高中趣味物理活動課的設計與實施
——以“拋體運動的規(guī)律”為例

文| 孫洪梅

一、教學背景

在高中階段，物理作為一門基礎學科，不僅要求學生掌握豐富的理論知識，更重要的是培養(yǎng)他們的實驗技能和科學探究能力。因此，將趣味性的實驗活動融入物理教學中，對提高學生的學習興趣，增強他們的動手實踐能力和團隊協(xié)作精神具有重要意義。在這樣的教學背景下，本教學設計的目的是讓學生在輕松、愉快的氛圍中深化對物理概念的理解，為后續(xù)的物理學習奠定堅實的基礎。

二、教學主題

本次趣味物理活動課的主題為“趣味物理實驗，探索科學奧秘”，聚焦于“拋體運動的規(guī)律”這一高中物理的經典議題，并圍繞各種有趣的物理實驗展開。

三、教學目標

1.平拋運動的理解與規(guī)律掌握

能夠清晰地認識到平拋運動是一種特殊的二維運動；能夠掌握平拋運動的軌跡、時間和速度等運動性質，從而深化其對運動與相互作用之間關系的理解。

2.平拋運動問題的解決方法

能夠理解并掌握運動的合成與分解這一研究平拋運動的關鍵方法。

3.斜拋運動的性質及處理思路

了解斜拋運動的基本性質，并掌握處理斜拋運動問題的基本思路。通過學習斜拋運動，能夠進一步理解投射物運動的復雜性和規(guī)律性，以及如何應用物理學知識解決實際問題。

4.物理學的研究方法與科學態(tài)度

通過實際操作實驗，觀察現(xiàn)象、收集數(shù)據(jù)、分析結果，并進行合理的推理，以此來解決物理問題。這個過程不僅能夠提高學生的分析推理能力和實驗觀察能力，還能夠培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和批判性思維能力，為成為未來的科學家或工程師打下堅實的基礎。

四、教學過程

（一）新課引入

師：大家喜歡看籃球比賽嗎？上課前請大家欣賞一段著名的籃球運動員在比賽中完成精準三分球的視頻片段。

學生觀看。

師：你們有沒有想過，是什么讓這些看似不可能的投籃成為可能呢？同學們，今天我們將開啟一次關于“拋體運動的規(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的奧秘，比如，你們有沒有注意到，當我們把球拋出去的時候，它為什么會那樣飛行呢？

生：是啊，為什么籃球運動員能精準地投籃得分？

師：這些都與我們今天要學習的拋體運動的規(guī)律密切相關。但在正式進入主題之前，我想先給大家展示一個小實驗。

師（動作展示）：請大家觀察，當我用這樣不同的角度和力量把球拋出去時，球的飛行軌跡會有什么不同。

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！你們已經初步觀察到了拋體運動的基本特征。這些飛行軌跡，實際上就是我們所說的“拋物線”。接下來，我們要做的就是通過更多的實驗，探索拋體運動的規(guī)律，了解它背后的科學原理。

作者簡介：孫洪梅（1977—），女，山東樂陵人，本科，中小學一級教師，研究方向：高中物理。

生：哇，那我能做哪些實驗呢？

師：今天，我們將會進行一系列趣味的實驗活動，如使用籃球、乒乓球，甚至是自制的小型投射器，來親自探索和驗證拋體運動的規(guī)律。每個人都將有機會動手實踐，通過實際操作來感受物理的魅力。

生：聽起來好有趣??！

師：那么，在開始我們的實驗之前，我想讓大家分成小組，每組將進行不同的拋體運動實驗，并且，我會給大家一個小任務，在實驗結束后，每個小組需要向全班分享你們的發(fā)現(xiàn)和體會。這樣不僅能鍛煉大家的實驗操作能力，還能提高大家的觀察能力和分析能力，更重要的是，能增進大家之間的交流和合作。讓我們一起探索拋體運動的奧秘，享受物理帶來的樂趣！

（設計意圖：為了吸引學生的興趣并為“拋體運動的規(guī)律”的學習做好鋪墊，以一種引人入勝的方式導入。這樣的引入不僅成功激發(fā)了學生對拋體運動規(guī)律學習的興趣，還為接下來的實驗活動和探究學習奠定了堅實的基礎。）

