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文檔簡介
高中物理互動教學(xué)設(shè)計講座第一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。一個教學(xué)案例教學(xué)的互動本質(zhì)教師的認(rèn)識能完全反映學(xué)生的認(rèn)識嗎課堂互動的根本條件教學(xué)設(shè)計的五個轉(zhuǎn)變互動生成課堂的根本模式幾個教學(xué)案例第二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。一、教學(xué)案例:“水的熱脹冷縮〞教學(xué)實(shí)錄〔?人民教育?2002.10〕羅吉老師:我們很熟悉的東西,其實(shí)并不一定很了解。比方水,天天喝,天天用,可一些性質(zhì)我們?nèi)詻]注意到。不信,請看下面的實(shí)驗(yàn)。〞實(shí)驗(yàn)裝置:圓底燒瓶上塞緊膠塞,膠塞上插一根筷子粗的玻璃管。燒瓶和玻璃管中盛有紅色的水。
第三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:“將裝置放到熱水中,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?〞生1:“燒瓶變熱!〞生2:“燒瓶里的東西也將變熱!〞師笑道:“真的不了解水!動手試一試。〞一試,果然出現(xiàn)了怪事,學(xué)生十分驚訝?!澳銈凅@奇什么?〞老師明知故問。學(xué)生興奮地嚷道:“玻璃管里的紅水會動,會往上跑!〞“這說明了什么?〞一些學(xué)生說:“水增加了。〞第四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!笆鞘裁吹胤降乃黾恿?〞老師不解地問?!把b置里的水增加了。〞“根據(jù)是什么?〞“玻璃管里的水面上升,所以水增加了。〞老師問:“水增加了,是水的質(zhì)量增加了,還是水的……〞話到了嘴邊,又停住了。她不愿意說出“水的體積增加〞這幾個字。她換了一種問法:“水增加了,是不是你們加進(jìn)了水?〞“沒有啊!〞學(xué)生們說。第五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!皼]有加進(jìn)水,那水怎么上升了?〞“這——,這——,〞學(xué)生張嘴答不上。“給你們5分鐘,小組討論一下,為什么水上升了?這說明了什么?〞“明白了嗎?〞羅吉老師問?!懊靼琢恕(晫W(xué)生們答道。第六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。一個男孩搶著說道:“水沒有增加,是燒瓶里的熱空氣把水?dāng)D起來了。〞“塞子把燒瓶里的空氣堵住了,空氣變熱,把水推上玻璃管里去了。〞另一個學(xué)生補(bǔ)充道?!斑€有其他意見嗎?〞老師一連問了三次,沒人出聲。第七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!斑@兩位同學(xué)的說法,你們同意嗎?〞學(xué)生們說:“同意。〞“燒瓶里明明裝滿了水,怎么會有空氣?〞老師急了,聲音變高?!八仙f明水的體積增大了,是不是?〞沒有時間再拖,老師直接問了。“是。〞兩個女孩應(yīng)和道?!笆鞘裁词贵w積增大?〞“熱氣。〞幾個學(xué)生脫口而出。老師解釋:“你們說的熱氣實(shí)際是熱量。吸收了熱量,水的體積變大。〞第八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。各組按指令,將裝置從熱水放入冷水中?!翱吹搅耸裁?〞老師問?!安AЧ芾锏募t水下降了。〞“為什么下降?給你們1分鐘想一想。〞“水下降,是因?yàn)椴AЧ芾锏乃说綗坷?;水之所以退回去,是因?yàn)闊孔兇罅恕(暋盁繒兇?〞教師驚奇地說,“燒瓶可不是氣球喲,想變大就變大,想變小就變小。〞這句話,逗得孩子們笑了起來。“其實(shí),因?yàn)槭芾?,水的體積縮小,水面就下降了。〞老師給出答案。第九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。各組又用酒精做了實(shí)驗(yàn)。然后,師生們共同總結(jié)道:“水有熱脹冷縮的性質(zhì),酒精有熱脹冷縮的性質(zhì),水、酒精都是液體,由此可以推出,液體都有熱脹冷縮的性質(zhì)。〞“剛剛得出了什么結(jié)論?〞老師問。“液體有熱脹冷縮的性質(zhì)。〞學(xué)生說。老師舉起一個燒瓶說道:“這是煤油。它有熱脹冷縮的性質(zhì)嗎?〞“沒有!〞學(xué)生們毫不模糊地說?!霸趺?它不是液體嗎?〞“是液體,但不是紅色的液體,所以沒有熱脹冷縮的性質(zhì)。〞第十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!澳銈冊覆辉敢庥妹河妥鲆幌聦?shí)驗(yàn)?〞老師問?!霸敢?。〞學(xué)生說。幾分鐘后,各組都做完了煤油實(shí)驗(yàn)。老師問:“你們剛剛的想法對嗎?〞全班叫道:“錯了,顏色不影響熱脹冷縮。〞這堂課,經(jīng)過一波三折,似乎快要成功了!“今天學(xué)習(xí)了液體的熱脹冷縮。下面做道題,看看掌握得如何。〞老師說。“這是一道是非判斷題,題目為:醬油、菜油都有熱脹冷縮的性質(zhì)。〞“對還是錯?〞老師問道。第十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。全班學(xué)生異口同聲地叫道:“錯!〞老師愣住了,片刻前方問道:“難道醬油和菜油不是液體?〞“是液體,但醬油和菜油是可以吃的。〞一些學(xué)生說?!搬u油有色素。〞有幾個學(xué)生說?!安擞蜔恢?,所以不會熱脹冷縮。〞另一些學(xué)生那么說。第十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。“剛剛做過實(shí)驗(yàn),酒精、煤油會不會熱脹冷縮?〞老師問?!皶(晫W(xué)生們說。“現(xiàn)在,醬油、菜油會不會遇熱就膨脹,遇冷就縮小?〞老師又問道?!安粫?。〞學(xué)生們堅決地說?!斑@只是你們的猜測,〞老師苦笑著說,“實(shí)際上,是會的。〞“啊?〞學(xué)生情不自禁地叫出了聲。
第十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。這個課例中,羅老師想通過實(shí)驗(yàn)、通過討論、通過啟發(fā),使學(xué)生自己得出“液體熱脹冷縮〞的結(jié)論。但由于老師沒有真正的教學(xué)民主思想,不重視學(xué)生真實(shí)的想法,缺乏深厚的學(xué)科功底,無法根據(jù)學(xué)生的真實(shí)情況作出恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對,死守預(yù)設(shè),使得教學(xué)無法依靠內(nèi)在的動力展開,教學(xué)過程不倫不類,教學(xué)效果反而更差。第十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。二、教學(xué)的互動本質(zhì)人的知識、人的內(nèi)部世界,是人為了適應(yīng)環(huán)境而建構(gòu)起來的對經(jīng)驗(yàn)的解釋。所以,從知識本性來說,人的所有知識都是內(nèi)部生成的,而不是外部輸入的。第十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例:對物體在地球附近下落的現(xiàn)象。亞:物體有回到“自己位置〞的趨勢。牛:物體受地球?qū)λ闹亓ψ饔谩郏哼@是地球附近空間的性質(zhì)。第十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。人的認(rèn)識,是以自身已有的知識經(jīng)驗(yàn)為根底與外界相互作用而建構(gòu)起來的。學(xué)習(xí)者內(nèi)部反思物理現(xiàn)象生活經(jīng)驗(yàn)文本知識老師同學(xué)班級情境第十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。在課堂中,教師、學(xué)生和學(xué)生之間的相互作用特別重要。教師、學(xué)生之間的相互作用能影響其他相互作用。老師和同學(xué)能對學(xué)習(xí)者提供有針對性的反響和刺激。