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教学仪器是完成实验教学,培养学生实验技能的物质基础,它在物理教学中起着非常重要的作用。在教学过程中,我们不仅要充分利用现有的仪器,做好现有的实验,更要开动脑子,开阔眼界,自制并引导学生积极参加制作实验仪器。让学生用自制的仪器自行实验,使学生在这个过程中增强物理学习的兴趣,树立信心,在经历成功喜悦的同时,提高学习成绩。
经过多年的教学实践,我在现行教材初中物理第一册第一章《长度测量》一节的教学中,运用“参与式”教学,引导学生自制仪器进行实验,取得了十分明显的成效。
《长度测量》一节的教材内容看似十分简短,但其实际内容,不但广泛而且难点较多,学生掌握程度好坏还关系到以后实验教学质量的高低。如果我们用现有的仪器讲课文,将会给学生遗留很多难以解决的问题。同时这一节又是正文第一节,如不能成功地突破,将会对学生学习物理造成很多不良影响。为此我利用“参与式”的教学方式进行了本节教学,具体的教学过程如下:
一、认识刻度尺
分发给每一位同学一把现有的刻度尺,让他们细致观察刻度尺的量程并解释其定义(一次所能测量的最大值),同时解释分度值定义(即相邻两刻线间的值,观察尺面上标示的数字、单位以及“0”刻线的位置,“0”刻线是否磨损等。)
二、刻度尺的分类
刻度尺分类的形式很多,按材料分成木的、铁的、铝的等。也可按形状分成直的、三角形的等。物理上通常按分度值进行分类,分为厘米刻度尺、毫米刻度尺,分度值是界定刻度尺的重要标准。
三、学生自制厘米刻度尺、分米刻度尺
根据分类讲解学生已明白什么是厘米刻度尺、分米刻度尺,然后,明确作为刻度尺本身都有什么标记,强调刻线时注意相邻两刻线的值、标示的数字及单位。
四、测量值的组成
学生分组讨论并总结测量值的组成后,学生用自制的厘米刻度尺测量物理课本的宽,测量过程表明,物理课本的宽由两部分组成,一部分明明白白标示是12cm,这是准确的,称为准确值。另一部分并没有标示多少,但又是物理课本宽的一部分,不能省略,必须加上,这里需要估计。估计时,要求估计一位,因为这一位已不准确,再估计就更不准确,估计它的长约是0.6cm,这一部分称为估计值。综上可知,测量值是由准确值加一位估计值组成,其中估计值处在测量值的末位。
由测量值的组成得出,估计值使测量值永远不会等于真实值,测量值与真实值之间总存在差异,这个差异就是误差,学生会从实际的测量中体会到误差的本质以及其不可避免性。
五、精确程度
让学生用自制的分米刻度尺、厘米刻度尺以及原有的毫米刻度尺测量同一物理课本的宽分别是1.2分米,12.6厘米,126.5毫米。
设置问题:
1. 体会测量过程,分析测量数据,哪一测量值更精确些?(126.5毫米)
2.126.5毫米是用什么刻度尺测的?(毫米刻度尺)
3.比较以上三种刻度尺的分度值(由大到小依次是分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺)。
由此可见,分度值越小的刻度尺测量越精确,精确程度是由分度值确定的,分度值是多少,测量的精确程度就是多少。
测量越精确越好吗?不是,在实际的生活中,精确程度要根据实际情况确定。比如要测北京到上海的距离,现有千米刻度尺、米刻度尺、分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺,选取哪一刻度尺进行测量是合理的呢?分析测量北京到上海的距离,根据实际情况,测量时多测或少测几毫米或几厘米、几分米、几米可不可以,当然是可以的,它不会影响大局。这就意味着测量时需要精确程度不是毫米、厘米、分米、米,应使用千米刻度尺,这就充分说明了不是测量值越精确越好,所需要的精确程度是根据实际情况而定的。
六、估计程度
让学生分别用毫米刻度尺、厘米刻度尺、分米刻度尺测量物理课本的长,结果见下表:
分析上表可以看出,从位置上讲,估计值在准确值的下一位;从测量单位上讲,估计值在分度值的下一位。所以说估计时应估计到分度值的下一位或准确值的下一位。
七、测量值正确与否的判断,测量工具种类的判断
分发给每一位同学事先准备的同样的一长方体木块,然后让他们用分米刻度尺、厘米刻度尺以及毫米刻度尺测量长方体的长、宽、高,并填入下表。
观察分析以上数据的特点,设置问题:
1.用分米刻度尺测得的值以分米做单位时,有几位小数?(一位)
2.用厘米刻度尺测得的值以厘米做单位时,有几位小数?(一位)
3.用毫米刻度尺测得的值以毫米做单位时,有几位小数?(一位)
由此可见,测量值如果以所用刻度尺的分度值为单位,测量值应有一位小数,其后单位应是所用刻度尺的分度值,据此我们就不难判断测量值是否正确的问题。办法就是我们看测量值以所用刻度尺的分度值为单位时是否是一位小数,如果是一位小数,则测量值正确,否则错误。同时我们也可以判断已知测量值在测量时所用的测量工具的种类。方法应是看测量值是一位小数时所带的单位,它所带的单位恰好就是所用刻度尺的分度值,分度值就是判断刻度尺种类的依据。例如判断测量值12.3cm是什么刻度尺测的,因为测量值12.3cm是一位小数,它所带的单位厘米,所以12.3是用分度值为厘米的刻度尺测量的。
