谈“力的合成”的探究式教学设计

谈“力的合成”的探究式教学设计 陕西师范大学物理与信息技术学院　闫广钱 摘要：探究式教学特别注重让学生经历探索问题的全过程，从中获得体验，培养学生科学素养。本设计从日常现象贴入，设置情景，引导学生围绕问题制定计划，设计方案进行实验，在收集数据并分析的基础上，提出假设并验证，形成结论，最后通过集体交流评估，不断完善方案，实现知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三维目标。 关键词：力的合成　科学探究　教学设计 1　设计思想 《普通高中物理课程标准（实验）》提出：“物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实践，勤于思考……培养其科学探究能力。”本设计正是从日常生活中的问题入手，设置悬念，激活学生思维，引导他们发现并提出问题，经历科学探究的全过程，获得体验，猜想并验证力的合成法则──平行四边形定则，并运用其解决课前设置的问题，从生活走向物理，从物理走向社会，提高学生的科学素养。 2　教学设计 2．1 科学探究 引言：三加四等于七大家都知道，那么，若一个物体同时受到作用于其上同一点的3牛和4牛的力，从效果上看，是否相当于对物体施加一个7牛的力呢？即三“加”四等于七吗？这两个问题有什么区别呢？经过本节课的探索大家就明白了。 2．1．1 贴近生活，提出问题 大屏幕展示：①两个同学共提一桶水，两人手臂间夹角大些省力？还是小些省力？②河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤。③一条水平绷直的钢丝，杂技演员一站上去，钢丝变弯到一定程度……然后，引导学生了解合力与分力及其等效性、力的合成概念，并提出探讨的核心问题：合力与分力有什么关系呢？ ［说明：通过现象及问题的呈现，使学生感受到物理知识就在身边，产生对物理学的亲和感，萌发好奇心，激活思维，产生急于探究的冲动，这是科学探究活动自主顺利进行的良好开端。］ 2．1．2 制定计划　设计实验 以两个共点力合成为例，组织学生集体讨论，学生依据已有的知识、经验，自主思考，合作交流，主要解决以下问题：（见表1） ［说明：应引导学生围绕实验目的设计方案，明确待测量，选择器材，设计操作步骤。使学生体会解决此类问题的基本思路和方法，提高学生自主设计、制定方案的能力。］ 2．1．3 分组实验  收集数据 根据学生设计的三种不同方案（见表2），分三个大组，每个大组又分若干个小组，进行操作、测量，学生设计表格，记录实验结果，教师应引导学生分工协作。 ［说明：三组设计大同小异，各有其优缺点，但具有互补性。对于学生设计方案的热情和信心及时给予鼓励，即使方案有缺陷或不完善，也绝不能简单地将其统一为某标准模式或方式，否则可能会挫伤学生的积极性和自信心。科学探究中应特别注意保护学生的求新、求异的创造热情。］ 2．1．4 大胆猜想　谨慎验证 根据实验收集的数据，学生经分析初步发现：力的合成并不是将两个力简单相加，合力可能比任何一个分力都小，合力的方向一般也与两个分力的方向不同。但要直观地发现它们满足平行四边形还很不容易，这时应引导学生以某组数据为例，在同一点分别做出两个分力及其合力的力的图示，鼓励学生科学探究需“大胆猜想，小心验证”，分析并猜想得到平行四边形定则，并用其它几组数据进行验证。 ［说明：猜想尽管带有一定想象、推测成分，具有偶然性，但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果，是创造思维的表现，也是科学家科学研究中产生的新的想法，新的发现途径之一。课堂上应结合多媒体动画，向学生形象展示，启迪学生思维，做出猜想并验证，使学生了解猜想在科学探究中的重要意义。］ 2．1．5 交流评估　形成结论 在猜想得到验证的基础上，A．B．C三组同学间互相交流各自用不同方案得出的结果，概括总结出平行四边形定则，形成结论。然后分析各组实验设计及操作的优缺点，提出改进方法，进一步完善方案。在了解矢量与标量的区别后，明确平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则。 2．2 回归生活 引导学生思考课前大屏幕呈现的问题。先让学生自己运用所学知识认真思考，必要时小组讨论，协商解决，待学生基本完成后，利用多媒体动画，直观清晰地展示出力的合成知识在这些问题中的具体应用。解开这一组谜团后，可让学生思考：实际中物体往往受到多个共点力，怎样求多个共点力的合力呢？鼓励学生课后继续探究。 ［说明：通过学生间交流合作，培养集体协作意识，在交流中发现不足并完善方案，培养学生严谨求实的科学态度。在解决了一个问题后，又发现新的问题，使学生感受到科学探究过程就是在不断解决又不断提出问题的过程中逐步深入的。最后让学生带着问题离开课堂，为其进一步探究留下拓展的空间。］