高中物理 自由落體運動的探究教學(xué)法初探教案 新人教版必修1（通用）

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1、自由落體運動的探究教學(xué)法初探 摘要：本文以廣東教育版的高中必修（一）《探究自由落體運動》的教學(xué)實踐為例，探究高中物理課堂的教學(xué)方法，按照問題教學(xué)法的原則和要求，優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，通過物理課堂教學(xué)實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的目的。 關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力 問題教學(xué)法 自由落體運動 課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的主陣地。物理學(xué)以其具有的實踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的學(xué)科特點，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。因此，探索在物理課堂教學(xué)中，向?qū)W生傳授知識，培養(yǎng)基本技能的同時，如何培養(yǎng)學(xué)生的問題意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，是落實素質(zhì)教育的基本要求。筆者通過《探究自由落體運動》的教學(xué)實施對“問

2、題教學(xué)法”進(jìn)行了教學(xué)實踐的探索。 一、問題教學(xué)法的內(nèi)容 問題教學(xué)法亦稱問題探索法。問題教學(xué)法以獲取知識方法為前提，以教育理論為指導(dǎo)，以解決問題的準(zhǔn)確、快速和有效把握信息為基本原則，不斷地提高學(xué)生分析、判斷、綜合、運用和創(chuàng)新能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，本質(zhì)在于，學(xué)生由教師經(jīng)常引入尋求有根據(jù)地解決對他們來說是新問題的辦法的過程，由此學(xué)會獨立地獲取知識、運用原先學(xué)過的東西和掌握從事創(chuàng)新性活動的經(jīng)驗 二、問題教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計思想 《探究自由落體運動》一節(jié)內(nèi)容從知識和技能目標(biāo)上看，是讓學(xué)生認(rèn)識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是一種理想運動模型，并能用打點計時器得到相關(guān)運

3、動軌跡，自主分析紙帶上記錄的位移與時間等運動信息。教學(xué)過程中實現(xiàn)這一目標(biāo)的難度不是很大，重點在實現(xiàn)過程、方法與目標(biāo)，要讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程，體驗科學(xué)探究方法，讓學(xué)生學(xué)會如何透過生活中的表面現(xiàn)象去探究規(guī)律。難點則教會學(xué)生利用實驗進(jìn)行探索研究的本領(lǐng)。此外，情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)要滲透在教學(xué)中，使學(xué)生能體驗探索自然規(guī)律喜悅的同時，發(fā)展對科學(xué)的好奇心和求知欲。 本節(jié)課教學(xué)立足于既能培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力又能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和探求真知的興趣，能使學(xué)生主動活潑地學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主體，同時使學(xué)生體驗到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的成功喜悅，得到科學(xué)探究方法和科學(xué)研究能力的培養(yǎng)。為全面完成上述教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)問題教學(xué)法采用

4、“設(shè)定情景，提出問題”——“分析問題，提問假設(shè)”——“設(shè)計實驗，驗證假設(shè)”——“分析結(jié)論，得出結(jié)果”的程序進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計。因此，課堂以問題和小組討論交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問題，不斷解決新問題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。 三、運用問題教學(xué)的實施過程 1、營造課堂教學(xué)的民主氛圍 問題教學(xué)法是一種培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維能力的重要的教學(xué)方法。創(chuàng)新思維的發(fā)展必須有一種民主和諧的課堂教學(xué)氣氛，在這樣的課堂上學(xué)生的思維活躍，大腦始終處于興奮狀態(tài)。因此，教師必須要有教學(xué)的民主觀、現(xiàn)代意義的學(xué)生觀和教學(xué)質(zhì)量觀，教師要和學(xué)生一起去感受、認(rèn)識、探索、分析、概括，從而建立起良好的、平等民主的新型師生關(guān)系

5、。 例如：在這堂課上就有一位同學(xué)提出了一個我在備課時沒有準(zhǔn)備到的問題：“亞里士多德和伽利略的觀點都不對”的觀點。此時的我并沒有打擊學(xué)生的這種自信感和參與欲，而是給予了最大的肯定和鼓勵，與學(xué)生一起通過實驗去尋找答案，使學(xué)生了解到伽利略的物體下落的快慢與物體質(zhì)量無關(guān)的觀點是有前提條件的。總之，問題性教學(xué)中的課堂是師生平等地面對問題，平等地設(shè)法處理問題和解決問題的教學(xué)組織形式。 2、設(shè)置問題情景，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識 （1）通過實驗演示，激發(fā)問題 通過演示實驗并指導(dǎo)學(xué)生對演示實驗現(xiàn)象的觀察和分析，可使學(xué)生獲得生動的感性認(rèn)識，從而更深刻地理解物理概念和規(guī)律，還可以培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合等邏輯思維能

