1 設(shè)計思想

《普通高中物理課程標準》在課程目標中強調(diào)，要讓學(xué)生“通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用”等。然而從新課程的視角來審視目前物理概念和規(guī)律的教學(xué)我們不難發(fā)現(xiàn)存在諸多不足。其中，忽視概念的構(gòu)建過程，忽視學(xué)生歸納分析能力的培養(yǎng)是比較突出的問題?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準》同時又指出：“教師教學(xué)中充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)物理不僅僅是解題、記憶，而是對大自然規(guī)律的探索?！币虼?，讓物理課堂教學(xué)體現(xiàn)物理學(xué)科的特點，既是物理新課程的呼喚，也是物理教師反思和實踐的一個重要問題。本人以“簡諧運動”一節(jié)為例，采用問題探究式的教學(xué)模式，力求體現(xiàn)新課程的教學(xué)理念。

2 教學(xué)過程

2.1 建立物理模型

先給出如下系列實驗：

實驗1：鋼片的上下振動；實驗2：豎直方向的彈簧掛一重球并使其上下振動；實驗3：單擺；實驗4：放在氣墊導(dǎo)軌上的滑片在左右兩根彈簧的作用下振動。

提問：上述實驗現(xiàn)象有何共同特點？

引導(dǎo)學(xué)生得出一是往復(fù)運動，二是有一個平衡位置，給出機械振動概念。

學(xué)生舉例在自然界中還哪些現(xiàn)象是振動？

再進一步引導(dǎo)學(xué)生思考：上述實驗現(xiàn)象中，你認為哪一個最簡單？為什么？

學(xué)生討論、分析（此過程中，學(xué)生會從動力學(xué)、能量等不同角度分析上述實驗現(xiàn)象，最終認為實驗4是最簡單的）

然后再追問：還有比實驗4更簡單的嗎？它忽略了哪些因素？引導(dǎo)學(xué)生自己建立水平方向彈簧振子的這一理想化模型（如圖1所示）。

2.2 構(gòu)建物理概念

提問：水平方向的彈簧振子在永不停息地運動著，我們該如何研究它的運動規(guī)律？

學(xué)生：彈簧振子的運動具有周期性，我們可以取它的一個周期進行研究。

在肯定學(xué)生取一個周期進行研究的同時進一步提問：但這一個周期內(nèi)的運動也挺復(fù)雜的，我們還能否再繼續(xù)對它進行分段研究？

讓學(xué)生掌握對周期性運動的分析方法后，引導(dǎo)學(xué)生分析A→O、O→A′、A′→O、O→A各段的運動性質(zhì)分別是加速度變小的加速運動、加速度變大的減速運動、加速度變小的加速運動、加速度變大的減速運動。

提出：對運動性質(zhì)的描述除了速度、加速度，還涉及位移用來描述位置的變化，那么在這個運動中，如果我們用初位置到末位置的有向線段來表示位置的變化，你覺得它能確定物理在某一時刻的位置嗎？

學(xué)生討論后會提出如果初位置沒有固定的話，上述的表示方法是無法物體在某一時刻位置的。于是追問：如果初位置固定，哪可以確定某一時刻的位置嗎？如果能，以哪個位置作為固定的初始位置比較好呢？由此得到在振動中所說的位移，都是指偏離平衡位置的位移。是指在某一時刻的位置。

討論：位移、速度和加速度都是矢量，除了大小還有方向，那么在水平方向的彈簧振子中，振子做直線運動，我們用什么方法來比較簡單的表示方向的變化？

引導(dǎo)學(xué)生可用正負號表示直線運動中方向后，提出如果我們規(guī)定向右為正方向，請學(xué)生分析下表中前三個物理量（位移x、速度v、加速度a）的變化。

提問：振子為什么做周期性的往復(fù)運動？

學(xué)生討論分析后得到是因為在這個運動中，彈簧的彈力方向始終指向平衡位置O。給出回復(fù)力的概念。強調(diào)回復(fù)力是按力的作用效果命名的。

學(xué)生分析上表中回復(fù)力F的變化。

2.3 探究物理規(guī)律

提問：前面我們已經(jīng)分析了水平方向彈簧振子的運動性質(zhì)及其為何會這樣運動，現(xiàn)在請同學(xué)思考，在上述描述運動性質(zhì)的三個物理量位移、速度、加速度中，選擇哪個物理量與描述運動原因的物理量回復(fù)力之間的關(guān)系來表示這個運動的規(guī)律比較合適？

學(xué)生討論：

F與a：方向始終相同，大小同增同減。（只有共性，F(xiàn)=ma）

F與v：方向時同時反，大小此增彼減。（關(guān)系復(fù)雜，無法用簡單的數(shù)學(xué)公式表示）

F與x：方向始終相反，大小同增同減。（關(guān)系獨具個性，F(xiàn)= -kx，k為常數(shù)）

由此得到這里F與x的關(guān)系能夠表示彈簧振子獨特的運動規(guī)律。

從而得到簡諧運動的定義：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動。

2.4 應(yīng)用物理規(guī)律

分析前面系列四個實驗是否屬于簡諧運動？

3 教學(xué)體會

在問題探究式的教學(xué)模式中，以問題鏈作為教學(xué)過程的紐帶，其關(guān)鍵在于提出的問題是否緊扣教學(xué)主題，能否引發(fā)學(xué)生的認知沖突，所提的問題是否在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。因此，教師要精心設(shè)計好問題，讓學(xué)生在課堂上處于最大限度的主動激活狀態(tài)，引導(dǎo)他們自主構(gòu)建物理概念，探究物理規(guī)律，使他們參與體驗知識的獲得過程。充分體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，實踐證明這是一種值得推廣的教學(xué)法。