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【教材分析】
《機械效率》是“人教版”義務教育課程標準實驗教科書九年級《物理》第十五章第二節的內容,是物理知識與生活實際聯系的范例,是一節集物理現象、物理概念、物理規律于一體的、充分為學生提供實踐空間和方法的課.它是初中物理力學部分的重要內容,同時又是九年級物理知識的重點.通過本節課的學習不僅可以加深對功的原理的理解,而且是提升學生綜合分析問題能力的一個關鍵.
【教學目標】
1.知識與技能
(1)了解什么是有用功、額外功和總功.
(2)理解機械效率的概念,會利用公式η=W有用/W總進行有關計算,知道機械效率小于1.
(3)知道提高機械效率的意義和主要方法.
2.過程與方法
(1)從生活實際出發,培養探究物理學的有關知識,深入認識事物的能力.
(2)經歷探究斜面機械效率的過程,學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案.
3.情感、態度與價值觀目標
(1)讓學生關注生產、生活中各種機械的機械效率,具有用機械效率來評價機械的意識.
(2)通過探究活動,進行充分的交流與合作,培養學生嚴謹求實的科學態度和團結協作的科學精神.
【重點】有用功、額外功和總功的含義;機械效率的概念及計算.
【難點】影響機械效率大小因素的分析和提高機械效率的方法.
【關鍵點】通過實例分析識別三種功.
【教學過程】
一、創設問題情境,導入新課
教師在講臺上依次展示紙杯、大小不同的玻璃杯,以“端玻璃杯喝水”為例,創設情境,提出問題,引導學生思考:人們在喝水時,對杯和水都要做功,那對什么做的功是有用的?對哪部分做的功是不需要而又不得不做的功呢?引導學生分析認識什么是有用功?額外功?總功?(教學設計說明:課本上利用“運沙子”作為一個問題情境,離學生生活較遠,不能很好地激發起學生的學習興趣,而且導入時間過長,影響了后邊內容的學習;“端杯喝水”更注重從學生的實際出發,可促使學生情緒高漲地進入新知學習準備狀態,導入時間短但理解深刻.)
二、合作探究(一)
本環節主要解決兩個問題:(1)加深理解有用功、額外功的含義;(2)通過實例分析識別三種功.為后邊機械效率的學習做好鋪墊.是本節課的一個關鍵點.這個環節解決好了,后邊機械效率的學習就輕松多了.
首先,利用課件提出問題,引導學生思考回答:用水桶從井中提水的時候,所做的功哪部分是有用功?哪部分是額外功?如果桶掉到井里,從井中撈桶的時候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?
接著,利用課件組織學生討論分析:使用滑輪組、杠桿、斜面等機械時的有用功、額外功和總功.如:滑輪組豎直方向提升物體時的有用功怎么求?水平拉動物體時的有用功又怎么求?(教學設計說明:滑輪組、杠桿、斜面等簡單機械效率的求解問題是本章的一個重點,也是學生學習中的一個難點,讓學生在學習機械效率之前識別這些機械的功,主要是為了分散學習難點,學生自主發現,很有成就感,印象深刻.)
三、合作探究(二)
該環節主要是引導學生理解機械效率的含義,會利用公式η=W有用/W總進行有關計算.是本節課的重點和難點.
首先,啟發學生嘗試得出公式并組織學生討論:
(1)機械效率有單位嗎?
(2)為什么機械效率沒有大于1的?
(3)用小數和百分數來表達機械效率,你認為哪種表達更好?
教學設計說明:課本中該環節的設計有點“蜻蜓點水”,學生的理解浮在表面上,難點并沒有得到實質性的突破,學生靈活運用知識解決實際問題的能力得不到提升.如:本節課學完后,學生只知道η=W有/W總 ,可具體到杠桿、滑輪組等機械中不會根據具體情況靈活變通公式進行求解;二是不會靈活變通公式討論“同一套滑輪組的機械效率是否固定不變?”、“定滑輪、動滑輪、滑輪組的機械效率誰最高?”等問題;這一問題的處理多數老師都是利用習題課簡單地把變形公式拋給學生,讓學生死記硬背,機械套用.由于機械效率的變形公式多而雜,學生有了抵觸心理和畏懼感,記憶自然是不深刻的,更談不上靈活運用了.實際上這一環節的重點就是我們物理教學中常說的公式教學.著名物理特級教師林華民說過:“公式教學應遵循原式-變式-綜合的過程,教師應堅持從簡單的‘代入式計算’到較復雜的變式及綜合應用,從追求規范書寫到學會實際運用.”為此,本環節應給予學生充分的自主探究時間,去討論發現,自主得出變形公式.在討論發現的過程中,學生靈活變通公式,運用公式分析問題、解決問題的能力得到了很好的培養,很有“成就感”、“快樂感”.
四、實驗探究
光滑程度一樣的斜面,當它的傾斜程度不同時η是否相同.
教師首先啟發、引導學生猜想并設計方案;然后指導學生按步驟進行科學探究、總結、評估.
