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【2016-2教学一得】教学实验与导学案结合 提升课堂教学效能——柴育萍
发布日期:2017-08-10 15:08:673

教学实验与导学案结合 提升课堂教学效能

                                       ——以“光的折射”教学为例

九亭中学   柴育萍

物理学是一门以实验为基础的自然科学。在物理学的产生、建立和发展的过程中,物理实验是归纳物理规律,产生物理假说的实践基础,是验证理论猜想和假说的主要依据。在物理教学中,物理实验是实现教学目标的基本手段,是提高学生学习兴趣、激发学生探索欲望、养成良好实验习惯、发展学生非智力因素的重要途径。

在初中物理阶段,几乎所有的概念、规律的得出,都是基于物理实验。要改进教学方式,提升物理教学效能,首先要改进物理教学中的实验,无论是教师演示实验还是学生实验,都要改进实验呈现的方式,提高学生对实验的参与度,让物理实验过程和结果能很好呈现在每个学生面前。

我校在共同体课题“指向学生成长需求的课堂教学变革的行动研究”的引领下进行“指向学生成长需求的课堂教学变革下的导学案设计”子课题研究中进行的尝试中,我们发现在物理课的教学中,实验教学与导学案结合,碰撞出新的火花,对提升课堂教学效能、提高学生听课效率、提高学生对实验的参与度等各方面均有意想不到的效果。使用导学案教学成为教师改进教学方式,培养学生物理思维习惯,提升课堂教学效能的重要方法。

以《光的折射》教学为例,教师在教学中使用导学案从提高引入实验的有趣度、增强演示实验的可见度、增加学生实验的参与度、提高实验数据的使用度等各个角度出发来优化实验教学,提升课堂教学效能。

 

1、 增加实验有趣度,丰富物理表象;记录实验过程,提高听课质量。

物理表象是指物理形象在人的大脑中的间接的和概括的反映,物理形象又包括事物的物理宏观形象、微观形象、时空形象、局部形象、整体形象、动态形象、静态形象等。(《物理思维论》)

光的折射一节导学案片段如下:

2.2 光的折射

……

【课堂引入】魔术1:空碗生花

仔细观察PPT中老师演示实验,刚开始,碗中__________;

老师__________,

结果,碗中______________。

你的问题:

 

魔术2:魔棒弯曲

将一支筷子放入玻璃杯中。倒水,你发现了什么?

 

你的问题:

 

“光的折射”教学中用魔术“空碗生花,魔棒弯折”来引入新课,用“魔棒”在空碗中洒下种子,在碗中倒入水,随着水慢慢倒入,碗底渐渐“开”出了一朵花,再把笔直的“魔棒”斜插入水中,魔棒在水面处“弯折”了。结合教师富有激情的语言,有趣的实验马上激发了学生的好奇心和探索欲,思维的闸门瞬间打开。

而导学案的设计和使用在这里也发挥了其重要的“导思”作用,给了学生以引领。在传统的教学中,对演示实验,学生往往“看过算过”,不会去深入思考。而导学案的使用恰恰弥补了这一缺陷。在导学案中加入了“你的问题”这一栏,促使学生在观察后,来思考“为什么?”并将自己的问题记录下来,这就促使学生带着自己的问题来进一步学习。

 

【新课学习】

观察光具盘上的光路图,并将其画出来。

 

 

在光的折射概念的引出中,光具盘上的激光源开关一打开,一束鲜艳的红光在空气进入玻璃的界面上清晰地发生了偏折,无需老师多言,学生可以清楚地观察到光传播的路径和方向,在大脑中建立清晰明了的物理表象。依据光具盘的实际光路,引导学生在导学案上自行画出光的折射光路图,导学案上寥寥数语,物理模型的建立却自然而然。

这些物理实验和场景,使原本抽象的光的折射的概念和规律形象化、具体化、生动化,在大脑中充分构建光的折射静态和动态的物理模型,便于学生对概念和规律的理解和掌握。而导学案的使用,对学生的学习起到了引领、辅助的作用,帮助学习在观察有趣、有冲击力的实验现象时,意识到不是仅仅为了“好玩”而观察实验,要学会带着问题去观察去思考、去猜测、去探究、去归纳,这样的过程,恰是教师在教学中迫切需要的提高课堂效能的方法。

 

2、巧用导学案,变演示实验为学生实验,丰富学习经历,提高学习主动性。

探究实验是以学生为学习主体的实验教学形式,学生经历了“问题—猜想—设计—实施—分析—结论”的物理探究活动,不仅能习得了新的知识,丰富学生的学习经历,提高学习的主动性,也能加深对物理规律的理解。巧用导学案,就可以降低实验操作难度,减少学生实验的畏难情绪,使学生更加专注于课堂。

在《光的折射》这节课中,难点是光的折射规律的形成。这一规律的得出,教材的要求为演示实验。为了突破难点,我将原本是由教师演示的“光的折射规律”实验,改成了学生探究实验。导学案如下:

【新课学习】

……

二、探究光的折射规律

(一)回忆光的反射定律,猜测光的折射有哪些规律。

光的反射定律

猜测:光的折射规律

1.反射光线、入射光线与法线在_________;

 

2.反射光线与入射光线位于_____________;

 

3.反射角________入射角。

 

(二)讨论交流:探究光的折射规律,需要哪些实验器材?

