创造认知冲突激发学生学习兴趣

教师“顺利”的把新知识传授授给学生，学生“顺利”的吸收，看似很顺利的完成了教师教和学生学的任务，但学生对新知识的理解、记忆得深刻吗？而实际情况往往是当时会了，但过了不久便不大记得了，甚至完全遗忘.如果在开始教授新知识前，教师给学生创造一个“认知冲突”，让他们开始时根据以往的知识产生一个错误的认识，老师设计某一场景揭示这个错误，进而追究事情的本质，这样学生才会记忆深刻，让新的、正确的知识替代以往错误的认识.本人在开设 《超重与失重》公开课时多处创造认知冲突，激发了学生的学习兴趣，课堂气氛活跃，取得了良好的教学效果.

1课题引入

教师问：生活中每个同学都称过体重，称体重一般用什么仪器称？

（从生活中学生熟悉的例子说起，会显得很自然）

学生答：体重计

教师：老师带来了一个体重计，今天想请一位同学现场来测一下体重.很快就有学生上来测了，老师把测得结果记录在黑板上.

（摄像头连接到多媒体设备，体重计示数很清晰的投影到大屏幕上）

教师问：体重计测的是什么？

学生答：重力（很肯定的回答）

教师：请刚才测体重的同学再上来测一次体重，但这次要听老师的指令来测，其他同学仔细观察体重计示数情况，然后汇报给老师记录.教师让学生从蹲着突然起立和由站立突然下蹲.

教师马上追问：这位同学的体重变了？突然变胖了？又突然少了几块肉？

学生：在笑中开始思考讨论.

教师问：称体重的过程中，同学的重力变了吗？体重计测的到底是什么？

（创造认知冲突，出现的现象和已知的答案不一致时，学生自己就想找到事情的真相）

2新课教学

2.1找出真相，释疑解惑

教师：请学生回忆重力产生的原因及计算方法

PPT投影出学生的回答：重力：由于物体受到地球的吸引而使物体受到的力.G=mg

由此很容易得出前面学生称体重过程中重力没变化.

教师：引导学生对该同学进行受力分析，让学生画受力分析图（图1、图2）.（强调对物体分析一般是从受力分析和运动情况分析两个方面下手，学习物理一定要养成这种意识）

学生：

教师问：请同学回答F与F′是什么关系？

学生答：作用力与反作用力的关系，由牛顿第三定律可知：F=F′

师生共同得出结论：称的示数显示的是人对称的压力F′，人的重力不变，变的是人对称的压力.

2.2通过类比，顺利给出此类问题中“视重”的概念

教师演示：出示弹簧测力计，将弹簧测力计竖直放置提钩码，突然上提钩码或下放钩码.

学生观察：弹簧测力计的示数增大或减小.

教师问：弹簧测力计示数直接反映的是哪个力的大小？

学生答：钩码对弹簧的拉力.（通过前面的铺垫学生能顺利回答出来）

教师：给出“视重”的概念.物理学中，在研究此类问题通常把物体对支持物的压力或悬挂物的拉力称为“视重”.并用PPT投影出来.

（教材上没有明确给出“视重”的概念，但对后面学生更深刻理解超重和失重概念很有益处）

2.3借助电梯上升、下降视频来突破超重与失重教学

教师：上面的例子中都出现了视重大于或小于物体实际重力的情况，这就出现了本节课将重点研究的超重与失重现象.给出超重和失重的概念，同时PPT投影出来.

教师问：同学们都乘过电梯，老师上课前拍好了一段视频，视频中将看到电梯中一弹簧秤竖直提着钩码，请同学们猜一下电梯上升过程中弹簧称示数是变大还是变小，电梯下降过程中弹簧称示数是变大还是变小？

学生答：上升过程示数变大，下降过程示数变小.（大部分同学都同意这个猜想）

教师：播放视频，提醒同学仔细观察弹簧测力计示数并记录变化情况，看看猜想对不对.

学生：观看后发现上升过程实际情况示数存在三个阶段，开始时示数变大，然后基本不变，最后又变小了.下降过程也存在相应的三个阶段.