教學設計說明:由于前邊已經討論過斜面的機械效率的計算問題,為該實驗的進行做了很好的鋪墊,所以該實驗探究過程很容易進行.
關鍵詞:跨學科;主題教學;復習;高效
中圖分類號:G632.0 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)12-0115
復習課是初中科學課堂教學中的一種重要的的課型,它承載著“回顧與整理,溝通與生長”的獨特功能,上好復習課既鞏固、深化所學的知識,也是提高學習成績的重要環節。但在教學實踐中,很多教師覺得復習課很難上出新意。如何才能讓復習課真正發揮教學功效,讓學生在生動、富有生機的復習課堂中愉快地建構系統的知識體系?筆者結合自己的教學實踐,嘗試用跨學科“主題教學”的模式,探索初中科學復習教學的高效設計。
一、“主題教學”與科學復習教學
1. “主題教學”簡介
美國學者Susan Kvoalik及其團隊于1982年提出 “整合性主題教學模式”(簡稱ITI)他們認為:“主題”是學科的中心組織者,能將學科內片斷化的零散知識組織起來,恰當的主題能創設知識間的網絡連接、刺激學習者的多種感官,從而調動他們的興趣,促進他們的參與,提高他們的認知水平,開拓他們的想象、思維和創新能力,能使W習者從多重的視野角度和多維的層面接觸知識、理解知識,使大腦中的“知識地圖”更趨于豐富和牢固。
2. “主題教學”與科學復習
“主題教學”的核心是“課程整合”。初中科學是一門綜合性的課程。《義務教育初中科學課程標準》指出,“科學課程通過對內容的整合使學生從整體上認識自然和理解科學”。將復習內容與學生熟悉的生活經驗及已有知識基礎相聯系,通過主題整合的形式將不同的復習內容有機地組合成新的整體,通過主題,把分散的知識點聚集成新的單元,這樣就超越了原來分散的知識點,達到了新的高度。
二、“主題教學”式科學復習模式
“主題式”科學復習模式是一種通過學生圍繞復習的主題展開自主探究、進行知識建構的過程,以達到高效的、系統的復習模式,遵循學生的認知規律。
1. 圍繞核心概念,選擇合適主題
科學課程的目標是希望同學通過本課程的學習,讓學生了解或者理解基本的科學知識,學會或掌握一些基本的技能和方法,能解釋一些常見的自然現象,解決有關的實際問題。因此,自然科學中一些統一的概念與原理成為本課程學習的核心概念。例如:物質、運動及其相互作用,能量,信息,系統、結構與功能,演化,平衡,守恒等。我們在確定“主題教學”的主題內容時,就應該將這些核心概念進行分類和綜合,梳理概念間的聯系,從學生實際的認知水平出發,并體現科學課程的特點,關注科學、社會、技術以及工程之間的聯系,關注當前科技的前沿知識和社會熱點問題。例如:圍繞能量轉化與守恒、能耗、限重限速制動等核心概念可確立“電動自行車的科學”主題;圍繞液體壓強、水的比熱、氣候影響因素等核心概念可確立“修建水庫中的科學”主題;還有跨化學生物學科的“生活中飲食”主題、“泳池中的科學”主題等,充分體現了跨學科知識的整合。
2. 聯系生活實際,創設主題情境
“科學即生活,生活即科學”。學習科學是為能解釋自然現象,解決生活中的實際問題。聯系生活實際,或是科學實驗、科學觀察的現象創設復習的主題,讓復習的科學知識融入到情境中,使復習的知識更加具有價值,也使得復習更加有趣味性。
3. 自主合作探究,建構知識網絡
在創設的主題情境中,學生通過自主學習、小組合作以及探究等多種形式,激活原有知識,并在原有知識的基礎上,通過分類、綜合等多種方法,將知識串聯成完整的知識體系。在主題式的復習之下,既鞏固了已學知識,并在對所學知識的分析、比較中學會了研究問題解決問題的方法,而且也在復習的過程中體驗到不斷發現問題并解決問題的快樂,讓學生在靈動、鮮活的課堂中將知識從“無序”變為“有序”,由“零碎”成為“整體”。
4. 拓展延伸主題,實現持續學習
學生的科學學習不能僅局限于課堂,應注重學生的可持續性發展,在復習中更應該注重學生的可持續性學習。通過課后任務的設置、拓展實驗的開發等多種手段,將課堂復習的主題內容拓展延伸,讓課堂上所復習的主題內容持續到課后,讓學生在課后也能體會科學探究的樂趣。
三、教學案例――“汽車與人類生活”
1. 主題選擇
能量的轉化與守恒,物質間的轉化與反應、機械效率等是核心的科學概念,也是九年級科學復習時重點涉及的內容,將這些核心科學概念有機結合作為“主題式”復習的內容,既把握了科學的核心概念,幫助學生通過復習再次鞏固重點,突破難點,同時也實現了跨學科知識網絡的構建。
