《打開物理世界的大門》教學設計

摘要:初中物理(司南版)第一章名為《打開物理世界的大門》。 如何打開這扇神圣的“大門”，同時向學生展示這個神奇的物理“世界”，是困擾許多教師的一個難題。本節課的設計遵循《中學物理課程標準》的理念，根據教材編寫者的意圖，積極融合自身的教學實踐，在充分分析學生學情的基礎上制定了恰當的教學目標，并且教師對第一章的教學內容還進行了大膽的創新與整合，在緊扣課程目標的基礎上既源于教材又不拘泥于教材，力求有所突破，取得了在三維課程目標上的達成。

關鍵詞:起始課;創新整合;教學設計

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2010)9(S)-0027-5

1 教材分析

本節課是上海科學技術出版社《物理》(八年級)的起始章節。相當于義務教育階段物理教材的緒論，其地位特殊，肩負著對教材培養目的定位，構建教材框架和欄目，體現教材特色的任務。作為物理啟蒙課的開篇，通過展示五彩繽紛、充滿神奇的物理世界，向學生“打開物理世界的大門”，并進一步吸引學生走入美妙的物理世界。通過《認識物理》這節課讓學生了解到物理學的研究范疇、物理學的研究方法、物理學家的科學精神與科學態度，以及物理學在生產和生活中的重大作用及重要成就，能使學生對物理學產生強烈的好奇心與求知欲。

2 學習任務分析(如圖1)

3 學情分析

本課題面向的對象是由初一剛升入初二的學生。他們在小學階段的《自然》課和以往的生活中學習并接觸到了一些淺顯的物理學知識，但這些知識往往只限于表面現象，而未涉及深層原因，更談不上知識的系統性，因而對物理學既感興趣又有一種神秘感，部分學生還有一定的畏難情緒。從學習觀念來看，他們對于知識習得本身而言，長期形成了“學”知識、“記”結論的定式，對于“自主探究”來說還需要教師進一步去萌發意識、指導方法、鼓勵實踐。從這個年齡段學生的身心發展規律來看，表現出較強的興趣主導傾向，即對知識的接納，很大程度上取決于興趣本身。這雖是身心發展不成熟的表現，但同時也是教育者可加以利用的契機。

4 教學目標分析與制定

4.1 知識與技能

(1)通過教學使學生對物理學研究的范疇與廣泛應用有個初步認識。

(2)初步了解科學探究的七個環節。

(3)了解物理學家及其重要成就，感受科學精神與科學態度。

4.2 過程與方法

(1)初步樹立從日常生活、自然現象中發現問題、提出問題的意識與能力。

(2)初步感知“做”物理的學習觀念。

4.3 情感、態度與價值觀

(1)學生學習物理的興趣與愿望得以激發。

(2)萌發主動參與觀察、實驗、討論、交流等環節的自主意識。

5 教學重點與難點

5.1 教學重點

充分利用學生與生俱來的好奇心與求知欲，通過教師精心設計與安排，在學生眼前呈現出一個生動有趣、奧妙無窮的物理世界;讓學生初步體驗物理學的無窮魅力，激發他們內心學習物理的原動力，從而獲得一個學習物理的良好開端。

5.2 教學難點

學生學習觀念的“破”與“立”以及對科學探究七個環節的領悟。

6 教學過程

6.1 引入

教學準備:講臺桌上事先放著四個盛有半杯水的燒杯，燒杯上放有一塊泡沫板，在泡沫板上燒杯口的正上方分別放置四個小圓筒，小圓筒的上方又分別放置一個雞蛋(如圖2)。圖 2

教師引導:請同學們開動腦筋，看看誰能在最短的時間內把四個雞蛋分別放到四個燒杯中去。

在學生思考不得其法時，教師用手猛擊泡沫板，泡沫板被打出，而四個雞蛋由于慣性落入四個燒杯中。

教師適時提出疑問:同學們，四個雞蛋為什么沒有隨泡沫板一塊兒被打出去呢?要想解釋這個現象，我們需要學習一門新的課程——物理。那么物理學具體研究哪些方面的內容，它又是一門怎樣的學科呢?今后，我們將通過這門課來認識這個新朋友。

(分析):本環節作為引課，利用慣性實驗產生的先聲奪人效果在第一時間抓住了學生的心，使學生帶著疑問、好奇進入課堂，同時點明本節課的目標，使學生做到心中有數。

教師:同學們，你們還能回憶起小學自然課中學到的或生活中見到的物理現象和實驗嗎?你們感覺這些物理現象和實驗的原理是怎樣的呢?下面老師將為大家演示幾個物理實驗，看看你對這些實驗有怎樣的認識?

