高中物理 自由落體運動的探究教學法初探教案 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》的教學實踐為例，探究高中物理課堂的教學方法，按照問題教學法的原則和要求，優(yōu)化和調(diào)整教學內(nèi)容，通過物理課堂教學實現(xiàn)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的目的。 關鍵詞：創(chuàng)新能力 問題教學法 自由落體運動 課堂教學是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的主陣地。物理學以其具有的實踐性、應用性和創(chuàng)新性的學科特點，在培養(yǎng)學生創(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中，向學生傳授知識，培養(yǎng)基本技能的同時，如何培養(yǎng)學生的問題意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，是落實素質教育的基本要求。筆者通過《探究自由落體運動》的教學實施對“問

2、題教學法”進行了教學實踐的探索。 一、問題教學法的內(nèi)容 問題教學法亦稱問題探索法。問題教學法以獲取知識方法為前提，以教育理論為指導，以解決問題的準確、快速和有效把握信息為基本原則，不斷地提高學生分析、判斷、綜合、運用和創(chuàng)新能力，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性，本質在于，學生由教師經(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，由此學會獨立地獲取知識、運用原先學過的東西和掌握從事創(chuàng)新性活動的經(jīng)驗 二、問題教學法的教學設計思想 《探究自由落體運動》一節(jié)內(nèi)容從知識和技能目標上看，是讓學生認識自由落體運動，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。教學過程中實現(xiàn)這一目標的難度不是很大，重點在實現(xiàn)過程、方法與目標，要讓學生經(jīng)歷實驗探究過程，體驗科學探究方法，讓學生學會如何透過生活中的表面現(xiàn)象去探究規(guī)律。難點則教會學生利用實驗進行探索研究的本領。此外，情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)要滲透在教學中，使學生能體驗探索自然規(guī)律喜悅的同時，發(fā)展對科學的好奇心和求知欲。 本節(jié)課教學立足于既能培養(yǎng)學生的實驗動手能力又能培養(yǎng)學生的合作精神和探求真知的興趣，能使學生主動活潑地學習，真正成為學習的主體，同時使學生體驗到科學發(fā)現(xiàn)的成功喜悅，得到科學探究方法和科學研究能力的培養(yǎng)。為全面完成上述教學目標，依據(jù)問題教學法采用

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

5、。 例如：在這堂課上就有一位同學提出了一個我在備課時沒有準備到的問題：“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，與學生一起通過實驗去尋找答案，使學生了解到伽利略的物體下落的快慢與物體質量無關的觀點是有前提條件的。總之，問題性教學中的課堂是師生平等地面對問題，平等地設法處理問題和解決問題的教學組織形式。 2、設置問題情景，培養(yǎng)學生的問題意識 （1）通過實驗演示，激發(fā)問題 通過演示實驗并指導學生對演示實驗現(xiàn)象的觀察和分析，可使學生獲得生動的感性認識，從而更深刻地理解物理概念和規(guī)律，還可以培養(yǎng)學生的分析、綜合等邏輯思維能

6、力以及物理學研究的實驗方法等。 例如，在教學過程中的新課的導入環(huán)節(jié)中，我是利用實驗導入的。將一小鐵球用細線掛在一個鐵架臺上，用火燒斷細線，要求學生觀察小鐵球的運動，并說出小鐵球的運動狀態(tài)。由于學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 在新課的實驗導入之后，通過舉例培養(yǎng)了學生在生活中聯(lián)系物理知識的習慣，提高了學生的觀察與分析能力，讓學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)。此時再向學生引出亞里士多德和伽利略的觀點，組織學生在小組內(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，引導學生進行邏輯推理，并猜想有可能影響物體下落快慢的因素。同學們根據(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、物體的表面積有關因素有關，學生的邏輯推理又為后面的實驗探究指明了方向，從而引導學生用實驗或理論去驗證自己的猜想，并引導學生進行實驗探究： 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，另一張不揉成團，使它們從同一高度同時下落，結果是揉成團的下落得快。 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，結果硬幣同時落地。 引導學生觀察、分析實驗現(xiàn)象；記錄實驗結果；共同分析實驗記錄列表，從而得出物體的運動和質量無關的結論，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論，使學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 教師進行課堂教學時利用生活中的錯誤經(jīng)驗，在課堂教學中充分展現(xiàn)這些假象，通過討論引起學生爭論，設置問題情景。特別是在學習物理概念時，要了解哪些日常觀

9、念是不科學的，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量無關，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，引導學生分析實驗1、2、3、和4，并通過探究實驗分析，使學生認識到通常看到物體下落有快有慢，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作自由落體運動。教學中指出，在探究現(xiàn)象背后的實質原因時，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研究方法， （4）通過知識構建，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，引導總結、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？”引導學生根據(jù)前面學習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)學生分析、解決問題和綜合總結的能力 從某種意義上講，問題教學的階段性目的是學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)學生物理問題解決的能力？ 首先，讓學生感覺到問題的存在。即讓學生感到有某種張力或解決的需要。由于在問題教學中問題是在教師啟發(fā)下，學生提出來的，因此學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？學生就會想到物體有形狀、大小，從而猜想可能物體的質量和表面積有關。 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上，讓學生間充分地爭論，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鍵。如上例中我們?nèi)绾蝸硖骄坑绊懳矬w下落的因素？引導學生提出各種不同的方案，通過比較、分析，根據(jù)物理學的研究原理，找到最有效和簡單的解決辦法——控制變量法，通過實驗得到結論。最后是回顧反省。物理問題解決后，要對過程進行反省，對結論運行討論，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法進行教學，充實了內(nèi)容，騰出了時間，讓學生充分地、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，抓住教學的某些環(huán)節(jié)，有利于學生創(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)了科學研究問題的全過程，邏輯推理清晰，步步深入。先讓學生觀察實驗，認識到是空氣阻力造成問題復雜的原因。演示實驗和伽利略的巧妙推理的介紹，為學生進行科學探究創(chuàng)造了條件，真實、直觀、生動、形象，抓住了關鍵，給學生留下深刻印象，激發(fā)了學生探究的積極性。學生在獲取知識的同時，相互探討、交流學習、活躍思維，在體驗研究問題、尋求規(guī)律的科學研究過程中，創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。 參考文獻 [1]許國梁.中學物理教材教法[M].江蘇教育出版社.1985年版.85、168頁 [2]莫 雷.教育心理學[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)秀教學設計與案例[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法[J].中學物理教學參考.2002年第2期 [5]曹寶龍.高中物理問題性教學的基本策略[J].物理教學.2001年7月.