“實驗：探究功與速度變化的關系”教學設計

曾長興

摘 要：實驗探究是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，物理實驗又是學生能夠高度參與的教學載體。通過核心問題設計培養(yǎng)學生的“科學思維”素養(yǎng)，激發(fā)學生的學習興趣和思考；通過實驗方案設計培養(yǎng)學生的“實驗探究”素養(yǎng)，加深學生的學習深度體驗；通過交流展示培養(yǎng)學生的“科學態(tài)度與責任”素養(yǎng)，全面提升學生的核心素養(yǎng)。

關鍵詞：實驗探究；教學設計；物理核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）7-0068-3

“探究功與速度變化的關系”實驗是高中物理人教版必修2（2010年4月第三版）第七章第6節(jié)的內(nèi)容。課程意圖是要通過實驗探究的方法，讓學生探究功與速度變化的關系，為后續(xù)學習動能定理做好鋪墊、搭好臺階，降低了學生認知上的難度，符合學生的認知特點。

1 教學設計思路

實驗素養(yǎng)是高中物理課程的核心素養(yǎng)之一，我們在實驗教學過程中，不應該僅限于告知學生如何進行實驗操作和獲得的實驗結(jié)論，而是應該借助于實驗教學培養(yǎng)和發(fā)展學生的實驗素養(yǎng)。學生分組實驗過程是培養(yǎng)學生獨立工作能力和創(chuàng)造性思維的過程，引導學生逐步掌握實驗的研究方法，形成對物理實驗的創(chuàng)新認識，善于發(fā)現(xiàn)和解決實驗中出現(xiàn)的問題，是提升學生實驗素養(yǎng)的方向和目標。

基于以上認識，本節(jié)實驗課從學生已有的“重力做功、彈力做功與重力勢能、彈性勢能變化之間的關系”的實驗知識出發(fā)，側(cè)重引導學生設計實驗方案。其主要程序是：從最常見的橡皮筋入手，引入“憤怒的小鳥”視頻、創(chuàng)設“彈弓”情景提出問題，然后讓學生設計實驗方案探討功與速度變化的關系，再運用數(shù)表軟件得出實驗結(jié)論，最后引導學生討論初速度不為零情形下的實驗結(jié)論，為后階段動能定理的教學埋下伏筆。

2 教學目標

2.1 知識與技能

（1）通過實驗探究，認識功與物體速度變化的關系。

（2）掌握利用數(shù)表軟件處理實驗數(shù)據(jù)，并尋找物理規(guī)律的技能。

2.2 過程與方法

（1）經(jīng)歷實驗探究過程，體會“倍增法”的巧妙，領悟復雜問題簡單化的科學方法。

（2）通過對實驗數(shù)據(jù)的分析處理，學會用圖像法發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方法。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀

（1）通過設計實驗方案并親身實踐，培養(yǎng)“科學思維”“實驗探究”等物理學科素養(yǎng)。

（2）培養(yǎng)學生與他人交流分享的愿望，落實“科學態(tài)度與責任”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 重點、難點

3.1 教學重點

讓學生體驗探究功與速度變化關系的研究方法，并會利用數(shù)表軟件處理數(shù)據(jù)。

3.2 教學難點

實驗探究方案的設計，數(shù)表軟件處理實驗數(shù)據(jù)的方法。

4 教學方法

問題引導、合作探究。

5 教學資源

多媒體課件、投影儀、計算機、橡皮筋（每組5根）、金屬導軌、小車、鐵架臺、重錘、電火花計時器（紙帶、復寫紙等）、電源插座、刻度尺、氣墊導軌、滑塊、數(shù)字計時器等。

7 教學過程（如表1所示）

8 教學反思

本節(jié)課的整個教學設計力圖突出物理教學的兩個重要原則“以實驗為基礎，以思維為中心”。為了突破本節(jié)課的難點，筆者多次通過“憤怒的小鳥”游戲闖關和“彈弓”情景，引導學生一步步地對變力做功進行探究。在設計方案和實驗操作過程中，教師在關鍵時刻適時點拔，有效地突破了變力做功測量的難點。從學生的反饋來看，學生設計的實驗方案能夠順利地沿著教師預設的探究方向進行。

學生能在教師的引導下，積極思考、討論和設計多種不同的探究方案，雖然交流展示環(huán)節(jié)所用時間較長，但學生的創(chuàng)新能力和實驗操作能力得到了鍛煉和提高。此外，學生在反思實驗過程和實驗結(jié)論中，敢于堅持自己的正確觀點，勇于修正自己的錯誤，無疑會為學生的終身學習、可持續(xù)發(fā)展奠定更堅實的基礎。

參考文獻：

[1]徐衛(wèi)華.高中物理教學中提升實驗素養(yǎng)的實踐與反思——以“探究功與速度變化的關系”教學為例[J].物理教師，2016，37（9）：22-25.

[2]許偉光.巧設探究主線，構(gòu)建高效課堂——《探究功與物體速度變化的關系》教學片斷設計與思考[J].湖南中學物理，2014（4）：1-3.

（欄目編輯 鄧 磊）