第十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。互動本質(zhì)一個人的獨(dú)立學(xué)習(xí)與在課堂環(huán)境下的學(xué)習(xí)相比,后者的學(xué)習(xí)更有效果,原因何在?就在于課堂中,教師、同學(xué)會根據(jù)某學(xué)生表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)狀態(tài)和提出的問題等,主動提供有針對性的反響、刺激,使得學(xué)習(xí)者更有效地構(gòu)建知識,這就是教學(xué)的互動本質(zhì)。第十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。一種不正確的認(rèn)識很多老師會認(rèn)為,憑著自己對學(xué)科內(nèi)容的熟悉,憑著自己學(xué)習(xí)這一內(nèi)容時的體會,憑著自己多年教學(xué)形成的對學(xué)生學(xué)習(xí)的了解,通過巧妙的教學(xué)設(shè)計,能把課講到學(xué)生的心里去,不必追求時髦的互動,照樣能取得良好的教學(xué)效果。第二十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。三、教師的認(rèn)識能完全反映學(xué)生的認(rèn)識嗎?演繹與歸納截流與源流邏輯與生成單樣與多樣片面與全面正確與錯誤拆分與整體理智與情感第二十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。1.演繹與歸納從整體上講,教師先掌握了教學(xué)內(nèi)容,通常是運(yùn)用既有知識來解決面臨的具體問題,因而他們認(rèn)識的根本走向是由一般到具體的,是演繹的。學(xué)生要學(xué)習(xí)新知識,認(rèn)識的根本走向是從具體到一般,是歸納的。第二十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。
例書放在桌面上,桌子對書有沒有作用力?教師的理解是,書受到向下的重力作用,它靜止在桌面上,桌面對書一定有向上的支持力,不然書將掉下。而我問鄰居讀初一的小女孩,她并不這么理解。A第二十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。筆者:“桌子對放在它上面的書有沒有力作用?〞女孩:“沒有。〞筆者:“我用手拿住書,使書在空中。我放開手,書就會掉下。書在桌面上,如果桌面對書沒有向上的力,書怎么會不掉下來?〞女孩:“書在桌面上就不會掉下。〞第二十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。2.截流與源流教師很容易只教給學(xué)生一些結(jié)論性的知識,而學(xué)生卻需要知道這些知識是從哪里來的,怎樣來的,才能真正理解它,接受它。這就是教師的截流式教學(xué)和學(xué)生的源流式學(xué)習(xí)規(guī)律。這里說的知識來源主要是知識論方面的考量。第二十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例教師只教給學(xué)生:在光的反射中,反射角等于入射角。一個學(xué)生問:光在反射和折射時,是不是走得慢一些的??第二十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。3.邏輯與生成教師常以為自己把知識按邏輯線索逐步展開,讓學(xué)生能一步一步地接受,就是重視了知識的產(chǎn)生過程。在這里,實(shí)際上一些老師又走進(jìn)了另一誤區(qū),把推演知識的邏輯過程與知識的生成過程相混淆。第二十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。個體的知識,一定都是生成的。這個生成的過程,往往是直覺的、頓悟的,還有大量不能意識從而也無法用語言表達(dá)的因素參加。作為可意識、能表達(dá)的知識成果,我們才把它加工成以邏輯相聯(lián)系的體系。所以,邏輯推理是認(rèn)識的成果而不是認(rèn)識的過程。
第二十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例楞次定律的教學(xué)NNSS
B原向下向下向上向上Φ的變化增加減小增加減小B感方向向上向下向下向上B感與B原的方向關(guān)系相反相同相反相同
B原向下向下向上向上Φ的變化增加減小增加減小B感方向向上向下向下向上B感與B原的方向關(guān)系相反相同相反相同第二十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。這樣分析得出楞次定律,似乎是順理成章,水到渠成。但最大的問題是,我們要尋找感應(yīng)電流方向的規(guī)律,怎么想到要分析B感的方向?第三十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。上課能聽懂,課外自己不會推導(dǎo),不會運(yùn)用,這是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的普遍反映。造成這種現(xiàn)象的一個原因,就是教師在課堂上只做邏輯推導(dǎo),沒有學(xué)生的深度參與。學(xué)生只了解知識之間的邏輯聯(lián)系,對邏輯背后的東西沒有體驗(yàn)。這樣形成的顯性知識,與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識沒有豐富的聯(lián)系,自然對它掌握不牢固,理解不深刻,從而也不能靈活地用它來解決問題。第三十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。4.單樣與多樣有經(jīng)驗(yàn)的教師常認(rèn)為憑著自己的深厚學(xué)科知識和經(jīng)驗(yàn),能涵蓋學(xué)生學(xué)習(xí)中的所有問題。但由于學(xué)生的差異性、創(chuàng)造性和開展性,教師面對班級學(xué)生群體,不可能完全預(yù)料班級學(xué)生中存在的認(rèn)識和問題。這就是教師認(rèn)識的單樣性和學(xué)生認(rèn)識的多樣性。第三十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例“光電效應(yīng)〞學(xué)生問題光電子是光子與電子組成的嗎?光照射金屬外表,光子向里沖擊電子,電子怎么會飛出金屬外表?金屬板受光照射的反面有少量光電子逸出嗎?金屬中的電子能吸收多個光子從而逸出嗎?如果這樣就沒有了極限頻率。金屬的逸出功隨著光電子的逸出而增大嗎?第三十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。5.片面與全面教師由于反復(fù)地接觸學(xué)科知識和學(xué)科問題,對它形成了思維惰性和思維定勢,失去了對學(xué)科問題深究的動力和習(xí)慣。相反,初學(xué)的學(xué)生,它們會根據(jù)自己的知識背景,從一般的角度思考和分析學(xué)科問題。教師的觀點(diǎn)與學(xué)生的觀點(diǎn)相比,有時教師的觀點(diǎn)較為片面,局限于學(xué)科和常規(guī)的理解,而學(xué)生的觀點(diǎn)那么更為一般,更為廣泛。第三十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例1水平放置的彈簧振子,質(zhì)量為m,運(yùn)動過程中最大速度為v,在半個周期的時間內(nèi),“彈力做的功可能是0~mv2/2之間的某個值〞。班級里54個學(xué)生,有17個學(xué)生把這一選項(xiàng)選為正確。教師:“在半個周期的時間內(nèi)”就是半個周期的時間,彈力做功當(dāng)然為零(如圖)。AOB學(xué)生:“在半個周期的時間內(nèi)〞,指的是時間小于半個周期,這樣彈力做功就是0~mv2/2之間的某個值。第三十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例2:當(dāng)兩列水波發(fā)生干預(yù),“如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇,那么質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大。