6、力以及物理學(xué)研究的實驗方法等。 例如，在教學(xué)過程中的新課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，我是利用實驗導(dǎo)入的。將一小鐵球用細(xì)線掛在一個鐵架臺上，用火燒斷細(xì)線，要求學(xué)生觀察小鐵球的運動，并說出小鐵球的運動狀態(tài)。由于學(xué)生對此問題的日常經(jīng)驗已經(jīng)很豐富，能夠指出小鐵球的運動狀態(tài)是靜止開始的豎直下落運動。此時教師就定義小鐵球的這種運動為——自由落體運動，并要求學(xué)生聯(lián)系實際舉例說明哪些運動情景中物體具有自由落體運動的特點，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。 （2）觀察現(xiàn)象，引出問題 在新課的實驗導(dǎo)入之后，通過舉例培養(yǎng)了學(xué)生在生活中聯(lián)系物理知識的習(xí)慣，提高了學(xué)生的觀察與分析能力，讓學(xué)生知道自由落體運動是物體的下落運動是一種特殊

7、的運動狀態(tài)。此時再向?qū)W生引出亞里士多德和伽利略的觀點，組織學(xué)生在小組內(nèi)相互交流對落體運動快慢的經(jīng)驗感受，然后選取小組代表發(fā)言，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，并猜想有可能影響物體下落快慢的因素。同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗大膽猜想物體下落的快慢可能和物體的重量、物體的表面積有關(guān)因素有關(guān)，學(xué)生的邏輯推理又為后面的實驗探究指明了方向，從而引導(dǎo)學(xué)生用實驗或理論去驗證自己的猜想，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究： ①用等面積的一張紙片和一個硬幣實驗，使它們從同一高度同時下落，結(jié)果硬幣下落得快。 ②取兩個同樣大小的紙片，將其中的一張揉成團(tuán)，另一張不揉成團(tuán)，使它們從同一高度同時下落，結(jié)果是揉成團(tuán)的下落得快。 ③用一張貼有一元硬幣

8、的大面積厚紙板與一個一元硬幣同時從同一高度下落，結(jié)果單個硬幣下落得快。 ④取三個相同的一元硬幣，其中的兩個相同硬幣粘在一起，然后與另一個硬幣同時從同一高度下落，結(jié)果硬幣同時落地。 引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實驗現(xiàn)象；記錄實驗結(jié)果；共同分析實驗記錄列表，從而得出物體的運動和質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論，推翻亞里士多德的觀點并且證明了伽利略觀點的正確性。這樣一步一步層層深入地研究，從不同條件下得出不同結(jié)論，使學(xué)生初步了解研究問題的方法。 （3）利用錯誤經(jīng)驗，誘發(fā)問題 教師進(jìn)行課堂教學(xué)時利用生活中的錯誤經(jīng)驗，在課堂教學(xué)中充分展現(xiàn)這些假象，通過討論引起學(xué)生爭論，設(shè)置問題情景。特別是在學(xué)習(xí)物理概念時，要了解哪些日常觀

9、念是不科學(xué)的，通過多個例子去證明它是錯誤的，從而排除干擾，正確理解物理概念。 在課堂上，提出問題：“既然通過前面的實驗探究初步證明了物體下落與物體的質(zhì)量無關(guān)，但我們從日常生活經(jīng)驗可知：較重的物體的確比較輕的物體下落快，那么影響物體下落快慢的因素究竟是什么？”。 聯(lián)系對前面四個探究實驗的分析，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗1、2、3、和4，并通過探究實驗分析，使學(xué)生認(rèn)識到通?？吹轿矬w下落有快有慢，是由于空氣阻力的影響。如果完全沒有空氣阻力的影響，或者空氣阻力不太大，與重力相比較可以忽略時，例如牛頓管演示實驗，實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動。教學(xué)中指出，在探究現(xiàn)象背后的實質(zhì)原因時，必須考慮或排除外

