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【摘要】当前,相当大一部分科学教师对实物投影的作用认识不足,笔者按从外到内的顺序,通过大量的教学案例片段,经过诸多的实践,摸索出了它的几种“妙”用法。如镜头旋转法可以让我们感受立体化的实验场景,提高我们的观察能力;放大法让我们可以提升实验的精细度;即时展评法可以进一步活跃课堂气氛,促进学生积极思维,提高教学密度和效率等等,合理的利用实物投影仪会给我们的课堂增色不少!
【关键词】实物投影 初中科学 实验
一、实物投影仪的使用现状
我校从2010年起为初二、初三20个班级装备了JY-300折叠直立式多功能电子备课仪。近2年来,笔者运用此套实物投影设备作为辅助设备,进行科学课教学。实物投影仪高效、便捷,课堂容量大,学生兴趣浓。那么,全校18位初二、初三科学教师的使用情况如何呢?我查阅了各班值日班长将近4个学期有关实物投影的使用情况记载。
从上表看出,大多数科学教师对实物投影系统重视不够,我走访了18位科学教师,从调查中发现:10位教师中有3位教师根本不知该如何使用该系统;7位教师觉得每次都要携带电脑,操作不方便;5位教师觉得可有可无,不是每天都想的起使用;只有3位教师觉得这套系统很有效,基本天天使用。
笔者认为,大多数教师对这套系统的功能认识上还远不到位。此套实物投影系统摄像头部分质量轻,可以用手拿起;操作方便(不用提前热机),维修方便(不像老版投影仪那样经常需要更换灯泡);调焦范围广,且能自动调焦;可调节的摄像头角度,可以以不同角度对着被摄像物体,能弥补视野局限 。总的来说,实物投影媒体具有直观性强、操作简单的优点。《科学》是一门以实验、实践为基础的学科,其学科特点非常适合学生参与其中,但由于受教学条件等客观因素和教师主观因素的影响变成一门讲授课或练习课,而无法体现其特色。
二、实物投影有许多为人们所忽略的用处
(一)演示实验必须保证最后一排学生都看得清楚,采用实物投影技术,既可保证实验的真实性,又可放大实验细节,让细微变化清楚地展示在学生面前。
1.便于学生看清楚演示实验的操作过程。为了使演示实验能更明显、生动地反映某些实验现象,直观而又形象地显示反应的本质特征,增大演示实验的可见度,提高演示实验的效果,把一些演示实验改为投影实验是必要的,采用投影实验,由于能把实物放大15至20倍左右,可以使原来看不清楚的实验现象看得十分清楚。
在学习秒表、安培表、伏特表等的原理、使用方法及读数时,虽然学校能保证每位学生手中都有这些仪器,但由于这些仪器刻度比较小,教师讲解示范起来非常吃力。教师可以将秒表、安培表、伏特表等甚至一切方便展示的实验仪器都拿到投影仪上进行演示、测量、读数、分析。
如教师在演示浙教版科学教材八年级上第四章1-8节有关串并联电路、滑动变阻器的使用、用伏安法测电阻的实验时,面对一大堆乱如麻的导线和元件,在讲台上平面操作或者利用多孔板把元件竖直悬挂操作,效果都不甚理想,学生能分组进行实验那当然最好,只是有时器材有限,不可能也不必每堂课都在教室里做实验;利用多孔板把元件竖直悬挂操作,电流表和电压表又无法悬挂。实物投影系统,在高高的摄像头下操作(甚至能把小摄像头放在小方凳上,以此来进一步扩大视野),元件的顺序、导线的接法都一目了然。
