一堂探究式學案教學的嘗試與感悟

賀曉霞

摘要：本文介紹了一種新的“學案教學”模式，提出了以還課堂予學生為目的的“學習目標、診斷補償、學習導航、知識小結、當堂達標”等五個環節。這對高中物理探究式教學特別是高中物理中的一些非實驗探究式教學提供了一種參考思路。

關鍵詞：探究式；學案教學；實踐；反思

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2009)6(S)-0024-3

“學案教學”是相對于傳統的“教案教學”模式提出的一種新的教學模式。它是以學案為載體，學生依據學案在老師指導下進行自主探究的教學活動。它一般可分為：學習目標、診斷補償、學習導航、知識小結、當堂達標測試五個環節，其根本目的是還課堂予學生，充分實現學生在課堂教學中的主體地位。那么，“學案教學”與新課程提出的探究式教學能否有機結合？為此，筆者大膽實踐，以高中物理“動能 動能定理”一節為例進行了一堂“探究式學案教學”的嘗試，效果不錯，在此與同仁分享。

1 “動能 動能定理”學案教學設計

學習目標

1、理解動能的概念，會計算動能的大小。

2、掌握動能定理的推導過程。

3、理解動能定理，知道動能定理的應用范圍。

4、會用動能定理解決實際問題，初步體會動能定理解題的便捷。

診斷補償

1、功—— 力對于位移的積累 （過程量）。

W璅=Fscosα。

2、能—— 物體做功的本領（狀態量）。

3、功與能——功是能量轉化的量度

（W=ΔE ）。

5、動能——物體由于運動而具有的能，與物體的質量m、運動速度υ有關。

學習導航

探究1: 如圖1所示，水平面上質量為m的木塊，初速度為v1，在與運動方向相同的拉力F作用下發生一段位移s，速度增加到v2，在這一過程中，已知物體所受阻力為f，求合外力對木塊所做的功。

答案1 W合=____。答案2 W合=____。

用功和能的關系去解釋上述方程：__________。

（一）、關于動能

1、動能的定量表達式：________。

探究2：根據動能的定量表達式，導出動能的單位，說明動能與物體速度的平方成正比而不是與速度成正比。

2、動能的單位：________。

3、動能是矢量還是標量？

探究3：把一質量為0.5kg的小球以10m/s的速度豎直上拋，不計空氣阻力，小球落回拋出點時速度方向______，大小為______，動能為______，小球在拋出點的動能為______。此過程中，合外力做功______J，動能有無變化？______，動能與速度方向有無關系？______。

結論：________。

（二）、關于動能定理

1、推導：__________。

2、公式：__________。

3、表述：__________。

探究4：在h高處，以初速度υ0分別豎直向下和水平方向拋出一小球，不計空氣阻力，請分別用運動學公式和動能定理求出小球著地時速度大小。（2、4、6組同學完成豎直下拋，1、3、5、7組同學完成平拋運動。）

通過兩種方法求解比較，有何體會：__________。

探究5：一運動員用平均100N的力把400g足球以10m/s踢出,足球水平飛出100m,求此運動員對球做功多少？對此題的解法，同學們中有兩種：

第一種是W=Fs=10 000J，

第二種是W=ΔE璳=12mυ2-0=20J。

你認為哪種方法正確，說明理由。通過此題，你對動能定理的運用又有怎樣的認識？借助它可以解決怎樣的問題？

探究6：（機動備用）民航客機機艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與地面的斜面，若斜面高3.2m，斜面長5.5m，質量為60kg的人沿斜面下滑所受的阻力是240N。求人滑至底端時的速度。請用動能定理解答本題。

通過求解此題，歸納一下應用動能定理解題的一般步驟。

達標測試

①改變汽車的質量和速度，都可能使汽車動能改變。在下列情況下，汽車的動能變為原來4倍的說法正確的是（ ）

A.質量不變，速度增為原來的2倍

B.速度不變，質量增為原來的2倍

C.質量減半，速度增為原來的4倍

D.速度減半，質量增為原來的4倍

②一個人站在陽臺上，用相同的速率分別把三個球豎直向上拋出，斜向上拋出，水平拋出，則三球落地的速率（ ）

A.斜上拋球最大 B.豎直上拋球最大

C.平拋球最大 D.三球一樣大

③一物體做變速運動，則（ ）

A.一定受到了力的作用

B.動能一定發生了變化

C.合外力做功一定不為零

D.物體的加速度一定不為零

④一質量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于天花板上，小球在水平力恒力F的作用下，從平衡位置P點移到Q點，此時繩子轉過了θ角，如圖2所示，求小球在Q點時的速度大小。

⑤（機動備用或作為課后作業）質量是500g的足球被踢出后，某人觀察它在空中的飛行情況，估計上升的最大高度是10m,在最高點的速度為20m/s。請你根據條件計算運動員踢球時對足球做的功。

課后作業 （略）

基礎鞏固：教材課后練習

拓展提高：分別用牛頓運動定律和動能定理求解下題：質量為m=3kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數μ=0.2，在水平恒力F=9N作用下起動。當m位移s1=8m時撤去推力F，試問：物體還能滑多遠？(g取10m/s²)。

