“实验：探究功与速度变化的关系”教学设计

曾长兴

摘 要：实验探究是物理核心素养的重要组成部分，物理实验又是学生能够高度参与的教学载体。通过核心问题设计培养学生的“科学思维”素养，激发学生的学习兴趣和思考；通过实验方案设计培养学生的“实验探究”素养，加深学生的学习深度体验；通过交流展示培养学生的“科学态度与责任”素养，全面提升学生的核心素养。

关键词：实验探究；教学设计；物理核心素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）7-0068-3

“探究功与速度变化的关系”实验是高中物理人教版必修2（2010年4月第三版）第七章第6节的内容。课程意图是要通过实验探究的方法，让学生探究功与速度变化的关系，为后续学习动能定理做好铺垫、搭好台阶，降低了学生认知上的难度，符合学生的认知特点。

1 教学设计思路

实验素养是高中物理课程的核心素养之一，我们在实验教学过程中，不应该仅限于告知学生如何进行实验操作和获得的实验结论，而是应该借助于实验教学培养和发展学生的实验素养。学生分组实验过程是培养学生独立工作能力和创造性思维的过程，引导学生逐步掌握实验的研究方法，形成对物理实验的创新认识，善于发现和解决实验中出现的问题，是提升学生实验素养的方向和目标。

基于以上认识，本节实验课从学生已有的“重力做功、弹力做功与重力势能、弹性势能变化之间的关系”的实验知识出发，侧重引导学生设计实验方案。其主要程序是：从最常见的橡皮筋入手，引入“愤怒的小鸟”视频、创设“弹弓”情景提出问题，然后让学生设计实验方案探讨功与速度变化的关系，再运用数表软件得出实验结论，最后引导学生讨论初速度不为零情形下的实验结论，为后阶段动能定理的教学埋下伏笔。

2 教学目标

2.1 知识与技能

（1）通过实验探究，认识功与物体速度变化的关系。

（2）掌握利用数表软件处理实验数据，并寻找物理规律的技能。

2.2 过程与方法

（1）经历实验探究过程，体会“倍增法”的巧妙，领悟复杂问题简单化的科学方法。

（2）通过对实验数据的分析处理，学会用图像法发现物理规律的方法。

2.3 情感、态度与价值观

（1）通过设计实验方案并亲身实践，培养“科学思维”“实验探究”等物理学科素养。

（2）培养学生与他人交流分享的愿望，落实“科学态度与责任”等核心素养的培养。

3 重点、难点

3.1 教学重点

让学生体验探究功与速度变化关系的研究方法，并会利用数表软件处理数据。

3.2 教學难点

实验探究方案的设计，数表软件处理实验数据的方法。

4 教学方法

问题引导、合作探究。

5 教学资源

多媒体课件、投影仪、计算机、橡皮筋（每组5根）、金属导轨、小车、铁架台、重锤、电火花计时器（纸带、复写纸等）、电源插座、刻度尺、气垫导轨、滑块、数字计时器等。

7 教学过程（如表1所示）

8 教学反思

本节课的整个教学设计力图突出物理教学的两个重要原则“以实验为基础，以思维为中心”。为了突破本节课的难点，笔者多次通过“愤怒的小鸟”游戏闯关和“弹弓”情景，引导学生一步步地对变力做功进行探究。在设计方案和实验操作过程中，教师在关键时刻适时点拔，有效地突破了变力做功测量的难点。从学生的反馈来看，学生设计的实验方案能够顺利地沿着教师预设的探究方向进行。

学生能在教师的引导下，积极思考、讨论和设计多种不同的探究方案，虽然交流展示环节所用时间较长，但学生的创新能力和实验操作能力得到了锻炼和提高。此外，学生在反思实验过程和实验结论中，敢于坚持自己的正确观点，勇于修正自己的错误，无疑会为学生的终身学习、可持续发展奠定更坚实的基础。

参考文献：

[1]徐卫华.高中物理教学中提升实验素养的实践与反思——以“探究功与速度变化的关系”教学为例[J].物理教师，2016，37（9）：22-25.

[2]许伟光.巧设探究主线，构建高效课堂——《探究功与物体速度变化的关系》教学片断设计与思考[J].湖南中学物理，2014（4）：1-3.

（栏目编辑 邓 磊）