〞對這一選項(xiàng),班級里54個學(xué)生,有9個學(xué)生認(rèn)為是錯誤的。學(xué)生:水波向外傳播,振幅不斷減小,所以圖中P點(diǎn)的振幅小于Q點(diǎn)的振幅,并非最大。PQ老師:振動加強(qiáng),振幅最大。第三十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。6.正確與錯誤為了提高知識教學(xué)的效率,教師力圖使學(xué)生的認(rèn)識一次性地完成,力圖防止學(xué)生走彎路,防止學(xué)生出錯。為了防止學(xué)生走彎路,盡快地獲得“正確〞的知識,教師往往會直接灌輸給學(xué)生“正確〞的結(jié)論,并且會把自己通過多年的教學(xué)形成的“獨(dú)到〞見解傳授給學(xué)生。為了防止學(xué)生犯錯誤,教師會根據(jù)以前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對學(xué)生容易出錯的地方進(jìn)行預(yù)防性的教學(xué)。第三十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。而學(xué)生的認(rèn)知開展,有自身的規(guī)律。學(xué)生的認(rèn)識都是與自身的認(rèn)知水平相適應(yīng)的。對成人來說是錯誤的學(xué)生觀點(diǎn),對學(xué)生自身來說,有它的合理性,或者說是正確的。學(xué)生只有從自己的“錯誤〞觀點(diǎn)出發(fā),才能開展出正確的觀點(diǎn)。第三十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例兒童認(rèn)為在桌面上的書沒有受到桌面的支持力,這是錯誤的嗎?理論是人構(gòu)建的對自然現(xiàn)象的解釋,只要能解釋自然現(xiàn)象的觀點(diǎn)就是正確的?!皶谧郎献匀痪筒粫粝篓暿莾和瘜ψ匀坏囊环N解釋,它能解釋兒童觀察到的一類經(jīng)驗(yàn):所有放在桌面上的物體都能保持靜止。所以對兒童來說,“桌面上的物體沒有受到支持力作用〞這一觀點(diǎn)是正確的。第三十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。7.拆分與整體教材的編寫,為了表達(dá)方便,一般把一個整體的內(nèi)容,拆分成很多小局部,然后逐節(jié)逐段表述。教師為了教學(xué)方便,也常常同樣把一整塊內(nèi)容,分解成很多前后相繼的小局部,然后依次逐步教學(xué)。而學(xué)生對某個知識的學(xué)習(xí),卻不是線性的,不是一點(diǎn)一點(diǎn)累積的,而是整體感悟式的。學(xué)生對某個主題探索一段時間,會突然產(chǎn)生感悟,對有關(guān)的問題一下子全明白了,并對問題獲得了深刻的、整體的理解。這就是教師教學(xué)的拆分律和學(xué)生理解的整體律。第四十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。8.理智與情感教師希望學(xué)生以頑強(qiáng)的毅力投入枯燥的學(xué)習(xí)生活,希望學(xué)生鍥而不舍地克服學(xué)習(xí)中的困難。而學(xué)生卻需要興趣、積極情感的支持,才能長時間地、有效地學(xué)習(xí)。第四十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分??傊?,由于教師與學(xué)生在年齡、認(rèn)知水平、經(jīng)驗(yàn)閱歷和角色等方面的差異,教師對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)的理解,并不能完全、真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際情況,所以教師根據(jù)自己的理解對課堂教學(xué)的設(shè)計,不會與學(xué)生的學(xué)習(xí)完全吻合。為了使教學(xué)符合學(xué)生的實(shí)際,為了使學(xué)生積極主動地參與學(xué)習(xí),課堂必須開展實(shí)時的互動對話。通過對話,教師了解學(xué)生的真實(shí)情況,提供針對性的幫助,促進(jìn)知識動態(tài)生成。
第四十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。四、課堂互動的根本條件1.師生角色意識的轉(zhuǎn)變是課堂互動的思想保障2.民主和諧的教學(xué)氣氛是課堂互動的情感保證3.學(xué)生的自主學(xué)習(xí)是課堂互動的動力源泉4.豐富的教學(xué)資源是課堂互動的信息根底5.關(guān)注和傾聽是課堂互動的必要修養(yǎng)6.教師深厚的學(xué)科功底是課堂互動的必要前提第四十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。1.師生角色意識的轉(zhuǎn)變是課堂互動的思想保障
在傳統(tǒng)教學(xué)活動中,教師的角色是傳道、授業(yè)、解惑,學(xué)生的角色是服從、靜聽和接受?;咏虒W(xué)中教師角色應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、促進(jìn)者、合作者,學(xué)生的角色是探究者、對話者和建構(gòu)者。學(xué)生角色意識的轉(zhuǎn)變,必須教師教學(xué)觀念和教學(xué)方式先發(fā)生改變。第四十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。2.民主和諧的教學(xué)氣氛是課堂互動的情感保證積極的互動有賴于各方的參與,建立起平等、民主、寬松、和諧的氣氛是多向互動的條件,只有這樣,各方才能敞開心扉、暢所欲言。第四十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。民主和諧氣氛的創(chuàng)造關(guān)鍵在教師當(dāng)學(xué)生在對話中有了獨(dú)特的見解,教師要及時反響與鼓勵,使學(xué)生產(chǎn)生充滿活力、充滿創(chuàng)造的體驗(yàn)。要堅持“無錯原那么〞。減小競爭壓力。第四十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。3.自主學(xué)習(xí)是課堂互動的動力源泉學(xué)生要成為互動主體,必須以自主探索和獨(dú)立思考為前提。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了問題或有了自己的見解,才會產(chǎn)生交流和發(fā)表的需要。第四十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需要教師去激發(fā)和保證。首先要允許和激發(fā)學(xué)生思考。其次要允許和激發(fā)學(xué)生思考自己的問題。再次要允許和激發(fā)學(xué)生以自己的方式思考問題。最后要允許和鼓勵學(xué)生表達(dá)自己的觀點(diǎn)。第四十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。4.豐富的教學(xué)資源是課堂互動的信息根底要在課堂中進(jìn)行有效的、活潑的互動,必須要激起學(xué)生的興趣,啟發(fā)學(xué)生的思維,提供豐富的思維加工的材料,而這一切有賴于多樣的、適宜的教學(xué)資源。需要強(qiáng)調(diào),除了傳統(tǒng)的教學(xué)資源外,學(xué)生原有的知識經(jīng)驗(yàn)、生活體驗(yàn)和課堂互動中提出的問題、見解、學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)等是更為重要的教學(xué)資源。
