指向深度教學(xué)的物理實驗教學(xué)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 指向深度教學(xué)的物理實驗教學(xué) 隋文泉 相比于傳統(tǒng)教學(xué)模式，物理試驗的深度教學(xué)表達在與教和學(xué)兩個方面，一方面需要教師在課前深度備課，包括備教材、備學(xué)情等;另一方面要能夠做到引導(dǎo)學(xué)生深入思考，使得學(xué)生對于試驗過程有深刻理解，并最終形成科學(xué)的深度思維。 一、教材的分析與備課 根據(jù)新課標(biāo)要求，學(xué)生要通過試驗，了解比熱容，嘗試用比熱容說明簡單的自然現(xiàn)象。在以往的教學(xué)實踐中，如何通過“對比不同物質(zhì)吸熱心況的試驗，引導(dǎo)學(xué)生了解比熱容的概念，這是初中物理教學(xué)的一個難點。為了更好地深度備課，備教材，因此選擇了人教版和滬科粵教版兩種版本的教材，做了比較分析。（見表一） “對比不

2、同物質(zhì)吸熱心況的試驗，人教版教材中采用的材料是水和食用油，加熱裝置是電加熱器。而滬科粵教版教材中采用的材料是水和沙子，加熱裝置是酒精燈。水和沙子的組合雖然和引入情景相吻合，但是由于熱傳遞的方式不同，在試驗中往往一開始沙子升溫較慢，這就為試驗數(shù)據(jù)的分析增加了難度，因此采用水和食用油的比較試驗更好一些。此外，酒精燈作為加熱裝置，火焰不穩(wěn)定，兩個酒精燈很難做到單位時間放熱量相等，因此不建議使用酒精燈加熱。而教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，人教版教材圖中的電加熱器功率過大，試驗過程短，不便于記錄試驗數(shù)據(jù)。所以，對于有條件的學(xué)校，建議更換成為試驗室用的紅外加熱器。 在學(xué)情方面，學(xué)生在本節(jié)課學(xué)習(xí)中的一大難點在于，試驗后根

3、據(jù)試驗結(jié)果，構(gòu)建比熱容這個物理量的概念，表達式運用了比值定義法，涉及到了四個物理量，而且熱量Q不是測量結(jié)果，而是由加熱時間轉(zhuǎn)換對比得來的，因此對學(xué)生的思維跨度要求較大，比較熱容的概念簡單產(chǎn)生認知障礙。針對這種狀況，應(yīng)當(dāng)注意為學(xué)生搭建“腳手架，引導(dǎo)學(xué)生思維，特別是類比其他采用比值定義法的物理量，譬如速度、密度等，實現(xiàn)學(xué)生的知識遷移。 二、教學(xué)活動的設(shè)計與開展 1.引導(dǎo)學(xué)生思考，提出探究問題 情景展示：如圖2所示，夏天的中午，人們赤腳走在海邊的沙灘上，覺得沙子很燙;當(dāng)走進海水的時候，卻覺得海水對比涼。 師：圖中的場景，涉及到了哪些物理量呢？ 生1：海水的“燙和沙子的“涼都是在描述物體的冷熱，物理上

4、用溫度描述物體的冷熱程度。 生2：夏天的中午，太陽在向海水和沙子傳遞熱量。 師：同學(xué)們能不能從這樣的現(xiàn)象中，提煉出一個值得我們試驗探究的物理問題呢？ 生：不同的物質(zhì)，吸收了一致的熱量后，溫度的變化一致嗎？ 點評：比熱容的概念涉及到了多個物理量，以往的教學(xué)過程中，引入環(huán)節(jié)由教師主導(dǎo)，過程較快，往往幾分鐘便進入了試驗探究環(huán)節(jié)，沒有給學(xué)生預(yù)留充分思考分析的空間。在搭建情景之后，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，啟發(fā)他們用科學(xué)的思維和物理的概念來重新建構(gòu)問題，從生活的直觀感受和主觀閱歷邁進物理的世界。 2.整理試驗思路，提煉科學(xué)思維 師：試驗員為大家準備了兩種物質(zhì)，一種是水，一種是食用油，我們今天來對比他們的吸熱心況，試

