学生实验中的研究性学习

学生实验中的研究性学习

刘献军河北省曲周县第一中学

所谓研究性学习是指学生在教师指导下,从学习生活和社会生活中选择并确定研究的专题,主动获得知识、应用知识解决问题的学习活动。在研究性学习中,教师不再是信息的传播者、组织良好知识体系的呈现者和单纯知识的传授者,而应该是学生学习的促进者、组织者和指导者。现就自己在近两年的实践中,就一节实验课浅谈如何把研究性学习融于物理实验探究课中。对于高一教材中的学生实验:平抛物体的教学中,我采取“提出问题——大胆猜想——设计实验(包括选择器材,设计方案)——全班讨论——实验探索——交流评价”的过程,取得了很好的效果,现简介如下:

一提出问题

水平抛出的物体,它在空中的运动轨迹是曲线,如何确定平抛运动的初速度?能否用一个实验或一个实例说明你的猜想?

二大胆猜想

结合运动的合成和分解,猜想把平抛运动分解成怎样的两个分运动?并说明猜想的依据。学生通过讨论分析,很快就可以得出平抛运动应分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。依据运动分解原则和运动的特点。接着猜想如何求平抛运动的初速度?根据运动的合成,只要求出水平方向的位移和竖直方向的时间,再根据分运动和和运动的等时性,即可求出平抛运动的初速度。学生从理论上得出平抛运动的初速度时,提出一个问题:求平抛运动的初速度能否用实验去求,如果能,该

如何设计实验方案?要求学生分组讨论,设计实验方案,包括所需的实验器材。

三分组设计实验方案

学生习惯了从初中到高中过程中的实验方法、实验方案、实验操作步骤、实验数据处理都是课本和老师给出的,现在要他们自己完成实验方案,根本无从下手。对此,我让他们先弄懂课本、实验报告册中的实验原理、过程和操作方法,然后考虑对此实验有无改进的地方。如本实验要学生画出平抛运动的轨迹,除课本给出的方法以外,是否有更好的方法?要求学生设计出自已所能想到的最好的方法,并用文字表达,设计实验方案。这样一来,学生的思路就拓开了,他们激烈地争论,自由组合,设计方案。通过对实验原理的分析,学生都认为要从试验中得到平抛运动的初速度,关键是测量水平方向的位移和竖直方向的位移,以确定运动的轨迹。

四全班讨论,评选出最具创造性、最符合实验原理、最具操作性的实验方案

学生写好实验方案后,就组织其进行讨论。先让各组选派代表阐述自己组设计的实验方案的优劣所在。然后由学生讨论评选出最好的实验方案。平抛运动的实验最关键的是描出运动轨迹,学生设计的实验方案主要分为两种类型。

1.模拟课本中的方法,利用描点法,确定不同时刻平抛物体的横坐标和纵坐标做得最好的方案有如下几种:

(1)在一张硬纸片中钻一个略大于小球直径的孔,不断移动硬纸片,使小球从洞中穿过,以确定小球在每一点的位置。

(2)台阶法:把小球从台阶的顶端水平抛出,看它落在第几级台阶上,量出每级台阶的高和宽,即可确定小球的位置和轨迹。

2.想办法直接得出平抛物体的运动轨迹

(1)利用小学生的磁化板。让带磁性的小球水平抛出,在小球经过的地方放一竖直磁化板,由于磁化作用,就会在磁化板上留下轨迹。

(2)很多学生想到利用玩具水枪,在水枪内装上红(或黑)的墨水,把墨水水平射出,水滴的运动可看成平抛运动。

五实验探索

方案确定了,接下来就是实验操作过程。我让学生根据自己的方案,通过讨论分析,找出它们的优缺点。利用课外活动时间自找器材,实施自己的设计方案。在此过程中,教师要引导学生踏踏实实地做实验,实事求是地处理数据,不能敷衍了事,更不能拼凑实验数据和编造实验结果,在实践中培养学生严格求实的科学态度。学生在具体的实验操作过程中遇到了一些问题:(1)平抛物体的选择:用做平抛运动的物体体积不能太大,质量不能太小,否则受到的空气阻力太大,就不是平抛运动;(2)因为平抛运动是空中的运动,要把它呈现在纸上,就要确定物体运动过程中的横坐标和纵坐标,而平抛运动的时间极短,所以较难确定。学生把实验做好后,就来个成果发布会。即让学生展示或演示自制的实验,同时有学生自己操作实验和讲解实验。学生通过讨论讲解,将自评和互评结合,使他们更加理解实验的科学性。更为可贵的是,学生在交流讨论与评价过程中所展示的是缜密的实验设计思想和严谨的科研精神。

六交流评价

评价体验,其主要目的在于通过学生的自主探究活动,促进学生主体性的发展,学生主体发展的主要因素有:主动发展的动力和主动发展的能力,评价体验的主要任务在于增强学生主动发展的动力,提高主动发展的能力。为此,在课堂教学中要重视:对学生进行独立探究、合作发现、实践运用等学习活动中表现出的自主性、主动性、独创性等主体精神和品质进行评价,使学生主动探究获取知识的情感体验,增强学生学习的信心和动力;要引导学生对探究学习的活动过程进行反思,重点是提炼解决问题、获取新知识的思维方法和有效策略,使学生对思维方法和学习策略有所领悟,以提高主动获取新知识、解决问题的能力。

把研究性学习融于物理实验教学的过程中,实质上也是物理教法、学法改革的过程,在“教”与“学”的过程中,学生不仅能理解物理知识,掌握基本技能,而且学会学习,可以适应社会的发展需要;教师在参与指导学生的过程中,也会受到创新启发,吸纳新知识,更新教学观念,适应新的课程变革,适应改革新形势的要求。

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