第四十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。5.關(guān)注和傾聽是課堂互動的必要修養(yǎng)關(guān)注課堂互動需要了解他人的觀點(diǎn),為此必須要關(guān)心和注重他人的觀點(diǎn)。傾聽傾聽是主動了解他人觀點(diǎn)的行為。通過傾聽了解他人觀點(diǎn)的過程,就是努力理解對方意圖,思考恰當(dāng)回應(yīng)的過程。教師不僅自己要關(guān)注和傾聽學(xué)生的觀點(diǎn),還要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會關(guān)注和傾聽。如果學(xué)生不能很好地關(guān)注教師和其他同學(xué),課堂上就不可能呈現(xiàn)有效的互動。第五十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。課堂上的關(guān)注和傾聽,教師的示范是最重要的。學(xué)生處于學(xué)習(xí)階段,不會用標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)語言明白表達(dá)自己的思想。教師要了解學(xué)生的真實(shí)意圖不是容易的事。為此需要教師:1.思想上重視學(xué)生觀點(diǎn);2.耐心讓學(xué)生把話說完;3.通過詢問了解學(xué)生的觀點(diǎn);4.以自己的學(xué)科敏感解讀學(xué)生觀點(diǎn);第五十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例:數(shù)字排序(摘自“建構(gòu)主義教學(xué)案例〞)幼兒園孩子們練習(xí)從給定紙張上剪下10個已標(biāo)出序號的小仙子,然后按照數(shù)字順序把它們粘貼在拼紙上。尼哥拉斯是這樣操作:12341123467815101234678159第五十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。第二天,老師把尼哥拉斯的拼圖還給了他,上面寫著“順序顛倒〞。尼哥拉斯回到家,問媽媽綠色紙上的字是什么意思。媽媽的解釋令他吃驚。他指著拼圖說:“1、2、3、4、5、6、7、8,我沒有地方了,所以就把9和10放在了前面。〞媽媽建議尼哥拉斯把拼圖拿到幼兒園,向老師解釋這樣做的理由??墒堑诙欤岣缋拱哑磮D從背包里取出來,放在餐桌上。媽媽問他為什么不把拼圖帶到學(xué)校去,他聳聳肩膀說不想帶了。并說“這沒什么意義。〞第五十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。老師沒有了解尼哥拉斯的真實(shí)意圖,就給以“順序顛倒〞的反響,會對尼哥拉斯的學(xué)習(xí)尤其是以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生什么影響呢?必須要答復(fù)出老師期望的答案;只要自己認(rèn)為是對的,沒有必要與老師交流;只要自己認(rèn)為有道理,答案與別人是否相同無所謂;……第五十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例容抗的產(chǎn)生原因師:如圖,電容器能讓交變電流通過,為什么又要阻礙交變電流的通過?林敏杰:電源的電壓與電容器極板上電荷產(chǎn)生的電壓合成,對導(dǎo)線中運(yùn)動的自由電子有阻礙作用。C~AB第五十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。自己聽不懂林的意思,反問:不考慮導(dǎo)線的電阻,A、B之間的電壓就是電容器兩端的電壓,它們怎么合成?林敏杰無法答復(fù)。但班級中產(chǎn)生了竊竊私語。自己感到可能沒有聽懂林的真正意思。課后要學(xué)生寫出自己在上課時的想法。C~AB第五十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。林敏杰對導(dǎo)線中的電子來說,當(dāng)電源的電壓推動它向一方向移動時,極板上的電荷會阻礙導(dǎo)線上電子的運(yùn)動,有些像楞次定律的“來拒去留〞。電源充電第五十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。何鐘磊電容器象水庫,水可進(jìn)可出。水位超出了警戒線,即電容器被擊穿。單方向的進(jìn)水無法通過水庫,這就是電容器的隔直流作用。而交流電路上的電容器,就像水庫一會兒進(jìn)水,一會兒放水,水在一直流動著,所以交變電流能“通過〞電容器。至于對交流又有容抗,一開始只是靠直覺。后來和林敏杰討論時覺察應(yīng)是“原先積蓄的水有壓強(qiáng)〞,即之前極板上積累的電荷對后來的同種電荷有阻礙作用。當(dāng)放電時,雖說一開始同種電荷之間有推力作用,但極板的電荷減小,就相當(dāng)于相反種類的電荷增加,對電荷的離開仍有阻礙作用第五十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。6.教師深厚的學(xué)科功底是課堂互動的必要前提教師只有對所教的知識有正確的理解,對科學(xué)和科學(xué)探究有深刻的認(rèn)識,才能:讀懂學(xué)生不清晰表達(dá)的真實(shí)意圖;作出正確的應(yīng)對和恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo);駕馭課堂開展的方向。第五十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例磁球的磁極在磁場這一節(jié)的學(xué)習(xí)中,由于教科書中介紹了磁球,一個學(xué)生提出:磁球的磁極是怎樣確定的?你理解學(xué)生的真實(shí)意圖嗎?如果你答復(fù)在磁球附近放置小磁針可以確定磁極,能使學(xué)生心服嗎?第六十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例渦旋電場線的教學(xué)如圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化,金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流是如何產(chǎn)生的?是誰推動導(dǎo)線中的自由電子做定向運(yùn)動?B教師提出是變化的磁場產(chǎn)生了電場,這個電場推動電子定向運(yùn)動形成電流。這種觀點(diǎn)被學(xué)生所接受。討論否認(rèn)了是磁場對電子的作用力,因?yàn)樵瓉頉]有電流時,電子靜止,洛倫茲力為零。第六十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。教師這樣啟發(fā)學(xué)生畫出電場線的形狀:拿了一個圓紙筒〔圖甲〕,要學(xué)生由a處的電流方向判斷a處的電場強(qiáng)度方向,由b處的電流方向判斷b處的電場強(qiáng)度方向。希望學(xué)生據(jù)此判斷出電場線是閉合的,是渦旋電場。甲Iab乙但出人意料,學(xué)生畫的電場線是圖乙所示的螺旋線。楊老師無法理解學(xué)生的結(jié)論。第六十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。五、教學(xué)設(shè)計的五個轉(zhuǎn)變1.從低水平問題設(shè)計向高水平問題設(shè)計轉(zhuǎn)換2.從封閉性設(shè)計向開放性設(shè)計轉(zhuǎn)換3.從邏輯設(shè)計向內(nèi)核生成設(shè)計轉(zhuǎn)換4.從確定性設(shè)計向可能性設(shè)計轉(zhuǎn)換5.從硬性設(shè)計向彈性設(shè)計轉(zhuǎn)換第六十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。1.從低水平問題設(shè)計向高水平問題設(shè)計轉(zhuǎn)換教師提出問題讓學(xué)生思考,是最常用的教學(xué)方法。很多的課堂,是教師不斷地提出問題來推動教學(xué)的展開。提問設(shè)計中較普遍的問題是,所提問題層次低、水平低,學(xué)生不用思考就能答復(fù),甚至簡單得不想答復(fù)。只有高水平的問題〔相對學(xué)生的水平〕,才能激起學(xué)生深度思考,激起不同頭腦的思維碰撞〔互動〕。第六十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例變壓器教學(xué)片斷〔第二屆全國大賽〕片斷1:變壓器原理的教學(xué)師:以前學(xué)過變阻器,能改變電流和電壓。今天再學(xué)一個裝置:變壓器。介紹變壓器的結(jié)構(gòu)。師:閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?生:磁通量發(fā)生變化。師:如果在變壓器原線圈上加恒定電壓,副線圈上有無感應(yīng)電動勢?