趙筱婷

談如何實現(xiàn)高中物理課堂的有效性——以人教版《多普勒效應》一課為例

趙筱婷

（延邊第二中學，吉林 延吉 133000）

新課程標準提倡合作探究、經(jīng)歷過程、體驗方法，本文以《多普勒效應》一課為例，探討了在高中物理教學中如何實現(xiàn)課堂教學的有效性。

高中物理教學；有效課堂；多普勒效應

多普勒效應并不是高考考查的重點內容，《教師教學用書》中明確說明(l)對多普勒效應只做定性分析,學生對多普勒效應有初步了解，不宜引申。(2)必須先知道波源的頻率與觀察者接受到頻率的區(qū)別，才能理解多普勒效應。(3)理解多普勒效應產(chǎn)生的根本原因，了解其應用。但《高中課程標準》中強調通過實驗感受多普勒效應，說明新課程標準重視實驗探究過程，從而形成科學思維，培養(yǎng)科學探究能力。

一、有效思維課堂的教學流程

1.創(chuàng)設真實情境，提出所研究的物理問題

通過展示教師的頸部彩超，分析結果引發(fā)學生思考，為什么放在體表的儀器能夠感受到血管內部血流的速度？創(chuàng)設物理情境，調動學生的學習興趣，激發(fā)學生的求知欲望，通過觀看賽車靠近和遠離的視頻，提出需要深入探究的物理問題：視頻中聲音發(fā)生了怎樣的變化？引出音調和音量，通過電腦軟件感受同一音量音調的變化，同一音調音量的變化。轉動蜂鳴器，感受音調變化，提出波源的頻率和觀察者接收頻率的概念，知道二者在波源和觀察者間距離變化時不相等，進而引出多普勒效應，形成物理觀念。

2.小組合作，經(jīng)歷實驗驗證過程

物理是以實驗為基礎的學科，不能滿足于聽出音調變化，而是要通過儀器記錄并且顯示出接收者頻率的數(shù)值及變化?？山柚鷥煽钪悄苁謾C進行分組實驗，驗證多普勒效應，一款手機安裝了音頻發(fā)射軟件，能發(fā)出頻率可調的聲波，將它作為波源，另一款手機中安裝了頻率計的軟件，能借助手機中的聲音傳感器，記錄周圍環(huán)境中五個較強聲音的頻率，將它作為觀察者。物理規(guī)律的研究是從簡單到復雜，特殊到一般。只研究最簡單的運動，比如觀察者和波源一動一靜或者波源和觀察者相互靠近和相互遠離的情況。最后通過小組討論的形式總結出，觀察者接收頻率大于波源頻率或者小于波源頻率的條件。

3.動畫演示，分析成因

首先進一步明確兩個概念，波源的頻率和觀察者接收到的頻率，分析三種情況下兩個頻率的關系：

①波源不動，觀察者靜止：單位時間內觀察者接收到的波的個數(shù)與波源單位時間內發(fā)出波的個數(shù)相同，即接收到的頻率等于波源發(fā)出的頻率。

②波源不動，觀察者運動：以波源相對介質靜止，觀察者靠近為例，由于觀察者運動，觀察者接收到波的個數(shù)大于波源發(fā)出完全波的個數(shù)。即靠近時，接收到的頻率大于波源發(fā)射頻率。

③觀察者不動，波源移動：借助生活中的現(xiàn)象，觀察者靜止，波源移動的情況，播放水波視頻，進一步提問：為什么波源前進方向波面變得密集，背離波源前進方向波面變得稀疏？

通過動畫解釋原因，人靜止在波源運動方向上，由于λ變小，波傳播速度不變，單位時間遇到的完全波個數(shù)增多。

4.解決實際問題，提升有效思維能力

物理取之于生活，用之于生活。了解生活中多普勒效應的應用，并嘗試應用已經(jīng)學過的知識進行解釋。

雷達測速儀：交通警察在測速時，向行駛中的汽車發(fā)射一個電磁波（頻率已知），波被行駛中的汽車反射回來時，測出反射波的頻率變化，就能知道汽車的速度。

多普勒彩超：醫(yī)生向人體內發(fā)射超聲波（頻率已知），通過儀器接收其被血管中的血流反射后的波，測出頻率變化，進而通過公式計算出血流的速度?？梢詸z測出眼底血管、大腦和心臟的病變。

天文學：用多普勒效應測量其他星系向著還是遠離地球運動的速率。紅移現(xiàn)象就是多普勒效應在天文學中的一個應用。

二、有效思維課堂的教學設計

物理是一門思維學科，“授之以魚不如授之以漁”，教會學生一節(jié)課的知識，不如傳授他們科學探究的方法，這不只是是學好物理的需要,更是學生終身發(fā)展的需要。結合本節(jié)課及本學科的特點，學生課前借助教科書預習，主動思考；課上利用預設問題層層搭建，逐步促進學生思維的深入；課后學生上網(wǎng)查閱資料，將學習的熱情延伸到日常生活中。

了解科學實驗方案的設計過程和實驗的一般步驟。電子白板是課上師生溝通的便利工具。通過視頻展臺，展示真實的學生數(shù)據(jù)，并且由學生結合數(shù)據(jù)，得到觀察者接收到頻率大于和小于波源頻率的條件，能夠讓學生切實的參與到課堂中，經(jīng)歷過程，體驗方法。在增強對多普勒效應的感性認識的同時，又有利于合作探究精神和實驗操作能力的培養(yǎng)。

在實驗操作和數(shù)據(jù)處理過程中，尊重客觀事實，增加感性認識，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任。由于實驗操作過程手機軟件靈敏度問題，可能存在觀察者移動速度過小，導致觀察者接收到數(shù)據(jù)沒有變化的情況，學生分析原因，并且通過多次實驗得到合理的實驗數(shù)據(jù)。

教學實踐證明，構建有效思維課堂，有利于物理思維能力的提高，有利于物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[1]人民教育出版社.普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]錢毓平．高中物理課堂教學“問題鏈”的設計原則及其實驗初探[J].物理教師，2016（10）.

[3]沈偉云．基于科學思維品質發(fā)展的實驗教學策略研究[J].物理教師，2016（9）.

[4]盧軍委．智能手機內置傳感器在物理實驗中的應用[J].實驗教學與儀器，2017（3）．

[5]徐春曉．基于智能手機的初中物理實驗開發(fā)與應用[J].中學物理教學參考，2015（4）．

[6]周穎琦.趙瑩，王晶瑩．基于核心素養(yǎng)的教學設計—以“多普勒效應”為例[J].物理教學探討，2017（8）.

[7]張坤華．活用智能手機，巧做物理實驗［J］．湖南中學物理，2017（8）.

2020—04—06

G633.7

A

1673-4564（2020）05-0267-02