“力的合成”实验探究法教学设计

“力的合成”实验探究法教学设计
长汀一中刘成金
摘要：为了体现新课程所倡导的崭新的教学理念“以人为本”，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。

同时在教学中结合多媒体课件，对学生科学实验探究过程进行引导，以降低实验探究难度。

关键词：力的合成实验探究教学设计
一．教材分析
教材是通过演示实验说明合力与分力的等效代替性质，比较直观，容易接受。

但是，这只是力的作用效果一方面的检验，另一方面——力使物体产生加速度，即运动效果是否存在类似的等效没有进行说明。

而利用计算机技术进行演示生活中常见的几种现象（提水、运送贷物、拉伸弹簧等等），可以使学生对“等效代替”思想有更深入的体验。

教材中对于“力的平行四边形定则”的得出让学生自己动手设计出实验方案，以探究教学方法来引导学生去寻找共点力与其合力的关系，最终发现结论。

通过分小组探究、互相交流的形式进行教学，学生在探究过程中不仅掌握知识，而且培养能力，领悟科学研究的魅力和精髓之所在。

二．课标要求
（1）理解力的合成与分解,本质与等效替代的关系，了解等效替代的思想在科学研究中的应用。

（2）学习关于实验探究的一般程序和方法，养成良好的思维习惯，能运用等效思想和所学的探究方法分析、解决日常生活中的一些问题。

（3）通过学习力的等效和替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。

三．教学设计思想
在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，学生被动地接受，很难从多方面培养学生的综合素质。

为了体现新课程所倡导的崭新的教学理念“以人为本”，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。

同时在教学中结合多媒体课件，对学生科学实验探究过程进行引导，以降低实验探究难度。

通过这种探究性的教学，培养学生共同协作、相互交流的良好品质；使学生养成善于观察现象、大胆提出问题、敢于猜想和假设的科学修养；提高学生制定计划、进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力；使学生体会实验在科学探究中的重要性，增强学生的探索意识。

四．教学流程
生活现象－引入概念－提出问题－学生猜想－实验设计－方案交流－进行实验－分析论证－交流结果。

五．教学过程设计
1.课的引入：
[教师活动]多媒体展示：生活中常见的几种现象：提水、运送贷物、拉伸弹簧。

提出问题：以上这些现象有什么共同的特点呢？
[学生活动]分析出共同特点：一个力作用在物体上，所产生的效果跟几个力共同产生的效果
相同。

学生举生活中类似的例子。

[教师活动]引导学生了解共点力与合力及其等效性、力的合成概念，并提出探讨的问题：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系。

[设计意图]通过展示生活中常见现象，使学生感受到物理知识就在身边，从生活走进物理，产生对物理学的亲和感，产生探究的动力。

2．实验方案设计：
（1）问题的提出：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系？
（2）设计方案：①、共点力与其合力产生的作用效果相同，应怎样实现？②、如何知道力的大小？③、如何确定力的方向？
[学生活动]通过以上三个问题展开方案设计。

[学生活动]学生上讲台面向全班汇报各自设计的实验方案，然后大家针对方案进行可行性分析、优缺点评估，并尝试对方案的缺点进行改进，提出更优化的方案。

[教师活动]对各方案作出总结点评，指出优缺点，鼓励学生设计出更多更好的方案。

并进行方法点拨：①、寻找共点力与其合力的关系的方式很多，但关键的是要根据共点力与其合力产生的作用效果相同这一原理展开你的设计。

②、实验设计思路：实验目的——实验原理——需测量的物理量——器材选择——实验步骤——实验中需要注意的事项——误差来源。

[设计意图]通过方案的设计，提高学生研究问题的积极性，并使学生体会科学探究的基本思路和方法，提高学生自主设计、制定方案的能力。

通过方案的汇报交流，使学生体会到集体智慧的力量，体会合作学习的乐趣。

3．实验参考方案设计
[实验目的]研究共点力F1、F2与其合力的关系。

[实验原理] 根据共点力与其合力产生的作用效果相同。

[实验器材]图板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测力计(2 个) 、三角板。

[实验步骤]教师通过提问和利用多媒体演示分析，对实验过程如何体现等效、如何记录合力与分力的作用点、大小、方向的关键步骤进行指导。

（教师说明弹簧秤的调零操作以及实验中要注意的事项）
[设计意图]发挥教师指导作用。

培养学生的实验设计能力。

4．进行实验
[学生活动]两个学生为一小组进行分组实验。

实验时按设计思路分步完成。

第一步：请同学们利用等效原理，设计两个分力与合力。

先将合力、分力的三要素记录下来。

第二步：根据记录的信息，请确定分力与合力的作用线。

多媒体引导学生分步探究第三步：请选定合适标度，根据实验记录的数据作出分力与合力的图示。

[教师活动]在旁巡查，适时加以指导，对实验中应该记录的数据和如何处理这些数据进行分步引导。

[设计意图]培养学生应用知识解决问题的能力。

培养学生共同协作、相互交流的品质和动手操作能力。

5．分析论证
[学生活动] 学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，到讲台上展示交流实验中得到的图形。

[教师活动] 让学生留心观察展示的各种图形，并找出这些图形有什么共同点和不同点。

引导学生如何利用实验得出的数据，检验提出的猜想。

[学生活动] 学生思考如何归纳、总结本实验探究的结论。

[设计意图]发挥教师指导的作用。

提高学生观察能力、分析和处理数据的能力。

6．交流结论
[教师活动]总结结论：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向
[学生活动]展示自己的作品，同时解释实验中可能出现的实验误差，甚至操作上的错误。

学生探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，甚至是一些其他图形。

请学生分析造成的原因,将自己的想法与其他同学交流，其主要原因是存在：读数误差、作图误差、系统误差。

[设计意图]通过学生间交流合作，培养集体协作意识。

六、教学反思
本节教学设计通过实验满足学生成为“发现者”愿望，由学生通过实验探究出结果。

当然教师也作了必要的指导。

让学生在讨论与交流中去解决问题，让学生去认识和发现自己的不足。

课堂主要采取自主合作探究的方式，利用多媒体将生活实例、问题思考、讨论与交流、分步实验探究等融合在一起，形成教学的主线，实现信息技术与物理实验教学的有机整合。

发现问题：本校的高一学生大部分来自不同的乡镇中学，各个初中学校的教学条件不同，尤其是农村中学实验设施不全，学生很少有动手实验的机会。

进入高中后不同学校学生之间的陌生感影响学生在实验探究过程中的交流和合作。

因此，对学生的探究活动，教师应鼓励和支持，及时肯定学生在探究中的新发现，新成果。

培养学生集体主义精神，学会与别人合作，并分享自己的心得、体会，善于倾听别人的观点。

对学生的科学探究的培养应是一个长期的过程，我们教师应不断的创造条件为学生提供平台，让学生在新一轮的课改中逐渐成长、成熟起来。