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文檔簡介
初中物理教學(xué)中的項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)踐摘要:開展校本化的拓展課程有利于完善擘生的知識體系,發(fā)展學(xué)生的關(guān)鍵能力.教師根據(jù)學(xué)生特點(diǎn),采用項(xiàng)目式的教學(xué)方式,能夠給予學(xué)生個性化的指導(dǎo),在培養(yǎng)學(xué)生興趣的基礎(chǔ)之上,讓學(xué)生的思維更有深度,學(xué)習(xí)的視野更加寬廣.本文以物理拓展課程“光學(xué)與應(yīng)用”的教學(xué)為例,闡述通過各種靈活的項(xiàng)目設(shè)計(jì)來培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的方法與路徑.關(guān)鍵詞:項(xiàng)目學(xué)習(xí);光學(xué)與應(yīng)用;拓展課程本文以初中“光學(xué)與應(yīng)用”的拓展教學(xué)實(shí)踐為例,探討在拓展課程中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的思路和具體方法(流程如圖1所示).1情境引入,確立項(xiàng)目主題項(xiàng)目活動1抬頭顯示器的原理探討情境:在現(xiàn)實(shí)生活中,駕駛員由于在駕車時低頭觀察汽車儀表,往往會忽略路況,造成交通事故.為此汽車廠商開發(fā)出一種抬頭顯示器:汽車儀表安裝在駕駛臺上,顯示面水平朝上,駕駛員可以做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能借助透明風(fēng)擋玻璃看到豎直的儀表顯示的像(如圖2所示).如果你是汽車設(shè)計(jì)師,為了實(shí)現(xiàn)這一要求,風(fēng)擋玻璃應(yīng)該如何放置?討論與分析:汽車前風(fēng)擋玻璃近似于平面鏡,由于汽車儀表水平放置,要讓汽車儀表與所成的像垂直,解決方案是讓風(fēng)擋玻璃與水平面的夾角接近45°.教師對學(xué)生的合理想法給予積極評價,并板書本次物理拓展課的主題:光學(xué)與應(yīng)用.2動手操作,體驗(yàn)與感悟物理觀念的形成過程項(xiàng)目活動2水膜透鏡的制作與應(yīng)用制作水膜透鏡準(zhǔn)備一根玻璃棒,將鐵絲緊密纏繞在棒上,制成一個內(nèi)徑約4mm的圓環(huán)(如圖3所示),將圓環(huán)浸沒在清水中后馬上取出,圓環(huán)內(nèi)會形成一層水膜.觀察水膜透鏡將水膜透鏡貼近課本上的字,透過水膜透鏡觀察字的大小.輕輕甩去一點(diǎn)水膜中的水,注意保持水膜完好,再用水膜透鏡貼近課本上的字,再次透過水膜透鏡觀察字的大小.教師要求學(xué)生將兩次觀察到的現(xiàn)象分別記錄下來,并嘗試進(jìn)行解釋.比較水膜透鏡和膠水膜透鏡將圓環(huán)在膠水中浸一下后取出,圓環(huán)內(nèi)布滿膠水膜.將水膜透鏡和膠水膜透鏡分別貼近課本,且使這兩個透鏡與課本的距離相同,發(fā)現(xiàn)透過膠水膜觀察到的正立的“字”更大一些,要求學(xué)生嘗試解釋其中的原因.3經(jīng)歷實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)探究能力項(xiàng)目活動3全反射的應(yīng)用:光導(dǎo)纖維認(rèn)識全反射現(xiàn)象(1)提出問題:光從水中斜射入空氣中時,在分界面處會同時發(fā)生反射和折射.不斷增大入射角,若入射角增大到一定程度,想一想會發(fā)生什么現(xiàn)象?(2)猜想與假設(shè):當(dāng)光從水中斜射入空氣中時,折射角隨著入射角的增大而增大,由于折射角大于入射角,折射角會比入射角先達(dá)到90°.若繼續(xù)增大入射角,折射光可能看不到.(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)器材,將激光筆射出的光束從水中斜射入空氣中,不斷增大入射角,觀察所看到的現(xiàn)象(如圖4所示).(4)分析論證:光從水中斜射入空氣中時,當(dāng)入射角增大到一定程度時,反射現(xiàn)象能夠存在而折射現(xiàn)象消失.引出全反射概念:光從折光能力較強(qiáng)的介質(zhì)進(jìn)入到折光能力較弱的介質(zhì)時,當(dāng)入射角大于某一角度(臨界角)時,觀察到折射光線消失的現(xiàn)象.演示實(shí)驗(yàn):會拐彎的光展示自制的教具:將一直徑約1cm的吸管剪成3cm長,用剪刀在靠近大號可樂瓶底部處開一個小孔,小孔的大小與吸管粗細(xì)差不多相同,將吸管插入小孔中并露出約2cm長(吸管水平放置),吸管和可樂瓶用膠水粘牢.將可樂瓶裝滿水,擰緊蓋子.將綠光激光筆用鐵架臺固定好放在小孔的另一側(cè)并正對小孔,調(diào)整好角度,手按下激光筆開關(guān),使激光能夠透過可樂瓶穿過吸管,在教室的白墻上可以看到光斑.擰開可樂瓶蓋,水從小孔流出,發(fā)現(xiàn)墻上的光斑消失了,同時水流變綠了,光線沿著水流傳播.隨著可樂瓶中的水逐漸變少,水流中的光線隨著水流不斷移動(如圖5所示).讓一學(xué)生走上臺,把手?jǐn)傞_放在吸管前下方,使水流到學(xué)生的手心,可以發(fā)現(xiàn)手心里有光斑.