高中趣味物理活動(dòng)課的設(shè)計(jì)與實(shí)施

孫洪梅

一、教學(xué)背景

在高中階段，物理作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，不僅要求學(xué)生掌握豐富的理論知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力。因此，將趣味性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)融入物理教學(xué)中，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神具有重要意義。在這樣的教學(xué)背景下，本教學(xué)設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在輕松、愉快的氛圍中深化對(duì)物理概念的理解，為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)主題

本次趣味物理活動(dòng)課的主題為“趣味物理實(shí)驗(yàn)，探索科學(xué)奧秘”，聚焦于“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”這一高中物理的經(jīng)典議題，并圍繞各種有趣的物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.平拋運(yùn)動(dòng)的理解與規(guī)律掌握

能夠清晰地認(rèn)識(shí)到平拋運(yùn)動(dòng)是一種特殊的二維運(yùn)動(dòng)；能夠掌握平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡、時(shí)間和速度等運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，從而深化其對(duì)運(yùn)動(dòng)與相互作用之間關(guān)系的理解。

2.平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解決方法

能夠理解并掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解這一研究平拋運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵方法。

3.斜拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及處理思路

了解斜拋運(yùn)動(dòng)的基本性質(zhì)，并掌握處理斜拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路。通過(guò)學(xué)習(xí)斜拋運(yùn)動(dòng)，能夠進(jìn)一步理解投射物運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和規(guī)律性，以及如何應(yīng)用物理學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

4.物理學(xué)的研究方法與科學(xué)態(tài)度

通過(guò)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并進(jìn)行合理的推理，以此來(lái)解決物理問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程不僅能夠提高學(xué)生的分析推理能力和實(shí)驗(yàn)觀察能力，還能夠培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和批判性思維能力，為成為未來(lái)的科學(xué)家或工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）新課引入

師：大家喜歡看籃球比賽嗎？上課前請(qǐng)大家欣賞一段著名的籃球運(yùn)動(dòng)員在比賽中完成精準(zhǔn)三分球的視頻片段。

學(xué)生觀看。

師：你們有沒(méi)有想過(guò)，是什么讓這些看似不可能的投籃成為可能呢？同學(xué)們，今天我們將開(kāi)啟一次關(guān)于“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的奇妙探索之旅。我們的日常生活中到處充斥著物理學(xué)的奧秘，比如，你們有沒(méi)有注意到，當(dāng)我們把球拋出去的時(shí)候，它為什么會(huì)那樣飛行呢？

生：是啊，為什么籃球運(yùn)動(dòng)員能精準(zhǔn)地投籃得分？

師：這些都與我們今天要學(xué)習(xí)的拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律密切相關(guān)。但在正式進(jìn)入主題之前，我想先給大家展示一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

師（動(dòng)作展示）：請(qǐng)大家觀察，當(dāng)我用這樣不同的角度和力量把球拋出去時(shí)，球的飛行軌跡會(huì)有什么不同。

生：球的飛行軌跡好像是一條彎曲的線，不同的角度，飛行距離也不同！

師：非常棒！你們已經(jīng)初步觀察到了拋體運(yùn)動(dòng)的基本特征。這些飛行軌跡，實(shí)際上就是我們所說(shuō)的“拋物線”。接下來(lái)，我們要做的就是通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)，探索拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，了解它背后的科學(xué)原理。

生：哇，那我能做哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

師：今天，我們將會(huì)進(jìn)行一系列趣味的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如使用籃球、乒乓球，甚至是自制的小型投射器，來(lái)親自探索和驗(yàn)證拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。每個(gè)人都將有機(jī)會(huì)動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)感受物理的魅力。

生：聽(tīng)起來(lái)好有趣?。?/p>

師：那么，在開(kāi)始我們的實(shí)驗(yàn)之前，我想讓大家分成小組，每組將進(jìn)行不同的拋體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并且，我會(huì)給大家一個(gè)小任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小組需要向全班分享你們的發(fā)現(xiàn)和體會(huì)。這樣不僅能鍛煉大家的實(shí)驗(yàn)操作能力，還能提高大家的觀察能力和分析能力，更重要的是，能增進(jìn)大家之間的交流和合作。讓我們一起探索拋體運(yùn)動(dòng)的奧秘，享受物理帶來(lái)的樂(lè)趣！

（設(shè)計(jì)意圖：為了吸引學(xué)生的興趣并為“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的學(xué)習(xí)做好鋪墊，以一種引人入勝的方式導(dǎo)入。這樣的引入不僅成功激發(fā)了學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)習(xí)的興趣，還為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和探究學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。）

（二）實(shí)驗(yàn)演示

我在實(shí)驗(yàn)室中心設(shè)置了一個(gè)簡(jiǎn)易的投射裝置，這個(gè)裝置可以調(diào)節(jié)發(fā)射角度，并使用標(biāo)準(zhǔn)大小的乒乓球作為投射物。全班學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)臺(tái)聚集，充滿(mǎn)期待地看著我準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。

