物理教學(xué)論文：試論物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“過(guò)程設(shè)計(jì)”蔡千斌范文

1、物理教學(xué)論文：試論物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“過(guò)程設(shè)計(jì)”蔡千斌 試論物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“過(guò)程設(shè)計(jì)” 蔡千斌一、什么是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“過(guò)程設(shè)計(jì)”首先，“過(guò)程設(shè)計(jì)”就是一種教學(xué)設(shè)計(jì)其次，它更為強(qiáng)調(diào)的是重視過(guò)程的教學(xué)，詳細(xì)地說(shuō)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“過(guò)程設(shè)計(jì)”就是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的情境或系列的問(wèn)題，使學(xué)生經(jīng)歷問(wèn)題的探索過(guò)程，重蹈科學(xué)家關(guān)鍵的設(shè)計(jì)步驟，體悟?qū)嶒?yàn)的設(shè)計(jì)思想，掌握儀器的使用事項(xiàng)，提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力的一種教學(xué)設(shè)計(jì)二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為什么要進(jìn)行“過(guò)程設(shè)計(jì)”這要從一則教學(xué)事例談起在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示教師教學(xué)時(shí)對(duì)這一“成型實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)未作鋪墊，學(xué)生并不清楚科學(xué)家

2、設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的心路歷程以至于教學(xué)中有些學(xué)生竟然認(rèn)為：“這么簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，很容易得出結(jié)論呀！法拉第怎么用了十年的時(shí)間？他真是太笨了！”可見(jiàn)，教師在已經(jīng)“成型實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)中有必要還原科學(xué)家的心路歷程法拉第在當(dāng)年先是怎么設(shè)計(jì)的，后是怎樣改進(jìn)的，以后是怎樣突破的，最終又是怎樣設(shè)計(jì)的別人為什么沒(méi)有做成功，唯獨(dú)法拉第做成功了在充分揭示科學(xué)家思維的形成過(guò)程中，讓學(xué)生適時(shí)地經(jīng)歷從實(shí)驗(yàn)的初始設(shè)計(jì)到逐步完善的思維過(guò)程，這樣，學(xué)生才能領(lǐng)略到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精妙所在，也才能感受到法拉第的偉大之處因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重“過(guò)程設(shè)計(jì)”，三、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何進(jìn)行“過(guò)程設(shè)計(jì)”1儀器使用的過(guò)程設(shè)計(jì)儀器使用的傳統(tǒng)教學(xué)模式是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

3、介教師示范學(xué)生模仿教師先簡(jiǎn)單介紹儀器的結(jié)構(gòu)、功能，再分步介紹操作步驟，第一步怎樣操作，第二步怎樣操作，要注意不能有什么樣的操作，同時(shí)做好示范，然后學(xué)生照樣練習(xí)，直至純熟，這種教學(xué)模式喪失了學(xué)生的自主性，削弱了學(xué)生的探究能力這樣的設(shè)計(jì)并不可取儀器使用的“過(guò)程設(shè)計(jì)”能較好地解決這一問(wèn)題其設(shè)計(jì)模式如圖2所示設(shè)計(jì)的線索是：(1)教學(xué)內(nèi)容；(2)過(guò)程設(shè)計(jì)，其中，過(guò)程設(shè)計(jì)又分為：學(xué)生活動(dòng)；過(guò)程小結(jié)，案例：實(shí)驗(yàn)：使用多用電表測(cè)電阻采用“儀器使用的過(guò)程設(shè)計(jì)”進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師不需強(qiáng)行灌輸多用電表的使用方法，學(xué)生在活動(dòng)中即能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)規(guī)律其過(guò)程設(shè)計(jì)見(jiàn)后頁(yè)實(shí)踐表明，這種設(shè)計(jì)能使教師教得輕松，學(xué)生學(xué)得愉