汽車已經是現在人生活中的一個必不可少的交通工具,現在幾乎每個家庭都有汽車,甚至不止一輛,汽車上又有許多的科學知識,涉及到能量的轉化和守恒、機械效率、物質間的轉化與反應、壓力壓強、摩擦等諸多科學的核心概念,同時,汽車大量使用也引起了包括大氣污染在內的住過環境問題。將“汽車與人類生活”之情境作為復習能量轉化、物質間反應等知識復習的主題背景,既能迸發出學生學習的興趣與熱情,讓學生感受到科學知識就在我們身邊,就能來解決我們生活中的問題,很好地詮釋科學服務生活的理念,也建構了系統的科學知識網絡,培養學生嚴謹的科學態度,提升學生的科學素養。
基于以上情境設置,以及主題的選擇,本節課制定以下學生需掌握的學習目標:(1)通過了解汽車的發展史,能夠從中找出汽車的動力、機械效率、節能、環保、安全、美觀、舒適等方面是汽車發展的主要方向,體會科學發展的偉大之處;(2)通過對電動機能量轉化的分析,動手做了電動機的實驗,能用實驗測定電動機機械效率,通過分析、推理,能建立電動機能量轉化模型,并能解決實際生活問題;(3)通過課前對尾氣處理方式的整理和歸納,能設計簡單的處理尾氣的方法,并能畫出裝置圖,體會環保的重要性,形成節能、環保的意識;(4)通過對汽車安全氣囊內氣體工作情況的分析,能推測氣囊內物質的性質,形成物質的性質與用途相適應的思想;(5)通過對整堂課對汽車各方面的探究,將汽車發展歷程中不斷完善各方面的分析和探究,建構起完整的知識體系,使所學知識系統化、整體化。
本主題的重點是對電動機機械效率的復習、多種氣體混合時尾氣處理裝置的專選擇和設計,難點是電動機效率測量以及模型的建立和尾氣處理裝置的設計。
2. 教學過程設計
(1)主題情境創設,引發學習興趣
【調查引入】:家里有一輛汽車的同學請舉手!家里有兩輛及以上汽車的同學有哪些?
汽車已經深入我們的日常生活,成為我們生活中的一個重要部分,今天我們就來看看“汽車與人類的生活”有著怎樣的密切關系。
(設計意圖:提出復習主題,創設主題情境。將與學生的生活密切相關的事物作為學習的主題情境,既激發了學生學習激情,又讓學生感覺科學就在我們身邊,學習科學就能解決實際問題,凸顯科學的實用性。)
(2)跨學科主題復習,建構知識網絡
【介紹汽車的發展史】:縱觀汽車發展史,你認為設計者在哪些方面尋求著突破?
學生討論、回答;教師小結:主要在以下三方面尋求突破①車的動力以及機械效率;②能節約能源又環保;③駕乘者能舒適、安全,車型能更美觀。
(設計意圖:教師回顧汽車的發展史,介紹不同時期汽車的特點以及優越性,讓學生能分析出汽車發展的方向,這也即是本節主題復習課主題內容的具體化,為構建整堂課的知識網絡架構框架。)
【問題一】:車的動力和機械效率如何發展?
介紹紐卡倫蒸汽機、瓦特蒸汽機、汽油機、柴油機的機械效率,發現隨著發動機的不斷改進,機械效率不斷提高。學生猜想電動機的機械效率會達到什么程度?
教師明確任務:測一個電動機的機械效率。
教師以系列化問題作為鋪墊:電動機的能量怎樣轉化?電動機的機械效率指什么?要測電動機的機械效率,需要哪些物理量?怎樣來測這些物理量?
通過師生共同分析得出如圖所示的有關電動機的能量轉化圖。
學生實驗,測定電動機機械效率。
小結:測定電動機的機械效率,關鍵要能建立電動機能量轉化的模型。
鞏固練習:(題略)。
(設計意圖:通過系列化的問題、學生的自主探究、實驗、鞏固練習等手段,既對所學知識的鞏固與復習,同時對所學知識進行系統化的串聯和提升,將本節課主題下的物理學知識――機械效率分主題進行知識網絡的建構。)
【問題二】:汽車如何做到節能環保?
汽車尾氣成為PM2.5的主要來源之一,尾氣中含有CO,氮氧化合物,SO2,CO2等有毒有害物質。
教師明確任務:為汽車模擬設計一套簡易的尾氣處理裝置,除去尾氣中的CO、SO2(有能力的同學可以設計能處理CO、SO2CO、SO2,CO2,氮氧化合物等多種有害成分的尾氣處理裝置。)
學生在課前任務(尾氣處理方法的歸納整理)的基礎上,設計出以下方案:
【資料鏈接】:催化式排氣凈化器介紹。純電動(上接第116頁)大巴的“0排放”。
(設計意圖:該分主題知識為化學知識――尾氣處理。學生綜合運用多種知識解決一個綜合性實際問題,融合了尾氣處理的多種特征從而認識了尾氣處理的整體事實,從學生所設計的裝置圖可以看出,對尾氣處理的整體認識已較為完整,學生不僅考慮到多種尾氣的處理,有部分同學還考慮到將尾氣中的有用部分回收再利用。)
【問題三】:汽車如何更好地保障駕乘者的安全?
