在活动中建构在探究中发展-普宁二中

1、在活动中建构 在探究中发展-自由落体运动教学案例物理组 陈汉光在教学过程中，怎样才能做到让学生自主学习、自主探究？在活动、体验中，怎样才 能让学生对学科知识与能力进行不断的建构，并使其认知结构和情感品质得到不断完善？在活动和探究的过程中，应采用怎样的教学方法才能真正实现教与学的协调发展？本文试通过 下面案例的陈述，提出自己的一些尝试与见解。教学案例自由落体运动一、教学背景2005年9月28日，揭阳市教研室来校听课调研，本人为了上好这节课，课前做了充分的准备，对课程内容的进程做了一些调整，布置学生做好预习。具体做法有:1创设问题情境，激发学生积极预习一一导思假设物体落地的时间与其轻重无 关，必须

2、具备什么条件？为何轻的物体下落经常更慢落地？如何做到无论轻重和大小，物体都 能同时落地呢？2创设实验问题，探究自由落体运动的规律一一导学如何通过实验发现自由落体运动是 匀加速直线运动？如何写好自由落体运动的公式？二、教学片断1先对预习情况进行评价反馈采用分组讨论的形式，指导学生对预习中的问题进行互评，教师巡视、倾听，根据反馈信息及时评价。通过实物投影展示学生的问题解决过程和实验设计思路，引导学生对自己的预习进行反思，再通过师生交流，提出补充、完善的意见或不同的方案。2创设新的问题情景，把学生的思维引向纵深投影：如果有一位同学在探究影响落体运动的因素时，设计了如下三个小实验：实验、让一张纸片和一

3、枚硬币同时从同一高度落下；实验、让两张相同纸片，一张揉成一团，一张摊开，同时从同一高度下落；实验、让小纸团与硬币同时从同一高度下落。对上述四个实验，下列说法正确的是（）A 中硬币与纸片同时落地B 中两者同时着地C 中硬币先着地D 中硬币与小纸团同时落地学生开始讨论：大多数学生借助经验很快排除了A、B选项，而后二个选项有的学生选C,有的学生选D。老师请三个学生上台演示：第一个同学演示实验，由于太仓促，没有提醒下面的同学观察，结果大家没有任何反应，他说什么大家都不认可；第二个同学演示时把上述三个实验逐个做，实验、如大家所预料，实验和D吻合；第三个同学也只演示实验，结果大家看到他的情况与第二个同学的

4、情况有所出入，发现结果如C说法。大家开始亲自体验：怎么两个同学同样的实验做法，结果却出现矛盾呢？许多同学开 展自己找身边的东西，如铁片、石块等，又自制小纸团，自己亲自体验，结果大部分同学做 后发现小纸团与硬币同时落地，少数还是出现硬币先着地现象，甚至有的出现硬币慢落地的情况。老师决定实事求是，引导学生寻找矛盾所在：如果大小不一的小纸团（或硬币）受到 的空气阻力较大，因而空气阻力对小纸团（或硬币）运动的影响较大。 而硬币和小纸团受到的空气阻力都较小时，下落的快慢几乎一样。也可能和实验时你的操作是否正确有关。3借助牛顿真空管澄清自由落体运动的问题老师演示：把硬币和小羽毛放到牛顿管内。把管内空气抽出

5、，使管成真空管。接通电 源，把二者吸住并处于管的上方。现开始断电，大家看到硬币和小羽毛同时下落，同时落到管底。让一个学生亲自做一做，得到同样的结果。大家又开始讨论，并学习归纳结论：在没有空气阻力的条件下，无论物体轻重，同时 释放的物体都同时落地。老师强调，自由落体运动的条件就是初速度为零，只受重力，没有空气阻力。4假设猜想，设计方案，探究自由落体运动是什么性质的运动，遵循什么规律？ 方案甲：根据匀变速直线运动的规律：在相邻的相等的时间内的位移差是一恒量： s=at2。利用频闪照相的方法，拍摄每隔相等时间物体的位置，再用刻度尺测量并处理数据。方案乙：也是根据 s=at2，利用打点计时器在与做自由

6、落体运动物体相连的纸带上打 出一系列的点子，再测量数据，列表研究。方案丙：根据初速度为零的匀加速直线运动的位移s=at2,将一物体从楼层高度相同的高楼上自由释放，测出经过每层楼面的时刻，算出物体从释放到每层楼面的时间，分析位移与时间的关系，如果位移与时间的平方成正比，那么结论正确。其他方案：（略）老师小结：上面这几个方案设计得都较精妙，也符合实验要求。但是几个设计中哪个 测量会更准确，操作更简单？学生讨论，发表见解，最后确定方案乙在测量上较准确、操作上较简便。5、实验研究、寻找规律让学生根据方案乙制定实验步骤、设计实验数据记录表 格。请学生代表说说步骤，展示表格。学生根据右图所示的装置进行操作

7、，测量数据并填写入 表格。然后进行数据处理，首先看位移差是否是一恒量。如 果是，说明物体是匀变速直线运动，然后应用逐差法计算物 体的加速度。数据记录表格如下表所示。计数点位移s/x l0-2m位移差 s/x io-2m_2加速度a/(m?s )_2最终结果a/(m ?s )1si=8.25a=9.362S2=9.303S3=10.354S4=11.40S4-S 1=3.15a1=9.365S5=12.45S5-S 2=3.15a2=9.366S6=13.52S6-S 3=3.17a3=9.37引导学生说明，这里的加速度值为何不能达到课本中的9.80m/s2。学生讨论，得出：虽然这里的a值比课本

