石永興

摘要：本文以人教版高中物理教科書《自由落體》一節(jié)為例，討論了物理規(guī)律的教學(xué)設(shè)計，首先通過情景導(dǎo)入激發(fā)興趣，接著進行一系列與生活情境相關(guān)的小實驗，形成對自由落體的初步認識，再通過理想化模型認識自由落體的“自由”，通過設(shè)計物理實驗驗證自由落體的加速度是恒定的，最后計算出加速度，從而得出自由落體的運動規(guī)律。通過這一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計，試圖給出一種一般的物理規(guī)律教學(xué)設(shè)計的思路與方法。

關(guān)鍵詞：情景導(dǎo)入;自由落體;物理規(guī)律;設(shè)計實驗;科學(xué)探究

一、引言

物理規(guī)律的教學(xué)是開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生能力的重要途徑。在探索發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程中，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，發(fā)展科學(xué)探索的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，使學(xué)生逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。因此，要抓好物理規(guī)律的教學(xué)，是提高物理教學(xué)質(zhì)量效率的關(guān)鍵。

二、物理規(guī)律教學(xué)特點

（1）物理規(guī)律是客觀存在的。它反映了客觀世界存在的實際物理現(xiàn)象和過程的聯(lián)系。人類在物理學(xué)研究中，一般應(yīng)用實驗歸納法和理論演繹法兩種有效的途徑發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。

（2）物理規(guī)律具有一定的條件和近似性。任何規(guī)律都有條件，在一定條件才能成立，超出條件就能套用既定規(guī)律。這就決定了物理規(guī)律具有一定的適用范圍和適用條件。

三、物理規(guī)律教學(xué)策略

（一）情景導(dǎo)入、激發(fā)興趣

靈活創(chuàng)設(shè)物理情景，激發(fā)學(xué)生探究興趣。創(chuàng)設(shè)情景是指：使學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實生活相符的或類似的情景中發(fā)生。恰當(dāng)?shù)奈锢砬榫澳苁刮锢碚n堂真正“活”起來，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。而興趣恰恰是學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探究的題中之意，當(dāng)學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，那他就會積極的參與到課堂活動中來，課堂的學(xué)習(xí)效率就會大大提升。

（二）設(shè)計實驗、合作探究

學(xué)生通過獨立思考和相互探討之后，得出理論分析結(jié)果。讓學(xué)生充分展示想象力和實驗設(shè)計能力。學(xué)生根據(jù)已有的認知和學(xué)過的實驗，設(shè)計實驗來證明自己的猜想是否正確。學(xué)生的想象力會得到充分的培養(yǎng)，思維得到很好地發(fā)展。學(xué)生的科學(xué)探索思維和方法逐步形成，以“提出假設(shè)——做出猜想——實驗驗證——得出結(jié)論”的研究方法得到鞏固。

合作探究是以幾人組成小組的形式展開，組內(nèi)的同學(xué)先獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)要求進行合作，在合作過程中相互交流、相互辯駁、相互補充，最終形成組內(nèi)一致的觀點。經(jīng)歷合作學(xué)習(xí)過程，學(xué)生們的積極性得到提高，溝通能力變得更好，團隊合作精神得到培養(yǎng)。

（三）學(xué)以致用、鞏固知識

對于物理規(guī)律，不僅要求學(xué)生理解，而且要求會靈活運用，因為學(xué)習(xí)的目就是學(xué)以致用。要求學(xué)生會用物理規(guī)律去說明和解釋有關(guān)的現(xiàn)象、解決一些實際問題。因為這樣，一方面可以鞏固和深化對規(guī)律的理解，另一方面可以使學(xué)生學(xué)到分析、處理實際問題的思路和方法，發(fā)展學(xué)生分析問題的能力和解決問題的能力。

附：自由落體教學(xué)過程

（一）情景導(dǎo)入、激發(fā)興趣

通過蹦極這項極限運動來引課，告訴學(xué)生僅僅關(guān)注蹦極這個人：從靜止下落到繩子繃緊之前的這個運動，人做了怎樣的運動？引入：今天我們共同來學(xué)習(xí)一種非常重要的落體運動即自由落體運動。

