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1、华科物理学院就业前景试论物理试验教学中的“过程设计”蔡千斌(浙江高校理学院物理系,浙江杭州310027)一、什么是物理试验教学中的“过程设计”首先,“过程设计”就是一种教学设计其次,它更为强调的是重视过程的教学,具体地说,物理试验教学中的“过程设计”就是指在试验教学中老师设计试验的情境或系列的问题,使学生经验问题的探究过程,重蹈科学家关键的设计步骤,体悟试验的设计思想,驾驭仪器的运用事项,提升试验结果的分析实力的一种教学设计二、物理试验教学中为什么要进行“过程设计”这要从一则教学事例谈起在“探究感应电流产生的条件”的试验中,试验装置如图1所示老师教学时对这一“成型试验”的设计未作铺垫,学生并不
2、清晰科学家设计该试验的心路历程以至于教学中有些学生竟然认为:“这么简洁的试验,很简单得出结论呀!法拉第怎么用了十年的时间?他真是太笨了!”可见,老师在已经“成型试验”的教学中有必要还原科学家的心路历程法拉第在当年先是怎么设计的,后是怎样改进的,以后是怎样突破的,最终又是怎样设计的别人为什么没有做胜利,唯独法拉第做胜利了在充分揭示科学家思维的形成过程中,让学生适时地经验从试验的初始设计到逐步完善的思维过程,这样,学生才能领会到试验设计的精妙所在,也才能感受到法拉第的宏大之处因此,老师在试验教学中应当注意“过程设计”,三、物理试验教学中如何进行“过程设计”1仪器运用的过程设计仪器运用的传统教学模式
3、是:结构简介老师示范学生仿照老师先简洁介绍仪器的结构、功能,再分步介绍操作步骤,第一步怎样操作,其次步怎样操作,要留意不能有什么样的操作,同时做好示范,然后学生照样练习,直至纯熟,这种教学模式丢失了学生的自主性,减弱了学生的探究实力这样的设计并不行取仪器运用的“过程设计”能较好地解决这一问题其设计模式如图2所示设计的线索是:(1)教学内容;(2)过程设计,其中,过程设计又分为:学生活动;过程小结,案例:试验:运用多用电表测电阻采纳“仪器运用的过程设计”进行教学时,老师不需强行灌输多用电表的运用方法,学生在活动中即能发觉问题、解决问题、总结规律其过程设计见后页实践表明,这种设计能使老师教得轻松,
4、学生学得开心,经过动手动脑后获得的学问,对学生来说,其印象也更为深刻2成型试验的过程设计本文所讲的成型试验指的是已远离了试验的原型,经验了多次的修改后呈现出来的一个最终完善的电路、一套完整韵仪器、一种完备的试验方案它经过了多次的打磨,虽则完备,却磨掉了思维演化的痕迹,假如干脆呈现出来,学生将无法感受到探究过程的艰难和探究过程的乐趣,理解起来也更为困难案例:用以下器材测量待测电阻见的阻值待测电阻R阻值约为lOOR电源E,电动势约为6.OV,内阻可忽视不计;电流表Ai,量程为050mA,内电阻ri=20Q,;电流表A2,量程为0300mA,内电阻r2约为4Q;定值电阻风,阻值Ra-20Q;滑动变阻
5、器R,最大阻值为10Q;单刀单掷开关5,导线若干(1)测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3,且要求尽量多测量几组数据,试画出测量电阻R,的试验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)(2)若某次测量中电流表Ai的示数为,电流表A2的示数为,2则由已知量和测量量计R,的表达式为Rx=_.这是本校一道高三复习的测试题它难倒了一大批学生试题讲评时,老师干脆呈现正确的试验电路,然后做一扼要的说明,结果,许多数学生直呼:“太奇妙了!”他们觉得自己是很难想出这种设计方案来的究其缘由,该设计脱离了学生的思维实际,难以引起学生的共鸣明显有曲高和寡的感觉如何解决这一问题?“成型试验的过
6、程设计”不失为一种好的方式,其操作模式如图3所示据此,过程设计如下第一步,构画原型,依据问题情境,要测电阻Rx的阻值,明的确验的原型是伏安法测电阻的电路,题中“要求尽可能多测几组数据”,可知滑动变阻器的连接方式为“分压式”接法,由此,构画出试验的原型电路,如图4(a)、(b)所示其次步,构画试验设计1题中供应的是2个电流表而无电压表故需造一个电压表已知内阻的电流表Ai串联一个定值电阻Ro可当电压表用如图5所示,其中图5中虚线框内Ro、Ai的组合相当于一个电压表验如图7中的(a)、(b)、(c)、(d)所示,依据试验,在表1、表2中填人试验现象此时,A2未达1/3满偏故此电路尚不符合题意.第三步
7、,构画试验设计2设计依据:已知通过电流值的定值电阻也可当电压表用设计试验如图6所示其中,图6中虚线框内的风就相当于一个电压表。由此确定图6为所求的试验电路图,根据“成型试验的过程设计”分三步进行教学,学生觉得依据这一方法自己也应当会设计所要求解的电路,也并不觉得这样的试验设计有什么高深之处在这里,凭借一个试验原型,依据问题的情境,适当地加以修正,所求试验电路就能水到渠成,通过这样的设计过程,学生在试验设计上就有思路可循,能轻松地驾驭试验设计的方法3试验现象分析的过程设计很多时候,试验现象特别精彩,惋惜由于过程分析不得法,学生无法深化思索,老师只能匆忙地给出结论表面上课堂教学变得顺畅了,事实上学生的思维却未能很好地得到训练,教学中留下了许多的缺憾要尽量削减这类缺憾的发生,老师应做好试验现象分析的过程设计比如,楞次定律的教学探讨感应电流方向的试验如图7中的(a)、(b)、(c)、(d)所示,依据试验,在表1、表2中填人试验现象分析:由表1知,(a)(b)中线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,由表2知,(c)(d)中线圈内磁通量削减时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同结论:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的改变以上教学,虽然思路流畅,但是要推断感应电流的方向怎么会想到要引入“感应12下一页
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