為什么?生:沒有。……第六十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:那么原線圈如果通交流電,副線圈上有無感應(yīng)電動勢?生:鐵芯中有不斷變化的磁通量,副線圈上有感應(yīng)電動勢。師:副線圈兩端如果接有負(fù)載,有無電流通過?生:有。第六十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。另一種設(shè)計演示:在鐵芯上用軟導(dǎo)線當(dāng)場繞上線圈Ⅰ、Ⅱ。線圈Ⅰ接學(xué)生電源的交流輸出,線圈Ⅱ上的小燈泡會發(fā)光。鐵芯問題:〔教師不說學(xué)生頭腦中也已有問題了〕線圈Ⅰ、Ⅱ相互間是絕緣的。小燈泡怎么會發(fā)光?第六十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。小步子的設(shè)問拆解了問題的整體性和有機(jī)性,從而也剝奪了學(xué)習(xí)的探究性。學(xué)生雖然獲得了結(jié)論,但結(jié)論與原有知識的聯(lián)系較薄弱,結(jié)論的得到?jīng)]有伴隨應(yīng)有的心智努力,所以不利于結(jié)論的運(yùn)用。如變壓器原理的小步子設(shè)問教學(xué),學(xué)生就無法思考以下問題:兩個線圈通過什么聯(lián)系起來?可能涉及到什么樣的物理規(guī)律?原線圈中的電流應(yīng)該是怎樣的〔直、交〕?鐵芯起什么作用?第六十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。片斷2:電流、電功率關(guān)系的教學(xué)演示:告訴匝數(shù),讀出兩電表的示數(shù)。師:電流與匝數(shù)有什么關(guān)系?生:匝數(shù)多電流小。師:可以看出它們近似成反比,即I1:I2=n2:n1。師:前面還學(xué)過U1:U2=n1:n2。從而有I1U1=I2U2。這表示什么?生:輸入功率等于輸出功率。第六十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。另一種設(shè)計演示:用升壓變壓器,原線圈接學(xué)生電源12V交流輸出,副線圈兩端接220V、15W燈泡,燈泡發(fā)光。再并聯(lián)一個燈泡也發(fā)光。師:變壓器真是個好東西,它能放大能量。用12V的電壓就能使220V的燈泡發(fā)光。可以推想用這一個學(xué)生電源,就能使整個城市的燈發(fā)光。生:?〔大惑不解〕第七十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。一會兒后,學(xué)生提出測量一下I1、U1、I2、U2。發(fā)現(xiàn)I1U1>I2U2。再分析能量轉(zhuǎn)化情況,提出理想變壓器概念,得到I1U1=I2U2。進(jìn)而得到I1:I2=n2:n1第七十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。2.從封閉性設(shè)計向開放性設(shè)計轉(zhuǎn)換開放性教學(xué)的內(nèi)涵:第一,廣度上的開放,教學(xué)要面向全體學(xué)生。不同學(xué)生解決問題的不同狀態(tài),包括正確的、錯誤的信息都有發(fā)表的可能,使它們可以成為學(xué)生交流討論的共享資源。第二,在深度上的開放,教學(xué)要面向?qū)W生的認(rèn)識過程。也就是說,教學(xué)更重要的是展現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)識從錯誤到正確、思維從混沌到清晰的真實(shí)過程。
第七十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。對開放性教學(xué)理解的一種偏差以為以開放性問題為教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)就是開放性教學(xué)。如果把開放性問題作為教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué),未必就能形成開放的教學(xué)。例如開放性問題的教學(xué)只是關(guān)注局部學(xué)生,呈現(xiàn)的僅僅是問題預(yù)定的幾個答案,那仍然是封閉性教學(xué)。第七十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例多普勒效應(yīng)的教學(xué)創(chuàng)設(shè)情景實(shí)驗(yàn):把一蜂鳴器牢固地拴在約1m長左右的繩端,手掄動繩子使蜂鳴器做圓周運(yùn)動,學(xué)生能聽到頻率忽高忽低。播放錄像:火車吼叫而過,音調(diào)由高變低。開放教學(xué)如何解釋波源向著觀察者運(yùn)動,觀察者接收到的頻率增大的現(xiàn)象?第七十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。學(xué)生提出的解釋①波速增加了。②是空氣阻力造成的現(xiàn)象。③波源運(yùn)動時振動頻率變大了。第七十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。④由于波源向觀察者運(yùn)動,“波在運(yùn)動方向壓緊了〞。波源觀察者波源不動時波源波源運(yùn)動時觀察者u⑤波源向觀察者運(yùn)動,距離變小,觀察者接收時間變短,所以接收到的頻率變大。第七十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。3.從按邏輯設(shè)計向內(nèi)核生成設(shè)計轉(zhuǎn)換人類的認(rèn)識成果,為了表述和交流,總是把它加工成以邏輯相聯(lián)系的體系。在教學(xué)中,人們習(xí)慣于按知識的邏輯順序教授內(nèi)容,但這與知識的生發(fā)過程不一定符合。因?yàn)橹R按邏輯線索展開必定是線性的,知識的生成過程一定是胚胎式的,相關(guān)的概念和規(guī)律一定是同時生成的。第七十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。內(nèi)核生成式學(xué)習(xí)對某一知識點(diǎn)或某一知識單元,確定一內(nèi)核問題或典型問題,引導(dǎo)學(xué)生對此進(jìn)行充分的思考、探討和對話,產(chǎn)生感悟,實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)。然后以此感悟、發(fā)現(xiàn)為核心,把原來的各個零散的知識組織起來,并不斷地完善、豐富和拓展,形成一個完整的邏輯知識體系。第七十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。例:電磁感應(yīng)與磁通量的整合教學(xué)〔1〕演示下面各種情況甲B變化乙S減小v丙v丁〔2〕問題。線圈不變,磁場變化,能產(chǎn)生感應(yīng)電流;磁場不變,線圈變形或運(yùn)動,也能產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件到底是什么呢?〔3〕思考討論。給學(xué)生足夠的時間,讓他們充分發(fā)表意見。第七十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。觀點(diǎn)1生:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可以概括為導(dǎo)體要切割磁感線。師:圖甲中導(dǎo)體并沒有切割磁感線也會產(chǎn)生電流?生:圖甲中磁場變強(qiáng)了,相當(dāng)于磁感線向線圈內(nèi)部集中,這時線圈也切割了磁感線。師:這真是一個創(chuàng)造性的想法。第八十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。觀點(diǎn)2生:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是相對于線圈的磁場發(fā)生了變化。師追問:“相對于線圈的磁場〞是什么意思?學(xué)生:……師:你認(rèn)為在圖甲中,相對于線圈的磁場是怎么變的?生:變大。師:圖乙中,相對于線圈的磁場是怎么變的?生:變小。