【資料鏈接】:了解汽車的安全氣囊以及安全氣囊內的物質。
根據安全氣囊的工作狀況,請你推測氣囊內的物質有哪些化學性質?
說一說兒童安全座椅為什么能保護兒童坐車安全?
(設計意圖:該分主題融合了生物學知識和化學知識,引導學生從物質的用途來推測性質,鞏固物質的用途與性質是相適應的等,也將主題的知識網絡建構得更加完整、S滿。)
(3)主題拓展延伸,實現持續學習
【課外任務】:查找資料,試從車輛外觀、駕乘的舒適度、保護系統等角度,設計讓汽車更美觀、更舒適、更安全的方法。發揮想象,預測下階段汽車發展的方向會如何?
(設計意圖:此部分為拓展延伸內容,旨在培養學生的科學想象能力,培養學生運用所學知識合理地、大膽地進行科學的猜想,以刺激學生的思維的飛躍發展。)
3. 教學反思
“主題教學”復習立足于學生經驗基礎,以主題整合資源為載體,通過主動探究,積極建構,實現學科知識之間、學習與社會、學習與學生自身的整合,培養了學生問題解決能力,促進學習的遷移。
(1)創設生動課堂,使復習不再枯燥
“主題教學”復習情境來源于生活,貼近學生實際,生動形象,能快速將學生融入學習活動,不僅激發學生學習的興趣,更激活學生學習的思維。本節課以汽車為主題,將機械效率、尾氣處理、物質的性質等知識的鞏固放在學生熟悉的情境中,并以實驗、探究等多種方式,真正調動了學生學習知識的內在欲望,激發了學生學習的內驅力,達到了十分理想的復習效果。
(2)凸顯學生主體,使復習不再灌輸
“主題教學”復習,一改“知識點反復再現”、“題海戰術”等低效的復習方式,而是在學生的運用所學知識,自主、合作地通過設計實驗、動手操作、觀察現象等手段建構知識網絡,解決科學問題,發展了學生自主學習的能力。本節課中,學生在自主學習的過程中,親手做,親自看,獨立想,形成了科學意識,提升了科學素養。
(3)關注學習方法,使復習不再無序
本節課,學生在建構不同知識網絡時采用不同的學習方法,有實驗探究,有方案設計,有分析觀察等等。復習的重要性不僅僅在于讓學生記住一些已學的知識點,而是能用合適學習的方法對知識進行梳理、歸納、分類,進而得到思維的發展,以至于即使碰到不熟悉的知識也能用合適的方法進行學習。本節課有意讓學生關注學習方法,為后續復習奠定基礎。
參考文獻:
[1] 教育部.科學課程標準(實驗稿).[S].北京:北京師范大學出版社,2012.
[2] 吳 馮,王偉群.讓化學成為關注社會問題的工具――二氧化硫性質主題式復習教學設計與實施[J].化學教與學,2016(1).
[3] 任寧生,陳 凱,徐 惠.基于生活問題的主題單元復習課教學設計――泳池中的化學,[J].化學教與學,2013(9).
關鍵詞:初中物理;選擇題;解題方法
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0103
一、概念辨析
所謂的概念辨析法是指用物理概念作為標準去分析題目所給的條件和提出的問題,辨別正誤,從而判斷獲取正確結果的解題方法。解答這類題主要對物理概念要準確記憶和正確理解,對相關的不同概念的區分及對某些重要概念的內涵要分析到位。
例:下列說法中正確的是( )
A. 機械效率越高的機械做功越快
B. 機械效率越高的機械做功越多
C. 功率越大的機械做功越快
D. 功率越大的機械做功越多
正確辨別功率與機械效率這兩個易混概念 。
二、規律理解
主要考查對物理過程中物理規律的辨別能力。解答的關鍵是對題干中描述的物理過程做出正確的判斷與分析,然后找準其對應的物理規律,再利用物理規律對選項的內容逐一進行分析,最后做出選擇。
例:關于運動和力,說法中正確的是( )
A. 物體只有做勻速直線運動或靜止時,才有慣性
B. 物體受平衡力作用時,運動狀態一定不變
C. 物體受非平衡力作用時,運動方向一定改變
D. 物體不受力作用時,一定保持靜止狀態
正確辨別力與運動的關系。
三、聯系實際
這類題主要考查物理規律、原理在生產、生活中的應用。解答的關鍵是對生產、生活或事例的分析,要能透過現象看本質,在剖析事例或現象的過程中,找到與物理原理的聯系,進而做出解答。
例:如圖所示,下面四幅圖中,分別表示近視眼成像情況和矯正做法的是( )
A. ②、① B. ③、① C. ②、④ D. ③、④
理解近視眼看不清遠處物體的原因,利用凹透鏡對光的發散作用矯正
四、求比值類(比例法、數據代入法)
1. 比例法:利用數學的比例式來解決物理問題的方法稱之為比例法。用比例法解題可以省略反復套用公式而帶來計算的煩瑣,對物理量的單位也沒有統一的要求,只要相比的同一物理量的單位相同就可以了。運用這種方法既能通過計算定量得出結果,也能經過分析定性比較大小。