2.便于学生看清楚稍纵即逝的演示实验现象。摄像头有一定的缓冲和视频摄像功能。在刚才提到的钠与水的反应中,反应速度很快,按传统的演示,可能没等学生反应过来实验已经结束。在投影下,可以把摄像头举高,大烧杯不用盖表面皿,教师和学生可以尽可能的远离一些,钠与水反应时先放热产生水汽,然后钠熔化成一个小球,在大烧杯内的水面上快速游走,同时产生的气泡着火燃烧,证明有可燃性的气体产生,学生在大屏幕上看到整个过程,大呼过瘾。
在讲到浙教版科学七年级下《牛顿第一定律》一节时,笔者在上新课之前先在讲台上面放了一个玻璃杯,上面垫了一块小三合板木片,片上放一只鸡蛋,叫一位同学拿摄像头进行侧向扫描,准备好后,轻轻一弹木片,屏幕上看见木片“拖着尾巴”飞了出去,只留下一道模糊地影子,可鸡蛋没有一起跟着片子飞出去,而是稳稳地落到了杯子里面。这时全场一片哗然,同学们开始议论。随后笔者马上叫一位同学亲身上台体验,他照着我的方法,果然鸡蛋又再次落到了杯子里。这时全班炸开了锅,都想上台试试看。看到同学们的兴趣起来了,笔者马上趁热打铁,让学生们带着这份兴趣进入到了正课——惯性的学习。
浙教版科学教材九年级上第一章第5节,在演示铁和硫酸铜溶液反应或铜和硝酸银溶液的反应时,把洁净的铁钉放入盛有硫酸铜溶液的试管中,在摄像头的视频摄像作用下,可看到红色的铜慢慢覆盖了铁钉,或者看到粉末状的黑色的银慢慢覆盖了铜片。
3.便于学生看清细微的演示实验现象,纠正错误认知。在浙教版科学教材八年级上第一章第2节 水的组成 内容中,学生清楚地观察到了阴极和阳极产生的气泡是从电极上而非水中产生的,从而纠正了气体是从水中产生这个错误的认识,并且明白了这两种气体都不怎么容易溶于水;学生通过对气泡上升的速度和体积的变化的精细观察,实现了对液体内部压强和浮力知识的迁移(这部分内容位于浙教版科学教材八年级上第一章第4-5节)。
笔者有一次到外校上公开课,内容是浙教版教材八年级下中有关氢气的制取,分别准备了铁钉,铝片,镁带,锌粒和15%稀硫酸,15%稀盐酸。叫同学们分组做学生实验,铁钉和铝片没有事先用铁砂皮或稀酸浸泡处理过,和稀硫酸反应时,产生的气泡很少,开始的一段时间也几乎无气泡产生,锌粒和稀硫酸反应时,气泡到底是从溶液中产生的还是从金属表面产生的,学生也反映观察的不是很清楚。
于是笔者在实物投影下做了演示实验,结果在高倍的放大投影下效果非常好,大大出乎了预料,因为平时在自己学校上课做这个实验时,没有用到实物放大投影,本身离试管近,事先用铁砂皮或稀酸处理过铁钉和铝片,对气泡情况看的很清楚,前一二排的同学马马虎虎也看见了,理所当然的认为达到了实验预期,断定其他大多数同学也观察清楚了,其实大多数科学教师也有笔者这种经历:好多时候,并没有站在学生的角度看问题,为了完成课时目标,紧赶教学进度,很少考虑学生的感受。接着我又演示了同浓度的15%稀硫酸、15%稀盐酸和同一种金属反应的快慢来比较硫酸根离子和氯离子的活性的探究实验,效果也很理想。 浙教版教材科学八年级上第一章第5节 液体内部的压强 学生通过实物投影观察实验现象,发现上壁的橡胶模有明显突起(见下图从左到右1-3图),在压强计的金属盒浸入液体的过程中,U形管内的液面高度差和玻璃管内的红墨水位置会出现明显的变化(见下图从左到右4-5图),绿色植物呼吸作用推动玻璃管内红墨水、焦耳定律和比热容的实验中玻璃管中液面刻度的变化等显示效果与此类似。
