【正文】 極探究的興趣，對(duì)于學(xué)生已經(jīng)建構(gòu)的認(rèn)知規(guī)律來說是個(gè)沖突，這樣更能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探索的欲望。 （ 2）討論，教師應(yīng)該組織學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，鼓勵(lì)他們積極的發(fā)言，這樣可以是學(xué)生間相互學(xué)習(xí)，真正的發(fā)揮集體的智慧。 （ 4）溯源，教師要指引學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的基本的指導(dǎo)思想以及基本的思路，可以使學(xué)生對(duì)于新舊實(shí)驗(yàn)思想及思路 進(jìn)行對(duì)比，以便更好的理解現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原因以及改進(jìn)后的優(yōu)勢(shì)。 在該環(huán)節(jié)中教師應(yīng)最大限度的激發(fā)學(xué)生的潛能，幫助學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)有更深入的探究，使學(xué)生將學(xué)習(xí)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力，并且鼓勵(lì)學(xué)生積極的運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)到的探究方法來研究解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣，使他們能更好地去學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式可以盡最大可能的使學(xué)生感受與理解知識(shí)的產(chǎn)生過程，還可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)以及分析歸納物理現(xiàn)象的能力，培養(yǎng)他們的綜合應(yīng)用物理知識(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、實(shí)踐與創(chuàng)新的能力。 如果沒有探究的興趣，就不會(huì)產(chǎn)生學(xué)生探究的興趣，所以，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)先創(chuàng)設(shè)可以提出問題的情境，引發(fā)學(xué)生的興趣以及好奇心，激起他們探究的欲望。 19 在探究問題時(shí)，教師應(yīng)積極鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽地猜想與假設(shè)，猜測(cè)會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象或者結(jié)論，并且鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分組討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，相互之間取長補(bǔ)短，做出有根據(jù)的假設(shè)，這樣可以使學(xué)生對(duì)于問題有更深入的思考與啟發(fā)。 教師要引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的以及學(xué)生自主討論的結(jié)果，制定實(shí)驗(yàn)的操作方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的操作步驟，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行探究，以驗(yàn)證他們的猜想是否正確。 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，對(duì)于學(xué)生出現(xiàn)的 錯(cuò)誤教師可以先不予以指出，讓學(xué)生在探究的過程中自己去發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題，教師的作用是教會(huì)學(xué)生科學(xué)探究的方法，而不是去代替學(xué)生操作。 科學(xué)探究分組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)于實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的現(xiàn)象，小組內(nèi)進(jìn)行積極的討論分析，對(duì)比現(xiàn)象，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)，歸納出該實(shí)驗(yàn)的規(guī)律以及結(jié)論，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步的鞏固加深。 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極的運(yùn)用所得的規(guī)律結(jié)論 來解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，這樣可以是學(xué)生的知識(shí)有了更進(jìn)一步的鞏固加深以及拓展，升華遷移 學(xué)生的知識(shí)體系。從你的眼睛看到尺子下落開始，把這個(gè)信息傳給大腦，再到大腦發(fā)出指示，用手去抓住尺子，這段時(shí)間就是我們常說的反應(yīng)時(shí)間。 大家可以看到我松開手時(shí)，尺子是自由下落的，下面我們來開始研究這種從靜止開始 下落的運(yùn)動(dòng)。 教師：質(zhì)量不同一的紙片和一鐵片在同一高度從靜止開始下落，誰先落地（教師演示）？說明什么？ 學(xué)生：鐵片先落地，說明重點(diǎn)物體下落得快。 教師：這也是公元前 4世紀(jì)希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述的觀點(diǎn)，這個(gè)觀點(diǎn)影響了人們兩千年的歷史，但是這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的。 