《光电效应》教学反思

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《光电效应》教学反思

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《光电效应》教学反思

高中物理设置光电效应一节,主要目的不是让学生获知或者认识光电效应这一现象,而是让学生体验——解释物理现象的过程中推动了物理理论的发展,而且理论发展的关键是观念的更新——自然学科的发展规律。本节学习的始点是了解光电效应这一现象及其特定实验中的实验规律;问题的归宿是新旧观念对光电效应的解释对比,从而进一步论证新观念的广泛性。
很遗憾的是,教材编写者以物理学者的身份使用了"电磁理论"这一术语,但高中生对电磁理论是非常陌生的(尽管在选修3-1、3-2和3-4中学习了静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流和电磁波有关知识)。具有独立思考意识的同学可能会问:"何为电磁理论?""电磁理论与能量连续性和积累性是什么关系?""电磁理论就是连续性和积累性理论吗?"
实际上,以上问题对于授课者也是困惑的——授课者自己也认为本节教学难以展开,在讲授中思维混乱,逻辑交叉,有一位老教师自述:第一课时里,即讲授实验规律的过程中,已经运用了光子假设解释了为什么会有这样的实验结果;第二课时里,指出经典理论解释光电效应实验规律中遇到了困难。另一位年轻教师也说,如果讲授实验规律时不加以解释,那么学生会觉得枯燥无味。
本章第一节,以科普形式提出了能量量子化这一新观念(为什么说是"科普形式"?因为黑体辐射的实验规律很复杂,而且对实验规律的解释更是复杂,高中生不可能深入理解。因此,学生只要了解到,能量量子化的提出是以黑体辐射现象解释为背景就可。),教师应该引导学生体验能量量子化(例如以人口统计为例,微观上不用小数描述,而宏观上可用小数描述),在此基础上引导学生分析"能量连续性"观念在人们头脑中根深蒂固的原因。
因此我认为,进行"光电效应"教学时,教师应有意屏蔽"电磁理论"术语,而仅仅引导同学们以能量连续性(和积累性)观念和能量量子化观念解释光电效应的实验规律,从而自我体验到运用前者时遇到困难和运用后者时得以圆满。这就能使得学生亲身体会观念更新的意义。愚认为这就是创新教育,而不是乏味无益的知识传授。
本人是第一次讲授本节内容,也感觉到,讲授实验规律时有些学生确实觉得枯燥无味。我想,克服这一教学困难的方法有二:第一,充分地引导学生理解"饱和电流"、"遏止电压"和"截止频率"的内涵和外延,而不是单纯的接受,于理解中享受思考的快乐;第二,尽量使用形象化的语言阐述,化"枯燥无味"为"幽默风趣",例如讲解"饱和电流"以饮食为比喻,尽管朋友买了11个包子,但你只能吃下10个,再吃就要吐了,那么十个包子就是你的饱和量。"饱和"一词实际上学生容易理解,上面利用夸张手法再解释主要是活跃课堂气氛,使同学们持续保持兴奋状态。
"连续性"、"量子化"、电子逃逸金属表面所需的能量以及逃逸出来的能量等概念都比较抽象,也需要进一步形象化解释。博主由于第一次授课,课堂设计中未能体现这一点,在"授课受困"时急中生智,运用了钞票,以小额钞票的累积比喻金额的连续性,以创业所需的启动基金(如一万元)比喻电子逃逸金属表面所需要的能量(能力不同的人,创业所需要的启动资金不同,比喻不同金属的电子逃逸能量不同)等等,大多数同学具备这种金钱意识,很快就理解了其中喻意。但是,因为是突发灵感,所以思维有些不够严密。这一点主要体现在:量子化这一概念没有进行类似地形象化比喻。实际上,不同频率的光子能量,可以用数额不等的捆绑金额来表示。例如银行工作人员一般把100张面额为100圆钞票捆绑起来,表示10000元,以此比喻频率较大的光子能量,5000元、2000元、1000元、500元依次比喻频率更小的光子能量。
光电效应一节,新概念多且抽象、概念之间的关系紧密又复杂,又要引导同学们以新旧两种观念分析同一问题,在比较中体验新观念的意义,理解物理理论的发展规律、领会自然科学的发展观。这样的教学特点和目标,在客观上就加大了本节课的授课难度。本节授课能够充分锻炼新教师的授课能力,体现老教师的授课艺术。期待自己每一轮教学都能比上一轮更精彩、更富有艺术。

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