師：（介紹實(shí)驗(yàn)的目的）今天，我將通過(guò)這個(gè)投射實(shí)驗(yàn)，讓大家觀察并探索拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。我會(huì)改變乒乓球的發(fā)射角度，請(qǐng)大家觀察它的飛行軌跡和落點(diǎn)，從而深入理解拋物線的形成過(guò)程。

接著，我展示了如何操作這個(gè)投射裝置，首先設(shè)置發(fā)射角度為30度。我詢(xún)問(wèn)學(xué)生：“你們預(yù)測(cè)，當(dāng)發(fā)射角度是30度時(shí)，那乒乓球還會(huì)飛得遠(yuǎn)嗎？”

隨著乒乓球發(fā)射后，在空中劃出一條優(yōu)美的拋物線，最終落點(diǎn)被準(zhǔn)確記錄下來(lái)。學(xué)生驚嘆于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這激發(fā)了他們進(jìn)一步探索的興趣。

我開(kāi)始第二次的實(shí)驗(yàn)示范，將發(fā)射的角度調(diào)整至45度，并再次詢(xún)問(wèn)學(xué)生的預(yù)測(cè)。這一次，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為乒乓球會(huì)飛得更遠(yuǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)射后，果不其然，乒乓球的飛行距離比30度角時(shí)要遠(yuǎn)得多。

師：這是因?yàn)樵诓豢紤]空氣阻力的理想情況下，45度角發(fā)射可以使物體達(dá)到最遠(yuǎn)的距離。

我又將發(fā)射角度設(shè)置為60度，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)能夠根據(jù)之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測(cè)出乒乓球的飛行距離會(huì)減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了他們的預(yù)測(cè)，我借此機(jī)會(huì)強(qiáng)調(diào)了拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和影響因素。

通過(guò)這一系列的實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生不僅親身體驗(yàn)了物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，還通過(guò)觀察和分析，加深了對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的理解。

師（總結(jié)）：通過(guò)今天的實(shí)驗(yàn)，我們可以看到，物理學(xué)不僅是書(shū)本上的理論知識(shí)，還是我們理解世界、解決問(wèn)題的重要工具。

（設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)實(shí)驗(yàn)演示不僅讓學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有了深刻的理解，更重要的是，激發(fā)了他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情，為后續(xù)的探究學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。）

（三）分組實(shí)驗(yàn)

在完成了引人入勝的實(shí)驗(yàn)演示之后，下一步是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，這一環(huán)節(jié)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)，旨在通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)深化學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的理解，并激發(fā)他們的探究興趣和團(tuán)隊(duì)合作精神。我將全班學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組4～5人。

師：每個(gè)小組將進(jìn)行一個(gè)特定的拋體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，你們的任務(wù)是探索發(fā)射角度如何影響投射物的飛行距離。

為了確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，我事先準(zhǔn)備了足夠的實(shí)驗(yàn)材料，包括彈射器、乒乓球、量尺和記錄本等。

接著，我詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)的步驟和注意事項(xiàng)。

師：首先，你們需要使用彈射器在不同的角度發(fā)射乒乓球，并測(cè)量每次發(fā)射的水平飛行距離。記得在每次實(shí)驗(yàn)前，預(yù)測(cè)一下結(jié)果，并在實(shí)驗(yàn)后記錄實(shí)際的飛行距離，以及你們觀察到的任何有趣現(xiàn)象。

為了引導(dǎo)學(xué)生深入思考，我還提出一些引導(dǎo)性問(wèn)題：“你們認(rèn)為哪個(gè)角度的發(fā)射會(huì)使乒乓球飛得最遠(yuǎn)？為什么？”“空氣阻力會(huì)如何影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？”這些問(wèn)題旨在促進(jìn)學(xué)生的討論和思考，幫助他們更好地理解實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我巡視各個(gè)小組，觀察學(xué)生的操作，回答他們的疑問(wèn)，并給予適時(shí)的指導(dǎo)和鼓勵(lì)。我注意到，學(xué)生在實(shí)踐中展現(xiàn)出了極高的熱情和好奇心，他們積極地討論、記錄數(shù)據(jù)，并嘗試解釋觀察到的現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我要求每個(gè)小組整理他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，準(zhǔn)備在下一環(huán)節(jié)向全班分享。

師：在準(zhǔn)備分享時(shí)，試著思考你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何體現(xiàn)了拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以及這些規(guī)律在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些應(yīng)用。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)這個(gè)分組實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅親自操作了物理實(shí)驗(yàn)，還加深了對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。另外通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作和交流，還培養(yǎng)了溝通和協(xié)作能力。此外，這一過(guò)程也讓學(xué)生體會(huì)到了科學(xué)探究的樂(lè)趣，激發(fā)了他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情，為他們未來(lái)的科學(xué)探索之路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。）