2. 特殊值代入法:根據題目給定的數據,給未知的某個物理量假定一個恰當的值代入題中,然后進行計算。
例:甲、乙兩物體的質量之比是2∶1,比熱容之比是3∶4,若它們吸收相同的熱量,則升高的溫度之比是( )
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 3∶8 D. 8∶3
理解求比值類問題的一般方法:(1)了解題意,選擇相應的物理公式。(2)依據題目描述的物理現象找出保持不變或者相等的物理量。(3)用“不變的(或相等)的量”為紐帶,將公式聯立成比例式。
五、圖像分析
在物理學中,常采用數學中的函數圖像,將物理量之間的關系表示出來。因此,圖像實際上反映了物理過程(如熔化圖線等)和物理量的關系(如電阻的伏安特性曲線等)。運用圖像知識來解物理試題的方法,叫“圖像法”。
例:某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖像,下列結論與圖像相符的是( )
A. 電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大
B. 電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大
C. 電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小
D. 電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小
理解求圖象類問題的一般方法:1.識別或認定圖像橫坐標和縱坐標所表示的物理量,弄清情景所描述的物理過程及其有關的因素和控制條件;2.分析圖像的變化趨勢或規律,弄清圖像所表達的物理意義;3.根據圖像的變化情況確定兩個物理量之間的關系,并給以正確描述或做出正確判斷。
六、電路故障(排除法)
排除法就是根據題中給出的條件,利用有關物理概念、物理原理、物理單位、各種儀器的作用和用法等,對各備選的答案進行分析,將和題意相違背的,或和已知條件無關的答案逐一排除,縮小選擇范圍,最后選擇正確的答案。例:如圖所示,將兩只額定電壓相同的燈泡L1、L2串聯在電路中,閉合開關S后,發現L1亮,L2不亮。對此有下列幾種猜想,其中可能的是( )
① L2燈絲斷了,燈座未短路
② 燈泡L2的電阻太小
③ 燈泡L2兩端電壓較大
④ 通過燈泡L1、L2電流不等
⑤ 燈泡L2的燈座被短路
⑥ 燈泡L1、L2的額定功率不同
A. ① B. ①③⑥ C. ③④ D. ②⑤⑥
盡管是單項選擇題,但此題屬于單項配對題,有②、⑤、⑥多個答案符合題意。
七、物理學中常見的研究方法
對比法;控制變量法;等效替代法;實驗推理法(理想化實驗);轉換法(轉化替代、轉化放大);類比法;建立模型法。
例:磁場是一種看不見的特殊物質,我們可以通過磁場對小磁針作用的效果來認識它,這是科學研究的一種常用方法.下列研究實例中不是采用這種研究方法的是( )
A. 比較溫度的高低,我們可以通過液體受熱后體積的變化來認識它;
B. 了解電磁鐵磁性的強弱,我們可以通過觀察它吸引大頭針的多少來認識;
C. 學習電壓,我們可以通過對比水壓來認識它;
D. 敲鼓時鼓面是否振動,我們可以通過在鼓面上撒一些紙屑觀察紙屑是否振動來認識正確辨別實驗中的研究方法。
八、做選擇的一般步驟
1. 認真審題,看清題意
物理過程較復雜,涉及知識點較多的題目能否順利解決,關鍵要仔細思考,明確研究對象的過程、特點,從而達到條理分明,正確解題的目的。
2. 深入分析,辨清關系
根據題設條件,并運用物理規律、公式、原理,計算或導出題目要求的結果,然后與備選答案對照,作出正確的選擇。
3. 掌握規律,揭示本質
在解題過程中,不能要求學生機械的記憶經過“科學抽象”得到的物理概念和規律的文字表述;必須要求他們重視理解概念及物理意義,從而掌握規律.
4. 仔細思考,排除干擾
如果不能完全肯定某一選項正確,也可以肯定哪些選項一定不正確,先把它們排除掉,在余下的選項中做認真的分析與比較,最后確定一個選項。單項選項題一定不要缺答。即對題中列出的幾個答案逐一辯析,排除錯誤答案,選出正確答案。
總之,物理選擇題的特點是概念性強、針對性強,具有一定的多樣性、迷惑性。選擇題能考查學生在學習活動中的記憶與理解、判斷與推理、分析與比較、鑒別與評估等多種能力,所以它是考查學生學習掌握知識和運用知識能力的常用方法。只要能夠分清題目類型,掌握正確方法一定能夠得到高分。
參考文獻:
[1] 畢田增.新課程教學設計概論[M].北京:首都師范大學出版社,2004.
