③课堂实验设计应有利于学生价值观形成。
笔者在市初三复习研讨会上,自编了一节《汽车中的科学》的复习展示课,其中有关汽车大灯的研究,先通过多媒体展示左图,让学生阅读技术参数,比较为什么耗电功率相同的氙气灯和普通灯的价格相差很大?然后让学生展开讨论,学生的回答主要集中在使用寿命、产品质量上。教师接着提问,根据你们刚才的分析,如果需要,你们准备去买哪一种灯?说说你的理由。学生的观点五花八门。教师接着提示:氙气灯的使用寿命只有普通灯的6倍,而价格却相差25倍,你不觉得买氙气灯太吃亏了吗?此时学生开始产生疑问,氙气灯可能还有其它方面的优越性。再让学生展开讨论,寻找氙气灯的好处。很快就会有同学提到可能灯的亮度不同,学生意见基本统一后,再通过两灯的演示实验验证学生的观点,从面达到预想效果。
五、课堂实验设计应有利于对学生创新精神和实践能力的提高。
新课标指出,学生创新精神和实践能力是科学精神和科学素养的精华,因此要求课堂实验设计能否激发起学生有提出新想法、新观点的勇气和欲望、能否使学生有问题意识和合理的质疑精神、能否让学生提出新观点、新方法、新设想等。在《电动机》一节中,有关探究通电线圈在磁场中连续不断转动的条件的课堂实验设计,基本体现了以上思想,以下是笔者课堂实录片段。
师:很好,刚才我们把通电直导线做成线圈形状放在磁场中能使线圈转动起来,是不是意味着我们的任务就完成了,想想看我们还有哪些问题没有解决?
生:(学生争着回答)如何想办法使线圈连续转动起来?
师:问题想得很好,下面我们一起来寻找使线圈连续转动的条件,请大家讨论一下?
生:(学生讨论后回答)需要克服两方面的问题,(1)线圈转动后要防止两电源线缠绕在一起;(2)当线圈转动到平衡位置时,不受到平衡力的作用。
师:真聪明,那么如何克服线圈转动后两电源线缠绕的问题呢?(见左图)请同学们帮助设计。(把学生分成4人一组进行讨论设计,要求每一组设计一个方案提供给老师。)
生:其中有三组的设计方案相同——在两根电源线处接上弹簧片,线圈的两端接两个金属圆环,当线圈转动后,克服了两线相缠的问题。
师:我们来观察刚才同学们设计的图(见左图),当线圈连续转动后,金属圆环跟着转动,克服了两线相缠的问题。接着演示实验,当线圈平面与磁感应线平面平行时,闭合开关后,分析线圈的转动情况?
生:线圈和上一次一样也只能转过90°。
师:我们只解决了第一问题,第二个问题如何解决呢?
生:只要当线圈转动到平衡位置时,出现自动断电就可以了。
师:想得很好,如何实现当线圈转动到平衡位置时,自动断电?
生:想不出方法。
师:提示:可否在两铜圆环上做做文章?
生:当线圈转动到平衡位置时,铜圆环也会转动,只要在转动到平衡位置的瞬间,电刷与铜圆环突然分开就可以了。
师:分析得有道理,如何实现让电刷与铜圆环在瞬间分离呢?
生:在铜圆环上贴上绝缘体原文请找腾讯752018766辣:文~论^文.网
http://www.751com.cn/ 或者在铜圆环上开一个裂口(见左图),当线圈转动到平衡位置时,电刷与铜圆环分离开来。
师:想得很好,该同学的设计思想如图所示,当线圈转到平衡位置时,确实出现了瞬间断电,这样设计是否就能使线圈连续转动起来呢?
生:可能会吧。
师:由于惯性,当线圈(从上面向下看)逆时针转过90°角后,电路重新接通,请分析线圈各边是否受力?
生:受到力的作用。
师:这些力作用在线圈上是促使线圈向哪一个方向转动?(受力分析后让学生回答)
生:促使线圈顺时针方向转动。
师:这样能保证线圈连续转动吗?
生:不能。
师:当线圈转过90°角后,怎样才能使线圈继续沿逆时针方向转动?能否从通电直导线在磁场中运动方向反向的设计上得到启发?
生:把磁体的N极和S极对调。
师:正确,还有没有其它方法?
生:把电源的正负极对调。
师:真聪明,这两种方法都能使线圈继续沿逆时针方向转动,想一想,这两种方法实际操作起来方便吗?
生:想不出方便的方法。
师:还有没有其它方法?
生:当线圈内部的电流方向反向时,也能使线圈继续沿逆时针方向转动。
师:分析得有道理,只要实现当线圈转过90°角后电流方向反向就有可能使线圈连续不断转动,怎样改装(提示:还是在两个铜圆环上出主意)
生:讨论后,章旷同学猜想:用两个铜半环来代替两个铜圆环,当线圈转动时带动两个铜半环一起转动,转过某一角度后,线圈内部电流方向实现反向。
师:分析得很有道理,下面我们用两个铜半环来代替两个铜圆环做实验(见左图),观察结果是否如章旷猜想的那样使线圈连续转动起来。教师用电动机模型演示。
生:观察到线圈连续不断地转动起来。
师:终于转起来了, 我们的目标实现了,同学们我们为章旷同学的聪明才智鼓鼓掌。
生:掌声雷动。
总之,笔者提到的科学课堂实验设计的评价标准应该考虑的五方面问题,不可能是十分全面的,只不过是笔者结合本人教学实践,对照学生的评价体系,进行了认真的调查与分析后归纳出来的,还需要在今后的教学实践中加以完善。当然教师在课堂实验教学中也不可能每一个实验设计都能体现这五个方面的评价标准,应根据实验本身的特点尽可能发挥这五个方面的功效,为最终培养具有创新能力的下一代作出我们的努力。
参考文献:
1、教育部基础教育司组织.《科学(7~9年级)课程标准解读》湖北教育出版社2003.01
2、杨九俊.《新课程说课听课与评课》教育科学出版社会性 2004.06.
3、孙宏安.《新课程教学设计——初中科学》.首都师范大学出版社. 2004.01.
4、严育洪.《新课程评价操作与案例》.首都师范大学出版社. 2004.05.
5、方文华.《以设计性实验为载体,培养学生的创造性思文能力》2000.04.
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