-cic-高中物理实验课的初步探索———练习使用打点计时器

1 / 9 CIC高中物理实验课的初步探索 练习使用打点计时器 CIC高中物理实验课的初步探索 练习使用打点计时器 钟云杰 （江苏省常州市北郊高级中学） 摘 要：打点计时器的使用是高中物理实验的重点，从教学设计的角度介绍如何开展一节别开生面的实验课，并首次提出 CIC高中物理实验课，将之付诸实践并上升为理论成果，尝试为实验教学的发展开辟出新的道路。 关键词： CIC;物理实验；打点计时器 高中物理必修一第一章和第二章包含 2个实验， 本质上就是练习使用打点计时器。在传统的课堂中，通常采用的方法是讲解打点计时器原理、实验原理和实验步骤、实验注意事项，然后学生实验，处理数据。在这个实验里面，有很多问题困扰着学生很多年，例如，为何要先开电源，再释放2 / 9 小车？为何要用 Dx=aT2 这样的公式来计算加速度？为何要用逐差法来处理数据？ 虽然，传统实验有利于学生完成纸质实验题目，但还是不能够很好地锻炼学生应该具备的实验技能。鉴于传统物理实验课堂的各种弊端，笔者尝试寻找一种新式的实验教学方法，并首次将之实践，然后上升为理论成果 CIC式高 中物理实验课。 CIC是三个英文单词的缩写，即合作（ Cooperation ）、 探 究 （ Inquisition ）、 交 流（ Communication）的英文首字母缩写。 一、 CIC高中物理实验课理论基础 著名教育家巴班斯基在 20世纪初提出 教学过程最优化 这样的思想，并从一般教学论等层面深刻探讨此问题。他特别强调要在教学中发挥学生的自觉性、积极性和独立性。然而，在实验教学中，这样的要求离不开合作、探究、交流。 合作（ Cooperation）是实验顺利进行的根本组织形式。小组合作可以保证照顾到学生的不同需要，能为学生的合作活动和相互监督开辟较大的天地。但是，巴班斯基同时3 / 9 也指出，此种教学组织形式会使个别学生处于消极的状态，懒于思考，他们可能会利用成绩好的学生所取得的成果。探究（ Inquisition）是实验完满进行的有效教学方法。 但他同时也指出，要防止夸大探究性和启发性教学方法的作用，因为这些方法没有实在的知识作一定的基础，就不可能顺利的运用。交流（ Communication）是实验过程中克服实验过程中一些障碍的必要活动。在所有的社会活动中，交流是基础、是 关键。 二、 CIC高中物理实验课初步探索 为了更好地阐述关于 CIC式物理课堂的应用，现举例一节实验课。教学对象为常州市北郊高级中学高一（ 14）班学生，人数 47人，随机分成 8个组。 【教学目标】 1.练习使用打点计时器，掌握纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 2.通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，4 / 9 学会利用公式处理实验数据。 3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。 4.学生在实验过程中 体会团体合作的益处和重要性，尝试解决实验中出现的问题。 教学重点：认识打点计时器。 重点突破：在认识打点计时器之前，先让学生做一个笔画纸带 的小实验，为认识打点计时器埋下伏笔。 教学难点：学会使用打点计时器。 难点突破：在学会使用打点计时器的过程中，先讲解其原理和使用方法，然后学生第一次使用打点计时器做实验，拍下 5个组的实验过程，立即拷贝到电脑里面，反馈给学生，让学生发现实验操作中出现的问题。此时，第二次使用打点计时器做实验，巩固打点计时器的使用。 教学素材：五个相机，数据线，铅笔，纸带，打点计5 / 9 时器，小车，轨道，重物，细线。 【引入课题】 展示苹果下落图片。 【提问】 问题 1:苹果做什么运动？ 问题 2:描述运动的物理量有哪些？ 问题 3:哪些物理量更容易观察并测量？ 【展示图片】 展示古代计时器图片。 学生思考、回答。 【新课教学】 6 / 9 【活动 1】 学生做手拉纸带实验。 【活动 2】 （ 1）展示学生做出来的纸带，分析如何才能使之更加完善。引出打点计时器是测量发展的必然结果。 （ 2）讲解打点计时器工作原理。简要介绍电磁打点计时器和电火花打点计时器。 （ 3）配合图片讲解实验原理，实验步骤，实验注意事项。 【活动 3】 （ 1）学生分组实验，教师巡视，录下个别小组视频。 （ 2）教师巡视，指导。 【活动 4】 7 / 9 播放小组实验的视频。让大家看到实验中容易失误的地方。 【活动 5】 （ 1）小组重复实验。 （ 2）处理实验数据。 学生积极开心地做实验，观看、思考。让学生感受打点计时器的初步模型。这样一个反馈，再次实验的过程，可以给实验失败的小组一个矫正的机会，也会使其他小组比之前做得更好。 【课后反思】 （ 1）什么原因造成纸带上的点很密集？ （ 2）对于很密集的点，我们在进行数据处理的时候应该怎么办？ 8 / 9 三、总结和反思 传统的实验课一般是将步骤直接告诉学生，学生按照步 骤进行实验。但是这样限制了学生对实验本身的认知，实验本身就是一个不断尝试、不断失败，失败后再尝试的一个过程。若是连基本的实验操作都不让他们去体会、去碰壁，他们又怎么会知道前人的不易，实验创新的艰难呢？ 因此，需要突破传统的实验教学，让学生在合作中成长，在探究中收获，在交流中变得更加强大。总体来说，本节课达到了预定的教学目标和教学效果，受到校内师生的一致好评。但是对于 CIC式实验教学的进一步深入应用仍然任重道远。 总体来说，本节课的创新之处在于：（ 1）在正式使用打点计时器之前， 先让学生体验人工打点计时器，这是认识提高的过程，人工打点的不足才使得机械打点计时器出现。（ 2）将个别实验小组的实验过程拍下反馈给学生，让学生意识到自己的不足，给学生再次尝试、再次修正的机会。 本节课的不足之处在于花太多的时间去做实验以及重复实验，学生在课堂上没有时间处理实验数据。因此，对9 / 9 于如何处理实验数据以及三个推论的应用，有可能无法深入人心。 参考文献：