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《简单机械》教学案例分析

物理教案 时间:2022-03-19

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在教师的列表中,有意识的进行了两类比较:动滑轮与定滑轮;使用机械前后,力的大小、方向和移动距离的比较。如果要训练归纳能力,还可以设计成如下表格形式:

不难发现:比较“列”可以实现动滑轮与定滑轮的特点比较;比较“行”可以实现使用机械前后不同的特点比较。通过增加第一行,可以把第二行复杂的数据归纳为使用机械前后力的大小、方向和移动距离的数量关系。实际上也暗含功的要素和功的原理,为以后的学习打下伏笔。

使用机械以后的情况(实验结论):

通过比较“列”可以得到定性关系:第一列①定滑轮不省力、动滑轮省力;第二列②定滑轮不省距离也不费距离、动滑轮费距离;第三列③定滑轮不改变动力的方向、动滑轮改变动力的方向。

比较“行”还可以得到使用机械前后的定量关系(实验结论):①比较第一行,定滑轮拉力等于物体的重力;拉力移动的距离等于物体移动的距离;②比较第二行,动滑轮拉力等于物体重力的二分之一;拉力移动的距离是物体移动距离的两倍。

对于表格的设计与训练,可以有效的培养比较、判断、归纳、推理能力。在探究活动中,除了基本的知识传承,把探究作为科学内容,与知识一样重要,真正做到在探究过程中即学会知识与方法又培养能力。

3.过程评估与终结评估并行

第二阶段的学生探究活动同第三阶段的分析与评估一样,有许多内容要进行评估,并且是同等重要。

⑴案例中的评估

从案例中看到,由于测量数据出现差异,达不到实验结论的要求,教师对定滑轮的实验操作进行了评估:因为弹簧测力计倒挂,导致数据出现误差。对于探究过程和数据分析等许多需要评估的内容没有介入,评估的时间因素也没有体现。

⑵评估的简单分类

从评估时间上分类,可以把评估分成过程评估和终结评估。按照评估的内容,可以分成实验操作评估、实验数据分析评估、实验器材选择评估和实验设计方案评估等等。实验操作评估一般进行过程评估比较合适。其他一些则放在终结评估比较合适,但也会出现交替的情况。

⑶过程评估要及时

过程评估和终结评估都是不可或缺的,在此探究活动中,以下几个实验操作会出现问题和困难:①学生利用动滑轮测量拉力移动的距离;②利用动滑轮测量拉力时,拉力的方向与竖直方向有一定夹角,夹角不同弹簧测力计读数不同;③利用动滑轮测量拉力时,动滑轮本身的重量对测量结果的影响;④利用定滑轮时拉力的方向是否一定要竖直向下等。

以上问题在实验设计的时候,学生一般不会考虑,但是在实际操作的时候几乎都会遇到。由于教学任务和教学进度的原因,如果有些问题不能在实验探究过程中及时发现、及时评估和纠正,则得到的实验数据会出现很大的误差。对以上可能会出现的现象如果只进行终结性评估,当大面积的学生出现以上问题时,则会由于没有时间重新进行实验探究而导致实验数据及实验分析和实验结论的不可靠,得到定量的关系很困难。在没有办法的情况下,教师只好选择个别优秀学生的实验数据作为样本进行板书分析,对其他学生的真实实验数据不了了之。长此以往,探究只是流于形式,对于科学精神、科学素养的培养目标的达到会带来无形的困难。

需要过程性评估的内容必须在实验探究的过程中及时发现、及时评估,此时的评估是着眼于解决问题的需要、着眼于探究能力的培养而不仅是为了考试需要流于形式的为了评估而评估。

回过头来再看案例,动滑轮的拉力和钩码重量的实验数据关系可靠性与真实性不言而喻。学生学习到的评估知识与方法显然不能达到目标,评估能力的提高也就无从实现。

⑷终结评估要到位

对案例中的实验数据分析发现,可比较的数据次数太少,不具有代表性也不具有普遍性。可以多选择几组实验数据进行比较、判断,在此基础上进行归纳总结。对于定滑轮拉力的方向,因为它对于实验结论的影响不是很大,可以进行终结评估。如果能够收集一些利用定滑轮时,拉力的方向不同,拉力的大小相同。可能会激发学生思考为什么会出现此种现象,对于学有余力的同学探究定滑轮的本质就成为发现问题很好的素材。对于此种评估作为终结性评估比较合适。对于实验分析和结论的描述,是学习的一个难点,由于部分学生并不具有比较、判断、归纳的能力,描述的实验现象和实验结论可能不全面或者不正确,此时对学生描述的实验结论进行评估不仅可以得到比较规范的结论,更能借此机会训练学生进行比较、判断和归纳的能力。

总之,过程评估和终结评估都有各自的功能。需要过程性评估的要及时进行过程评估,不要等到实验终结时再进行评估。把评估内容按照评估需要和时间分开,发挥各自的功能。

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