单摆教学案例
编辑/作者:李健生        发布时间:2006-03-17      阅读:4879
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一、贴近生活,引入课题

本教学设计从日常生活中的摆钟,荡秋千等现象直接切入课题——“单摆”,然后出示预先准备的三个模型(一丝线拴一小钢球,一棉线拴一个大木球、一橡皮筋拴一塑料球)。下面请同学观察,提出哪些可以认为是理想单摆模型,请说明理由或看法。教师提问后,课堂气氛一下活跃起来,经过讨论后,学生很快得到统一的认识。教师要求学生概括出单摆理想化模型的特征。

教师使一单摆振动起来,然后问道:“单摆的振动是简谐运动吗?”这一问题唤醒了学生对简谐运动特点的记忆。在教师的指导下,通过受力分析,寻找回复力下与振子离开平衡位置的位移X之间的关系,使学生认识到单摆在摆角很小时的振动是简谐运动。简谐运动的往复运动表现出的运动周期性。单摆的振动周期与哪些因素有关?(引导启发)



二、进行猜想

演示两个单摆的振动情况,让学生猜想影响向单摆振动周期的可能因素。演示实验启发学生立即猜得振幅A、摆球质量m、摆长L均可能会影响单摆振动周期T,但周期与g的关系相对比较隐蔽,学生一时未能猜到,个别学生则直接搬出了教材所给的结论,猜测遇到困难,教师并未直接排忧解难,而是引导学生将已经猜得的可能因素,A、m、L与特征方程进行对照分析,启发学生猜想他可能与g相关,从而归纳、板书可能影响周期T的四个因素:

①振幅A    ②摆球质量m    ③摆长L   ④重力加速度g

从提问、实验演示到引导猜想,环环相扣,有的放矢,学生的求知欲望冉冉升起,为下一步探索研究作了良好的铺垫。



三、点拨启发,设计方案,实验探索

引导学生采用研究牛顿第二定律的控制变量研究法,问题引发了学生的热烈讨论。面对学生的争论、教师不急于点评。先让学生相互点评,最后经教师分析比较,最终筛选出下列设计方案对猜想进行验证:(分组实验)

(a)保持L、m、g不变,    

(b)保持L、A、g不变,改变A,探索A与T的关系; 改变m,探索m与 T的关系;

(c)保持A、m、g不变,

(d)保持A、L、m不变,改变L,探索L与T的关系;改变g,探索T与g的关系。

点评:实验利用等效模拟场引入视重加速度g之概念,既巧妙发地启发了学生对g实施调控,又拓展和深化了学生对单摆周期公式中g的理解极富创意。



四、单摆周期公式的应用

教师通过介绍单摆计时器,并举一些有关摆钟走快走慢及其调整的例题,让学生思考公式的实际价值及应用,同时提出利用周期公式的变形,可以测当地重力加速度的原理。然后布置本节课延伸的练习。



五、学习效果检测

通过这样一个研究性学习过程,学生从感性出发,基本建立了对“研究性学习”的认识,重要的是让学生认识到,有些知识老师不讲,通过自己的“研究”,也能掌握和领会,学生在建立自信的同时,也初步具备了“研究性学习”的意识。



六、实施过程中的两大误区

误区一:“对物理课堂教学中实施研究性学习”只重形式而不重实质。为了赶“潮流”或通过压力又不得不向研究性学习靠拢,因此在形式上僵硬地套用“类似研究”的方式和“设问——探究——解答”模式进行课堂教学,把物理课堂搞得“四不像”,不但未能培养学生的探究能力,而且在传授知识这个层面上也未达到预期的教学目标。

误区二:夸大了研究性学习的功效,盲目追从研究性学习,不管这节课是否适合用研究性学习方式,每节课,每个知识点都用这种方式去讲解,“千篇一律、生搬硬套”,完全忽视了传统的教学模式的优点,把研究性学习视为“万能产品”。由此可见,顺利开展研究性学习的一个关键因素在于教师观念的转变。

总之,研究性课堂教学活动中这种学习方式既培养了学生的分析问题和解决的能力、社会实践活动能力以及团结协作的学习能力。也使学生在探索研究的锻炼中,逐步形成了科学思想和科学方法,从而改变了在原有的教育、教学条件下所形成的那种偏重于记忆、理解的立足于接受知识传输的学习方式,逐步形成了一种对知识过行主动探索,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式。这必将有利于学生终身学习,有利于全面提高受教育者的素质。