（四）小組分享

在分組實(shí)驗(yàn)之后，我設(shè)計(jì)了小組分享環(huán)節(jié)，這一部分是高中趣味物理活動(dòng)課中至關(guān)重要的一環(huán)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅有機(jī)會(huì)展示自己小組的發(fā)現(xiàn)，還能通過(guò)聽(tīng)取其他小組的分享，相互學(xué)習(xí)，深化對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的理解。為了讓分享環(huán)節(jié)既有條理又充滿(mǎn)趣味，我提前告知每個(gè)小組需要準(zhǔn)備的內(nèi)容：首先是實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E的簡(jiǎn)要介紹，其次是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示，包括發(fā)射角度、飛行距離等數(shù)據(jù)，最后是他們的觀察、分析以及可能的科學(xué)解釋。我鼓勵(lì)學(xué)生盡可能創(chuàng)造性地進(jìn)行展示，如通過(guò)制作簡(jiǎn)單的PPT、圖表或者實(shí)物展示等。

師：現(xiàn)在讓我們聽(tīng)聽(tīng)第一個(gè)小組的分享。

第一個(gè)小組通過(guò)一系列精心制作的圖表展示了他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，清晰地展示了不同發(fā)射角度對(duì)飛行距離的影響，他們得出結(jié)論：在他們的實(shí)驗(yàn)條件下，大約45度的發(fā)射角度能使乒乓球達(dá)到最遠(yuǎn)飛行距離。他們還討論了空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能影響，并提出了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的想法。

小組成員：如大家所見(jiàn)，在45度發(fā)射角度時(shí)，我們得到了最遠(yuǎn)的飛行距離。我們認(rèn)為，這可能是因?yàn)樵谶@個(gè)角度下，乒乓球獲得了最優(yōu)的初始速度和飛行高度的組合。

師：非常好的觀點(diǎn)和分析?？諝庾枇Υ_實(shí)是一個(gè)重要的因素。有沒(méi)有同學(xué)想要補(bǔ)充或者提問(wèn)的？

第二個(gè)小組則采用了一種互動(dòng)的方式進(jìn)行分享，他們先是回顧了實(shí)驗(yàn)步驟，然后邀請(qǐng)班上的同學(xué)一起分析他們實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一個(gè)意外現(xiàn)象——為什么在某些特定的發(fā)射角度下，乒乓球的飛行距離會(huì)出現(xiàn)明顯的偏差。

小組成員：我們注意到，在一些角度下，乒乓球的飛行距離并不如預(yù)期那樣遠(yuǎn)。我們想知道，大家有沒(méi)有什么想法或解釋?zhuān)?/p>

生甲：會(huì)不會(huì)是因?yàn)榘l(fā)射器的穩(wěn)定性問(wèn)題？如果發(fā)射時(shí)發(fā)射器晃動(dòng)了，可能會(huì)影響發(fā)射角度和速度。

小組成員：確實(shí)，這是我們考慮的一個(gè)因素。還有其他可能性嗎？

生乙：乒乓球的旋轉(zhuǎn)會(huì)不會(huì)也有影響？如果球旋轉(zhuǎn)得太快，可能會(huì)影響它的飛行軌跡。

小組成員：對(duì)，這也是一個(gè)我們正在探究的方向。感謝大家的分析，我們會(huì)繼續(xù)研究這個(gè)現(xiàn)象。

（設(shè)計(jì)意圖：這樣的互動(dòng)分享，不僅加深了學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解，也提高了他們分析問(wèn)題和合作解決問(wèn)題的能力。）

五、教學(xué)反思

在這次以“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”為核心的高中趣味物理活動(dòng)課中，我通過(guò)一系列精心設(shè)計(jì)的趣味實(shí)驗(yàn)和互動(dòng)活動(dòng)，成功地將復(fù)雜的物理概念轉(zhuǎn)化為學(xué)生能夠直觀理解和體驗(yàn)的實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程。從實(shí)驗(yàn)演示到分組實(shí)驗(yàn)，再到小組分享和最終的實(shí)驗(yàn)總結(jié)，每一步都旨在深化學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的理解，同時(shí)激發(fā)他們對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)將趣味性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)融入教學(xué)，顯著提升了學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。實(shí)驗(yàn)演示和分組實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠在參與和互動(dòng)中深入理解拋體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，這種學(xué)習(xí)方式對(duì)于激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望非常有效。小組合作的實(shí)踐活動(dòng)加強(qiáng)了學(xué)生之間的溝通協(xié)作，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)精神和集體意識(shí)。通過(guò)共同完成任務(wù)，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了如何在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的作用，還學(xué)會(huì)了如何共同面對(duì)問(wèn)題和挑戰(zhàn)。小組分享和實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)有效地促進(jìn)了學(xué)生的反思能力。學(xué)生通過(guò)分享自己的發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)心得，不僅鞏固了知識(shí)，還通過(guò)聽(tīng)取他人的分享，拓寬了物理學(xué)習(xí)視野。這次教學(xué)活動(dòng)的亮點(diǎn)在于打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限，將學(xué)習(xí)與樂(lè)趣有效地結(jié)合起來(lái)，為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)既充滿(mǎn)挑戰(zhàn)又富有成就感的學(xué)習(xí)環(huán)境。

（作者單位：德州市樂(lè)陵第一中學(xué)）

編輯：張俐麗