(江蘇省淮陰中學(xué),江蘇 淮安 223002)
高中物理課程在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上,幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角認(rèn)識自然,理解自然,建構(gòu)關(guān)于自然界的物理圖景;引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,體會(huì)科學(xué)研究方法,養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力;引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境(STSE)的關(guān)系,形成科學(xué)的世界觀和正確的價(jià)值觀,為做有社會(huì)責(zé)任感的公民奠定基礎(chǔ)。
圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng),為了讓學(xué)生更好地體驗(yàn)科學(xué)探究過程,發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力,形成良好的思維品質(zhì),教師應(yīng)適時(shí)適度地參與到學(xué)生的探究活動(dòng)中去,淡化教師的教,注重學(xué)生對知識的自主學(xué)習(xí)與構(gòu)建,強(qiáng)化小組學(xué)習(xí)與交流,淡化機(jī)械訓(xùn)練,摒棄灌輸式教學(xué),在師生互動(dòng)互助中達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
著名的教學(xué)專家馬杰認(rèn)為教學(xué)主要回答三個(gè)問題:(1) 你想到哪里去——確立目標(biāo);(2) 你怎樣到那里——導(dǎo)向目標(biāo);(3) 你是否到達(dá)那里——評價(jià)目標(biāo)。換句話說,目標(biāo)(任務(wù))、策略(活動(dòng)、方法、媒體)要與評估相匹配。
(1) 通過生活實(shí)例,認(rèn)識拋體運(yùn)動(dòng);
(2) 通過實(shí)驗(yàn),探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;
(3) 會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng);
(4) 能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動(dòng)。
(1) 平拋運(yùn)動(dòng)模型的建構(gòu);
(2) 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的得出。
活動(dòng)一:展示情境,引入課題
教師展示廬山瀑布微視頻、圖片。學(xué)生直呼:美、壯觀、飛流直下三千尺……
教師提問:真的是“直”下三千尺嗎?運(yùn)動(dòng)軌跡是“直”的嗎?生活中還有哪些類似的運(yùn)動(dòng)呢?學(xué)生舉例回答。
師生合作,向多個(gè)方向拋射籃球……
設(shè)計(jì)意圖:創(chuàng)設(shè)生活情境,緊扣名句“飛流直下三千尺”中的關(guān)鍵字“直”,說文解字,引入課題,引發(fā)懸念,激發(fā)學(xué)生的求知欲。通過生活中的多種拋體運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生對拋體運(yùn)動(dòng)有更多的感性認(rèn)識。
活動(dòng)二:分組實(shí)驗(yàn),建構(gòu)模型
學(xué)生分小組實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)備的器材為:粉筆頭、紙團(tuán)、紙片、紙杯、泡沫塊等,多方向、多次拋射物體。
小組匯報(bào):不同物體在空中的運(yùn)動(dòng),會(huì)受重力、阻力和初速度的影響,比較復(fù)雜。如粉筆頭在運(yùn)動(dòng)中所受阻力為次要因素,可以認(rèn)為僅受重力作用,研究起來比較簡單。
設(shè)計(jì)意圖:(1) 抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,建構(gòu)物理模型;(2) 得出平拋運(yùn)動(dòng)的定義:將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)。
活動(dòng)三:美景再現(xiàn),科學(xué)猜想
(1) 教師提問:能否把“飛流直下三千尺”這樣的美景再現(xiàn)到我們的教室呢?
(2) 引導(dǎo)三部曲:旋下礦泉水瓶蓋,在瓶的下部刺孔,動(dòng)靜結(jié)合,觀察現(xiàn)象。
(3) 提醒學(xué)生:觀察水柱“落點(diǎn)”和“拋出點(diǎn)”之間距離,并猜想與哪些因素有關(guān)?
