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1、物理实验教学中的导学案设计模式初探榆次一中 李 云引言：物理学是一门实验科学，在大力提倡素质教育、创新教育、加强能力教学的今天，学生实验课由于其灵活性，操作性，综合性已成为提高学生各项能力（如观察能力、操作能力、实验设计能力、数据处理能力等）的重要途径。学生实验更容易使学生变被动接受学习为主动探索学习，更容易激发学生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣。因此，实验课的教学模式要与时俱进，符合新课程对实验课教学的要求，在实践的基础上，我们总结出了以导学案为载体的物理实验教学模式。1测量型或验证型实验的导学案设计模式该模式由“课标要求、学习重点、自主突破、轻松闯关、实际操作、基础训练、能力拓展”七个方面组
2、成。对于测量型或验证型实验，实验本身不要求探究，只要求学生“会读、会用、会验证”，这一特点决定了测量型或验证型实验的导学案设计要继承传统的“精讲”特点。即教师在课前必须让学生明白实验原理和操作步骤，在课上必须再强调操作步骤和注意事项。设计模式如下：学生依据课标要求、学习重点以教师设置的“自主突破、轻松闯关”为载体自己完成课前预习。“自主突破”涉及到“实验名称、实验目的、仪器和用具、实验原理、注意事项、实验步骤”等内容，学生通过认真的课前预习完全可以解决这一问题。“轻松闯关”以落实基础知识和基本方法为目的，教师设置一些较容易的题型来激发学生的学习兴趣、增强学生的学习信心。“实际操作、基础训练、能
3、力拓展”三个方面在课中进行，实际操作中要突出教师的指导和纠正作用，让学生按照测量型或验证型实验的要求顺利完成实验，并得出结论。在此基础上以教师精心设计的“基础训练、能力拓展”当堂对学生进行测验，以检验和巩固学生的课堂所得。具体案例如下：实验：用打点计时器测速度测量型或验证型实验的导学案设计案例【课标要求】了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)。会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象，能从图象中获取有用的信息。【学习重点】打点计时器的使用。由纸带计算物体运动
4、的瞬时速度，并掌握纸带数据的处理方法。画物体的速度时间图象，并掌握画图像的方法。【自主突破】一、实验名称： 。二、实验目的： 。三、仪器和用具： 。四、实验原理： 。五、注意事项： 。六：实验步骤：【轻松闯关】1 仪器构造 （1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是： 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 （2）右图为电火花计时器的构造图 2仪器原理 电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定 内发生 的仪器，它使用 电源，由学生电源供电，工作电压在 以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔 打一个点，通电前把纸带穿过 ，再把套在轴上的复写纸
5、片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下， 便振动起来，带动其上的 上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的 。 电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较 ，实验误差也就比较 。 3速度时间图象（v-t 图象）是用来描述 随 变化关系的图象。 4偶然误差是指由 因素造成的，用 的方法可以减小偶然误差。 系统误差是由 、 造成的，特点是多次重复测量的结果总是 真实值，呈现单一倾向。 5相对误差等于 。【实际操作
6、】一、组装仪器二、进行实验三、记录数据xv四、处理数据五、得出结论【基础训练 锋芒初显】 1根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（ ） A时间间隔 B位移 C平均速度 D瞬时速度 2当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（ ） A点痕记录了物体运动的时间 B点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移 C点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状 D点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 3利用打点计时器打出的纸带（ ） A能准确地求出某点的瞬时速度 B只能粗略地求出某点的瞬时速度 C能准确地求出某段时间内的平均速
7、度 D可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度 【举一反三 能力拓展】 4如图所示为某质点做直线运动的速度时间图象，下列说法正确的是（ ） A质点始终向同一方向运动 B在运动过程中，质点运动方向发生变化 C前2 s内做加速直线运动 D后2 s内做减速直线运动 5如图所示是一个物体的 v-t 图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的？ （1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？ （2）运动的方向是否变化？ （3）速度的大小是否变化？怎样变化？2 探究性实验的导学案设计模式探究性实验的导学案设计模式由“目标点击、科学探究课前任务、科学探究课中操作、基础训练、能力拓展”五个部分
