初中物理探究课设计思路及案例分析

楚明珠

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0149-02

众所周知，中国的课堂尤其是物理课堂普遍死气沉沉缺乏生机，一方面教师教得很累，职业倦怠日渐明显；另一方面，学生学得很累，厌学情绪泛滥。那么是什么原因造成了这一大家都不愿看见的教学现象？原因很简单并且显而易见，那就是教师包办太多，并且一味以知识传授为己命，忽略了学生物理技能和思维的培养，并同时扼杀了学生对物理的兴趣。通过探究课这样一种教学形式，既能将教师从繁重的教学任务中解救出来，也能让学生体会到自主学习的乐趣，培养对物理学科的兴趣。从全世界的视角来看，探究式学习方式已经是大势所趋，因此，在初中物理教学中提倡探究式教学和学习是符合世界潮流的。这也是拯救目前中国物理课堂、甚至改革中国教育现状的一剂良药。

初中物理实验探究课的设计既要遵照物理学科本身的要求，也要充分尊重初中学生本身的心理、知识储备等各方面的特点。下面我将就我本人设计的一门物理探究课为例来介绍一下我对物理实验探究课的一些观点。

自行车所受摩擦力探究实验

项目概述：

课程目标：运用摩擦力的相关物理知识和技能，在设计规范内用合适的材料以及工具设计一个探究实验，让学生：

1.掌握基本的受力分析技巧并画出受力分析简图。

2.通过用自行车以及相关材料经过一系列探究实验，明确自行车前后轮所受摩擦力的方向，判断不同情况下两者所受摩擦力大小。

细则：

1）保证每组自行车情况良好并且一致，自行车最好不要太高，以免发生摔倒时不易控制。

2）试验场地是相对光滑的大理石地面（这种地面的特征是：自行车在正常情况下能够正常骑行和被推行；如果自行车的轮胎被包裹上相对光滑的材料，那么自行车在这种地面上无法正常骑行）。

3）自行车运动方式可分为两种，一种是直线行驶，一种是弯道行驶。

4）用材料包裹自行车轮子进行实验时不能包的太松，也不能太厚和车子的其它部件发生摩擦，以防止对实验结果有所干扰。

5）参与实验的同学要求带上护具，以免摔伤。

6）将二十人的班级分为四组，每组五人，组内自行协商试验角色（两个负责实施实验，一个负责记录，一个负责解说，一个负责将结果整理成实验成果）。

教育目标：该探究课的学习重点是分析自行车轮胎的受力情况，判断摩擦力是阻力还是动力，以及不同运动情况下摩擦力的方向。学生要提出各种假设，并设计实验来验证自己的假设。根据假设和实验结果，粗略画出自行车在各种情况下的受力分析模型。每组学生要为自己的试验进行解说，让其他组的学生了解自己的设计思路和实验过程，回答其他学生的问题。

提供的材料工具

自行车，每队一辆，品牌和规格相同（规格为26）。

自行车护具 每人/每个

【材料】塑料膜 浆糊 破雨衣 毛巾 破布条 橡胶水管

【工具】剪刀 胶带 螺丝刀 工具钳

你也可以选用别的材料来验证你的假设进行实验，但是必须保证安全、有效。

设计呈现：

在三个小时的实验课中，每组均有一个小时的时间用来提出假设和设计实验方案。在接下来的一个小时中，各组成员根据分工进行具体实验，对实验进行记录总结，最后一个小时学生参与班级讨论，向全体同学解释自己的实验结果并回答提问。

