高一物理探究性教學(xué)案例比較與解讀

精品文檔-下載后可編輯高一物理探究性教學(xué)案例比較與解讀新課改后高中物理教材(人教版)的內(nèi)容有較大變化，這些變化體現(xiàn)了新課改精神，即將應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育，從灌輸式教學(xué)轉(zhuǎn)向探究式教學(xué).通過對(duì)比新、舊教材，筆者發(fā)現(xiàn)新教材在部分內(nèi)容設(shè)計(jì)上比舊教材更合理，新教材更重視獲取知識(shí)的過程，注重培養(yǎng)學(xué)生的探究素質(zhì)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)探究過程，在一些看似簡單的問題上強(qiáng)調(diào)其研究過程和方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)到一種從探究中尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力.

1在物理概念教學(xué)中，滲透科學(xué)方法教育

案例1運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度

以往教材在安排這部分內(nèi)容時(shí)，由比較運(yùn)動(dòng)快慢引入速度概念，速度定義等于位移跟發(fā)生這段位移的時(shí)間的比值.通過速度概念學(xué)生能夠理解平均速度，并能計(jì)算平均速度.而對(duì)于瞬時(shí)速度，學(xué)生盡管知道它是指物體經(jīng)過某一時(shí)刻(或某一位置)的速度，但不能理解這樣的物理量如何去測量.這就使瞬時(shí)速度這個(gè)物理量顯得有些神秘，也失去了它的實(shí)用性.

新課改教材在設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容時(shí)，首先介紹坐標(biāo)的變化量和時(shí)間的變化量，然后再用物理學(xué)中對(duì)速度的定義，將速度表示為這樣一個(gè)微小的變動(dòng)，表面上差異不大，但它對(duì)下一步引入和理解平均速度和瞬時(shí)速度的影響差異就大了.通過表達(dá)式，學(xué)生能很直觀地看到表示物體在時(shí)間間隔內(nèi)的平均快慢程度，即平均速度，當(dāng)時(shí)間間隔Δt取小一些，則物體從t時(shí)刻到t+Δt時(shí)刻這樣較小的時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)快慢差異就小一些，運(yùn)動(dòng)的描述就精確一些.再就是當(dāng)時(shí)間間隔Δt非常非常小時(shí)，就可以認(rèn)為表示物體在某時(shí)刻的速度，即瞬時(shí)速度.這樣處理較清晰地體現(xiàn)了極限思想，加深了學(xué)生對(duì)科學(xué)思維方法的感悟.學(xué)生由此不僅明確了瞬時(shí)速度概念，也了解了瞬時(shí)速度的測量方法.這一點(diǎn)十分重要，它體現(xiàn)了物理學(xué)-個(gè)特點(diǎn)，即給出一個(gè)物理量，不僅要知道這個(gè)物理量是什么，更要知道怎樣去測量這個(gè)物理量，知道怎樣測量的物理量才更有實(shí)際意義.同時(shí)，學(xué)生了解的測量方法也為下一節(jié)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測瞬時(shí)速度做理論鋪墊.

在加速度部分的處理方面，新教材比以往教材也更合理些.以往教材只定義加速度等于速度的改變量跟發(fā)生這-改變所用時(shí)間的比值.即它在引入概念時(shí)避開了平均加速度和瞬時(shí)加速度.而新教材先介紹速度的變化量Δv和時(shí)間間隔Δt，然后再沿用加速度的定義表示.這樣一來，學(xué)生可借鑒已學(xué)過的速度定義來認(rèn)識(shí)加速度定義，從而了解變化率這個(gè)概念，并理解平均加速度和瞬時(shí)加速度，知道對(duì)應(yīng)物理量的測量方法.

此處極限思想的應(yīng)用為測量表示變化快慢的物理量提供了數(shù)學(xué)依據(jù)，同時(shí)又回避了嚴(yán)格的極限概念和計(jì)算，沒引入極限這個(gè)術(shù)語，高中學(xué)生能夠接受，從而給高中物理探究實(shí)驗(yàn)中的測量奠定基礎(chǔ).

2在物理規(guī)律教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)

案例2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究

以往教材在處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律部分時(shí)，先從理論入手得出速度公式、位移公式，利用公式計(jì)算加速度，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)通過測位移求加速度.這種內(nèi)容順序安排下，知識(shí)傳授痕跡過多，而學(xué)生探究部分有些欠缺.

