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高中物理线上教学的一点思考

2020-03-04郑源丰

科学咨询 2020年35期
关键词:光电效应爱因斯坦重难点

郑源丰

(重庆市江津中学校 重庆江津 402260)

一、线上教学经验总结

(一)视频录制

视频录制时,一般以1~2个知识点为一个视频,一个视频的时长控制在20min以内,最好是在10min左右。这一方面是考虑到老师在录制的时候便于调整,如果有录制不好的地方可以及时重录,而不用剪辑(部分老师不会视频剪辑);另一方面也是考虑到人们观看视频的习惯,过长的视频一般都会快进观看,所以按知识点做成短视频既有利于减少学生的烦躁情绪,也有利于学生逐个知识点学习、消化。

(二)实验的处理

实验教学是物理必不可少的教学环节,因为只有通过实验才能让学生更好地体会探究的过程,并理解其实验规律,从而建立起更准确的物理概念。但是线上教学,缺少实验器材,所以实验部分的教学成了一个困难。

对此解决方法有两个:第一个方法是用网上现成的实验视频,或者flash动画,但是这两样资源的缺点是可供操作范围比较小。视频自不用说了,除了播放、暂停之外,无法按自己的想法更改参数。而现成的flash动画一般而言可供调节的参数也难以尽如人愿,除非是自己做flash,但是这样太费时费力。

第二个方法是用仿真实验室,比如“nobook物理实验”。他的优点是可以根据自己的需要进行逼真的器材组装、线路连接等,并且各个元件参数都是可调的,对于复杂的元件会配有原理图。缺点是部分实验、和器材需要vip才能用。

二、《光的粒子性》线上教学案例

(一)核心素养及重难点分析

本节的主体知识有:光电效应的实验规律、经典理论解释光电效应遇到的疑难以及爱因斯坦运用量子观点对光电效应实验结果的圆满解释。通过教学应该要使学生建立起逸出功的能量观念,理解光电效应的实验规律。在对光电效应实验规律的分析中体现问题、证据、解释的科学探究过程。在用经典理论解释光电效应时让学生体会到一旦科学走到了这样的转折关头,起关键作用的,往往不是具体的知识,而是观念的转变,对权威和自身过往知识经验的质疑创新甚至比知识本身更为重要。

本节课的重难点:光电效应实验规律的理解,经典理论和爱因斯坦对光电效应现象的解释。

(二)视频内容版块划分及时间分配

根据前面对核心素养和重难点的分析,我们将这节课分为了三个视频:

①光电效应的实验规律,时长:13min。

在这个视频中,我们借助PPT简单概述光电效应实验的来龙去脉,重点跟学生分析光电效应的三个实验规律。如果是在线下教学,课程的安排最好是从实验当中得到光电效应的实验规律。但是,这里考虑到线上教学的实际情况,为了教学效果更好,所以安排先讲解、熟悉光电效应规律,再实验演示。

②经典理论和爱因斯坦对光电效应规律的解释,时长:18min。

在这个视频中,我们主要给学生展示经典理论和爱因斯坦对光电效应现象的解释。这部分内容是本节课的重点内容之一,所以时间分配也是最长的一段。需要引导学生发现用经典理论无法解释,再到爱因斯坦用彻底的量子化理论解释,以此使学生体会到这个过程中观念的转变。同时,为了使学生理解更透彻,需要给学生补充、辨析几个概念:“光电子的初动能与光电子的最大初动能”、“光子的能量与入射光的强度”。

在这部分讲解中板书是必不可少的,PPT在播放模式下,可以用鼠标来进行书写,所以在制作PPT的时候要注意给“板书”留空白,以避免“板书”的内容与PPT原有内容重叠。另外,如果有平板和平板笔的话,最好是用平板录课,书写出来的字比用鼠标要漂亮很多。

③nobook仿真实验模拟光电效应实验规律,时长:9min。

为了能够有效突破本节课的难点,加深学生对光电效应实验规律的理解,我们在这节线上教学的课中加入了实验内容,但是是借助nobook仿真实验,利用虚拟实验室完成本节课的光电效应实验,具有一个非常重要的优点:把抽象的物理过程形象化,降低学生的理解难度。

如图1开关S3是没有闭合的,通过右上角的结构图我们看到当光电管发生光电效应时有电子从阴极出来,到达阳极,形成一个闭合回路,这时光电管相当于是一个电源,这使学生更容易理解当光电管两端电压为0时,电流不为0的原因。

如图2开关S3打向左边,光电管两端接反向电压,可以调节滑动变阻器,通过结构图可以使学生观察到部分电子到不了阳极就返回了阴极,加大电压会观察到返回的的电子越多,再分析得到电子会返回的原因是由于从阴极出来时的初动能不足以克服反向电压。如此,可以让学生更清晰地理解遏止电压对应的是初动能最大的电子恰好到不了左极板。

从上面的分析中我们可以看到,通过这个虚拟实验室,可以将光电子在光电管中运动这一抽象的物理过程,动态、实时的展示给学生,将思维可视化,大大降低了学生的理解难度。

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