王寅

摘 要：本文通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)度和氣泡速度教學(xué)中的內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理，表格的設(shè)計(jì)及圖像的繪制等為例進(jìn)行基本科學(xué)素養(yǎng)的初步滲透.

關(guān)鍵詞：表格設(shè)計(jì);圖像;科學(xué)素養(yǎng)

物理教學(xué)不僅僅承載著傳遞知識(shí)的任務(wù)，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，養(yǎng)成良好的研究習(xí)慣及思維方式.現(xiàn)就教科版八年級(jí)上前兩章教學(xué)內(nèi)容談?wù)勗鯓永貌煌n題滲透科學(xué)素養(yǎng).

1 長(zhǎng)度測(cè)量中表格設(shè)計(jì)的滲透

設(shè)計(jì)表格，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表格中是物理學(xué)研究的基本方式之一，也是最重要的處理數(shù)據(jù)的方法.通過(guò)表格可以完成對(duì)數(shù)據(jù)的輸入、統(tǒng)計(jì)、分析等多項(xiàng)工作，它的基本職能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分類、計(jì)算與分析，能夠直觀的、清晰地、有條理的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)，便于找出數(shù)據(jù)間的關(guān)系，找到事物之間的聯(lián)系與規(guī)律.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)表格，并利用表格來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生研究具體問(wèn)題的能力的重要途徑.如何在學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)物理時(shí)就對(duì)表格設(shè)計(jì)及應(yīng)用有所認(rèn)識(shí)并初步學(xué)會(huì)應(yīng)用表格研究問(wèn)題呢？現(xiàn)在就以長(zhǎng)度測(cè)量為例來(lái)說(shuō)明關(guān)于表格的教學(xué).

在長(zhǎng)度測(cè)量的作業(yè)中有意識(shí)地讓學(xué)生測(cè)量自己的早晨及晚上的身高、臂展、腳長(zhǎng)、及心率.上課時(shí)收集了3名男生和3名女生的數(shù)據(jù)，并隨機(jī)的記錄在黑板上.由于學(xué)生測(cè)量自己的數(shù)據(jù)時(shí)的順序不同，因此黑板上呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)如下：

由此記錄的數(shù)據(jù)問(wèn)學(xué)生能得出什么結(jié)論？學(xué)生回答這些數(shù)據(jù)的記錄太亂了，不容易找出規(guī)律.這時(shí)適時(shí)的問(wèn)學(xué)生該怎么辦？學(xué)生很自然的提出應(yīng)該將數(shù)據(jù)記錄到表格中.要的就是這句話！借次契機(jī)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)記錄這些數(shù)據(jù)的表格，并找學(xué)生到黑板上畫出自己設(shè)計(jì)的表格.通過(guò)學(xué)生間的評(píng)價(jià)不斷完善表格.并分析表格中的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論.具體過(guò)程如下.

學(xué)生甲先設(shè)計(jì)了如下表格：

筆者讓學(xué)生評(píng)價(jià)她的表格，同學(xué)們提出應(yīng)該把單位填在表格最上面的物理量名稱里，這樣就不用在下面的數(shù)據(jù)里都填單位了.于是把表格改進(jìn)如下：

下一步引導(dǎo)學(xué)生：“從表格中你能得出什么結(jié)論？”經(jīng)討論學(xué)生得出如下結(jié)論：

（1）同一位同學(xué)的早上的身高大于晚上的身高.

（2）同一位同學(xué)的臂展約等于身高.

（3）同一位同學(xué)的身高大約是腳長(zhǎng)的7倍.

（4）前三位同學(xué)的心率比后三位同學(xué)的心率快.

對(duì)于前三條結(jié)論學(xué)生沒有異議，而對(duì)于最后一條學(xué)生們想知道原因.于是叫前三位同學(xué)起立，發(fā)現(xiàn)是三位女同學(xué)，叫后三位同學(xué)起立，發(fā)現(xiàn)是三位男同學(xué)，于是同學(xué)們對(duì)第四條結(jié)論進(jìn)行了修正：女同學(xué)的心率比男同學(xué)快.在此基礎(chǔ)上同學(xué)們又對(duì)身高提出了異議：有同學(xué)認(rèn)為女同學(xué)身高應(yīng)該小于男同學(xué)身高，但為什么表格中體現(xiàn)的是女同學(xué)身高高呢？經(jīng)討論同學(xué)們認(rèn)為我所選取的數(shù)據(jù)還不夠充分，若要研究男女同學(xué)的身高、心率等問(wèn)題還應(yīng)該再選取大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì).在此基礎(chǔ)上我問(wèn)學(xué)生應(yīng)該怎樣對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較？學(xué)生討論后得出應(yīng)該從橫向、縱向兩個(gè)維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì).同時(shí)還應(yīng)該對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，還有同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)記錄的結(jié)果提出了異議：這幾位同學(xué)所用刻度尺的最小分度值是多少？在確定分度值為1cm后對(duì)數(shù)據(jù)做出了更正.并將剛才的表格進(jìn)一步完善如下：

至此學(xué)生對(duì)表格的設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)的記錄、處理、比較、分析都有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí).回顧整個(gè)上課的過(guò)程如下：

結(jié)論：

（1）同一位同學(xué)的早上的身高大于晚上的身高.

