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        為物理課堂插上信息化的翅膀
        ——以“速度”教學為例

        2022-05-11 08:44:44
        物理之友 2022年3期
        關鍵詞:物理測量課堂

        張 蓉

        (1. 南京師范大學附屬中學樹人學校,江蘇 南京 210011;2. 南京物理教師成長共同體,江蘇 南京 210011)

        對于信息技術手段在學科教學中的運用,筆者和很多老師一樣存在著分寸拿捏上的困惑:一方面,總希望能夠借助信息技術提高課堂效率;另一方面,又擔心運用不當而產生分散學生注意力等負面作用。筆者參加了“南京市信息化教學能手比賽”,以“速度”一節(jié)的教學獲得南京市一等獎,深切體會到:欲保證信息技術手段在輔助學科教學時取得事半功倍的成效,選擇合適的技術手段和教學策略尤為重要。筆者以這節(jié)課的教學設計為例,談談借助于信息技術手段來優(yōu)化課堂教學的體會。

        1 教學分析

        1.1 教材分析

        “速度”是蘇科版初中物理八年級上冊第五章第二節(jié)的內容,通過探究性學習,以隱性滲透的方式,著力培養(yǎng)學生運用數(shù)學工具的能力,引導學生了解用比值定義物理量的方法,并通過例題展示物理計算與數(shù)學計算的不同。

        1.2 學情分析

        學生在生活中已經(jīng)積累了與速度相關的生活經(jīng)驗,有關速度的計算已在數(shù)學課上接觸過,但對速度概念的認識還存在誤區(qū),對于“能用速度來反映物體運動的快慢”“生活中比較物體運動快慢的方法與速度的聯(lián)系”等問題的理解還十分模糊。

        1.3 教學流程

        教學設計應該以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為中心,根據(jù)課程標準要求,確定教學目標,以教學內容為線索,以信息技術為支撐,合理地設置問題和學生活動,引導學生在自主探究的過程中自主建構意義,學會運用物理觀念解決實際問題,提升學生的核心素養(yǎng),本節(jié)課的教學流程如圖1所示。

        圖1

        2 教學重難點

        教學重點為:(1) 速度概念的建立;(2) 測量物體的速度。

        教學難點為:用“比較物體運動快慢”的方法建構速度的概念。

        3 教學過程

        3.1 創(chuàng)設情境,引入課題

        活動1:觀看人和鴕鳥賽跑視頻

        師:人與鴕鳥賽跑,誰跑得快?

        學生觀看視頻,感受物體運動的快慢。

        活動2:“競走”游戲

        師:你能用哪些方法比較物體運動快慢?

        學生參與游戲,討論比較物體運動快慢的方法。

        活動3:比較紙錐下落的快慢

        師:你所用的比較紙錐運動快慢的方法是哪一種?

        學生分組實驗,掌握比較運動快慢的方法。

        設計意圖:速度與日常生活聯(lián)系緊密,學生每天都能接觸到運動快和運動慢的物體,對物體運動的快慢有豐富的感性認識,但這種認識還不夠深刻。對于速度概念的理解,學生從小學、初中直到高中是逐步進階的,學生對于知識的掌握是螺旋式上升的,那么學生在八年級需要掌握哪些內容?掌握到什么程度?需要教師根據(jù)課程標準進行選擇,要引導學生歸納并靈活運用比較運動快慢的兩種方法,教師在課堂上創(chuàng)設不同的物理情境,讓學生實際操作、分析。在傳統(tǒng)教學中,學生在比較紙錐快慢環(huán)節(jié)存在兩個難點:(1) 學生不容易想到用“相同時間比路程”的方法來比較紙錐下落快慢;(2) 在具體操作過程中不易控制釋放時兩個紙錐齊平,來控制路程相同。所以,在此環(huán)節(jié)中筆者利用希沃軟件展示學生的操作細節(jié)(圖2),讓學生總結更方便釋放紙錐、比較下落快慢的方法。如圖3所示,筆者還利用手機慢動作功能,讓學生在可視化效果明顯的情況下,更好地用“相同時間比路程”的方法來比較紙錐下落快慢。

        圖2

        圖3

        3.2 突破思維障礙,建構速度概念

        師:當路程和時間都不相等時,怎樣比較物體運動的快慢?

        教師引導學生討論問題:

        學生自由發(fā)言,對于問題(3)進行小組討論。然后得到速度的概念,再介紹比值法、速度的公式、單位及換算。

        設計意圖:運用比值法定義物理概念在初中物理中較為常見,不僅是針對速度概念,后面學到的密度、壓強、功率等概念也都是用比值法定義的,用比值法定義速度概念的教學十分重要。教師要在課堂上結合紙錐下落的具體事例,合理設計問題串,引導學生討論,培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力。

        3.3 速度的測量

        活動4:測量紙錐下落的速度

        師:要測量紙錐下落的速度,你需要測量哪些物理量?選用什么測量工具? 請設計實驗表格,測量、記錄并計算出紙錐下落的速度。

        組織學生分組實驗,實驗后交流討論:

        (1) 對于長度和時間,哪個物理量測起來比較困難?

