关于高中物理探究学习教学内容的设计

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1、关于高中物理探究学习教学内容的设计高中物理探究学习教学内容的设计是教师在认真分析普通高中《物理课程标准(实验)》、充分研究《高中物理课程标准实验教科书》和学生的现有认知发展水平后，合理选取、组织教学内容，合理安排教学内容的表达或呈现顺序，使教学内容最有利于学生的学习。高中物理探究学习教学内容集中体现在课程标准实验教科书中，由于教科书的编排和编写要受到书面形式等因素的限制，它所呈现的知识内容和知识结构必须经过教师的重新选取、组织、加工后，才能由死的教学材料变为活的知识，才能真正切合高中物理教学的实际需要，并最终有效

2、地内化为学生掌握的知识。因此，高中物理探究学习教学内容的设计过程是高中物理教师对物理课程的重构过程。物理概念的探究——以概念的形成过程为主线物理概念是物理学的基石，是研究物理学的起点。高中学生对物理学基本概念的正确理解是他们形成良好的物理思维品质的前提。在设计物理概念教学内容时，要突出探究物理概念形成的思维过程，内容的设计应让学生真正卷入到“思维冲突”之中，然后利用实验探究或理性探究冲破学生的思维障碍，形成清晰的物理概念。例如，瞬时速度，是高一物理中非常抽象难学的一个概念。为了让学生能够正确地建立起瞬时速度的概念

3、，可通过如图1所示的实验装置(气垫导轨、光电门与计数器配合使用)演示平均速度的测量方法：测出AB位移内的平均速度。当逐渐把B点向A点靠近，使AB的位移(或滑块经过AB的时间)取得越来越小时，所测得的平均速度值会越来越趋向于某个值。当B点与A点越接近，通过AB这一段距离的速度变化越小，所得的平均速度越接近A点的速度。在此实验基础上，启发学生超脱具体实验条件的限制，运用科学思维去继续操作“理想实验”：假如把B点与A点无限接近，作为位移来讲几乎接近到了A点，那么所测得的平均速度又是什么呢?学生的思维到了这一层次，瞬时速

4、度的概念已经不言自明。这时测得的平均速度实际上已是通过A点时的瞬时速度，瞬时速度的概念便自行引出。学生初步建立起“瞬时速度”的概念后，为帮助学生进一步理解该概念，借助数学工具——图像法来深化对该概念的理解。如图2中所示，当Δs→0、Δt→0时，曲线的斜率从表示物体的平均速度转化为表示物体的瞬时速度。物理规律的探究———以物理规律的发现或建立过程为主线由于目前的高中物理教材，知识的结构化程度较高，又由于篇幅的限制，所以在知识的阐述与联系上，有较大的跨度，不利于学生对新知识的顺应和同化。在物理规律教学之前，教师对教学

5、素材进行重新组织与完善，以学生原有的知识水平为起点，使知识的逻辑顺序、学生的心理顺序和教学顺序相呼应，帮助学生顺利实现知识的迁移。例如，万有引力定律，是高一物理比较重要的一个规律。如何探究万有引力定律的发现和建立过程是建立万有引力定律的前提。可以按照“提出假说→数学推理→实验验证→合理外推”来探究牛顿发现万有引力定律的思路和过程。教学时，通过创设情景、提出问题、引发思维冲突、提出假设，激发学生的问题意识，引发探究欲望。提出行星为什么会绕着太阳运转的假说：受到太阳的引力。接着，根据提出的假说建立物理模型进行数学推理

6、。把行星绕太阳的运动看做匀速圆周运动，并把太阳与行星看作质点。行星运动所需要的向心力由太阳对行星的引力来提供。如果用m表示行星的质量，r表示行星的轨道半径，v表示行星运动的线速度。则太阳对行星的引力大小为F=mv2／r，将关系式v=2πr／T代入得，F=4π2(r3／T2)／mr2。根据开普勒定律，(r3／T2)=K，是一个常量，所以F=4π2mK／r2。引导学生思考：根据力的作用的相互性，既然太阳与行星间的引力跟行星的质量成正比，那么也应与太阳的质量成正比。如果用M表示太阳的质量，那么行星与太阳之间的作用力F∝

7、Mm／r2，写成等式为：F=GMm／r2，即G是一个常数。教师引导学生进一步猜想该规律适用于地球和月球之间、其他的行星与其卫星之间以及地球和地面上的物体之间的引力作用。如何证实猜想?引导学生通过理想实验证明：地球和月球之间存在的引力和地球对地面物体的引力是同种性质的力。实验思路：物体的加速度既可以由动力学方法又可以由运动学方法来求。根据月球绕地球做匀速圆周运动，由运动学知识测出月球的加速度；假设地球和月球之间存在的引力和地球对地面物体的引力是同种性质的力，可以算出月球绕地球运动的加速度。比较由引力规律算出的加速度

8、与实际测得的加速度是否一致即可。实验表明：两种方式得到的月球加速度是相同的，说明假设是正确的。地球和月球之间存在的引力和地球对地面物体的引力是同种性质的力，遵循同样的规律。至此，任何两个物体之间都存在着引力的结论呼之欲出。物理习题探究———以问题解决的思维过程为主线物理习题的探究体现应用物理学基本知识解决实际问题的思路、方法和策略。物理习题的选择和设计应注重物理学基础知识