吴爱林创造式教学模式范例研究.doc

江苏省陶行知研究会第六届“行知杯”论文参评申报表
市编号：
论文题目
创造式教学模式范例实践研究
作 者
吴爱林
所在单位名称
江苏省如皋市通用技术教育实验学校
合作者
无
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13813789686
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226500
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中高
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关键词、主要论点
有无发表
摘要：在教学实践中贯彻教育家陶行知的教育思想，以高中物理研究影响弹簧振子周期的因素课题为范例用创造式教学模式从研究流程、课堂活动安排、教学实施细则、课堂交流方面作实践研究。探究创造式教学模式下学生得到的培养及该模式实践中老师必须注意的操作要领。对实践研究中取得的成果作简要介绍。

关键词：研究流程 、课堂活动安排、教学实施细则、课堂交流、实验报告、课堂评价

有无发表： 未发表
学术组初审意见

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省陶会专家组复审

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创造式教学模式范例实践研究
【摘要】在教学实践中贯彻教育家陶行知的教育思想，以高中物理研究影响弹簧振子周期的因素课题为范例用创造式教学模式从对本研究课题研究流程、课堂活动安排、教学实施细则、课堂交流方面作实践研究。探究创造式教学教学模式下学生得到的培养及该模式实践中老师必须注意的操作要领。对实践研究中取得的成果作简要介绍。
【关键词】研究流程、课堂活动安排、教学实施细则、课堂交流、实验报告、课堂评价
一、基本情况：
1、班级构成：
实验班级是如皋市第二高级中学高一（6）班的学生，共43 人，该班学生大多从如皋市本地的农村考入，学生学习较刻苦、朴实，独立思考能力较强，但不善于合作，语言表达能力较弱，个别学生甚至不敢在公开场合发言，初中由于原学校实验条件较差，普遍实验动手能力较差。经过一学期的有目的训练，逐渐开始对实验课感兴趣，也敢于大胆发表自己的见解，也有进一步锻炼自己的意愿。在本课题研究前，在班级征求学生意见，都愿意参与本课题的研究。在课题研究过程中，不少材料是由同学们自己收集的。
2、对本研究课题的认识与思考：
《研究影响弹簧振子周期的因素》是物理教学大纲要求的学科内研究性学习课题之一，弹簧振子的周期公式理论推导所需物理知识超出高一学生知识范围，在以前的教科书上都是在定性讨论后，就直接给出公式，新教材则没有出现该公式，但对该公式的了解有利于学生更深刻掌握相关知识点，所以本研究课题的目的想通过学生亲自去探究来发现这一公式（这一点是切实可行的）。更想通过探究这种形式使学生亲自参与获得研究探索的体验，同时培养学生发现问题和解决问题的能力，培养收集、分析和利用信息的能力，以及语言表达能力。在实际探究中，组员之间、小组之间也在不断进行合作交流，从而帮助学生学会分享和合作，增强合作学习的意识。实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，关键在于改变教师的教学方式和学生的学习方式。本课题的开展有利于改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，为学生的自主性学习和合作学习打下基础。教师在本课题研究中则成为学生学习的促进者、组织者和指导者。同时教师在参与指导研究性学习的过程中，也在进行着不断吸纳新知识，更新自身的知识结构，提高自身的综合素质的完善过程，并在该过程中建立新型的师生关系。
二、 教学范例
课题: 研究影响弹簧振子周期的因素
一、 本课题研究流程安排：
1．确定研究课题，确定研究形式；
2．成立总课题组,征集子课题、分组;
3．各小组选子课题,设计研究方案;
4．小组实验探究；
5．各小组讨论、分析、形成文字；
6．课题汇报.
二、 本节课教学活动安排：
1． 教师概要介绍课题和前期准备
2． 各小组汇报（课件、实验展示）
3． 在每小组汇报完由同学提问、质疑
4． 在每小组汇报时穿插教师评析
5． 对整个研究评析。
课堂教学实施细则
教学安排：
1． 教师概要介绍本课题和前期工作。
2． 总课题组上台汇报：
① 总课题组组成
② 征集子课题工作，有三个（打开幻灯片）
③ 分组：组数、构成。
④ 课题结题汇报。
下面由各组分别从实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、数据处理、结论、注意
事项和启示等七个方面来汇报他们的研究结果。
（老师概要介绍研究形式，欢迎第一组上台汇报）
3． 第一组上台汇报：
① 问候、介绍汇报小组成员以及汇报中的分工
（实验演示、讲解、电脑操作）
②（第一发言）大家好。我首先介绍一下（ ）部分。
a.由选题意义说目的；
b.原理（重点解释如何做到控制变量法）
c.仪器（展示、介绍各自用途）
d.步骤（详细介绍并演示，重点操作技巧）
e.数据处理（重点说明分析方法、图象、猜想）
f.结论
g.注意事项
以上是我们这一组的汇报，谢谢，请同学们提出问题。
（老师小结）
4． 第二组上台汇报（同上）
5． 第三组上台汇报（同上）
6． 总课题组汇总三个小组的结论，得出最后结论。
7． 老师点评。
总课题组汇报:
一、 成立总课题组，确定研究形式：
总课题组：张智峰、高鹏鹏、纪冒斌
研究形式：把课题分解成若干个子课题，由各小组选择子课题
二、 征集子课题：
1． 研究弹簧振子周期与振子振幅的关系；
2． 研究弹簧振子周期与振子质量的关系；
3． 研究弹簧振子周期与弹簧劲度系数的关系；
三、分组：（每组以 4-5 个人为宜）
张智峰
男
李慧娴
女

