研究结论
1、探索尝试出探究式课堂教学模式。
其课堂结构是“情景激趣→问题导引→活动探究→反馈交流→应用活化”。
具体概括如下：
（1）学生围绕教师创设的物理情景或现象引发学习兴趣，教师设法激起学生认知冲突，激发他们的求知欲望并提出探究问题；
（2）学生通过动手实验探究问题，形成和检验假设，解决问题，解释观察结果；
（3）学生分析、解释数据，对自己的观点进行综合；
（4）教师与学生共同回顾与评价所学内容与学习方法；
（5）将所学知识运用于新情境，以拓宽理解，形成新技能。
【案例1】探究加速度与力、质量的关系
洛阳高级中学 黄包罗 2018.12
学习目标：
1、能根据实验目的设计实验。
2、能根据需要选择不同的坐标系研究得出物理量a与F、m的关系。
3、能根据需要自己设计表格记录数据。
4、能对同学的实验方案作出合理的评价。
5、能对加速度与什么有关作出自己的猜想。
重点、难点：
1、实验方案的设计与评价。
教学方式：
探究式
教学手段：
多媒体
教学过程：
复习巩固
1、如图1所示，在一辆表面光滑的小车上, 放有质量分别为m1、m2的两个小球, 随车一起匀速运动, 当车突然停止运动, 如不计其他阻力，设车无限长, 则两个小球 ( )
A、一定相碰 B、一定不相碰C、若m1>m2则肯定相碰 D、若m1<m2则一定不相碰
2、如图2所示, 一个劈形物体M, 各面均光滑, 放在固定的粗糙的斜面上上表面成水平, 在水平面上放一光滑小球m, 劈形物体从静止开始释放, 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ( )
A、沿斜面向下的直线 B、竖直的直线
C、无规则曲线 D、抛物线
设计题目的目的是用2到3分钟时间对上节课的知识复习、巩固、检查学生情况。
复习思考：
1、什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？
生：物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化，
力是改变物体运动状态的原因。
引导学生得出力是产生加速度的原因，为学生猜想加速度与哪些因素有关打下伏笔。
师：加速度与什么有关？
生：加速度与力、质量、速度有关。
师：猜想要有依据，可以根据生活经验，前面已经学过的物理知识。经过分析得出加速度与力、质量有关，与速度无关。
师：有何定性关系？展示图2、3。
生：质量相同时，力越大，加速度越大。力相同时，质量越大，加速度越小。
（此处让学生探究时，可以让学生针对图2、图3分成F1＞F2时判断物体的加速度大小，班级的学生不同，探究得出结论不同，上课时有些学生说物体在拉力作用下做匀速直线运动，此时教师要善于引导，先设水平面是光滑的，甚至可以让学生思考赛车和普通小汽车的加速性能比较得出结论。有些学生会考虑到摩擦力，因此教师可以趁热打铁引导得出此处的力应该是合力。加速度和质量的关系，可以让学生回忆惯性与什么有关？分析得出结论。）
讨论1：加速度的大小与力有什么关系？
结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。
讨论2：加速度的大小与质量有什么关系？
结论：物体受力相同时，质量越大，加速度越小。
师：加速度和物体的质量、合力有何定量关系呢？
生：
师：为定量分析a、F、m的关系，应该采用什么研究方法？
生：控制变量法
师：怎么做？
生：A、m一定时，研究a与F的定量关系。B、F一定时，研究a与m的定量关系。
师：如何设计实验？
（引导学生针对实验目的设计实验，让学生分组讨论，教师巡视，发现问题，组织学生分组讨论，5分钟后交流评价。）
生：方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。用天平测出小车的质量m1，把砝码的总重力当作小车受到的拉F,从打点计时器打出的纸带上测出Δx, 由Δx=aT2计算出小车的加速度a。
师：如何设计表格，记录数据。讨论交流。
生：
实验次数 | 加速度a/m·s－2 | 力F/N |
1 | ||
2 | ||
3 | ||
4 | ||
5 | ||
6 |
师：为了能直观说明加速度与力的关系，同学们思考可以用什么办法？
生：以力为横坐标，加速度为纵坐标，描点，用光滑的曲线将它们连接，如果是过原点的直线，说明加速度与力成正比。如果得出的是曲线，那么以力的平方为横坐标，加速度为纵坐标描点，用光滑的曲线将它们连接，如果是过原点的直线，说明加速度与力的平方成正比。
