基于科學(xué)探究下的概念規(guī)律課教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
——以教科版“動(dòng)量”教學(xué)為例

蔡衛(wèi)東

(江蘇省前黃高級(jí)中學(xué),江蘇 常州 213161)

本節(jié)課以教育科學(xué)出版社選修3-5“動(dòng)量”為例,基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)探討科學(xué)探究式教學(xué)在物理課堂中的應(yīng)用與實(shí)踐．通過研讀整章教材,進(jìn)行比較研究,合理整合重組.本節(jié)課從引入問題、科學(xué)探究、質(zhì)疑釋疑、拓展提升等環(huán)節(jié),始終圍繞科學(xué)探究這個(gè)關(guān)鍵詞展開,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目的．

1 設(shè)計(jì)思想與背景

教科版“碰撞與動(dòng)量守恒”共有3小節(jié)構(gòu)成.本節(jié)課鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探究、合作交流,在教師創(chuàng)設(shè)物理情境,有效形成科學(xué)問題的引導(dǎo)下,實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)和學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)．為此,筆者基于兩方面的思考進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)．

1.1 基于新舊教材的比較

無論是科教版還是人教版新教材,都將動(dòng)量的內(nèi)容后置于選修系列3-5模塊,而不同以往教材動(dòng)量的內(nèi)容被設(shè)置于力學(xué)部分.學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)用動(dòng)量守恒定律解決宏觀物體的相互作用,還要為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)微觀粒子的相互作用問題鋪墊．從內(nèi)容的邏輯線索來看,兩種教材的核心是要體現(xiàn)學(xué)習(xí)中的探究精神,強(qiáng)調(diào)物理學(xué)中“守恒量”的思想.教材第1節(jié)都通過探究實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)碰撞過程中的不變量,再指出質(zhì)量與速度的成積可能具有特殊的物理意義,進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)和理論的基礎(chǔ)上給出動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律.顯然區(qū)別于以往教材直接給出沖量和動(dòng)量的定義．當(dāng)然,有限的幾次簡單測量并不能得到普適性的物理規(guī)律,但是兩個(gè)物體在碰撞過程中很可能存在“守恒量”的猜想是有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的,學(xué)生在追尋“不變量”科學(xué)探究過程中的切身體驗(yàn)十分有教育價(jià)值．

1.2 基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

2016年9月,教育部下發(fā)的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》將物理學(xué)科核心素養(yǎng)概括為“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等4個(gè)方面．其中,“科學(xué)探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流與合作等要素．科學(xué)探究是本節(jié)課的重中之重.本文主要設(shè)計(jì)了3個(gè)探究過程,一方面引導(dǎo)學(xué)生親自去發(fā)現(xiàn)隱藏在現(xiàn)象背后“守恒”的自然規(guī)律,感悟自然界的和諧與統(tǒng)一;另一方面將實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練與科學(xué)探究過程的體驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合,為物理概念的引入、物理規(guī)律的建立提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ);第三,在科學(xué)探究過程中,包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)思維能力得到培養(yǎng)．

2 教學(xué)流程與點(diǎn)評(píng)

基于教材的比較研究和學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展,筆者依據(jù)整合創(chuàng)新教材,創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究情境,滲透科學(xué)史教育的理念設(shè)計(jì)了本節(jié)課．從學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師觀摩反饋來看,基本達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)．

2.1 課堂引入:創(chuàng)設(shè)物理情境,形成科學(xué)問題

師:近年來的熱詞“互聯(lián)網(wǎng)+”,是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合,當(dāng)然,互聯(lián)網(wǎng)也走進(jìn)了我們的學(xué)習(xí)生活,微信朋友圈的一則“憶童年”引起了我這個(gè)60后老男孩的回憶和共鳴．

手機(jī)與電腦同屏展示:“打彈珠、騎馬打仗、小火箭、斗雞……”兒時(shí)的碰撞游戲給我們帶來愉悅(展示圖片1);但是,汽車追尾給家庭帶來災(zāi)難(GIF動(dòng)畫);天體碰撞甚至?xí)o全人類帶來災(zāi)難(GIF動(dòng)畫)．

