“CIC”高中物理實驗課的初步探索

摘 要：打點計時器的使用是高中物理實驗的重點，從教學(xué)設(shè)計的角度介紹如何開展一節(jié)別開生面的實驗課，并首次提出“CIC”高中物理實驗課，將之付諸實踐并上升為理論成果，嘗試為實驗教學(xué)的發(fā)展開辟出新的道路。

關(guān)鍵詞：CIC；物理實驗；打點計時器

高中物理必修一第一章和第二章包含2個實驗，本質(zhì)上就是練習(xí)使用打點計時器。在傳統(tǒng)的課堂中，通常采用的方法是講解打點計時器原理、實驗原理和實驗步驟、實驗注意事項，然后學(xué)生實驗，處理數(shù)據(jù)。在這個實驗里面，有很多問題困擾著學(xué)生很多年，例如，為何要先開電源，再釋放小車？為何要用Dx=aT2這樣的公式來計算加速度？為何要用逐差法來處理數(shù)據(jù)？

雖然，傳統(tǒng)實驗有利于學(xué)生完成紙質(zhì)實驗題目，但還是不能夠很好地鍛煉學(xué)生應(yīng)該具備的實驗技能。鑒于傳統(tǒng)物理實驗課堂的各種弊端，筆者嘗試尋找一種新式的實驗教學(xué)方法，并首次將之實踐，然后上升為理論成果——“CIC”式高中物理實驗課?！癈IC”是三個英文單詞的縮寫，即合作（Cooperation）、探究（Inquisition）、交流（Communication）的英文首字母縮寫。

一、“CIC”高中物理實驗課理論基礎(chǔ)

著名教育家巴班斯基在20世紀(jì)初提出“教學(xué)過程最優(yōu)化”這樣的思想，并從一般教學(xué)論等層面深刻探討此問題。他特別強調(diào)要在教學(xué)中發(fā)揮學(xué)生的自覺性、積極性和獨立性。然而，在實驗教學(xué)中，這樣的要求離不開合作、探究、交流。

合作（Cooperation）是實驗順利進行的根本組織形式。小組合作可以保證照顧到學(xué)生的不同需要，能為學(xué)生的合作活動和相互監(jiān)督開辟較大的天地。但是，巴班斯基同時也指出，此種教學(xué)組織形式會使個別學(xué)生處于消極的狀態(tài)，懶于思考，他們可能會利用成績好的學(xué)生所取得的成果。探究（Inquisition）是實驗完滿進行的有效教學(xué)方法。

但他同時也指出，要防止夸大探究性和啟發(fā)性教學(xué)方法的作用，因為這些方法沒有實在的知識作一定的基礎(chǔ)，就不可能順利的運用。交流（Communication）是實驗過程中克服實驗過程中一些障礙的必要活動。在所有的社會活動中，交流是基礎(chǔ)、是關(guān)鍵。

二、“CIC”高中物理實驗課初步探索

為了更好地闡述關(guān)于“CIC”式物理課堂的應(yīng)用，現(xiàn)舉例一節(jié)實驗課。教學(xué)對象為常州市北郊高級中學(xué)高一（14）班學(xué)生，人數(shù)47人，隨機分成8個組。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.練習(xí)使用打點計時器，掌握紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。

2.通過實驗探究，體驗如何從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)，學(xué)會利用公式處理實驗數(shù)據(jù)。

3.知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規(guī)律。

4.學(xué)生在實驗過程中體會團體合作的益處和重要性，嘗試解決實驗中出現(xiàn)的問題。

教學(xué)重點：認識打點計時器。

重點突破：在認識打點計時器之前，先讓學(xué)生做一個“筆畫紙帶”的小實驗，為認識打點計時器埋下伏筆。

教學(xué)難點：學(xué)會使用打點計時器。

難點突破：在學(xué)會使用打點計時器的過程中，先講解其原理和使用方法，然后學(xué)生第一次使用打點計時器做實驗，拍下5個組的實驗過程，立即拷貝到電腦里面，反饋給學(xué)生，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗操作中出現(xiàn)的問題。此時，第二次使用打點計時器做實驗，鞏固打點計時器的使用。

教學(xué)素材：五個相機，數(shù)據(jù)線，鉛筆，紙帶，打點計時器，小車，軌道，重物，細線。

【引入課題】

展示蘋果下落圖片。

【提問】

問題1：蘋果做什么運動？

問題2：描述運動的物理量有哪些？

問題3：哪些物理量更容易觀察并測量？

【展示圖片】

展示古代計時器圖片。

學(xué)生思考、回答。

【新課教學(xué)】

【活動1】

學(xué)生做手拉紙帶實驗。

【活動2】

（1）展示學(xué)生做出來的紙帶，分析如何才能使之更加完善。引出打點計時器是測量發(fā)展的必然結(jié)果。

（2）講解打點計時器工作原理。簡要介紹電磁打點計時器和電火花打點計時器。

（3）配合圖片講解實驗原理，實驗步驟，實驗注意事項。

【活動3】

（1）學(xué)生分組實驗，教師巡視，錄下個別小組視頻。

（2）教師巡視，指導(dǎo)。

【活動4】

播放小組實驗的視頻。讓大家看到實驗中容易失誤的地方。

【活動5】

（1）小組重復(fù)實驗。

（2）處理實驗數(shù)據(jù)。

學(xué)生積極開心地做實驗，觀看、思考。讓學(xué)生感受打點計時器的初步模型。這樣一個反饋，再次實驗的過程，可以給實驗失敗的小組一個矯正的機會，也會使其他小組比之前做得更好。

【課后反思】

（1）什么原因造成紙帶上的點很密集？

（2）對于很密集的點，我們在進行數(shù)據(jù)處理的時候應(yīng)該怎么辦？

三、總結(jié)和反思

傳統(tǒng)的實驗課一般是將步驟直接告訴學(xué)生，學(xué)生按照步驟進行實驗。但是這樣限制了學(xué)生對實驗本身的認知，實驗本身就是一個不斷嘗試、不斷失敗，失敗后再嘗試的一個過程。若是連基本的實驗操作都不讓他們?nèi)ンw會、去碰壁，他們又怎么會知道前人的不易，實驗創(chuàng)新的艱難呢？

因此，需要突破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，讓學(xué)生在合作中成長，在探究中收獲，在交流中變得更加強大?？傮w來說，本節(jié)課達到了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)效果，受到校內(nèi)師生的一致好評。但是對于“CIC”式實驗教學(xué)的進一步深入應(yīng)用仍然任重道遠。

總體來說，本節(jié)課的創(chuàng)新之處在于：（1）在正式使用打點計時器之前，先讓學(xué)生體驗人工打點計時器，這是認識提高的過程，人工打點的不足才使得機械打點計時器出現(xiàn)。（2）將個別實驗小組的實驗過程拍下反饋給學(xué)生，讓學(xué)生意識到自己的不足，給學(xué)生再次嘗試、再次修正的機會。

本節(jié)課的不足之處在于花太多的時間去做實驗以及重復(fù)實驗，學(xué)生在課堂上沒有時間處理實驗數(shù)據(jù)。因此，對于如何處理實驗數(shù)據(jù)以及三個推論的應(yīng)用，有可能無法深入人心。

參考文獻：

尤·克·巴班斯基.教學(xué)過程最優(yōu)化：一般教學(xué)論方面[M].人民教育出版社，2007.

作者簡介：鐘云杰，1987年12月出生，漢族，江蘇省常州人，就職于常州市北郊高級中學(xué)。

編輯 李 姣