（此处教师要结合幂函数的特点引导学生得出结论？班级的学生不同，教师引导的粗细也不同，总之教师要根据学生的具体情况引导，在备课时教师要能考虑到学生的基础、能力。）
师：某同学在研究力相等时，加速度和质量关系时得到的图线如图所示，能得出力相等时，加速度和质量成反比吗？
生：不能，这条曲线不一定双曲线。
师：那有更直观的方法吗？
生：将横坐标改为，观察是否为过原点的直线，如果是为过原点的直线，那加速度与质量成反比。
师：这个实验方案有什么不足之处吗？
生：小车运动时有摩擦力，因此拉力不等于合力。
师：设计实验时我们总要考虑简洁性、可操作性、安全性等等原则，那如何消除摩擦力的影响呢？
生：可以在气垫导轨上做实验。
师：在物理学上我们还有一种方法――平衡摩擦力。介绍平衡摩擦力的方法。
师：上面的实验还有什么不足之处吗？
生：数据处理比较繁杂，要用到多条纸带。（此处同样可以引导学生得出。）
师：造成数据处理比较繁杂的原因是什么？为此我们可以采用什么方法？比如加速度与力成正比，那我们只要验证加速度与力之比为定值不就好了吗？或者比较两个物体的加速度之比和力之比的关系。介绍实验，分析原理。
1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系
F1, F2，在相同的时间内:
，， 测量出x1 、x2 。
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系。
观看视频。
实验结论：
1、m一定，加速度a与F成正比，即。
2、F一定，加速度a与m成反比，即 。
探究式教学模式是多样化、多元化的，不同的学习对象、不同的教学内容和教学环境有不同的模式，而不同的模式则会产生不同的教学效果。本课我按这样的主线，即“提出问题，猜想，提出假设，设计方案，验证假设，分析结果，得出结论，对实验方案评价，改进实验方案，再评价，再改进”。根据这条主线，按“学生初探－师生共探－探究反思”三个基本探究环节进行探究。创设民主平等的课堂氛围，使学生能积极参与，成为学习的主人。
2、探索尝试出设计探究课的教学时主要应把握的原则。
（1）程序性原则
探究式教学直接脱胎于科学探究活动，具有很强的程序化的特色。因此，整个教学设计必须非常严密，具有内在的逻辑性。
（2）多样性原和选择性则
课堂探究中不可能探究过程的每一步都能使学生得到充分的活动，应该具有探究过程的多样性和选择性。因此，教师应把握科学探究的本质，而不是将其形式化和程式化。
（3）开放性原则
开放性是探究式教学最显著的特性，开放性决不意味着放任自流，这就要求设计者更充分地估计学生学习现状、教学内容的难度，同时更恰当地进行环境设计、媒体设计等。
（4）问题性原则
提出问题是科学探究的前提。爱因斯坦说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”所以教师应精心设置探究情景，使情景中隐含着要探究的问题，给学生发现问题和提出质疑的动机是应该关注的设计原则。
（5）主体性原则
发挥学生主体性原则要求在进行教学设计时，要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和动机，要保证整个探究过程对学生的开放性，给学生提供自主探索、自主创造的机会。
（6）激发兴趣原则
学生对探究内容的兴趣是探究活动进行下去的动力源泉。把生活中的物理问题与物理规律与教学实际相结合进行探究，会增强学生对物理课的亲切感和趣味性使学生感到兴奋，产生探究的欲望。
【案例2】7.6实验：探究功与速度变化的关系
洛阳高级中学 黄包罗 2018.11
学习目标：
（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；
（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。
（3）通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
重点、难点：
学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。
实验数据的处理方法――图像法
教学方法：
探究式
教学过程：
阅读教材，提出方法
（1）实验装置：见右图。配套器材：课本方案装置
（2）实验思想方法：倍增法。虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然，恒力做功时，倍增法同样适用。
（3）数据处理方法：图像法。作出功－速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。
