“探究加速度与力、质量的关系”实验教学反思

“探究加速度与力、质量的关系”实验教学反思2017版《课程标准》关于物理学科课程标准，凝练了学科核心素养，明确了学生学习物理学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关健能力，对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标进行了整合。本文为在阅读2017版《课程标准》关于物理学科课程标准后，通过分析“探究加速度与力、质量的关系”课程内容，谈高中生物理学科素养的培育。 一．教学内容分析：《课程标准》中关于“探究加速度与力、质量的关系”实验教学要求为：会做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”等实验。能明确科学探究实验所要解决的问题，知道制订实验方案是重要的，有控制变量的意识。会使用基本的力学实验器材获取数据，能用物理图像描述实验数据，能根据数据得出实验结论，知道实验存在误差。能表达科学探究的过程和结果。基于这样的《课程标准》，对该课程内容及课标要求分析如下：1. 明确“探究加速度与力、质量的关系”的实验，涉及三个物理量，如何找到三个物理量间的定性、定量关系，首先便是要确定方法——控制变量法，并引导学生回忆在初中阶段学习的“欧姆定律”相关内容的实验教学所应用的方法：电流、电压、电阻之间的关系所运用的科学方法——控制变最法。故而明确要求：在质量一定的前提下，探究加速度与力的关系；在外力一定的前提下，探究加速度与质量的关系；这要求学生掌握在科学研究中最重要与最基本的研究方法——控制变量法，并且能够在实际研学中加以应用的学科素养。2. 明确“探究加速度与力、质量的关系”的实验三个物理量的测量手段及器材使用。这个问题，对于高一学生来讲，既有旧知识，又有新内容。其中关于力与质量的测量，在初中物理中已经学习过。但关于加速度的测量（打点计时器与纸带的配合）则是高中新学习的内容，加速度也是高中新学习的概念。这点要求学生能够将所学习的旧知识应用到新知识当中，建立起知识结构的意识与能力。（原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学（原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学3. “探究加速度与力、质量的关系”的实验定性实验与定量实验方案的选择。应该说，因为实验中涉及加速度的测量，到目前阶段，只学习过一种测量加速度的方法，所以学生在选择方案时，自然就有了初步的选择。对于教材中给出的两套方案，细作分析，实际上一个对应着定性的比较(图1)，一个对应着定量的测量(图2)。哪种实验方式更适合同学们的学习，易于理解与适于操作，必须要在学生们的实际动手学习的过程中方能理解。这就要求学生能够主动思考探究性实验的方案的制定与选择，并能够进行优点与不足的比较，深入理解实验方案的原理，从而能够进行知识与方案的迁移与类比。4. “探究加速度与力、质量的关系”的实验数据处理方法与呈现。这个是建立在该实验的定量测量的基础上完成的。需要：在质量一定的前提下，测量在不同外力作用下物体的加速度；在外力一定的前提下，测量在不同的质量下物体的加速度。分别画出 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 、 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 的图像，并进行相应的判断。尤其是在 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 的图像中，因为是曲线，所以还要考虑其他的情况，如教材中所提供的 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 的关系，进而判断。这点要求学生们能够将实验探研过程中获得的数据进行深入的分析、处理，并且能够进行合理的呈现的能力。包括建立合理、简洁的表达方式，能够让结论更加科学地描述出实验所得出的规律的学科素养。同时，这种表达方式不仅仅是一种方法，同时还是一项内容的学习。在今后的研学中，能够应用到其他知识点的学习之中。5. “探究加速度与力、质量的关系”的实验结论。要得到 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 、 （原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 的结论，还是可以从初中所学习的欧姆定得的实验结论来迁移与类比，从而提醒学生认识方法的普适性。从实验过程、数据分析到结论总结，需要学生敏锐的洞察力与表达的能力。就物理学科而言，简洁的公式更能够表达出规律，也要求学生们具有一定的审美能力素养。6. “探究加速度与力、质量的关系”的实验误差分析：本实验涉及的三个量关健的一环在“力”。从前述实验方案的选择可知，需要用小车在重物的拉动下做匀变速直线运动来进行实验。那么小车受到的拉力如何来确定？这个问题是本实验引入误差讨论的关键。从引导学生分析如何得到细绳上的拉力即为小车受到的合力，到如何使重物的重力等于细绳上的拉力，最终是重物的重力等于小车受到的合力。这个过程中对学生对受力分析、力的运算、实验过程中的操作等学科能力有非常高的要求。而这些要求，是本节内容的重点，体现出学生的物理学科的基本素养，更重要的还要求学生更高的分析与判断的能力要求。要求学生们具有敏锐的洞察力，能够抓住问题的核心进行分析，并提出解决的方案的学科素养。（原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学7. “探究加速度与力、质量的关系”的实验方案拓展。本实验中有一个重要的近似处理：即要求学小车受到的合力近似等于拉到小车做加速运动物体的重力。这本身要求学生能够进行分析，得出近似成立的条件为（原创）宋建军“探究加速度与力、质量的关系”实验教学 。更进一步的思考是能否得到更为理想的条件：直接得出拉动小车做加速运动的合力大小呢？这需要学生能够拓展思维，大胆构建方案，改进测量方法。如在小车上加装力传感器法(图3)或是在重物处加装动滑轮和弹簧测力计法(图4)。对物高中物理的实验探究学习，教科书上给出的往往是几种方案，每个方案在不同之处均有不足之处，但我们的物理学科的学习，不能停留在书本内容之内，拓展学生的思维，从被动接收到主动思考，在学习好原理的基础上选择更优的方案，解决不足的之处，进行创新思维的培养，才是物理学科进行教学的更深、更高层次的目标。 二．物理学科素养目标物理课程绝为是一门纯概念学习、公式学习、规律学习，然后进行考试的课程，更是培养学生发现问题、寻找方法、制定方案、解决问题的科学素养的自然学科。在高中物理实验教学过程中，要注重以下物理学科素养培养目标：1.具有建构模型的意识和能力；能运用科学思维方法，从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理、找出规律、形成结论；具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新。2.具有科学探究意识，能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设；具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案，使用不同方法和手段分析、处理信息，描述并解释探究结果和变化趋势；具有交流的意愿与能力，能准备表述、评估和反思探究过程与结果。3.能正确认识科学的本质；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威；关心国内外科技发展现状与趋势，了解物理研究和物理成果的应用遵循道德规范，认识科学、技术、社会、环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。