關(guān)注知識(shí)本質(zhì) 注重科學(xué)探究

1、關(guān)注知識(shí)本質(zhì) 注重科學(xué)探究摘要：初中物理教學(xué)注重科學(xué)探究，在實(shí)驗(yàn)的根底上，通過(guò)分析數(shù)據(jù)或觀察現(xiàn)象得出相關(guān)結(jié)論.本文通過(guò)對(duì)“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響這一探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的思考和解讀，從控制變量的角度對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，這對(duì)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)、建立運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，起到至關(guān)重要的作用.關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;控制變量;牛頓第一定律中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B    文章編號(hào)：1008-4134202114-0057-02謝立1989-，男，湖南岳陽(yáng)人，博士，中學(xué)二級(jí)教師，研究方向：物理課堂教學(xué).初高中物理教

2、學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，這就要求教師在教學(xué)中關(guān)注科學(xué)探究過(guò)程，特別是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的思考和設(shè)計(jì)，這對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力有至關(guān)重要的作用.人教版?物理?八年級(jí)下冊(cè)第八章第一節(jié)“牛頓第一定律中，探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響是得出牛頓第一定律的關(guān)鍵演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生正確理解“慣性概念，以及高中物理中加速度等知識(shí)的學(xué)習(xí)有著很重要的鋪墊作用，而教材中對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的描述過(guò)于簡(jiǎn)潔，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的變量關(guān)系描述模糊，不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入理解，從以上這些方面考慮，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)是非常有必要的.本文從控制變量的角度對(duì)“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行深入解讀，通過(guò)理清其中的

3、變量關(guān)系，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)以及對(duì)“運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系的理解.接下來(lái)，對(duì)教材中“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)解讀，經(jīng)歷明確變量的過(guò)程，將其轉(zhuǎn)化為可探究的科學(xué)問(wèn)題，更利于學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)的深入理解，從而培養(yǎng)科學(xué)思維.本節(jié)課的教學(xué)中，通過(guò)前期的引導(dǎo)和鋪墊，引出探究問(wèn)題“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，但是根據(jù)“可探究的科學(xué)問(wèn)題中要求變量可觀測(cè)、可測(cè)量的原那么，顯然這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中“物體運(yùn)動(dòng)是一種狀態(tài)描述，不可直接測(cè)量，而“阻力也需要進(jìn)一步思考怎么改變.不夠具體.針對(duì)這樣的思考，在教學(xué)中需要引導(dǎo)學(xué)生將本探究問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可探究的科學(xué)問(wèn)題，才能進(jìn)一步對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和操作，從而得到更科學(xué)、更

4、合理的結(jié)論.結(jié)合前面學(xué)過(guò)的“力的作用效果相關(guān)知識(shí)，如圖1所示，力的作用效果是：1使物體發(fā)生形變;2改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)速度大小改變或速度方向改變.為了使實(shí)驗(yàn)可操作，力改變速度方向這一點(diǎn)因?yàn)椴僮鞅容^困難，先不作考慮.在實(shí)驗(yàn)中使物體做直線運(yùn)動(dòng)即可滿(mǎn)足.因此，需要從“力可以改變物體的速度大小的角度思考本實(shí)驗(yàn)中的變量.再結(jié)合本實(shí)驗(yàn)是要探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，如果改變阻力大小，那么物體速度大小改變的快慢會(huì)受到影響，因此，將原探究問(wèn)題中的“物體運(yùn)動(dòng)這個(gè)不可直接測(cè)量的變量轉(zhuǎn)換為“物體速度大小改變的快慢，使變量更具體.結(jié)合以上思考，將原實(shí)驗(yàn)“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響轉(zhuǎn)換為“探究阻力對(duì)物體速度大小改變的快慢的

5、影響，即“探究物體速度大小改變的快慢與阻力大小的關(guān)系，這就將原來(lái)不可探究的科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一個(gè)可探究的科學(xué)問(wèn)題.利用思維導(dǎo)圖，實(shí)驗(yàn)中自變量為阻力大小，因變量為物體速度大小改變的快慢，不同質(zhì)量的學(xué)生在跑步比賽中停下來(lái)的快慢不同，可以看出，物體質(zhì)量也會(huì)影響物體速度大小改變的快慢，通過(guò)一些貼近學(xué)生的生活實(shí)例，比方道路上的限重標(biāo)志顯示出相同速度行駛中的不同質(zhì)量的車(chē)輛會(huì)影響剎車(chē)的快慢，因此在本實(shí)驗(yàn)中需要控制物體質(zhì)量，即控制變量為物體質(zhì)量m，如圖2所示.接下來(lái)就需要在思維導(dǎo)圖的根底上對(duì)其中的變量進(jìn)行具體的操作設(shè)計(jì).對(duì)于自變量“阻力大小，需要思考怎么改變，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中阻力選擇的是摩擦力，學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，很容易

