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摘 要:目前物理实验的重要思想方法有探究法,而角色反转是强调学生在教与学中的主动性教学方法。本文以鲁科版高中物理选修3-2《感应电流的方向》为例来探讨该方法在高中物理探究新课中的应用。
关键词:问题引导;角色反转;教学方法
“问题引导” “角色反转”教学方法,是通过物理问题的挖出,强调学生的主体性,从物理现象、引导问题、提出办法、解决过程、方法修正到最终解决问题,培养学生科学探究基本方法,为学生今后进一步的学习深造和在日常生活中的发现问题的研究起到了引导作用。“问题引导”,主要指引学生发现问题、提出问题并解决问题。“角色反转”是指在课堂进行到特定的条件下学生与教师的角色反转,由学生来充当教师,学生向教师提出问题,教师进行回答指导,同时教师可以引导学生进行问题的提出 [1 ];另一功能是可以由学生代表来提问,由其他学生来回答,而教师作为第三方的评价者,从而带动课堂的探究气氛。本教学方法与传统课堂教学最大不同是,改变了过去由教师单边讲授的做法,由教师从物理现象出发提出问题,到解决问题过程中的方法修正,从而建立了师生之间、同学之间开放的多边交流关系。
1 “问题引导” “角色反转”教学方法的特点
1.1 物理现象是教学的激发点,引导问题是教学的开端和教师经验累积点
学生在生活中存在的许多有想法的物理问题,作为课堂的开端,要从求知和探究的欲望入手为起点,逐渐引导学生自己提出问题,这个过程要注意不同层次学生和教师平时累积的经验去引导问题,促使学生在兴趣中产生有方向性的疑问,为下一步提出问题解决的办法作铺垫。
1.2 提出办法是教学的关键,实验验证是科学探究的主要过程
挖掘办法不仅锻炼学生的思维能力,而且关键是可以增强探究问题的素养,从问题中凝炼出解决方法,为实验验证作出引领作用。
1.3 方法修正是科学探究问题必经之路,“角色反转”是解决问题的重要途径
提出的办法有可能是错误的,只有经过操做修正,才能重新定位。在解决过程中,应在多边活动中不断的检验修正方法,始终围绕着问题方法的探究展开,通过反转,解决问题就水到渠成。
2 “问题引导” “角色反转”教学方法的程序
物理现象→引导问题→提出办法→解决过程→方法修正→角色反转→解决问题。
3 “问题引导” “角色反转”教学方法在《感应电流的方向》教学中的应用
《感应电流的方向》这一节,一般的教学设计方案是:通过教师的演示实验到学生观察实验,教师讲解,得出感应电流的方向应遵守楞次定律,然后讲解楞次定律的在不同条件下的不同表述和注意点,再通过例题,课堂训练,最后是巩固练习。从课堂教学的有效性上看,学生可能会应用楞次定律来判断感应电流的方向,但从教学主从的角度看学生还是在被发展的位置上,学生并不是主人翁,教师虽然是讲的很好,但学生只是听会一些,不能算是会学 [2 ]。
本课利用“问题引导”探究教学方法,课堂教学设计是这样的:由几个物理现象情景(视频)→学生讨论引导问题→提出方案→解决过程的实验→分析实验现象→方法或方案修正→得出楞次定律→课堂问题例释→角色反转→学生总结。本课教学不仅让学生手、口、脑并动,而且能够从角色反转中学到设计问题的乐趣。从物理教学的有效性上看,学生不但是学会,而且是会学,学得主动,学得积极,学的兴趣。从教学的主从地位来看,学生是主人翁。整节课学生活动时间约占课时的2/3,课堂气氛比较热烈,真正体现了"教为主导,学为主体"的教学理念,而且它可以培养学生从物理现象中探究物理规律的方法,并且知道科学探究道路上并不平坦。
3.1 展示现象,指出问题
先重温展示电磁感应产生电流时电流表会发生偏转的小视频,让学生分析产生电流表指针偏转方向是不是随意呢?学生自然会想到不是随意的,然后提出问题。
问题1:闭合与断开电键时,电流表指针偏转方向有没有不同?
问题2:电流表指针偏转方向与什么因素有关系?
3.2 引导问题,大胆猜想
引出问题:能不能探究出一个普遍的方法能容易得出感应电流的方向呢?