生物学实验中实物投影一定程度上可取代放大镜,使用的标本、可以通过实物投影仪的放大功能清晰地展现出来。在生物课的教学中,讲“花的结构”中多次提到的“子房”,学生平时并无直观的印象,直接将实物分给每一个学生看并讲清楚,是比较麻烦的事情,但在实物投影仪下,教师将桃花的各部分分离出来,学生可清楚地通过屏幕看到真实的子房、胚珠等结构,印象深刻。
利用实物投影放大系统将需投影的对象或部分清晰的展示在屏幕上,能让全班同学都能够详细、全面观察到教师的具体操作过程和读数方法,从而弥补了实验的不足,增强了实验演示效果,体现了“为了一切学生”的理念。
(二)反馈练习必须使最后一排学生都看得清楚,采用多媒体实物投影技术,可放大文本,提高可见度,让学生练习的不足之处清楚地展示在学生面前。
1.展示点评学生的作业进行及时有效的反馈。在课堂练习中,不必再每次让学生到讲台前来板演了,可以更好地保证学生完成课堂作业的独立性。教师用投影仪显示学生作业中的解答,便于分析学生作业中存在的典型错误,进行订正。也可以曝光马虎的学生作业督促其改正,并把做得好的学生作品通过投影展示出来加以表扬。由于学生真实地看到自已作品的投影,可以极大地吸引学生们的注意力,有利于激励学生更积极地投入学习。
在实物投影展示台上,教师既可和学生一起来点评批改学生的当堂练习,也可叫其他同学上来点评,用于习题课的教学,可以大大提高教学密度。如在浙教版教材八年级上第四章1-2节,在学到实物图的连线和画电路图时,好多同学都反映很难,对学好本节内容没有信心。这时,教师不妨专门开一节练习课,分别从先进、中等、困难学生中各取出部分学生的练习,叫同学们在实物投影下相互批改,共同提高。当被批改者在大屏幕上看到是同学在批改自己的练习,指出自己的错误时,他心里会有别样的感觉,对错误印象可能会更深刻。
2.展示点评学生的设计方案进行及时有效的反馈。(1)将小的白纸平放在讲台上,请一位学生在白纸的中间竖立一块平板玻璃(实物投影镜头位置和角度随需要而调整),预先画条直线为平面镜位置。(2)在玻璃靠学生一侧放上一支燃着的蜡烛,并在蜡烛位置的白纸上画点,标上字母S,问学生是否看到里面的蜡烛的像。(3)请一位学生在玻璃后面放一张黑纸,看里面的像是否还在。(4)请一名学生拿同样一支没有点燃的蜡烛放在玻璃后面,由前面的全体学生指挥这位同学移动蜡烛,直到蜡烛与里面的像重合,并在这支蜡烛处标上S’。并在白纸上标出不同角度学生看到蜡烛像的大致位置,标上A、B等点。(5)撤掉玻璃和蜡烛,将小白纸上的S和S’用直尺画线连起来,并量出两者到平面镜的距离,说明平面镜成像的特点。学生共同参与,可视性效果较好。整个找像的过程、分析的过程全体同学和教师在实物投影系统下及时呈现,可信度高。
三、实物投影也存在局限性
美国当代著名教育家内斯特?博耶曾说:“技术能够在瞬间把信息传遍世界,但是,无论技术具有多么神奇的功效,它却不能传递智慧”。多媒体技术只是一种教学辅助手段不能喧宾夺主,用实物投影来演示实验,最多也只是实物演示的一种补充。
其次,较大型实验无法完成投影,并且,摄像头色彩还原真实度不够,比如,在投影下做有关串并联的实验时,两只规格不同的小灯泡亮度没有明显的差异。
