方案确定:各组学生汇报设计的方案,如课题a,取L、r、m、G一样,而θ不同的两个单摆,比较两单摆T的大小。在教学中,关于课题e的方案设计学生会有一定困难,教师应加以指导。如何得到质量不变而引力变化呢?尽管我们不能改变同一地方的g值,但我们可以模拟g的变化,如采用铁质摆球下放磁铁的方法,启发后有些学生还提出了以下建议:a、将摆球放在水中利用浮力减小引力;b、将单摆放在斜面上摆动减小引力;c、将单摆放在加速升降机中等。
(4)初步探究:每实验小组选择课题abcd的任一课题进行研究。
4.发现规律、得出结论
当假设检验基本结束后,可选择一个完成假设的实验组阐述本组意见,其它实验组补充讨论的形式,展开组与组之间的交流和探究,并回答他人的提问,使全班同学都能清晰地了解其实验方法和分析思路。组与组之间的交流、补充、质疑后,运用科学逻辑方法,对实验现象和数据进行比较、分类、归纳和综合,发现规律和结论。
具体实施为:(1)初步结论,每组由一位同学简要介绍实验的方法与获得的结论:a、T与θ有关,简谐振动当θ<10°时T与θ无关(等时性);b、T与m无关;c、T与r无关;d、T与L有关,L越大T越大;e、T与引力有关,G越大(磁铁靠近铁球,而利用浮力与放在斜面上改变引力实验不成功,原因是阻力太大),T越小。(2)探究周期与摆长的定量关系。学生方案:取A、B两摆,使LA=2LB、3LB、4LB……, 测出两个单摆周期的大小并研究两者关系,学生实验得:单摆的周期与摆长的平方根成正比。(3)引申探究:周期与重力加速度的定量关系,作为学生的课外探究方案。(4)得到规律:单摆的周期公式。
三、教学效果
在“探究”式课堂教学过程中,以问题提出展开,以问题解决结束。协作、交流、表述贯穿各环节的活动之中,形成了气氛活跃、开放、民主的教学格局,培养了乐于合作、分享信息的团队精神,增强了学生的情感体验。
1.学生学会了如何学习
通过探究过程,让学生不但学到了知识,而且学会了解决一般物理问题的方法,对学生今后的学习起到不 可估量的作用。
2.培养了学生的实验能力
通过分组实验,培养了学生的观察能力、操作能力,勇于探索的意志力、实事求是的科学态度及共同协作探究的良好品质。
3.培养学生的创新意识和创新思维
学生在教师指导下,设计实验,采用“设疑──激疑──释疑”的方法,学生的思维得到训练和提高。从提出“探究的目标”到“控制变量法”与“对比法”,从“初步探究”到“重点探究”与“引申探究”以及用“磁铁增加引力” 等,这些是学生创造思维中的一种飞跃,有利于培养学生创造性运用知识解决实际问题的本领。
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