關鍵詞:高效課堂;求知欲;教學設計;探究實驗;多媒體信息技術
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)09-0042
所謂高效課堂,是指教育教學效率或效果能夠達到較高目標的課堂,是以較小的教學和學習投入獲得較大的學習效益、較好地完成教學任務和教學目標的課堂。猶如力學中的機械效率,有用功占總功的比例大,那么效率就高。要想提高機械效率,當總功一定時,我們可以通過增大有用功或者減少額外功來實現。同樣,對于營造初中物理高效課堂來說,在有限的45分鐘課堂教學中,如何進行高效教學,使效率最大化、效益最優化是值得我們思考的問題。下面,筆者就營造初中物理高效課堂談一些粗淺的認識,供同行們參考要求。
一、激發學生強烈的求知欲是實現高效課堂的前提
高效課堂以學生為主體,教師的作用是引領和啟發學生思考。學生只有自主學習,才能高效地實現課堂的教學目標,體現高效課堂的實效性。因此,激發學生強烈的求知欲望就顯得格外重要。通過高效課堂教學,使學生保持對科學的好奇心,并且能夠在學習過程中體驗學習的樂趣和成功的喜悅,是實現高效課堂的前提條件。
1. 興趣是最好的老師
初中物理概念、規律較多,而且有些比較抽象,學生一時難于理解,容易產生厭學心理。這就需要教師用多種教學方法,生動有趣地組織教學,使學生產生新鮮感、引發好奇心、激起學生強烈的求知欲,這對于實現高效課堂會起到積極的促進作用。例如,筆者在電能的教學過程中,拿出家里上個月的電費通知單,以圖片形式投影到屏幕上,上期總止碼:103.000;本期總止碼:242.000;總電量:139度;第一檔電費(0-340度):139.000度×0.430元=59.77元。學生感到有趣,新穎,從而激起了學生們的濃厚興趣,并且提高了他們利用所學知識解決生活中實際問題的能力。
2. 愛是教育的基礎
教育家馬卡連柯認為:愛是教育的基礎,沒有愛就沒有教育。營造初中物理高效課堂,需要在輕松、和諧、民主的課堂氛圍中,師生之間達到一種共振的狀態。也就是說教師和學生之間要具有相同的振動頻率,才會使得課堂達到高效化。這就要求教師要“蹲下身子與學生對話”,主動去了解學生、愛護學生、尊重學生,增加師生之間的親和力。學生親其師,才能信其道。
威廉詹姆斯說過:“人生最深刻的原則就是懇求別人對自己的賞識。”教師在教學過程中要善于發現學生的閃光點,尋找恰當的時機給予真誠的表揚、鼓勵,增強其榮譽感和自信心。這樣,學生無限的潛能就可能因為教師的一句話,甚至一個眼神被激發出來。經常溝通師生情感,和學生談心,關心他們所關心的事物。這樣,既可以拉近師生之間的距離,消除學生對教師的畏懼感,還可以在教學過程中展開更好的交流,使學生敢于提出自己的困惑和疑問。尤其對于后進生,教師要給予特別的照顧與關心,從而激發學生的奮進精神。
二、高質量的教學設計是實現高效課堂的關鍵
要實現高效的物理課堂,需要教師苦練內功,不斷學習先進的教學理論和課程標準,并精心準備高質量的教學設計。首先,教師備課要備教材,了解這節課在本單元中的地位和作用、與前后內容的關聯。同時,教師要能夠準確把握本節課的重點和難點內容,找到突出重點和突破難點內容的具體方法。其次,教師要備學生,對于學習能力不同的學生教師要采取不同的教學方法,因此需要因材施教,根據本學校、本班級學生的具體認知能力和理解能力有效設計教學方案。
1. 創設教學情境
對于教學情境的設計,尤其是新課導入過程的設計是課堂能否實現高效的一個重要環節。俗話說“好的開始是成功的一半”,對于一節課,如果能在前5-10分鐘的新課導入環節中,將學生的求知欲和好奇心有效地激發出來,那么后續的教學過程也會收到良好的效果。例如:筆者在電功率的教學中是這樣引入新課的,因為電功率這個概念比較抽象,而且學生不易理解電功率的物理意義,即電流做功的快慢。課前筆者錄制了兩段視頻文件,一個是只用電飯鍋時的電能表,另一個是只有電熱水器工作時的電能表,讓學生們思考轉盤轉動快慢的原因。學生觀察得很仔細,甚至發出驚嘆,不僅解決了教學難點,而且使學生們感受到物理知識就在我們身邊。
2. 搜集教學圖片與視頻
教師應盡量將物理學科的知識與日常生活中的現象和工農業生產,以及我國航天事業的發展等聯系在一起,這樣不僅可以激發學生對本節課的強烈求知欲,還可以使學生深切地感受到學好物理知識的重要性。在講聲現象時,當筆者說到“呼麥”是蒙古族的一種高超演唱形式,演唱者運用技巧,使氣息猛烈沖擊聲帶,形成低音,在此基礎上調節口腔共鳴,形成高音,實現罕見的一人同時唱出高音低音的現象。學生們感到特別驚訝,這有助于吸引學生的注意力,從而加深學生對聲音產生的原因和音調高低的相關知識的理解。
