以共点力的平衡为例谈学生科学探究能力的培养

1、    以“共点力的平衡”为例谈学生科学探究能力的培养    王文婷摘 要：随着新课改的发布，物理教学更加重视学生核心素养的培养，科学探究能力培养对于学生建立物理观念、物理思维、科学态度与责任有着举足轻重的作用，同时也是学生学习物理的重要学习方法。本篇以“共点力的平衡”的探究过程为例进行实践，希望利用科学探究达到学生科学探究能力的培养的目标。关键词：科学探究; 探究能力; 共点力平衡2017版高中物理课程标准将物理核心素养凝聚为四个方面：物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任。新课标更加重视“育人”，授人以鱼不如授人以渔，科学探究能力的培养就显得尤

2、为重要，物理课堂进行探究活动目的不在于获得结论，更多的是学生通过探究活动过程激发学生好奇心，养成良好的思维习惯，掌握科学探究方法，能够运用探究方法解决一些实际问题，不断地促进核心素养的提升。科学探究又细化为四个方面：问题、证据、解释、交流。探究是从问题开始的，通过逻辑思考分析形成猜想，进而制定计划设计实验，通过科学的观察以及数据的收集，加以合理的分析论证得出结论，验证猜想的正确与否，最终将知识内化到学生的知识体系中。下面以人教版新教材物理必修一共点力的平衡中的“探究共点力平衡条件”教学片段设计为例，谈一谈笔者在教学实际中培养学生科学探究能力的具体做法。通过实验探究三力平衡的条件是本节课的一个重

3、点，笔者抓住两条主线对本环节进行设计：其一，从二力到三力，从模型过渡到生活实际，把握从特例到一般情况;其二，通过理论探究找切口，再通过学生实验探究得结论。双管齐下，达到掌握的目标，培养科学探究能力。二力平衡条件学生已在初中进行探究得到，对此内容由学生简单复习回顾即可，自然过渡到三力平衡条件的探究。【问题】师：观察黑板装置，你认为结点o在三力作用下的平衡条件可能是什么？生：根据二力平衡条件，有的学生提出猜想可能是f合=0，有的学生提出其他猜想。【证据】师：根据二力平衡条件，我们发现共点力平衡条件与力的大小、方向、作用点有着密切的联系，因此，探究三力平衡条件需要测量哪些物理量？如何测量？生：结点0

4、为作用点，据力的图示画出与结点0相连的三根绳子的拉力，拉力大小即为各绳子所挂钩码重力。选择其中两个拉力做平行四边形，得出其合力的大小方向，与第三个力进行观察比较。学生活动：学生代表上台绘制，老师予以指导（指导学生代表规范作图：取点明确力的方向、直尺作力的图示、利用两把教尺作平行四边形）;其余同学台下完成绘制（巡视绘制情况）【解释】师：你发现了什么？还有什么不同的方法？生（采用力的合成法）：其中的两个力与另外一个力等大反向生（采用力的分解法）：作其中一个力的分力的反向延长线与另外两个力等大反向师：因此，你得出什么结论？生：三力平衡条件为合力等于0【交流】例题：生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳

5、索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊重物的细绳，其o点被一水平绳bo牵引，使悬绳ao段和竖直方向成45°角。若悬吊物所受的重力为g，求：（1）ao绳所受的拉力f1;（2）bo绳所受的拉力f2。教师示范：研究对象受力分析选择方法（力的合成法或力的分解法）画图求解（对力的合成法和分解法进行演示，供学生选擇适合自己的方法）做题技巧（学生总结）学生学以致用：练习：如图，两人用同样大小的力共提一桶水，水重2kg。（1）求当f1、f2夹角为120°时，f1、f2的大小;（2）求当f1、f2夹角为90°时，f1、f2的大小;（3）求当f1、f2夹角为60°时，f1、

6、f2的大小;（4）两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？学生分成三组，完成对应角度练习。鸿合系统展示优秀作业图片，并请学生做“小老师”讲解解题步骤这样，由二力平衡条件带入三力平衡条件，让学生的猜想有依可循;引导学生经历“自制三力平衡模型”的实验探究过程，突出学生主体地位，既是对力的合成和分解知识的巩固，同时在动手中自我寻找答案，将三力平衡条件内化到自我知识体系中去;对生活情境的应用，在小组间交流讨论中加深对知识的理解，将方法延伸到生活中去，逐步培养学生利用解决一些实际问题的能力。在这一系列过程中，潜移默化地加强了对学生科学探究能力的培养。叶圣陶老先生曾提出“教是为了不教”的教学理念，淮南子中也曾道“授人以鱼不如授人以渔”。教师在分析教材教法中，应注重学生亲历科学探究过程，引导学生在一节节物理课中、一次次科学探究过程中，逐步提升科学探究能力。科学探究绝不仅仅是获得知识的工具，也是物理学习的重要方法，更是学生未来一生核心素养的体现。参考