最后,实物投影教学材料时,可能不如写在黑板上那样能够较长时间地停留,所以在使用投影时,一定要估计足学生思考所需要的时间和学生记笔记所需要的时间,一定要极力避免一晃而过,以免使学生来不及思考和记录。同时,要根据教学内容,实物投影系统要在适当的时间进入教学环节,要在急需的时候运用,这样才能真正发挥其功能。
(作者单位:建德市寿昌初级中学)
编辑/赵军
【关键词】实物投影 初中科学 实验
一、实物投影仪的使用现状
我校从2010年起为初二、初三20个班级装备了JY-300折叠直立式多功能电子备课仪。近2年来,笔者运用此套实物投影设备作为辅助设备,进行科学课教学。实物投影仪高效、便捷,课堂容量大,学生兴趣浓。那么,全校18位初二、初三科学教师的使用情况如何呢?我查阅了各班值日班长将近4个学期有关实物投影的使用情况记载。

从上表看出,大多数科学教师对实物投影系统重视不够,我走访了18位科学教师,从调查中发现:10位教师中有3位教师根本不知该如何使用该系统;7位教师觉得每次都要携带电脑,操作不方便;5位教师觉得可有可无,不是每天都想的起使用;只有3位教师觉得这套系统很有效,基本天天使用。
笔者认为,大多数教师对这套系统的功能认识上还远不到位。此套实物投影系统摄像头部分质量轻,可以用手拿起;操作方便(不用提前热机),维修方便(不像老版投影仪那样经常需要更换灯泡);调焦范围广,且能自动调焦;可调节的摄像头角度,可以以不同角度对着被摄像物体,能弥补视野局限 。总的来说,实物投影媒体具有直观性强、操作简单的优点。《科学》是一门以实验、实践为基础的学科,其学科特点非常适合学生参与其中,但由于受教学条件等客观因素和教师主观因素的影响变成一门讲授课或练习课,而无法体现其特色。
二、实物投影有许多为人们所忽略的用处
(一)演示实验必须保证最后一排学生都看得清楚,采用实物投影技术,既可保证实验的真实性,又可放大实验细节,让细微变化清楚地展示在学生面前。
1.便于学生看清楚演示实验的操作过程。为了使演示实验能更明显、生动地反映某些实验现象,直观而又形象地显示反应的本质特征,增大演示实验的可见度,提高演示实验的效果,把一些演示实验改为投影实验是必要的,采用投影实验,由于能把实物放大15至20倍左右,可以使原来看不清楚的实验现象看得十分清楚。
在学习秒表、安培表、伏特表等的原理、使用方法及读数时,虽然学校能保证每位学生手中都有这些仪器,但由于这些仪器刻度比较小,教师讲解示范起来非常吃力。教师可以将秒表、安培表、伏特表等甚至一切方便展示的实验仪器都拿到投影仪上进行演示、测量、读数、分析。
如教师在演示浙教版科学教材八年级上第四章1-8节有关串并联电路、滑动变阻器的使用、用伏安法测电阻的实验时,面对一大堆乱如麻的导线和元件,在讲台上平面操作或者利用多孔板把元件竖直悬挂操作,效果都不甚理想,学生能分组进行实验那当然最好,只是有时器材有限,不可能也不必每堂课都在教室里做实验;利用多孔板把元件竖直悬挂操作,电流表和电压表又无法悬挂。实物投影系统,在高高的摄像头下操作(甚至能把小摄像头放在小方凳上,以此来进一步扩大视野),元件的顺序、导线的接法都一目了然。
2.便于学生看清楚稍纵即逝的演示实验现象。摄像头有一定的缓冲和视频摄像功能。在刚才提到的钠与水的反应中,反应速度很快,按传统的演示,可能没等学生反应过来实验已经结束。在投影下,可以把摄像头举高,大烧杯不用盖表面皿,教师和学生可以尽可能的远离一些,钠与水反应时先放热产生水汽,然后钠熔化成一个小球,在大烧杯内的水面上快速游走,同时产生的气泡着火燃烧,证明有可燃性的气体产生,学生在大屏幕上看到整个过程,大呼过瘾。