“万事开头难”,学习一门新的课程也是一样。十四年的教学实践证明,上述教学过程成功地突破了现行物理课第一节的教学难点,引导学生积极参与教学过程,在实践中开拓了学生的思维,培养了学生仪器制作、实验操作以及分析、总结等各种基本技能和能力,培养激发了他们学习物理的浓厚兴趣,使他们对学习物理充满了坚定的信心,为今后学好物理打下了坚实的基础,也为提高物理教学质量铺平了道路。
经过多年的教学实践,我在现行教材初中物理第一册第一章《长度测量》一节的教学中,运用“参与式”教学,引导学生自制仪器进行实验,取得了十分明显的成效。
《长度测量》一节的教材内容看似十分简短,但其实际内容,不但广泛而且难点较多,学生掌握程度好坏还关系到以后实验教学质量的高低。如果我们用现有的仪器讲课文,将会给学生遗留很多难以解决的问题。同时这一节又是正文第一节,如不能成功地突破,将会对学生学习物理造成很多不良影响。为此我利用“参与式”的教学方式进行了本节教学,具体的教学过程如下:
一、认识刻度尺
分发给每一位同学一把现有的刻度尺,让他们细致观察刻度尺的量程并解释其定义(一次所能测量的最大值),同时解释分度值定义(即相邻两刻线间的值,观察尺面上标示的数字、单位以及“0”刻线的位置,“0”刻线是否磨损等。)
二、刻度尺的分类
刻度尺分类的形式很多,按材料分成木的、铁的、铝的等。也可按形状分成直的、三角形的等。物理上通常按分度值进行分类,分为厘米刻度尺、毫米刻度尺,分度值是界定刻度尺的重要标准。
三、学生自制厘米刻度尺、分米刻度尺
根据分类讲解学生已明白什么是厘米刻度尺、分米刻度尺,然后,明确作为刻度尺本身都有什么标记,强调刻线时注意相邻两刻线的值、标示的数字及单位。
四、测量值的组成
学生分组讨论并总结测量值的组成后,学生用自制的厘米刻度尺测量物理课本的宽,测量过程表明,物理课本的宽由两部分组成,一部分明明白白标示是12cm,这是准确的,称为准确值。另一部分并没有标示多少,但又是物理课本宽的一部分,不能省略,必须加上,这里需要估计。估计时,要求估计一位,因为这一位已不准确,再估计就更不准确,估计它的长约是0.6cm,这一部分称为估计值。综上可知,测量值是由准确值加一位估计值组成,其中估计值处在测量值的末位。
由测量值的组成得出,估计值使测量值永远不会等于真实值,测量值与真实值之间总存在差异,这个差异就是误差,学生会从实际的测量中体会到误差的本质以及其不可避免性。
五、精确程度
让学生用自制的分米刻度尺、厘米刻度尺以及原有的毫米刻度尺测量同一物理课本的宽分别是1.2分米,12.6厘米,126.5毫米。
设置问题:
1. 体会测量过程,分析测量数据,哪一测量值更精确些?(126.5毫米)
2.126.5毫米是用什么刻度尺测的?(毫米刻度尺)
3.比较以上三种刻度尺的分度值(由大到小依次是分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺)。
由此可见,分度值越小的刻度尺测量越精确,精确程度是由分度值确定的,分度值是多少,测量的精确程度就是多少。
测量越精确越好吗?不是,在实际的生活中,精确程度要根据实际情况确定。比如要测北京到上海的距离,现有千米刻度尺、米刻度尺、分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺,选取哪一刻度尺进行测量是合理的呢?分析测量北京到上海的距离,根据实际情况,测量时多测或少测几毫米或几厘米、几分米、几米可不可以,当然是可以的,它不会影响大局。这就意味着测量时需要精确程度不是毫米、厘米、分米、米,应使用千米刻度尺,这就充分说明了不是测量值越精确越好,所需要的精确程度是根据实际情况而定的。
六、估计程度
让学生分别用毫米刻度尺、厘米刻度尺、分米刻度尺测量物理课本的长,结果见下表:
分析上表可以看出,从位置上讲,估计值在准确值的下一位;从测量单位上讲,估计值在分度值的下一位。所以说估计时应估计到分度值的下一位或准确值的下一位。
七、测量值正确与否的判断,测量工具种类的判断
分发给每一位同学事先准备的同样的一长方体木块,然后让他们用分米刻度尺、厘米刻度尺以及毫米刻度尺测量长方体的长、宽、高,并填入下表。
观察分析以上数据的特点,设置问题:
1.用分米刻度尺测得的值以分米做单位时,有几位小数?(一位)
2.用厘米刻度尺测得的值以厘米做单位时,有几位小数?(一位)
3.用毫米刻度尺测得的值以毫米做单位时,有几位小数?(一位)
由此可见,测量值如果以所用刻度尺的分度值为单位,测量值应有一位小数,其后单位应是所用刻度尺的分度值,据此我们就不难判断测量值是否正确的问题。办法就是我们看测量值以所用刻度尺的分度值为单位时是否是一位小数,如果是一位小数,则测量值正确,否则错误。同时我们也可以判断已知测量值在测量时所用的测量工具的种类。方法应是看测量值是一位小数时所带的单位,它所带的单位恰好就是所用刻度尺的分度值,分度值就是判断刻度尺种类的依据。例如判断测量值12.3cm是什么刻度尺测的,因为测量值12.3cm是一位小数,它所带的单位厘米,所以12.3是用分度值为厘米的刻度尺测量的。
“万事开头难”,学习一门新的课程也是一样。十四年的教学实践证明,上述教学过程成功地突破了现行物理课第一节的教学难点,引导学生积极参与教学过程,在实践中开拓了学生的思维,培养了学生仪器制作、实验操作以及分析、总结等各种基本技能和能力,培养激发了他们学习物理的浓厚兴趣,使他们对学习物理充满了坚定的信心,为今后学好物理打下了坚实的基础,也为提高物理教学质量铺平了道路。