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1、 “科学探究活动”案例 广福中学刘佳勇 一、科学探究活动课题: 物理8年级(下册)第九章压强和浮力第一节压强第一课(活动9.1和活动9.2) 二、内容简析: 第九章压强和浮力 第一节压强分2课时完成教学任务,本节课是第一课,首先通过活动9.1对图9-1的观察和作图既复习了力的示意图的画法,又为压力概念的形成提供了场景,通过对三个图共同点的归纳建立压力的概念。然后,通过活动9.2探究压力的作用效果跟哪些因素有关来解释日常生活中的一些现象,从而引出建立压强概念的必要性;通过学生在课堂上的自主科学探究实践活动,培养他们细致、耐心的科学学习态度,激发他们科学研究的兴趣,让学生体验科学探究的方法和过程。
2、 三、学情分析: 本课学习对象是八年级的初中学生。考虑到学生在上一章中已经学习过怎样用力的示意图来表示压力,因此在活动9.1中作图不用担心,主要是为压力概念的形成提供场景,通过分析三个图的共同点来提高学生的归纳能力。在活动9.2的探究与体验的过程中,根据八年级学生的认识能力和探究水平,通过观察图9-2和学生自主完成图9-3的实验引导学生提出合理的猜想,然后由学生按控制变量的思想来设计验证猜想的实验,最后由学生自主完成实验、交流合作、评价,得出结论。 四、教学目标:(一)知识与技能1、知道什么是压力,会画压力的示意图。2、通过探究知道影响压力作用效果的因素。(二)过程与方法1、通过作图分析、对比
3、研究问题,提高学生的归纳分析能力;2、通过探究活动,培养学生乐于和他人进行合作探讨的团队精神。(三)情感、态度与价值观1、通过观察图片、做小实验,激发学生求知的欲望。2、让学生经历探究活动,体验成功的喜悦,培养实事求是的科学态度。五、总体设计与步骤: (一)总体教学思路与步骤:1、活动9.1:通过多媒体手段展示图9-1中的三个图片,由学生画出力的示意图,再由学生归纳出所画力的示意图的共同点,最后得出压力的概念。2、活动9.2:“研究压力的作用效果跟哪些因素有关”是本课的主要活动内容,按科学探究的过程与方法组织设计课堂教学。其基本步骤是: (1)观察生活中的图片提出问题(研究压力的作用效果可能跟
4、哪些因素有关?) (2)通过体验(图9-3小实验)提出猜想(压力的大小、受力面积的大小等等) (3)制定计划(按控制变量的思想来设计实验验证,写出实验方案) (4)观察与实验、收集证据(按提供的器材,选择需要的器材自主完成实验、记录实验中观察到的现象) (5)分析得出结论(根据观察到的现象各组讨论,得出结论)(6)合作交流与评价(分析实验过程与结论是否正确)(7)问题延伸,为下节课伏笔。(二)教学准备: 分组实验材料:盛沙的玻璃缸、用钉子做四条腿的压强小桌、海绵、木板、盛满水的矿泉水瓶(盖紧)、钩码一盒(200g?)、一头削尖的铅笔、吹好气的气球。演示材料:投影图片(P60图9-1、图9-2)
5、 六、课堂教学的主要过程及每个环节的点评: (一)压力概念的引入1、用多媒体展示画面P60图9-1:(a)画出钉子对墙的作用力的示意图;(b)画出风对帆的作用力的示意图;(c)画出人对钢丝绳作用力的示意图。2、由学生画出三个力的示意图(三位学生板演)。3、提问:所画力的示意图有何共同点?(学生讨论并回答)4、讲述:这种垂直作用于物体表面的力叫做压力。(二)探究压力作用的效果1、观察图片,提出问题: (1)图片导入:压力有什么作用效果呢?请同学们看图片9-2。(复习力的作用效果)(2)学生回答:压力可以使物体发生形变,图中小明在沼泽地中陷得较深,说明压力的作用效果明显。(3)提问:看到小明和小华
6、陷入沼泽地的深浅不同,你们可以提出什么问题?学生讨论,踊跃发言。(4)讲述:你们的想法很好,有些想法我们可以课后再讨论。今天在课上我们就研究其中一个问题:压力的作用效果可能与哪些因素有关?(板书出示问题)(点评:从现象到问题的提出,都以学生为主体,让学生提出问题比老师直接给出问题更能激发学生的探究欲望。课堂实践发现八年级的学生大都能提出“压力作用效果可能跟哪些因素有关?”这样的问题,因此学生的思维较活跃,学生的学习兴趣也很高。) 2、通过体验,提出猜想:(1)讨论:怎样解决这个问题?(有的学生提出做实验,有的学生说先要提出猜想。)(2)讲述:为了使我们的猜想合理一点,先来体验一下,做两个小实验
7、。(a)拿出自己准备好的一端削尖的铅笔,用两手的食指压住铅笔的两端;(b)拿出吹好气的气球,用一只手掌平压在气球上,另一只手的食指顶住气球。(3)学生做小实验 (4)提问:你们做完小实验,发现了什么?(学生踊跃举手回答)(5)提问:你们认为,压力的作用效果可能与哪些因素有关?有什么关系?(6)学生讨论后每一位学生写出猜想,然后回答:猜想1:压力的作用效果与压力的大小有关,压力越大,压力的作用效果越明显;猜想2:压力的作用效果与受力面积的大小有关,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(教师板书出猜想1、猜想2)(点评:鼓励、要求所有同学都确立自己的猜想,目的是训练学生的发散性思维,激发学生科学探