8、组成。“目标点击”将本节课学生应掌握的知识和方法呈现出来，起划定目标的作用，课前任务以教师点拨为辅，学生自主学习为主，在教师提出问题的基础上让学生集中力量猜想、分析、设计实验，感悟理论探究的过程。其中的“猜想过程”教师可适当的启发，设计实验既可以是个人的设计，也可以是小组的设计，在设计的过程中学生应主动和教师交流，教师也可以主动找学生了解设计进程,以达到不走弯路、增进师生感情等作用。课中任务仍然以学生的探究活动为主，主要达到三个目标，即让学生将自己设计的实验具体做出来，体验通过实践操作探究物理问题的过程；让学生学会分析和处理实验数据的方法；学会反思实验方案、实验过程的科学习惯。在学生实践操作探
9、究物理问题的过程中，教师并不是一个旁观者，而是站在学生设计的实验的角度上积极指导学生操作和记录。分析和处理数据时教师可作适当的指导，主要让学生自己完成，在反思实验方案和实验过程中教师要提醒学生积累经验做好反思笔记。最后，“基础训练、能力拓展”部分为教师精挑细选的代表性题目，应该当堂对学生进行测验，以检验和巩固学生的课堂所得。具体案例如下：实验：探究小车速度随时间变化的规律探究型实验的导学案设计案例【目标点击】会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。 会用描点法作出 v-t 图象。 能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。 领悟并发扬探索发现精神。 【科学探究课前任
10、务】1 提出问题如图所示，小车在绳子拉力作用下运动，其速度与时间的关系如何？能否用规律呈现？2 猜想与分析温馨启发：可以从函数角度猜想自主突破：若速度与时间满足 函数关系，则 。3 设计实验自主设计：方案原理： 。方案步骤：假设结论：与教师交流记录： 【科学探究课中操作】1 实验探究一、组装仪器二、进行实验三、实验记录记录数据：位置ABCDEFG时间（s）v(m/s)图像：2 实验结论： 。3 方案及结论反思（师生共同交流）【基础训练 锋芒初显】 1某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示： 计数点序号123456计数点对应时刻（s）0.10
11、.20.30.40.50.6通过计数点的速度（m/s）44.062.081.0100.0110.0138.0 请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。2两做直线运动的质点A、B的 v- t图象如图所示，试分析它们的运动情况。【举一反三 能力拓展】 1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么： s6s5s4s3s2s1第 1 题图0123456 （1）在计时
12、器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s ，v2= cm/s ，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。 （2）在平面直角坐标系中作出速度时间图象。 （3）分析小车运动速度随时间变化的规律。运用导学策略指导实验教学 物理是一门以实验为主的学样，做好了实验探究就能帮助学生顺利地掌握物理规律，从而更好地运用物理规律。在实验教学中我充分运用导学策略进行实验教学。下面我浅谈几例。 一、运用合理的物理实验情境进行导学。例如：在探究凸透镜成像的实验时。成像的关键是物距和像距的关系，学生对这一点存在着思维障碍，为了更好地引导学生，我先把凸透镜分给每位同学，然后让他
13、们先近距离看书上的字，然后问：看到的字是大了还是小了？（学生回答：字大了。）然后，让学生用凸透镜看远处的物体或讲台上的老师，问他们看到了什么？（这时学生会感到好奇，纷纷说：老师变倒着了，并且变小了。）这时，我趁机发问：凸透镜成像的情况与什么有关？学生回忆刚才的亲身体验，会顺着思路明白：凸透镜成像与凸透镜距离物体的远近有关。从而导入凸透镜成像的实验。然后出示光具座，分组进行实验。这个时候，学生就会明白，改变物体距离凸透镜的远近就可以成不同的像，然后教师指导学生改变不同的物距离，然后探究像的情况。从而能引导学生顺利地把实验完成。 二、利用导学案进行实验教学。好的导学案可以引导学生紧跟课堂步伐，把一
14、堂课牢牢地抓住。例如：在探究电流与电压、电阻的关系实验中，学生的思维障碍是：本节要探究两个关系，比较容易混淆。为此，我在这个实验利用了导学案。在导学案上很清晰地写着教师的授课步骤，学生这样就很清楚地知道，要进行几个实验，先进行哪个实验，后进行哪个实验，这两个实验的区别和联系在哪里，就会跟着步骤做实验。另外，还有“伏安法”测电阻和测量小灯泡的电功率实验教学中也采用了导学案的方法。在这两个实验课的导学案设置上，主要以实验目的、实验原理、实验电路图、实验器材、实验步骤、记录表格以及注意事项等几个大步骤来进行，这样学生对照导学案面对实验就能进行得从容而顺利。 三、运用合理猜想进行导学。合理的猜想可以引
15、导学生去发现问题和寻找规律，我们物理教学的根本目的就是培养学生的认识问题和解决问题的能力。例如在探究“磁现象”的实验中，我就运用了合理的猜想法，在探究磁极时，我合理地提出问题：磁体上哪部分磁性最强，学生通过实验知道：磁体上两端的磁性最强。然后我拿一个中间断了的磁铁（事先准备好的）。然后问：这根磁铁断了以后，中间部分磁性是不是还是最弱？学生进行猜想，教师利用概念进行合理引导，学生会猜想到断了以后的磁铁还是有两端，所以会得出断了以后的两段磁铁还是两端部分最强。然后让学生利用断的磁铁吸引大头铁进行实验进而得出实验规律。在“探究电流、电压和电阻的关系”时，我也运用了合理的猜想；首先提问：电流是怎样形成
16、的？（电荷的定向移动形成电流。）电阻的概念是什么：（导体对电流的阻碍作用。）电压是什么？（电压是电路中形成电流的原因。）然后问：电压升高了，电流会怎样？（根据上面的概念，学生会得出电流会增大。）再问：电阻大了，电流会怎样？（根据上面的概念，学生会得出电流会减小。）然后把学生的猜想展示到黑板上，带着这个猜想，学生进行物理实验。 四、利用视频资料进行实验导学。对一些学生不太熟悉的物理现象可以借助多媒体视频进行教学。例如：在探究“影响电磁铁磁性大小的因素”实验中，我们农村的学生对电磁起重机以及电话原理、电铃原理不太了解。我利用多媒体视频展示这些物理现象及物理原理。让学生明白，然后就能顺利地进行实验。总之，我在物理实验教学中一直不断地在探索，总希望把最好的教给学生，希望通过本次培训，能开阔我的眼界，让我更好地工作，更好地为学生服务。