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牛顿三大定律综合探究性学习设计研究

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摘要

1．引言

1．1 问题的来源

1．2 研究目的和意义

1．3 课题研究方法

2．研究的理论背景和文献综述

2．1 建构主义理论

2．2 有意义学习理论

2．3 高中物理牛顿三大定律的文献综述

3．教学设计前分析

3．1 教学对象的分析

3．2 教学模式的选择——探究式教学

3．3 教学内容的选择与分析

3．4 教学目标分析

3．5 探究式教学工具的选择与分析

4．教学设计

4．1 可能的课程安排

4．2 第1次课

4．3 第2次课

4．4 第3次课

4．5 第4次课

5 总结与反思

5．1 与传统教学的设计的比较分析

5．2 对本教学设计的反思

参考文献

附录

致谢

声明

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摘要

牛顿三大定律是经典力学的基础。学生在真实情景中应用牛顿运动定律解决问题时往往遇到较大的困难。本文以“在两词典中拉纸”问题为核心，展开整个探究性学习设计，把牛顿三大定律、超重、失重、摩擦力融入探究活动中，以实现综合探究性学习。
　　设计从真实情景问题“需要多大的力才能拉动A4纸？”开始，引出“如何测量词典与A4纸间的摩擦系数？”“把上词典竖着放，所测结果会变化吗？”“摩擦力的微观解释是什么？”三个问题。接着，改变两词典与A4纸的组合方式和拉纸方式，探究相应的拉力变化。随后，讨论“匀速拉动A4纸，上词典受摩擦力了吗？”“加速拉动A4纸，上词典受摩擦力了吗？”引入加速度问题。同时，引出“上词典和A4纸一起加速运动，能获得的最大加速度是多大？在此加速度下，需要多长的时间A4纸才能脱离下词典？”“假设拉出A4纸所用时间为0.1s，A4纸获得的加速度为多大？上词典的位移为多大？”等系列问题。学生在这些活动过程中，加深了对牛顿三大定律、摩擦力的理解，提高融会贯通的能力。最后，鼓励学生对“词典自由下落，为什么A4纸会被瞬间拉出？”提出大胆的假设，并在假设基础上作出大胆的预言。让学生从新角度理解牛顿三大定律与失重的关系，并真切感悟物理的研究方法。
　　本研究区别于现有的探究式教学设计，其中最大的不同在于:各节课和各阶段都围绕着开始就设置的问题情境，由浅入深进行系统的探究;通过集体活动、小组活动、独立活动、集体综合四个环节，精细、系统的呈现探究学习活动;选择的素材简单，可在日常生活中探究;注重实验探究与推理演绎。学生像科学家一样地探索，在这样的探究和讨论中，加深理解了牛顿三大定律，提升自身发现问题、解决问题的能力，培养了深入钻研的精神。

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