青海省西寧市第二中學 裴生忠
教材中的演示試驗在課堂教學中提供了大量觀察、操作以及讓學生獨立思考的機會,教學中教師要充分利用實驗教學這一優(yōu)點,對教材中實驗進行挖掘,盡可能開辟第二課堂,調動學生學習積極性,提高探究知識能力。如在必修1《自由落體運動》這一節(jié)中,對于自由落體運動是勻加速直線運動,并且運動加速度是g,對這部分實驗在實施時本人結合學生特點,和學生一起關于自由落體加速度g值測定進行探究。首先分析一下學生在這一階段儲備知識,學生掌握的知識點有如下。
第一,打點計時器使用以及紙帶數(shù)據(jù)處理。
第二,勻變速直線運動規(guī)律(特別是推導結論△S=aT2應用)。
基于學生現(xiàn)有知識層面,在講授《自由落體運動》時,在課堂中采用教材提出實驗方案:利用打點計時器。這部分實驗器材以及紙帶處理數(shù)據(jù)方法在前面學生實驗已用過,簡單易行,便于操作。
利用課余時間,我在第二課堂中又提出兩種探究方案。第一種方案:將小球從大約1.5米高處自由落下,側面放置長1.5米的毫米刻度尺,將小球起點與毫米刻度尺零刻線對齊釋放,然后用攝像機拍攝其下落過程,小球下落時間大約0.53s左右。然后傳輸?shù)接嬎銠C上,由于視頻播放是每秒30幀,將下落過程視頻掃描幀數(shù)降低,如每2幀或3幀播放效果較好,并將圖片放大,通過刻度尺記錄下落距離,求出相等時間的位移間距△s然后利用勻變速運動規(guī)律,△s=at2來判斷類型和確定加速度。
第二種方案:滴水法測重力加速度,原理為:在水壓不變的情況下,調節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地流出;在水龍頭的下方放一盤子,調節(jié)盤子的高度,使一個水滴碰到盤子時恰好有另一個水滴從水龍頭開始下落,而空中還有一個正在下落的水滴。測出水龍頭到盤子的距離,再用秒表測時間:以第一個水滴離開水龍頭開始計時,到第N個水滴到達盤子時,共用時間為T,方法是:設第一滴與第三滴時間為t,那第一滴與第二滴時間為t/2。根據(jù)t+(N-1)t/2=T,得t=2T/(N+1),然后求出重力加速度。該實驗探究時提出問題讓學生明確三點:一是水滴做自由落體運動;二是到盤子的第一個水滴與空中第二個水滴以及水龍頭剛下落第三個水滴時間間隔相等;三是初速度為零勻加速直線運動在連續(xù)相等時間通過位移比為1:3:5;該實驗操作難點在于,要保證一個水滴碰到盤子時恰好有另一個水滴從水龍頭開始下落,空中還有一個正在下落的水滴。為此采用這種方法:調節(jié)水龍頭讓水滴滴出并用秒表測出n個(如20個水滴)水滴時間t,然后多測幾組,如果相同水滴數(shù)所用時間相同說明兩水滴時間間隔相同。調節(jié)盤子高度目測使一個水滴碰到盤子時恰好有另一個水滴從水龍頭開始下落,空中還有一個正在下落的水滴測出這時水龍頭與盤子距離h,這就解決了實驗難點問題。依據(jù)實驗原理求出加速度。
這兩種方案在實施中將班內學生分成若干組探究,讓學生積極參與,包括器材準備,小球下落拍攝,原理的探究以及誤差分析等課堂氣氛很活躍。同時就該實驗學生還提出一些可行方法,如測定下落速度和位移,求重力加速度。因此創(chuàng)造性應用教材,將充實教學內容與靈活多樣實驗以及生活常見素材和現(xiàn)象相結合,優(yōu)化教學效果,培養(yǎng)學生思維和探究能力。