新疆师范大学硕士研究生毕业论文 联系客服

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而具体操作系统设计的流程可以用图3来描述:

根据这一基本结构,我们提出这样的探究式课堂教学设计思想:探究式课堂教学设计是在探究教学目标的控制之下,根据学生的学习准备情况和学习特征,对影响学生进行探究的外部因素进行设计,并通过评价反馈对教学设计进行修正的过程。这一思想,是我们开展探究式课堂教学设计的基本原则。根据探究教学设计的特点、原则、基本结构,我们尝试着建立以下的目标控制模型(见图4)。

总之,在高中物理课堂教学中采用探究式教学方式,是指在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、

小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。采用探究式课堂教学方式是知识建构本身的需要,是发展学生自主学习能力,养成良好的思维习惯的需要;是为了能让我们的学生可以达到“领略自然界的奇妙与和谐”的境界,发展他们对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦;培养他们有参与科技活动的热情,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

3.3高中物理教学中开展学生研究性学习能力培养的教学案例分析 3.3.1高中物理课堂教学中开展研究性学习教学案例分析 例1:课堂实验探究案例——电磁感应现象: 学习目标:

1.知道电磁感应现象。 2.通过实验探索感应电流产生的条件。 3.培养学生的创新精神和实验探索能力。

4.学会用控制变量法研究问题培养学生的科学精神。, 设计思想:

磁场是一种抽象的物质形态,分析由磁场的变化产生感应电流的条件就显得较为困难,由此,课堂教学通过学生自己动手做实验,观察现象,总结规律,这也激发了学生的学习兴趣。

过程设计:

1. 演示实验,引出问题。 (1) 演示实验。

实验器材:数根直导线、开关、电源、小磁针、蹄形磁铁、灵敏电流计。

①将一根长直导线与开关、电源组成一个电路,小磁针靠近直导线后闭合开关,观察小磁针的偏转情况。

②将直导线与灵敏电流计组成一个电路,使直导线在蹄形磁铁的磁场中如右图所示做切割磁感线运动或做平行磁感线运动,观察灵敏电流计的指针偏转情况。

这两个现象各说明了什么问题?

(2) 教师提问。

在实验②中,导体在磁场中做切割磁感线运动时产生了电流,这样的电流叫做感应电流。还有什么方法也能够在闭合电路中产生感应电流呢?产生感应电流的条件是什么?(用实验现象引入要讨论的问题,激发学生探索的积极性。)

2. 合作探索,解决问题。

(1) 学生实验探究产生感应电流的条件。

实验器材:电流计、带铁芯线圈A、线圈B、磁铁、滑动变阻器、开关、电源、灵敏电流计。 学生分组实验,学生自行设计实验,并做好记录。教师要密切注意学生的操作,给予必要的指导。(让学生动手操作,用各种方法使电路产生电流,在引导他们归纳这些现象的共同特点。)

(2) 实验过程及结果。

教师观察学生的完成情况,选取几个小组讲解他们的实验探究过程,分析在什么样的情况下,闭合电路中会产生电流。

第一组:选取完成磁铁在线圈中的运动产生感应电流的实验的小组。 实验表明:当磁铁插入线圈或从线圈中拔出时,灵敏电流计发生了偏转。

教师提问:仔细分析磁铁的运动过程,在磁铁插入线圈或从线圈中拔出时,灵敏电流计指针发生了偏转。当磁铁静止在线圈中时,灵敏电流计指针会发生偏转吗? 学生回答:当磁铁静止在线圈中时,灵敏电流计的指针不发生偏转。 教师引导学生理解通电线圈相当于一个条形磁铁,鼓励学生继续探索。

第二组:选取完成电流的磁场在线圈中的变化产生感应电流的小组。 用实物投影仪将学生设计的电路图呈现在黑板上(如右图所示)。 学生指出:在下列情况下,灵敏电流计的指针均发生变化。

① 将开关闭合,线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出,灵敏电流计指针发生偏转。(学

生的思维已被调动起来,鼓励学生继续积极探索。) ② 当开关S闭合或断开时,灵敏电流计的指针发生偏转。

③ 闭合开关S后,左右移动滑动变阻器的滑片,也能观察到灵敏电流计的指针偏转。 教师提问:开关闭合或断开,起到什么作用?移动滑动变阻器的滑片,又起什么作用?学生回答:开关用来控制电流的有无,移动滑动变阻器的滑片引起了电流的变化,从而引起了电流周围的磁场变化。

教师提问:在线圈B的电路中也加个开关(如右图所示),这个开关的闭合与断开是否会影响观察结果?