2 課堂實錄

步驟1：展示“學習目標”與“診斷補償”（1min）。

由老師直接向學生展示本節課“學習目標”與“診斷補償”。

步驟2：自主學習與小組合作（20min）。

學生分成7個學習小組，在自主學習基礎上，合作討論與探究，解決完成學案中學習導航的所有問題，教師巡視。

步驟3：交流互動（12min ）。

由學習小組分別匯報對學習導航中各問題的解答與體會，教師補充強調。

第1小組代表匯報“探究1”答案及結論

答案1：W合=（F-f）s。

答案2：W合=12mυ22-12mυ21。

答案2所示方程反映的是合外力對物體所做的功等于物體一種能量的變化，這種能量與物體的運動速度和質量有關，應該就是動能。

所以，動能的定量表達式應為12mυ2。

第2小組代表匯報“關于動能”的探究與結論

如1小組所匯報的結論一樣，動能的定量表達式為E璳=12mυ2。

我們按探究2的要求推出E璳=12mυ2的單位是：（kg?m-2?s-2)2=kg?m/s².m=N?m=J,是能量的單位，說明動能與物體的速度的平方成正比而不是與速度成正比。

探究3中，物體豎直上拋落回拋出點的速度方向反向了，但大小沒變。此過程中，合外力即重力做功為零，動能沒有變化，均為50J，說明，動能與方向無關，是標量。

第3小組代表匯報“關于動能定理”

“探究1”實際上就是動能定理的推導過程，其“答案2”，實際就是動能定理的表達式：

W合=12mυ22-12mυ21。

其內容表述為：合外力對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。

老師補充強調：（1）動能定理實際是通過牛頓第二定律推導出來的，公式左邊一定是合外力做功，右邊動能的變化量為末態動能減初態動能，公式為標量式。

（2）合外力的功，可以是合力做功，也可以是所有力做功的代數和。

第4小組代表和5小組代表匯報“探究4”

（1）板演求解過程：兩組同學代表分別在黑板上板演 “探究4”中關于豎直下拋和平拋運動的兩種求解。（板演內容略）

（2）歸納總結：通過兩種方法對比體會到，由于動能定理表達式的標量特點，用其求解問題一般比用運動學公式簡便，特別是解決像平拋運動這類曲線運動問題。（此處結論，學生說得不夠準確與充分，老師作適當提示和補充）。

第6小組代表匯報“探究5”

第二種解法正確。第一種解法中的力F與位移s不在同一過程，不能相乘作為力F的功。第二種方法是利用動能定理，通過計算力F作用過程中足球的動能變化間接計算力F所做功。由此我們發現，動能定理為我們提供了一種間接計算力做功的方法。

老師補充：這是一道求解短時力做功的問題，因其作用時間內測量位移有一定的難度，往往只能利用動能定理間接求解。因此，動能定理還經常用來間接求解變力做功的問題。

第7小組代表匯報“探究6”

（1）用投影儀展示“探究6”的求解：展示內容（略）。

（2）歸納總結：通過求解此題，歸納應用動能定理解題的一般步驟：①選擇研究對象，明確其運動過程；②分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況；③明確物體在過程中始、末狀態的動能； ④列出動能定理的方程及其它輔助方程，求解并驗證。（此處結論，學生說得不夠準確與充分，老師作適當提示和補充）

步驟四：知識小結（2min）。

由教師幫助學生對本節所學知識做一回顧梳理和概要小結。強調動能定理表達式及含義。

步驟五：當堂達標測試（10min）。

（1）由學生獨立完成達標測試（7min）。

（2）教師公布答案，學生自評以及教師點評（3min）。

達標檢測結果是：

全班60個同學中，①②④題全對，③題有8個同學做錯，⑤題有14個同學做錯或時間不夠。老師就③題有關“速度”的矢量性與“動能”的標量性作提示點評。對⑤題的運動情景與物理過程選擇作點撥。布置課后作業，并要求未完成⑤題的14位同學將其補充為課后作業。

3 一點感悟

新課程倡導探究式教學，一個眾所周知的現象是，在初中階段，探究式教學可謂搞得有聲有色，因為初中物理內容是以大量的實驗作為基礎，幾乎每堂課都可設計實驗探究內容。但高中物理課程卻較困難，而且高中物理課程目標也要求培養學生的邏輯推理能力和理性思維能力，因此有必要對高中階段的理論探究課設計進行探索與實踐。本堂課的設計與實踐，不失為一種有益的教學探索。以此類推，高中物理中的大量非實驗探究的內容，如概念、規律課都可以設計這樣的探究式教學，甚至習題課等也同樣可以，如對解題思路的探究等。照此思路，在高中實施探究式教學變得可行而現實。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部，《普通高中物理課程標準》，北師大出版社，2003.3

［2］廖伯琴主編，《普通高中課程標準實驗教科書-物理》，山東科技出版社，2004

［3］張大昌主編，《普通高中課程標準實驗教科書-物理》，人民教育出版社，2004

［4］馬建喜. 把“教案”變為“學案”的理性思考，文教資料, 2006,(27) .

(欄目編輯黃懋恩)