在讲到浙教版科学七年级下《牛顿第一定律》一节时,笔者在上新课之前先在讲台上面放了一个玻璃杯,上面垫了一块小三合板木片,片上放一只鸡蛋,叫一位同学拿摄像头进行侧向扫描,准备好后,轻轻一弹木片,屏幕上看见木片“拖着尾巴”飞了出去,只留下一道模糊地影子,可鸡蛋没有一起跟着片子飞出去,而是稳稳地落到了杯子里面。这时全场一片哗然,同学们开始议论。随后笔者马上叫一位同学亲身上台体验,他照着我的方法,果然鸡蛋又再次落到了杯子里。这时全班炸开了锅,都想上台试试看。看到同学们的兴趣起来了,笔者马上趁热打铁,让学生们带着这份兴趣进入到了正课——惯性的学习。
浙教版科学教材九年级上第一章第5节,在演示铁和硫酸铜溶液反应或铜和硝酸银溶液的反应时,把洁净的铁钉放入盛有硫酸铜溶液的试管中,在摄像头的视频摄像作用下,可看到红色的铜慢慢覆盖了铁钉,或者看到粉末状的黑色的银慢慢覆盖了铜片。
3.便于学生看清细微的演示实验现象,纠正错误认知。在浙教版科学教材八年级上第一章第2节 水的组成 内容中,学生清楚地观察到了阴极和阳极产生的气泡是从电极上而非水中产生的,从而纠正了气体是从水中产生这个错误的认识,并且明白了这两种气体都不怎么容易溶于水;学生通过对气泡上升的速度和体积的变化的精细观察,实现了对液体内部压强和浮力知识的迁移(这部分内容位于浙教版科学教材八年级上第一章第4-5节)。
笔者有一次到外校上公开课,内容是浙教版教材八年级下中有关氢气的制取,分别准备了铁钉,铝片,镁带,锌粒和15%稀硫酸,15%稀盐酸。叫同学们分组做学生实验,铁钉和铝片没有事先用铁砂皮或稀酸浸泡处理过,和稀硫酸反应时,产生的气泡很少,开始的一段时间也几乎无气泡产生,锌粒和稀硫酸反应时,气泡到底是从溶液中产生的还是从金属表面产生的,学生也反映观察的不是很清楚。
于是笔者在实物投影下做了演示实验,结果在高倍的放大投影下效果非常好,大大出乎了预料,因为平时在自己学校上课做这个实验时,没有用到实物放大投影,本身离试管近,事先用铁砂皮或稀酸处理过铁钉和铝片,对气泡情况看的很清楚,前一二排的同学马马虎虎也看见了,理所当然的认为达到了实验预期,断定其他大多数同学也观察清楚了,其实大多数科学教师也有笔者这种经历:好多时候,并没有站在学生的角度看问题,为了完成课时目标,紧赶教学进度,很少考虑学生的感受。接着我又演示了同浓度的15%稀硫酸、15%稀盐酸和同一种金属反应的快慢来比较硫酸根离子和氯离子的活性的探究实验,效果也很理想。 浙教版教材科学八年级上第一章第5节 液体内部的压强 学生通过实物投影观察实验现象,发现上壁的橡胶模有明显突起(见下图从左到右1-3图),在压强计的金属盒浸入液体的过程中,U形管内的液面高度差和玻璃管内的红墨水位置会出现明显的变化(见下图从左到右4-5图),绿色植物呼吸作用推动玻璃管内红墨水、焦耳定律和比热容的实验中玻璃管中液面刻度的变化等显示效果与此类似。

生物学实验中实物投影一定程度上可取代放大镜,使用的标本、可以通过实物投影仪的放大功能清晰地展现出来。在生物课的教学中,讲“花的结构”中多次提到的“子房”,学生平时并无直观的印象,直接将实物分给每一个学生看并讲清楚,是比较麻烦的事情,但在实物投影仪下,教师将桃花的各部分分离出来,学生可清楚地通过屏幕看到真实的子房、胚珠等结构,印象深刻。