（2）同一位同學(xué)的臂展約等于身高.

（3）同一位同學(xué)的身高大約是腳長(zhǎng)的7倍.

（4）女同學(xué)的心率比男同學(xué)的心率快.

利用長(zhǎng)度測(cè)量為依托串聯(lián)表格問(wèn)題的教學(xué)，可以讓學(xué)生比較順利的掌握數(shù)據(jù)的輸入、統(tǒng)計(jì)、分析等多項(xiàng)工作，對(duì)今后的教學(xué)及學(xué)生的能力培養(yǎng)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，取得了較好的教學(xué)效果.

2 實(shí)驗(yàn)探究氣泡的速度體驗(yàn)完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)探究是物理學(xué)研究問(wèn)題的基本方法，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的完整過(guò)程，學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究具體問(wèn)題，學(xué)會(huì)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，有助于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

首先讓我們明確實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)及注意事項(xiàng)：

一、實(shí)驗(yàn)名稱：點(diǎn)明實(shí)驗(yàn)題目

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明實(shí)驗(yàn)要研究的問(wèn)題及方向或預(yù)期得到的結(jié)論.

三、實(shí)驗(yàn)儀器和器材：標(biāo)明各儀器的規(guī)格型號(hào)及數(shù)量

四、實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)明扼要地闡述實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)、計(jì)算公式、畫出電路圖光路圖或裝置圖

五、實(shí)驗(yàn)步驟：要求步驟或內(nèi)容簡(jiǎn)單明了，想全影響元素，注意控制變量.注意操作順序，做好實(shí)驗(yàn)前器材的組裝與實(shí)驗(yàn)后器材的整理.

六、數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的原始數(shù)據(jù)和一些簡(jiǎn)單的結(jié)果盡可能用表格形式列出，并要求正確表示有效數(shù)字和單位.要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)要足夠充分：探究實(shí)驗(yàn)要避免偶然性及特殊性，測(cè)值實(shí)驗(yàn)要能減小誤差.

七、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算、作圖、比較等處理，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)定.

八、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：扼要地寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，探究實(shí)驗(yàn)往往是某一規(guī)律，注意控制變量.測(cè)值實(shí)驗(yàn)為數(shù)值.注意結(jié)論的適用條件.

九、誤差分析：當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差達(dá)到一定程度后，要求對(duì)誤差進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生誤差的原因.

十、問(wèn)題討論：討論實(shí)驗(yàn)中觀察到的異常現(xiàn)象及可疑數(shù)據(jù)，并作出相應(yīng)的解釋，分析實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)提出建議，簡(jiǎn)述自己做實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì).

實(shí)驗(yàn)探究氣泡的速度中體驗(yàn)完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成如下實(shí)驗(yàn)報(bào)告.

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)名稱：氣泡的速度

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量氣泡的速度，分析氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

三、實(shí)驗(yàn)原理：v=s/t

四、實(shí)驗(yàn)儀器和器材：取長(zhǎng)約57 cm、內(nèi)徑6 mm的均勻玻璃管，管內(nèi)注滿水，留一個(gè)小氣泡，兩端密封.刻度尺，停表，記號(hào)筆

五、實(shí)驗(yàn)步驟或內(nèi)容：

和你的同學(xué)合作，倒轉(zhuǎn)玻璃管，保持豎直，觀察氣泡在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，從某位置開始用停表計(jì)時(shí)，每2 s在玻璃管上用記號(hào)筆記錄小氣泡的位置，最后用米尺測(cè)量，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入以下表格中.計(jì)算氣泡在每段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度，填入上表，看看有什么規(guī)律.

六、數(shù)據(jù)記錄：

七、數(shù)據(jù)處理：

八、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氣泡近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度約為1cm/s

九、誤差分析：測(cè)量時(shí)間及在記錄氣泡位置時(shí)有誤差，開始階段操作不熟練

十、討論交流：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可以先做些練習(xí)以通過(guò)熟練程度，選取后幾組數(shù)據(jù).考慮到人的反應(yīng)時(shí)間，計(jì)時(shí)時(shí)可提前對(duì)記錄位置的同學(xué)下達(dá)指令.記錄氣泡位置時(shí)，要選取氣泡的同一位置.

在課堂上以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為載體，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)，讓他們體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的完整過(guò)程，并組織學(xué)生討論交流，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)了怎樣做實(shí)驗(yàn)，怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成探究目的.

誠(chéng)然，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)不是一朝一夕之功，以上所舉實(shí)例為八年級(jí)上前兩章內(nèi)容，旨在使學(xué)生在剛接觸物理學(xué)時(shí)就對(duì)本學(xué)科有個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)及研究問(wèn)題的習(xí)慣，學(xué)會(huì)基本方法，研究問(wèn)題有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性，為今后的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

（收稿日期：2019-11-10）