8、究的兴趣。使学生体会科学学习的方法,是培养科学创新思维的有效环节。实践表明,通过两个小实验的体验,每位学生都能写出基本合理的猜想,只不过有的学生文字表达少贴切。) 3、制定计划:(1)提问:请同学们讨论如何设计来验证猜想的实验?(2)学生讨论23分钟后,教师提醒:我们在验证滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关时,怎么做的?今天,我们商量一下,怎么才能做好这个实验,实验过程要注意什么?(3)学生继续讨论。(4)学生小结:在研究压力的作用效果跟压力的大小有关时要保持受力面积相同,改变压力大小来研究;在研究压力的作用效果跟受力面积的大小有关时要保持压力相同,改变受力面积大小来研究。(5
9、)教师赞同上述方法,学生按照此方法、根据提供的实验器材选取合理的器材,写出实验的方案。(点评:这一步能帮助学生对科学实验方法的理解和把握,对于多因素影响的问题用“控制变量法”进行研究,待学生接触多了以后再归纳出具体的名称,以前在探究“影响液体蒸发快慢的因素”、“影响滑动摩擦力大小的因素”时都用到这种方法。坚持做好这一步,有利于培养学生良好的科学实验习惯,学会正确的科学研究方法。实践表明,这里需要老师提醒学生不要急着做实验,必须设计好合理的方案后再开始动手,从而避免学生探究场面很热烈却不能得到正确结论的情况发生。) 4、观察与实验、收集证据:学生写好实验方案后选择实验桌上的器材分组实验,观察并记
10、录有关现象,老师控制时间,并巡视作个别指导、帮助。(完成快的小组可以选择不同器材重新做实验。) (点评:这是本课的核心部分,让学生进行科学探究,真正像科学家一样做实验。目的是通过学生的自主性活动,培养学生的观察、实验、记录等方面的能力,使他们充分体验和感受科学探究所带来的乐趣,并培养他们耐心、细致的科学学习态度。实践表明,(1)由老师统一控制时间使学生情绪显得更加紧张和兴奋,避免了一些客观因素的干扰,课堂效率较高。(2)让完成快的小组选择不同器材实验充分体现探究活动的自主性,进一步培养学生的发散思维能力和创新能力。) 5、分析得出结论:讲述:各小组讨论一下,通过观察和记录,你们组发现了什么?是
11、通过什么来显示压力作用效果的?把你们所用的器材、实验的过程、看到的现象整理好写下来,并分析现象后把结论写出来,准备交流。教师巡视作个别指导、帮助。(点评:让学生通过观察实验后看到的现象记录下来通常是显得零乱的、表面化的,在此,教师适时指导学生,培养学生对数据、信息的加工、整理能力,长此坚持,将提高学生对科学实验理解能力。) 6、合作交流与评价:(1)任选一组把他们所用的实验器材、实验的操作过程、记录的实验现象、得出的结论进行全班交流。(2)依次各小组对这组的器材选择、实验过程、观察到的实验现象、得出的结论是否合理、正确进行评价,并比较本组实验所用器材选择、实验过程、观察到的实验现象、得出的结论
12、与这组有何异同,比较哪组更合理、正确。(点评:让学生来进行评价探究活动过程是否合理,结论是否准确,有利于学生评价能力的提高,并鼓励学生敢于发表自己的见解,与他人合作、交流,培养学生主动与他人合作的精神,也勇于放弃或修正自己的错误观点;也有利于高学生表达能力,也使科学的规律得以突现,老师则帮助学生体会任何科学认识都来源于科学实践。) 7、问题延伸,为下节课伏笔。(1)进一步思考:如何表示压力的作用效果?(2)通过下节课的学习,你们就会明白。(点评:这是本课内容的延伸,激发了学生继续探究的欲望,使学生感悟到科学研究是无止境的,生活中到处有科学问题等待着他们去探究。) 七、对整个科学探究活动的反思:
13、 (1)本课教学是紧紧围绕学习的中心环节科学探究来开展的。科学探究的能力形成依赖于学生的学习、探究活动,所以在教学中依托了“压力作用效果跟压力的大小、受力面积的大小有关”这一物理知识,通过让学生动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,由学生自行实践得出科学结论。通过教师指导,学生在科学方法、科学技能、科学知识、科学精神等各方面均有所收获。从学生的态度、反应、结果等各方面看,学生对本课研究的问题较感兴趣。因此,我想这类教学方法如果能坚持下去,一定能够有效培养学生的科学素养。 (2)通过教学发现课堂时间比较紧张。在有限的课堂时间内要想充分发挥学生对探究问题的自主性、体现学生学习的主体性,则时间的
14、矛盾总是存在的,把握不好就会使一个问题的讨论面太大,时间拖得太长,还会远离研究主题,浪费时间等等。所以老师在组织教学过程中,必须使每个环节十分严密,力争排除一些客观干扰因素,也就是要把握好引导的“度”,对于如何更好地激发学生的探究欲望和兴趣,培养发散性、创造性思维等方面的问题也值得再讨论。 (3)课堂教学还发现八年级的许多学生科学探究的积极性比较高。这次活动在器材的选择上有很大的灵活性,有选择矿泉水瓶和海绵做实验的,有选择压强小桌、盛沙玻璃缸和钩码做实验的、有选择压强小桌、海绵和钩码做实验的等等。所以要在课上要鼓励学生多动脑、多实践,给他们相对充裕的时间,他们总会有所得。同时也要培养他们严谨的科学态度,潜移默化教给他们正确的科学方法。另外还要通过种种措施和手段,激发学生在课后仍然保持科学探究的热情,由课内到课外、由被动到主动,逐渐使学生自然地学会科学的想事情、做事情,这也是组织科学探究活动最终目的之一。