关于提高“自由落体运动”教学效率的研究

    潘智博

    摘 要：教师在高中物理教学过程中，应当明确以“教材为核心”的物理教学的观念。引导学生学习关于高中物理运动学知识的详细内容，和与之对应的物理观点。教师想要切实提升学生学习“自由落体运动”的学习效果，应当从指导学生快速“利于运动的相互关系”入手；其次，学生理清自由落体的细节过程；最后，教师从生活实际出发，激发学生将知识转化为实际应用的能力。

    关键词：高中物理 自由落体 教学效率

    教师在指导学生学习物理知识时，需要摒弃传统教学方法的窠臼，从教学本质和应用实践的角度出发，通过有效的教学方法来为学生讲解相关物理知识，以此锻炼学生思考物理问题的思维能力。笔者从物理教学出发，分析实际解决问题的教学方法，教师要激发学生学习物理知识的兴趣，培养学生冷静分析的思考习惯，进而有效提升学生的物理学习效率。

    一、探究本质，指导学生认知加速度

    教师在进行运动学教学时，应当重点为学生强调关于加速度的知识内容。因为，“加速度”是高一阶段力学教学中特别重要的概念，同时也是物理教材中特别晦涩艰深的概念。对应到实际的物理运动过程中，我们可以发现物体运动的速度是一个可以测得的物理量，反映到加速度的角度，就应当指导学生从定义来进行分析了。加速度是衡量物体速度变化量与发生变化所用时间的比，描述物体速度变化快慢的物理量，单位是m/s2。同时，教师向学生说明加速度的矢量性，它的实际方向同物体的速度变化（量）的方向相同，与合外力的作用方向也相同。重点是关于加速度的计算：单位时间内速率的变化量。以及作用力施加在物体上的作用效果，因此产生对应的加速度。而后教师需要的就是将教学内容进行整合，指导学生认识加速度。[1]

    例如，教师在授课期间，可以为学生进行课堂演示实验，用100克的砝码作为重物拉动不同重量的小车，由学生观察小车运动速度的变化快慢。教师向学生提出问题：同学生们，速度变化如何？谁的速度变化大？谁的速度变化快？而后经过学生组成的探究性学习小组分析得出以下推论：小车速度的变化有大小，速度的变化有快慢，其中重量最小的变化速度最大，并且最轻的小车速度变化最快。学生对此有了一个了解之后，教师为学生分析该运动系统的受力情况，其中只有砝码提供重力，拉动小车进行匀加速的运动。通过检测发现，小车的运动速度变化快慢和系统总质量相关。学生也在这个过程中明白了关于加速度的变化规律：受到合外力的影响。

    二、运用实验，提升学生的知识理解

    “实践是检验真理的唯一标准”应用在关于“自由落体运动”的教学过程中同样适用。因为之前学生已经明白，导致物体运动速度发生变化的因素时合外力的作用。因此，教师在为学生讲解“自由落体运动”时就会格外轻松，但是学生对于自由落体运动的实际问题还是不太明白，因此教师需要通过指导学生进行相关的验证实验，进而提升学生对于自由落体运动的理解程度。

    例如，教师可以从一正一反两个角度展开实验的设计。其一，教师指导学生进行验证当地重力加速度的确切值的实验。有学生组成合作探究小组，分析教材所给的实验阅读材料，进而展开讨论和分析，首先指导学生明白实验的原理，在重力的作用下使得打点计时器能够在进行自由落体的纸带上留下对应的一系列点。而后学生应当分析是实验中用到的器材，打点计时器、纸带、重物（足够重）、铁架台。教师需要向学生说明关于打点计时器的使用方法，以及每个点之间的间隔对应的时间长度。通过学生进行验证实验，能够有效验证当地的重力加速度g的具体值。

    其二，教师直到学生进行验证试验。从桌台平面上平抛一小球，通过测速器测量其初始速度，和高台平面的高度，并测出小球从抛出到落地的实际时间，以此验证是否小球竖直方向上单纯只是受到重力的作用。实际用到的材料为：平抛导轨、调平螺栓、抛球开关、测速器、钢球、纸夹、复写纸及底板。经过学生的研究，小球的运动轨迹为一条抛物线，从抛出到落地的时间可以测得，水平方向的运动速度由测速器测得，最后经过计算可以得到，该小球在水平方向上进行匀速运动，竖直方向上进行自由落体运动。学生经过这两个实验的学习，进一步加深了自己对于自由落体运动的认知水平，提升了学生的学习兴趣。[2]

    三、回归生活，结合学生生活化实践

    物理知识来源于生活，也应当回归于生活。教师在教学过程中，需要为学生进行关于“自由落体运动”的知识普及。强调经世致用的学习原则一直都不过时，因为教师指导学习相关知识一定是建立在“有用”的基础之上。因此，教师需要在实际的物理教学过程中强调关于知识的实用性。学生通过教师的生活化讲解受到相应的启发，最终对“自由落体运动”知识的认知得到进一步的加深。

    例如，教师在为学生讲解关于“自由落体运动”的实际应用时，为学生讲课关于“二战”的历史。当时的轰炸机对敌人城市进行轰炸的时候，轰炸机会在没有到达敌方城市的时候就打开腹部舱门进行炸弹的投掷。那么这是为什么呢？经过教师的提问，学生们立即就教师的问题展开讨论。学生分析飞机投掷炸弹的过程，因为涉及到炸弹的運动轨迹，飞机飞行期间有水平方向的速度，炸弹落下的一瞬间就开始作水平方向的匀速直线运动，以及竖直方向的自由落体运动。因此，需要飞行员预估自己飞机的飞行速度以求准确命中目标。再者，教师分析学生实际的兴趣爱好，为学生布置和所学自由落体运动相关的实践作业，以此提升学生对于生活中物理知识的熟悉程度和学生观察生活的好习惯。

    综上所述，教师需要指导学生探究相关知识点的本质，并运用实验提升学生的认知水平，同时指导学生回归生活，强化学生的知识认知水平。最终，有效提高关于“自由落体运动”知识的教学质量。

    参考文献

    [1]董彦.以“自由落体运动”为例谈基于核心素养导向的教学设计[J].中学物理教学参考，2018，47（08）：14-17.

    [2]焦彦平.核心素养导向下的《自由落体运动》教学创新[J].物理教学探讨，2018，36（03）：35-36.