教師：那么請(qǐng)同學(xué)們討論一下，是什么因素影響物體下落的快慢？ 學(xué)生：空氣阻力。這是一端封閉、另一端有開關(guān)的玻璃管，里面裝著形狀和質(zhì)量都不同的鐵片和羽毛。同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？ 學(xué)生：鐵片下落的快。 2） 自由落體 （ 1） 自由落體的定義 教師： 如果物體不受空氣阻力，只在重力的作用下，由靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng) .根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的定義同學(xué)們能夠總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)嗎？ 學(xué)生：自由落體運(yùn)動(dòng)的初速度為零，軌跡是豎直直線，并且忽視了空氣阻力，只在重力下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)空氣阻力可以忽略時(shí)，也就是當(dāng)重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于阻力時(shí)，物體由靜止開始的下落運(yùn)動(dòng)就可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)。 （ 2）自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 教師：自由落體是一種什么運(yùn)動(dòng)呢？書中圖片展示的是做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球的頻閃照片，照片上相鄰的圖像是間隔同樣的時(shí)間拍攝的。 教師：伽利略仔細(xì)的研究過物體的下落運(yùn)動(dòng)后指出自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 教師：不同物體在自由落體運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是相等的，我們把這個(gè)加速度叫重力加速度，用g 表示，誰能知道重力加速度的方向是怎樣的？ 學(xué)生：根據(jù)物體自由下落的方向是豎直向下，它又是進(jìn)行勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可以推知重力加速度的方向也是豎直向下的。在計(jì)算時(shí) g 一般取 2sm （ 3） 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 教師：自由落體運(yùn)動(dòng)既然是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么勻加速直線運(yùn)動(dòng)又遵循什么樣的規(guī)律呢 ? 學(xué)生：aSvvattvSatvvtt221202200?????? 教師：自由落體運(yùn)動(dòng)初速度 為零，加速度為 a ，那么如何表示自由落 體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律呢？ 學(xué)生：gSvatSgtvtt22122??? 3. 學(xué)以致用 1） 應(yīng)用拓展 教師：給你一把鋼尺，你們討論一下，如何測(cè)量你的反應(yīng)時(shí)間？ 學(xué)生：從我的眼睛看到鋼尺下落的一刻起，我就把這個(gè)信息傳給大腦，再到大腦發(fā)出指示，我立刻用手捉住尺子， 我抓住尺子時(shí)我的手距離尺子下落點(diǎn)的這段距離就是尺子做自由落體運(yùn)動(dòng)的長度 S ，根據(jù)公式 221gtS? 就可以計(jì)算出我的反應(yīng)時(shí)間 t 2）課后作業(yè) 教師 ：回家以后請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理或選擇不同的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)不同飛實(shí)驗(yàn)方案，看一看誰能用不同的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量出本地的自由落體加速度？ 4. 概括強(qiáng)化 （ 1）重點(diǎn)：了解自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，理解什么是自由落體加速度，掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 （ 3）關(guān)鍵：自由落體運(yùn)動(dòng)定義的得出、分析及理解。 23 附錄二 科學(xué)探究式物理概念教學(xué)案例 —— 電場(chǎng)強(qiáng)度 教師：我們上節(jié)課學(xué)習(xí)了庫倫定律，知道即使是在真空中兩個(gè)電荷之間也存在著相互作用力。電荷 A對(duì)電荷 B 的作用，實(shí)際上是電荷 A的電場(chǎng)對(duì)電荷 B的作用；同樣電荷 B對(duì)電荷 A的作用，實(shí)際上是電荷 B 的電場(chǎng)對(duì)電荷 A的作用。中央電視臺(tái)的節(jié)目，就是靠著這看不見、摸不著的物質(zhì)傳送到我們這里來的 。 點(diǎn)評(píng) 沒有問題，就不能產(chǎn)生探究的愿望。 教師：因?yàn)殡妶?chǎng)和電荷是共存亡的，要研究電場(chǎng)，就要在電場(chǎng)中放入電荷，通過電荷表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究電場(chǎng)。這樣的電荷叫做試探電荷。 下面請(qǐng)同學(xué)們用上一節(jié)驗(yàn)證的庫倫定律的實(shí)驗(yàn)裝置，把掛在絲線上的帶正電的小球（試驗(yàn)電荷）放在以電荷 Q 為中心的任何任何一條半徑上的不同的點(diǎn)，看試驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力有什么不同？ 