教師平時要注意積累相關的教學圖片、視頻或者自制教具,比如自制小桿秤、潛水艇模型、多孔照相機、浮不起來的乒乓球等,在課堂上做到信手拈來,那么學生對這節課的印象就會非常深刻。例如,筆者講“溫度計”時,利用小藥瓶和細塑料管自制溫度計,并且錄制中央電視臺的天氣預報節目,讓學生注意聽播音員是如何讀某城市的溫度的。然后進一步提到全球變暖現象,倡導進行低碳生活,增強環保意識,從而很好地實現教學目標中的情感態度價值觀。
三、實驗是實現高效課堂的有效途徑
物理本身是一門以實驗為基礎的學科,初中學生(下轉第45頁)(上接第42頁)好奇心、盛朝氣蓬勃,實驗對他們具有很強的吸引力。在實驗過程中,學生們既可以動手,又可以動腦,能夠培養團隊合作意識,以及他們的創造性思維。在課堂教學中,恰當地設計教師演示實驗、小魔術等可以激發學生強烈的學習興趣。如果安排學生自己動手探究實驗過程,可以幫助學生理解相關的物理概念和規律,從而收到很好的教學效果。
四、恰到好處地使用多媒體信息技術可以優化高效課堂
多媒體和網絡技術的發展對于激發學生學習物理的興趣和動機,對于學生學習物理現象、概念和規律具有重要的意義。恰到好處地使用多媒體信息技術可以完善和優化高效課堂、展示復雜的物理現象和物理過程、提供感性認識、激發學生的學習興趣、提高學習效率。
傳統的演示文稿Powerpoint和交互式電子白板的使用為我們提供了豐富的多媒體信息資源。交互式電子白板融合了黑板與投影的優勢,學生很愿意到白板上進行操作,提高了學生的學習興趣,增進了學生對課堂教學的參與。例如,在九年級電學總復習的教學中,筆者采用了電子白板教學。課前,在白板的資源庫中搜集各種基本元件。在教學過程中,學生根據電路圖和實物圖,在電子白板上隨意拖動電源、小燈泡、電鍵等,組成相應的串聯或并聯電路。從而突破了教學重難點,使教師教學更加形象直觀。
一、有效教學的內涵
20世紀以來,西方心理學特別是行為科學快速發展,受西方實用主義哲學思潮的影響,人們開始關注教學的哲學、社會學和心理學的理論基礎,以及如何用觀察、實驗等科學方法來研究教學問題。在此背景下,有效教學這一理念引起了廣泛的關注。有學者指出,教學本身是有效的,根本無效的教學是不存在的,也不能稱之為“教學”。[1]事實上,我們談到的“有效教學”實際上為“高效教學”的意蘊,是相對于“低效教學”的一個概念。目前,關于有效教學的理論建構、實踐模式以及策略探索方面的研究雖然非常豐富,但從學界對有效教學內涵的解釋來看,存在著目標取向、技能取向和成就取向三種基本取向,并沒有統一的解釋,也很難找到一種最佳的界定角度或界定框架[2]。通過對已有研究成果的歸納分析,我們認為,所謂有效教學,就是指以學生發展為本,以與學生的生活實踐緊密聯系的知識為活動對象,通過師生之間的有效活動方式,促進學生有效學習,使師生各自獲得發展的實踐活動。
有效教學的核心目標是促進學生的全面、自由發展。這其中既包括促進學生基礎知識和基本技能的提高,培養學生思考問題、解決問題的能力,同時還包括促進學生在情感、態度和價值觀等方面的發展,特別是創新思維的發展。要達到這一目標,不僅要注重教師有效的“教”,更應該突出學生有效的“學”,以學生發展為中心,以最優化的方式高效促進教學在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等“三維目標”上的實現,同時還要使知識學習與學生的生活實踐緊密聯系。這就要求有效教學的過程必須具有如下特征:能夠充分發揮學生的積極性與主動性、實現個性化學習、學生能對學習過程進行監控和調整、在遇到困難時能及時獲得幫助、學習過程中可得到啟發與激勵等。不難看出,有效教學理念與當前正在實施的基礎教育課程改革的核心思想是一致的。
二、物理課堂有效教學的設計策略
要實現中學物理課堂有效教學,在進行教學設計時,必須做好以下方面:
(1)強化基礎學情分析,這是有效教學設計的落腳點。學情分析是教學設計的重要組成部分,是教學目標設定的基礎、教學內容選擇的依據、教學策略選擇和教學活動設計的落腳點。通過開展學情分析,了解到學生的知識儲備、思維能力、物理素養等,教師可據此設計富有趣味、針對性的教學活動和有針對性、實效性的教學內容,使教學設計與學生的思維方式有效對接,這樣就從根本上保證了“以學生為中心”,有利于喚醒學生的主體意識,最大限度地發展學生的能力。
