本站原创一、案例背景
波利亚说：“学习任何知识的最佳途径是通过自己的实践活动去发现,因为这样的发现理解最深,也最容易掌握内在规律、性质和联系.” 课堂教学的有效性首先取决于学生对知识形成过程的体验,体验学习遵循学生认知规律从具体到抽象、从感性到理性的过程.电动机是初中科学必学内容,学生在生活中经常接触电动机,对电动机并不陌生,但他们拥有的“电和磁”知识并不多,学前知识是模糊的、片面的,而生活中的电动机基本上都是封闭的,学生很难对其内部结构获得直观的感性认识,因此绝大部分学生不能用科学知识解释“电动机为什么能转动起来”的原因.本案例设计从学生需求出发,精心设计一系列实验活动,如 “制作小电动机、制作线圈”等活动让学生体验,学生在动手中学习、思考、体验、探索,充分发挥实验的论证功能.
二、案例再现
教学感悟“拆开玩具电动机”教学情景越让学生的学习活动贴近生活,越能激活学生的学习兴趣；学生越能在情景中获得具体直观的电动机知识.
“制作小电动机”教学情景让学生从已有的经验出发,激发学生的学习兴趣,学生在制作电动机的情景中获得科学知识,并迁移到“磁场对通电导体的运动”的知识中,使得整个课堂围绕“小电动机”情景展开.教学情景能够依托学生已有知识解决一些复杂的实际问题,促使学生的知识迁移发展到学生知识结构中的“最近发展区”,为进一步拓展学生的视野和后续学习电动机打下了伏笔.
片段二：教师主导,学生自主探究
师：电动机通电后能够转到,能否说明通电导体在磁场中会受到力的作用?
你能设计实验验证么?请讨论一下实验方案.
学生探究实验：
学生汇报单：（1）你提出什么问题?（2）针对你所提出的问题,你作出的猜想是什么?（3）根据老师提供的器材,设计了怎样的实验方案来检验你的猜想?（4）实验现象如何?
（5）你的实验得出了什么结论?
小组1提出的问题是：静止在导轨上的铜导体通电后,会发生什么现象?
结论：通电导体在磁场中受到磁力作用.
小组2提出的问题是：改变电流方向,不改变磁场方向,铜导体运动方向改变不改变?
结论：通电直导体的受力方向与电流方向有关.
小组3提出的问题是：改变磁场方向,不改变电流方向,铜导体运动方向改变不改变?
结论：通电直导体的受力方向与磁场方向有关.
小组4提出的问题是：改变电流方向,再对调磁极,发现铜导体运动方向保持不变,可见,同时改变电流方向和磁场方向,铜导体运动方向保持不变.
教学感悟“自主探究”强调学生是学习的主体,要使学生能积极主动投入学习活动中,一定要激发学生的学习动机,“磁场对通电直导体的作用”探究过程对学生来说难度不大,教师可以从问题的设计、结论的讨论等角度让学生主动参与,先让学生猜测影响通电导线受力的可能因素,再设计实验方案,进行探究活动,最后总结实验中出现的现象,并结合其他学生的观察进行补充纠正,引发学生多角度观察,达到激活学生思维,促进观察能力提高的目的.
两位学生配合老师：两支笔分别代表与电源正负极相连导线,当线圈一到平衡位置线圈内刚好没电,稍转过平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向,使线圈沿同一方向转动.
生：换向器的作用是当线圈转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向.
教学感悟大多数学生难理解“为什么线圈转过平衡位置后会转回来并最终停留在平衡位置”和“怎样使线圈转动下去”.为了突破难点,教学设计用“线圈”――线头中的一端只能刮去半周漆这一环节进行设疑,激发学生的求知欲,很自然的引出直流电动机的重要构造“换向器”.结合模型介绍换向器的形状,利用模型边转边解说“换向器”是怎样实现“换向”的,学生印象非常深刻,很好的突破这一难点,也顺理成章的理解了电动机能够继续转动的原因.为学生创设直观思维情境,将抽象问题形象化,从而化解难度.
三、案例反思
1.改进器材,培养学生创新能力
麦克斯韦说过“一项演示实验使用的材料越简单,学生就越熟悉,就越想彻底获得所验证的结果.这种实验的教育价值往往与仪器的复杂程度成反比.”本堂课实验设计创新：一是拆开小型直流电动机认识内部结构的实验；二是自制简易电动机实验；三是调整书本实验把磁场对通电导线的作用实验进行拆解,用自制简易电动机实验代替书本上的磁场对通电导线圈作用的实验,以直观的小型直流电动机实物代替枯燥的文字描述和图片解说,让抽象思维的理论和实践循环往复.在本堂课教学实践中体会到,重视这些小实验的教学,既有利于巩固知识,激发学生的兴趣,又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能,有利于进一步挖掘学生的创造潜力,对全面提高学生的科学素养具有重要意义.
课后布置学生做简易电动机,这些小实验利用课外活动时间进行,既可解决某些器材不足的问题,又可以解决课堂时间紧的问题.做课外小实验,学生经过自己动手,日积月累,就可以独立研制出一系列属于自己的基本仪器和设备.
2.模型演示,学生获得感性认识
本课的难点是讲清线圈转动的原理.当演示了通电线圈在磁场中左右摆动实验时,学生有些迷惑不解,怎么会与课前做实验不一样呢?产生思维冲突.利用直观的模型并结合图示,引导学生分析线圈转到平衡位置和转过平衡位置时的受力情况.很好的理解了线圈左右摆动的原因.紧接着提出：你能想出什么好办法使线圈能连续地转动吗?让学生互动讨论,学生提出改变电流方向或者及时改变磁场方向等想法,很自然的引出直流电动机的换向器.出示模型凭借模型介绍换向器的形状,利用模型边转边解说“换向器”是怎样实现“换向”的,学生印象非常深刻,很好的突破这一难点,也顺理成章的理解了电动机能够继续转动的原因.本节课使学生经常处于“面临问题状态”, 问题的引出和讨论交流,都能从学生的实际出发,引导学生去做、去说、去思,去发现,激发了学生的探究兴趣和探究,学生在学习过程中,很自然的提高了科学素养.
3.创设情境,发挥学生主体地位
以往电动机的教学设计关注点集中在“教材”,先做演示实验讲解“磁场对通电导体的作用”,再重点讲解“磁场对通电线圈的作用”.学生只是被动地在老师的主导下逐个分析知识要点,思路局限在老师设定的框架范围内,学生探究的兴趣不浓. “去情境化”的教学,学生的主体地位没有得到体现,最终导致重点难落实、难点难突破,教学目标难达成.
本堂课的每一个环节都采用“情景化”,在情境中进行活动性学习促进知与行的结合.先以贴近生活的玩具汽车引入新课,拆开原来封闭的电动机露出线圈,来激活学生的学习兴趣,学生对内部结构获得初步的感性认识.然后采用趣味实验“自制简易电动机”来创设情境,通过“对比线圈”,对线头中的一端只能刮去半周漆这一环节进行设疑,形成一种积极的认知冲突.讲解换向器的作用为突破难点,“制作模型”将抽象问题形象化,为学生创设直观思维情境,学生的这种思维不是靠老师讲述所能推动的,学生学习就变得轻松愉快,充分体现了学生的主体地位.