基于研究性學習活動的物理規(guī)律課的實踐研究

耿臘香

摘 要：武進區(qū)教研室于2012年在我校舉行了“武進區(qū)高一物理同題異構教學研討活動”。和江蘇省奔牛高級中學張文清老師一起開設了此次就“打造陽光課堂”進行的同題異構教學活動。時隔多年，又趕赴江陰長涇中學聽了蔡曉明老師以及如皋一中賁春紅老師的兩堂優(yōu)質(zhì)課。幾位教師分別展示了不同的教學過程，呈現(xiàn)出了不同風格的課堂教學，達到了相同的教學目的。將教學設計與三位老師的加以整合、完善，揚長避短。

關鍵詞：研究性學習；曲線運動；創(chuàng)新實驗探究

一、課題的引入

圖片展示生活中常見的曲線運動：1.天體運動；2.煙花綻放；3.汽車過橋；4.投籃……

關于曲線運動你想知道哪些問題：

1.如何描述曲線運動？2.物體為何做曲線運動？3.曲線運動有何特點？

解讀：從生活走進物理，通過生活中曲線運動的細致觀察，增強學生的學習興趣；緊接著幾個問題的設置，使學生對本節(jié)課要掌握的知識點有個初步的印象，并形成探究的欲望。

二、運動的描述

【位移的描述】

演示運動：平拋一節(jié)粉筆頭，軌跡為一條曲線。

問題1：某時刻物體運動到A點，你能描述A點的位置以及A點的運動情況嗎？

問題2：物體在做直線運動時我們是如何確定某一點位置的？（建立一維直線坐標系）

問題3：那現(xiàn)在我們要研究平面內(nèi)的曲線運動，還能不能用一維的坐標系了？（不能）應該建立幾維的坐標系？（二維）

解讀：采用問題串的方式，將直線運動中位移的描述方式自然過渡到曲線運動中，使學生的知識發(fā)生遷移，利用新舊知識間的聯(lián)系，使學生學會學習的方法。

【速度的描述】

視頻播放：砂輪和傘。（教科書配套光盤）

演示實驗：帶墨水的鋼球通過彎曲管道的實驗。（鋼球可換成滾輪式鼠標中的小球，效果更明顯）

結(jié)論：質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在該點的切線方向。

練習：請畫出兩點的速度方向。

解讀：通過現(xiàn)代電化教學的方式給學生展示兩個生活中的實例，可以使學生對速度方向問題有個感性的認識。再加以實驗證明，使學生從感性的認識變成思維的具體。

【變速運動】

問題：曲線運動可不可能做勻速運動？（不能，曲線運動速度方向時刻發(fā)生變化，所以曲線運動都是變速運動。）

結(jié)論：曲線運動都是變速運動，存在加速度。

解讀：學生主要是對勻速運動的概念不夠清楚，勻速運動是指速度不變的運動，速度是矢量，除了看速度大小還要看方向，勻速運動不是勻速率運動。

三、曲線運動的條件

【提問】直線運動中有加速度，曲線運動中也有加速度，那物體為什么會做曲線運動呢？

【猜想】猜一猜物體做曲線運動跟什么因素有關？（力）

到底與力有怎樣的關系呢？我們先來做個游戲。

【游戲】請一位女同學上來參與游戲。

要求：不管受到外界的任何干擾，始終向前走。

游戲：教師在女同學走直線的過程中，突然從右手邊給她一個拉力。

現(xiàn)象：女同學的運動軌跡從直線變成了曲線。

問題：女同學為什么會做曲線運動呢？有拉力的作用。

分析：原先女同學是想要向前運動的，后來老師突然給了她一個拉力的作用，并且這個拉力不在速度方向上，所以它做做了曲線運動。

總結(jié)1：當物體所受合力方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。

【實驗】請一位男同學上來參與實驗。

實驗器材：裝有藍墨水的瓶子，瓶蓋上開有小孔，瓶底也開一小孔。

實驗：將瓶倒置，水流的運動軌跡是一條直線。請男同學給水流持續(xù)吹一口氣，觀察水流的運動軌跡。

現(xiàn)象：水流的軌跡為一條曲線。

分析：畫出曲線上一點的受力情況和運動情況，合力方向與運動方向不在一條直線上，所以做曲線運動。

【提問】仔細觀察上述兩個實驗圖像，你能發(fā)現(xiàn)物體的運動軌跡與速度方向和合力方向之間存在怎樣的位置關系嗎？

總結(jié)2：軌跡夾在合力方向與速度方向之間，合力指向軌跡凹的一面。

解讀：學生的思維活動不是憑空產(chǎn)生的，必須借助于外界的刺激作用。在互動游戲和自制的創(chuàng)新實驗中，將學生的思維和實踐結(jié)合起來，從而引起學生積極的情感投入，充分調(diào)動學生的學習積極性和求知欲望。

四、運動的合成與分解

【概念】在公式中我們可以把勻變速直線運動分為兩個較為簡單的運動來研究。學習曲線運動和直線運動一樣，我們也可以把曲線運動分解為幾個較為簡單的直線運動來研究，化曲為直。現(xiàn)在我們就來看一個運動的合成的實例。

【實驗】

情境：將注了水和紅蠟塊的玻璃管倒置，蠟塊沿玻璃管勻速上升。再次將玻璃管上下顛倒，在上升的同時，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動。蠟塊相對應黑板做的是什么運動呢？

猜想：曲線運動？直線運動？

討論：你想通過什么方法來驗證你的猜想？我們4人一小組進行討論，待會給出你們小組的方案。

學生方法交流：

1.頻閃照片法。

2.描點法：請兩位學生上臺配合描點作圖，并連成一條平滑的曲線。

解讀：這部分內(nèi)容通過讓學生進行積極的討論，學生會探討出了多種不同的方法。在這種開放式的研究性學習的課堂中，注重了學生的主體地位。在這一過程中，教師應該注意引導，以發(fā)掘?qū)W生的學習潛能，提高教學的有效性。

參考文獻：

[1]張會芬.新課程背景下高中物理課堂有效教學的實踐研究[D].湖南科技大學，2017.

[2]屈賽賽.同伴教學法在高中物理概念規(guī)律課中的應用研究[D].河南師范大學，2017.

編輯 馮志強