基于研究性学习活动的物理规律课的实践研究

耿腊香

摘 要：武进区教研室于2012年在我校举行了“武进区高一物理同题异构教学研讨活动”。和江苏省奔牛高级中学张文清老师一起开设了此次就“打造阳光课堂”进行的同题异构教学活动。时隔多年，又赶赴江阴长泾中学听了蔡晓明老师以及如皋一中贲春红老师的两堂优质课。几位教师分别展示了不同的教学过程，呈现出了不同风格的课堂教学，达到了相同的教学目的。将教学设计与三位老师的加以整合、完善，扬长避短。

关键词：研究性学习；曲线运动；创新实验探究

一、课题的引入

图片展示生活中常见的曲线运动：1.天体运动；2.烟花绽放；3.汽车过桥；4.投篮……

关于曲线运动你想知道哪些问题：

1.如何描述曲线运动？2.物体为何做曲线运动？3.曲线运动有何特点？

解读：从生活走进物理，通过生活中曲线运动的细致观察，增强学生的学习兴趣；紧接着几个问题的设置，使学生对本节课要掌握的知识点有个初步的印象，并形成探究的欲望。

二、运动的描述

【位移的描述】

演示运动：平抛一节粉笔头，轨迹为一条曲线。

问题1：某时刻物体运动到A点，你能描述A点的位置以及A点的运动情况吗？

问题2：物体在做直线运动时我们是如何确定某一点位置的？（建立一维直线坐标系）

问题3：那现在我们要研究平面内的曲线运动，还能不能用一维的坐标系了？（不能）应该建立几维的坐标系？（二维）

解读：采用问题串的方式，将直线运动中位移的描述方式自然过渡到曲线运动中，使学生的知识发生迁移，利用新旧知识间的联系，使学生学会学习的方法。

【速度的描述】

视频播放：砂轮和伞。（教科书配套光盘）

演示实验：带墨水的钢球通过弯曲管道的实验。（钢球可换成滚轮式鼠标中的小球，效果更明显）

结论：质点在某一点的速度，沿曲线在该点的切线方向。

练习：请画出两点的速度方向。

解读：通过现代电化教学的方式给学生展示两个生活中的实例，可以使学生对速度方向问题有个感性的认识。再加以实验证明，使学生从感性的认识变成思维的具体。

【变速运动】

问题：曲线运动可不可能做匀速运动？（不能，曲线运动速度方向时刻发生变化，所以曲线运动都是变速运动。）

结论：曲线运动都是变速运动，存在加速度。

解读：学生主要是对匀速运动的概念不够清楚，匀速运动是指速度不变的运动，速度是矢量，除了看速度大小还要看方向，匀速运动不是匀速率运动。

三、曲线运动的条件

【提问】直线运动中有加速度，曲线运动中也有加速度，那物体为什么会做曲线运动呢？

【猜想】猜一猜物体做曲线运动跟什么因素有关？（力）

到底与力有怎样的关系呢？我们先来做个游戏。

【游戏】请一位女同学上来参与游戏。

要求：不管受到外界的任何干扰，始终向前走。

游戏：教师在女同学走直线的过程中，突然从右手边给她一个拉力。

现象：女同学的运动轨迹从直线变成了曲线。

问题：女同学为什么会做曲线运动呢？有拉力的作用。

分析：原先女同學是想要向前运动的，后来老师突然给了她一个拉力的作用，并且这个拉力不在速度方向上，所以它做做了曲线运动。

总结1：当物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

【实验】请一位男同学上来参与实验。

实验器材：装有蓝墨水的瓶子，瓶盖上开有小孔，瓶底也开一小孔。

实验：将瓶倒置，水流的运动轨迹是一条直线。请男同学给水流持续吹一口气，观察水流的运动轨迹。

现象：水流的轨迹为一条曲线。

分析：画出曲线上一点的受力情况和运动情况，合力方向与运动方向不在一条直线上，所以做曲线运动。

【提问】仔细观察上述两个实验图像，你能发现物体的运动轨迹与速度方向和合力方向之间存在怎样的位置关系吗？

总结2：轨迹夹在合力方向与速度方向之间，合力指向轨迹凹的一面。

解读：学生的思维活动不是凭空产生的，必须借助于外界的刺激作用。在互动游戏和自制的创新实验中，将学生的思维和实践结合起来，从而引起学生积极的情感投入，充分调动学生的学习积极性和求知欲望。

四、运动的合成与分解

【概念】在公式中我们可以把匀变速直线运动分为两个较为简单的运动来研究。学习曲线运动和直线运动一样，我们也可以把曲线运动分解为几个较为简单的直线运动来研究，化曲为直。现在我们就来看一个运动的合成的实例。

【实验】

情境：将注了水和红蜡块的玻璃管倒置，蜡块沿玻璃管匀速上升。再次将玻璃管上下颠倒，在上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动。蜡块相对应黑板做的是什么运动呢？

猜想：曲线运动？直线运动？

讨论：你想通过什么方法来验证你的猜想？我们4人一小组进行讨论，待会给出你们小组的方案。

学生方法交流：

1.频闪照片法。

2.描点法：请两位学生上台配合描点作图，并连成一条平滑的曲线。

解读：这部分内容通过让学生进行积极的讨论，学生会探讨出了多种不同的方法。在这种开放式的研究性学习的课堂中，注重了学生的主体地位。在这一过程中，教师应该注意引导，以发掘学生的学习潜能，提高教学的有效性。

参考文献：

[1]张会芬.新课程背景下高中物理课堂有效教学的实践研究[D].湖南科技大学，2017.

[2]屈赛赛.同伴教学法在高中物理概念规律课中的应用研究[D].河南师范大学，2017.

编辑 冯志强