巧用自制器材,提高复习效率
作者: 范勤勇
摘要:苏科版初中物理八年级下册第八章《力》一章复习课,从实验入手,通过自制实验器材,让旧知识在新探究中呈现,从而提升课堂对学生的吸引力,让学生更加积极主动地参与到学习活动中。后续分解实验,把复习课分成三个研究环节,将本章各个小节中零散的知识点串联起来,从而激活学生的思维,形成网格化知识体系,提高复习效率。
关键字:初中物理;复习课;自制器材;实验探究;《力》
上完一章的新课后,教师一般会安排复习课来帮助学生回顾整章知识。然而很多教师明显感觉到:与新授课相比,学生状态较差,复习效果并不理想。究其原因,多数复习课仅是对原有知识的简单回顾和再练,过程枯燥,学生不易从中获取新的认识。那能不能把复习课上出不一样的味道呢?苏科版初中物理八年级下册第八章《力》一章复习课,笔者做了如下尝试:从实验入手,通过自制实验器材(如图1,将一根弹簧一端固定在L形木板上,另一端固定一个小长方形木板),让旧知识在新探究中呈现,从而提升课堂对学生的吸引力,让学生更加积极主动地参与到学习活动中;同时,通过设计系列实验,将本章各个小节中零散的知识点串联起来,从而激活学生的思维,形成网格化知识体系,提高复习效率。
一、整体实验导入,形成复习主线
师(展示自制实验器材)同学们,这是老师自制的一个实验器材,你能利用它将放在木板上的一个小木块弹射出去吗?
(学生跃跃欲试,教师指名一位学生上台展示。)
师请同学们描述一下你所看到的实验现象。
生用力压弹簧,弹簧被压缩。
生小木块在被压缩的弹簧弹力的作用下,在木板上由快到慢地向右运动。
生当运动至最右侧后,木块沿一定的轨迹向下掉落到地面上。
师描述得全面。同学们不要小看这个实验,其中包含了我们第八章学到的所有力学重点知识哦。下面就让我们将实验分段再现,一起探究发现吧。
课始,一改以往通过概念回顾来引入的复习模式,以实验入手,通过简单的“看、做、思”,有效激发了学生学习的欲望。
二、分段实验再现,突出复习重点
后续分解该实验,将本节课分成三个研究环节:(1)观察木块弹出的过程,探究力的基本概念、弹力及相关知识;(2)观察木块在木板上运动的过程,探究摩擦力的分类、影响因素及改变摩擦力的方法等知识;(3)观察木块落地过程,探究重力、重力的方向及其应用、力的三要素及力的示意图等知识。这样,让学生通过一个实验,在一节课中回顾本章所有重点内容。
(一)观察木块弹出的过程
(教师再现“木块压缩弹簧后被弹出”这一实验片段。)
师请同学们仔细观察“木块压缩弹簧后被弹出”这一实验片段,结合自己之前做实验的体会,想一想这里有哪些现象?这些现象都涉及哪些力学知识?
(学生组内交流。)
师比如,用手推木块,手感到有阻碍,这一感受说明——
生力的作用是相互的。
师还能说明什么?
生这里涉及两个物体,表明力是物体对物体的作用。
生手在施力的同时感受到了阻力,说明一个物体既是施力物体又是受力物体。
师同学们分析得非常好!还有其他的发现吗?
生弹簧被木块压缩后变短了,说明力能改变物体的形状。
生压缩后的弹簧把木块弹出去了,说明发生弹性形变的弹簧能产生弹力,也说明力能改变物体的形状。
生这样的现象也说明发生弹性形变的物体具有能量,这个能量称为弹性势能。
在这一环节,教师让学生以组为单位开展讨论,尽可能多地去挖掘实验现象中涉及的物理知识。对学生而言,这不再是简单的知识回顾,而是对现有知识在生活中应用的探索。在此背景下,学生在组内、组间会激发起竞争欲,从而让复习变得主动;同时,学生通过对同一现象多角度地分析,让原本分布在各小节中的知识点不再零散,而是逐步走向综合应用。
(二)观察木块在木板上运动的过程
(教师再现“弹出后的木块在木板上的运动”这一实验片段。)
师小木块在木板上运动时,速度为什么越来越慢?
生因为木块与木板间有摩擦。
师它们之间是什么摩擦?关于摩擦,你还有哪些了解?
生摩擦分为静摩擦和滑动摩擦。这里木块相对木板在滑动,所以是滑动摩擦。
师哪位同学能细致说说静摩擦和滑动摩擦的区别,它们的大小又是如何确定的?