学生探索:将观察到的结果做记录。

(整个过程学生通过动手实验、观察现象,思考为什么灵敏电流计的偏转情况不同。学

生处于对知识的主动探究之中。)

3. 实验归纳。

学生分组总结、设计表格,将实验结果汇总。

操作方法

导体在磁场中做切割磁感线运动 导体在磁场中做平行磁感线运动

磁铁插入线圈

磁铁静止在线圈中 线圈A插入线圈B或从B中拔出

线圈A中的电流通断 线圈A中的电流大小变化

闭合电路中 有无感应电流

有 无 有 无 有 有 有

断开电路中 有无感应电流

无 无 无 无 无 无 无

根据表格,学生自己探究出以上现象之间的关系,归纳产生感应电流产生的条件。

学生试图从导体的运动与静止,电流的变化,磁场的变化等各方面归纳引起感应电流的条件,得到的结果要能满足以上各种情况。

结论:

(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动或引起感应电流的磁场的磁感应强度发生变化均可以产生感应电流。

(2)闭合电路中磁感线的条数发生变化会引起感应电流。

(对结果的探究可适当把时间延长,鼓励学生发表自己的观点,找到支持观点的论据;其他同学对这个观点可以支持,也可以发表反对意见。教师适时引导学生更全面的看问题。)

4. 总结电磁感应现象和产生感应电流的条件。

教师引导:演示实验和学生实验在研究生产感应的条件上操作有所不同。蹄形磁铁内部形成的近似于一个匀强磁场,当导线在其中移动时,磁铁强度没有发生变化,改变的是闭合电路在磁场中的面积。在学生实验中,线圈的面积没有改变,发生变化的是磁感强度。他们变化的共同结果是使穿过闭合电路的磁感应线的条数发生了变化。磁感强度和磁场面积变化是产生感应电流的共同原因。为此,我们引入了一个物理量——磁通量——磁通量。

磁通量(Φ):穿过磁场中某一个面的磁感线的条数,单位:韦伯(Wb)。决定磁通量大小的因素:磁感应强度、面积,Φ=BS。B 为穿过这个面的磁感应强度,S为这个面垂直于

磁场方向的有效面积。

教师提问:引起闭合电路中感应电流的是磁通量本身吗?

(这时,教师呈现表格,要求学生对线圈中不产生感应电流时磁通量的情况进行分析。) 学生回答:产生感应电流的条件之一是磁通量的变化,而非磁通量本身。 总结:

电磁感应现象——由于穿过闭合电路的磁通量变化而产生感应电流的现象。 产生感应电流的条件: (1)电路必须是闭合的。(2)穿过电路的磁通量变化 5.小结与反思。

(1)请同学对这一节课做一个总结,回顾研究产生感应电流的条件和过程。 (2)练习:如图所示,下列哪些情况能使线圈产生感应电流?( ) A.线圈abcd平行于导线左右平移; B.线圈abcd在纸面内上下移动;

C.线圈abcd以导线为轴转动; D.线圈abcd以dc边为轴转动。 补充说明:

本节课中的实验可以用多媒体模拟,使学生对各种产生感应电流的情况进行更好的对比与研究。 教学反思:

“ 电磁感应产生的条件是以法拉第为代表的一群科学家通过许多年的探索才发现的,学生不可能在一节课的时间内完成前人所做的这么多工作。”因此,本节课的教学旨在引导学生通过自己的活动和自己的思考来主动的获得知识,也就是说,本节课以这样的方式展开,目的在于改变学生的学习方式。从这个意义上讲,这节课的确体现了“探究的精神”和“研究性学习的思想”。⑧

例2:课堂习题探究案例——求解电功率的极值: 学习目标:

1.巩固电功率的知识。

2.通过典型例题的分析,培养学生的发散思维,掌握求电功率的一般规律。

3.通过启发引导,加强学生质疑、探索问题、解决问题的能力,培养学生的创新和探究意识。 设计思想:

从分析典型例题着手,打开学生的思路,然后通过从发现问题、探索问题产生的原因,到解决问题这样的过程,使学生掌握解决问题的多种方法,掌握物理研究从特殊到一般的规律。

过程设计:

1.以典型例题引人新课,用多种方法求解。

如右图所示,已知电源的电动势为E,内阻为r,变阻器的最大阻值R0﹥r. 试求:当R为多大时,电源的输出功率P最大?

学生探究:电源的输出功率即为外电路消耗的功率,本题中就是滑动变阻器的功率。 解法一:以R为自变量,建立P与R的函数关系:

2

P=IR==

由不等式定理可知,当R= 即R=r时,P最大,Pmax=

解法二:以I为自变量,建立P与电路中的电流I的函数关系: ⑧

彭征:《中学物理教学参考》之“人教版普通高中物理课程标准实验教科书选修3—2的编写思想”2007.6