勻變速直線運(yùn)動(dòng)探究性課堂教學(xué)實(shí)例

1、“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”探究性課堂教學(xué)實(shí)例新課程倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，開(kāi)展多樣式的探究性活動(dòng)，高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)更是把科學(xué)探究作為學(xué)科學(xué)習(xí)的核心。這必然要求課堂教學(xué)模式從接受性學(xué)習(xí)向探究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換，切實(shí)變革長(zhǎng)期以來(lái)僵硬呆板的、只關(guān)注教學(xué)知識(shí)授受的傳統(tǒng)課堂教學(xué)格局，使學(xué)生形成一種對(duì)知識(shí)主動(dòng)探究，并重視實(shí)際問(wèn)題解決的積極的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)而培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。目前已形成較為成熟的探究性課堂教學(xué)模式：提出問(wèn)題猜想與假設(shè)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)分析與論證評(píng)價(jià)交流與合作。下面以司南版高中物理必修1教材中的“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究”為例，談?wù)勌骄啃哉n堂教學(xué)

2、的具體實(shí)施過(guò)程(一)創(chuàng)設(shè)情景，提出問(wèn)題在前面的學(xué)習(xí)中我們知道了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，那么怎么判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)(如沿斜面加速下滑的小車)是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)呢？經(jīng)過(guò)學(xué)生的思考，大家認(rèn)為：僅憑觀察是很難做出判斷的，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量和分析相關(guān)數(shù)據(jù)后才能得出正確的結(jié)論。(二)進(jìn)行猜想和作出假設(shè)那么要測(cè)量什么物理量呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)有特點(diǎn)：加速度不變（即a恒量）相等時(shí)間內(nèi)速度變化相等（即：=恒量）；但是直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的加速度或速度不容易，如何處理呢？位移和時(shí)間容易直接測(cè)量，需要測(cè)量的物理量應(yīng)該從它們?nèi)胧郑M(jìn)一步回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，尋找實(shí)驗(yàn)思路。師生一起回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：速

3、度公式+at（即a）位移公式推論：平均速度三連比式：1、經(jīng)過(guò)分析，首選，理由：只需測(cè)量時(shí)間和位移(不需過(guò)多的計(jì)算)就可判斷出物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。猜想和假設(shè)1：如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體在每?jī)蓚€(gè)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移之差是個(gè)恒量()，我們就可以認(rèn)為這個(gè)物體是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而可以用公式a=求得相應(yīng)的加速度的值。2、有部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)小車的平均速度也容易計(jì)算，即只需要測(cè)得時(shí)間和位移，用公式求得。這時(shí)教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度，我們是否可以利用這種方法去求小車每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間的瞬時(shí)速度=呢，進(jìn)而求出相等時(shí)間內(nèi)的初末速度差。猜

4、想和假設(shè)2：如果各段相等時(shí)間內(nèi)的初末速度之差會(huì)相等，即可以判斷此小車是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而可以用公式求得各段的加速度大小。(教學(xué)建議：這一猜想和假設(shè)過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度，教師在教學(xué)過(guò)程中要適時(shí)有效地引導(dǎo)，必要的時(shí)候要點(diǎn)明思路)(三)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師：從以上兩個(gè)猜想與假設(shè)中我們發(fā)現(xiàn)，都需要能創(chuàng)設(shè)出相等的時(shí)間，并測(cè)出相應(yīng)的位移n，而要做到這一點(diǎn)，靠普通的計(jì)時(shí)器(如秒表等)是很難做到的。即使能做到，誤差也很大。從而引出對(duì)電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的介紹，讓學(xué)生了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本原理及使用方法，知道如何通過(guò)紙帶上記錄的點(diǎn)來(lái)測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，如圖1所示：圖1師生共同討論確定兩

5、種實(shí)驗(yàn)探究方案，方案一：我們可以先測(cè)出一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體在每個(gè)相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移Sn，并求出兩相鄰位移之差，如果兩相鄰位移之差是個(gè)恒量(即)，如圖1所示，我們就可以認(rèn)為這個(gè)物體是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可以用公式a=求得相應(yīng)的加速度的值；方案二：我們先測(cè)出一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體在每個(gè)相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移Sn，再利用公式=求出物體每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間的各個(gè)瞬時(shí)速度的值Vn，進(jìn)一步求出各相等時(shí)間內(nèi)的初末速度之差，如果會(huì)相等，我們可以判斷此小車是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可以用公式求得各段的加速度大小。根據(jù)這兩種實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了兩個(gè)表格(表格一和表格二)，如下圖所示：表格一計(jì)數(shù)點(diǎn)123456位移/mS1=S2=S3=S4