 

 

(三)讨论交流:实验步骤

1)探究三线共面,操作方法:______________________________________________;

2)探究两线分居,操作方法:_____________________________________________;

3)探究角度关系,操作方法:______________________________________________;

 

(四)分组实验,并记录实验数据

1、光从空气斜射入玻璃(A组)或水(B组)

实验序号

两线位于法线哪一侧

入射角

折射角(玻璃中)

a组

折射角(水中)

b组

折射光线

入射光线

1

 

 

40°

 

 

2

 

 

50°

 

 

3

 

 

60°

 

 

4

 

 

70°

 

 

 

2、光从玻璃(或水)斜射入空气

实验序号

两线位于法线的哪一侧

入射角(玻璃中)

a组

入射角(水中)

b组

折射角

入射光线

折射光线

5

 

 

30°

25°

 

6

 

 

35°

30°

 

7

 

 

40°

35°

 

8

 

 

45°

40°

 


为了启发学生提出探究问题、进行猜想、选择合适的实验器材设计实验,我引导学生回忆了光的反射定律和探究光的反射定律的实验。学生在对两者的进行比较,对光的折射规律提出了猜想“折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线和入射光线位于发现两侧。”

这里导学案的使用发挥了降低教学难度、节约课堂回顾时间、提高学习效率的作用。如果没有这样的“导”,学生可能很难完整叙述光的反射定律,就需要花费较多的时间去启发学生回顾。对于角度的关系,学生根据前面实验看到的现象和导学案上的光的折射光路图,猜测“折射角小于入射角。”

根据猜想,我请学生利用导学案来讨论实验器材和实验步骤,经过大家的讨论,学生指出可以通过多次改变入射光线的位置和入射角的大小,观察折射光线的位置和折射角大小的变化,并测量折射角大小。我将学生分为四人一大组,两人一小组,一个小组(A组)探究光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气时的折射现象,另一小组(B组)探究光从空气斜射入水和光从水斜射入空气时的折射现象,设计了两个表格(如表1、2),分别给出相应的入射角大小,学生通过探究实验在表格中记录了各组中折射光线与入射光线的位置关系和折射角的大小,在老师的引导下进行了交流、分享,得到完整的数据。

以导学案中所设计的环节,将教师“独角戏”的演示实验转化为学生人人参与的学生实验,让尽可能多的学生参与到实验器材的寻找、实验的设计、实验的操作、实验数据的记录、实验数据的分析中来,这样大大丰富了学生的学习经历。学生在课堂中表现出浓厚的探究兴趣,课堂参与度大大提高。在实验结束后的交流环节,教师引导学生收集足够的感观材料,适当引导,学生就能够顺理成章地得出光的折射规律的前两条。在角度关系的探索中,如何数据分析、如何归纳结论是本节最重要的重点和难点,但学生在动手实验和交流数据的基础上分析,使得学习难度大大降低,并据此进行了数据分析、比较、推理、归纳等思维活动,同时也培养了归纳和概括等抽象思维能力和动手能力。

且在上述实验中,跟随导学案,学生不仅学会了设计实验操作实验读取数据分析数据等物理研究基础的实验研究方法,在提升课堂效能的同时学会了与人合作共同探究一起学习共享数据等非常重要的品质

 

3、巧妙设计导学案中实验表格,用透实验数据,提高实验的有效性。

在学生进行“光的折射规律”实验中,我在导学案中的a、b两组实验的表格设计没有随意,学生可以在我给的入射角的基础上进行多次实验,但填入表格的数据有它的独到之处——即让光以相同的入射角斜射入玻璃和水两种介质。例如实验序号1或2或3或4中,可以看出水和玻璃对光的折射本领不同。尽管这个实验由A、B两组同学来完成,但在表格设计时将A、B两组的实验数据特别设计在一个表格中,如下表:

实验序号

两线位于法线哪一侧

入射角

折射角(玻璃中)

A组

折射角(水中)

B组

入射光线

折射光线

1

40°

30°

25°

2

50°

35°

30°

3

60°

40°

35°

4

70°

45°

40°

 

当两组学生在完成实验后在交流数据的过程中可以将对方数据共享在自己的实验报告中,在数据填完之后,学生会有新的发现。有学生在数据交流完之后,马上就看出,“尽管入射角相同,但在不同介质中的折射角是不同的。” “不同介质对光的折射本领不同。”这一规律的得出可以说水到渠成、无需刻意引导分析。

而在表二的设计中,我也有非常巧妙的数据安排。表二的入射角恰为表一的折射角,这就从量的角度来进一步证明了“在光的折射现象中,光路是可逆的。”这一结论。并由此来介绍全反射现象,与前面实验的结果相呼应,加深了实验印象,提高了实验效果。

物理课堂中,实验起着至关重要的作用。很多课堂是否有效,或者成败与否,在很大程度上取决于实验的是否有效,实验数据的是否充分利用。而使用设计合理的导学案,就能在有限的课堂时间内,把握实验的节奏,分享实验数据,有效分析实验数据,使得教学过程更为清晰,概念、规律的得出更加顺畅,提高课堂的效率。

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