黑箱方法教学设计

GT邱道
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2020年12月10日16:35:38 评论 43 2002字

黑箱方法

上虞中学 向勇

一、教材分析  

黑箱方法是《技术与设计2》第四章第三节最后一块内容,在教材中的篇幅并不大,但作为控制论中的一种重要方法,它广泛应用于生产生活中,同时也是接下去学习电子控制技术的基础。

二、学情分析 

本节课授课对象是上虞中学高一学生,经过一年的通用技术学科的学习,学生对生产生活中碰到的技术问题掌握了一定认知手段,也产生了浓厚的认知冲动。因此,在此时学习黑箱方法,无论从主观需求上还是客观能力上都已经有一定的基础。同时,该校学生已学习电路知识,为应用电路黑箱进行实验探究提供了条件。

三、教学目标

 1、知识与技能:

(1)认识黑箱方法,了解其在生产生活中的应用

(2)掌握黑箱方法的步骤,并进行简单应用

2、过程与方法:

(1)通过活动探究,熟悉利用黑箱方法的技巧

(2)参与讨论和分析,学会利用黑箱思想简化复杂问题

3、情感、态度与价值观:

(1)学生技术素养得到提高,探索未知世界的勇气和信心有所增强

(2)体会团队合作的价值和乐趣

四、教学重难点

重点:黑箱方法的认识与应用

难点:体会黑箱方法在探究中的作用与价值

五、教学资源准备

多媒体课件、西瓜、火柴盒电路黑箱、A4纸

六、教学过程   教学环节 

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境导入新课

创设情景,提出思考:如何判断西瓜成熟与否?

通过剖西瓜验证学生的判断,引出黑箱与黑箱方法的定义。

通过共同讨论、动手参与的方式,得出西瓜成熟与否的判断

从生活中最普通、最习以为常的事物出发,用最直接的手段,让学生参与其中,更好的理解黑箱方法的概念和价值,活跃课堂气氛,激发进一步学习的兴趣。

新课教学(一)

提问:1、刚才的情境中谁是黑箱?

2、如何利用黑箱方法进行研究?

学生思考回答1、黑箱定义 2、具体的黑箱使用方法

从情景出发,引导学生共同得过黑箱及黑箱方法的概念

案例分 析

展示:生活中遇到的小的黑箱问题

师生共同合作:讲解三个案例(1、中医望闻问切2、斯坦门茨的9999美元 3、卢瑟福散射实验)

学生思考并共同完成三各案例的研究

通过生活的小黑箱,已经三个案例,体会黑箱方法在生产生活和科研中的作用与价值

新课教学(二)

过渡:三个案例说明黑箱方法在生产、生活和科学研究中有巨大的价值,因此我们不仅要认识黑箱更要学会应用黑箱

在教师引导下体会并认同学会应用黑箱方法的必要性

自然引入实验探究

实验探 究

PPT展示电学黑箱

讲解:黑箱制作的材料

布置任务:利用手边的仪器探究火柴盒电阻黑箱

学生探究

黑板演示

通过探究简单的火柴盒黑箱,体会黑箱方法在探究中的价值,并体会何为知易行难,激发

新课教学(三)

展示:555芯片内部电路

提问:如果是这个黑箱你能不能研究?可不可以研究?

结论:结成电路是一个黑箱化的过程,是一种简化电路的方法

提问:如果把这个电路简化的过程适用到其他复杂问题是否可以?

结论:黑箱不仅是一个待解决的问题,更是简化复杂问题的思想

学生思考

通过复杂电路的集成简化,引导学生将黑箱从一个问题转到是一种思想和方法

例题思 考

例题:在一个封闭的房间里把冰箱门打开,房间的温度怎么变?

提问:为什么会有这个困惑?

原因:不识庐山真面目只缘身在此山中。

提问:如何才能看清庐山的真面目?

答案:会当凌绝顶一览众山小

结论:跳出房间,仅看到电路进去电路流出,留下了什么?

回答:变冷或者变热

回答:跳出

回答:能量

通过问题引导,思考黑箱作为一种思想和方法在简化复杂问题时的应用

应用提 高

提问:如图所示,电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=L,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场B,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,若线框恰好以恒定的速度通过磁场,线框中产生的焦耳热多少?

提问:磁场学过没?在知识层面上能否解答这个问题?

提问:把复杂问题和我们不懂的问题装进黑箱,情况又会如何?

展示黑箱,引导思考

回答:不能

回答:2mgh

通过经历解答困难问题,体会黑箱的思想在解决困难问题的价值,掌握简化复杂问题的方法

总 结

讲解:1、我们认识了黑箱方法,知道黑箱是可以被认知的,面对困难我们要有用于探究的勇气;2、我们也尝试利用了黑箱方法解决电学黑箱,体验并掌握了一种研究手段;3、在此基础把黑箱作为一种简化复杂问题的思想,告诉我们小到分子、原子,大到世界乃至整个宇宙,都可以通过装进"火柴盒"进行认知的。

学生思考

通过总结,引导学生体会黑箱方法的价值,帮助学生形成敢于探究,善于探究的科研态度

作 业

提出:在未来的学习生活中,当我们碰到困难时,想想这节课,想想能不能把问题装进"火柴盒"里进行简化,想想能都用黑箱方法进行探究。

引导学生思考黑箱法都学习生活的指导作用

七、教学反思

本节课通过具体案例和实验探究,让学生认识黑箱方法、学会黑箱方法,并体会用黑箱简化复杂问题的思想,课堂的案例和实验能激发学生的探究欲和参与热情,但在教学中发现部分学生由于受限于生活经验和知识水平,对某些案例的认知上存在一定的困难,需要更好的引导。

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