第八十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。教師:可以聽出你這個“相對于線圈的磁場〞不是線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱,而是通過線圈的磁場的……學(xué)生:多少。師:關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,一種觀點(diǎn)是要切割磁感線,另一種觀點(diǎn)是通過線圈的磁場的多少要發(fā)生變化。這兩種觀點(diǎn)相通嗎?統(tǒng)一兩種觀點(diǎn),引入磁通量的概念并同時得到產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件。第八十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。如果按照現(xiàn)有的知識邏輯,先學(xué)習(xí)磁通量概念,再學(xué)習(xí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,教學(xué)就缺乏探究性,不會有發(fā)現(xiàn)的興奮體驗(yàn)。而通過如上內(nèi)核生成式的教學(xué),學(xué)生發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,同時建立起磁通量的概念。這一過程學(xué)生獲得了發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)烈體驗(yàn)。由此建立起來的產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和磁通量的概念,由于是相互聯(lián)系的,學(xué)生對它的理解也更為深刻。第八十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。優(yōu)點(diǎn)在知識內(nèi)核處設(shè)置問題,對學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性,能激發(fā)學(xué)生的興趣;化較多的時間突破內(nèi)核知識,其它知識能很快地通過接受式學(xué)習(xí)獲得,從而為在規(guī)定的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)提供了可能;通過探究學(xué)習(xí)內(nèi)核知識,學(xué)生將獲得按邏輯順序?qū)W習(xí)所不可能獲得的體驗(yàn)和理解。第八十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。4.從確定性設(shè)計向可能性設(shè)計轉(zhuǎn)換開放的教學(xué)較之封閉的教學(xué)來說,留給了學(xué)生較多的時間和空間,課堂也因此會生出太多的不確定因素。這要求教師在備課時要預(yù)測學(xué)生的可能狀態(tài),在教學(xué)實(shí)施中要有應(yīng)對挑戰(zhàn)的教育智慧。第八十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。為了適應(yīng)開放的課堂,需要教師從“確定性〞設(shè)計向“可能性〞設(shè)計轉(zhuǎn)換。課前要預(yù)測學(xué)生在課堂中的各種可能性,還要預(yù)設(shè)應(yīng)對各種可能的教學(xué)策略。4.從確定性設(shè)計向可能性設(shè)計轉(zhuǎn)換第八十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。4.從確定性設(shè)計向可能性設(shè)計轉(zhuǎn)換例瞬時速度的概念是:物體在某點(diǎn)附近一小段距離內(nèi)的平均速度叫做物體通過這一點(diǎn)的瞬時速度。在新課教學(xué)中,學(xué)生對瞬時速度的概念可能存在哪些問題?第八十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!?〕既然是一小段距離內(nèi)的平均速度,為什么說是這一點(diǎn)的瞬時速度呢?〔2〕一小段距離到底要多短呢?〔3〕一小段距離不同,測出的平均速度是否相同?第八十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分?!?〕小段距離與點(diǎn)之間應(yīng)該是以以下圖中的哪種關(guān)系?〔5〕上圖中的三種情況,△x/△t都是A點(diǎn)的瞬時速度,那么右圖中△x/△tAB=vA=vB,△x/△tBC=vB=vC,這樣,就有vA=vB=vC,推出不管怎樣運(yùn)動的物體,瞬時速度都不會變化。這個結(jié)論顯然是荒唐的,如何解釋?AAA△x△x△xABC△x△x第八十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。5.從硬性設(shè)計向彈性設(shè)計轉(zhuǎn)換對教學(xué)過程的設(shè)計,還應(yīng)該由統(tǒng)一的硬性規(guī)劃向彈性規(guī)劃轉(zhuǎn)換。設(shè)計彈性的過程,可以改變教學(xué)中的“一刀切〞現(xiàn)象,使教學(xué)有可能更貼近學(xué)生的實(shí)際需要,有可能更顧及到學(xué)生之間的差異。第九十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。方法:線性設(shè)計改為板塊設(shè)計將教學(xué)過程設(shè)計成幾個相互聯(lián)系的板塊,這幾個板塊的連接就是教學(xué)的大致方向。每個板塊都沒有規(guī)定詳細(xì)的硬性的步驟,而只是規(guī)定了師生活動的主題。對整堂課的教學(xué)而言,每個板塊就是一個功能塊,它們組裝成一體就達(dá)成了整堂課的教學(xué)目標(biāo)。第九十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。案例:“磁現(xiàn)象和磁場〞的教學(xué)主要內(nèi)容:磁現(xiàn)象;磁場,磁感線;電流的磁效應(yīng),安培定那么;地球的磁場。教學(xué)考慮:本節(jié)課的根本知識,初中都已經(jīng)學(xué)習(xí)過,可以用自學(xué)、討論的方法教學(xué)。教師提供學(xué)習(xí)材料,演示根本的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生通過自學(xué),就能重新了解本節(jié)的內(nèi)容;學(xué)生提出疑難問題,師生討論解決,能加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。第九十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。教學(xué)流程〔模塊設(shè)計〕課前自學(xué):教科書,提出疑難問題課內(nèi)自學(xué):“天然磁現(xiàn)象〞、“電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)〞、“安培對電流磁效應(yīng)的研究〞演示實(shí)驗(yàn):電流的磁效應(yīng);磁體對電流的作用力;同向和反向電流之間的作用力。磁場概念:教師講授疑難討論內(nèi)容整理第九十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。學(xué)生提出的疑難問題*電和磁有怎樣的聯(lián)系?*磁場是怎樣產(chǎn)生的?*磁體可以吸引鐵質(zhì)物體,那么鐵質(zhì)物體受力運(yùn)動的能量是哪里來的?*磁極是怎樣產(chǎn)生的?為什么磁體斷裂后,斷裂處會產(chǎn)生新的磁極?*磁球的磁極如何確定?*為什么除鐵、鈷、鎳以外,其它金屬不具有磁性?鐵、鈷、鎳被制成磁體后,內(nèi)部的原子分子發(fā)生了怎樣的變化?第九十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。