(原创)课改案例:在“探索性实验”中进行的“创客式学习”
课改案例:在“探索性实验”中进行的“创客式学习”——以探究“弹簧串、并联弹性大小的比较”为例【情境导引】在学习完“弹力 弹簧测力计”一节课,遇到了以下这个问题:
【思维导引】今天在和孩子们一起学习“弹簧测力计的工作原理”时,结合实验的数据总结出了——“胡克定律”,即:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。可是在实际生活中还会遇到“弹簧串联和并联“的现象(如下图所示),那么弹簧串联(或并联)之后,其倔强系数K是否会发生改变,与单独一根弹簧的倔强系数K又有何关系?为此,特引导有兴趣的学生进行深度学习的实践与探索,以下是初三九班王雅睿同学的实验探索过程……
【思维碰撞】第一阶段:学生第一次独自实验探索的过程杨金燕2016/3/8 21:48:58
由胡克定律可知F=K△X一根弹簧时:20=K*0.1∴K=200串联时:20=K串*0.3∴K串≈66.67并联时20= K并*0.05∴K并=400由此可知,弹簧受到的拉力相同时,(串联的弹性最大,并联其次,单独的最小?倔强系数是不是就是指弹性?)并联时拉簧的伸长长度是单根的0.5倍,串联时拉簧的伸长长度是单根的3倍第二阶段:教师第一次指导及提出的改进建议云水禅心2016/3/8 22:40:53雅睿,刚才我仔细看了你今晚的实验报告,首先对于积极进行实验探索的精神感到欣慰,就这样继续做下去,物理探索是需要勇气和方法的,需要一步步坚持做下去,你一定会有所收获的。另外,对于你这次的实验报告以及你提出的疑问,做出如下解答:1.实验报告中的一个项目需要改进,即拉力的单位是N,不是g,为此需要将质量换算成重力,当然有关重力与质量的关系我们目前还没有学习,你可以自己提前预习一下第三节课中“重力与质量的关系式”,自己试着解决这个问题;2.要想研究物理规律,必须进行多次实验(一般是进行三次实验),而你只进行了两次实验,就得出了实验结论,未免有些草率,希望在增加一次实验,从而将实验完成做完;3.关于弹簧的劲度系数K的相关知识,已经超出了初中物理的范畴,在这里我可以给你拓展讲解一下:劲度系数用来描述弹簧的弹性大小,一根弹簧的劲度系数K越大,表明它的弹性越好,反之亦然。你可以利用这个知识点试着解决自己的疑问。4. 你在实验中发现“弹簧受到的拉力相同时,并联时拉簧的伸长长度是单根的0.5倍,串联时拉簧的伸长长度是单根的3倍”,前者是正确的,后者你将实验数字“3”,用红色字体做出了标记说明你对这个数字是有疑问的,的确如此,从理论的角度分析,不是3倍,建议你在进行第三次实验,采用更加科学的测量方法,就会得出正确的结论。雅睿,看到你已经进入物理实验探索的状态,真的替你感到高兴,加油!期待你有更出色的表现,期待你将这个实验探究下去!第三阶段:教师与家长的沟通交流杨金燕 2016-3-9 6:50:48看见了潘老师的答复,太感动人,谢谢您对孩子的付出。雅睿早晨看了。云水禅心 2016-3-9 8:18:56杨老师,我把昨晚和雅睿的交流过程整理出来了,发给你,希望利用课余时间将实验探索过程进行下去,为高中物理的学习提前打好基础。我会不断进行指导和跟踪帮助的。杨金燕 2016-3-9 9:07:03谢谢您潘老师,您辛苦了,谢谢您的无私付出。第四阶段:教师与学生的在线交流杨金燕 2016/3/12 20:13:09
杨金燕 2016/3/12 20:14:39老师为什么两次弹簧伸长长度不同,是误差吗,可是测了三次都一样云水禅心 2016/3/12 20:14:58误差,仪器的精确度问题杨金燕 2016/3/12 20:15:39那怎么办?先都测出来吗?云水禅心 2016/3/12 20:16:03可以杨金燕 2016/3/12 20:16:13哦,然后再求各个k值再计算平均数吗云水禅心 2016/3/12 20:22:27对杨金燕 2016/3/12 20:23:16好的,谢谢老师^_^杨金燕 2016/3/12 21:20:39
云水禅心 2016/3/12 21:21:22太棒了,就是这个规律杨金燕 2016/3/12 21:21:28并联实验失败,并联结论由猜想得出。云水禅心 2016/3/12 21:21:29
整理好实验报告,电子文稿发给我,要保留好实验原始数据,要尊重科学事实。第五阶段:学生再次进行实验探索的成果展示串联弹簧、并联弹簧与单个弹簧弹性的关系初三九班王雅睿实验器材:大小和弹力相同的两个弹簧,刻度尺,塑料板,手电筒实验过程:分别把拉力为0.5、1、1.5、2牛的钩码挂在弹簧上,实验数据如图拉力F/N0.511.5弹簧伸长长度△L/M0.0270.0360.04由胡克定律可知① 0.5N=K*0.027K=18.52② 1N=K*3.6*0.01K=27.28③ 1.5N=K*4*0.01K=37.5求平均值可知K平均=34.35由之前实验可知K单个弹簧=100所以K串联*2≈K单个弹簧既得串联时:在弹性限度内,串联弹簧的弹性为单个弹簧的½,推导可知并联时,弹簧弹性为单个弹簧的2倍。【思维导图】以下是经过实验探索,结合理论推导得出的物理规律:
【思维迁移】学生在利用自己探索出的规律,将以下这道“攻坚题”试着做出来:
【案例反思】崔秀梅:这个方向是非常正确的,科学学习回归实验室,回归学生生活。潘书朋: 今晚孩子们还在不断给我传递实验报告崔秀梅:作业布置有实践类潘书朋:我也会及时整理一些典型的案例崔秀梅:嗯,很好。您就这样坚持下去,及时整理,一定会有惊喜的潘书朋:孩子们已经逐渐爱上实验操作了崔秀梅:甚好潘书朋: 很多孩子还是在一起进行实验操作的崔秀梅:可以定期搞一些实验探索展示,鼓励孩子们自己根据学习的知识设计实验,选择器材并记录操作过程,分析实验现象潘书朋: 的确如此,目前我给孩子们布置的实验分小实验,课本分组实验,以及探索性实验。不过探索性实验孩子们还有难度崔秀梅:这是必然的。越是有挑战性的实验,对部分孩子越是有吸引力,不妨以社团为载体引领部分物理爱好者在前面探路。潘书朋:这是很好的建议,我目前发现了一些好苗子崔秀梅:还可以冠以特别有吸引力的名称,如少年科学院潘书朋: 这是一个孩子进行的探索性实验,不过孩子是第一次进行,由于器材精密度所限,遇到了很多困难,不过也是一种很好的体验。崔秀梅:这个案例也不错。孩子们在实验中遇到的困难,也正是他们成长的契机,不是坏事。潘书朋:谢谢崔院长的肯定和鼓励,我会和孩子们坚持走下去的……在这里,聆听一线草根教师的教育心声!作者简介:潘书朋,中学物理教师,在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。微信ID:shupengchaguan