點(diǎn)評(píng):課堂引入有互聯(lián)網(wǎng)+、微信朋友圈等體現(xiàn)課程的時(shí)代性,又有學(xué)生既陌生又想了解的童趣游戲．教師將手機(jī)和電腦實(shí)現(xiàn)共屏展示,充分體現(xiàn)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展是本節(jié)課的亮點(diǎn)之一．

圖1

師:這些現(xiàn)象都與我們第1節(jié)討論的“碰撞”有關(guān).我們再來看一個(gè)視頻,丁俊暉總能以各種形式把球打進(jìn),可見球和球之間的碰撞是否存在一定的物理規(guī)律?請大家回憶一下,我們學(xué)習(xí)了哪兩種類型的碰撞?

生:彈性碰撞和非彈性碰撞(完全非彈性碰撞是非彈性碰撞中的特例)．

師:分成這兩種碰撞的依據(jù)是什么?

生:碰撞前后兩物體的總動(dòng)能是否變化．

2.2 科學(xué)猜想:基于演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)科學(xué)思維

大自然在造就萬物時(shí),處處呈現(xiàn)了對(duì)稱美,德國女?dāng)?shù)學(xué)家諾特指出:對(duì)應(yīng)于每一種對(duì)稱美,都有一條守恒定律．那么,非彈性碰撞前后,是否也有一個(gè)類似于動(dòng)能這樣的物理量保持不變呢?請大家討論猜想．

(1) 質(zhì)量守恒．質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),不是我們追尋的物理量．

(2) 速度v．如果速度之和保持不變,可以寫成表達(dá)式:v1+v2=v1′+v2′．請學(xué)生們觀察小實(shí)驗(yàn):讓等質(zhì)量的兩小車由動(dòng)碰靜,碰撞前后速度之和可能不變;質(zhì)量大的小車碰質(zhì)量小的靜止小車(質(zhì)量懸殊稍大),碰后速度之和反而增大了．顯然,速度之和守恒不具有普遍性．

我們通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)猜想,又用實(shí)驗(yàn)否定了這個(gè)猜想,是否說明這個(gè)猜想毫無意義呢?當(dāng)然不是,我們改變質(zhì)量,導(dǎo)致速度發(fā)生變化,那么,這個(gè)不變量是否與質(zhì)量m和速度v都有關(guān)系呢?進(jìn)一步明確了我們科學(xué)猜想的方向．動(dòng)能就是m與v2的組合,質(zhì)量m和速度v還有沒有更簡潔的組合方式呢?

猜想(1)質(zhì)量與速度的乘積mv．如果兩小車各自的mv之和是不變量,則關(guān)系式可以寫成

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′．

(3)m12v1+m22v2=m12v1′+m22v2′，m12v12+m22v22=m12v1′2+m22v2′2……今天,我們首先從較為簡潔的兩種猜想入手進(jìn)行定量研究．

點(diǎn)評(píng):根據(jù)情境巧設(shè)問題,既回顧舊知,更為引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究入手,追尋碰撞中的“不變量”埋下伏筆．設(shè)計(jì)的問題兼具指導(dǎo)性和開放性,規(guī)避了探究的盲目性,又體現(xiàn)了科學(xué)規(guī)律的簡潔之美,注重學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)．

2.3 科學(xué)探究:融入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),建構(gòu)物理觀念

《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教科書都只要求研究一維碰撞.這既符合物理學(xué)“從簡單問題著手進(jìn)行研究”的慣例,也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律．

實(shí)驗(yàn)器材:小車(100 g),配重50 g若干，軌道，彈簧片.

師:軌道上的兩輛小車發(fā)生一維碰撞,有多種方式?哪種方式最簡單,即更便于我們實(shí)驗(yàn)操作呢?

生:動(dòng)碰靜、對(duì)碰、追及碰、由靜止?fàn)顟B(tài)彈開……

師:動(dòng)碰靜如果碰撞后粘合在一起最簡單,那么只要測量碰前和碰后各一個(gè)速度．

科學(xué)探究1:動(dòng)碰靜粘合.

