培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的課堂實(shí)踐

【摘要】本文以自由落體運(yùn)動(dòng)為例，通過具體實(shí)例，圍繞培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的角度展開分析，探討如何通過具體的教學(xué)過程促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展．

【關(guān)鍵詞】科學(xué)思維；高中物理；自由落體運(yùn)動(dòng)

科學(xué)思維是高中物理中最重要的學(xué)科核心素養(yǎng)之一，它對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和未來發(fā)展具有至關(guān)重要的意義．在物理學(xué)科中，自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，通過對(duì)這一內(nèi)容的逐層深入教學(xué)，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維．

1 從生活實(shí)例中培養(yǎng)模型建構(gòu)能力

例1 高空拋物可能造成人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境破壞，影響鄰里關(guān)系和社會(huì)風(fēng)氣，甚至有損城市形象．為此國家專門就高空拋物立法，2009年12月26日，《中華人民共和國侵權(quán)責(zé)任法》由全國人大常委會(huì)表決通過，決定自2010年7月1日起施行相關(guān)的法規(guī)．后面又對(duì)該法不斷地做出新的修訂和補(bǔ)充．若一個(gè)雞蛋從某樓層離地80m高處無初速下落，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）雞蛋在前2s內(nèi)下落的高度；

（2）試估算雞蛋在下落過程的平均速度；

（3）雞蛋在第3s內(nèi)下落的高度．

解析 （1）雞蛋在前t2=2s內(nèi)下落的高度h2=12gt22=20m．

（2）設(shè)雞蛋下落的總時(shí)間為t，H=80m，根據(jù)H=12gt2，得t=4s，雞蛋在下落過程的平均速度v=Ht=20m/s．

（3）雞蛋在前3s內(nèi)下落的高度h3=12gt23=45m，雞蛋在第3s內(nèi)下落的高度Δh=h3－h(huán)2，代入數(shù)據(jù)得Δh=25m．

評(píng)析 在自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際教學(xué)中，首先要讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)將生活現(xiàn)象或社會(huì)熱點(diǎn)與所學(xué)的物理知識(shí)聯(lián)系起來，構(gòu)建物理模型解決實(shí)際問題.例如，根據(jù)高空墜物問題構(gòu)建自由落體運(yùn)動(dòng)模型．

2 在問題解決中培養(yǎng)科學(xué)推理能力

例2 如圖1，有A，B兩球質(zhì)量分別是2m和m，通過長為L的豎直輕繩相連．用手拿著A球，B球距地面高度為h，釋放后兩球落地時(shí)間差為Δt，不計(jì)空氣阻力，則以下說法中正確的是（" ）

（A）若將兩小球位置互換，則時(shí)間差Δt增大．

（B）若將L增大，則時(shí)間差Δt增大．

（C）若將h增大，則時(shí)間差Δt增大．

（D）若將B小球質(zhì)量也增大到2m，則時(shí)間差Δt增大．

解析 兩小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)情況與質(zhì)量無關(guān)，則將兩小球位置互換或?qū)小球質(zhì)量也增大到2m，則時(shí)間差Δt不變，故（A）（D）錯(cuò)誤；根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有h=12gt21，h+L=12gt22，時(shí)間差為Δt=t2－t1，可知若將L增大，則時(shí)間差Δt增大，故（B）正確；根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得，B球落地時(shí)A球的速度為v=2gh，則有L=vΔt+12gΔt2，可知，若將h增大，則時(shí)間差Δt減小，故（C）錯(cuò)誤．

評(píng)析 本題的設(shè)置，旨在讓學(xué)生掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，消除“重的物體運(yùn)動(dòng)快”的錯(cuò)誤想法，運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律一步步地進(jìn)行科學(xué)推理，從而認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)推理能力．

3 從綜合問題的分析中培養(yǎng)科學(xué)論證能力

例3 如圖2所示，A、B兩球在空中同一位置做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A球下落了距離L時(shí)B球開始下落．當(dāng)A球落地時(shí)，兩球相距5L．忽略空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）B球開始下落時(shí)A的速度；

（2）兩球開始下落點(diǎn)離地面的高度；

（3）A球落地后立即以落地速率反彈，此后經(jīng)過多長的時(shí)間兩球在空中相遇？相遇點(diǎn)距地面多高．

4 結(jié)語

通過自由落體運(yùn)動(dòng)的課堂實(shí)踐，可以看到科學(xué)思維的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的過程．在教學(xué)中，要注重觀察現(xiàn)象、理論推導(dǎo)、質(zhì)疑反思和實(shí)際應(yīng)用等環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的引導(dǎo)作用．同時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，采用多元評(píng)價(jià)的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)．只有這樣，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為他們的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)科成績(jī)，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

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