纪冒斌
男
王颖
女
徐鹏程
男

吴玉婷
女
高振宇
男
周盈
女

张楷
男
汤春琴
女
肖犇
男

谢延茹
女
朱啸
男
黄舟
男

徐燕
女
第 1组
苏倩娈
女　

第 3组
第 2组

郭雨桐
女
高鹏鹏
男

任恺睿
女
唐佳伟
男
吴梦媛
女

李小固
男
周艺璇
女
钱辰宇
男

丁慧
女
程嘉祺
男
佘雷
女
张鸿伟
男
陶睿
男
陈香
女
丁宏祥
男
第4组
第5组
第6 组
王镭
男
李江南
男
陈培
女
吴孟宇
女
顾彤彤
女
严锋
男
马柳泉
男
席锋
男
钱亚丽
女
朱宁静
女
卢丹
女
朱轶
男
第7组
第 8 组
第9 组

课堂交流（以第一组为例）
组长介绍组员组成，在本次交流中的分工：陈述组、电脑操作员、实验演示组，答疑组。陈述人：本组研究内容是探讨弹簧周期与振幅的关系，所以在研究开始，我们采用控制变量法，保持物体质量，弹簧劲度系数不变的情况下，通过改变振幅来研究周期。我们选用如下器材：铁架台，弹簧（一根），钩码（四个），毫米刻度尺，秒表，请演示组演示。（电脑操作员打开本组课件，随着陈述人做课件演示，在此过程中，学生可以提出问题，演示小组必须予以答复。）
问：实验中你们是从什么时候开始测量周期？
答：先让弹簧挂上物体，先振动十次，从平衡位置开始测量。
问：你们的装置稳定吗？你们是如何解决晃动问题的？
问：你们在采集数据时是直接把弹簧挂在铁架台上吗？
问：你们为什么在改变振幅时，改变量很小？
答：我们的实验装置在开始时确实遇到实验不稳定的问题，弹簧不是上下做振动，有点晃动，后来我们通过重新固定悬挂点，把振幅控制在一定范围内，就基本能达到稳定振动了。
问：钩码在上下振动时，会有加速度，你们考虑到这个问题了吗？
答：的确如此，后来我们发现钩码数目不能太多，以 4 个最好，钩码之间用透明胶带捆绑起来，就能有效减少钩码之间的相对运动。
问：你们是如何处理数据的？
答：在实验中我们得到一些数据，对其中明显偏离的数据，进行核实，发现是错误，将得到的最终数据进行比较，另外，我们利用在牛顿运动定律中处理数据的方法，借助化图象更容易得到结论。
……………
（在整个交流过程中，教师一方面把同学提出的问题表述更清楚，另一方面对演示组的答复进行评判）
教学方法比较：这种教学和学习模式极大的调动了学生的积极性，也让学生发现了很多实践问题，其中很多问题就是传统教学中的难点，现在由学生提出来，学生自己把它当作实际问题来解决，这样得出的结论比理论灌输效果要有效的多。另外，这种以解决实际问题为中心的方法促使学生动手能力、合作能力、语言表述能力得到好锻炼，同时使学生在教师的提醒下自觉把课堂上学习到的图象处理等物理方法得到进一步理解。“知识与技能、过程与方法、情感、态度和价值观”都在这种模式下得到较好发展。
以下为各组交流的实验报告。
研究影响弹簧振子周期的因素-----------与振子振幅的关系
组长: 张智峰
组员：王颖、高振宇、汤春琴、朱啸
一、实验目的：
1．更深刻地了解影响弹簧振子周期的周期的因素。
2．掌握控制变量法。
3．培养解决实际问题的能力。
二、实验原理：
用控制变量法在保持物体质量，弹簧劲度系数不变的情况下，通过改变振幅来研究
周期。
三、实验器材：
铁架台，弹簧（一根），钩码（四个），毫米刻度尺，秒表
四、实验步骤：
1．如图，组装好弹簧振子，记下平衡位置S1
2．将弹簧拉长到刻度为S2处，即振幅为S2―S1。松开弹簧，使其自然上下振动，
读出 20 次全振动的时间，填入表中。
3．改变振幅，重复步骤 2，共做 5 次，将数据填入表中。
4．计算周期如下：T=t/n(n=20)
次数
S1
S2
S2―S1
n
t
T=t/n
1
31.5
30.5
1.0
20
12.2
0.61
2
31.5
30.0
1.5
20
12.2
0.61
3
31.5
29.0
2.5
20
12.0
0.60
4
31.5
27.5
4.0
20
12.1
0.61
5
31.5
25.5
6.0
20
12.2
0.61