6.2 講授新課

(1)實驗環節:通過實驗的方式呈現物理學的研究范疇，同時達到展現物理世界的神奇，激發學生學習興趣的目的(如表1)。

在上實驗的構思與篩選把握了三個原則:

原則一:小中見大——小現象蘊藏大道理，刺激學生產生疑問，進行思考。

原則二:平中見奇——習以為常是學好物理的最大敵人，不能司空見慣，要敢于質疑。

原則三:圍繞生活，簡單易行，利于學生動手參與，便于課下模仿。

這些實驗很好的達到了上述目的，并促使學生進入“憤”、“悱”的狀態。

(說明):在學生觀察有趣的實驗現象的同時，誘發學生進行思考，并盡量安排學生積極參與實驗。

①巧取乒乓球(如圖3)

教師出示一個小燒杯，里面放置一個乒乓球，讓學生思考，如何在不動手也不能借助于外物的情況下，把乒乓球取出來。 學生多數情況下會想到對著杯口豎直向下吹氣，把乒乓球吹出來。教師給予肯定，同時提出疑問:沿著杯口水平吹氣能否取出乒乓球呢?從而對學生的慣有思維形成沖擊，促使學生加以思考。教師讓學生進行嘗試，學生會驚奇地發現乒乓球在水平吹氣時“飄”了出來。教師此時面對學生的疑惑，加以點撥:通過學習物理學了解這當中的原因后，就不難理解鋼鐵飛機為什么能夠在空中自由翱翔了。圖 3

(說明):先讓學生想出自己的辦法，再讓學生判斷教師想法的可能性，最后讓學生帶著疑問親自操作并觀察實驗。

②銅塊浮在水銀面上

教師通過銅塊在水中下沉和在水銀面上漂浮的對比實驗，挑戰學生的“生活常識”，促使學生產生想要知其所以然的愿望。

③巧移泡沫球(如圖4)

教師在小燒杯中倒入半杯水，通過實物投影儀展示在大屏幕上。然后將一個泡沫小球用鑷子輕輕放置到水面中央，讓學生注意觀察現象。學生會發現泡沫小球很快跑到了水面的邊沿。而后教師向學生發問:看看誰能夠讓泡沫球重新停留在水面中央?學生會被這一有趣現象極大地調動起來。學生在嘗試用吹氣，攪動水等方法失敗后。教師揭示答案:把小燒杯中的水加滿。學生會清楚地看到小球被神奇地“拉”回到水面中央并停留在那里。簡單而出乎意料的實驗再一次強化了學生的好奇心與求知欲。

(說明):教師不要急于給出答案，要讓學生充分討論、嘗試。

④利用大氣壓打折筷子

讓學生再觀察一個與大氣壓有關的趣味實驗。將一根一次性筷子放在桌子邊沿，一半懸在桌子外，另一半被一張展開的報紙壓在下面。教師用木棍快速打擊懸空的另一半，學生會發現單薄輕盈的報紙會產生較大的力，將筷子一端牢牢壓在桌子上，從而使木棍將筷子打折。

(說明):為了凸顯大氣壓的作用，可采用兩次實驗對比:1.一張報紙折疊幾次后壓在筷子上，結果不能壓住筷子;2.報紙質量不變但充分展開后壓在筷子上，結果實驗成功，將筷子打折。

教師指出以上實驗都與力學知識有關，力學是物理學研究的重要內容。

⑤叉響鼓隨

教師將事先準備好的少先隊隊鼓拿出來。讓學生擊打鼓面，隊鼓振動發聲。教師隨即發問，能否在不接觸隊鼓的情況下使其發聲呢? 在學生的疑慮中教師取出440Hz音叉，敲響音叉后，靠近鼓面。學生會驚奇地發現，隊鼓像伴唱一樣隨之而發出輕脆的“沙沙”聲。教師指出這個實驗與聲的知識有關，聲學是物理學研究的重要內容(如圖5)。

