杨宝磊
山东省临沂第一中学 山东 临沂 276000
摘要:科学探究是核心素养的重要组成部分,培养学生的科学探究能力是提升学生核心素养重要途径。基于“问题导引”的课堂教学模式,是以建构主义为学习理论基础,通过精准创设问题情境,激发学习动机,自主合作探究实验方案,选用实验器材、梳理实验步骤及收集数据与分析数据,有效的培养了学生科学探究能力。
关键词:核心素养;科学探究;教学模式;问题导引;
本节将从教材、学情、设计思想、实验创新、教学目标、重难点、教学方法、教学过程、课堂反思等方面对本节课进行分析。
1 教材分析
本节是人教版第十二章第三节的内容,其核心原理是闭合电路欧姆定律[1]。通过该实验使学生动脑、动手、合作、分享等活动,加深对电动势和闭合电路欧姆定律的理解,在实验数据处理和误差分析方面,有利于培养学生的逻辑推理能力。
2 学情分析
知识方面:学生学习了电动势,闭合电路欧姆定律等相关电路知识,也对图像处理数据有一定的理解。
能力方面:学生的分析能力不断提高,具有初步的概括归纳能力,逻辑推理能力和综合分析能力,但对实验方案设计能力和数据处理分析能力较弱。
3 设计思想
高考对该实验的考查也不再拘泥于伏安法的测量原理,这都体现了对提高学生创新思维能力的重视。基于这一点,我作了如下重组,选用本节参考案例2,测量水果电池来激发学生兴趣,在教师引导下,小组探究、合作学习完成实验原理的推导,仪器的选择、数据处理和分析,促进学生核心素养的提升。
4 实验创新
1.为激发学生好奇心与提高学习兴趣,选用多种水果例如红富士苹果、美国8号苹果、海南黄柠檬作为电源。
2.为充分发挥学生的主体作用,培养学生科学探究能力,采用分组对比实验。
3.测量原理。教材中测量原理展示的是伏安法,考虑到实验室量程为3伏电压表指针偏角小,为降低误差,故选用安阻法。
5 教学目标
(1)经历实验设计过程,理解测定电源电动势和内阻的测量原理。
(2)学会利用图像处理数据并得出电源的电动势和内阻,进一步体会利用图像进行数据处理的方法。
(3)尝试分析电源电动势内阻的偶然误差,了解测量过程减小偶然误差的方法。
(6 教学重难点
遵循课程标准,围绕培养学生核心素养[1],我确立了教学重点:(1)实验原理(2)图像处理实验数据。教学难点:(1)用图像法处理实验数据(2)实验测量误差分析。
7 教学方法
教法:“问题导引法”。学法:有序引导学生观察,分析,思考,培养学生创新思维,本节采用观察归纳法,分组实验法,类比法,数形结合法。
8教学过程
8.1课前准备
教师准备:
(1)实验材料:水果、开关、导线若干、电流计、二极管、电阻箱、电压表、干电池
学生准备:全班同学6人为一个小组,共分8小组。课前预习好教材实验内容,并通过不同渠道查询测量电源电动势和内阻的方法,完成下列问题:①使用电流表与电压表如何测量?②使用电流计或电压表能不能测量?
8.2教学环节
(一)创设情景,引入新课
播放提前录制好的演示实验:
问题1:实验一中柠檬充当了电源,闭合电建电流表有了示数,前面已经学习了闭合电路的欧姆定律,该定律是怎么描述的?公式怎么写?
问题2:针对实验二,观察实验现象?
(二)新课教学
1.实验原理
问题3:每个桌面都有水果柠檬,要想测出其电动势和内阻,你需要什么仪器,采用什么样的电路图,原理是什么?
学生在充分预习课本和分组讨论后,老师归纳总结得到的大致设计方案为:
这几种方法都可以,这里我们选择第三种安阻法。
2.分组实验前准备
问题4:如何选择实验器材?
电流计(表头),电阻箱,柠檬,开关和导线。
问题5:连接电路时注意什么问题?
①闭合开关前,电阻箱应调节到最大值。
②测量尽量迅速
③要测出多组数据,范围变化尽量大些
问题6: 实验步骤?
①按照原理图,连接实物图,电阻箱应调节到最大值。
②闭合电键,调节电阻箱阻值,使电流表的读数有明显示数,记录一组电阻箱阻值 和电流计示数,用同样的方法测量几组数据。
③断开电键,整理好器材
3.分组进行实验
让学生连接电路图,教师深入学生进行个别指导,帮助学生排除实验故障,检查学生完成情况,先做好的同学帮助其他遇到问题的同学一起完成实验。
4.数据分析
①公式法(平均值法):
②图像法:
问题7:对于电池来说,电动势和内阻是一定的,从实验原理可以看出,变化的是电阻箱的阻值和电流值,那么这两者之间有什么关系呢?
让同学推导之间的关系,老师归纳答案:
提示学生结合数学知识中的一次函数进一步思考以下问题8:
①横纵轴的交点代表什么?斜率代表什么?
②学生描点之后应如何作图?
5.误差分析
问题9:画图象的优势有哪些?
问题10:作图注意哪些?抽样调查发给学生的方格纸,评价数据处理。
(三)课堂总结
学生总结:
请每组学生展示自己的实验结果并作总结:
①了解了测电动势和内阻的三种方案,加深了对欧姆定律的理解
②提高了实验操作技能
③领悟数学函数与物理量之间的联系
④掌握科学探究方法
教师总结:
①针对各组学生的总结发言,教师进行指正性评价
②这节课我们用安阻法测定了水果的电动势和内阻。并用图像法处理了实验数据。课后用伏安法测干电池的电动势和内阻?以及由此带来的系统误差?
(四)布置作业
①完成实验报告
②自主去实验室,利用其他方案测量干电池的电动势和内阻,并尝试分析系统误差。
8.3 板书设计
实验:测定电池电动势和内阻
一、实验原理
1.闭合电路欧姆定律 2.三种电路设计
二、实验操作
三、数据处理
1.公式法 2.图像法
四、误差分析
9教学反思
优点:
1.利用好演示实验,激发学生学习兴趣,。
2.关注学生实验方案的设计,培养学生的创新思维能力。
3.重视实验操作。
4.充分挖掘学生的潜力,培养学生科学探究的核心素养。
不足之处:
由于这堂课时间紧任务重,应该控制好时间节奏,更应该关注到每一位学生,多鼓励学生,让每一位同学都积极参与实验。
10结语
“问题导引”教学模式,突出了学生主体地位,能有效的激发学生学习积极性。在培养学生核心素养方面锻炼了学生思维能力、实践能力和创新能力。在教学上照顾到不同层面的同学而且有效的推进课堂,提高课堂效率。
参考文献 :
1 周胜林,钱长炎.核心素养目标下高中物理“闭合电路欧姆定律”教学设计及实施建议[J].物理教师,2020,41(1):34-36.
2中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.