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“老兵新传”的“老课新讲”
日期:2008-11-13   访问人数:6089   新闻来源:北京育才学校 胡东升  
关键词:课改、尝试、探究、学生主体、科学模拟、学科特点、学科综合、学法指导。
摘  要:微观世界的规律授课存在很大的难度,就这个问题谈几点做法,作为一种探索下的课改教学。作为探索,本文就学生的自主学习、探究性实验、计算机模拟、定性与定量的分析、学科综合等进行一点尝试。供同行批评指正。              
    九月十八日在高二年级上了一堂必修课《分子热运动》,备课和授课过程中感受颇多。仅把设计思路和授课案例提供给同行、专家们,请给予批评、指正:
一、设计思路:
   《分子热运动》章节内容在初中物理课程中已经有过初步认识。本节课没有定量计算,只有定性的阐述。因而,授课过程就必须有所创新,同时热运动是肉眼看不见的。即使是布朗运动作为热运动的反映也必须是在显微镜下才可以观察,教学存在一定的难度。要讲清微观的物理现象就应从多方面去想办法:
(一)、利用计算机模拟微观现象
 物理学科的特点之一就是实验。实验验证与现象观察分析是物理学发展的重要方法。物理教学中演示实验和学生实验是十分重要的。但当条件不充分之时,可以借助现代化教学手段来辅助教学,对教学有很大帮助。当然不能完全用模拟实验去代替真实实验。模拟只能是种间接的辅助手段。
 我利用Flash5.0制作了模拟布朗运动现象的动画课件。课件可以调整两个变量:一是温度控制(运动速率)、一是微粒尺寸。让学生分变量进行变化观察,得出直观结论。有利用Flash5.0制作了布朗运动的相等时间间隔的位置连线的动画图,制作的是可调时间间隔的。我认为在实际实验不能完成的前提下,利用课件模拟会增强直观性和调动学生学习兴趣的优处。制作可调的课件可以使授课具有对照分析的优越性,更易得出正确的结论。
(二)、改验证性试验为探究性实验
 在这章内容中往往利用扩散现象来引题。过去在做这个演示实验时,经常是按多变量下的实验,要控制统一变量下,只改变某一变量进行验证性实验。如红墨水在水中的扩散必须是在同样的烧杯中进行。我在授课时,改盛在大小完全不同的烧杯中进行。其实结论,学生们都知道,他们要说:“热水中扩散比冷水中扩散快”。但我不去验证这个结论,而是反过来让学生先观察再分析、在验证自己的想法、说出自己的思考与判断方式和论据。具体运作如下:
    用大烧杯事先装有热水(杯口留有余地),用小烧杯装冷水。大烧杯中的水量比小烧杯中的要明显的多。(不告诉学生水的冷热)。
    在小烧杯中稍微比在大烧杯中先滴入红墨水。
    对照观察两烧杯中红墨水扩散的速度。
    观察扩散达到均衡的时间先后。
    提问学生:(边做实验边问)
A.   本实验你能说出试验的目的是什么?
B.    你知道本实验的结论吗?
C.   请仔细观察实验:注意实验现象;思考为什么?
D.   能说出你的判断吗?
E.    能说出你的思维过程吗?
F.    能用你的亲身观察的现象来论证你的判断吗?
G.   想不想亲自验证你的结论的正确与否?
利用学生的已有知识和真实的感性认识来完成教学,培养学生的观察能力、分析、判断能力、逻辑思维能力和严谨的归纳演绎能力,把单纯的验证性实验拓展为研究、探索性实验。
(三)跨学科知识的运用 促进本学科的教学
(1) 演示实验2:NO2气体的扩散。
(2) 利用学生已有的化学知识包括:二氧化氮的密度大于空气的密度;如用排气取气,你应采用向上还是向下排气法;
(3) 根据实验现象说明NO2的扩散是不是在重力作用下完成的?
(4)不是在重力作用下完成的,那么扩散运动是什么造成的?