板塊設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)可以提供學(xué)生更大的學(xué)習(xí)空間和主動選擇的余地;使教學(xué)切合學(xué)生的實(shí)際,適應(yīng)學(xué)生的差異;使教師能從教學(xué)設(shè)計起,就有如何應(yīng)對教學(xué)中的可變因素和不確定性、并做出相應(yīng)調(diào)整處理的思考,以增強(qiáng)教師在教學(xué)過程中的信息敏感和把握時機(jī)促進(jìn)教學(xué)過程生成的能力。第九十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。六、互動生成課堂的根本模式問題導(dǎo)入激活思維全面開放資源生成資源整合明確方向互動推進(jìn)過程生成開放延伸拓展生成第九十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。案例:“人造衛(wèi)星〞的教學(xué)主要內(nèi)容人造衛(wèi)星的力學(xué)原理做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星的速度公式和周期公式。第一宇宙速度。第九十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。1.開放導(dǎo)入簡介人造衛(wèi)星。給出兩組數(shù)據(jù):原蘇聯(lián)發(fā)射的第一個人造衛(wèi)星,質(zhì)量83.6kg,距地面的平均高度384km,速度為7.37km/s,周期為96分。我國2005年發(fā)射的神州六號,質(zhì)量約8噸,在距地面高度為343km的圓形軌道上飛行,速度為7.82km/s,周期為90分。第九十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。1.開放導(dǎo)入師:衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行,要綜合地用到多個學(xué)科的知識和技術(shù)。單從力學(xué)原理的角度,對于衛(wèi)星的運(yùn)行,請你提出一些問題??梢允亲约涸瓉眍^腦中就存在的問題,可以是你認(rèn)為需要研究的問題,還可以根據(jù)上面所給的兩顆衛(wèi)星的有關(guān)數(shù)據(jù)提出問題。例如:〔1〕牛頓提出萬有引力定律時,有人提出,月球受到地球?qū)λ囊?,它為什么不掉下來?前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星時,又有人提出這是不可能的,因?yàn)樾l(wèi)星會受到地球的引力作用而掉下來。第九十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。2.資源生成〔2〕衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行要不要動力?〔3〕在軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星速度可快可慢嗎?神州六號飛船在距地面高度為343km的軌道上運(yùn)動,速度只能是7.82km/s嗎?〔4〕衛(wèi)星的速度v與軌道半徑r有什么關(guān)系?與質(zhì)量有何關(guān)系?〔5〕周期T與軌道半徑r和質(zhì)量m分別有什么關(guān)系?〔6〕衛(wèi)星相對于地面如何運(yùn)動?〔7〕衛(wèi)星在運(yùn)動時,還會受到月球、太陽等對它的引力作用,這對衛(wèi)星的運(yùn)動有影響嗎?〔8〕衛(wèi)星在運(yùn)動中碰到太空垃圾會怎么樣?第一百頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。3.資源整合——確定進(jìn)一步的探究方向問題(1)、(2)、(3)有關(guān)人造衛(wèi)星的原理,它們實(shí)際上是同一個問題的不同方面。問題(4)、(5)是做圓周運(yùn)動衛(wèi)星的速率和周期。問題(6)、(7)、(8)教師當(dāng)時做簡要解答,不作為課堂研究重點(diǎn)。第一百零一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。重點(diǎn)研討人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理,這一點(diǎn)搞清了,速度和周期就能很快推出〔內(nèi)核問題〕。這一點(diǎn)沒搞清,即使速度與周期的公式記住了,學(xué)生仍然會對衛(wèi)星運(yùn)行存在很多問題。3.資源整合——確定進(jìn)一步的探究方向第一百零二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。
師:你們認(rèn)為月球受地球的引力作用為什么不掉下?生:無人能答復(fù)。4.互動推進(jìn)——人造衛(wèi)星原理教學(xué)師引導(dǎo):對此問題,牛頓300多年前答復(fù)說,蘋果下落與月球不下落都是符合力學(xué)原理的。設(shè)想有一座陡峭的高山,當(dāng)從山頂把物體靜止釋放,物體自由下落;把物體以一定的初速度水平拋出,它做平拋運(yùn)動,水平速度逐漸變大,落地點(diǎn)逐漸變遠(yuǎn)。如果沒有空氣阻力,當(dāng)速度等于某一個值時,物體將繞地球做勻速圓周運(yùn)動,永遠(yuǎn)不會落到地面上來,如圖。第一百零三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:牛頓的這一推理大家都能認(rèn)同?,F(xiàn)在你們認(rèn)為月球不落下的原因是什么?生1:有初速度。生2:是慣性。師:水平速度較小就沒有慣性了?生:速度小,慣性不夠大。師:質(zhì)量相同的物體速度大慣性大嗎?生:?生〔過一會兒〕:反正慣性的作用與引力的作用相抵消時,物體就既不出去也不進(jìn)來。第一百零四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:我理解你的意思。你的意思是,只有慣性的作用,物體將從A點(diǎn)運(yùn)動到A1點(diǎn),而同時由于受引力作用,物體將被拉到B1點(diǎn),當(dāng)OB1=OA,物體就做圓周運(yùn)動。而初速較小,在相同時間內(nèi)慣性作用只能從A點(diǎn)運(yùn)動到A2點(diǎn),引力作用將把它拉到B2點(diǎn),A1B1=A2B2,就有OB2<OA,物體將落向地面。AB1A1B2A2O第一百零五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師進(jìn)一步提升:由于慣性,衛(wèi)星想做直線運(yùn)動遠(yuǎn)離地球而去,而萬有引力那么力圖把衛(wèi)星拉向地球,當(dāng)兩個因素勢均力敵,也即萬有引力等于需要的向心力時,衛(wèi)星就保持跟地球的距離不變,做勻速圓周運(yùn)動。在這里,我們看到,衛(wèi)星的運(yùn)動并不象飛機(jī)的飛行需要動力;月球一直繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),它并沒有一個動力裝置。衛(wèi)星在某一圓軌道上只能以一定的速度運(yùn)動。解決了問題1、2、3,問題3,在速度公式中還會涉及。第一百零六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。利用萬有引力等于需要的向心力,推出做圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星的速度公式和周期公式,理解速度和周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)。第一百零七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。5.拓展延伸學(xué)生提出的問題有:〔1〕繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,越高速度越小,是否越高發(fā)射越容易?〔2〕衛(wèi)星能做橢圓軌道運(yùn)動嗎?〔3〕如果物體在距地心為r處,發(fā)射速度,物體將怎樣運(yùn)動?讓學(xué)生課外思考,以后的課中討論解決。v>GMr第一百零八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。