10、界因素的干擾，常常采取忽略一些次要因素，抓住主要因素，從最簡單的問題入手的科學(xué)研究方法， （4）通過知識構(gòu)建，悟出新問題 課堂上，教師通過對舊知識的再現(xiàn)，建立新舊知識的聯(lián)系，通過設(shè)置問題情景，由舊知識的拓展引出新問題。 通過前面是實驗，引導(dǎo)總結(jié)、歸納了自由落體運動的概念和產(chǎn)生條件，然后提出問題：“若要研究某種運動規(guī)律時，我們可采用怎樣的方法和器材？”引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)前面學(xué)習(xí)勻變速直線運動的體驗，聯(lián)想到利用打點計時器采用示蹤（軌跡記錄）法研究。 3、師生共同討論，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和綜合總結(jié)的能力 從某種意義上講，問題教學(xué)的階段性目的是學(xué)生能自主地解決各種物理問題。物理問題解決的過程是

11、如何展開的？怎樣才能培養(yǎng)學(xué)生物理問題解決的能力？ 首先，讓學(xué)生感覺到問題的存在。即讓學(xué)生感到有某種張力或解決的需要。由于在問題教學(xué)中問題是在教師啟發(fā)下，學(xué)生提出來的，因此學(xué)生會自然地感到問題的存在。例如：為什么小鐵球的運動就是自由落體運動？為什么大小相同的兩張紙，形狀不同，下落的速度就不同？ 其次，明確問題的各個方面。在第二個階段學(xué)生受到困難或令人困惑的問題環(huán)境后，需要探尋其他信息，以明確問題之所在。例如物體的下落快慢與哪些因素有關(guān)？學(xué)生就會想到物體有形狀、大小，從而猜想可能物體的質(zhì)量和表面積有關(guān)。 然后，探求問題解決的方法。在對物理問題有一個整體把握的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生間充分地爭論，探索問

12、題解決的有效方法和途徑。這是解決物理問題的關(guān)鍵。如上例中我們?nèi)绾蝸硖骄坑绊懳矬w下落的因素？引導(dǎo)學(xué)生提出各種不同的方案，通過比較、分析，根據(jù)物理學(xué)的研究原理，找到最有效和簡單的解決辦法——控制變量法，通過實驗得到結(jié)論。最后是回顧反省。物理問題解決后，要對過程進(jìn)行反省，對結(jié)論運行討論，如符合實際情況嗎？有沒有適用條件？還有沒有其它方法可以驗證？等等。 四、取得成效 這一堂課利用問題教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，充實了內(nèi)容，騰出了時間，讓學(xué)生充分地、獨立地積極思維，能較好體現(xiàn)物理思想和物理方法。課堂創(chuàng)新氛圍濃郁，抓住教學(xué)的某些環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。整節(jié)課從實踐到理論分析，再到實踐，將實踐、實驗與課程

13、知識點很好的融為一體，體現(xiàn)了科學(xué)研究問題的全過程，邏輯推理清晰，步步深入。先讓學(xué)生觀察實驗，認(rèn)識到是空氣阻力造成問題復(fù)雜的原因。演示實驗和伽利略的巧妙推理的介紹，為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究創(chuàng)造了條件，真實、直觀、生動、形象，抓住了關(guān)鍵，給學(xué)生留下深刻印象，激發(fā)了學(xué)生探究的積極性。學(xué)生在獲取知識的同時，相互探討、交流學(xué)習(xí)、活躍思維，在體驗研究問題、尋求規(guī)律的科學(xué)研究過程中，創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1]許國梁.中學(xué)物理教材教法[M].江蘇教育出版社.1985年版.85、168頁 [2]莫 雷.教育心理學(xué)[M].廣東高等教育出版社.2002年版.320、462頁 [3]吳惟粵.高中新課程物理優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計與案例[M].廣東高等教育出版社.2020年版.81、82頁 [4]費 宏.談創(chuàng)新教育的物理問題教學(xué)法[J].中學(xué)物理教學(xué)參考.2002年第2期 [5]曹寶龍.高中物理問題性教學(xué)的基本策略[J].物理教學(xué).2001年7月.