高中物理探究教学案例举例 高中物理探究教学案例举例为了更好的将探究教学理论应用于教学实践，特将反映不同探究策略的四个高中物理探究教学案例作为例子呈现一）物理规律归纳探究——以重力做功特点的探究为例；（二）充分挖掘课本内容，自主建立卫星运动图景；（三）一个力学平衡问题的理性—实验探究；（四）为星空立法——开普勒行星运动第三定律探究物理规律归纳探究——以重力做功特点的探究为例美国国家科学标准指出，科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径科学探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动探究性学习是与直接接受式学习相对的，在好奇心驱使下、以问题为导向的、学生有高度智力投入且内容和形式都十分丰富的学习活动1探究学习的基本要素：观察现象和提出问题；提出猜想和形成假设；发展制定计划与进行简单的实验设计；进行实验、收集证据和处理数据；科学解释和评价；表达、交流和合作归纳探究包括探究学习的七个基本要素，通过物理现象和物理问题进行思考、探索，用归纳方法作出科学的概括，得出对现象的科学解释，找到问题的科学答案。
下面是笔者在中学物理教学中一个实际案例，通过引导学生探究重力做功的特点，得出重力做功与路径无关的科学概括来阐述归纳探究学习一、发展观察现象和提出问题的能力——增进对发现问题、提出问题意义的理解1、呈现学生熟悉的现象，进行观察，引导学生提出问题特殊问题a：质量为m的小球从A处竖直运动到B处，如图1，AB相距h，则在A到B过程中重力做了多少功？特殊问题b：质量为m的小球从A处竖直运动到B处，如图1，AB相距h，又从B水平运动到C处，则在A到C过程中重力做了多少功？特殊问题c：质量为m的小球从A处水平运动到B1处，如图2，又从B1竖直运动到C处，B1C相距h，则在A到C过程中重力做了多少功？图1 图2特殊问题d：质量为m的小球从A处沿斜面运动到C处，如图2，C和B在同一水平面上，AB相距h，则在A到C过程中重力做了多少功？1罗星凯．实施科学探究性学习必须正视的问题．全球教育展望．2004．32、归纳出一般问题提示语：从中我们可以归纳提出什么样的一般问题？二、发展提出猜想和形成假设的能力——了解假设对科学探究的作用经过个人和小组的讨论后，对于重力做功与哪些因素有关的一般问题，学生可以提出自己的猜想，形成假设。
猜想1：重力做功只跟物体质量和运动过程初末状态的高度差有关猜想2：对某一物体，重力做功只跟运动过程初末状态的高度差有关，与物体的运动路径无关猜想3：重力做功的特点是重力做功与路径无关这几个猜想中，后一猜想比前一猜想概括程度高三、发展制定计划、进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力——认识实验在科学探究中的重要性假设是否正确，要用实验来检验学生设计不同的方案来检验假设图3图4图5 图6 以上图3至图6是学生设计的不同的运动路径，运用理性探究方法探究重力做功情况采用先学生独立推理，接着小组交流，然后小组派代表在全班展示的课堂活动形式四、发展实验能力、收集证据和处理数据的能力——理解收集、处理信息的技术对科学探究的意义各个设计的运动路径的对学生能力的要求是递进的图2方案是图4方案的基础图3、4方案是图5方案的基础图5方案要用到化曲为直的微元方法有了图5方案的基础，应用方案5的子结论，就比较容易得出图6方案的结论五、发展科学解释和评价的能力——了解科学探究需要运用科学原理、模型和理论通过对前面所述的图1至图6的推理层层递进的推理的归纳，学生自然能够得出结论，即“物体从某一位置运动到另一位置，重力所做的功只跟初位置和末位置的高度差有关，与运动的路径无关”，从而深入理解重力做功的特点。