（二）實驗演示

我在實驗室中心設置了一個簡易的投射裝置，這個裝置可以調節(jié)發(fā)射角度，并使用標準大小的乒乓球作為投射物。全班學生圍繞實驗臺聚集，充滿期待地看著我準備實驗。

師：（介紹實驗的目的）今天，我將通過這個投射實驗，讓大家觀察并探索拋體運動的規(guī)律。我會改變乒乓球的發(fā)射角度，請大家觀察它的飛行軌跡和落點，從而深入理解拋物線的形成過程。

接著，我展示了如何操作這個投射裝置，首先設置發(fā)射角度為30 度。我詢問學生：“你們預測，當發(fā)射角度是30 度時，那乒乓球還會飛得遠嗎？”

隨著乒乓球發(fā)射后，在空中劃出一條優(yōu)美的拋物線，最終落點被準確記錄下來。學生驚嘆于實驗的結果，這激發(fā)了他們進一步探索的興趣。

我開始第二次的實驗示范，將發(fā)射的角度調整至45 度，并再次詢問學生的預測。這一次，大多數(shù)學生認為乒乓球會飛得更遠。實驗發(fā)射后，果不其然，乒乓球的飛行距離比30 度角時要遠得多。

師：這是因為在不考慮空氣阻力的理想情況下，45 度角發(fā)射可以使物體達到最遠的距離。

我又將發(fā)射角度設置為60 度，此時學生已經能夠根據(jù)之前的實驗結果，預測出乒乓球的飛行距離會減少。實驗結果證實了他們的預測，我借此機會強調了拋體運動的規(guī)律和影響因素。

通過這一系列的實驗演示，學生不僅親身體驗了物理實驗的過程，還通過觀察和分析，加深了對拋體運動的規(guī)律的理解。

師（總結）：通過今天的實驗，我們可以看到，物理學不僅是書本上的理論知識，還是我們理解世界、解決問題的重要工具。

（設計意圖：這個實驗演示不僅讓學生對拋體運動的規(guī)律有了深刻的理解，更重要的是，激發(fā)了他們對物理學習的興趣和熱情，為后續(xù)的探究學習奠定了堅實的基礎。）

（三）分組實驗

在完成了引人入勝的實驗演示之后，下一步是引導學生進行分組實驗，這一環(huán)節(jié)是整個教學過程中的重點，旨在通過實踐活動深化學生對拋體運動的規(guī)律的理解，并激發(fā)他們的探究興趣和團隊合作精神。我將全班學生分成幾個小組，每組4～5 人。

師：每個小組將進行一個特定的拋體運動實驗，你們的任務是探索發(fā)射角度如何影響投射物的飛行距離。

為了確保實驗的順利進行，我事先準備了足夠的實驗材料，包括彈射器、乒乓球、量尺和記錄本等。

接著，我詳細介紹了實驗的步驟和注意事項。

師：首先，你們需要使用彈射器在不同的角度發(fā)射乒乓球，并測量每次發(fā)射的水平飛行距離。記得在每次實驗前，預測一下結果，并在實驗后記錄實際的飛行距離，以及你們觀察到的任何有趣現(xiàn)象。

為了引導學生深入思考，我還提出一些引導性問題：“你們認為哪個角度的發(fā)射會使乒乓球飛得最遠？為什么？”“空氣阻力會如何影響實驗結果？”這些問題旨在促進學生的討論和思考，幫助他們更好地理解實驗的科學原理。

在實驗過程中，我巡視各個小組，觀察學生的操作，回答他們的疑問，并給予適時的指導和鼓勵。我注意到，學生在實踐中展現(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。

在實驗結束后，我要求每個小組整理他們的實驗數(shù)據(jù)和觀察結果，準備在下一環(huán)節(jié)向全班分享。

師：在準備分享時，試著思考你們的實驗結果如何體現(xiàn)了拋體運動的規(guī)律，以及這些規(guī)律在現(xiàn)實生活中有哪些應用。

（設計意圖：通過這個分組實驗環(huán)節(jié)，學生不僅親自操作了物理實驗，還加深了對拋體運動規(guī)律的理解。另外通過團隊合作和交流，還培養(yǎng)了溝通和協(xié)作能力。此外，這一過程也讓學生體會到了科學探究的樂趣，激發(fā)了他們對物理學習的興趣和熱情，為他們未來的科學探索之路奠定了堅實的基礎。）