    这样,可利用学生的已有的指示讲解本学科的内容。做到“洋”为中用。
    紧接着分析布朗运动,如果说花粉颗粒的运动是在宏观力:重力和浮力作用下完成的。那么布朗运动应该是单向性的,为什么无规则性如此明显?
    此时,向学生介绍布朗运动是布朗在显微镜下观察花粉颗粒时发现的。马上转到显微镜观察花粉颗粒时的标本的制作过程:载玻片上加蒸馏水,再加花粉颗粒。
    在强调花粉颗粒的运动状态与其本身的宏观力无关的情况。那么还会有什么作用呢?
    在引申到标本的制作过程的另一部分——纯净水。从而突出了教学的重点——水分子的运动。进一步证实水分子运动的存在与无规则性。从而达到教学目的——布朗运动使花粉颗粒的运动,但本质上是液体分子的无规则运动造成的,说明分子是运动的且运动具有无规则性。
    作为知识本身就是一个大综合,在教学中把学科知识分割开来会把知识讲死的。在教学中跨学科综合知识的运用与统一会加强知识的连贯和理解。把这种综合与统一的思维方式运用与自己的教学方法之中,教会学生自己去综合分析判断、解决现实问题。
三、教学实况与教学设计的效果
(1). 设计之一:  把不可视的实验模拟出来有效的利用了现代化教学手段,改变了过去的单独讲述和利用弹性球的机械模拟的单一性。设置成各种可变条件下的变化,突出了温度和颗粒大小对布朗运动的影响因素,达到了预期效果。学生明确了主要研究因素即得到正确的结论。
(2). 设计之二:
(1)学生对大烧杯与小烧杯的设置,第一思维定式应该是小烧杯先达到扩散均衡。
(2)观察到现象是大烧杯先达到均匀,与事前假象结论相悖。
(3)根据思维分析判断和已有知识推测:“大烧杯里水热”
(4)找推测的证据:
a、开始时,明显发现大烧杯中的红墨水扩散的比小烧    杯里的快。
b、大烧杯的杯口空壁上在一小段时间里有水珠凝聚。
问题提出后,学生仔细观察、讨论。由学生来一一回答。学生的推测、找据、论证过程整体十分严谨。完全是自己来探究完成的。本来是个简单的结论,学生在不做演示之前就有结论的操作却变得有趣。课堂变得十分有启迪性,引起了学生的注意,在恰如其分的给与明确的评价,是学生受到鼓舞和激励。转换了学生和老师的角色。教师不只是知识的传授者,而变成了学习的指引者;学生不再是被动的接收由教师单一提供信息的接受者,而过去在做这个演示实验时,教师用同样的杯子,先交待相同的条件,再交待拿哪个烧杯是热水,再去一一按要求去看什么等等。而把学生转化主动获取各种观察信息、知识信息、思维转换的主动的探究者。即体验了研究的过程,又领会了研究的思维,同时也体验了成功的喜悦。(最后做分析、推理、判断的学生,我让他亲自上讲台去用手摸两只烧杯。摸后他对学生们说“还真是的,我的推理是对的”)。
    设计中的扩散速度观察、小水珠的凝结现象,学生们都观察到了,并也利用了,且用于论证,达到了设计效果。
(3). 设计之三: 
    跨学科知识的运用体现了现代教学改革的精神。培养了学生的综合能力和学生的现有知识的整合 ,把学生带到了一种新的认知领域,既让他们得到发挥的空间,也展示了他们的潜能,获得成功的愉悦。化学知识和生物技能在物理学科教学中得到利用。本是单调、枯燥的内容变得充满生机活力。学生在认知上得到升华。也同样引起学生的学习兴趣和注意。原来物理和化学、生物真的有联系,从心理激起了学生的求知欲。教学的实际效果达到了设计预想。
    我把这节课的设计和实施写出来是为了和专家和同行交流,只作为在新课程标准实施时的一次小的尝试,作为一个案例提供给大家批评指正。
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