⑥火燒手帕

教師演示火燒手帕實驗。引導學生猜想出這個實驗屬于熱學現象。

⑦燒杯生子

教師取出一個盛滿色拉油的大燒杯，向學生展示。學生看到燒杯中的色拉油清澈透亮。教師用布蓋住燒杯，然后魔術般地從大燒杯中“變”出一個小燒杯。學生想不通小燒杯從何而來，教師簡單解釋原因:小燒杯事先就一直浸在油中，由于玻璃折射率與色拉油非常相近，因而很難被發現。教師是利用了光學知識欺騙了大家的眼睛。教師指出:光學是物理學研究的重要內容(圖6)。

⑧汽球帶電

通過讓學生摩擦汽球使之帶電，告訴學生電學是物理學研究的重要內容。

讓學生談談對物理學的認識和感受，并小結物理學研究的范疇。

(2)互動環節 :學生討論、師生互動、 列舉物理學在各個領域的重要應用，突出物理學的重大成就。

①自然界中物理現象處處可見。

教師通過多媒體課件展示浩瀚太空、日食月食、電閃雷鳴、海市蜃樓等自然景觀，打開學生思路，組織學生分組討論并交流生活中常見到的物理現象，教師加以引導點撥。

②物理學知識的應用滲透于生產、生活的方方面面。

引導學生從生產、生活中挖掘物理學應用的相關事例，于課堂上進行交流。教師利用多媒體課件展示氫彈爆炸、“神六”發射、納米鐵紙、太空望遠鏡、磁懸浮列車、銀河Ⅱ型巨型計算機等物理學在高科技領域中大顯神威的圖片、影像資料來進一步豐富學生的認知。

(說明):有效形成師生互動、生生互動的局面。以發動學生討論、交流、舉例為主，教師在此基礎上再加以補充。

(3)德育環節:介紹重要的物理學家及成果的來之不易、滲透科學精神和科學態度。

①課件展示牛頓、愛因斯坦、霍金畫像。

②教師結合圖片講解物理學家的生平及杰出成就，對學生形成強大的感召力。

(4)方法指導環節 :提出“做”物理的理念，初步介紹科學探究的環節、方法，激發學生自主探索的信心與熱情。

①列舉牛頓發現萬有引力定律等事例，說明善于“發現問題”和懷疑精神的重要性。

②結合具體事例滲透“做”物理的觀念，并講解說明科學探究的七個環節。

例如:科學探究《紙質橋梁的強度與形狀的關系》。

(說明):對于科學探究七環節來說，學生不易理解其內涵，教師要結合具體事例加以說明。本環節重在使學生意識到發現問題、提出問題的重要意義。

6.3 反饋與小結

6.4 作業布置

(1)聯系生活并研究下面幾個問題:

①警眼;②自行車的構造與功能;③廁所沖洗閥如何工作。

(2)閱讀指南:《少年百科全書(物理分冊)》、《趣味物理》、《科學物語》。

(3)瀏覽相關物理教育網站;觀看《宇宙與人》等科教光盤。

7 教學心得

本節課的設計具有以下三個方面的特點:

7.1 大量創新實驗引入課堂

這些實驗從內容上按照力、聲、熱、光、電等部分分類呈現，使學生對物理學研究的重要領域的認識更為自然且易于接受;從形式上又以學生喜聞樂見的游戲、魔術、智力難題、大開眼界等形式展開，充分激發出學生的好奇心與求知欲，并很好地表現出物理學神奇、有趣的學科魅力;從操作方式上誘導學生進行思考，并以實際動手參與其中，使學生品嘗到了手、腦并用的無窮樂趣。

7.2 大量生活事例納入課堂

新課標理念下物理課堂不應是封閉的課堂，而是開放的、與生活實際緊密聯系的課堂。這樣才能使物理課堂生動起來，達到人人學“有用”的物理的目的。教學中，教師在介紹物理現象和物理學的重要應用時，啟發學生聯系生活、廣開思路，通過討論，列舉出大量事例，較好地豐富了物理課堂。

7.3 通過事例幫助學生理解科學探究的七個環節

如何讓學生較好的把握科學探究七個環節的內涵是本節課的一個教學難點。教學中教師通過創設情景，依托實際事例帶領學生嘗試了七個環節的過程，使這一難點得到了較好地突破。

(欄目編輯鄧 磊)