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贫困地区和农村学校怎样开发与利用课程资源
作者: 黄国雄 来源:XSK 点击:21921次 评论:0
     


“高中物理新教材与实验资源的开发利用”之四

 

  

贫困地区和农村学校严重缺乏课程资源,这是很严峻的现实。有些学校连一台电脑都没有,更谈不上多媒体和网络的运用。有些学校因缺少实验器材,教师无法开出正常的演示实验,更谈不上学生动手进行实验探究。由于课程资源的不足,使本来就脆弱的农村教育进行课程改革面临着更大的挑战。

 

    解决问题的办法,一靠政府,加大投入;二靠教师自己,作开发课程资源的主人。城市中的很多东西,农村没有,这是不争的事实。农村中的很多东西,城市也没有,这也是不争的事实。任何可能的课程资源,因地域、文化、学校、师生等各自的差异而各具特色,因而课程资源具有独特性的特点。课程资源的独特性为教师开发与利用课程资源提供了广阔和独特的思路。重要的是,教师要有开发课程资源的意识与目光。

 

案例1:贵州梵净山蘑菇石

 

在《物理(共同必修1)》中,有一幅照片(如图1所示),是著名的贵州梵净山蘑菇石。蘑菇石头重脚轻,看似欲坠,却稳如泰山,给人的视觉以极大的冲击力,让人感悟平衡之美,也可以让学生讨论物体的平衡条件。

        

案例2:伸臂桥

 

在《物理(共同必修1)》中,有一幅照片,是山区中常见的伸臂桥及其示意图。伸臂桥中各部分物体是怎样受力的?桥面是怎样保持平衡的?修建一座桥可以有很多设计方案,这种伸臂桥在设计上有什么优点?一座普普通通的桥,就是一台大型的物理仪器,也是学习和运用物理知识的切入口。

 

案例3:水车

 

在《物理(选修3-3)》中,有一幅照片(如图2所示),是水车被高处落下的水冲击而运动。通过水车及其运动,我们可以研究机械结构,可以学习圆周运动的规律,可以研究能的转化规律,可以学习能源的开发与利用,树立环保意识和可持续发展的科学发展观。

 

案例4:蜗牛缓慢爬行

 

在《物理(共同必修1)》中,有一幅照片,是农村中司空见惯的蜗牛在缓慢爬行。通过蜗牛弯弯曲曲的爬行路线,

 

可以认识位移与路程,通过蜗牛时走时停的爬行方式,可以认识瞬时速度与平均速度。

 

案例5:自然界跳高冠军——沫蝉

 

在《物理(共同必修1)》中,有一道习题:

 

据《自然》杂志报道:身体仅6mm长的昆虫——沫蝉(如图3所示),最高跳跃高度可达70cm,这相当于标准身高男性跳过210m高的摩天大楼。其跳跃能力远远超过了人们以前所认为的自然界跳高冠军——跳蚤。当沫蝉起跳时时,加速度可达到4000m/s2。求它起跳时所承受的地面对它的支持力是其体重的多少倍。

 

在这里,一只昆虫不但扩大了我们的视野,又成了我们设计习题的难的素材。

 

 

案例6:自然界的抓举冠军——蜻蜓

 

一位抓举运动员能够举起相当于自身体重多少倍的杆铃?一只蜻蜓又能举起相当于自身体重多少倍的物体?这是一份实验记录:捉来一只身体健全的蜻蜓,用线把它的胸部捆好,让它抓住相当于体重20倍的食物,然后将蜻蜓轻轻提起,蜻蜓竞能靠足的抓力,抱紧食物达15分钟之久。

案例7:自然界拖力最大的大力士----耳夹子虫

 

我们知道,马的拉力很大,一匹好马,最多可拉动3.5吨的货物,相当于自身重量的5倍。然而,它与耳夹子虫比起来,那就是小巫见大巫了。有人作过实验,一只体重仅有0.5克的耳夹子虫,所拖的重量相当于自身重量的500倍。

 

如果让你来探究这类问题,设计这类试验,你应该怎么做?要考虑哪些因素对实验的影响?哪些物理量需要控制不变?在思考和实践过程中,我们不就提高了自己的探究能力吗。

 

案例8:小昆虫停留在水面上而不陷入水中

 

在《物理(选修3-3)》中,有一幅照片(如图4所示),小昆虫停留在水面上而不陷入水中。这一神奇的现象可以将我们带入水的表面世界。学习了表面张力后,谜底就可以揭开了。掌握了其中的原理后,类似的实验也可以由学生完成,比如,怎样使钢针浮在水面不下沉,怎样使硬币浮在水面不下沉等。

 

 

案例9:蝴蝶翅膀上的字母和数字

 

这是一张神奇的照片。图案非常美丽,是完整的26个英文字母和10个阿拉伯数字(如图5所示)。你能够想象得出它们来自何处吗?它们全部来自蝴蝶的翅膀。说它们是大自然的鬼斧神工,一点也不夸张。我惊叹大自然的惊人之作,更佩服标本采集者和制作者的惊人目光。如果我们具备了这种目光,还愁课程资源无处开发吗?