學(xué)生：試驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力的方向都相同，大小卻不同， q 在距離電荷 Q 較近的點(diǎn)時(shí)，受到的電場(chǎng)力大，試驗(yàn)電荷 q 在距離電荷 Q 較遠(yuǎn)的點(diǎn)上時(shí)，受到的電場(chǎng)力小。 教師：請(qǐng)同學(xué)們觀察在電荷 Q 形成電場(chǎng)的同一個(gè)球面上 ，試驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力的大小和方向有什么不同 ？ 學(xué)生：試驗(yàn)電荷在電荷 Q 形成的電場(chǎng)的同一球面上，受到的電場(chǎng)力的大小都相同，而方向不同。實(shí)驗(yàn)表明，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，試驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力 F 與試驗(yàn)電荷電量 q 的比值總相同，與試驗(yàn)電荷的性質(zhì)無關(guān)，只與電場(chǎng)的性質(zhì)有關(guān)，所以用這個(gè)比值 qF 來表示電場(chǎng)的性質(zhì)，叫做電場(chǎng)強(qiáng)度，用 E 來表示 qFE? 電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是伏每米，符號(hào)是 mV 。 電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，物理學(xué)中規(guī)定電場(chǎng)中的某一點(diǎn) 的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在這一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同。 5. 概念應(yīng)用 教師：出事練習(xí)題。 教師：用同樣的交流電源和同樣的導(dǎo)線給兩個(gè)電路供電，為什么它們的發(fā)熱情況不同？而同一電路中為什么燈泡熱的發(fā)光，而導(dǎo)線卻幾乎不熱？為了弄清楚同學(xué)們自己的判斷是否正確，我們這節(jié)課就來用實(shí)驗(yàn)探究電爐產(chǎn)生的熱量究竟與哪些因素有關(guān)。 點(diǎn)評(píng) :教學(xué)前教師根據(jù)學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、能力水平、認(rèn)知規(guī)等因素，有意識(shí)的營造一個(gè)發(fā)現(xiàn)、探索、研究問題的氛圍，使學(xué)生一開始就有一個(gè)愿意討論的問題，然后師生共同探索與思考這個(gè)問題。 （ 2） 固定電流 I ， 電阻 R 不變，改變時(shí)間 t ，研究熱量 Q 與時(shí)間 t 的關(guān)系。 點(diǎn)評(píng)： 根據(jù)學(xué)生猜想和討論的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理 、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察的現(xiàn)象，和可能會(huì)出現(xiàn)的問題和誤差。 教師：同學(xué)們來討論一下，怎么樣來選擇實(shí)驗(yàn)儀器？ 學(xué)生：電阻 R 從電爐絲上截取（如阻值分別為 2兩段電阻），電流 I 用安培表測(cè)量，時(shí)間 t 用秒表測(cè)量，熱量 Q 不能夠直接測(cè)量，可以采用轉(zhuǎn)換方法。 教師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)谶M(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)原理、條件、觀察對(duì)象的情況下，分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)） 點(diǎn)評(píng)： 在實(shí)驗(yàn)過程中鼓勵(lì)學(xué)生大膽的提出獨(dú)特的見解，利用學(xué)生們思維的互補(bǔ)性，使他們?cè)跔幾h中提高認(rèn)識(shí)，在辯論中提高啟發(fā)，以使學(xué)生的思考更加全面、深入。 25 學(xué)生代表乙：當(dāng)電阻 R 與時(shí)間 t 一定時(shí)，電流強(qiáng)度 I 越大，熱量 Q 越大。 教師：英國科學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于 1840 年最先確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度、電阻和時(shí)間的關(guān)系：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。 點(diǎn)評(píng)： 在這一環(huán)節(jié)中 ，教師讓學(xué)生在分析、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，概括實(shí)驗(yàn)規(guī)律 的過程中學(xué)會(huì)求知。 教師：現(xiàn)在我們討論一下開始上課時(shí)我們提出的兩個(gè)問題，哪位學(xué)生能夠找到答案？ 學(xué)生代表甲：用同樣的交流電源和同樣的導(dǎo)線給兩個(gè)電路供電，它們的發(fā)熱情況 不同，是因?yàn)檫@兩個(gè)電路是并聯(lián)的。 學(xué)生代表乙：同一電路中燈泡熱的發(fā)光，而導(dǎo)線卻幾乎不熱，是因?yàn)樵谕浑娐分?，電流?qiáng)度處處相等，電功率 ： RIW 2? P 與 R 成正比，所以電阻大的燈泡熱的發(fā)光，而電阻相對(duì)較小的導(dǎo)線卻幾乎不熱。 26 附錄四 科學(xué)探究式演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例 —— 靜摩擦力 教師：（將甲、乙兩本書僅幾頁交疊在一起）如果我們用手提起甲書，乙書會(huì)不會(huì)掉下去？ 