6、=S5=S6=相鄰段的位移差/mS2-S1=S3-S2=S4-S3=S5-S4=S6-S5=加速度a/m·s-2a=a1=a2=a3=a4=a5=結(jié)論：表格二計(jì)數(shù)點(diǎn)123456位移/mS1=S2=S3=S4=S5=S6=計(jì)數(shù)點(diǎn)速度m/s=相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)速度之差V/m·s-1V=Vn+1-VnV2-V1V3-V2V4-V3V5-V4加速度a/m·s-2結(jié)論： (四)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)教師引導(dǎo)學(xué)生正確安裝實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)儀器進(jìn)行安全操作，打好紙帶并合理地選擇一條點(diǎn)跡較為清晰的紙帶。教師引導(dǎo)學(xué)生從盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度來(lái)選點(diǎn)，應(yīng)從點(diǎn)跡清晰的某一點(diǎn)開(kāi)始作為0點(diǎn)（不要取最初打下的

7、第1點(diǎn)為0點(diǎn)），以后每取5個(gè)點(diǎn)作為一段，標(biāo)出1、2、3，測(cè)出01、12、23、各段的位移S1、S2、S3、如圖1所示，并填入表格內(nèi)(教學(xué)建議：讓學(xué)生任意選擇一實(shí)驗(yàn)方案，也可兩個(gè)方案同時(shí)選。可讓不同組的學(xué)生將木板墊起不同的高度，目的是能比較小車沿不同的傾角滑下時(shí)，加速度大小有何不同。如果學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)很好，還可以讓部分學(xué)生做“物體僅在重力作用下是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，目的也是讓學(xué)生通過(guò)這個(gè)探究過(guò)程，能了解到不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程加速度有什么不同。(五)分析與認(rèn)證學(xué)生依據(jù)表格內(nèi)容逐步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，算出結(jié)果，同猜想進(jìn)行比較并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師提醒學(xué)生在計(jì)算時(shí)要注意數(shù)據(jù)的精確度。(六)評(píng)估各小組要檢查和思考探究

8、計(jì)劃的嚴(yán)密性，探究過(guò)程的正確性，收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，以及解釋的科學(xué)性，并對(duì)結(jié)論的可靠性作出評(píng)價(jià)。(七)組間交流與合作各小組將自已所做的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果相互交流，在交流中發(fā)現(xiàn)各自實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在的一些不合理甚至錯(cuò)誤的地方，比如有些學(xué)生選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)與點(diǎn)的時(shí)間間隔不相等；有些學(xué)生計(jì)算時(shí)，時(shí)間間隔搞錯(cuò)了，將錯(cuò)誤的值帶入公式計(jì)算，從而不能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。有些學(xué)生計(jì)算過(guò)程正確但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差別很大，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)各相等時(shí)間間隔的位移幾乎相等，這可是勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)呀，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)原來(lái)是斜面墊得不夠高造成的。學(xué)生在交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，還發(fā)現(xiàn)，斜面傾角越大，算出的加速度也較大，可見(jiàn)小車速度增大得更快。通過(guò)討論使學(xué)生認(rèn)

9、識(shí)到自已測(cè)量存在的問(wèn)題，逐步形成測(cè)量的科學(xué)方法和減少誤差的意識(shí)?？偨Y(jié)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”探究性課堂教學(xué)實(shí)踐依據(jù)科學(xué)探究理論，引導(dǎo)學(xué)生重走一遍科學(xué)家探究之路，突出了學(xué)生的主體地位，營(yíng)造了一個(gè)師生互動(dòng)的和諧氛圍，加強(qiáng)了探究方法的教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。通過(guò)本次探究性課堂教學(xué)實(shí)踐，本人體會(huì)到(1)探究性課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，但并不忽略教師的指導(dǎo)。在教學(xué)活動(dòng)中，教師的適時(shí)的、必要的、有效的指導(dǎo)起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的效果。(2)探究性課堂教學(xué)的開(kāi)展可以有多種形式：教師演示引導(dǎo)，學(xué)生跟著操作探究；教師提示點(diǎn)拔，學(xué)生自行操作探究；教師提出課題和一般要求，學(xué)生自主探究。這三種形式中，學(xué)生探究的自主性、主體性、創(chuàng)造性程度不同。物理教學(xué)中采用哪一種形式，一方面要看學(xué)生的知識(shí)、技能、能力水平，另一面還要看客觀條件（如時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備如何等）。例如“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”探究性課堂教學(xué)，我們可分二節(jié)課完成，第一節(jié)課主要解決前面四個(gè)步驟，第二節(jié)課接著進(jìn)行后面三個(gè)步驟；如果學(xué)生基礎(chǔ)較差，可以只進(jìn)行第一個(gè)方案，且只需要能論證就行了，不用進(jìn)一步去求出加速度的值；(3)探究性課堂教學(xué)是否能取得實(shí)效，歸根到底是以學(xué)生是否參與、怎樣參與、參與多少來(lái)決定的，同時(shí)只有學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)，才能改變課堂教