引导并提出问题:如果你是古代要得出该问题的人,猜想看“感应电流的方向由什么因素所决定呢” [3 ]?通过问题,学生思维就会发散,指出科学猜想是研究自然科学的一种基本的思想方法,它并不是毫无根据的臆想,而是有科学根据的。猜想是对是错,要靠实践检验。通过实验检验正确的猜想,可能是正确物理规律;通过实验检验错误的猜想,应该总结经验,重新提出新的办法,再用实验来检验。
在以上的情境中,经学生实验讨论,猜想得出:因感应电流的产生原因是由磁通量变化引起的,所以可能猜测感应电流的方向与磁通量的增大或减少有关,进一步得出与磁通量的变化有关 [4 ]。
3.3 问题引导,讨论展示
给出讨论问题:①感应电流的方向与磁通量变化有关,应如何用实验来得出?②实验中要用到什么器材?要什么实验方案,方法步骤?学生会设计各种不同的方案,教师可以按小组展示。
3.4 优选方案,方法修正
从中选择较好的两种不同方案和方法,选定可以用线圈、灵敏电流计和导线组成回路的方案1(如图1)和以两个不同的大小线圈,灵敏电流计,滑线变阻器,学生电源,电键,导线组成的方案2(如图2),用这两个回路的方案分别来进行两组实验,学生会参照课本自己设计方案、方法和表格来填写,教师要做好实验的巡视和解惑,教学就在这种轻松和谐环境中得到创新,这是本节的重点。
3.5 列表分析,归纳结论
进一步展示两个不同方案的两个小组的记录,选择最好小组的表格记录并展示讨论。
方案1组:将电路连成闭合回路,条形磁铁N极插入或拔出螺线管,再把S极插入或拔出螺线管,实验现象记 方案2组:将电键闭合、断开,观察电流表的指针偏转方向,判断感应电流方向,再将电源的正、负极反过来,重复先前实验步骤,实验现象记录如表2。
提出问题:①这两种方法哪个方案比较简单?并从两个表格中找出两者的共同点是什么?
让不同组的学生猜想并回答讨论,感应电流方向跟磁通量的变化及原磁场的方向有关,教师逐渐引导得出结论,即椤次定律的内容,这一步并不容易,需要学生有很好的素质和教师的课堂指导能力。
再提出问题②:表格2中感应电流的方向与原电流方向对比情况与开关的通断有什么关系?引导学生发现感应电流与原电流的方向在电路接通的情况下是相反的,断开时是相同的,从而引出楞次定律第一个表述:“增反减同”。
3.6 问题例释,“角色反转”
得出楞次定律第一个表述后,提出问题:③从磁铁和线圈的相互关系来又如何表达楞次定律?用“角色反转”的教学形式来例释,提出以下实例让学生思考讨论并要求学生向老师提出遇到的问题。
如图3所示,闭合矩形线圈a与长直导线PQ在同一平面内,线圈的两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流,则( )
A.可知道线圈中的感应电流方向
B.可知道线圈各边所受磁场力的方向
C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向
D.无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向。
学生先通过小组讨论,然后派学生代表上来主持,并向教师提出一些问题,然后一一给予回答,在这过程中教
师可以提出让学生讨论线圈的受力的方向与PQ电流的变化有关,而与电流的方向无关,得到楞次定律第二个表述:磁体和导体的相互关系是“来拒去留”。
进一拓展,提出问题:④若把线圈a换成有弹性的线圈时,电流增大或减小时线圈的面积会如何变化,同样引导学生得出楞次定律第三个关系表述“增缩减扩”的应用表述。
上述探讨过程中课堂互动明显,学生可以向教师提问磁铁和线圈和相互关系与电流变化的关系或楞次定律与能量的关系,这一环节中师生互动、生生互动紧密,课堂气氛比较热烈,真正体现了"教为主导,学为主体"的教学理念,学生不仅体会到学习的乐趣,更一进步体现了同学之间的帮助情谊,而且教师也教的轻松。
3.7 解决问题,课堂总结
在得出楞次定律第三个表述之后,可以向学生提出楞次定律的本质问题是可以归结为什么问题呢?分别从静力学、动力角度或能量角度来看,楞次定律是属于什么问题呢?引导出楞次定律与能量的关系是什么?也可作为下一节的楞次定律应用,最后引导学生对本节课进行小结。
4 在具体实施该教学方法时,应注意几点
(1)对实验的探究引导是本节课的难点,教师在教学过程中要注意对学生的逐步引导,填写实验表格,以及对表格的分析、得出结论。
(2)教师在应用实验教学探究时,要注意课堂组织和探究时间的把握,在得出楞次定律第三个表述后若有时间可以进一步引导对例题的拓展,让学生对题目进行改装,以求做到一题多变,从而加强学生对不同题目类型的适应和迁移。
(3)对本教学法最重要的是注重问题的引导,问题的提出的难度和适用情况是要靠认真的备课、平时的教学积累以及教学的反思总结才能组织到位。
参考文献:
[1]王亚平.论新课程理念下教师的角色转变[J].考试周刊,2014(17).
[2]宋晓燕.“楞次定律”的创新教学初探[J].安阳大学学报,2004(3).
[3]贺大利.试论楞次定律的探究性教学[J].时代教育:教育教学刊,2008(2).