利用实物投影放大系统将需投影的对象或部分清晰的展示在屏幕上,能让全班同学都能够详细、全面观察到教师的具体操作过程和读数方法,从而弥补了实验的不足,增强了实验演示效果,体现了“为了一切学生”的理念。
(二)反馈练习必须使最后一排学生都看得清楚,采用多媒体实物投影技术,可放大文本,提高可见度,让学生练习的不足之处清楚地展示在学生面前。
1.展示点评学生的作业进行及时有效的反馈。在课堂练习中,不必再每次让学生到讲台前来板演了,可以更好地保证学生完成课堂作业的独立性。教师用投影仪显示学生作业中的解答,便于分析学生作业中存在的典型错误,进行订正。也可以曝光马虎的学生作业督促其改正,并把做得好的学生作品通过投影展示出来加以表扬。由于学生真实地看到自已作品的投影,可以极大地吸引学生们的注意力,有利于激励学生更积极地投入学习。
在实物投影展示台上,教师既可和学生一起来点评批改学生的当堂练习,也可叫其他同学上来点评,用于习题课的教学,可以大大提高教学密度。如在浙教版教材八年级上第四章1-2节,在学到实物图的连线和画电路图时,好多同学都反映很难,对学好本节内容没有信心。这时,教师不妨专门开一节练习课,分别从先进、中等、困难学生中各取出部分学生的练习,叫同学们在实物投影下相互批改,共同提高。当被批改者在大屏幕上看到是同学在批改自己的练习,指出自己的错误时,他心里会有别样的感觉,对错误印象可能会更深刻。
2.展示点评学生的设计方案进行及时有效的反馈。(1)将小的白纸平放在讲台上,请一位学生在白纸的中间竖立一块平板玻璃(实物投影镜头位置和角度随需要而调整),预先画条直线为平面镜位置。(2)在玻璃靠学生一侧放上一支燃着的蜡烛,并在蜡烛位置的白纸上画点,标上字母S,问学生是否看到里面的蜡烛的像。(3)请一位学生在玻璃后面放一张黑纸,看里面的像是否还在。(4)请一名学生拿同样一支没有点燃的蜡烛放在玻璃后面,由前面的全体学生指挥这位同学移动蜡烛,直到蜡烛与里面的像重合,并在这支蜡烛处标上S’。并在白纸上标出不同角度学生看到蜡烛像的大致位置,标上A、B等点。(5)撤掉玻璃和蜡烛,将小白纸上的S和S’用直尺画线连起来,并量出两者到平面镜的距离,说明平面镜成像的特点。学生共同参与,可视性效果较好。整个找像的过程、分析的过程全体同学和教师在实物投影系统下及时呈现,可信度高。
三、实物投影也存在局限性
美国当代著名教育家内斯特?博耶曾说:“技术能够在瞬间把信息传遍世界,但是,无论技术具有多么神奇的功效,它却不能传递智慧”。多媒体技术只是一种教学辅助手段不能喧宾夺主,用实物投影来演示实验,最多也只是实物演示的一种补充。
其次,较大型实验无法完成投影,并且,摄像头色彩还原真实度不够,比如,在投影下做有关串并联的实验时,两只规格不同的小灯泡亮度没有明显的差异。
最后,实物投影教学材料时,可能不如写在黑板上那样能够较长时间地停留,所以在使用投影时,一定要估计足学生思考所需要的时间和学生记笔记所需要的时间,一定要极力避免一晃而过,以免使学生来不及思考和记录。同时,要根据教学内容,实物投影系统要在适当的时间进入教学环节,要在急需的时候运用,这样才能真正发挥其功能。
(作者单位:建德市寿昌初级中学)
编辑/赵军