七、教學(xué)案例電荷及其守恒定律的教學(xué)楞次定律教學(xué)實(shí)錄盤旋加速器的教學(xué)電功電功率的教學(xué)第一百零九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。案例一電荷及其守恒定律的教學(xué)教學(xué)片斷第一百一十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。教學(xué)流程投放圖片激發(fā)興趣摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電起電本質(zhì)電荷守恒定律互動情況:教師所提問題簡單,沒有觸及學(xué)生頭腦中的疑問,從而激不起學(xué)生的高水平思維,課堂中沒有真正的互動。第一百一十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。學(xué)生自學(xué)后提出的疑難問題有:1.元電荷是電荷的單位嗎?2.元電荷就是電子嗎?3.為什么電荷量是不能連續(xù)變化的?元電荷e是如何測量出來的?4.什么是電荷?電荷是物質(zhì)嗎?電荷與電子有什么區(qū)別?5.帶電棒能吸引紙屑,而紙屑是不帶電的,怎么吸引?第一百一十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。6.兩物體摩擦,為什么會產(chǎn)生電?是什么因素決定了電子的轉(zhuǎn)移方向?也即兩物體相摩擦,什么因素決定了物體帶電的正負(fù)?7.課本上說:“原子核的正電荷的數(shù)量與〔核外〕電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多,所以整個原子對外界較遠(yuǎn)的位置表現(xiàn)為中性。〞為什么只對較遠(yuǎn)處表現(xiàn)為中性?8.絕緣體本身沒有自由電荷,那么外加的電荷能在絕緣體中自由移動嗎?第一百一十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。9.感應(yīng)電荷能大于原來的電荷嗎?10.光子的結(jié)構(gòu)如何?它是如何產(chǎn)生正負(fù)電子的?正負(fù)電子又是如何湮沒的?11.電荷守恒定律與能量守恒定律有聯(lián)系嗎?它們在形式上是這樣的相似。假設(shè)有,是什么關(guān)系?12.電荷守恒就是質(zhì)量守恒嗎?因?yàn)楦鞣N起電只涉及電子的轉(zhuǎn)移。第一百一十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。13.靜電計〔或驗(yàn)電器〕的工作原理是怎樣的?14.電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?15.為什么摩擦后的橡膠棒開始能吸引紙片,而過一段時間后卻不能吸引了?第一百一十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。案例二楞次定律教學(xué)實(shí)錄實(shí)驗(yàn)。用俯視圖記錄各種情況的磁場方向和感應(yīng)電流方向。甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓問題:磁場變化產(chǎn)生I感,I感方向有什么規(guī)律?第一百一十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。生1:仍然可以用右手定那么判斷。師:請具體解釋一下。生1:例如圖甲的情況,磁場增加,相當(dāng)于磁感線向里集中,等效于線圈向外擴(kuò)大,由右手定那么就可以判斷出感應(yīng)電流的方向。師:很好!確實(shí)可以用這種方法判斷感應(yīng)電流的方向。當(dāng)然,有的同學(xué)可能會說,用這種方法既要“相當(dāng)于〞,又要“等效于〞,我不適應(yīng),那么還能想出其他方法嗎?甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓第一百一十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。生2:也可以用慣性來判斷。師:你是指線圈有慣性?這與感應(yīng)電流有什么關(guān)系呢?生2:我不是這個意思。在圖甲的情況,磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場要與原來的磁場方向相反,阻礙增加;在圖乙的情況,磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場要與原來的磁場方向相同,阻礙減小。師:你的意思是,磁通量是有“慣性〞的,穿過電路的磁通量總想保持不變?生2:對。甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓第一百一十八頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。07年真實(shí)課堂#N極下插,I感流向磁場強(qiáng)的處,上拔,I感流向磁場弱處。#N極下插與S極上拔相同。#磁鐵插向線圈,它們之間相斥;磁鐵拔出線圈,相吸。#畫成平面圖,磁場向里的情況下,當(dāng)磁通量增加時,感應(yīng)電流是逆時針的;磁通量減小時,感應(yīng)電流是順時針的〔如以下圖〕。磁場向外的情況下……NNSS
第一百一十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。案例三“盤旋加速器〞的教學(xué)師:有什么方法使帶電粒子加速?生:用電場。師:磁場也對帶電粒子有作用力,能使它加速嗎?生:洛倫茲力始終與速度垂直……得到圖1的加速器,△EK=qU+-圖1第一百二十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:要使粒子獲得很大的能量,必須提高加速電壓。但受到技術(shù)的限制,我們不能一次性產(chǎn)生需要的高壓,那么要把粒子加速到很大的能量,有什么方法?+-圖2+-+-+-一級二級三級n級A1B1A2B2BnAn學(xué)生提出多次加速。得到圖2的加速器。第一百二十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。生1:粒子從A1到B1加速,從B1到A2要減速,所以……生2:B1到A2之間是沒有電場的。教師肯定生3的做法,分析極板面積較大時B1、A2之間沒有電場.+-+-A1B1A2B2生3:可以在B1到A2之間接一導(dǎo)線,使它們成為等勢體。…第一百二十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:直線加速器所占的空間范圍很大。有什么方法減小加速器占據(jù)的空間范圍?圖3生1:可以利用磁場使帶電粒子的運(yùn)動方向發(fā)生改變。教師按照學(xué)生的意思畫出圖3方案。并指出這是一個創(chuàng)造性的想法。第一百二十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。生2:這樣帶電粒子最后不是要彎回到出發(fā)點(diǎn)了嗎?圖4生3:設(shè)計彎曲程度,使它成為一個螺旋形。教師根據(jù)學(xué)生的意圖畫出圖4。第一百二十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。師:彎曲最厲害的情況是怎樣的?生:帶電粒子一次就彎回到出發(fā)點(diǎn)。教師作出圖5。指出:這種想法簡直是太好了。帶電粒子每次從B板出來又轉(zhuǎn)回到A板加速,如此循環(huán),帶電粒子的速度就會越來越大,這簡直是太美妙了(渲染)。讓我們再考察一下這種創(chuàng)造性的設(shè)想,看還有什么不完善之處。BA圖5第一百二十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十分。生1:由于半徑的改變,帶電粒子回不到A孔。教師解釋,帶電粒子能回到A孔。生2:由于A、B板有一定距離,帶電粒子回到A板,速度方向不再與A板垂直。師:可以讓A、B板距離小一些,A、B孔大一些。BA圖5一個學(xué)生突然發(fā)現(xiàn):帶電粒子從A板到B板電場力使它加速,在磁場力作
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