(2)優化教學目標與教學內容設計,這是有效教學設計的基本點。結合中學物理學科的特點和學生的初始能力狀況,確立知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等“三維目標”,不僅要注重提高學生的基礎知識和基本技能,而且還要培養學生掌握基本的物理思想方法、應用技能以及運用所學知識解決實際問題的能力[3]。在設計教學內容時,要緊緊圍繞“三維目標”來進行,既要重知識,也要重技能;既要重過程,也要重方法、情感等。要根據教學目標和學生的認知規律,情境化呈現教學內容,科學處理重難點內容的呈現時機、順序等,或者對教材進行再加工、再創造等。
(3)科學化學習方式設計,這是有效教學設計的核心點。根據上述有效教學的有關理論得知,教學目標能否順利實現,很大程度上取決于教師的教學方式和學生的學習方式,其中后者尤為重要。要變革目前在中學物理課堂教學中普遍存在的單一、他主、被動的方式,設計自主、探究、合作與實踐等新型學習方式,圍繞與學生生活實際緊密聯系的主題,使學生的主體意識、能動性和創造性不斷得到發展,讓學生在完成學習任務的同時,體會、理解知識的形成,掌握物理學習的方法,培養解決實際問題的能力和團隊合作能力,進而促進創新意識和實踐能力的發展。
(4)多元化效果評價設計,這是有效教學設計的關鍵點。在設計教學效果評價體系時,必須摒棄傳統的紙筆測試評價方式,要根據中學物理教學內容的特點和有效教學的本質要求,評價方式要多元化,評價內容要與學生的生活實踐緊密聯系,既要關注結果,又要考察學生在教學全過程中的表現;既要關注基礎知識和基本技能的提高,又要考察問題解決能力的提高、情感態度與價值觀的發展。[4]
三、物理課堂有效教學設計案例
接下來,我們根據前述理論,以九年級物理全一冊《摩擦力》(人教版)一課為例,對中學物理課堂有效教學設計進行實踐研究。
【學情分析】
本節課的教學對象是九年級學生。這一年齡階段的學生,對事物或物理現象具有一定的理解和認識,敢于質疑,敢于發表意見,具有探究意識,樂于接受新型學習方式。就本節課而言,學生對摩擦現象有著豐富的感性認識,但關于摩擦力對物體運動的作用、決定摩擦力大小的因素以及增大或減小摩擦的方法等還缺乏深入的了解。
【教學目標設計】
知識與技能:知道摩擦力是如何產生的;知道摩擦力的大小跟什么因素有關;知道摩擦力的利與弊。
過程與方法:通過觀察和實驗,感知摩擦力的存在,培養一定的觀察能力和分析概括的能力;通過實驗,探究摩擦力跟物體表面受到的壓力以及接觸面的粗糙程度的關系,培養一定的實踐能力。
情感態度與價值觀:經歷科學探究的過程,培養對科學的求知欲,樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理,養成探索精神。
【教學內容設計】
摩擦力是在彈力與重力的基礎上,學生接觸到的又一種常見的力。通過摩擦力的學習,能使學生更加準確理解牛頓第一定律及運動和力的關系;幫助學生進行正確的受力分析;也為后面有用功、額外功、機械效率的學習打好基礎。本課共包括三部分:摩擦力的概念、分類及產生條件;探究影響摩擦力大小的因素;摩擦與我們。其中摩擦力的概念、探究影響滑動摩擦力大小的因素是重點內容。
【教學方法設計】
觀察分析法、實驗法、探究式學習、小組合作學習、反思性學習、任務驅動式學習。
【教學過程設計】
教學過程設計結果見下頁表1所示。
【總結與反思】
從學情分析可以看出,學生對摩擦現象有著豐富的感性認識,因此,根據本節課的“三維教學目標”,我們首先利用學生熟知的現象和已有的經驗,明確什么是摩擦力,并在共同分析摩擦分類的基礎上進一步理解摩擦力概念。在充分交流、討論的前提下,總結產生摩擦力的條件、摩擦力對物體運動的作用等。本節教學的重點是“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關。”在教學過程中,我們讓學生自主或小組合作,經歷、體驗科學研究的整個過程,讓學生在完成學習任務的過程中,掌握科學研究的方法。最后,在“布置作業”環節,精心選擇了與學生的日常生活緊密相關的問題,讓學生自主或小組合作完成,意在發展學生解決實際問題的能力和團隊合作能力。從本節課的教學過程來看,我們按照有效教學設計的實施策略,在開展學情分析的基礎上,確立三維教學目標、精選教學內容、運用科學的學習方式,并實施多元化的教學效果評價方法,有效激發了學生觀察和探索的興趣,使學生體會物理問題來源于現實存在,物理規律可用來解決自己身邊的現實問題。這對于提高中學生的物理素養、實踐能力與創新精神是很有幫助的。