生静摩擦是物体间有相对运动的趋势时的摩擦,其大小与试图引发相对运动的动力的大小相等;滑动摩擦是物体间有相对滑动时的摩擦,其大小与压力、接触面的粗糙程度两个因素有关。
师分析得很到位!同学们能利用刚才的器材设计“影响滑动摩擦力大小因素”的验证型实验吗?
生我们可以将器材进行改装:如图2所示,在木块上加一砝码,可研究压力对摩擦力的影响;如图3所示,在木板上加一块绒布,可研究接触面的粗糙程度对摩擦力的影响。
师老师按照同学们的设计已经改装好器材了。请第三小组同学一起来给我们演示一下探究过程吧。
……
学生对于木块运动逐渐变慢的原因是有共识的,他们能够迅速说出“摩擦力”和摩擦的几种方式。这一环节的重点是探究影响摩擦力的因素。教师在教学中要密切关注各组学生的动态,及时作出点拨。对于基础较好的学生,教师可让他们自由讨论,然后利用器材设计探究方案。对于基础薄弱的学生,教师要进行实例引导。比如:推一张空课桌和一张堆满书的课桌,哪个更容易?在地砖上和草地上分别推同一张课桌,所用力的大小又有什么不同?你能从中发现什么?如此,从生活中的现象加以引导,让学生从直观的现象中去对比、发现不同点,学生更易得出结论。在此基础上,再让学生以实例分析的猜想为依据,利用器材设计探究方案。这样的教学设计,并不是对原有实验的重复,而是引导学生通过自己的设计、探究,对以前课堂上获取的知识加以验证,加深对已学知识的理解。摩擦力大小的测量,需要借助后面“二力平衡”的知识,我们可让学生基于理论分析,从平衡的角度分析“静”和“动”两种状态时摩擦力与动力之间的关系,从而得出摩擦力大小的判断和测量。最后,引导学生通过改造实验器材,尝试测出滑动摩擦力的大小,做到学以致用。
(三)观察木块离开木板后运动的过程
(教师再现“木块离开木板后运动”这一实验片段。)
师木块离开木板后为什么会落向地面?
生受到重力的作用。
师什么是重力?从实验现象中你能发现重力的方向吗?
生重力是物体由于地球吸引而受到的力,其方向总是竖直向下的。
师你能将木块在空中下落的某一瞬间的受力情况画出来吗?
(指名学生上台作图。)
师(结合学生的作图,出示图4)这里涉及力的三要素,你能指出来吗?
生(边指边说)大小、方向和作用点。
师很好。在实际生活中,力的三要素会影响力的作用效果。老师现在在黑板上挂了一幅画像,你能通过所学知识快速判断出画像是否挂正了吗?
生利用重力方向竖直向下制作出铅垂线,通过观察铅垂线与画像竖的一边是否平行可直接检验画像是否挂正了。
(学生上台演示。)
师铅垂线除了能检验物体是否竖直,能检验物体表面是否水平吗?你们能帮老师检测出讲台桌面是否水平吗?若不水平,如何调节?
(教师引导学生将铅垂线与自制器材结合,制成图5所示的装置。)
生(上台边演示边讲解)将该装置放在讲台桌上,若铅垂线与木板边重合,则桌面水平;若铅垂线偏向左侧,则左低右高;若铅垂线偏向右侧,则左高右低。
师非常棒!同学们可以在课后了解更多关于铅垂线的实际应用。
在这一环节,对于重力及其成因,学生一般能较快、较准地答出。因此,本环节复习的重点是由重力引申出来的一系列应用。对于“力的三要素”,教师要充分利用学生画的木块受力示意图,通过学生的作图展开快速讨论,完善作图,在这一过程中突出力的三要素,落实该知识点的复习。对于“铅垂线的应用”,教师安排了一次实践活动:利用铅垂线将墙面上的画像挂正和将不水平的桌子调水平。教师将探究要求抛给学生,让学生自由讨论需要的工具和具体的操作方法。这种生活中常见的问题更易激发学生的探究欲。不管之前有没有探究过,对于学生而言,都是一次有效的实践操作。在工具的制作上,为了节约课堂时间,在学生描绘出所需工具时,教师可帮助学生对器材进行改装,完成后直接提供给学生探究。
一个自制器材,一次“简单”的实验,贯穿了整个复习课。这种复习方式不仅提升了学生的参与度,更让学生的知识在探究中得以巩固和提升。物理复习课教学,教师可通过对实验的改进或创新,精心制作实验器材,巧妙融合复习重难点,调动学生积极性,从而有效提升复习课的质量和效度。