圖2

我們首先從最簡單的碰撞形式入手進(jìn)行定量研究,如圖2．

(1) 兩輛小車的質(zhì)量m1=m2=100 g．碰撞前后的時(shí)間大約是2倍關(guān)系,說明碰前速度大約是碰后速度的2倍．為了更直觀地驗(yàn)證猜想,我們可以把時(shí)間記入事先設(shè)計(jì)的Excel表格,利用公式計(jì)算功能,發(fā)現(xiàn)猜想(1)和猜想(2)可能都是正確的．如果兩個(gè)小車的質(zhì)量不相等,結(jié)果會(huì)怎樣呢?

(2) 小車1質(zhì)量m1=150 g,小車2質(zhì)量m2=100 g．碰撞前后的時(shí)間沒有比較清晰的倍數(shù)關(guān)系,記入表格進(jìn)行公式計(jì)算,發(fā)現(xiàn)猜想(1)在誤差范圍內(nèi)是正確的,猜想(2)明顯不守恒．

(3) 改變兩小車的質(zhì)量,得到多組數(shù)據(jù)．初步得到結(jié)論: 猜想(1)是正確的,猜想(2)不正確．

點(diǎn)評(píng):人教版教材“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中,為便于提出不同的實(shí)驗(yàn)方法,引導(dǎo)學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想,從不同角度呈現(xiàn)3種實(shí)驗(yàn)案例供選擇．其中,案例1借助氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器、光電門等器材的設(shè)計(jì)思想與教科版教材類似．但該方案由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上呈懸浮狀態(tài),碰撞時(shí)的穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大．我們還是借助DISLab數(shù)字實(shí)驗(yàn)室,將小車置于軌道上開展實(shí)驗(yàn)．光電門的位置是實(shí)驗(yàn)成功與否的重要因素,為減小系統(tǒng)所受摩擦力的影響,兩個(gè)光電門應(yīng)盡量靠近且在兩輛小車發(fā)生碰撞的附近．

科學(xué)探究2: 動(dòng)碰靜分開.

我們在兩小車碰撞處分別裝上正對(duì)的彈簧片,研究動(dòng)碰靜分開的情況．需要測量碰前和碰后擋光片經(jīng)過光電門共3個(gè)時(shí)間,記入Excel進(jìn)行探究．

(1) 兩輛小車的質(zhì)量相等m1=m2=121 g．

(2) 小車1質(zhì)量m1=171 g,小車2質(zhì)量m1=121 g．

(3) 改變兩小車的質(zhì)量,得到多組數(shù)據(jù)．初步得到結(jié)論:猜想(1)是正確的,猜想(2)不正確．

點(diǎn)評(píng):本環(huán)節(jié)用3個(gè)光電門分別采集3個(gè)時(shí)間,且滿足m1≥m2,目的是保證小車1碰撞后不反彈．既保證實(shí)驗(yàn)探究簡潔明了,又為下一探究環(huán)節(jié)圍繞動(dòng)量的方向性展開討論埋下伏筆．

科學(xué)探究3:對(duì)碰后分開.

兩小車對(duì)碰后分開的情況,需要測量碰撞前后共4個(gè)時(shí)間,兩個(gè)光電門分別記錄往返兩次時(shí)間．為了更加精確地測量碰撞前后瞬間的速度,光電門需要盡量靠近些,且碰撞發(fā)生在兩個(gè)光電門之間．課堂上多次請學(xué)生配合演示實(shí)驗(yàn)都不一定能成功,因此,我們對(duì)課前多次嘗試之后成功的6組數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,如表1．

表1

師:分析數(shù)據(jù),猜想(1)和猜想(2)都是不正確的．猜想(1)難道在對(duì)碰時(shí)就不成立了嗎?如果不是,我們是否可以在數(shù)據(jù)處理過程中找一找出現(xiàn)的問題?

