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“探究功与物体速度变化关系”的教学设计 ———一堂市高中物理新课程示范课实录
作者:张新华 来源:物理教学探讨 点击:34990次 评论:0

根据《新课标》的要求,高中物理课程应“促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探索、勇于实验、勤于思考。”可见,探究式学习不仅是新课标的重要组成部分,还是培养学生创新精神和实践能力的途径。目前我国的基础教育中,以教师为中心的灌输式学习方式与以学生为中心的探究式学习方式使用比例严重失调,致使学生创新和实践的意识和能力未得到很好的培养。笔者于2007年3月14日有幸在台州市普通高中新课程物理(2)培训会议中上了一节示范课“探究功与物体速度变化的关系”,进行了探究式教学尝试,收到了很好的效果。在此向各位同仁介绍笔者的主要教学过程,旨在和大家一起探讨。

一、教学过程

1 新课引入

教师引导学生从方法上复习旧知:前几节课中,我们研究了重力做功与重力势能的关系,从而确立了重力势能的表达式;类似地,探究弹力做功与弹性势能的关系,从而确立弹性势能的表达式。那么,如何确立动能的表达式呢?

2 新课教学

2.1 由“玩弹弓”所想到的

回忆童年的乐趣,教师演示“玩弹弓”(学生兴趣一下子被调动起来,课堂气氛十分浓烈)。引导学生思考:橡皮筋伸长,产生弹力,在形变恢复的过程中,对小石子做了功;另一方面,小石子离开弓获得速度。请猜想:小石子离开弹弓的速度与哪些因素有关?(让学生根据已有的生活经验,小组讨论,尽量多地回答,如橡皮筋的拉长量、劲度系数、小石子的质量、空气阻力…)概括学生的回答,提出本节课的课题———探究功与物体速度变化的关系。

进一步提问:如何测定橡皮筋恢复形变过程对小石子做的功?(本节课教学的难点,让学生在思考讨论中解决难点,初步形成实验方案。)橡皮筋的弹力是变力,变力做功很难计算,若将若干条规格相同的橡皮筋并联,每次拉伸相同的长度,易得到倍数的功。

2.2 实验方案的确定

让学生相互讨论,逐步形成课本的设计方案,并指出实验器材有:长木板(有垫木)、小车、电火花打点计时器、纸带若干、橡皮筋若干…多媒体投影预习思考题(学生积极回答,老师肯定学生的正确之处,科学地进行评价。)

(1)探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?

(2)每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求?

(3)小车获得的速度怎样计算?

(4)你能找出表格一、表格二中y与x的函数关系吗?

2.3 分组实验

四人一组,进行实验,操作中注意以下几个问题。

(1)小车在木板上运动时会受到阻力,可以采用什么方法进行补偿?

(2)纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算小车的速度?为什么?

(3)根据测出的数据,怎样预测功与速度的关系?用图象法研究功与速度的关系时怎样使研究过程简便直观?

在实验过程中,教师巡视指导———个别性问题个别指导;共同性问题集体指导。

2.4 成果交流与评价

指导学生设计实验数据表格,并投影部分学生设计的表格,让学生评价各自的优点和缺点。投影展示某组学生自行设计的实验数据表格。

通过对表格中弹力做功W和小车获得的速度v的关系讨论,只能得到“弹力做功越多,小车获得的速度越大”的结论。若作出功———速度曲线,可更直观反映它们的关系。投影展示某组学生作出的功———速度曲线。

教师强调作图的注意事项:坐标轴的选取、比例的选定、画图时用平滑的曲线连接等。由于W和v的关系图线不是一条直线,因此橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度关系不是正比例关系。由图线中可以看到它们到底是哪一种关系?(由数学知识知:W是v的幂函数)

猜测可能是:W∝v2、W∝v3

方法一:可以计算出相对应速度的值,判断与哪一种更接近。

方法二:作出W-v2、W-v3图线。(方便又直观)

投影展示某组学生自行设计的实验数据表格。(在原表格上添加了一项)

投影展示某组学生作出的功———速度平方曲线。(让学生表述:力对物体做功与物体速度平方的变化成正比。)

3 归纳与拓展

3.1 归纳“探究力对物体做功和速度变化的关系”的实验方案

①功的测量:位移相同,力不同→橡皮筋法;力相同,位移不同→重力法

②速度测量:打点计时器;光电门

由上面分析,组合得到四种实验方案:“橡皮筋法+打点记时器”、“橡皮筋法+光电门”、“重力法+打点记时器”、“重力法+光电门”。

(引导学生总结,互相补充完善。)

3.2 拓展:借助Excel软件进行数据处理

(课本18页“做一做”,激学生强烈的求知欲望,有效地将课内延伸到课外。)

二、课后体会

本案例是一个探究式学习的课堂教学设计,整个设计贯穿学生自主构建知识这一主线,抓住了探究式学习的本质和核心,充分调动了学生学习的主动性,通过本次探究式教学尝试,主要有以下两点体会:

1.教学前应激发学生的探究欲望,引发其认知冲突;

2.活动中,应让学生体验科学探究的过程,领悟科学研究的方法

更新:2008/6/30 9:31:04 编辑:fengyefy
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