给传统图象教学插上信息技术的翅膀

1问题提出

笔者在“实验：探究小车速度随时间变化的规律”一节后，布置了一道课后习题.

原题火车沿长直坡路向下行驶.开始时速度表上的读数是54 km/h，以后每5 s读取一次数据，见下表1.

表1时间t/s1015110115120125130速度v（km/h-1）154159165170176181186速度v（m/s-1）（1）、（2）略.

（3）作出表示列车速度与时间关系的曲线.这是一条什么曲线？

根据学生所做作业情况统计后，笔者发现学生所绘图象大致可归纳成三种典型的类型，在此暂且命名为： Ⅰ.折线型 Ⅱ.平滑线型 Ⅲ.直线型

2问题思考

2.1问题分析

通过访谈，笔者认识到，学生之所以有以上不同的画法，源于学生对图象找规律的原有认知.

第Ⅰ类折线型学生

这部分学生是受初中图象教学的影响，初中实验中采用数据较少，比如常取3个数据点，简单连线就算找到规律了.

第Ⅱ类平滑线型学生

这部分学生与折线型的学生相比，已经对图象找规律的理解要深刻些，用平滑的曲线拟合实验点更加接近物体的实际情况.但问题是，画画点，连连线，真能发现规律？笔者认为，如此简单的处理未免将发现规律过程简单化了.

第Ⅲ类直线型学生

这部分学生在观察各数据点分布特点的基础上，进行大胆的猜想，尝试画出最可能的图线，从而发现运动现象背后的规律.这样的过程最接近规律被发现的真实情景.

表2（来源于伽利略的数据手稿）114191161251361491641…1121314151617181…321130-1298+1526+182411192-11600121041…如何发现实验数据背后的规律，如何更好的寻找到规律？这是个值得思考的问题.让我们从历史回眸中或许能找到一点启示.

2.2历史回眸

在伽利略给后人留下来的大量手稿中，人们找到他当年所做斜面实验的数据.如表2.表中第三列数字是伽利略根据测量数据计算所得，此时伽利略并没有从实验数据中确定时间平方关系.记录上的第一列1、4、9、16、…、64是之后加上去的.第三列的数据有几个地方涂改过，似乎是伽利略在实验之后对数据作了修正.也就是说，伽利略的时间平方关系并不是直接从实验得到，而是从别的渠道先有了设想，再通过实验加以验证的.那种认为单纯依靠实验数据的积累就足以获得客观规律的认识是不符合规律发现的实际.在规律发现的过程当中，信念、猜想起着至关重要的作用.

3启示

从伽利略的时间平方关系发现史实中，隐隐约约的能够找到一点点线索.猜想给规律的发现插上隐形的翅膀，实验验证是检验真理的唯一标准.基于以上的再认识，笔者在传统的图象教学中进行适当改进.在描点的基础上，先让学生进行观察.设计这样的系列问题：观察你所描绘的点的分布有何特点？你能在此基础上猜想出这是一条什么曲线？鼓励学生进行大胆猜想.敢于说出自己的猜想也是需要勇气的.学生之间广泛讨论，最终达成这样的共识：这些点几乎分布在同一条直线上.在此基础上水到渠成的讲解直线画法的技巧.笔者在实践中发现，由于学生经验不丰富，在此之前从未有这样的经历，学生给出直线判断困难很大，甚至迷茫，不知所措.为此笔者在教学中将人教版教材中的拓展部分“做一做”引入课堂.打开常用的数表软件excel，在“插入”菜单下“图表”命令中“图表类型”对话框中选择散点图，观察到点的分布，在此基础上，打开“添加趋势线”对话框，其中的“类型”标签中有好几种可选择的函数.如图3所示.

借助趋势线学生能够比较顺利的找到速度随时间的变化规律.实践表明，借助于信息技术手段能给学生的猜想插上腾飞的翅膀.这样的猜想是否正确呢？关键在于预言，以及预言能被以后的事实所证实.鉴于此，图象教学并未就此打住，继续让学生从图象中预言下一个某时刻的速度值，然后从所用纸带上算出此速度值，发现两组数据很吻合.引起了学生对科学的好奇；另一方面，也会进一步丰富了学生对科学探究的认识.

4反思

①实践表明将信息技术与传统图象教学进行整合，能有效提高图象教学的效率.在随后的统计中被进一步予以证实.笔者在所任教的高一年级三个班（1）、（2）、（3）中曾做过此实验，其中（2）班作为对照班，（1）、（3）班作为实验班.学生课后