生:(展開討論,尋找原因)速度是矢量,碰撞前后速度方向發(fā)生改變,我們要用“—”表示反方向．

師:(和學(xué)生共同修正數(shù)據(jù))可見,猜想(1)仍然是正確的,猜想(2)不正確．這也給我們以啟發(fā):速度v是矢量,不變量mv也應(yīng)該是一個(gè)矢量,有方向性．

通過大量不同形式的碰撞實(shí)驗(yàn),如追及碰、彈開狀態(tài)、二維碰撞等,又驗(yàn)證了更為復(fù)雜的守恒表達(dá)式,發(fā)現(xiàn):兩個(gè)物體碰撞時(shí),一個(gè)物體的mv減少,另一個(gè)物體的mv一定會(huì)增加,而且它的增加量與前一個(gè)物體的減少量相等．這使我們意識(shí)到mv這個(gè)物理量具有特別的意義,物理學(xué)中把它定義為物體的動(dòng)量p,p=mv,這個(gè)守恒規(guī)律叫“動(dòng)量守恒定律”(板書)．

點(diǎn)評(píng):3次探究都設(shè)計(jì)了如表1所示的表格,不僅有猜想(1)、(2),還有猜想(3)、(4)……．雖然探究3沒有在課堂直接演示,重在數(shù)據(jù)分析,但在前兩次探究的基礎(chǔ)上加以說明,可信度高;Excel表格呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)簡潔明了,公式計(jì)算功能使數(shù)據(jù)處理簡單方便,效果較好．

2.4 理論探究:建立物理模型,體驗(yàn)邏輯力量

經(jīng)過3輪實(shí)驗(yàn)探究后,教師通過建構(gòu)物理概念、建立物理模型、開展理論探究等教學(xué)策略,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)核心概念、物理模型、物理規(guī)律的理解,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提高．

師:實(shí)驗(yàn)過程中,我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)量總是不完全守恒,總存在一定的誤差,你認(rèn)為主要原因是什么?

生:系統(tǒng)受到摩擦力．

圖3

師:我們把兩小車碰撞理想化為沒有摩擦力的模型,如圖3,碰撞過程中的相互作用力是F1和F2,請從牛頓運(yùn)動(dòng)定律的角度,證明m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′．

教師巡視整個(gè)教室,手機(jī)和電腦同屏展示學(xué)生的證明過程.

根據(jù)牛頓第二定律:F1=m1a1,F2=m2a2.

根據(jù)牛頓第三定律:因?yàn)镕1=-F2,所以m1a1=-m2a2.

碰撞時(shí)間極短,用Δt表示,則有

移項(xiàng)即證

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′．

同時(shí),得到動(dòng)量守恒定律的條件是:系統(tǒng)不受外力或所受合外力為0．

師:動(dòng)量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的定律之一,大到宏觀宇宙,小到微觀粒子,又或是高速領(lǐng)域,只要系統(tǒng)所受的合外力為0．我們再來看一些例子:天體碰撞(GIF動(dòng)畫)、微觀粒子碰撞(α粒子散射動(dòng)畫模擬實(shí)驗(yàn))、汽車追尾(GIF動(dòng)畫)、飛機(jī)爆炸(GIF動(dòng)畫)等．似乎有些現(xiàn)象中系統(tǒng)所受的合外力并不等于0,動(dòng)量是否也守恒呢?

師生共同總結(jié):像這些爆炸、猛烈撞擊等現(xiàn)象,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,我們認(rèn)為系統(tǒng)也滿足動(dòng)量守恒定律的條件．

點(diǎn)評(píng):建構(gòu)理想化模型、開展理論探究等可以開闊學(xué)生的思路,便于他們自覺地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來處理問題;再者,理論探究、邏輯推理也是科學(xué)探究的重要方法之一．

2.5 回歸拓展:解釋生活現(xiàn)象,關(guān)注科技發(fā)展

應(yīng)用回歸1:牛頓擺．5個(gè)完全相同的鋼球組成的牛頓擺,把一個(gè)小球向左拉高釋放,撞向其余靜止的4個(gè)小球;把2個(gè)小球一起向左升起,同時(shí)釋放,撞向其余靜止的3個(gè)小球;把3個(gè)小球一起向左升起,同時(shí)釋放,撞向其余靜止的2個(gè)小球……分別會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?