图象分析：T—A 图象
结论： 在实验误差内，弹簧振子的周期与振幅无关。
五、注意事项：
1．全过程采用控制变量法，使物体质量，弹簧劲度系数不变。
2．改变振幅时应在弹簧弹性限度以内，实际操作中弹簧振幅不宜过大，以防左右晃动。所
挂钩码不宜太少，以 4—5 个为宜。
六．启示：
研究影响弹簧振子周期的因素-------------与振子质量的关系
组长:纪冒斌
组员: 吴玉婷、张楷、谢延茹、徐燕
一、实验目的:
1．研究弹簧振子的周期与振子质量的关系
2．掌握控制变量法
3．锻炼处理实际问题的能力
二、实验原理:
采用控制变量法，使其它条件不变，通过控制弹簧的劲度系数(实验中选用同一根弹簧)和弹簧振子的振幅等物理量不变,仅仅改变弹簧下所挂振子的质量来研究振子周期与质量的关系,来得出结论。
三、实验器材:
弹簧一根,钩码(五十克)若干,毫米刻度尺,秒表,铁架台,橡皮筋等.
四、实验步骤:
1.在铁架台上挂好弹簧,弹簧下挂三个钩码静止后记下平衡位置,再拉到距平衡位置2.0cm处,放开。用停钟测出发生 30 次全振动的时间t1，得出周期T1填入表格中。
2.把上述步骤的三个钩码换成四个钩码,测出t2,得出T2。
3.按照上述步骤再测出挂五个,六个,七个钩码时的t3、t4、t5、 t6得出周期:T3、T4、T5、T6。
五、实验分析:
1． 数据

质量(g)
振幅(cm)
劲度系数
次数
总时间
周期(秒)
1
150
2.0
k
30
16.2
0.54
2
200
2.0
k
30
18.6
0.62
3
250
2.0
k
30
20.7
0.69
4
300
2.0
k
30
22.8
0.76
5
350
2.0
k
30
24.6
0.82
6
400
2.0
k
30
26.1
0.87

