導(dǎo)學(xué)案在物理探究式教學(xué)中的應(yīng)用管窺

劉文星

摘 要：導(dǎo)學(xué)案是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動參與、合作探究、優(yōu)化發(fā)展的學(xué)習(xí)方案，因其在提高教學(xué)質(zhì)量、效率上發(fā)揮重要作用，被廣泛應(yīng)用到高中各科教學(xué)中。物理是高中階段的重要學(xué)科，相關(guān)知識較為抽象，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成績，教師應(yīng)注重將導(dǎo)學(xué)案應(yīng)用到物理探究式教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)學(xué)案;高中物理;探究式教學(xué);應(yīng)用

當(dāng)前素質(zhì)教育背景下，要求教師在教學(xué)活動中突出學(xué)生的主體地位。而探究式教學(xué)正是突出學(xué)生主體地位的具體體現(xiàn)。所謂探究式教學(xué)指，教師給出一些事例或提出一些問題，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)，進行自主探究，發(fā)現(xiàn)和掌握物理規(guī)律與結(jié)論的一種教學(xué)方法。實踐表明，探究式教學(xué)中，巧妙應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案給與學(xué)生針對性指引，可獲得事半功倍的教學(xué)效果。

一、導(dǎo)學(xué)案在定律探究教學(xué)中的應(yīng)用

高中物理中涉及較多重要定律，如牛頓第二定律、熱力學(xué)定律、機械能守恒定律等，其中機械能守恒定律，是高中物理教學(xué)的重點。為加深學(xué)生的理解，教師可借助導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生探究機械能守恒定律。在導(dǎo)學(xué)案中教師可創(chuàng)設(shè)以下情境：

如圖1所示，一小球的質(zhì)量為m，從光滑曲面上滑下，當(dāng)達到高度為h1的A點速度為v1;當(dāng)繼續(xù)滑動高度為h2的B點，速度為v2。

為激發(fā)學(xué)生思考，在導(dǎo)學(xué)案中可設(shè)置以下題目：

小球從A點運動至B點，列出相關(guān)方程，描述小球在A、B兩點間的動能關(guān)系;

結(jié)合重力做功和重力勢能的關(guān)系，如何證明小球運動過程中機械能是守恒的？

分析：（1）小球下滑時，因為曲面的支持力和速度方向始終垂直，即，不做功。小球運動的過程只有重力做功，由動能定律可得：W合=mv22-mv12，即：mg（h1-h2）=mv22-mv12，從中不難得出的結(jié)論為：小球動能的增加等于重力勢能的減小。

（2）根據(jù)（1）中的公式，進行適當(dāng)變形可得：mgh1+mv12=mgh2+mv22，其中等式坐標(biāo)為小球在A點時的機械能，等式右邊表示小球在B點時的機械能，顯然小球在兩點時的機械能相等，即，機械能守恒。

在導(dǎo)學(xué)案的引導(dǎo)下，學(xué)生進行探究，不僅加深了對機械能守恒定律的認識，而且對機械能守恒成立的條件有個更為清晰的認識，即：物體只受重力或彈力;受其他力，但其他力不做功。

二、導(dǎo)學(xué)案在實驗探究教學(xué)中的應(yīng)用

為使學(xué)生深刻理解重力勢能的變化和選取的參考對象無關(guān)這一結(jié)論，教師可結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗，運用生活中的事物，借助導(dǎo)學(xué)案創(chuàng)設(shè)相關(guān)的探究情境，要求學(xué)生進行探究。例如，教師可創(chuàng)設(shè)以下實驗情境，要求學(xué)生進行探究：

如圖2，小球的質(zhì)量m=0.5kg，A距離桌面的高h1=1.2m，B點為地面上的一點，桌面高h2=0.8m，g取9.8m/s2。

在導(dǎo)學(xué)案中教師設(shè)計以下表格，要求學(xué)生根據(jù)上述情境填寫，思考根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出哪些結(jié)論。

參考平面 A的重力勢能 B的重力勢能 小球重力做的功 小球重力勢能的變化

桌面 5.88J -3.92J 9.8J -9.8J

地面 9.8J 0J 9.8J -9.8J

在導(dǎo)學(xué)案的指引下，學(xué)生認真觀察表中數(shù)據(jù)，最終得出重力勢能的變化和選擇的平面無關(guān)，從而更好的理解重力做正功重力勢能減小，重力做負功，重力勢能增加這一重要結(jié)論。

三、導(dǎo)學(xué)案在試題探究教學(xué)中的應(yīng)用

高中物理教學(xué)中，為研究在機械能守恒的條件下物體重力的減少和速度之間的關(guān)系，教師在編寫導(dǎo)學(xué)案時，可優(yōu)選例題，引導(dǎo)學(xué)生進行探究，提高學(xué)生應(yīng)用機械能守恒定律分析實際問題的能力。

如圖3，使用一細線將一小球懸掛起來，就成為一個擺。其中擺長為l，小球的最大偏角為θ。

為更好的引導(dǎo)學(xué)生探究，在導(dǎo)學(xué)案中給出以下問題：

（1）為便于研究問題，重力勢能為0的點應(yīng)選擇在哪里？

（2）基于（1）中的重力勢能的0點，小球在最高點A時的重力勢能為多少？

（3）小球在最低的速度為多少？

分析：（1）結(jié)合以往經(jīng)驗，經(jīng)過分析可知，將小球運動中的最低點，即圖中的O點，作為重力勢能為0的點，便于研究問題。（2）根據(jù)題干給出的已知條件及幾何關(guān)系，可知相對于O點，小球在最高點的高度為h=l（1-cosθ），則小球運動中最高點的重力勢能為：mgh=mgl（1-cosθ）。（3）小球運動過程中只有重力做功，因此機械能守恒：

在A點時，小球的重力勢能和動能為：mgh=mgl（1-cosθ）+0

在B點時，小球的重力勢能和動能為：0+mv22

則：mgh=mgl（1-cosθ）+0=0+mv22，解得v=

根據(jù)小球在最低點時的速度表達式可知，θ越大，小球到達最低點重力勢能減小的越多，轉(zhuǎn)化為小球的動能越大，對應(yīng)的速度v也就越大，這和人們的生活經(jīng)驗一致。

四、結(jié)論

導(dǎo)學(xué)案是一種有效的教學(xué)工具，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點及教學(xué)內(nèi)容加以合理應(yīng)用，尤其借助導(dǎo)學(xué)案開展高中物理探究教學(xué)活動，幫助學(xué)生理解物理規(guī)律、結(jié)論，可很好的提高教學(xué)質(zhì)量與效率：

一方面，在導(dǎo)學(xué)案的指引下，學(xué)生的探究活動更為針對性，尤其導(dǎo)學(xué)案對一些關(guān)鍵點進行點撥，降低了探究的難度，有助于提高學(xué)生的探究自信心。另一方面，探究過程由學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容自發(fā)完成，參與到物理知識形成的整個過程，使學(xué)生不僅知其然，更知其所以然，加深學(xué)生對所學(xué)物理知識理解的同時，促進其更好的應(yīng)用。

參與課題：《中學(xué)物理導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計與開發(fā)研究》

課題編號：[批準(zhǔn)號：JKS82595]

參考文獻

[1]秦然.“導(dǎo)學(xué)案”為載體的高中物理習(xí)題課自主學(xué)習(xí)研究[D].山東師范大學(xué)，2013.

[2]龐海龍.“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].西部素質(zhì)教育，2016，2（02）：112.

[3]葉幼明.“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].亞太教育，2016（29）：273.