 

 

案例10:植物中的毛细现象

 

在《物理(选修3-3)》中,有一个毛细现象的实验(如图6所示),染红了的水通过植物中的毛细管上升到叶子里,把叶子都染红了。

 

 

 

案例11:土壤中的毛细现象

 

在《物理(选修3-3)》中,另一个毛细现象的实验是,

 

在两个一次性的塑料杯中分别装上泥土,一杯中的泥土松一些,另一杯中的泥土紧一些,结果发现,水在压紧的泥土中上升更高(如图7所示)。

 

 

            

以上两个案例,实验现象明显,很有说服力,用到的材料却很简单,一杯泥土,一片树叶。

案例12:斧头劈柴的受力问题

 

在《物理(共同必修1)》中,有一幅照片(如图8所示),斧头劈柴。劈柴是农村中一件最普通的家务劳动。切菜用菜刀,劈柴用斧头,似乎人人皆知。然而,人们为什么不用斧头切菜、用菜刀劈柴?是锋利程度的原因?还是重量的原因?或是刀背厚度的原因?还是兼而有之?这不是一个很有意义的力学问题吗!弄清了原因,也许学生可以设计出更省力的劈柴工具。

 

 

                   

案例13:腌菜的坛子

 

在农村,几乎家家户户都有一样东西——腌菜的坛子(如图9所示)。有经验的家庭主妇在挑选坛子的时候有一个绝招,先在坛子边缘的水槽中倒一些水,再将一张小纸片点燃投入坛子中,然后把盖子盖上,如果水被吸进坛子里面,这就是个好坛子,能密封,否则,坛子就是漏气的。其实,农村大嫂选坛子的过程,不就是在为我们演示查理定律吗。坛子内的密闭气体温度降低,压强减小,大气压就将水压进坛子里面去了。我搬了一个坛子放在仪器柜里,上面贴了一张标签——查理定律演示仪。

 

 

           

案例14:探究绕柱细绳的受力特征

 

有一句成语叫做“力大如牛”,用以形容力气大得像牛一样。可见牛的力气之大。然而,农村的孩子在放牛时,只要将牵牛的绳索在树枝或木桩上绕上几圈,而根本不需要打结,就不必担心被拴住的牛会挣脱绳索了。是什么力量使力气如此之大的牛都甘拜下风呢?这就提出了一个很有意义的课题——探究绕柱细绳的受力特征。

 

还记得儒勒·凡尔纳笔下的大力士马蒂夫吗?“头大身高,胸膛像铁匠的风囊,腿像粗壮的木柱,胳膊像起重机,拳头像铁锤……”,这位大力士居然可以用手拉住一条正在下水的大船。当你明白了绕柱细绳的受力特征以后,你就会发现,借助绳子和柱子,你也可以用手拉住一条大船。

 

案例15:沙堆之谜

 

玩沙子似乎是小孩的游戏,然而有一批大人也热衷于玩沙子。清华大学泥沙研究室就是国内外著名的泥沙研究基地之一。在对沙堆的研究中,人们发现许多有趣的现象和一些难解之谜。

 

①沙堆存在临界角吗?

 

在堆沙堆的过程中,人们发现,沙堆形成圆锥体形状后,圆锥体的顶角小到一定程度,沙堆就会崩溃。那么,沙堆是否存在临界角?如果有,临界角又是由哪些因素决定的?

②沙堆底部受力的困惑

 

外形呈圆锥形的沙堆,其底部受到的压力有什么特点?是不是中心处最大,然后沿四周逐渐减小?研究表明,有一种情况是,中心处受力并非最大,其受力情形如图10所示。请你设计一个实验,看看沙堆底部受力有什么特点。

 

 

     

    ③圆柱形容器内的沙柱对容器底部的压力与沙柱高度的关系

 

找一根两端开口的玻璃圆筒,下端开口处用一块弹性较好的橡皮膜封住。将圆筒竖直放置,从上端开口处缓慢的倒入沙子,观察橡皮膜的形变情况,这时你又会发现一个有趣的现象,橡皮膜的形变增加到一定程度就不再变化了。怎么会这样?

 

在上述三个实验中,将细纱换成米粒、豆粒等物体,看看实验结果又有什么不同。

 

案例16:自制沙漏计时器

 

找两个空的饮水瓶,将两个瓶盖的顶部贴在一起,并用胶带固定好,然后在瓶盖上穿一个小孔,在其中一个瓶中装上适量的细沙,再把两个瓶子与瓶盖拧上,沙漏计时器就做好了。调节细砂的容量,可以改变沙漏计时器显示的时间。这既是一件玩具,又是一件物理仪器,还是一个课题——可以研究其中的细纱流速的特征。

 

通过以上案例可以看出,在农村山区,一山一水、一沙一石、一草一木、一件生产工具、一个生活用品、天上飞的、地上走的、水里游的、树上爬的,都是可待开发的课程资源,都在向我们招手。

新课程带给我们的是——

 

开放的课程资源观:

 

    • 用开放的心态对待人类的一切文明成果

 

    • 用开放的目光审视周围的一切事物

 

    • 用开放的思维思考课程资源开发和利用的一切可能的方法和途径

 

新教材为开发和利用课程资源提供了一个富有弹力的平台和广阔的发展空间。从这里起飞,我们将在课程改革的这片蓝天上自由翱翔。

 

更新:2006/9/27 6:32:13 编辑:fengyefy
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