并且能够理解探究过程中的需要用到的需要运用科学原理、模型、理论和方法推导过程中反复使用了功的定义式，应用了化曲为直的方法，并且图6的理性探究中灵活地把前一阶段的推理结论作为后一阶段推理基础六、发展表达和交流的能力——认识表达和交流对科学发展的意义在物理教学中，一些重要概念及主要知识点的引人和表述，以探究式代替以往的呈现式；以教师讲授为主，变成以学生自主探究为主；从教师直接传授知识结论，变成学生自主发现知识的形成过程，进而要求学生将发现过程表达出来，相互交流，相互质疑，相互启发，从而获得科学的理解，这是科学本质的要求，因而是新课程所提倡的探究学习可以归结为十六字：参与过程，掌握能力，形成概念，培养态度理性归纳探究参与过程是参与知识的发现过程，通过动手动脑作科学；在参与过程中，学生掌握了探究技能，发展了逻辑推理能力；不仅注重探究的过程，而且注重探究的结果即概念的形成、规律的发现、知识结构的建构，更重要的是培养了实事求是的科学态度和探索、怀疑、实证、理性的科学精神充分挖掘课本内容，自主建立卫星运动图景在物理选修本(人民教育出版社出版)中的《匀速圆周运动万有引力定律》教学内容结束后，笔者注意到，学生关于地球卫星的涉及运动学、动力学方面的知识，大多是零碎的，片面的，缺乏对所学习过的物理现象、物理情境的清晰的、有条理的、系统的认识。
学过万有引力、天体运动后，有些学生仍只能机械地套用某种类型，胡乱代入一些公式，不能把习题中卫星运动的情况通过练习，变成自己知识结构的有机组成部分，活学活用，也不能实现知识的正向迁移针对这一实际教学情况，在复习课教学中，笔者着重解决了两个问题一个是引导学生，把复杂的天体运动，简化为匀速圆周运动所做的简化主要有两个方面一是受力方面，天体的受力非常复杂，例如地球，既受到太阳的引力，同时又受到另外八大行星的作用力，还受到月球的引力通过学生自行对地理课本中的知识和教材中的各种引力大小的比较，学生很快能够认同，太阳对行星的万有引力是占主导地位的，另外星球对该行星的引力在粗略计算中，的确可以忽略；二是运动状态方面，开普勒定律告诉我们行星绕太阳做椭圆运动，并且行星在近日点运动快，远日点运动慢，在粗略估算中，我们把行星绕太阳，卫星绕行星的运动，均看作匀速圆周运动两个方面结合起来，从而把万有引力的应用纳入了牛顿运动定律、匀速圆周运动应用的范畴，使学生的知识实现了正向迁移另一个是在教师完成基本内容教学，学生做完选修本教材练习和习题后，在复习小结教学课中，笔者向学生提出了这样一个研究性的课题课题内容是：利用教材（物理选修本）、教材中所附练习和习题中所给的数据或计算得到的数据，制作一幅各种地球卫星的运动图示，要求在图旁标出表征该卫星运动的各个物理量及数值，数值要尽量科学详尽，并指出各数据在课本中的来源(出处)。
一开始，学生在黑板上画出的示意图，是零碎的，片面的，也有错误的地方，物理量标出很少，数值标不出，或者有错误正如他们大脑中没有系统化的知识的呈现以下是一些同学表现出来的错误认识：（1）赤道上的物体和贴地轨道卫星的周期相同；（2）沿圆形轨道运动的卫星，离地越高，线速度越大；（3）赤道上的物体的重力加速度和贴（近）地轨道卫星的向心加速度数值和方向不同；（4）同步卫星的周期和地球自转周期不相同；（5）同步卫星的线速度和地球自转线速度也相同；（6）月球公转的线速度比一般人造地球卫星线速度大；（7）卫星的环绕速度v =r GM ，故轨道越高，卫星的机械能越小通过澄清概念和辩明公式的适用条件，通过对作业的又一次随堂计算，学生逐渐明确赤道上随地球自转的物体的周期为24h ，贴地轨道卫星的周期只有1.4h[引用习题2]；地球卫星的环绕速度v =rGM ，沿圆形轨道运动的卫星，离地越高，线速度越小，动能越小，势能越大，卫星的机械能越大，因此发射该卫星所需的能量也越大；赤道上的物体的重力加速度和贴地轨道卫星的向心加速度数值和方向相同，均为9.8m/s 2；离地球越远卫星圆周运动的加速度越小，月球的向心加速度是地球表面重力加速度的1/3600[引用习题3]；同步卫星的线速度和地球自转线速度不相同[引用习题4]；月球公转的线速度比一般人造地球卫星线速度小[引用习题7]。
