微项目教学在初中物理实验复习中的应用

2024-09-03 00:00陈梅香
新课程·上旬 2024年17期

在总复习阶段,学生已基本学习完初中物理知识,但有部分知识已经遗忘,没有遗忘的知识,特别是实验探究部分的知识点更是零零散散,没有形成系统的知识体系;学生对物理的学习,大部分停留在对概念、规律的掌握,而对科学思维和科学方法的学习则比较薄弱,不能综合运用物理知识和物理思维合理解题;学生的科学思维能力有待进一步提升,科学探究能力、知识综合能力欠佳。针对存在的问题,本文结合微项目教学法的优势,以电学实验复习为例进行微项目教学实践设计。

【设计理念】

在微项目教学中,学生不再被动地从教师那里学习知识,而是通过执行微项目,进行自主学习、思考、交流与合作,在这过程中学习知识、掌握技能和养成态度。因此,教师在物理实验复习的时候使用微项目教学法有着一定的积极意义。

【知识分析】

电学知识是初中物理的重难点,电学实验更是让很多学生头疼,尤其是三个类似的实验:探究电流与电压电阻的关系、伏安法测电阻、测小灯泡的电功率。它们不仅实验器材相似,故障分析题也类似;不同之处是滑动变阻器在不同实验中的作用不同,数据的处理也不同。

【设计过程】

一、确定微项目

教师根据教学安排以及教学目标,结合教材内容确定好教学内容——电学实验复习,明确微项目主题——电学实验设计,提前一周公布任务,把资源全部分享给学生,并为学生的自主学习提供引导。

在公布任务时,教师提供给每组学生可选的实验器材:学生电源一个、电池组一组、不同规格的小灯泡及小灯座若干、三个开关、电流表电压表各两个、不同规格的定值电阻若干、不同规格的滑动变阻器若干、电阻箱一个、导线若干,让学生从中选取器材,每组设计三个以上不同的电学实验。本项目将电学实验的相关知识进行整合,设置了与确定微项目活动相关的系列化问题。这些流畅且有梯度的问题串(如文末表1)能够引导学生思考并确定微项目,并兼顾可操作性、开放性。

在微项目立项的过程中,教师要根据学生的知识水平和思维能力,合理立项,确保微项目的有效性,使学生在完成微项目的同时有效复习巩固知识,进行知识关联,形成知识体系,甚至进行知识迁移应用,从而实现教学目标。

二、制订微项目计划

学生根据各自的能力水平进行分组分工合作。小组交流讨论后制订详细的微项目执行方案,确保微项目的顺利实施。具体计划流程见图1:

注意微项目设计阶段,教师应遵循“组间同质、组内异质”的原则,鼓励学生发挥自身的特长,提出自己的见解,积极与同学进行交流沟通,促进学生合作技能的发展,提高微项目教学的时效性。

三、实施微项目

各小组按照微项目计划,确定实验主题,选取实验器材,设计实验电路图并根据电路图进行探究,收集并记录实验数据或实验现象,分析论证得出实验结论,进行评估。对于探究过程中出现的故障,各小组进行分析并一起解决问题,最后共同完成工作。

教师在微项目实施阶段,可以结合学生的实际情况以及微项目的主题,指导学生进行问题的探究。如教师在学生完成“探究电流与电压电阻的关系”的微项目设计后,可以引导学生根据完成的实验数据进行描点,画出对应的I-U图象和I-R图象,让学生根据I-U图象和I-R图象,理解“电阻一定时,电流与电压成正比”以及“电压一定时,电流与电阻成反比”。通过物理规律与图象相结合,进一步提升学生的思维能力。

如某组学生在“探究电流与电压的关系”实验中所用的实验器材:电流表、电压表、阻值为5 Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关、干电池两节和导线若干。经过实验得到的数据如表2所示,请你根据实验数据在图2中作出图象。

根据图象,可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。

又如,另一组学生探究电流和电阻的关系,电源电压保持6 V不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻R接入电路,测得数据如表3所示,根据实验数据在图3中做出图象。

根据图象,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。

四、成果展示

每小组派出一名学生代表展示微项目最终的成果,并描述活动的全过程。成果包括实验器材选择及不同规格器材选择的依据、实验过程及实验数据(或实验现象)、实验结论,并对实验中出现的故障进行分析。

所有进行串并联电路特点探究的小组,都能通过实验区分串并联电路在元件的独立性、开路或短路时的不同现象,理解了选用不同规格的灯泡是为了让实验结论更具普遍性。

选用滑动变阻器的小组,大多可以通过实验区分滑动变阻器在不同实验中的作用,并整理形成表4:

多数小组可以准确说出不同实验中多次测量的作用,教师引导学生进行分类:测量型实验中(如“伏安法测定值电阻”)的多次测量是为了取平均值,减小误差;探究型实验中(如“伏安法测灯丝电阻”、探究“电流与电压关系”等)的多次测量是为了排除偶然性,寻找普遍规律。

各小组在探究过程中均有出现过故障,如闭合开关后灯不亮或电表无示数;接完最后一条线灯亮或电表无示数;电表指针反偏或偏转角度过大(或过小);闭合开关后移动滑片,电表示数不变等,多数小组可以自行排除故障。

部分小组设计了创新实验,如利用多个开关和电阻,实现单电表测电阻,或者利用电阻箱实现不拆接电路探究“电流与电阻关系”。这些创新实验不仅开拓了本组学生的思维,也让其他小组的学生有了新思路。

五、检查评价

根据小组展示的内容,教师和其他小组学生对展示小组的活动成果进行评价以及打分。在微项目评价过程中,教师可以先让学生从实验设计与器材选择是否合理、探究过程是否规范、实验结论是否科学、实验是否有需要改进的地方或实验有什么值得借鉴的地方等进行相互评价和自主评价。在微项目评价阶段,如果有不同的评价意见,教师可以让微项目小组举行辩论会,就微项目作品进行交流。然后,教师进行适当补充,积极进行师生交流和沟通,构建平等、和谐的师生关系。如有的小组认为“伏安法测电阻”的多次测量是为了取平均值,减小误差;有的小组认为“伏安法测电阻”的多次测量是为了排除偶然性,寻找普遍规律。教师在学生进行辩论之后,引导学生进行总结和评价:“伏安法测定值电阻”是测量型实验,定值电阻阻值不随外界条件变化,多次测量是为了取平均值,减小误差;“伏安法测灯丝电阻”是探究型实验,主要要探究灯丝电阻与温度的关系,多次测量是为了排除偶然性,寻找普遍规律。这样能够将微项目任务转化为初中物理教学的目标,实现教学与微项目之间的迁移,促进教学实效性的提升。

六、评价反馈

在微项目实施结束后,教师应当及时对学生的整个实施过程及时作出评价及反馈。教师在评价过程中先进行细节评价,再结合学生的实施过程、微项目展示过程进行整体评价。细节评价与整体评价相结合,可以让学生对自己在完成微项目过程所学知识有更好的感知。教师对表现较为突出的学生提出表扬,树立榜样,对表现较差的学生提出批评指正。教师采用表扬与批评相结合的方式,可以鼓励不同层次的学生,让他们在下一个微项目里更有参与的热情。

在初中物理实验复习中,微项目教学法既活跃了课堂的气氛,又激发了学生对学习的渴望;在帮助学生形成知识体系的同时,让学生获得更多的学习方法,帮助学生轻松攻克物理实验中的难题,让学生不再畏惧物理学科。