關于提高“自由落體運動”教學效率的研究

潘智博

摘 要：教師在高中物理教學過程中，應當明確以“教材為核心”的物理教學的觀念。引導學生學習關于高中物理運動學知識的詳細內容，和與之對應的物理觀點。教師想要切實提升學生學習“自由落體運動”的學習效果，應當從指導學生快速“利于運動的相互關系”入手；其次，學生理清自由落體的細節過程；最后，教師從生活實際出發，激發學生將知識轉化為實際應用的能力。

關鍵詞：高中物理 自由落體 教學效率

教師在指導學生學習物理知識時，需要摒棄傳統教學方法的窠臼，從教學本質和應用實踐的角度出發，通過有效的教學方法來為學生講解相關物理知識，以此鍛煉學生思考物理問題的思維能力。筆者從物理教學出發，分析實際解決問題的教學方法，教師要激發學生學習物理知識的興趣，培養學生冷靜分析的思考習慣，進而有效提升學生的物理學習效率。

一、探究本質，指導學生認知加速度

教師在進行運動學教學時，應當重點為學生強調關于加速度的知識內容。因為，“加速度”是高一階段力學教學中特別重要的概念，同時也是物理教材中特別晦澀艱深的概念。對應到實際的物理運動過程中，我們可以發現物體運動的速度是一個可以測得的物理量，反映到加速度的角度，就應當指導學生從定義來進行分析了。加速度是衡量物體速度變化量與發生變化所用時間的比，描述物體速度變化快慢的物理量，單位是m/s2。同時，教師向學生說明加速度的矢量性，它的實際方向同物體的速度變化（量）的方向相同，與合外力的作用方向也相同。重點是關于加速度的計算：單位時間內速率的變化量。以及作用力施加在物體上的作用效果，因此產生對應的加速度。而后教師需要的就是將教學內容進行整合，指導學生認識加速度。[1]

例如，教師在授課期間，可以為學生進行課堂演示實驗，用100克的砝碼作為重物拉動不同重量的小車，由學生觀察小車運動速度的變化快慢。教師向學生提出問題：同學生們，速度變化如何？誰的速度變化大？誰的速度變化快？而后經過學生組成的探究性學習小組分析得出以下推論：小車速度的變化有大小，速度的變化有快慢，其中重量最小的變化速度最大，并且最輕的小車速度變化最快。學生對此有了一個了解之后，教師為學生分析該運動系統的受力情況，其中只有砝碼提供重力，拉動小車進行勻加速的運動。通過檢測發現，小車的運動速度變化快慢和系統總質量相關。學生也在這個過程中明白了關于加速度的變化規律：受到合外力的影響。

二、運用實驗，提升學生的知識理解

“實踐是檢驗真理的唯一標準”應用在關于“自由落體運動”的教學過程中同樣適用。因為之前學生已經明白，導致物體運動速度發生變化的因素時合外力的作用。因此，教師在為學生講解“自由落體運動”時就會格外輕松，但是學生對于自由落體運動的實際問題還是不太明白，因此教師需要通過指導學生進行相關的驗證實驗，進而提升學生對于自由落體運動的理解程度。

例如，教師可以從一正一反兩個角度展開實驗的設計。其一，教師指導學生進行驗證當地重力加速度的確切值的實驗。有學生組成合作探究小組，分析教材所給的實驗閱讀材料，進而展開討論和分析，首先指導學生明白實驗的原理，在重力的作用下使得打點計時器能夠在進行自由落體的紙帶上留下對應的一系列點。而后學生應當分析是實驗中用到的器材，打點計時器、紙帶、重物（足夠重）、鐵架臺。教師需要向學生說明關于打點計時器的使用方法，以及每個點之間的間隔對應的時間長度。通過學生進行驗證實驗，能夠有效驗證當地的重力加速度g的具體值。

其二，教師直到學生進行驗證試驗。從桌臺平面上平拋一小球，通過測速器測量其初始速度，和高臺平面的高度，并測出小球從拋出到落地的實際時間，以此驗證是否小球豎直方向上單純只是受到重力的作用。實際用到的材料為：平拋導軌、調平螺栓、拋球開關、測速器、鋼球、紙夾、復寫紙及底板。經過學生的研究，小球的運動軌跡為一條拋物線，從拋出到落地的時間可以測得，水平方向的運動速度由測速器測得，最后經過計算可以得到，該小球在水平方向上進行勻速運動，豎直方向上進行自由落體運動。學生經過這兩個實驗的學習，進一步加深了自己對于自由落體運動的認知水平，提升了學生的學習興趣。[2]

三、回歸生活，結合學生生活化實踐

物理知識來源于生活，也應當回歸于生活。教師在教學過程中，需要為學生進行關于“自由落體運動”的知識普及。強調經世致用的學習原則一直都不過時，因為教師指導學習相關知識一定是建立在“有用”的基礎之上。因此，教師需要在實際的物理教學過程中強調關于知識的實用性。學生通過教師的生活化講解受到相應的啟發，最終對“自由落體運動”知識的認知得到進一步的加深。

例如，教師在為學生講解關于“自由落體運動”的實際應用時，為學生講課關于“二戰”的歷史。當時的轟炸機對敵人城市進行轟炸的時候，轟炸機會在沒有到達敵方城市的時候就打開腹部艙門進行炸彈的投擲。那么這是為什么呢？經過教師的提問，學生們立即就教師的問題展開討論。學生分析飛機投擲炸彈的過程，因為涉及到炸彈的運動軌跡，飛機飛行期間有水平方向的速度，炸彈落下的一瞬間就開始作水平方向的勻速直線運動，以及豎直方向的自由落體運動。因此，需要飛行員預估自己飛機的飛行速度以求準確命中目標。再者，教師分析學生實際的興趣愛好，為學生布置和所學自由落體運動相關的實踐作業，以此提升學生對于生活中物理知識的熟悉程度和學生觀察生活的好習慣。

綜上所述，教師需要指導學生探究相關知識點的本質，并運用實驗提升學生的認知水平，同時指導學生回歸生活，強化學生的知識認知水平。最終，有效提高關于“自由落體運動”知識的教學質量。

參考文獻

[1]董彥.以“自由落體運動”為例談基于核心素養導向的教學設計[J].中學物理教學參考，2018，47（08）：14-17.

[2]焦彥平.核心素養導向下的《自由落體運動》教學創新[J].物理教學探討，2018，36（03）：35-36.