[4]潘竟.探究式教学在楞次定律教学中的应用[J].甘肃教育,2007(17).
关键词:问题引导;角色反转;教学方法
“问题引导” “角色反转”教学方法,是通过物理问题的挖出,强调学生的主体性,从物理现象、引导问题、提出办法、解决过程、方法修正到最终解决问题,培养学生科学探究基本方法,为学生今后进一步的学习深造和在日常生活中的发现问题的研究起到了引导作用。“问题引导”,主要指引学生发现问题、提出问题并解决问题。“角色反转”是指在课堂进行到特定的条件下学生与教师的角色反转,由学生来充当教师,学生向教师提出问题,教师进行回答指导,同时教师可以引导学生进行问题的提出 [1 ];另一功能是可以由学生代表来提问,由其他学生来回答,而教师作为第三方的评价者,从而带动课堂的探究气氛。本教学方法与传统课堂教学最大不同是,改变了过去由教师单边讲授的做法,由教师从物理现象出发提出问题,到解决问题过程中的方法修正,从而建立了师生之间、同学之间开放的多边交流关系。
1 “问题引导” “角色反转”教学方法的特点
1.1 物理现象是教学的激发点,引导问题是教学的开端和教师经验累积点
学生在生活中存在的许多有想法的物理问题,作为课堂的开端,要从求知和探究的欲望入手为起点,逐渐引导学生自己提出问题,这个过程要注意不同层次学生和教师平时累积的经验去引导问题,促使学生在兴趣中产生有方向性的疑问,为下一步提出问题解决的办法作铺垫。
1.2 提出办法是教学的关键,实验验证是科学探究的主要过程
挖掘办法不仅锻炼学生的思维能力,而且关键是可以增强探究问题的素养,从问题中凝炼出解决方法,为实验验证作出引领作用。
1.3 方法修正是科学探究问题必经之路,“角色反转”是解决问题的重要途径
提出的办法有可能是错误的,只有经过操做修正,才能重新定位。在解决过程中,应在多边活动中不断的检验修正方法,始终围绕着问题方法的探究展开,通过反转,解决问题就水到渠成。
2 “问题引导” “角色反转”教学方法的程序
物理现象→引导问题→提出办法→解决过程→方法修正→角色反转→解决问题。
3 “问题引导” “角色反转”教学方法在《感应电流的方向》教学中的应用
《感应电流的方向》这一节,一般的教学设计方案是:通过教师的演示实验到学生观察实验,教师讲解,得出感应电流的方向应遵守楞次定律,然后讲解楞次定律的在不同条件下的不同表述和注意点,再通过例题,课堂训练,最后是巩固练习。从课堂教学的有效性上看,学生可能会应用楞次定律来判断感应电流的方向,但从教学主从的角度看学生还是在被发展的位置上,学生并不是主人翁,教师虽然是讲的很好,但学生只是听会一些,不能算是会学 [2 ]。
本课利用“问题引导”探究教学方法,课堂教学设计是这样的:由几个物理现象情景(视频)→学生讨论引导问题→提出方案→解决过程的实验→分析实验现象→方法或方案修正→得出楞次定律→课堂问题例释→角色反转→学生总结。本课教学不仅让学生手、口、脑并动,而且能够从角色反转中学到设计问题的乐趣。从物理教学的有效性上看,学生不但是学会,而且是会学,学得主动,学得积极,学的兴趣。从教学的主从地位来看,学生是主人翁。整节课学生活动时间约占课时的2/3,课堂气氛比较热烈,真正体现了"教为主导,学为主体"的教学理念,而且它可以培养学生从物理现象中探究物理规律的方法,并且知道科学探究道路上并不平坦。
3.1 展示现象,指出问题
先重温展示电磁感应产生电流时电流表会发生偏转的小视频,让学生分析产生电流表指针偏转方向是不是随意呢?学生自然会想到不是随意的,然后提出问题。
问题1:闭合与断开电键时,电流表指针偏转方向有没有不同?
问题2:电流表指针偏转方向与什么因素有关系?
3.2 引导问题,大胆猜想
引出问题:能不能探究出一个普遍的方法能容易得出感应电流的方向呢?
