测纸片下落速度的整体性探讨

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  传统的实验教学把各个要素割裂得界限分明,不利于学生能力的全面协调提升,同时也破坏了知识技能的整体性和延续性,更无法保持学生良好的学习兴趣.我们必须改革传统的观念,构建实验教学的整体意识,突出各个要素的相互作用.具体说,笔者把整体性分为以下三方面,把整个教学过程看成是老师和全体学生共同合作、共同探究的过程,即人的全体化;把课内、课外融为一体,即时空的系统化;把演示实验、学生实验统筹安排,可能的话还可以加入必要的小制作、小实验、小发明等,即各类技能的渗透化.
  
  现笔者以苏科物理八年级上册中测定纸片(新教材改为“纸锥”)下落快慢活动的教学体验,谈谈如何对本实验整体化的有效创新.
  
  1对实验进行时间、空间的转移,并建立联系,使其系统化
  
  事实上,把演示实验改进为探索性实验是实验整体性最好的体现,根据教材特点和学生实际情况,在学生已有的知识和初步具有实验技能的条件下,由教师提出课题,学生自行动手、动脑.本实验,在前面已分析的问题基础上可以提出:如何避免纸张的飘忽,说出改进措施或替代品,请课后制作并体验.这样,就让实验的时间前移,空间外移,不局限于课堂上,全面提升了他们的制作、操作的技能.
  
  适时尝试,丰硕成果.同学们积极参与,提出许多可行的建议,现列举几例.
  
  (1)取轻质且软的边长为25 cm左右的方纸,沿中线、对角线折叠成“锤” 形.
  
  
  (2)取轻质且软的半径为15 cm左右的圆纸,剪掉约20°的部分,把剩下的做成圆锤形,2008年秋新版教材也是这样制,但由于头轻脚重,下落时会翻动,所以制作在“锤”顶粘上透明胶带2~3圈,进行配重.
  
  
  (3)取轻质气球,内装适量水,充足气,让其下落.开始由于大小不統一,水量的差别致实验的结果差别很大,有的甚至时间都来不及测量,稍调整后实验能取得明显效果.
  
  
  (4)取2.5 cm宽,30 cm长纸条3张,对折,连环套在一起,并抻紧.
  
  
  上述几种的制作所需纸张均取70 g/m2标准打印纸,在某次实验中所获数据如下(其中时间是多次测量后取的平均时间,气球的情况比较复杂,这里取的是较理想的测量值).
  
  
  
  对象高度/m下落状态平均时间/s结论
  12.3直线且不旋转2.36略快,可测定
  22.3直线且略有旋转1.46略快,可测定
  32.3直线不旋转3.25适中,可测定
  42.3直线且旋转3.57适中,可测定
  上述各种制作都应用了伯努利原理,控制了其下落方向,也较好地延长了下落时间,使实验具有可操作性.
  
  2突出主体,关注参与活动的全体同学,做到人的全体化
  
  实验的整体功能突出要素是人的全体性,教师应从以往那种“授业者”转变为“合作者、服务者”,抛弃“口头式”、“黑板式”实验教学,要彻底改革讲台是老师表演的舞台,学生只是听众、观众的局面.真正体现出学生为学习的主人,正确引导学生能动手、思考,有效进行小组合作,相互竞争,相互促进,从而达到实验教学的最优目的.
  
  前面,对纸下落问题得到较好的解决,但想到且能提出方案的同学只占少数,如何让全体同学参与到活动中呢?老师又提出一个课题:实验室的卷尺不多,如何保证多个小组顺利确定高度.要求既能测定高度,又能保证下落有足够长的时间.
  
  同学经过讨论,每个小组各自提出了高度的“标的物”,有人选黑板侧边沿的中点到地距离,有的选门的上边沿到地距离,有的选窗户上边沿到地距离等等,预先用卷尺量出这些“标的物”的高度.这样的活动有些分散,而且可变性因素也会增加.我们采取了一个小组的建议,以人举手到地距离为“标的物”,以身高较高同学为主,这样解放了实验的空间.
  
  活动中关注了人的全体化,这是实验整体功能的出发点和落脚点,让学生在整体中去主动动手动脑积极探索,从而取得理想的教学效果.开发实验的整体探究功能,提供给学生更大的学习活动范围和自由活动的时间、空间,提高学生的创新能力,增强学生实验情感的体验,丰富实验教学的形式,更有利于全面提高学生素质.
  
  3以小制作促进实验整体功能,突出各种操作技能的渗透
  
  教材中有多个课外小实验、小制作,简单易做,可以由学生自己取材,自己动手实验.物理小实验、小制作是课堂教学的延伸和补充,是搞好物理实验整体性教学的不可忽视的重要组成部分,它有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能,有利于进一步挖掘学生的创造潜力,培养学生的分析解决问题的能
  
  
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