各组将从以下几方面被评价：

？誗思路（是否紧扣要解决的问题，是否能有效解决这些问题）

？誗设计方案（能否有效验证自己的假设，方案是否可行）

？誗实验实施（实验是否按照设计方案进行实施，组内各成员任务是否清晰明确，是否各司其职）

？誗表达（展示的合理性和逻辑性）

内容：

——设计概述

？誗设计目标（增大摩擦或者减小摩擦）

？誗方法（使用材料改变自行车前后轮与地面接触面的粗糙程度）

？誗画图和改装

——主要解决的问题

？誗判断自行车（包括前后轮）在不同情况下所受摩擦力的方向

？誗自行车改装的设计和实施

——还没解决的重大问题（若有的话）

无法保证接触面绝对光滑，无法精确计算轮子的滚动摩擦力

组别___________

项目指导

1.【如何假设】明确实验目的，根据已有知识作出合理假设。

2.【如何设计实验】利用已有知识，进行合理想象，充分有效利用所给材料进行实验设计。

3.【如何做实验】5人一组的小队首先分别在一般地面以及光滑地面上直线行驶自行车100米，并计时。

之后便用所选材料对自行车轮胎进行包裹，在两种条件的地面上直线行驶并记录时间。

第一阶段结束后，对比不同情况下行驶自行车的时间，对摩擦力大小以及方向有一定的判断。

实验的第二阶段需要学生们在两种不同的地面上推行自行车，并通过观察判断摩擦力的方向。

教师和学生在该探究课中的角色定位

在探究课中，教师的角色往往被两极化，教师要么什么都管，让学生完全丧失了自主学习的机会，也使得探究课失去了意义；要么什么都不管，高估了学生自主探究学习的能力，结果课堂变得一团糟糕，探究课的目的根本无法达到。在设计这节探究课时，我根据学生的知識和心理准备状态等因素对师生的角色都进行了大致的划分。

在学生已有的知识储备上，我们假设学生已具备基本的受力分析知识，即能够根据物体受力情况推导出物体运动状态（包括匀速、加速、减速），也能根据物体运动状态推导出物体受力情况。在此知识基础上，教师在探究课开始前要引导和激发学生根据自己的生活经验提出或者回答关于自行车车轮所受摩擦力情况的若干问题，让学生根据自己的假想来设计实验。例如教师可以提出这样的问题：自行车前后轮所受摩擦力在任何情况都是一样的吗？两个轮子是越粗糙越好还是越光滑越好？在自行车不同的运动状态下两个轮子所受摩擦力的方向如何？假如没有摩擦力，自行车在弯道上可以行驶吗？根据这些问题，教师可以将学生进行分组（本实验中我将二十名学生分成了四组），至于组内每位学生的职务，则最好交给学生让其进行组内自行分配。鉴于学生有关摩擦力的知识储备不够，教师要根据学生的知识水平对各组的实验设计提出一定的指导。例如，很多学生认为自行车前后轮所受的摩擦力是一样的，但是实际情况并非如此（这一点也是研究自行车两个车轮分别所受摩擦力的一个重点和难点），因此教师可以给学生一定的提示，使其在做实验时将两个轮子分别作用的情况考虑在内。另外，由于自行车轮子所受摩擦力因情况不同（包括自行车加减速、车道上下坡、查到是直道还是弯道）而大不相同，而且在某些情况下（如车子上下坡）过于复杂，因此教师可以协助学生将自行车的行驶状况定位于匀速，以便于学生根据受力平衡进行受力分析，车道也简化为直道和直道加弯道两种路况，如此一来，学生一方面可以对自行车所受摩擦力情况有大致的了解，另一方面也不至于因为情况太复杂多样而知难而退或者无从下手。在学生在更高阶段学习到更深层的物理知识时，该探究实验会有助于其进行相关方面的思考和学习。在选择试验场地和实验材料时，我的建议是教师为学生选择试验场地，而实验材料则为学生提供一些，在学生要求某种实验材料时为其适当提供。我对该点的考虑是：试验场地的选择需要考虑多种因素，既要保证在正常情况下学生能在场地上正常行驶自行车，又要能在自行车某一车轮或者两个车轮进行稍加改造的情况下模拟出摩擦力近乎为零的地面，因此大理石地面较为理想，这些考虑或多或少都超出了学生的思维逻辑和现有知识水平的范围，因此教师要在该方面给与学生指导和帮助。在材料的提供上，我主要考虑的是让学生在对两个轮子所受摩擦力情况进行分别研究时使用。因此引导学生分别对两个轮子进行研究非常重要。但是如何对两个轮子分别研究以及如何通过改装达到实验目的就要留给学生自己思考了。