5、驗中應(yīng)當(dāng)注意什么呢？ 生：水和食用油的質(zhì)量要相等。 師：這樣的要求表達了物理研究中的什么方法？ 生：操縱變量法。 師：是否要求水和食用油的初溫相等呢？ 生：不需要，由于試驗觀測的是溫度變化量，與初溫?zé)o關(guān)。 對于水和食用油質(zhì)量相等，學(xué)生往往能夠想到，但初溫是否要相等，學(xué)生中可能會有不同的看法，這里可以組織學(xué)生探討，觀點交鋒，在探討中加強學(xué)生對于知識的理解。 師：我們怎么保證一致質(zhì)量的水和食用油吸收一致的熱量呢？ 生：可以使用一致的加熱裝置，加熱一致的時間。 師：用加熱時間代表吸收熱量的多少，這表達了什么科學(xué)方法呢？ 生：轉(zhuǎn)換法。 最終引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出試驗思路，用質(zhì)量一致的水和食用油，在一致的加熱

6、裝置下，加熱一致時間，對比兩種物質(zhì)升高的溫度。 點評：在試驗的設(shè)計階段，需要老師抽絲剝繭，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，攻克難點，厘清試驗思路。譬如用加熱時間表示吸收熱量的多少，是本節(jié)課的一個難點，在這里需要注意為學(xué)生構(gòu)建腳手架，而不能越俎代庖，灌輸式教學(xué)。同時在試驗設(shè)計中，注意總結(jié)科學(xué)思維和科學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。 3.重視數(shù)據(jù)記錄，提升分析能力 數(shù)據(jù)的記錄和分析是十分重要的試驗環(huán)節(jié)，因此要注意指導(dǎo)學(xué)生做試驗數(shù)據(jù)記錄表格，然后組織學(xué)生對于數(shù)據(jù)進行分析。并且要向?qū)W生強調(diào)，應(yīng)當(dāng)如實記錄，不能編造修改試驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是，嚴謹認真的科學(xué)品質(zhì)。 得到試驗數(shù)據(jù)后，指導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，描點連線

7、，通過圖像進行分析?？梢砸约訜釙r間或吸收熱量為橫坐標(biāo)，溫度或者溫度變化量為縱坐標(biāo)，做出圖像，例如圖1所示。從圖像中，可以分析出，一致質(zhì)量的水和食用油，在吸收一致熱量的狀況下，升高的溫度不相等，水升溫較慢，而食用油升溫較快。 點評：假如圖像不能明顯對比出兩種物質(zhì)的吸熱能力，則應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析理由，是由于某些環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯誤，譬如一致質(zhì)量水和食用油的稱量、溫度計的讀數(shù)，還是其他理由導(dǎo)致的試驗誤差。在分析總結(jié)的過程中，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，加深對于物理知識、物理思想的理解，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和熱愛。而不應(yīng)當(dāng)直接告訴學(xué)生試驗結(jié)論，甚至簡單粗暴地否定學(xué)生得到的“不理想的試驗結(jié)果。 4.把握認知規(guī)律，突破教

8、學(xué)難點 比熱容作為表示物質(zhì)吸熱能力的物理量，在向?qū)W生提出之前，應(yīng)當(dāng)注意比值定義法的滲透。以速度的概念為例，要對比物體運動的快慢，一致時間可以對比路程，一致路程可以對比時間，但是假如時間和路程均不一致，那么就用路程與時間的比值，這就是速度的概念。 同理對比不同的兩個物體的吸熱能力，吸收一致熱量時，可以對比升高溫度;而升高一致溫度時，可以對比吸收熱量;但是假如兩個物體吸收的熱量和升高的溫度都不一致呢？這時根據(jù)比值定義法，由速度概念的認知遷移，學(xué)生會想到用熱量Q與溫度變化量？駐t的比值，其實這就是“熱容這個物理量的表達式。有的學(xué)生可能會想到，但是這個比值越大，意味著物體的吸熱能力越差，這不符合多數(shù)人的思維習(xí)慣，因此我們用，而不用。兩種不同物質(zhì)在對比吸熱能力時，還要注意到質(zhì)量m的影響，因此我們要用再除以質(zhì)量m，保證用單位質(zhì)量的去對比，此時就引出了“比熱容的表達式c=。 點評：借助比值定義法這一“腳手架，以及熱容概念的過渡，可以突破比熱容概念教學(xué)的難點，具有對比清楚的規(guī)律建構(gòu)，也符合學(xué)生的認知規(guī)律。 三、結(jié)論 要上好一節(jié)試驗課，需要老師深度備課，研究教材，分析試驗安排的合