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"CIC"高中物理實驗課的初步探索———練習使用打點計時器
"CIC"高中物理實驗課的初步探索———練習使用打點計時器鐘云杰
（江蘇省常州市北郊高級中學）
摘 要：打點計時器的使用是高中物理實驗的重點，從教學設計的角度介紹如何開展一節別開生面的實驗課，并首次提出"CIC"高中物理實驗課，將之付諸實踐并上升為理論成果，嘗試為實驗教學的發展開辟出新的道路。
關鍵詞：CIC;物理實驗；打點計時器
高中物理必修一第一章和第二章包含2個實驗，本質上就是練習使用打點計時器。在傳統的課堂中，通常采用的方法是講解打點計時器原理、實驗原理和實驗步驟、實驗注意事項，然后學生實驗，處理數據。在這個實驗里面，有很多問題困擾著學生很多年，例如，為何要先開電源，再釋放小車？為何要用Dx=aT2這樣的公式來計算加速度？為何要用逐差法來處理數據？
雖然，傳統實驗有利于學生完成紙質實驗題目，但還是不能夠很好地鍛煉學生應該具備的實驗技能。鑒于傳統物理實驗課堂的各種弊端，筆者嘗試尋找一種新式的實驗教學方法，并首次將之實踐，然后上升為理論成果——"CIC"式高中物理實驗課。"CIC"是三個英文單詞的縮寫，即合作（Cooperation）、探究（Inquisition）、交流（Communication）的英文首字母縮寫。
一、"CIC"高中物理實驗課理論基礎
著名教育家巴班斯基在20世紀初提出"教學過程最優化"這樣的思想，并從一般教學論等層面深刻探討此問題。他特別強調要在教學中發揮學生的自覺性、積極性和獨立性。然而，在實驗教學中，這樣的要求離不開合作、探究、交流。
合作（Cooperation）是實驗順利進行的根本組織形式。小組合作可以保證照顧到學生的不同需要，能為學生的合作活動和相互監督開辟較大的天地。但是，巴班斯基同時也指出，此種教學組織形式會使個別學生處于消極的狀態，懶于思考，他們可能會利用成績好的學生所取得的成果。探究（Inquisition）是實驗完滿進行的有效教學方法。
但他同時也指出，要防止夸大探究性和啟發性教學方法的作用，因為這些方法沒有實在的知識作一定的基礎，就不可能順利的運用。交流（Communication）是實驗過程中克服實驗過程中一些障礙的必要活動。在所有的社會活動中，交流是基礎、是關鍵。
二、"CIC"高中物理實驗課初步探索
為了更好地闡述關于"CIC"式物理課堂的應用，現舉例一節實驗課。教學對象為常州市北郊高級中學高一（14）班學生，人數47人，隨機分成8個組。
【教學目標】
1.練習使用打點計時器，掌握紙帶數據處理和測量瞬時速度的方法。
2.通過實驗探究，體驗如何從實驗研究中獲取數據，學會利用公式處理實驗數據。
3.知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規律。
4.學生在實驗過程中體會團體合作的益處和重要性，嘗試解決實驗中出現的問題。
教學重點：認識打點計時器。
重點突破：在認識打點計時器之前，先讓學生做一個"筆畫紙帶"的小實驗，為認識打點計時器埋下伏筆。
教學難點：學會使用打點計時器。
難點突破：在學會使用打點計時器的過程中，先講解其原理和使用方法，然后學生第一次使用打點計時器做實驗，拍下5個組的實驗過程，立即拷貝到電腦里面，反饋給學生，讓學生發現實驗操作中出現的問題。此時，第二次使用打點計時器做實驗，鞏固打點計時器的使用。
教學素材：五個相機，數據線，鉛筆，紙帶，打點計時器，小車，軌道，重物，細線。
【引入課題】
展示蘋果下落圖片。
【提問】
問題1:蘋果做什么運動？
問題2:描述運動的物理量有哪些？
問題3:哪些物理量更容易觀察并測量？
【展示圖片】
展示古代計時器圖片。
學生思考、回答。
【新課教學】
【活動1】
學生做手拉紙帶實驗。
【活動2】
（1）展示學生做出來的紙帶，分析如何才能使之更加完善。引出打點計時器是測量發展的必然結果。
（2）講解打點計時器工作原理。簡要介紹電磁打點計時器和電火花打點計時器。
（3）配合圖片講解實驗原理，實驗步驟，實驗注意事項。
【活動3】
（1）學生分組實驗，教師巡視，錄下個別小組視頻。
（2）教師巡視，指導。
【活動4】
播放小組實驗的視頻。讓大家看到實驗中容易失誤的地方。
【活動5】
（1）小組重復實驗。
（2）處理實驗數據。
學生積極開心地做實驗，觀看、思考。讓學生感受打點計時器的初步模型。這樣一個反饋，再次實驗的過程，可以給實驗失敗的小組一個矯正的機會，也會使其他小組比之前做得更好。
【課后反思】
（1）什么原因造成紙帶上的點很密集？
（2）對于很密集的點，我們在進行數據處理的時候應該怎么辦？
三、總結和反思
傳統的實驗課一般是將步驟直接告訴學生，學生按照步驟進行實驗。但是這樣限制了學生對實驗本身的認知，實驗本身就是一個不斷嘗試、不斷失敗，失敗后再嘗試的一個過程。若是連基本的實驗操作都不讓他們去體會、去碰壁，他們又怎么會知道前人的不易，實驗創新的艱難呢？
因此，需要突破傳統的實驗教學，讓學生在合作中成長，在探究中收獲，在交流中變得更加強大。總體來說，本節課達到了預定的教學目標和教學效果，受到校內師生的一致好評。但是對于"CIC"式實驗教學的進一步深入應用仍然任重道遠。
總體來說，本節課的創新之處在于：（1）在正式使用打點計時器之前，先讓學生體驗人工打點計時器，這是認識提高的過程，人工打點的不足才使得機械打點計時器出現。（2）將個別實驗小組的實驗過程拍下反饋給學生，讓學生意識到自己的不足，給學生再次嘗試、再次修正的機會。
本節課的不足之處在于花太多的時間去做實驗以及重復實驗，學生在課堂上沒有時間處理實驗數據。因此，對于如何處理實驗數據以及三個推論的應用，有可能無法深入人心。
參考文獻：
尤·克·巴班斯基。教學過程最優化：一般教學論方面[M].人民教育出版社，2007.
作者簡介：鐘云杰，1987年12月出生，漢族，江蘇省常州人，就職于常州市北郊高級中學。
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