谈《布朗运动课件》的设计与实施的思想--结合课件谈教学中应贯彻的思想和方法.pdfVIP

2005年第10期 物理通报 研究性教学案例 谈《布朗运动课件》的设计与实施的思想 ——结合课件谈教学中应贯彻的思想和方法 罗贤辉 (南京市第九中学 江苏南京 210018) 就物质世界的运动而言，“布朗运动”是引导高 首先呈现给学生的是，大量的布朗微粒在显微 中学生从宏观世界的运动进入微观世界运动的第一 镜下做无规则运动的情景(现象)，如图1．并提出或 课，为学生正确认识微观世界中物质的运动打下坚 学生自行产生相关的问题：是不是分子的运动?为什 实的基础，为正确理解微观过程的复杂性、随机性及 么会运动?运动特点是否相同?用怎样的语言来描述 其潜在的规律做了良好的铺垫．本文就如何构筑一 运动的特点更准确更全面(猜想)?通过在界面上选 个良好的认知平台，结合物理学的特点和认知规律 择每过1秒、0．5秒以及0．05秒来连接始末两点位置 出发，谈谈全国一等奖课件《布朗运动》的设计及实 的办法，绘出微粒位置的连线(操作)，观测微粒的运 施思想． 动特点．学生可以通过比较发现，即使是1秒或0．5 秒内，微粒也不是沿直线运动(0．05秒的时间太短 1 本课中的两条重要思想 不易觉察)，从而理解折线并不是轨迹这一结论(验 构成物质的分子是怎样运动的，运动的特点是 证)，比被动接受语言描述要清晰得多(图2)． 什么，即使是现在，也无法在实验中直接观察到．分 子热运动的特点，是根据布朗运动从理论上推导出 来的；对于不能“直接观测”的过程，布朗运动教会 我们用“间接观测”的方法．这是本课应明确的第一 条重要的思想内容． 微观世界物质运动的重要特征是少量无序而大 图1 图2 量有序，个体无序而整体有序，背后起决定作用的是 统计规律和波函数．决不能只让学生简简单单地知 其次呈现给学生的是一个被放大了的布朗微粒 道“无规则”三个字，而应让学生深入理解“有规律” 的运动情景(现象)．单个微粒的运动极易引发学生 这一重要结论．这是本课应明确的第二条重要的思 的思考：是一种什么样的力量促使微粒在运动?是一 想内容． 种什么样的原因促使微粒不停地改变着运动状态? 为什么运动不会停止?为什么运动会无规则(图3)? 2 具体的设计思想与实施 自然地，把学生的思绪由表面的运动推向了对运动 围绕上述两条思想内容，不难看出，本课的任 原因的理性思考(猜想)．此时选择“显示分子”的画 务不只是要掌握分子热运动的特点，更重要的是掌 面，在分子运动的背景中再看布朗微粒，无规则运动 握微观世界中物质运动的规律以及认识微观世界的 的原因便一目了然——频繁的碰撞是微粒运动的 方法．本课件从纵横两个方向来设计． 根本原因．此时选择“隐去微粒”，分子本身在做无规 2．1纵向设计 则运动这个本质问题也就暴露出来了(操作验证)， 按照自然规律的一般认识过程进行设计，层层 突出了“布朗运动”这节课的重要意义——用看得 深入，由表及里，从现象到本质，一步步逼近真理．探 见的