探究式課堂教學的有效性嘗試

李芳

《力的合成》是人教版物理必修1第三章《相互作用》第四節的內容，本節課的重點是通過實驗探究求合力的方法，要求學生在學習了重力、彈力、摩擦力等矢量的基礎上，進一步探究矢量的運算方法。本課的難點在于高一學生剛接觸矢量，對矢量的運算沒有任何感性認識，沒有任何生活經驗可供借鑒，學生習慣的是僅有大小沒有方向（如質量、體積等）的物理量之間的代數運算。

對于本節課的處理大致有兩種方法：一種簡單易行的教學方法是分散教學難點，直接教給學生力的合成法則，再讓學生通過實驗驗證和在反復運用中逐步深化對力的合成法則的理解。但對照新課程理念對高中物理教學的要求：學生應該是教學活動的主體，教師在教學過程中應引導學生質疑、調查、探究，在實踐中學習。這樣的處理顯然不是最佳的選擇。另一種方法是通過實驗的方法引導學生探究總結出力的合成的矢量運算法則，這樣的教學貫徹了以提高學生科學素養為核心的新的教學理念，對于力的合成這樣全新的知識，學生在探究活動過程中的體驗才更加真實而深刻。現在我們提倡的教學設計更傾向于第二種處理方法。但是在處理的過程中，需要教師在適當的時機做適當的鋪墊，放慢教學過程，讓學生去親身體驗探究過程，從知識上說，學生在前面已經學過運動學，對運動學中的矢量，如，位移、速度等，在生活中還是有一定的感性認識的，尤其是對兩段位移合成總位移的討論，形象直觀，對力的平行四邊形法則有一定的啟示；從方法和習慣上來說，學生對科學探究尤其是實驗探究已經積累了一定的體驗和認識，這也為學生自主探究力的合成法則提供了保障。

引入部分如何調動學生的積極性，激發學生的求知欲這是一節課的關鍵。可以設計從曹沖稱象的小故事引入或實驗引入，目的是向學生滲透等效的思想，從而引出合力、分力的概念。就課堂效果來看，高一的學生對這種簡單的小故事，發表看法的積極性不是很高，但是等效的思想確實顯而易見。建議老師在引入部分調整一下，可以用所授課班級的學生拍攝了學生提水的照片，在互動上要更好一些，然后再引入曹沖稱象的故事，等效的思想實現了自然的滲透。

課堂展開主要是圍繞探究力的合成的矢量法則。老師的想法基本一致，就是在等效的基礎上研究一個力和兩個力的大小關系，但是就取材問題，按照課本的思路放一定量的砝碼，讓學生體會一個力和兩個力作用效果相同，研究力的大小關系，對于砝碼來說感覺不是那么直接，我們可以就地取材，直接用彈簧秤提拉物理課本（用到長尾夾），學生用一只彈簧秤拉起物理課本，記錄讀數，有的學生用兩只彈簧秤互成角度拉起物理課本，記錄兩只彈簧秤的讀數，比較后兩個力和前一個力的大小關系，體驗到力的合成不是簡單的代數相加，進而猜想原因是力是矢量，從而引出后面的實驗探究。尤其是物理學科，我們在處理某些物理問題時，可以借助身邊的小器材來分析，學生親歷實驗的過程，這樣的教學效果會更加直觀。后面再利用橡皮筋、彈簧秤、細線等探究力的合成的法則。展開過程要注意層層引導：設置實驗前的思考環節：問題1：如何獲得分力？問題2：如何找到能夠替代分力的合力？問題3：合力與分力的效果相同如何實現？問題4：如何記錄力的大小和方向？

對應四個設問，學生在討論的同時滲透實驗的注意事項，這樣在放手實驗時，學生可以有的放矢，實驗的精確性也可大大提高。在對待分組實驗時，我們在擺放實驗器材時，幫某些小組把實驗儀器橡皮筋的位置固定好了，結果在實際操作時，反而限制了學生的思維，學生不會調節合適的方向，造成了圖示比例不合適。有時候，老師幫學生準備越多，對學生來說并不是什么好事。

最后一個環節就是，進一步研究合力與分力之間的大小關系。老師都制作了精美的演示儀，可以方便直觀地得到合力隨分力夾角的大小變化關系，甚至教師制作多個演示儀，每個小組一個，學生自己操作得出結論，這樣的效果會更有效。

對于物理學科教學，應該重視實驗在物理教學中的作用，實驗不僅可以激發學生學習的興趣，還能豐富學生的感性認識，同時可以引發學生的理性思考，使學生的學習循序漸進而不是那么突兀。在突破重點、難點時，配合恰當的實驗，即可化難為易。如果有可能的話，對于每一節物理課教學，完全可以做到一步一實驗，步步鋪墊，這樣可以使學生充分地認識物理過程，對啟發學生思維、增強探索精神起到重要的作用。