以问题解决为导向的研讨式教学在规律教学课中的实践研究——以《探究功与物体速度变化的关系》为例

谢应大

(湖南省长沙市雷锋学校 410001)

一、研讨式教学的内涵

研讨式教学湖南师大文学院博士生导师郭汉民教授1997年为探索在高校实施素质教育而提出的一种教学模式，是以解决问题为中心，由教师创设问题情境，然后师生共同查找资料、讨论、研究、探索、实践，提出解决问题办法的方式，研讨式教学是培养学生科学素养的最有效的教学模式之一，它将研究与讨论贯穿于全课程始终，能有效的促进知识本身的学习，培养有利于终生发展的研究能力.现以课堂实例对物理研讨式教学实践进行初探.

二、“探究功与物体速度变化的关系”教学案例

案例描述 播放视频导入：观看视频、演示小弹弓射出小纸团.

教师：问题1：运动物体具有动能，视频中的箭、球、实验中的小纸团动能都增加了，是什么改变物体动能？(弓对箭、人对球、橡皮筋对小纸团做功)

结论：力对物体做功可以改变物体的动能.

问题2：力对物体做的功与物体的动能的变化有着什么样的关系呢？动能与物体速度有着密切的关系，今天先来探究功与物体速度变化的关系.

授课中老师创设问题情境引入，提高学习物理兴趣，通过师生共同研究、讨论，这就是研讨式教学的体现.

本节课用实验探究的方法.

1.实验目的：探究功与物体速度变化的关系(弄清我们来干什么？)

2.设计实验方案(怎么做的问题)：有哪些具体的实验方案呢？请大家分组讨论(由学生研究讨论给出具体的方案，请每小组一人来总结方案).

方案一：重物拉动平板小车做功

第一组同学通过展示草图1并讲解：重物拉动小车做功，用打点计时器测量小车的速度，再测出拉力做的功，得到速度和功的数据，再分析他们的关系.

师：这个方案以前验证牛顿第二定律的，用在这里可行吗？(学生思考并回答)

方案二：重物自由下落重力做功

第二组同学展示草图2并讲解：利用我们学过测重力加速度的实验，重物后挂纸带通过打点计时器测量重物下落的速度，利用重物做自由落体运动，计算出重力做的功，又可以得到功和速度的数据进行分析.

方案三：橡皮筋弹射小车弹力做功

第三组同学展示草图3并讲解：利用橡皮筋弹射小车来研究功和速度变化的关系.用打点计时器测小车速度，但要计算橡皮筋做到功.

课堂中，首先引导学生根据探究目标，展开讨论，寻求不同的探究方案，然后再选择变力做功“橡皮筋弹射小车的方案”来探究功与速度的关系，实验中让学生自己大胆的设计具体的实验方案，讨论协作中寻找解决实验中怎样测速度、怎样测变力功、为什么采用倍力功的方法等等问题讨论，并鼓励学生对实验方案进行改进，这里充分发挥了学生的主动性和创造性，培养学生的创新精神、实践能力，能很好的体现物理学科核心素养中的实验探究，也是研讨式教学的体现.

3.选用实验器材、明确实验步骤

对照实验方案选择器材，并注意实验步骤.

下面同学们按照要求做实验，用Excel表格记录数据和分析数据.

师：实验完成了，怎么处理数据呢？(提示：先估算w-v的可能关系，并采取图像法进行多让学生参与活动)，从某一小组取出数据，做出w-v图像并观察让该小组成员来分析数据.

生：发现w-v的关系不成正比，因为图像没有过原点.再找w∝v2,w∝v3等关系，用计算机excel软件做出图象并分析数据

师：演示使用excel软件的图象功能处理数据，先做出w-v2，再做出w-v3图像，发现：图像是一条过原点的直线，而w-v3是不过原点的图像.

师：再多找几组同学的数据都得到了相同的结论：w∝v2，说明这个结论很可能就是一条普遍规律，所以得到探究的实验结论是：功与速度的平方成正比，即：物体所受合力做的功与速度的平方成正比.

在w-v2中注意误差分析：若不过原点，在纵坐标上有截距说明没有平衡摩擦力或者平衡不够，若是在横坐标有截距则平衡摩擦力过度.

课后思考：如果小车的初速度不为零，功与速度之间又有什么样的关系？

本案例贯穿教师的主导、学生自主构建知识这一主线,从实验设计的三个方案选取，到最后的实验数据的分析，体现了学生在探究规律的同时获得了学习物理的成就感，抓住研讨式教学的本质和核心,渗透物理学科素养中的科学思想和实验探究，解决实验中的各种问题，最终得到了物理规律，在探讨中升华了自己的能力.