導學案在物理探究式教學中的應用管窺

劉文星

摘 要：導學案是引導學生自主學習、主動參與、合作探究、優化發展的學習方案，因其在提高教學質量、效率上發揮重要作用，被廣泛應用到高中各科教學中。物理是高中階段的重要學科，相關知識較為抽象，為激發學生的學習興趣，提高學生的物理學習成績，教師應注重將導學案應用到物理探究式教學中。

關鍵詞：導學案;高中物理;探究式教學;應用

當前素質教育背景下，要求教師在教學活動中突出學生的主體地位。而探究式教學正是突出學生主體地位的具體體現。所謂探究式教學指，教師給出一些事例或提出一些問題，要求學生根據所學，進行自主探究，發現和掌握物理規律與結論的一種教學方法。實踐表明，探究式教學中，巧妙應用導學案給與學生針對性指引，可獲得事半功倍的教學效果。

一、導學案在定律探究教學中的應用

高中物理中涉及較多重要定律，如牛頓第二定律、熱力學定律、機械能守恒定律等，其中機械能守恒定律，是高中物理教學的重點。為加深學生的理解，教師可借助導學案，引導學生探究機械能守恒定律。在導學案中教師可創設以下情境：

如圖1所示，一小球的質量為m，從光滑曲面上滑下，當達到高度為h1的A點速度為v1;當繼續滑動高度為h2的B點，速度為v2。

為激發學生思考，在導學案中可設置以下題目：

小球從A點運動至B點，列出相關方程，描述小球在A、B兩點間的動能關系;

結合重力做功和重力勢能的關系，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，從中不難得出的結論為：小球動能的增加等于重力勢能的減小。

（2）根據（1）中的公式，進行適當變形可得：mgh1+mv12=mgh2+mv22，其中等式坐標為小球在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。

在導學案的引導下，學生進行探究，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、導學案在實驗探究教學中的應用

為使學生深刻理解重力勢能的變化和選取的參考對象無關這一結論，教師可結合以往教學經驗，運用生活中的事物，借助導學案創設相關的探究情境，要求學生進行探究。例如，教師可創設以下實驗情境，要求學生進行探究：

如圖2，小球的質量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。

在導學案中教師設計以下表格，要求學生根據上述情境填寫，思考根據數據可以得出哪些結論。

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

在導學案的指引下，學生認真觀察表中數據，最終得出重力勢能的變化和選擇的平面無關，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論。

三、導學案在試題探究教學中的應用

高中物理教學中，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系，教師在編寫導學案時，可優選例題，引導學生進行探究，提高學生應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。

為更好的引導學生探究，在導學案中給出以下問題：

（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）結合以往經驗，經過分析可知，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）根據題干給出的已知條件及幾何關系，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，轉化為小球的動能越大，對應的速度v也就越大，這和人們的生活經驗一致。

四、結論

導學案是一種有效的教學工具，教師應結合學科特點及教學內容加以合理應用，尤其借助導學案開展高中物理探究教學活動，幫助學生理解物理規律、結論，可很好的提高教學質量與效率：

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

參與課題：《中學物理導學案的設計與開發研究》

課題編號：[批準號：JKS82595]

參考文獻

[1]秦然.“導學案”為載體的高中物理習題課自主學習研究[D].山東師范大學，2013.

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