6、想到通過(guò)選用不同粗糙程度的接觸面可以改變阻力大小;對(duì)于控制變量“物體質(zhì)量m，需要思考怎么控制其不變，結(jié)合已有的學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中可以選擇同一小車(chē)即可控制物體質(zhì)量m.本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于對(duì)因變量“物體速度大小改變的快慢的測(cè)量如何實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，大多數(shù)教師在教學(xué)中直接引導(dǎo)學(xué)生將其轉(zhuǎn)換為測(cè)量“推動(dòng)小車(chē)移動(dòng)的距離s，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，這是不符合科學(xué)邏輯的.基于這樣的思考，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)因變量“物體速度大小改變的快慢進(jìn)行更深入的思考，從知識(shí)本質(zhì)出發(fā)找到測(cè)量方法，這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，以及完整地建立運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系都會(huì)起到促進(jìn)作用.本實(shí)驗(yàn)中，因變量“物體速度大小改變的快慢其實(shí)就是加速度，由于在初中階段學(xué)生的知

7、識(shí)水平有限，需要結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)，將其轉(zhuǎn)換為學(xué)生更容易理解的變量，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量.可以類(lèi)比學(xué)過(guò)的第一章第三節(jié)“運(yùn)動(dòng)的快慢中，對(duì)于問(wèn)題“怎樣比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢的處理方法，一種方法是相同路程比較物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，另一種方法是相同時(shí)間比較物體的運(yùn)動(dòng)路程，兩種方法都可以比較出物體運(yùn)動(dòng)的快慢，其實(shí)這就是控制其中的某些條件，去比較其他因素，進(jìn)而得出結(jié)果的方法.那么，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)中因變量“物體速度大小改變的快慢的測(cè)量，為了在實(shí)驗(yàn)中更容易測(cè)量和比較，也可以采取相同的方法，一種方法是使物體速度大小的改變相同，比較速度變化所需的時(shí)間，另一種方法是使物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，比較物體速度大小的改變.顯然，第一種方式更簡(jiǎn)單，也

8、更加易于操作.在這樣的思考下，為了更簡(jiǎn)單定性地比較因變量“物體速度大小改變的快慢，可以將其轉(zhuǎn)換為測(cè)量“物體速度變化所需的時(shí)間，在因變量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，產(chǎn)生的控制條件是“物體速度大小的改變必須相同.在這樣的思考下，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的思維導(dǎo)圖進(jìn)行改進(jìn)，如圖3所示.接下來(lái)就需要思考控制條件“物體速度大小的改變?cè)趺纯刂?，顯然，根據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，可以使物體最終停下，即末速度為零，那么，只需要控制物體的初速度不變，就可以到達(dá)控制“物體速度大小的改變相同的目的.而根據(jù)學(xué)過(guò)的“測(cè)量小車(chē)平均速度的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生容易想到通過(guò)讓小車(chē)從同一斜面的同一高度由靜止自由下滑就可以使小車(chē)到達(dá)斜面底端的速度相同.在這樣的思考

9、下，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，即可得出牛頓第一定律.通過(guò)這樣的思維過(guò)程，將原來(lái)的實(shí)驗(yàn)“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響這個(gè)不好直接探究的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“探究阻力對(duì)物體速度大小改變的快慢的影響，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中使學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的遷移、深入思考，相比原來(lái)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，更加嚴(yán)謹(jǐn)、更加科學(xué).牛頓第一定律作為經(jīng)典力學(xué)的基石，對(duì)學(xué)生學(xué)知識(shí)，建立運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系知識(shí)體系起著至關(guān)重要的作用，本文中對(duì)“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響的實(shí)驗(yàn)從知識(shí)本質(zhì)出發(fā)，做出更深入的挖掘和設(shè)計(jì)，有助于幫助學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的內(nèi)容建立更加全面而深刻的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)于高中物理相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)也起到了銜接的作用.參考文獻(xiàn)：【1】王文清.試論物理思想的培養(yǎng)J.惠陽(yáng)師專(zhuān)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，1984S2：60-64+67.【2】人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.義務(wù)教育教科書(shū)物理八年級(jí)下冊(cè)教師教學(xué)用書(shū)M.北京：人民教育出版社，2021