核心素养下传统教学与现代化教学工具相结合——以平抛运动为例

张庞¹，张九春²

(1.南京市建业高级中学 江苏 南京 210000； 2.南京市河西外国语学校江苏 南京 210000)

摘 要：物理是一门以实验为基础的学科，物理学科核心素养中提出实验探究是学生提出问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。传统的教学手段在实验探究的过程中侧重于理论分析，而现代化教学工具作为对传统教学的重要补充，有效地弥补了学生在理论分析之前应有的基于证据得出结论的实验探究过程。以“平抛运动”为例，研究在物理课堂中将传统教学与现代化教学工具相结合提升学生的科学素养。

关键词：科学素养；实验探究；平抛运动；智能手机

文章编号：1008-4134(2019)09-0044 中图分类：G633.7        

文献标识码：B

“平抛运动”是高中物理人教版必修二中一节重要的内容，在学习本节课之前学生对曲线运动已经有所认识，能够利用平面直角坐标系对物体的曲线运动进行合成与分解。对竖直方向上做匀加速直线运动、水平方向上做匀速直线运动，物体所作的曲线运动将是一条抛物线有所了解。

1 引入

本节课的课前引入应以简介明了为主，学生了解其概念即可。因此，利用小球在空中飞行，让学生能够画出其在空中的受力示意图。能力一般的学生会画出重力，而能力稍强的同学会画出重力和摩擦力。这时直接向学生引入抛体运动的概念，进一步提出如果水平抛出的物体具有水平初速度，那么小球将做平抛运动。至此，学生已有平抛运动的概念，下面通过实验设计让学生在学习过程中逐步搜集信息、寻找证据、得出规律、并最终能应用规律解决实际问题。

2 实验设计

实验一:双轨平抛仪演示实验建构猜想［1-2］

实验器材:双轨平抛仪、智能手机，希沃手机助手软件、小铁球。

实验过程:①将双轨平抛仪开关打开，小球分别放置在如图1中的位置。手机连接希沃，点击屏幕投影功能，在iPhone手机里打开相机慢动作功能。关闭双轨平抛仪开关，手机提前开启慢动作录制。将录制好的视频通过手机投放在屏幕上，缓慢调节手机慢动作功能。因其慢动作位置可以手动调节，如图 2 和图 3 所示，学生通过屏幕可以清晰观察两球在空中的位置。此时学生看到在水平方向上，平抛的小球和自由落体的小球始终在一条水平线上，让学生猜想平抛运动在竖直方向上可能是什么运动? 学生回答自由落体。

②将双轨平抛仪开关再次打开，小球分别放置在图 4 中的位置，同样的操作再做一次，学生看到在竖直方向上，平抛的小球和匀速运动的小球在一条竖直线上，让学生猜想小球在水平方向上做什么运动? 学生会答匀速直线运动。

该实验是教师演示实验，学生通过观察可以定性地描述平抛运动在两个方向上的分运动，但缺乏学生自我搜集信息，寻找证据的过程。通过实验让学生在猜想的基础上，定量地去证明其在两个方向上的分运动确实如此。

实验二:改装平抛仪学生实验［3］

实验器材:白纸，长直木板，复写纸，小球，平抛仪。

实验过程:白纸上做好间隔相等的竖直线粘贴在平抛仪上，以小球抛出时球心所在的位置画一条水平线。长直木板上粘贴复写纸并覆盖一白纸条，竖直放置在平抛仪上，与竖直线对齐，如图 5 所示。使小球每次都从同一高度滚下，打在长直木板上，长直木板每次向右移动相等的距离，如图 6 所示。实验完成后，取下纸带，从起点开始测量到每个点的距离 X₁ 、X₂ 、X₃ 、X₄ ，如图 7 所示，经测量得:X₁ = 6.3mm，X₂ = 24.8mm，X₃ =58.5mm，X₄ =101.7mm。

可求得: 

因此 X₁∶X₂∶X₃∶X₄ =1∶4∶9∶16，可以推断，小球在竖直方向上应是自由落体运动。水平方向的运动可以通过理论分析得到，由于竖直方向上满足自由落体运动规律，说明这些等间距间用了相等的时间，根据 v =x/t得出，其在水平方向上应是匀速直线运动。

注意:该实验为学生动手实验，由于课堂时间有限，因此课前需要做好充足的准备，包括贴好复写纸的长直木板、贴好等间距白纸的平抛仪、几条等长的白纸条、直尺等。此实验建议2～3个学生一起做，提示学生标记好起点以及保证长直木板与平抛仪垂直。

3 理论分析

通过实验探究，学生经历了从猜想到验证的过程，明确平抛运动两个方向的分运动，借助学案上平抛运动的轨迹图，如图 8 所示。让学生以小组的形式分别从速度和位移两个角度做理论分析，即对已探究的平抛运动进行交流、评估及反思。

(1)位移关系

(2)速度关系

进入新世纪信息化教学手段日益融入教学中，利用多种多样的多媒体工具，可以极大地提升课堂的效率和质量。但是，在物理课堂中完全依靠多媒体等工具也是不可取的。传统的讲授式教学对学生的理论分析能力、空间想象能力以及物理知识体系有很好的帮助，将两者完美的结合，对培养学生物理学科核心素养有极大的帮助。

参考文献:

［1］王蕾.智能手机拍摄功能在物理课堂教学中的应用［J］.物理教师，2018，39(04):69-71.

［2］虞艳美.浅谈智能手机同屏功能在物理课堂教学中的应用［J］.物理通报，2017(12):91－93.

［3］刘明忠.“平抛运动”实验的分析与再改进［J］.实验教学与仪器，2017，34(12):28－30.