学生思考，提出预案
（1）学生提出多种设计预案，在课上展示设计的思路和方法： 课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等。
（2）教师针对各种设计预案，进行分析：
主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析，略。
师生研讨，初定方案
师：探究中，我们是否需要橡皮筋做功的具体数值？
生：不需要。因为实验是以倍增的思想方法设计，若橡皮筋第一次做功为W，则橡皮筋第二次做功为2W，…、橡皮筋第n次做功为nW。且实验巧妙地将倍增的物理方法应用于变力做功。
师：为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？
生：各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同。若使小车在橡皮筋的变力作用下产生的位移相同，就要有相同的运动起点。具体方法是：以第一次实验时小车前（或后）端的位置为基准，垂直运动方向在木板上作出一条水平线。以后改变橡皮筋的条数时，小车前（或后）端仍以此位置为基准（均从静止）运动。
师：小车获得的速度怎样计算？
生：小车在橡皮筋作用结束后，做匀速运动。找出纸带中点距相等的一段。求出点距相等一段的平均速度，即为小车匀速运动的速度，即小车加速后获得的速度。
师：实验完毕后，用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系？
生：图像法。
师：如何在坐标纸上建立两轴物理量？如何确定适当的标度？
生：纵坐标表示橡皮筋对小车做的功，横坐标表示小车获得的速度。
以第一次实验时的功W为纵轴的单位长度，可以用第一次实验时的速度v为横轴的单位长度，作出W-v曲线，即功－速度曲线。
师：小车运动中会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
生：可以采用平衡摩擦力的方法。具体操作是：使木板略微倾斜，将小车（车后拴纸带）放到木板上，轻推小车，小车运动，观察纸带的点距。调节木板的倾角，观察纸带的点距，直到点距相等，表明恰平衡摩擦力（若用气垫导轨，调节导轨的倾角，若挡光条遮光的时间通过数字毫秒计显示时间相等，即恰平衡摩擦力）。
师：应该采用哪些点距来计算小车的速度？
生：应采用小车做匀速运动那一段的点距来计算速度。因为匀速的速度就是橡皮条对小车作用的最终速度；由于小车在橡皮条变力作用下做非匀加速运动，最终速度不能用匀变速运动纸带的处理方法得到，但可以用匀速运动纸带的处理方法得到。
师：通过刚才的讨论请你设计合理的实验步骤。
生：A.先将木板置于水平桌面，然后在钉有钢钉的长木板上，放好实验小车。
B.把打点计时器固定在木板的一端，将纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带一端夹紧在小车的后端，打点计时器接电源。
C.使木板略微倾斜，调节木板的倾角，测量纸带点距直到相等，表明恰好平衡摩擦力。
D.过两钉中垂线上的适当位置作两钉的平行线，交中垂线于A点，作为小车每次运动的起始点。
E.使用一根橡皮筋时，将小车的前（或后）端拉到A点，接通电源，打点计时器打点，释放小车，小车离开木板前适时使小车制动，断开电源，取下纸带。重复本项前面的过程，选出清晰的纸带。记下点距相等后t=0.1s的位移m，求出小车获得的速度v=10m/s。
F.换用同样材料、粗细、长度的两根、三根、…六根橡皮筋，依照D项的方法，分别进行实验。记下各次实验中点距相等后t=0.1s的位移m,求出小车分别获得的速度m/s。
G.以功为纵轴，以速度为横轴，建立坐标系，用描点法作出图像，看看是否是正比例图像，若不是，尝试功与速度的平方、立方。
本堂课先由学生看书，设计实验方案，围绕实验中可能出现的问题讨论，进一步完善实验方案，不同班级的学生情况不同，教师要针对学生的具体情况适当点拨，但要注意学生的主体性原则。
3、探索尝试出设计物理课堂教学中的探究活动，可以从以下几方面作为切入点着手进行。
（1）选取适当的物理情景，以“激疑导问”为切入点，培养探究意识和探究态度。
（2）选择适当的物理问题，以“竞猜遐想”为切入点，培养学生的探究习惯。
（3）选取适当的物理实验，以“自主设计”为切入点，培养学生的探究方法。
（4）联系生活和技术，以“学会应用”为切入点，在解决实际问题的过程中培养学生的探究能力。
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