2.数据分析:
由数据可知，周期随质量的增大而增大
猜想一: T 与 m 成正比。
T1/ m=0.036 T2 /m=0.031 T3 /m= 0.027
T4 /m=0.025 T5 /m=0.023 T6/m=0.022
图象分析：T— m 图象
猜想二:T与 m的平方成正比。
T1/m2=0.049 T2/m2= 0.039 T3/m2= 0.033
T4/m2= 0.029 T5/m2= 0.026 T6/m2=0.023
图象分析： T — m 图象
猜想三:T 与 m 的平方根成正比。
0.441 0.438 0.436
0.439 0.438 0.435
图象分析：T— m 图象
结论:
在不改变其它条件的情况下,弹簧振子的周期与振子的质量的平方根成正比即 T∝ m
六、注意事项:
1．注意控制变量法,实验时必须用同一根弹簧;
2．每次拉弹簧时都必须使其离开平衡位置 的距离相同;
3. 振子质量不应很大,振子也不应很轻,以减少晃动;
4. 弹簧的上端也应固定好,以减少晃动;
5. 弹簧拉动时应竖直向下拉动,以减少晃动。
七、实验启示:
研究影响弹簧振子周期的因素-----------与劲度系数的关系
组长: 高鹏鹏
组员：吴梦媛、钱辰宇、陈香、佘雷
一、实验目的：
研究弹簧振子周期与劲度系数的关系
二、实验原理：
采用控制变量法，通过保持弹簧振子的振幅、质量不变，只改变弹簧的劲度系数，来研究周期的变化。
三、实验仪器：
铁架台、铁夹、毫米刻度尺、两根劲度系数相同的弹簧、停钟、钩码、橡皮筋等。
四、实验步骤：
1、用一根弹簧与钩码组成的弹簧振子固定在铁架台上，固定直尺以便于观察刻度。
2、把钩码拉到距平衡位置 2cm处，松手使它做简谐运动，当振子经过平衡位置时开始记时，记下经过n1=30 次，全振动的时间t 1 。
3、用两根串联弹簧重复上述步骤，测出经过n2=30 次全振动的时间t2 。
4、换用其它两根弹簧串联重复上述步骤，测出经过n3=30 次全振动的时间t3。
5、换不同劲度系数的弹簧，重复第 4 步，共测出 6 组数据。
6、将上述数据填入表中：
表一: 测量各个弹簧的劲度系数。
次数
原长(cm)
伸长(cm)
形变量(cm)
弹力(N)
劲度系数(N/m)
1
51.5
44.2
7.3
2.0
27.3
2
52.0
43.2
8.8
2.0
22.7
3
32.0
13.0
19.0
2.0
10.5
4
49.0
44.8
4.2
2.0
47.6
5
30.5
20.0
10.5
2.0
19.0
6
27.0
13.0
14.0
2.0
14.2
表二: 测量各个弹簧的周期
次数
振幅(cm)
质量(g)
劲度系数(N/m)
全振动次数
时间(s)
周期(s)
1
2.0
200
27.3
30
16.7
0.557
2
2.0
200
22.7
30
18.4
0.613
3
2.0
200
10.5
30
28.3
0.943
4
2.0
200
47.6
30
13.1
0.437
5
2.0
200
19.0
30
20.4
0.682
6
2.0
200
14.2
30
23.6
0.787
五、分析数据：
通过数据可得周期随劲度系数增大而减小。
猜想一: T 与 K 成反比。
T1×K1=15.2 T2×K2= 13.9 T3×K3=9.9
T1×K1=20.8 T2×K2=12.9 T3×K3=11.1
图象分析：T− 1/k图象
猜想二: T与 K的平方成反比。
（令A= T/ k2）
A1=20.4 A2=17.7 A3=10.2
A4=31.5 A5=15.7 A6=12.6
图象分析：T−k2图象
猜想三: T的平方与K成反比。(令A=T2/k)
A1=2.91 A2=2.92 A3=3.0
A4=3.0 A5=2.96 A6=2.96
图象分析：T2−k图象
结论：
在不改变其它条件的情况下,弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数的平方根
成反比. 即
T ∝1/K
六、注意事项：
1． 实验过程中要注意控制振幅、振子质量不变。向下拉振子时要注意保持竖直方向，振幅不宜过大，振子质量不宜小。
2. 实验中采用倒计时，等系统稳定后在开始从平衡位置计时。
七、启示：
总课题组总结汇报:
总结以上三个子课题组的研究结论：
弹簧振子的周期与振子的振幅无关；
弹簧振子的周期与振子的质量的平方根成正比即 T2∝ m
弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数的平方根成反比 T2∝1/k
所以：T2∝m/k
即 T2 = C·m/k
由数据：m = 0.2kg k= 10.5N/m T= 0.943 s可得常数 C = 6.24 - 6.30
所以弹簧振子的 周期公式为：T=2π(m/k)1/2（m 为弹簧振子的质量，k 为弹簧的劲度系数）
范例分析
本课题属于学科内研究性学习即认知型研究性学习。要求学生通过对弹簧振子周期相关影响因素的研究学习掌握以下几个方面：
1．直接目的即加深理解振幅、质量和劲度系数对弹簧振子周期影响，从而更深刻理解(T
T=2π(m/k)1/2这一公式；
2．在研究过程中学习科学研究的一般方法：
提出问题 →分析问题 →提出猜想 →实验探究 →总结规律 →实践验证
① 提出问题：
本课题是通过把课题分解为数个子课题这种形式，这种形式有利于降低所研究问题的难度，从而提高对课题研究的深度。这种做法比让每个小组都来研究总课题的做法效果好得多。在本环节“征集子课题”时，学生会提出很多子课题选项，这就需要指导教师进行筛选，选出符合研究方向又在学生能力范围内的选项作为子课题。
②分析问题：
本课题要求学生学会如何处理数据，如何利用图象分析以及在图象分析中化曲为直的思想。
③提出猜想：
本课题使学生体会猜想的一般步骤：从简单到复杂，利用已知求未知。
④实验探究：
本课题要求学生在实际操作中培养动手能力、严谨细致的态度、解决处理实际问题
的能力及观察的能力。
3．在研究过程中培养学生的探究意识和合作精神。
①通过亲自研究，从而改变传统教学中单一的学习模式和单一的学习渠道，亲自通过探究去获得相关知识。
②在研究中使学生亲自参与获得研究探索的体验，消除学生对科学研究的神秘感。
③从研究中培养学生合作学习的精神。一方面每个组都是总课题的一部分，只有分工协作才能得到最终结论；另一方面在研究过程中各个小组也在不断相互吸取经验、相互借鉴。
4．建立新型的师生观。
教师在学生研究过程中成为学生学习的促进者、组织者、指导者和合作者。教师必须不断地吸纳新知识，更新自身的知识结构，提高自身的综合素质，从而建立新型的师生关系。
5．在实际操作中要注意的问题：
①首先教师和学生都要增强对研究性学习的意义认识，根据自己学校实际情况真正把活
动各个环节落到实处。
②在研究时间上，尽量用完整的时间一起研究，创造一种集体研究的氛围。
③在研究中教师必须发挥引导的作用，不仅象拓展型研究性学习那样，提供研究方法，而且要参与到学生的研究中去，帮助解决一些实际问题或提供一些思路，从而在学生研究过程中因势利导培养学生各方面的能力。
④在最后一个环节汇报演示中，也不能完全由学生来进行。学生由于没有经过专门的语言表达训练，加上对所研究的问题理解的深度不够，往往不能达到足以上升为一般性的理论，所以在学生汇报时老师一定要穿插在其中进行点评、归纳总结。将学生的具体方法、操作上升为一般的理论。通过此过程，一方面让学生理解时不发生误解，另一方面让学生进一步学习如何表述、归纳，提高学生语言表达能力及善于发现问题，提出问题的能力。这一点对于整个研究达到预期目的很重要。
⑤相对于拓展型研究性学习，开展认知型研究性学习即学科内的研究性学习更切实可行，特别是在农村学校和一些薄弱学校。对于拓展型研究性学习一方面大多物理校硬件条件不足，如电脑上网条件、图书馆藏书不配套；另一方面由于所涉及的研究内容大多超出单一学科范畴，教师在指导上困难较大。在实际操作中学生研究的很多困难容易造成研究的形式化和盲目性，这样研究学习的实际效果往往很有限。而学科内研究性学习相比较难度较小。一方面所研究的内容在大纲范围内，活动的开展有利于直接促进本学科的学习，教师也有能力指导，这样易于被教师和学生认可；另一方面所需条件较简单（特别是理科）。我们认为在研究性学习中应在开展好学科内研究性学习的同时开展拓展型研究性学习。
以上是对研究性学习特别是学科内研究性学习的一些理解和对本课题的认识。
教学评价（南通市局教研室高中物理教学中心组）
本节课课题本身具有一定的研究性，在课堂上学生始终能充分参与，主动探索。总课题分为若干个子课题，由小组分工的形式来完成，很好的调动了学生的积极性，教师在其中恰当的引导帮助学生进一步研究 ，课堂效果很好。本节课在新课程下教学模式的研究上为它学校和老师提供了一个很好的范例。总体课堂评价优秀。
【参考文献】
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