高中物理课堂教学开展探究式学习的典型案例

2015-01-31郭俊梅

科学中国人 2015年26期

郭俊梅

鞍山市第二十四中学

尝试，并根据探究式学习的特点：开放性、自主性、实践性和探索性,总结出高中物理课堂教学中开展探究式学习的三类课型:猜想式论证课、观察式讨论课、实验式探究课。由于篇幅所限，下面仅针对猜想式论证课只详细阐述其中的一个案例。

猜想式论证课是教师首先利用多媒体、实验演示等多种教学手段将教学内容涉及到的问题情境或矛盾事件呈现给学生,然后引导学生发现问题，激发探究欲望,再鼓励学生凭借以往学过的理论知识和实践经验科学地进行大胆的假设和猜想,并制定计划、设计出解决问题的可行方案(理论论证方案或实验方案),帮助和指导学生分组实验收集证据,来检验论证自己的假设和猜想,最后在教师的启发指导下,师生互相交流，共同证明所做假设和猜想的正确性,并进一步完善结论。

案例：《平抛运动》的探究式教学案例

1.创设情境,发现问题

师：运动场上，我们经常会看到这样一些球体的运动。（播放视频：“垒球的抛出”，“发出网球”）这些飞出去的小球的运动具有什么样的特点？（启发学生从飞行的路径，受力的情况总结）

生：路径弯曲，抛出时具有一定的速度，只受到重力（不考虑空气阻力的情况下）

师：我们把这样一些以一定速度抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做抛体运动。（投影抛体运动的定义）

师：前面我们学过抛体运动吗？------回忆竖直上抛运动。为什么竖直上抛运动的路径不弯曲？（请学生用曲线运动的条件去回答）今天我们将学习另一种抛体-----平抛的运动。（投影：初速度沿水平方向的抛体运动）

师：请同学们举一些生活中平抛运动的实例。

补充：水平管喷出的水流是否是平抛运动？（演示：射水枪水平射出的水柱）请同学们总结平抛的运动条件。1、初速度水平2、只受重力。

师：前面我们知道，复杂的运动可以看成几个简单的分运动的合成，平抛运动是否也可以分解为几个简单的分运动呢？

2.科学猜想，大胆假设

师：启发学生从平抛运动的轨迹，平抛运动的条件思考。平抛运动的轨迹师弯曲的，速度越来越向竖直方向偏转——说明竖直速度在增大。平抛运动只受重力，初速度水平，水平方向不受力等。

生：（科学的猜想和推理）平抛运动是水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的自由落体运动的合成。

师：大家猜想的都有道理，下面需要想办法证明我们的猜想是正确的。最好的方法是通过实验。

3.制定计划，设计实验

学生分组讨论，选出代表回答教师的问题。

师：描述你所制定的设计验证“猜想”的计划。

生：①利用实验验证平抛运动在竖直方向上是一个自由落体运动

②画出平抛运动的轨迹，在第一步验证的基础上，验证平抛运动水平方向上是一个匀速直线运动。

③分析相关实验数据，得出结论。

师：描述所用实验的器材和操作方法。

生：首先用平抛竖落仪，证明平抛运动在竖直方向上是一个自由落体运动；然后用平抛运动演示仪，如图6.3–3所示，画出平抛运动的轨迹，在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所达到的位置，再测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移的特点，验证平抛运动水平方向上是一个匀速直线运动。

师：收集实验过程中的那些数据？

生：①平抛运动落地时间与在同高度的一个自由落体运动的时间进行比较。

②平抛运动的轨迹、每隔相等时间物体所达到的位置、相邻位置间的水平位移。

4.分组实验，收集数据

学生分组实验，教师巡视做必要的指导，包括得到平抛运动轨迹的方法，实验中减少误差的方法，实验设备的调试、维护等。

5.评估交流，检验假设

同学之间进行交流，分组讨论，选出代表回答教师的问题。

师：怎样分析实验数据？从中你能得出什么样的结论？

生：①利用平抛运动落地时间与在同高度的一个自由落体运动的时间进行比较，不论高度如何，两者时间都相同，说明平抛运动在竖直方向上是一个自由落体运动。

②根据平抛运动的轨迹，结合平抛运动在竖直方向上是一个自由落体运动，在竖直坐标轴上，从平抛初始点开始向下任取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h，9h,16h,……的点，例如选择5、20、45这几个点.如图6.3—5所示，过这些点作水平线与轨迹相交，交点就是每隔相等时间物体所达到的位置，进一步算出相邻位置间的水平位移，验证平抛运动水平方向上是一个匀速直线运动。