高中物理 自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)》的教學(xué)實(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng) 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(shí)踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的學(xué)科特點(diǎn),在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有得天獨(dú)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(shí),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(shí)素質(zhì)教育的基本要求。筆者通過《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)實(shí)施對“問

2、題教學(xué)法”進(jìn)行了教學(xué)實(shí)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(yùn)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(dú)立地獲取知識、運(yùn)用原先學(xué)過的東西和掌握從事創(chuàng)新性活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn) 二、問題教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計(jì)思想 《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》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(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想運(yùn)動(dòng)模型,并能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到相關(guān)運(yùn)

3、動(dòng)軌跡,自主分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息。教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的難度不是很大,重點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)過程、方法與目標(biāo),要讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程,體驗(yàn)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(diǎn)則教會學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索研究的本領(lǐng)。此外,情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)要滲透在教學(xué)中,使學(xué)生能體驗(yàn)探索自然規(guī)律喜悅的同時(shí),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(shí)驗(yàn)動(dòng)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(dòng)活潑地學(xué)習(xí),真正成為學(xué)習(xí)的主體,同時(shí)使學(xué)生體驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)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(jì)。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(yùn)用問題教學(xué)的實(shí)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(gè)我在備課時(shí)沒有準(zhǔn)備到的問題:“亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)都不對”的觀點(diǎn)。此時(shí)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(lì),與學(xué)生一起通過實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是有前提條件的??傊?,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(shí)驗(yàn)演示,激發(fā)問題 通過演示實(shí)驗(yàn)并指導(dǎo)學(xué)生對演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析,可使學(xué)生獲得生動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)導(dǎo)入的。將一小鐵球用細(xì)線掛在一個(gè)鐵架臺上,用火燒斷細(xì)線,要求學(xué)生觀察小鐵球的運(yùn)動(dòng),并說出小鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于學(xué)生對此問題的日常經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)很豐富,能夠指出小鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止開始的豎直下落運(yùn)動(dòng)。此時(shí)教師就定義小鐵球的這種運(yùn)動(dòng)為——自由落體運(yùn)動(dòng),并要求學(xué)生聯(lián)系實(shí)際舉例說明哪些運(yùn)動(dòng)情景中物體具有自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)是物體的下落運(yùn)動(dòng)是一種特殊

7、的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)再向?qū)W生引出亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn),組織學(xué)生在小組內(nèi)相互交流對落體運(yùn)動(dòng)快慢的經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)探究指明了方向,從而引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)或理論去驗(yàn)證自己的猜想,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究: ①用等面積的一張紙片和一個(gè)硬幣實(shí)驗(yàn),使它們從同一高度同時(shí)下落,結(jié)果硬幣下落得快。 ②取兩個(gè)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(shí)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(gè)一元硬幣同時(shí)從同一高度下落,結(jié)果單個(gè)硬幣下落得快。 ④取三個(gè)相同的一元硬幣,其中的兩個(gè)相同硬幣粘在一起,然后與另一個(gè)硬幣同時(shí)從同一高度下落,結(jié)果硬幣同時(shí)落地。 引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果;共同分析實(shí)驗(yàn)記錄列表,從而得出物體的運(yùn)動(dòng)和質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論,推翻亞里士多德的觀點(diǎn)并且證明了伽利略觀點(diǎn)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(cuò)誤經(jīng)驗(yàn),誘發(fā)問題 教師進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)利用生活中的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn),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(shí),要了解哪些日常觀

9、念是不科學(xué)的,通過多個(gè)例子去證明它是錯(cuò)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(shí)驗(yàn)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(yàn)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(gè)探究實(shí)驗(yàn)的分析,引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)1、2、3、和4,并通過探究實(shí)驗(yàn)分析,使學(xué)生認(rèn)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(shí),例如牛頓管演示實(shí)驗(yàn),實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)可以近似地當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng)。教學(xué)中指出,在探究現(xiàn)象背后的實(shí)質(zhì)原因時(shí),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(shí)驗(yàn),引導(dǎo)總結(jié)、歸納了自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和產(chǎn)生條件,然后提出問題:“若要研究某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),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(yùn)動(dòng)的體驗(yàn),聯(lián)想到利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)?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(gè)方面。在第二個(gè)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(yùn)行討論,如符合實(shí)際情況嗎?有沒有適用條件?還有沒有其它方法可以驗(yàn)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(shí)了內(nèi)容,騰出了時(shí)間,讓學(xué)生充分地、獨(dú)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(shí)踐到理論分析,再到實(shí)踐,將實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)與課程

13、知識點(diǎn)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(shí)驗(yàn),認(rèn)識到是空氣阻力造成問題復(fù)雜的原因。演示實(shí)驗(yàn)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(shí)、直觀、生動(dòng)、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(shí),相互探討、交流學(xué)習(xí)、活躍思維,在體驗(yàn)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(jì)與案例[M].廣東高等教育出版社.2020年版.81、82頁 [4]費(fèi) 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.

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