（四）小組分享

在分組實驗之后，我設計了小組分享環(huán)節(jié)，這一部分是高中趣味物理活動課中至關重要的一環(huán)。通過這一環(huán)節(jié)，學生不僅有機會展示自己小組的發(fā)現(xiàn)，還能通過聽取其他小組的分享，相互學習，深化對拋體運動的規(guī)律的理解。為了讓分享環(huán)節(jié)既有條理又充滿趣味，我提前告知每個小組需要準備的內容：首先是實驗目的和步驟的簡要介紹，其次是實驗結果的展示，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解釋。我鼓勵學生盡可能創(chuàng)造性地進行展示，如通過制作簡單的PPT、圖表或者實物展示等。

師：現(xiàn)在讓我們聽聽第一個小組的分享。

第一個小組通過一系列精心制作的圖表展示了他們的實驗數(shù)據(jù)，清晰地展示了不同發(fā)射角度對飛行距離的影響，他們得出結論：在他們的實驗條件下，大約45 度的發(fā)射角度能使乒乓球達到最遠飛行距離。他們還討論了空氣阻力對實驗結果的可能影響，并提出了改進實驗的想法。

小組成員：如大家所見，在45 度發(fā)射角度時，我們得到了最遠的飛行距離。我們認為，這可能是因為在這個角度下，乒乓球獲得了最優(yōu)的初始速度和飛行高度的組合。

師：非常好的觀點和分析?？諝庾枇Υ_實是一個重要的因素。有沒有同學想要補充或者提問的？

第二個小組則采用了一種互動的方式進行分享，他們先是回顧了實驗步驟，然后邀請班上的同學一起分析他們實驗中出現(xiàn)的一個意外現(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期那樣遠。我們想知道，大家有沒有什么想法或解釋？

生甲：會不會是因為發(fā)射器的穩(wěn)定性問題？如果發(fā)射時發(fā)射器晃動了，可能會影響發(fā)射角度和速度。

小組成員：確實，這是我們考慮的一個因素。還有其他可能性嗎？

生乙：乒乓球的旋轉會不會也有影響？如果球旋轉得太快，可能會影響它的飛行軌跡。

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

（設計意圖：這樣的互動分享，不僅加深了學生對拋體運動規(guī)律的理解，也提高了他們分析問題和合作解決問題的能力。）

五、教學反思

在這次以“拋體運動的規(guī)律”為核心的高中趣味物理活動課中，我通過一系列精心設計的趣味實驗和互動活動，成功地將復雜的物理概念轉化為學生能夠直觀理解和體驗的實踐學習過程。從實驗演示到分組實驗，再到小組分享和最終的實驗總結，每一步都旨在深化學生對拋體運動的規(guī)律的理解，同時激發(fā)他們對物理的學習興趣。通過將趣味性實驗活動融入教學，顯著提升了學生對物理學習的興趣。實驗演示和分組實驗的設計，使學生能夠在參與和互動中深入理解拋體運動的基本規(guī)律，這種學習方式對于激發(fā)學生的好奇心和探究欲望非常有效。小組合作的實踐活動加強了學生之間的溝通協(xié)作，培養(yǎng)他們的團隊精神和集體意識。通過共同完成任務，學生不僅學會了如何在團隊中發(fā)揮自己的作用，還學會了如何共同面對問題和挑戰(zhàn)。小組分享和實驗總結環(huán)節(jié)有效地促進了學生的反思能力。學生通過分享自己的發(fā)現(xiàn)和學習心得，不僅鞏固了知識，還通過聽取他人的分享，拓寬了物理學習視野。這次教學活動的亮點在于打破了傳統(tǒng)教學模式的局限，將學習與樂趣有效地結合起來，為學生創(chuàng)造了一個既充滿挑戰(zhàn)又富有成就感的學習環(huán)境。