新教材首先安排了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)掌握了一種測量速度的方法，然后再利用這種測量速度的方法去探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中親身體會(huì)到物理量的測量方法，并采用這種方法去研究相關(guān)物理量之間的變化規(guī)律.這種安排既讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)能學(xué)以致用，又再現(xiàn)了物理規(guī)律的探究過程.

又比如人教版高中物理必修1“牛頓第二定律”中，教師可以先提出問題，讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所掌握的知識(shí)，猜想力、質(zhì)量、加速度到底存在什么樣的定量關(guān)系.同學(xué)之間猜想并且互相討論，學(xué)生分組得出結(jié)論：加速度和力成正比，和質(zhì)量成反比.教師接著提出要同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，注意盡可能多設(shè)計(jì)幾套方案，驗(yàn)證結(jié)論是否正確.學(xué)生分組討論得出：“方案一，取一個(gè)物體，施加力，同時(shí)測量出加速度，然后不斷地改變質(zhì)量和力，測量出加速度大小，再尋找三者之間的關(guān)系；方案二，先控制質(zhì)量不變，改變力的大小，測量出加速度大小，驗(yàn)證加速度和力是否成正比.然后控制力不變，改變質(zhì)量的大小，測量出加速度大小，驗(yàn)證加速度是否和質(zhì)量成反比.”教師鼓勵(lì)學(xué)生通過兩種方案進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果利用方案二驗(yàn)證結(jié)論，并引導(dǎo)學(xué)生得出高中物理中一種重要的研究問題的方法——控制變量方法.

古人云：“授人以魚，不如授人以漁”.通過這樣的探究教學(xué)，學(xué)生不僅獲得了知識(shí)，更體驗(yàn)了研究物理規(guī)律的方法和過程，同時(shí)也逐步形成一種科學(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神.學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過程中由“熟記知識(shí)”轉(zhuǎn)向“感悟知識(shí)”，他們不再是被教師灌輸知識(shí)的對(duì)象(即被動(dòng)學(xué)習(xí)者)，而變成在教師引導(dǎo)下感悟知識(shí)、探究問題的研究者(即主動(dòng)學(xué)習(xí)者).學(xué)生由“學(xué)會(huì)”變?yōu)椤皶?huì)學(xué)”，學(xué)習(xí)由此變成一種主動(dòng)行為，其效率也更加高了.

3在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)

案例3探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

以往教材采用演示實(shí)驗(yàn)探究加速度和力的關(guān)系及加速度和質(zhì)量的關(guān)系，總結(jié)出牛頓第二定律.演示實(shí)驗(yàn)的目的在于得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過程要求不是很高.

新教材采用學(xué)生實(shí)驗(yàn)去探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，變演示實(shí)驗(yàn)為分組實(shí)驗(yàn).在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是最重要的，師生更關(guān)注的是如何去設(shè)計(jì)和實(shí)施這個(gè)實(shí)驗(yàn).這里主要有四個(gè)部分.首先，要確定所要探究的問題，即加速度與力的關(guān)系和加速度與質(zhì)量的關(guān)系.第二，要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)基本思路和數(shù)據(jù)分析方法.探究三個(gè)變量間關(guān)系一般采用控制變量法，即保持一個(gè)量不變，測物體在另一個(gè)量變化時(shí)對(duì)應(yīng)第三個(gè)量的變化情況，分析后兩個(gè)量的關(guān)系.例如在本案例中，先保證物體質(zhì)量不變，測物體在不同的力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系.數(shù)據(jù)分析一般要設(shè)計(jì)表格記錄原始數(shù)據(jù)(尊重原始測量數(shù)據(jù)，是良好實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和科學(xué)精神的具體表現(xiàn))，為了能直觀觀察也可作出兩個(gè)物理量的關(guān)系曲線.第三，要解決實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問題，即如何測量相應(yīng)的物理量.比如在本實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵問題有兩個(gè)，一個(gè)是怎樣測量加速度，另一個(gè)是怎樣提供所測量物體所受的恒力.第四，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，如何由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論.

在解決以上四個(gè)問題過程中，學(xué)生不僅需要主動(dòng)去探究可行性方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且要能與同學(xué)互相交流，體現(xiàn)出合作和互助精神.同時(shí)學(xué)生也從實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到一種從實(shí)驗(yàn)中獲取數(shù)據(jù)、作出圖象、分析圖象、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中獲得成