提問：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？

（演示實驗：讓學(xué)生觀察）

1、先后由靜止釋放重錘和紙片

2、把重錘和紙片從相同高度，同時由靜止開始釋放，觀察哪個先落地？觀察結(jié)果：重錘先落地

3、大紙片和被揉成團兒的小紙片從相同高度同時由靜止開始釋放，觀察哪個先落地？觀察結(jié)果：紙團兒先落地

可見，重的物體不一定下落得快，輕的物體下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？

（受空氣阻力的影響）正是由于空氣阻力的影響，物體下落得才有快有慢。同學(xué)們想想看，如果沒有空氣阻力的影響，物體只受重力，從靜止開始下落的情況是什么樣子呢？

4、抽成真空的牛頓管實驗，觀察下落快慢

5、視頻：美國真空實驗室實驗。同時釋放羽毛和小球，結(jié)果同時落地。

物理學(xué)中把自由落體定義為：物理只在重力的作用下由靜止開始下落的運動。因此，讓同學(xué)們區(qū)別一下哪些個運動是自由落體運動？

（二）設(shè)計實驗、合作探究

學(xué)生知道了什么是自由落體運動的概念，下面我們繼續(xù)深入的分析這種運動的性質(zhì)。讓學(xué)生猜想自由落體是勻加速還是變加速運動？猜出勻加速怎么去驗證？這就需要設(shè)計實驗來驗證加速度是恒定值。讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的器材來設(shè)計實驗并驗證，可能有的想到用V-t圖象來驗證，可能有的想到用 來驗證，也可能有的想到用加速度定義式來驗證，還可以用頻閃照相來測量。介于學(xué)生沒有進過實驗室親手做實驗，所以對操作實驗我降低了難度，把實驗步驟和注意事項呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生按步驟去完成。

（學(xué)生分組實驗：將電火花計時器呈豎直方向固定在鐵架臺上，讓紙帶穿過計時器，紙帶下方固定在重錘上，先用夾子夾住紙帶上方，使重物靜止在靠近計時器的下方，然后接通電源，待打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打出一系列小點，那么這些點記錄了重物的運 動情況。）

下面大家結(jié)合學(xué)歷案來分析下紙帶。

提問：軌跡為直線還是曲線？

提問：能求出自由落體運動的加速度嗎？

（同樣根據(jù)上面的公式，我們對自由落體運動的加速度進行 計算，大家選取不同的時間間隔來讀取數(shù)據(jù)）

通過多次測量計算：

（1）我們通常用g來表示自由落體加速度，也叫重力加速度，數(shù)值近似為9.8，重力加速度的方向總是豎直向下的。（看到課本37面的表格，從表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，緯度越高數(shù)值越大其原因以后要解決，不是本節(jié)課的任務(wù)。）

（2）既然自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動，那么其運動規(guī)律與一般規(guī)律類似：讓同學(xué)們自己得出三個基本公式。

（三）學(xué)以致用、鞏固知識

1.強化訓(xùn)練學(xué)生運用物理規(guī)律解決具體問題的能力。教師要精心挑選習(xí)題，讓學(xué)生通過適量訓(xùn)練，在實踐中總結(jié)運用物理規(guī)律解決實際問題的方法與技巧，從而達到提高運用物理規(guī)律解決物理問題的能力。需要強調(diào)的是，教師要注意使布置給學(xué)生的習(xí)題少而精，不搞題海戰(zhàn)術(shù)，要注意并非練習(xí)題做得越多越好，要防止練習(xí)過程中讓學(xué)生進行大量沒有必要的重復(fù)練習(xí)。

2.適時組織測驗，檢查學(xué)生運用物理規(guī)律的能力。為了解學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，適時、定期組織物理測驗，是檢查物理規(guī)律教學(xué)效果的有效途徑。值得注意的是，在運用物理規(guī)律解決實際問題的過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生不斷總結(jié)分析，得出解決問題。

參考文獻：

[1]郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2016.05

[2]北京物理學(xué)會高中物理專題組.高中物理教學(xué)深層研究2015.11