圖4

我們用手機(jī)拍攝“慢視頻”(如圖4,iphone 7P有“慢視頻”拍攝功能),手機(jī)和電腦同屏,讓學(xué)生清晰直觀地感受小球碰撞前后“速度交換”現(xiàn)象．這種奇妙現(xiàn)象是因?yàn)樵谂鲎仓写嬖凇安蛔兞俊钡幕A(chǔ)上還滿足“機(jī)械能守恒”,質(zhì)量相等的小球碰撞中“依次”進(jìn)行“速度交換”．冰壺比賽中“打定”其實(shí)也是由于這個(gè)原理發(fā)生“速度交換”現(xiàn)象(播放“打定”視頻)．

圖5

拓展延伸2:陀螺儀．我們已經(jīng)學(xué)習(xí)的關(guān)于物理學(xué)中“守恒”思想的有機(jī)械能守恒、能量守恒、電荷守恒等;今天學(xué)習(xí)的動(dòng)量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的定律之一;廣泛應(yīng)用于航空航天及航海的陀螺儀,是基于角動(dòng)量守恒設(shè)計(jì)用來傳感和維持方向的裝置,進(jìn)一步深造我們還將要學(xué)習(xí)角動(dòng)量守恒等知識(shí)(演示陀螺儀現(xiàn)象,如圖5)．

師生共同回顧學(xué)習(xí)本節(jié)課的收獲,體會(huì)從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面,尋找“不變量”及其守恒定律的過程;強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的重要作用,科學(xué)探究不能是形式主義的,它滲透于全部教學(xué)內(nèi)容之中．

點(diǎn)評(píng):這節(jié)課是科學(xué)探究的一個(gè)片段,學(xué)生在對(duì)碰撞結(jié)果有自己預(yù)期的基礎(chǔ)上,應(yīng)用物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析后,看看結(jié)論是否與生活經(jīng)驗(yàn)一致.這是對(duì)于分析過程的一種“評(píng)估”．進(jìn)而使學(xué)生在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì),理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上,逐漸形成對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度和責(zé)任感．

3 教學(xué)理念與反思

基本概念、基本規(guī)律和基本方法及其相互聯(lián)系構(gòu)成了高中物理的基本結(jié)構(gòu)和完整體系,因此概念規(guī)律課是高中物理教學(xué)的一種重要課型．教科版“動(dòng)量”一節(jié)引出“動(dòng)量”概念,通過實(shí)驗(yàn)探究和建構(gòu)理想化模型進(jìn)行理論推導(dǎo)等方法得到“動(dòng)量守恒”規(guī)律.筆者基于教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂實(shí)踐反思高中物理開展概念規(guī)律課的教學(xué)．

3.1 創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)探究潛能

物理情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,營造活潑的課堂學(xué)習(xí)氛圍.當(dāng)然,這是其功能的初級(jí)階段．更為重要的是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問題的物理情境,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際的物理情境中發(fā)現(xiàn)與探究主題密切相關(guān)的問題．一是通過游戲、實(shí)驗(yàn)、故事,或者是學(xué)生生活中熟知的典型事例創(chuàng)設(shè)問題情境．課堂引入時(shí),借助熱詞“互聯(lián)網(wǎng)+”展現(xiàn)教師兒時(shí)的游戲創(chuàng)設(shè)問題情境,將物理規(guī)律的探究主題與學(xué)生熟悉的物理現(xiàn)象及已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來,學(xué)生在必要的觀察經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用已有的知識(shí)對(duì)探究問題進(jìn)行初步猜想、分析和討論．二是通過科學(xué)探究過程,或?qū)W(xué)生已有知識(shí)的分析引申和邏輯展開創(chuàng)設(shè)問題情境．本節(jié)課的主體部分是3個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程,又用牛頓定律解決理想化的碰撞模型,從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)角度明確“動(dòng)量守恒定律”的研究主題．三是通過產(chǎn)生矛盾、設(shè)置懸念、進(jìn)行類比等方式創(chuàng)設(shè)問題情境．如課堂結(jié)尾,牛頓擺為什么會(huì)出現(xiàn)速度傳遞現(xiàn)象;類比牛頓擺現(xiàn)象和冰壺打定現(xiàn)象;演示陀螺儀的奇妙現(xiàn)象將課堂拓展延伸．