（再次创造了学生的认知冲突，怎么和自己猜测的不一样呢？为什么会这样？再次激去探究本质，这时候老师要再次引导学生对物体的运动情况和受力情况两个方面进行分析）

教师和学生共同分析：电梯上升过程分为

（1）速度由零变大到v，速度方向向上v，加速度方向也向上a，为加速上升阶段.

（2）速度基本保持v不变，速度方向向上v，a=0，为匀速上升阶段.

（3）速度由v减小到零，速度方向向上v，加速度方向向下a， 为减速上升阶段.

电梯加速上升过程的受力情况如表1中第一列所示：

表1运动状态上升过程下降过程加速减速加速减速对钩码受

力分析（标

上v、a方向）对钩码，由

牛顿第二定

律求出钩码

所受拉力F-mg=ma

F=mg+ma由牛顿第三

定律知秤钩

所受拉力F′=mg+ma超失重情况超重教师活动：引导学生自主完成表格中其他情形的分析，教师巡视检查学生完成情况，并挑选三位同学的填写内容投影到大屏幕上.

学生活动：其他同学一起来判断三位同学所完成内容正确与否.

教师汇总：（见表2）

表2运动状态上升过程下降过程加速减速加速减速对钩码由牛顿

第二定律F-mg=ma

F=mg+mamg-F=ma

F=mg-mamg-F=ma

F=mg-maF-mg=ma

F=mg+ma由牛顿第三

定律，秤钩

所受拉力F′=mg+maF′=mg-ma′F′=mg-maF′=mg+ma超失重情况超重失重失重超重学生活动：寻找超重、失重的规律.如超、失重与速度v方向是否有关，跟加速度a的方向是否有关.

（寻找规律的过程一定要让学生亲自体验，教师不能代替学生给出结论，只有平时的教学都坚持做到如此，学生的获取有效信息的能力，概括归纳的能力才能得到锻炼和提升）

学生总结：物体具有向上的加速度时处于超重状态.

物体具有向下的加速度时处于失重状态.

（通过学生自己总结得到的结论理解、记忆得更加深刻，也比较有成就感）

教师补充：加速度a只要有竖直分量就会存在超重与失重.

2.4以有趣实验创造认知冲突，引入完全失重，进而挖掘其本质

教师演示：出示一底部穿孔的水瓶，手指堵住孔水不喷出，然后将手指移开，水立即喷出.

教师提问：有没有可能手指不堵住孔而水也不喷出呢？

学生：议论纷纷，生活常识告诉我们不可能.

教师：把水瓶竖直向上抛出，竖直向下抛出，任意方向抛出.

学生：清楚观察到在空中运动过程中，水都不喷出来.感到不解？

教师：水不喷出来，为什么呢？播放一段物体随台秤一起做自由落体时台秤示数为零的视频启发学生.

教师：通过实验视频似乎能够解释水不会喷出的原因.但学生还是不够信服，如果从理论上也能够解释为什么对支持物的压力F=0，那就完全信服了.

师生共同对物体受力分析和运动情况分析：由牛顿第二定律有：

二者共同的加速度

所以FAB=0，理论和实际得到了完美的吻合，这是一种特殊的情形――完全失重.

教师：给出完全失重的概念，并用PPT投影出来.物体具有竖直向下的加速度，且有a=g时，物体处于完全失重，此时物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零.

2.5拓展视野，培养科学探究兴趣

教师：同学们想不想知道更多完全失重状态下和常态下有什么不同的情景？（学生很感兴趣）

（1）介绍绕地球运行的宇宙飞船内的物体处于完全失重状态.

播放神十航天员王亚平在太空给地面的学生讲课视频中，宇航员悬空打坐，自由飞翔部分的视频.

（2）自由落体或抛体运动.

播放牛奶滴落慢放和神十上水球成规则球形的视屏.

介绍利用完全失重的科学研究：

2.6课后思考题

在完全失重状态下，利用重力原理制作的仪器将全部失效.思考如何测量宇宙飞船内物体的质量？ （此问题旨在让学生回归教材，教材科学漫步中可以找到答案）