        (2) 對下落高度有什么要求?為什么?

        (3) 選擇哪一個紙錐進行實驗更便于測量時間?為什么?

        根據(jù)學生的建議,老師演示一次紙錐下落,請所有同學計時。

        師:對比各人的計時結果,你有什么發(fā)現(xiàn)?產生差異的可能原因有哪些?你有什么辦法可以減小誤差?

        教師聯(lián)系物理與體育,參考國際田徑比賽中的計時方法,向學生介紹頻閃照片和逐幀截圖技術,可以進一步減小時間測量的誤差。

        圖4

        設計意圖:在學生學習完速度知識后,再次測量紙錐下落的速度,既是對學生課堂學習的評價與總結,也讓學生學以致用。實驗后,鼓勵學生對實驗進行改進,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。利用希沃軟件,同時分屏展示學生的表格設計,讓學生評價,在充分暴露學生問題的過程中深化表格設計的技巧。改進實驗過程,利用potplayer軟件進行逐幀截圖,利用Photoshop軟件對圖片合成,可制成如圖4所示的頻閃照片,圖片上相鄰兩個紙錐圖像的時間間隔取為0.083秒,可以通過計算每兩個紙錐的間隔數(shù)與時間間隔(0.083秒)的乘積得到紙錐下落的時長。相比學生分組實驗中用分度值為0.2 s的機械秒表計時,利用該技術手段提高了測量的精確度,而且還可以進一步減小每兩個紙錐的時間間隔,再優(yōu)化實驗。該方法現(xiàn)在經(jīng)常用在國際田徑比賽中,可以讓學生感受到物理和體育的融合以及物理學習的時代性。

        3.4 從生活走向物理,從物理走向社會

        聯(lián)系物理與生活,從限速牌入手,向學生介紹區(qū)間測速和雷達測速兩種常見的測車速方法。先觀看教師制作的介紹雷達測速儀的微課(圖5),再由教師利用DIS的光電門傳感器模擬展現(xiàn)區(qū)間測速原理(圖6)。

        圖5

        圖6

        設計意圖:利用有趣的微課作為資源載體,可以突破課堂時空的限制,讓學生“來到馬路旁”了解雷達測速,也為他們以后學習多普勒效應埋下伏筆。同時,在該環(huán)節(jié)筆者還借助DIS的光電門傳感器模擬區(qū)間測速,借助DIS的自動采集數(shù)據(jù)的功能顯示出小車在兩個光電門之間運動的時間和路程,從而算出平均速度,再次應用了本節(jié)課所學的知識,讓學生 “從生活走向物理,從物理走向社會”。

        3.5 課堂反饋

        利用Hiteach交互學習系統(tǒng),讓學生進行差異化反饋練習。

        設計意圖:通過4道習題,考查學生對所學知識的應用能力。利用Hiteach交互學習系統(tǒng)的搶答功能,可以調動學生積極性,使其主動參與課堂問答,借助系統(tǒng)對學生答題情況進行數(shù)據(jù)采集,教師可以查看選擇題的每個選項的選擇人數(shù)、人員名單以及每組答題情況,教師可以有效地進行差異化教學,對于全員正確的小組可以直接推送更有挑戰(zhàn)性的問題,部分成員錯誤的小組可以進行小組討論,全員錯誤的小組需要教師進行引導學習,使課堂效率大大提高。

        剛開始筆者和很多老師一樣,內心較為排斥利用軟件來反饋學情,認為有經(jīng)驗的老師應該充分了解課堂學情。但是在實際使用過程中筆者發(fā)現(xiàn):同樣的習題在不同的班級學生的錯誤率相差較大,我們需要根據(jù)實際反饋來調整教學策略,包括借助習題的推送功能實現(xiàn)差異化教學,這也是老師僅憑一人之力很難達到的。

        4 結語

        信息化教學手段有其獨特的優(yōu)勢,但同時也是一把雙刃劍。如果教師一味地追求信息化手段的應用,脫離信息化手段服務于教學的本質,則會得不償失。信息化手段一定是為了更好的教學提供技術支撐,對于信息化教學手段的選擇必須符合學生群體的特點,要考慮教學內容的特點和教學目標的要求。總之,信息技術在課堂的運用必然會帶來教育的變革,對教師來說,是機遇也是挑戰(zhàn)。教師要在實踐中總結經(jīng)驗,不斷探索和創(chuàng)新,做好初中物理的信息化教學。

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