横截面积有关,且同种材料导线越大,横截面积越小,电阻越大。利用结论解决生活中的一些实际问题,如:家庭电路进户线为什么要用较粗的铜导线等等。这样的练习既使学生加强了对决定电阻大小本身因素的理解,又使电阻知识和生活实际紧密联系了起来。

2、设计非实验性探究

《课程标准》和《物理》实验教材中给出了许多非实验性的探究课题,如了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。这种探究可以叫做查阅资料式探究。这种探究多数需要到课外去查阅资料,有一些也可以直接利用课本上的内容在课堂中进行,如探究能源的分类。这种探究可以按

《课程标准》中探究程序的另一种表述形式进行:

 提出问题──制定计划──查阅资料、收集证据──分析与论证──得出结论。在完成导体电阻大小与材料、长度、横截面积有关的实验性探究设计后,提出问题:电阻还与温度有关吗?阅读本节教材中有关白炽灯冷态和热态情况下电阻阻值不同的文字材料并收集其中的有关实例,分析这些实例并从不同角度对它们分类,得出不同的分类结果。通过学生分组讨论得出电阻与温度有关的结论。

3、有机结合两种探究。

探究教学的最高境界就是探究现实社会中的问题。在课堂探究设计时要适当将实验性探究和非实验性探究向社会性探究延伸,这类探究在《课程标准》和《物理》实验教材中体现得非常多,例如,学习了“电阻”后,调查附近的一些电线厂电线的导电性能和绝缘性能和工厂现有的制造设备,提出进一步提高电线性能和降低成本的建议。一般此类探究要求学生走出教室,深入现实社会进行调查,然后再回到实验室,通过物理实验进行验证。这种探究一般仅仅靠课堂教学完成不了,需要课堂和课外相结合。可以按照如下的程序进行:

 

提出社会问题──制定计划──收集证据──分析与论证──得出结论──提出物理问题──猜想──设计实验──进行实验──分析与论证──得出结论。

可见,这种探究是物理问题与社会问题的综合,在思维程序上也是前两种探究过程的有机结合;是对学生在探究上的高要求,是培养他们的能力、正确价值取向的重要途径。

 4、探究教学设计的体会

 4.1正确处理好实验性探究与非实验性探究之间的关系。实验性探究是培养学生探究能力的重要手段 , 以实验为基础的探究是中学物理探究教学的主要内容,尤其是在课堂中的探究教学。一使学生学会一定的科学思维方法,即遵循:发现问题——提出猜想——实验验证——分析归纳——解决问题的思维过程;二培养了学生良好的实验习惯,即遵循:制定计划——设计实验——观察与实验——获取事实与证明——检验与评价——表达与交流——归纳总结等规范实验操作程序;三通过分组实验形式,使学从小养成与别人友好合作探究的良好习惯。非实验性探究是课堂上实验性探究的必要补充,同时应将二种探究形式有机结合起来不但向探究现实社会中的物理问题延伸和拓展。

4.2讨论是探究教学过程的必要手段。讨论式教学贯穿在整个教学过程的始终,是教学的背景。.通过讨论将教学过程设计成由许多思维小循环组成,使学生的思维呈现发散──会聚──发散……的交替过程,从而将教学变成思维教学过程;通过讨论,营造了宽松、自由的课堂教学氛围,这是探究与创造的必要的前提条件;通过小组讨论研究问题,体现合作学习和团队精神,这对于学生今后的生活与工作意义深远; 通过讨论与回收的交替,使学生有张有弛,紧张与轻松相结合,有利于思维的活动,体现教学的节奏性。

 

4.3评估与反思是探究式教学过程中必不可少使学生养成对于所做工作进行评估的好习惯,是探究式教学的重要议程。通过评估,可以使学生总结经验与教训,积累探究本领,使得今后的探究一次比一次水平更高。评估应贯穿探究活动的各个环节。包括课题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证、交流与合作等环节。

返回