引导并提出问题:如果你是古代要得出该问题的人,猜想看“感应电流的方向由什么因素所决定呢” [3 ]?通过问题,学生思维就会发散,指出科学猜想是研究自然科学的一种基本的思想方法,它并不是毫无根据的臆想,而是有科学根据的。猜想是对是错,要靠实践检验。通过实验检验正确的猜想,可能是正确物理规律;通过实验检验错误的猜想,应该总结经验,重新提出新的办法,再用实验来检验。
在以上的情境中,经学生实验讨论,猜想得出:因感应电流的产生原因是由磁通量变化引起的,所以可能猜测感应电流的方向与磁通量的增大或减少有关,进一步得出与磁通量的变化有关 [4 ]。
3.3 问题引导,讨论展示
给出讨论问题:①感应电流的方向与磁通量变化有关,应如何用实验来得出?②实验中要用到什么器材?要什么实验方案,方法步骤?学生会设计各种不同的方案,教师可以按小组展示。
3.4 优选方案,方法修正
从中选择较好的两种不同方案和方法,选定可以用线圈、灵敏电流计和导线组成回路的方案1(如图1)和以两个不同的大小线圈,灵敏电流计,滑线变阻器,学生电源,电键,导线组成的方案2(如图2),用这两个回路的方案分别来进行两组实验,学生会参照课本自己设计方案、方法和表格来填写,教师要做好实验的巡视和解惑,教学就在这种轻松和谐环境中得到创新,这是本节的重点。
3.5 列表分析,归纳结论
进一步展示两个不同方案的两个小组的记录,选择最好小组的表格记录并展示讨论。
方案1组:将电路连成闭合回路,条形磁铁N极插入或拔出螺线管,再把S极插入或拔出螺线管,实验现象记 方案2组:将电键闭合、断开,观察电流表的指针偏转方向,判断感应电流方向,再将电源的正、负极反过来,重复先前实验步骤,实验现象记录如表2。
提出问题:①这两种方法哪个方案比较简单?并从两个表格中找出两者的共同点是什么?
让不同组的学生猜想并回答讨论,感应电流方向跟磁通量的变化及原磁场的方向有关,教师逐渐引导得出结论,即椤次定律的内容,这一步并不容易,需要学生有很好的素质和教师的课堂指导能力。
再提出问题②:表格2中感应电流的方向与原电流方向对比情况与开关的通断有什么关系?引导学生发现感应电流与原电流的方向在电路接通的情况下是相反的,断开时是相同的,从而引出楞次定律第一个表述:“增反减同”。
3.6 问题例释,“角色反转”
得出楞次定律第一个表述后,提出问题:③从磁铁和线圈的相互关系来又如何表达楞次定律?用“角色反转”的教学形式来例释,提出以下实例让学生思考讨论并要求学生向老师提出遇到的问题。
如图3所示,闭合矩形线圈a与长直导线PQ在同一平面内,线圈的两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流,则( )
A.可知道线圈中的感应电流方向
B.可知道线圈各边所受磁场力的方向
C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向
D.无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向。
学生先通过小组讨论,然后派学生代表上来主持,并向教师提出一些问题,然后一一给予回答,在这过程中教
师可以提出让学生讨论线圈的受力的方向与PQ电流的变化有关,而与电流的方向无关,得到楞次定律第二个表述:磁体和导体的相互关系是“来拒去留”。
进一拓展,提出问题:④若把线圈a换成有弹性的线圈时,电流增大或减小时线圈的面积会如何变化,同样引导学生得出楞次定律第三个关系表述“增缩减扩”的应用表述。
上述探讨过程中课堂互动明显,学生可以向教师提问磁铁和线圈和相互关系与电流变化的关系或楞次定律与能量的关系,这一环节中师生互动、生生互动紧密,课堂气氛比较热烈,真正体现了"教为主导,学为主体"的教学理念,学生不仅体会到学习的乐趣,更一进步体现了同学之间的帮助情谊,而且教师也教的轻松。
3.7 解决问题,课堂总结
在得出楞次定律第三个表述之后,可以向学生提出楞次定律的本质问题是可以归结为什么问题呢?分别从静力学、动力角度或能量角度来看,楞次定律是属于什么问题呢?引导出楞次定律与能量的关系是什么?也可作为下一节的楞次定律应用,最后引导学生对本节课进行小结。
4 在具体实施该教学方法时,应注意几点
(1)对实验的探究引导是本节课的难点,教师在教学过程中要注意对学生的逐步引导,填写实验表格,以及对表格的分析、得出结论。
(2)教师在应用实验教学探究时,要注意课堂组织和探究时间的把握,在得出楞次定律第三个表述后若有时间可以进一步引导对例题的拓展,让学生对题目进行改装,以求做到一题多变,从而加强学生对不同题目类型的适应和迁移。
(3)对本教学法最重要的是注重问题的引导,问题的提出的难度和适用情况是要靠认真的备课、平时的教学积累以及教学的反思总结才能组织到位。
参考文献:
[1]王亚平.论新课程理念下教师的角色转变[J].考试周刊,2014(17).
[2]宋晓燕.“楞次定律”的创新教学初探[J].安阳大学学报,2004(3).
[3]贺大利.试论楞次定律的探究性教学[J].时代教育:教育教学刊,2008(2).
[4]潘竟.探究式教学在楞次定律教学中的应用[J].甘肃教育,2007(17).