新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“高中階段的物理課程要給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機(jī)會(huì),讓學(xué)生通過自己的思維、動(dòng)手、查閱文獻(xiàn)等,體驗(yàn)探究過程的曲折和樂趣,發(fā)展科學(xué)探究的能力,增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的理解。高中階段尤其要注重科學(xué)探究的質(zhì)量”。但是由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀以及相對(duì)滯后的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制的影響,許多教師在教學(xué)中往往以自己的思維代替學(xué)生的思維過程,以自己的講解代替學(xué)生的主體活動(dòng),以學(xué)生掌握知識(shí)的多少作為教學(xué)優(yōu)劣的最終衡量標(biāo)準(zhǔn)。
怎樣通過課堂教學(xué)活動(dòng)使學(xué)生形成獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力;具有科學(xué)精神、形成科學(xué)態(tài)度、學(xué)會(huì)科學(xué)方法;發(fā)展創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、逐步形成適應(yīng)社會(huì)需要的能夠進(jìn)行終身學(xué)習(xí)的能力。在課堂教學(xué)中增加探究實(shí)驗(yàn)的活動(dòng),并讓學(xué)生積極參與是培養(yǎng)學(xué)生能力的一種有效方式。就人教版高中物理《安培力》的教學(xué)內(nèi)容,筆者嘗試進(jìn)行了如下教學(xué)設(shè)計(jì)。
1 設(shè)計(jì)思想
由教師創(chuàng)設(shè)問題情境,提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟,在課堂上通過學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)、觀察、分析、討論、總結(jié)等一系列活動(dòng),發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象、探索物理規(guī)律。問題是整堂課教學(xué)的主線,學(xué)生是探究活動(dòng)的主體,教師起著組織者、參與者和指導(dǎo)者的作用。
通過“問題→猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究→分享實(shí)驗(yàn)成果”的科學(xué)探究方法,以對(duì)問題的探究和解決來激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識(shí)。這種教學(xué)方式可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。
2 教學(xué)過程
師:創(chuàng)設(shè)問題——磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的大小與哪些因素有關(guān)?
生:提出猜想——磁場(chǎng)的強(qiáng)弱(B)、電流強(qiáng)度的大?。↖)、通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度(L)、磁場(chǎng)的方向和電流的方向之間的關(guān)系(θ)等。
師:創(chuàng)設(shè)問題——(1)若我們要用實(shí)驗(yàn)定性研究安培力(F)由哪些物理量決定,需要哪些實(shí)驗(yàn)器材?
(2)請(qǐng)同學(xué)們思考后大膽提出你自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。
(3)當(dāng)多個(gè)量都要對(duì)安培力(F)產(chǎn)生影響時(shí),該怎樣才能知道是哪一個(gè)物理量引起F發(fā)生變化的呢?(控制變量法)
生: 提出多種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
師生:對(duì)各種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證,從中選取具有代表性和較合理且可操作性強(qiáng)的方案。(如圖1所示)
生:實(shí)驗(yàn)探究→按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題,并設(shè)法在實(shí)驗(yàn)中解決。
(1)磁場(chǎng)B對(duì)安培力F的影響:
電流強(qiáng)度I和導(dǎo)體長(zhǎng)度L保持不變
小磁體(B弱):觀察懸線偏角θ的大小(記錄)大磁體(B強(qiáng)):觀察懸線偏角θ的大?。ㄓ涗洠?/p>
比較兩次偏角θ的大小后得出結(jié)論:
偏角θ小……F小(B弱)偏角θ大……F大(B強(qiáng))
(2)電流強(qiáng)度I對(duì)安培力F的影響:
磁體B和導(dǎo)體長(zhǎng)度L保持不變
單個(gè)電池作電源(I?。邯び^察懸線偏角θ的大?。ㄓ涗洠┆おに膫€(gè)電池作電源(I大):觀察懸線偏角θ的大?。ㄓ涗洠┆?/p>
比較兩次懸線偏角θ的大小后得出結(jié)論:
偏角θ小……F?。↖小)偏角θ大……F大(I大)
(3)通電導(dǎo)體長(zhǎng)度L對(duì)安培力F的影響:
磁體B和電流強(qiáng)度I保持不變:
