探究力的合成.doc

用心爱心专心115号编辑

适时、适度地参与学生的探究活动
――“力的合成”教学设计
无锡市锡山区教育局教研室张杰214171
无锡市教育研究中心马宇澄214001
一．学生学习情况及学习任务分析
人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书（以下简称“人教版”）《物理》必修1第三章第四节“力的合成”，把实验探究求合力方法的过程作为本节课的重点内容，要求学生在学习重力、弹力、摩擦力等矢量的基础上，进一步探究矢量的运算方法。
高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯的是仅有大小没有方向如质量、体积等物理量之间的代数运算。所谓“万事开头难”，力的合成法则对高一学生来说是一个难关，而一旦过了这个坎，则是学生认识上的一次质的飞跃。
意识到学生在这一问题上的巨大困难，一种简单易行的教学方法是分散教学难点，先教给学生力的合成法则，再让学生在实验验证和反复运用中逐步深化对力的合成法则的理解［1］。但对照新课程理念对高中物理教学的要求，这样的处理又显然不是最佳的选择。一则，以提高学生科学素养为核心的新的教学理念把学生探究活动的过程、方法以及经历探究活动过程中的体验作为课程目标之一，正是象力的合成这样对学生来说全新的知识，学生在探究活动过程中的体验才更加真实而深刻，其效果远非那种目标和路线都明摆着的形式化的探究活动可比。二则，正因为学生对矢量运算是完全陌生的，放慢教学过程，让学生在探究过程中获得切身体验，也有利于学生更深刻的理解矢量的合成法则。三则，从知识上说，学生在前面已经学过运动学，对运动学中的矢量，如位移速度等，在生活中还是有一定的感性认识的，尤其是对两段位移总位移的讨论，形象直观，对力的平行四边形法则有一定的启示；从方法和习惯上来说，随着新课程的实施和推进，学生对于科学探究尤其是实验探究已经积累了一定的体验和认识，也勇于发表自己的看法，良好的学习习惯和课堂氛围也为学生自主探究力的合成法则提供了保障。
综上所述，本节课的教学目标可确定为：（1）从力的作用效果出发研究合力与分力间关系；（2）通过实验探究得出力的平行四边形定则；（3）体会等效的思想方法，参与实验探究力的合成法则的过程，体会实验归纳的方法；（4）体会在科学探究中既要大胆猜想，也要严谨求证。
本节课的教学重点是实验探究力的合成的规律。设计实验，利用实验得到合力与分力的大小和方向，猜想它们之间所遵循的运算规律则是本节课的教学难点。考虑到学生的实际困难，教师设置好引导学生步步深入进行探究的情景和问题，适时、适度地参与学生的探究活动则显得尤为重要。
二．课堂教学设计理念与教学思路
为了让学生更好地体验科学探究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，本节课的教学采用如下教学流程：小实验创设情境→提出问题→设计方案→分组实验→引导启发猜想→实验验证→得出结论。教学过程中注重教师的“导”和“参与”，适时、适度地参与学生的探究活动，淡化教师的“教”；注重学生对知识的自主学习与自我构建，强化小组学习与小组交流，淡化机械训练，摒弃灌输式教学；在师生互动、互助的氛围中达到学习的目的。
三．教学准备
系上绳子的一组杠铃片，用来创设一个学生感兴趣的力的等效替代的情景。
人教版新课标教材上的探究实验只能提供一组特殊数据，对于学生体验探究力的合成法则是远远不够的，这里把实验改成先用弹簧秤和重锤初步研究合力与分力的关系做铺垫，再用橡皮条和弹簧秤在白纸上研究力的合成法则（即原教材中验证力的平行四边形定则的学生实验）。学生每两人一组下列器材：平行四边形法则演示器、方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉（几个）、带有绳套的重锤（约300g）
四．教学过程
1．小实验设置情景，渗透科学方法
F
图1
G
F2
F1
图2
G
一力气大的同学一人提起杠铃片，使杠铃片保持静止；另外两位同学一起通过拉动绳子将杠铃提起并使之保持静止，从实验中有什么发现？分析两种情况下杠铃片的受力情况并画出力的示意图如图1、2所示,F与F1、F2是什么关系？引出力的等效替代关系，得出合力与分力的概念。
教学中渗透等效替代的思想方法，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力与合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用又考虑合力的作用。
2．分组实验，激发思考
那么合力和分力之间遵循怎样的规律呢？具体的说，上面的例子里F与F1、F2的大小方向存在怎样的关系？猜想，并利用桌子上的实验器材，设计实验验证你的猜想。
可能会有学生猜想F＝F1＋F2，实际上猜想不一定要正确，与实验证实相比，实验证伪更能反映科学研究活动的真实情况。可用重锤模拟上面小实验中的杠铃片，两个弹簧秤可分别读出F与F1、F2的大小。
将各组实验数据记入下表中