3.2 注重科學(xué)探究,實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)

高中物理規(guī)律的學(xué)習(xí)往往出現(xiàn)在學(xué)生毫無認(rèn)識(shí)或認(rèn)識(shí)不足的情況下告知學(xué)生,再逐字逐句解釋和說明．這種做法離開了認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ),顛倒了認(rèn)識(shí)的順序,沒有經(jīng)過對(duì)有關(guān)問題的分析和必要的探究過程,就不可能理解它的真正含義．科學(xué)探究可以是直接從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析、歸納、概括而總結(jié)出來,即實(shí)驗(yàn)歸納法;也可以利用已有的概念和規(guī)律,通過邏輯推理或數(shù)學(xué)推導(dǎo),得出新的規(guī)律,即理論分析法．本節(jié)課將二者結(jié)合起來,重在科學(xué)探究過程．教師充分信任學(xué)生,科學(xué)猜想、科學(xué)探究、理論推導(dǎo)等環(huán)節(jié)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)．比較兩種教材,人教版設(shè)計(jì)的3個(gè)參考案例探究性很強(qiáng),實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有給出,但在適當(dāng)環(huán)節(jié)給出了提示,如,實(shí)驗(yàn)以“實(shí)驗(yàn)的基本思路”和“需要考慮的問題”展開,從而降低實(shí)驗(yàn)難度．筆者更認(rèn)可對(duì)一種案例進(jìn)行深度探究,本節(jié)課的3個(gè)探究過程,精心設(shè)計(jì),由淺入深,既有為得到規(guī)律而開展的驗(yàn)證性探究,又有從實(shí)驗(yàn)過程中生成問題,設(shè)置懸念,通過交流、評(píng)價(jià)、修正等方式的思辨過程．激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和對(duì)探究的興趣,綜合實(shí)驗(yàn)歸納法和理論分析法實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)．

3.3 理解物理意義,做到學(xué)以致用

科學(xué)探究過程中知道不變量“mv”具有的特殊意義及其滿足的等式關(guān)系,也是對(duì)動(dòng)量概念和動(dòng)量守恒定律的理解過程．對(duì)于重點(diǎn)物理規(guī)律,還要求學(xué)生靈活運(yùn)用,這是將抽象物理規(guī)律具體化的過程,是理解的第二個(gè)飛躍過程．一方面要選擇各種不同的實(shí)際問題情境,通過教師示范引導(dǎo)和學(xué)生交流討論,讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中,鞏固、深化和活化對(duì)物理規(guī)律的理解;另一方面使學(xué)生掌握分析、處理實(shí)際問題的方法,發(fā)展學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力、邏輯說理和表達(dá)能力,以及創(chuàng)造能力．慢視頻播放牛頓擺現(xiàn)象、冰壺打定視頻、手指上旋轉(zhuǎn)的陀螺儀等是課堂的升華之處．限于課堂時(shí)間,學(xué)生觀察慢視頻,教師引導(dǎo)學(xué)生課后結(jié)合動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒尋找兩個(gè)質(zhì)量相等的小球發(fā)生彈性碰撞出現(xiàn)“速度交換”的原因,冰壺比賽中的打定現(xiàn)象就是這個(gè)原理．旋轉(zhuǎn)的陀螺儀涉及未知的角動(dòng)量守恒等知識(shí),將高中物理課堂教學(xué)推向科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)高度,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．

1 韋葉平.基于實(shí)驗(yàn)探究下的規(guī)律課教學(xué)實(shí)踐研究——以創(chuàng)新建構(gòu)“牛頓第二定律”為例[J].物理教師,2016(8):14-17,21.

2 耿宜宏,王志剛.基于問題探究式教學(xué)在高中物理課堂的實(shí)踐與思考——以“牛頓第三定律”一課的教學(xué)為例[J].物理教師,2015(11):27-30.