在原導(dǎo)體兩端之間另取兩點(diǎn)接入電源以保證導(dǎo)體質(zhì)量不變(L?。河^察懸線偏角θ的大小(記錄)仍將導(dǎo)體兩端接入電源(L大):觀察懸線偏角θ的大?。ㄓ涗洠┆?/p>
比較兩次偏角θ的大小后得出結(jié)論
偏角θ小……F?。↙?。┆おて铅却蟆璅大(L大)
(4)磁場(chǎng)B和電流I之間的方向?qū)Π才嗔的影響:
保持磁體B、電流強(qiáng)度I的大小和導(dǎo)體的長(zhǎng)度L不變,改變導(dǎo)體方向與磁場(chǎng)B方向的夾角,觀察懸線偏角θ大小的變化情況。(圖2)
得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),電流所受到的安培力最大;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí),電流所受到的安培力最小,為零;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí),電流所受到的安培力介于最大值和最小值之間。
師生交流總結(jié):
對(duì)探究結(jié)果、方法進(jìn)行總結(jié)對(duì)學(xué)生積極主動(dòng)的設(shè)問、思維、動(dòng)腦、動(dòng)手的熱情給予充分的肯定
3 教學(xué)反思
在課堂上,學(xué)生的討論非?;钴S,在分析討論過程中,教師及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì),整堂課問題是教學(xué)的主線,學(xué)生的研究活動(dòng)是主體,教師起著組織者、參與者和指導(dǎo)者的作用。通過“問題→猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探索→分享實(shí)驗(yàn)成果”這一類科學(xué)探究方法,由師生共同創(chuàng)設(shè)問題情境,提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟,在課堂時(shí)間內(nèi)通過學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)、觀察、分析、討論、總結(jié)等一系列探究活動(dòng),發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象、探索物理規(guī)律。教師不宜給出具體步驟和方法,而應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽采用不同方法,提出不同見解,在彼此思維的碰撞中捕捉智慧的火花,以問題的研究和解決來激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主題意識(shí)。采用這種探究式教學(xué)可最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
探究式教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求,教師必須對(duì)所研究的問題有透徹、深入的了解;要有敏銳的洞察力,要善于從學(xué)生的思維痕跡中點(diǎn)撥出科學(xué)推理的途徑;要從學(xué)生不太成熟的想法中找到真理的雛形。我們不應(yīng)擔(dān)心在教學(xué)中課堂是否顯得散亂,不要拘泥于教學(xué)進(jìn)度任務(wù)的限制,而應(yīng)真正將學(xué)生置于探索知識(shí)的主體地位上。課堂教學(xué)為師生開展科學(xué)探究活動(dòng)提供了廣闊的空間,教材內(nèi)容給我們提供了豐富的探究課題。我們可以把教材上的一些演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成探究性實(shí)驗(yàn);或盡量設(shè)置開放題材進(jìn)行教學(xué),題材內(nèi)容以及所涉及的物理情境、物理過程,應(yīng)當(dāng)是學(xué)生比較熟悉的;問題應(yīng)對(duì)學(xué)生具有較強(qiáng)的刺激因素;解決問題的方法應(yīng)具有較高的方法論價(jià)值。能使學(xué)生通過對(duì)問題的討論解決,體會(huì)到物理探索的樂趣。問題的解答方法、途徑要具有多樣性,問題本身具有延伸性和推廣的可能。
總之,在當(dāng)前的課改形勢(shì)下,我們應(yīng)徹底摒棄傳統(tǒng)的“重知識(shí)、輕過程”的教學(xué)觀念,強(qiáng)調(diào)學(xué)生親身參與探究活動(dòng),重在體驗(yàn)參與的過程。以學(xué)生為主體,發(fā)揮學(xué)生群體的互補(bǔ)性,使學(xué)生在相互研討、爭(zhēng)論的環(huán)境中批評(píng)性的思考與接受,加強(qiáng)交流和與他人合作與分享的能力。我通過教學(xué)實(shí)踐體會(huì)到,將探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)引入課堂教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)、研究意識(shí)、合作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)都具有積極的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn).中華人民共和國(guó)教育部制定.2003年
[2]廖伯琴.《物理探究式教學(xué)設(shè)計(jì)與案例分析》.北京:高等教育出版社,2003年
(欄目編輯王柏廬)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。