昨天上课,设计了一个环节。用郎威传感器测量速度,光电门和位移传感器两种都用了。
我想解决四个问题,
第一:让学生认识到秒表无法测量的短时间,现代技术也有办法解决;
第二:用实验数据理解瞬时速度定义的极限思想。
第三:为下一节讨论图像做准备。
第四:为气垫导轨测加速度做铺垫。
我们使用教科版的教材,但我也会把人教版教材的部分内容给孩子看。之前就拍了照片让学生看这两部分内容。
最后一个问题让学生回答,交来的作业有两种观点:
一种认为是平均速度,因为0.001s也是一个时间段;
另一种认为是瞬时速度,因为时间间隔很小,就可以认为是瞬时速度。
我设计实验是用光电门测时间,换不同宽度的挡光片,让孩子体会挡光片宽度变化,及对应时间间隔越来越小,测得小车通过光电门的速度差异并不是很大,不超过百分之三。因为实验室的这套器材只有四种宽度的挡光片,如果多一些,时间间隔取得越来越小,让孩子们观察到“同一小车从斜面同一位置释放,通过同一位置的光电门时速度越来越趋于恒定”,生活中测量瞬时速度的原理也是如此。抽象的数学极限,用直观的实验数据来反映。这也是我向数学老师请教后的思考和设计。
表一是我在实验室自己测量的数据。看起来还不错哦。但是到班级里测量的时候,就没这么好了,数据在小数点后十分位就有了差异,差异达到6%。在用位移传感器时又频出故障,最后总算测量了一组比较好的数据,但也耽误了一些时间。
不过孩子们却给我足够的惊喜。他们能分析出不同宽度挡光片对应平均速度的差异来源。
下课时还有一位同学过来和我讨论问题。我做实验时将不同的挡光片尾部对齐,小车开始挡光的时刻不同,结束时刻相同。学生说,如果将不同的挡光片前端对齐,相同时刻开始挡光,结束有先有后,因为小车在做加速运动,挡光片越宽,速度较快的时间就越多,平均速度就越大。
我非常高兴孩子的思考,并鼓励她马上进行实验验证。正好赶上中午,就没着急吃饭,表二是她做的实验数据。结果当然和猜测一致啦。
今天上课,作为实验的回响,我先和孩子们分享了昨天上课后我对课堂实验现象不佳的反思:实验过程光电门可能发生了晃动,还有释放小车控制的不够好等人为因素。实验时,为了学生能看到实时的实验数据和图像,我把终端pad放在实物展台上,这样连接传感器接口的线就被抻着,中间再碰到就会导致光电门的晃动。
针对昨天上课要解决的问题,可以只选用一个光电门,没必要用两个,增加连接线。
接下来的重头戏又让这位同学分享了她的思考和探索。我适时鼓励孩子们要会观察思考,大胆质疑,勇于表达自己的想法。
今天的课上得很happy!一洗昨日的郁闷。还分享了我的物理诗谜,猜对了放学有好吃的奖励。
孩子们的朗诵真是声情并茂,让我醉了。
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