教師用手機(jī)將學(xué)生手心里的光斑拍下來,用希沃授課助手軟件將照片傳至電腦,再投影出來(如圖6所示).課堂內(nèi)學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛高漲,教師因勢利導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生分析流水中光線彎曲的原因:水流中的激光在水與空氣的交界面處不斷地發(fā)生全反射,從而使得光線不斷拐彎前行.全反射的應(yīng)用:光導(dǎo)纖維把某種介質(zhì)做成細(xì)絲,使光以一定角度從細(xì)絲的一端射入,光就可以在細(xì)絲中不斷地發(fā)生全反射前行,最終從細(xì)絲的另一端射出,光導(dǎo)纖維就是根據(jù)這一原理制成的(如圖7所示).將光導(dǎo)纖維制成光纜,可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信.醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制造出用來觀察人體內(nèi)臟的內(nèi)窺鏡,如胃鏡.反思與評價:課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“通過科學(xué)探究,使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力,形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度.”在物理教學(xué)中突出探究活動,可以有效保持學(xué)生的好奇心,激發(fā)他們的求知欲,使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的樂趣,領(lǐng)悟科學(xué)的思想與精神.在本活動中,學(xué)生先通過探究活動接觸到全反射現(xiàn)象,再通過觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鞏固,在頭腦中建立了豐富的感性認(rèn)識,然后學(xué)習(xí)全反射在實(shí)際中的應(yīng)用(光導(dǎo)纖維),整個活動過程環(huán)環(huán)相扣,思維難度層層遞進(jìn),思維的火花在學(xué)生中反復(fù)碰撞,學(xué)習(xí)的潛能得到了相應(yīng)發(fā)展.最后階段教師向?qū)W生介紹光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)、通信等方面的應(yīng)用,有利于學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展,符合課程標(biāo)準(zhǔn)所提倡的“關(guān)注科技發(fā)展的動態(tài),關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會進(jìn)步和問題,樹立正確的科學(xué)觀”的要求,這對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要的作用.4通過趣味實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維項(xiàng)目活動4“消失的小貓咪”每組分發(fā)一個照相館里裝二寸照片的白色透明小塑料袋,用黑色油性筆在一張小紙片上畫上可愛的小貓咪圖,將小紙片放入小塑料袋,再用記號筆在塑料袋外表面畫一個比小貓咪圖大的黑框.在燒杯中裝適量的水,將塑料袋浸入水中,注意不要讓水進(jìn)入塑料袋內(nèi)(如圖8所示).人眼在水面上方看水中的塑料袋,發(fā)現(xiàn)只能看到黑框,黑框里的小貓咪圖“消失”了.理論分析與建模:人眼之所以能看到一個本身不發(fā)光的物體,是由于物體表面反射的光射入人眼.如圖9甲所示,設(shè)點(diǎn)S1為塑料袋表面黑框上的點(diǎn),來自點(diǎn)S1的光從水中斜射入空氣,入射角N1較小且小于臨界角,因此在水和空氣的分界面處不會發(fā)生全反射,折射光可以射入人眼,因此人眼就能看到水中塑料袋表面的黑框.如圖9乙所示,設(shè)點(diǎn)S2為小貓咪圖上的點(diǎn),袋內(nèi)紙片周圍存在空氣,來自點(diǎn)52的光先由空氣斜射入水中,折射角N3小于入射角N2,折射光線向法線偏折.射到水中的光再向空氣中斜射時,入射角N4較大,N4三臨界角,發(fā)生全反射,光全部反射進(jìn)入水中,因此人眼就不能看到水中塑料袋內(nèi)的小貓咪圖.反思與評價:趣味物理實(shí)驗(yàn)操作簡單、趣味性強(qiáng),能夠活躍學(xué)習(xí)氣氛,增強(qiáng)學(xué)生的活動體驗(yàn).在“消失的小貓咪”實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生從水面上方觀察水中的塑料袋,會看到奇妙的現(xiàn)象:“只見框不見貓”,學(xué)生感到意外.意外中蘊(yùn)含著教學(xué)良機(jī),教師因勢利導(dǎo),化意外為契機(jī),運(yùn)用全反射、光的折射等
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