4、快，經(jīng)過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦后獲得的知識(shí)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，其印象也更為深刻2成型實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)本文所講的成型實(shí)驗(yàn)指的是已遠(yuǎn)離了實(shí)驗(yàn)的原型，經(jīng)歷了多次的修改后呈現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)最終完善的電路、一套完整韻儀器、一種完美的實(shí)驗(yàn)方案它經(jīng)過(guò)了多次的打磨，雖則完美，卻磨掉了思維演變的痕跡，如果直接呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生將無(wú)法感受到探索過(guò)程的艱難和探索過(guò)程的樂(lè)趣，理解起來(lái)也更為困難案例：用以下器材測(cè)量待測(cè)電阻見(jiàn)的阻值待測(cè)電阻r阻值約為loor電源e，電動(dòng)勢(shì)約為6.ov，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；電流表ai，量程為050ma，內(nèi)電阻ri=20q,;電流表a2，量程為0300ma，內(nèi)電阻r2約為4q;定值電阻風(fēng)，阻值ra-20q;滑動(dòng)變阻器r，最大

5、阻值為10q;單刀單擲開(kāi)關(guān)5，導(dǎo)線若干(1)測(cè)量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，且要求盡量多測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，試畫出測(cè)量電阻r，的實(shí)驗(yàn)電路原理圖(2)若某次測(cè)量中電流表ai的示數(shù)為，電流表a2的示數(shù)為，2則由已知量和測(cè)量量計(jì)r，的表達(dá)式為rx=_.這是本校一道高三復(fù)習(xí)的測(cè)試題它難倒了一大批學(xué)生試題講評(píng)時(shí)，教師直接呈現(xiàn)正確的實(shí)驗(yàn)電路，然后做一扼要的解釋，結(jié)果，很多數(shù)學(xué)生直呼：“太神奇了！”他們覺(jué)得自己是很難想出這種設(shè)計(jì)方案來(lái)的究其原因，該設(shè)計(jì)脫離了學(xué)生的思維實(shí)際，難以引起學(xué)生的共鳴明顯有曲高和寡的感覺(jué)如何解決這一問(wèn)題？“成型實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)”不失為一種好的方式，其操作模式如圖3所示據(jù)此，

6、過(guò)程設(shè)計(jì)如下第一步，構(gòu)畫原型，根據(jù)問(wèn)題情境，要測(cè)電阻rx的阻值，明確實(shí)驗(yàn)的原型是伏安法測(cè)電阻的電路，題中“要求盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)”，可知滑動(dòng)變阻器的連接方式為“分壓式”接法，由此，構(gòu)畫出實(shí)驗(yàn)的原型電路，如圖4(a)、(b)所示第二步，構(gòu)畫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1題中提供的是2個(gè)電流表而無(wú)電壓表故需造一個(gè)電壓表已知內(nèi)阻的電流表ai串聯(lián)一個(gè)定值電阻ro可當(dāng)電壓表用如圖5所示，其中圖5中虛線框內(nèi)ro、ai的組合相當(dāng)于一個(gè)電壓表驗(yàn)如圖7中的(a)、(b)、(c)、(d)所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在表1、表2中填人實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象此時(shí)，a2未達(dá)1/3滿偏故此電路尚不符合題意.第三步，構(gòu)畫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)依據(jù)：已知通過(guò)電流值的定值電阻也可

7、當(dāng)電壓表用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖6所示其中，圖6中虛線框內(nèi)的風(fēng)就相當(dāng)于一個(gè)電壓表。由此確定圖6為所求的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照“成型實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)”分三步進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生覺(jué)得根據(jù)這一方法自己也應(yīng)該會(huì)設(shè)計(jì)所要求解的電路，也并不覺(jué)得這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有什么高深之處在這里，憑借一個(gè)實(shí)驗(yàn)原型，根據(jù)問(wèn)題的情境，適當(dāng)?shù)丶右孕拚?，所求?shí)驗(yàn)電路就能水到渠成，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)過(guò)程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上就有思路可循，能輕松地掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的過(guò)程設(shè)計(jì)許多時(shí)候，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常精彩，可惜由于過(guò)程分析不得法，學(xué)生無(wú)法深入思考，教師只能匆匆地給出結(jié)論表面上課堂教學(xué)變得順暢了，實(shí)際上學(xué)生的思維卻未能很好地得到訓(xùn)練，教學(xué)中留下了很多的遺憾要盡量減少這類遺憾的發(fā)生，教師應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的過(guò)程設(shè)計(jì)比如，楞次定律的教學(xué)研究感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)如圖7中的(a)、(b)、(c)、(d)所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在表1、表2中填人實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：由表1知，(a)(b)中線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反，由表2知，(c)(d)中線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