8、中的真实值 980厘米/秒$要小，但考虑空气阻力和读数时的误差，故 a值较小是正常的。6、总结归纳，迁移运用引导学生根据实验的结果， 总结归纳自由落体运动的规律：自由落体运动是一种初速度为零、加速度为 9.8m/s 2、运动方向向下的匀加速直线运动，符合匀加速运动的计算公式。老师先演示一下如何测量本人的反应时间，再组织学生亲自测定自己的反应时间，运用已学知识了解一下自己的反应时间有多好！意外：一些学生提出了设计测量反应时间的刻度尺的想法。7、实验补充：(1) 利用频闪照片研究自由落体运动规律由于频闪照片在中学实验室条件下难以拍摄，因此采用计算机模拟的方式演示给学生。 首先，简单介绍频闪照片的拍

9、摄原理，然后进行仿真拍摄，最后获得频闪照片。请学生独立使用计算机软件计算分析频闪照片的数据，总结作自由落体运动的物体的运动特点。(加速直线运动) 运用以前所学的运动学知识分析从频闪照片或得的资料，找出自由落体运动规律。(2) 用自由落体运动规律进行实例分析。提出问题：假定雨滴从5km高处无初速度下落， 若不计空气阻力，则雨滴下落到地面的 瞬间，速度大小是多少？请学生用刚刚学的自由落体运动物理量计算公式进行计算。通过计算机模拟，分析雨滴下落过程的受力情况。并得出结论：雨滴的下落过程不是自 由落体运动。帮助学生认识到：物理规律的使用一定要注意适用条件， 日常生活中的落体现 象并非都可以近似看作自由

10、落体运动，注意具体问题具体分析。8、设置问题，布置作业，再做探究投影：滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子上听到声音时后一滴水恰离开水龙头，以第1次听到水击盘声开始计时，测出 n次听到水击盘声的总时间 t，用刻度尺量出水龙头到盘子的 高度差h，即可算出重力加速度 g。你能发现其实验原理吗？具体操作一下，确定出当地的重力加速度g。三、教学反思(一) 对学生探究过程的反思本课紧紧抓住“体验和探究”不放，从设置体验性问题，激励学生亲自进行体验性学习， 再到探究方案的设计、 探究过程的实施，实验结论的得到都由学生自主完成，凸显了学

11、生的主体地位，同时达到新课标中关于“增强学生创新意识和实践能力，发展学生探索自然，理 解自然的兴趣和热情”的要求。本课进行过程中，学生参与率达100%可以说是一次成功的体验和探究式教学。通过这次教学，学生不仅分清现实与理想中存在的矛盾，掌握了在理想条件下自由落体运动的规律，也掌握了一些科学的学习方法，如：理想实验法、类比法、 逻辑推理法等，达到了新课标规定的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维教学目标。在“探究轻重不同的物体下落快慢是否相同”中：学生能够积极主动进行实验，运用类 比的方法进行探讨， 带着疑惑去正确理解牛顿管自由落体运动实验， 明确了自由落体运动的 条件。在开展讨论时，

12、学生能够实事求是，畅所欲言，充分发挥了主观能动性，说明学生具 有很好的探究精神。在“探究自由落体运动的性质” 中， 学生能根据所学的匀变速直线运动的规律，设计出 多种实验方案，而且都很科学，只是由于实验条件的限制，暂时没法实现，比如：方案一由 于缺少频闪照相机； 如果有光电计时器， 方案三也是一个很好的方案。 在设计实验数据记录 表格时， 有一部分学生考虑到了用逐差法求加速度， 以减少误差。 说明学生能将学生实验中 所学的研究方法运用于解决实际问题。在“探究如何测量人的反应时间”中学生有很强的探究热情。 在教师演示后，学生能想 出：根据自由落体运动的规律制造测量反应时间的刻度尺。 学生对规律的

13、理解程度比用传统 的讲述方法更深刻。同时，在探究的过程中也培养了学生的创造力。（二）对师生活动和课程设计的反思 在组织学生设计探究自由落体运动的规律的实验方案时是比较成功的， 能让学生充分思 考、讨论后交流方案。但在设计实验数据表格时， 有一部分学生没有用逐差法，本人及时指 出，而没有组织学生讨论，要用逐差法的原因，这是本人做得不够细致的地方。在实验操作中， 有学生没有让重物做自由落体运动， 虽然不影响规律的得出， 如果在规 律得出之后， 本人能组织学生讨论： 如何判断纸带上打第一点时， 重物是否恰好开始做自由 落体运动。 这样，教学效果更好，不仅使学生发现自己实验操作的不当之处，又能使学生巩

14、 固所学的知识。在“探究轻重不同的物体下落快慢是否相同” 中，本人设计测试题的方式引导学生又体 验又讨论，由此进入课程学习，有“高山流水”之感受。在“探究如何测量人的反应时间” 中，本人创设的情景激发了学生的好奇心和探究欲。在布置作业“探究当地重加速度”中， 本人设计水龙头滴水测量法，引导学生开发身边的资源、 利用人的 “最近发展区“轻易准确 探究出这个系数，并使探究活动得到延续，具有很好的价值。（三）对借助计算机辅助教学的反思 运用信息技术加大了课堂密度，内容充实丰满，能较好体现物理思想、物理方法。首先教师从实践提出研究落体运动规律的问题， 先让学生观察实验， 认识到是空气阻力造成问 题复杂。 教师提出研究落体运动规律的第一步是先研究自由落体运动规律，第二步再研究空气阻力的影响（体现物理思想、物理方法）。计算机展示闪光照相的拍摄过程，用较多时间 让学生根据照相自己读取资料，用不同方法分析数据，得到结论（体现探索、研究过程）。 为学生进行科学探究创造条件。学生认真地从计算机中获取信息、 输入数据， 让计算机来分析处理数据，得出结论。学生互相探讨、交流、学习，思维活跃，体验研究问题、寻 求规律的科学研究过