學(xué)生利用器材,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),小組匯報(bào)。
(1) 飲料瓶高度確定,觀察到“曲線運(yùn)動(dòng)”;
(2) 飲料瓶高度上移,觀察到“射程更遠(yuǎn)”;
(3) 飲料瓶高度固定,觀察隨著水的不斷流出,觀察到“射程越來越近”等。
師:水柱“落點(diǎn)”和“拋出點(diǎn)”之間距離與哪些因素有關(guān)?
生:高度、速度、壓強(qiáng)等。
設(shè)計(jì)意圖:呼應(yīng)美景名句,分組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生近距離觀察現(xiàn)象;動(dòng)靜結(jié)合,進(jìn)行科學(xué)猜想,為后續(xù)定量研究提供感性認(rèn)識基礎(chǔ)。
活動(dòng)四:優(yōu)化方案,媒體輔助
教師提供平拋運(yùn)動(dòng)探究儀器(只能探究水平方向的運(yùn)動(dòng)),請全體同學(xué)優(yōu)化方案。學(xué)生分組討論后,進(jìn)行方案優(yōu)化,改進(jìn)儀器,進(jìn)一步探究豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況。
教師提供優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)器材,學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察,由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短,建議學(xué)生利用視頻進(jìn)行一幀一幀“慢放”觀察,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
教師展示自拍的實(shí)驗(yàn)視頻,用“慢動(dòng)作”播放,有圖、有影、有真相。
設(shè)計(jì)意圖:(1) 在已有器材的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,一方面學(xué)生容易想到方案,符合維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”,發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性,另一方面培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力。(2) 利用視頻進(jìn)行一幀一幀慢放觀察,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代科技的能力,彰顯技術(shù)進(jìn)步對生活及科學(xué)研究的影響。(3) 在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中得到真知,提升了學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。
活動(dòng)五:理論研究,深度探究
教師在實(shí)驗(yàn)觀察、總結(jié)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)象背后的規(guī)律。學(xué)生運(yùn)用合成與分解的思路,進(jìn)行完善,師生合作,得出規(guī)律(如表1)。
表1 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
學(xué)生通過對表1的分析得出了速度偏轉(zhuǎn)角和位移偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系、軌跡方程。
教師投影人教版必修2本節(jié)的“問題與練習(xí)”第2題,要求學(xué)生通過對平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的研究,求出物體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,并能利用此知識解決生產(chǎn)、生活中的具體問題,學(xué)生思考、研討和展示。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)的合成與分解的角度,以及“初速度+受力”決定運(yùn)動(dòng)情況,幫助學(xué)生建立物理觀念,培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,提升核心素養(yǎng)。
活動(dòng)六:介紹伽利略的研究
(1) 伽利略是意大利物理學(xué)家、近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先驅(qū)者。
(2) 他定義了勻速運(yùn)動(dòng),對自由落體、拋體運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行了深入研究。
(3) 伽利略在《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》中寫道:除了原有的均勻而永恒的運(yùn)動(dòng)以外,還會(huì)由于它自身的重量而獲得一種向下的傾向,于是,這就是我稱之為拋射運(yùn)動(dòng),它的總運(yùn)動(dòng)是兩種運(yùn)動(dòng)的合成:一種是均勻而水平的運(yùn)動(dòng),而另一種是豎直而自然加速的運(yùn)動(dòng)。
設(shè)計(jì)意圖:感受大師魅力,激發(fā)求知欲望。
師生合作、總結(jié):(1) 飛流直下三千尺的“直”實(shí)際是“曲”,但可以進(jìn)行“化曲為直”處理;(2) 運(yùn)動(dòng)的描述需要首先建立參考系、坐標(biāo)系;(3) 受力觀:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;(4) 運(yùn)動(dòng)觀:“初速度+受力”決定運(yùn)動(dòng)情況;(5) 物理建模:抓住主要因素,忽略次要因素;(6) 物理“溫度”:感受大師的睿智。
設(shè)計(jì)意圖:凝練課堂,首尾呼應(yīng),加深理解。