學(xué)生：會(huì) 教師：如果我將兩本書相互多夾幾頁（邊說邊做，將甲乙兩書依次交疊）再用手提起甲書，乙書會(huì)不會(huì)掉下去？如果我讓一個(gè)同學(xué)上臺(tái)來用力拉兩本書，這兩本書會(huì)不會(huì)被分開？ 點(diǎn)評(píng)： 制造認(rèn)知沖突，實(shí)際上就是使前概念與當(dāng)前面臨的現(xiàn)實(shí)發(fā)生尖銳的矛盾，引起認(rèn)知沖突。 教師：說說會(huì)分開的理由。 教師：說不會(huì)分開的同學(xué)也說說你們的理由。 點(diǎn)評(píng)：當(dāng)科學(xué)事實(shí)擺在他們面前時(shí)就會(huì)對(duì)他們產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，深化了認(rèn)知沖突，進(jìn)而促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化與重組。 演示：（教師用手提起甲書，將乙書懸掛，學(xué)生發(fā)現(xiàn)乙書沒有掉下來，然后教師請(qǐng)一名力氣比較大的學(xué)生上臺(tái) 用力拉兩本書的書背演示） 學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩本書沒有被分開，大部分人都很詫異。 點(diǎn)評(píng)： 將教師演示改為學(xué)生自己親自動(dòng)手實(shí)踐，雖然沒有增加什么新的內(nèi)容，但卻增加了學(xué)生參與的機(jī)會(huì)，為學(xué)生提供了動(dòng)手、動(dòng)腦的條件，創(chuàng)設(shè)了最佳學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣。 教師：夾緊了的意思就是說兩書之間存在壓力。 教師：好。 學(xué)生：乙書在豎直方向上受重力和向上的力。 教師：那么也就是說向上的力與重力的方向都是豎直方向的，而剛才同學(xué)所說的壓力是水平方向的，大家想一想，壓力這個(gè)水平方向上的力能使書在豎直方向上靜止嗎？ 學(xué)生：不能。由此我們知道了剛才那種認(rèn)為兩書沒有是由 于壓力直接作用的結(jié)論是錯(cuò)誤的。 學(xué)生：沿著水平方向拉書，拉力是水平向外的，而書在水平方向上是保持靜止的，說明書在水平方向上受合力為零，所以，必然存在一個(gè)與拉力方向相反的 力作用在書上，此力是靜摩擦力。請(qǐng)同學(xué)們來猜一下，這些盒里裝的各是什么東西（幾個(gè)學(xué)生分別到講臺(tái)前將三個(gè)粉筆盒分別掂了一下）？ 學(xué)生：夾盒裝的是粉筆，乙盒裝的是石 頭，丙盒裝的是棉花。 學(xué)生：因?yàn)楸凶钶p，乙盒最重。 教師：這又如何解釋？ （ 1）思考 教師：一汽車棉花比一粉筆盒的石頭重；同樣體積的棉花與石頭比較，同樣體積的石頭重。 （ 2） 方法 教師：不同物質(zhì)，取相同的體積來比較，這是物理學(xué)常用的對(duì)比法。 （ 3） 討論 教師：同學(xué)們都帶來了鐵螺母、鐵釘、玻璃和蠟燭，那么如何 測(cè)量他們相同體積的質(zhì)量呢？請(qǐng)前后桌的同學(xué)討論一下。 教師：可是鐵螺母、鐵釘、玻璃、蠟燭等都是不規(guī)則形狀的物質(zhì)，如何測(cè)量他們的體積呢？請(qǐng)前后桌的同學(xué)相互討論一下。 （ 4） 練習(xí) 教師：學(xué)生代表的想法非常正確，請(qǐng)同學(xué) 們按照這種思路分別測(cè)出鐵螺母、鐵釘、玻璃、蠟燭的質(zhì)量和體積，并計(jì)入表格中。 教師：這位同學(xué)非常聰明，總結(jié)的很正確。用公式表示：密度 =質(zhì)量 /體積 。通過今天的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們討論一下，你們能夠得到什么結(jié)論？ 學(xué)生：物質(zhì)一定，密度一定；物質(zhì)不同，密度不同。 教師：（ 1）產(chǎn)生電流的條件是什么？（ 2）矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)平動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？當(dāng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)或從磁場(chǎng)中拉出時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？方向如何？（ 3）當(dāng)條形磁鐵插在線圈中相對(duì)靜止時(shí)，線圈回路有無磁通量？是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？當(dāng)磁鐵插入線圈或從線圈中拔出時(shí) 是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？方向又如何？ 引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，積極進(jìn)行討論。 教師：那么，請(qǐng)同學(xué)們猜測(cè)一下感應(yīng)電流的方向和大小的變化可能是由什么因素決定的？ 學(xué)生：（討論）感應(yīng)電流的方向可能取決于原磁場(chǎng)的方向和大小的變化兩個(gè)因素。 制定實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)。 教師：通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)磁通量的變化與感應(yīng)電流有關(guān)，但我們還不知道二者之間確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 教師：可不可以設(shè)法尋找一個(gè)既與磁通量的變化有關(guān)，又與感應(yīng)電流有關(guān)的“中間量”呢？ 分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 教師：對(duì)，這就是楞次定律，它是判斷感應(yīng)電流方向的一個(gè)經(jīng)典定律。 教師：試 判斷線框被拉入 磁場(chǎng)或從磁場(chǎng)中拉出時(shí)感應(yīng)電