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知识/探索科学探究教学设计 |
分类: 课程教学 |
最近听了高二的一节物理课,课题是《库仑定律》,其中关于静电力和那些因素有关的“猜想”以及教师的处理过程引起了我的思考。先简要介绍这一教学片段。
教师通过情景设置,让学生感受到带电体之间存在相互作用力之后,向学生提出了一个问题:
师:请大家猜想,静电力可能和哪些因素有关?
(课堂上一时沉默。在教师点了一个学生起来回答之后,气氛逐渐活跃起来)。
生A:可能和带电体的大小有关,也可能和两个物体的距离有关。
师:(板书)大小、距离。
生B:和带电体的形状也有关系。
师:(板书)形状。
生C:可能与所带电荷量的多少也有关系。
师:(板书)电量。
生D:与环境也有关系。
师:(板书)环境。
生E:与物体所在的介质也有关系。
师:(板书)介质。
在学生没有其他的猜想之后,教师进行了总结。他说:
师:我们研究问题,总是从最简单的现象或者模型开始入手,在大家的猜想中,“环境”和“介质”属于一种类型,我们现在将环境简化为真空,这样,这两个因素就不用考虑了。“大小”和“形状”的问题,我们先从最简单的带电体开始研究——点电荷。……
这样,影响静电力大小的因素就剩下两个了:一是两个带电体之间的距离,一是带电体自身所带的电量。现在我们通过实验来做具体的研究。
接下来,老师给学生做了两个演示实验,一个是用丝绸摩擦过的玻璃棒去接近泡沫小球,观察偏角;一个是用起电机给一个很大的导体球带电,然后观察该球对泡沫小球的作用力,再用另一个大球接触带电大球,观察电量减小之后的作用情况。
我在听课的过程中,产生了这样的疑问:
第一,用“从最简单的现象或者模型开始入手”来排除学生的猜想是否妥当?因为在用实验验证其他两个猜想的时候,教师并没有给实验创设“真空”的环境,所选用的导体球又非常的大,完全不能看作点电荷。对猜想的处理,应该通过实验或者大家公认的事例来进行证实或者证伪,和建立理想化的环境和模型似乎没有直接的关系。这种“简单化”的处理,有对学生误导的嫌疑。
第二,《库仑定律》这一知识点的教学,是否适合采用“科学探究”的方式,通过提出问题、进行猜想、设计方案、实验操作、分析数据、得出结论的方式来进行教学?这里面有几个方面的困难,其一,真空的实验环境很难做到;其二,在教室、实验室有限的实验条件下,带电的“点电荷”很难实现,就算能够把电荷做的足够小,它的带电量也会非常的小,而且很容易在空气中放电,相互作用力不容易观察到;其三,力和距离之间的平方成反比的规律在中学的课堂上是无法探究的,我们能够观察的,只是随着距离的增大,力会逐渐减小这一现象,而且不太容易定量。
基于上述的情况,我个人认为,在教学的过程中,没有必要通过“科学探究”的方式开展教学。在学生理解了电荷之间存在静电力之后,直接就给学生两个演示实验,一个是改变距离的演示,让学生体会到随着距离的减小,作用力会逐渐变大;另一个是改变电量的演示,让学生定性地判断随着电量的减小,作用力逐渐变小。在这个基础上,给学生介绍库仑当年的研究,库仑扭秤的实验,然后推出库仑定律,学生是很容易接受的。
第三,如果教师很想让学生经历“猜想”的环节,增加教学的互动,那怎么办呢?我想,在这种情况下,就要深入挖掘库仑扭秤实验的教育功能了。在学生提出了上述的猜想之后,教师要着重介绍库仑是如何设计这些问题的,他如何消除环境和介质对实验的影响,如何将电荷等效为点电荷,如何检测电荷之间的相互作用力……让学生体会到库仑当年也和大家一样面临着探究的一系列障碍,他的伟大之处就在于能够通过巧妙的实验设计,一一破解难题,发现伟大的规律。
不是所有的教学内容都要采用“科学探究”的方式实施教学。教师自己在设计教学的时候,一定要吃透教材、钻研教法,自己先想明白。只有教师自己明白了,才有可能让学生明白,让学生容易明白。