潘书朋:扎根乡村教育,致力物理课改 (十一)
02.课改在路上——回归,回到正确的道路上
莱州市玉皇中学 潘书朋
创新教育关键词:深度学习
课改策略6:在课后探索性实验中进行创客式学习
除了课前家庭小实验,课堂实验探究之外,教师还可结合当地条件和学生情况等设计一些课题,或让学生自己提出课题进行探究。这些自主设计的课题为实现本标准中所要求的科学探究能力目标提供了更多的课程资源。教师可引导学生利用课余时间对这些课题进行探究,这样使探究环境更加开放,时间也比较机动,为培养学生科学探究能力提供了更有利的条件。下面将自己最近一段时间给学生布置的课后探索性实验略举一例:
在“做中学”中进行“深度学习”的思维碰撞
——以探究“弹簧测力计的工作原理”为例
思维导引:在学习“弹力 弹簧测力计”之前,我特意给孩子们布置了一个物理小制作作业——课本P24 的“做中学”。初三九班的王雍杰同学在制作完成之后,我及时将实验报告发送给笔者,并且进行了问题反馈。趁此机会,对于学生提出的问题我及时给予了答复,并且就实验报告需要改进的地方提出了修改建议。之后就是一系列探究“弹簧测力计的工作原理”的“深度学习”思维碰撞过程……
【思维碰撞】
第一阶段:学生第一次提交的实验报告初稿
制作简易弹簧测力计1
实验名称:制作简易弹簧测力计。
实验器材:木板、弹簧、螺丝、刻度尺、质量相等的重物(因为家里没有砝码,只好用五金件代替)曲别针、线、瓶盖
实验人:王雍杰
实验步骤:
1.制作简易弹簧测力计
附:课本给出的制作方法与步骤
(1)将橡皮筋、回形针、瓶盖按图所示的方式连接起来,并用挂钩固定在硬纸板上。
(2)用铅笔在硬纸板上指针针对处画一水平短线,这就是刻度尺的零位置。在短线旁标上“0”.
(3)在瓶盖中放上一个砝码,待其静止时,在硬纸板上指针正对的位置标上刻度。
(4)依次放上2个,3个,4个,5个砝码,并依照上述方法在硬纸板上指针正对的位置标上刻度。
2.在瓶盖中放入一个五金件,待其静止,用铅笔记录下弹簧的长度。
3.重复上述步骤,依次添加质量相等的五金件,待其静止并记录当时的弹簧长度。
实验结论:弹簧的弹性限度范围内,弹簧拉伸量随着钩码质量增加而增加
问题反馈:
“潘老师,在实验之初,增加一个五金件,弹簧只增加了0.3厘米,但随着五金件个数的增加,弹簧的增长的速率也不断增加(例如:随着五金件个数的增加,弹簧方便增加了0.4、0.4、0.6、0.4厘米)。而我参考您发在群里的其他同学的文件,我发现他们所做的实验中,弹簧的增长是一个定值。这是为什么呢?是属于实验误差吗?”
第二阶段:教师对学生提交的实验报告初稿提出修改建议
(说明:教师应重视评价学生的实验技能,如能否正确使用本标准要求的实验仪器和测量工具;能否正确记录和处理实验数据等。评价学生的实验技能,可以采用纸笔测验的形式,但更好的方法是结合学生做实验的过程进行。)
王雍杰同学,你好!你做的实验我仔细阅读过了。首先对你的这个实验我需要点个大赞!你做的太棒了,尤其值得表扬的有两点,一是能够对实验的数据进行处理;二是对于实验的数据能够做出自己的分析。在这里需要做出两点解释:一是对于数据的处理需要加以改进,即需要计算出每次弹簧的伸长量,而不是弹簧的长度。二是从理论的角度分析,每次实验弹簧的伸长量应该是一个定值(在弹簧的弹性限度内),不过在实际操作过程中难免会存在误差,这一点你分析的很对。建议你把这个实验报告再重新修改一下,即:记录的数据增加“弹簧的伸长量”一列的数据处理,另外最后的图像处理也修改为“弹簧的伸长量与所受拉力的关系”。
第三阶段:学生针对教师提出的建议对实验报告做出的修改部分
改进弹簧测力计2
实验步骤:
1.在瓶盖中放入10个一角硬币,待其静止,用铅笔记录下弹簧的长度。
2.重复上述步骤,依次添加20、30、40个一角硬币,待其静止并记录当时的弹簧长度。
实验结论:物体的质量与弹簧的伸长长度,近似的看作在同一直线。由此我们可以推断:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长长度与它所受的拉力是成正比的。
问题反馈:
“潘老师,这就是我改进后的实验报告。但是在做今天晚上的物理作业的时候,我发现《伴你学》中题中,没有出现“质量”,而是“拉力”。那么如何根据物体的质量来测量拉力呢?是不是与课本后边的“第三节重力”有关呢?”
第四阶段:教师对学生第二次提交的实验报告再次提出修改建议
王雍杰同学,实验报告中有一个项目需要改进,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。另外,这个实验是探究“弹簧的伸长长度与它所受的拉力”的关系,而你的数据处理中采用了“质量与弹簧伸长的长度”的关系,这个需要进行修改。
第五阶段:学生针对教师提出的建议做出最后的修改
改进弹簧测力计3
实验步骤:
1.取一个弹簧测力计(调零后),一个质量为50g的钩码。通过测量得出一个钩码的拉力约为 0.4 N.
2.制作简易弹簧测力计
3.在瓶盖中放入1个质量为50g的钩码,待其静止,记录下当时弹簧指针所指的长度。
4.重复上述步骤,依次添加100g、150g、200g的钩码,待其静止并记录当时弹簧针所指的长度。
实验记录即数据处理:
实验结论:
从图像可以看出,弹簧的伸长长度与物体所产生的拉力,近似地看作在同一直线。由此我们可以得出结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长长度与它所受的拉力是成正比的。
【案例反思】回想到这几天王雍杰同学的实验探索过程,也让我感悟颇深。在科学探究活动中,应鼓励学生积极、大胆地参与,避免包办代替、简单否定等。例如,当学生所提的问题意义不大、针对性不强时,教师应给予鼓励和帮助,尽可能指出其合理之处,使学生看到自己的成绩,有继续参与的勇气,进而引导学生提出更好的问题。其实,在探究活动中,学生出现问题(如探究方案不够科学严谨,操作过程有误,或收集数据存在问题等)是正常现象,对此,教师应仔细观察,分析学生出现问题的原因,尽可能将学生的问题转化为课程资源,并将这些资源作为案例帮助学生纠正错误,引导其进行科学探究。
(未完待续)
个人简历:潘书朋,中学物理教师,山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人,烟台市初中物理学科德育专家。发表教育教学论文50余篇,《让物理教学回归实验室》等多篇论文被中国人民大学复印报刊资料收录,作讲座多次。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。
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