以問題解決為導向的研討式教學在規律教學課中的實踐研究
——以《探究功與物體速度變化的關系》為例

謝應大

(湖南省長沙市雷鋒學校 410001)

一、研討式教學的內涵

研討式教學湖南師大文學院博士生導師郭漢民教授1997年為探索在高校實施素質教育而提出的一種教學模式，是以解決問題為中心，由教師創設問題情境，然后師生共同查找資料、討論、研究、探索、實踐，提出解決問題辦法的方式，研討式教學是培養學生科學素養的最有效的教學模式之一，它將研究與討論貫穿于全課程始終，能有效的促進知識本身的學習，培養有利于終生發展的研究能力.現以課堂實例對物理研討式教學實踐進行初探.

二、“探究功與物體速度變化的關系”教學案例

案例描述 播放視頻導入：觀看視頻、演示小彈弓射出小紙團.

教師：問題1：運動物體具有動能，視頻中的箭、球、實驗中的小紙團動能都增加了，是什么改變物體動能？(弓對箭、人對球、橡皮筋對小紙團做功)

結論：力對物體做功可以改變物體的動能.

問題2：力對物體做的功與物體的動能的變化有著什么樣的關系呢？動能與物體速度有著密切的關系，今天先來探究功與物體速度變化的關系.

授課中老師創設問題情境引入，提高學習物理興趣，通過師生共同研究、討論，這就是研討式教學的體現.

本節課用實驗探究的方法.

1.實驗目的：探究功與物體速度變化的關系(弄清我們來干什么？)

2.設計實驗方案(怎么做的問題)：有哪些具體的實驗方案呢？請大家分組討論(由學生研究討論給出具體的方案，請每小組一人來總結方案).

方案一：重物拉動平板小車做功

第一組同學通過展示草圖1并講解：重物拉動小車做功，用打點計時器測量小車的速度，再測出拉力做的功，得到速度和功的數據，再分析他們的關系.

師：這個方案以前驗證牛頓第二定律的，用在這里可行嗎？(學生思考并回答)

方案二：重物自由下落重力做功

第二組同學展示草圖2并講解：利用我們學過測重力加速度的實驗，重物后掛紙帶通過打點計時器測量重物下落的速度，利用重物做自由落體運動，計算出重力做的功，又可以得到功和速度的數據進行分析.

方案三：橡皮筋彈射小車彈力做功

第三組同學展示草圖3并講解：利用橡皮筋彈射小車來研究功和速度變化的關系.用打點計時器測小車速度，但要計算橡皮筋做到功.

課堂中，首先引導學生根據探究目標，展開討論，尋求不同的探究方案，然后再選擇變力做功“橡皮筋彈射小車的方案”來探究功與速度的關系，實驗中讓學生自己大膽的設計具體的實驗方案，討論協作中尋找解決實驗中怎樣測速度、怎樣測變力功、為什么采用倍力功的方法等等問題討論，并鼓勵學生對實驗方案進行改進，這里充分發揮了學生的主動性和創造性，培養學生的創新精神、實踐能力，能很好的體現物理學科核心素養中的實驗探究，也是研討式教學的體現.

3.選用實驗器材、明確實驗步驟

對照實驗方案選擇器材，并注意實驗步驟.

下面同學們按照要求做實驗，用Excel表格記錄數據和分析數據.

師：實驗完成了，怎么處理數據呢？(提示：先估算w-v的可能關系，并采取圖像法進行多讓學生參與活動)，從某一小組取出數據，做出w-v圖像并觀察讓該小組成員來分析數據.

生：發現w-v的關系不成正比，因為圖像沒有過原點.再找w∝v2,w∝v3等關系，用計算機excel軟件做出圖象并分析數據

師：演示使用excel軟件的圖象功能處理數據，先做出w-v2，再做出w-v3圖像，發現：圖像是一條過原點的直線，而w-v3是不過原點的圖像.

師：再多找幾組同學的數據都得到了相同的結論：w∝v2，說明這個結論很可能就是一條普遍規律，所以得到探究的實驗結論是：功與速度的平方成正比，即：物體所受合力做的功與速度的平方成正比.

在w-v2中注意誤差分析：若不過原點，在縱坐標上有截距說明沒有平衡摩擦力或者平衡不夠，若是在橫坐標有截距則平衡摩擦力過度.

課后思考：如果小車的初速度不為零，功與速度之間又有什么樣的關系？

本案例貫穿教師的主導、學生自主構建知識這一主線,從實驗設計的三個方案選取，到最后的實驗數據的分析，體現了學生在探究規律的同時獲得了學習物理的成就感，抓住研討式教學的本質和核心,滲透物理學科素養中的科學思想和實驗探究，解決實驗中的各種問題，最終得到了物理規律，在探討中升華了自己的能力.