经过同学的相互启发和教师的引导，黑板上的卫星逐渐多了起来，表征该卫星运动的各个物理量也多了起来，包括周期、角速度、线速度、向心加速度、轨道半径、离地高度、运动能量、发射能量，各物理量的数值也准确完善起来，课本中的出处也被一一发现学生发现这一章教材各节内容间的联系多起来了，在教师的引导下，也领悟了教材的编写者在有限的篇幅内合理安排正文、练习、习题的匠心所在这堂课为如何自学物理教材提供了一个精彩的案例下面把学生最后完成的地球卫星运行图描绘如图l 所示各卫星的物理量和数值参见表1编号 名 称 轨道半径km 周 期线速度km/s 角速度 rad ／s 向心加速度m/s 21．课本第100页，习题(3)已知赤道半径是6．4×103比，求赤道上的物体由于地球自转产生的加速度2．课本第101页，习题(7)要想发射一颗80min 地球一周的卫星，为什么是不可能的?试说明它的理由解答：离地最近的卫星的环绕周期为5100s ，合84min ，约1.4h 3．课本第84页月球和地球之间的距离是地球半径的加倍3月球绕地球运动的向心加速度是地面上重力加速度的1／36004．课本第99页，练习五(5)一质量为m 的地球同步卫星，其轨道半径为多大?运行速度多大?质量不同的地球同步卫星，轨道半径相同吗?运动速度相同吗?解答：轨道半径r 为42000km ，运行速度3.1m/s ，均相同。
5．课本第99页，练习五(1)在轨道上运动的人造地球卫星，周期为5．6×103s 轨道半径为6．8×109m ，试估算地球的质量6．课本第92页在地面附近运动的卫星，可以认为轨道半径r 近似等于地球半径R ，地球对卫星的引力近似等于地面附近受的重力，由mg ＝mv 2/R ，可得v ＝gR ＝7．9km/s 7．课本第68页，练习一(2)月球绕地球公转的轨迹接近于圆形，它的轨道半径是 3.84×105m ，公转周期是2.36×106s 月球绕地球公转的速度是多少km/s?一个力学平衡问题的“理性—实验”探究1 案例简介在新课程“自主、合作、探究”理念引导下，对于日常的教学进行反思，重新设计，可以有效地改变教与学的方式，转到符合现代学习方式的教学轨道上来下面的案例比较能够体现现代学习方式的问题性、体验性、主动性（我要学）独立性（我能学）的特征在2004年高一物理教学中，碰到了一个老题目物理情景如下：如图1，支杆BC 一端用铰链固定,另一端连接一滑轮，重物G 上系一轻绳经过滑轮固定于墙上的A 点，支杆、滑轮、及绳的重力不计，滑轮、铰链大小不计，各处摩檫不计将绳的A 端沿墙壁缓慢稍向下移动，系统再达到平衡，此时AC 绳受到的张力T ，BC 杆受到的压力F ，BC 杆与墙壁的夹角α将（ ） ? A T 增大，F 增大，α增大 ? B T 不变，F 增大，α增大 ? C T 不变，F 增大，α减小? D T 不变，F 增大， α先增大后减小课堂结构采用了自由讨论法，观点相同的学生组成一个组，每组派人陈述自己组的论证理由和推理过程。
以学生为主体，自主合作构建知识，参与知识的发现过程，而不是老师直接讲授教师已有的有关这个问题的知识，力图通过探究的流程培养学生的探究技能和科学探究精神2 理性探究甲同学：滑轮C 点受支杆BC 的支持力F 、绳AC 的拉力T 和绳CP 的拉力P 。