作為一位不辭辛勞的人民教師,總不可避免地需要編寫教學(xué)設(shè)計,借助教學(xué)設(shè)計可使學(xué)生在單位時間內(nèi)能夠?qū)W到更多的知識。那么教學(xué)設(shè)計應(yīng)該怎么寫才合適呢?以下是小編精心整理的高中物理教學(xué)設(shè)計(精選8篇),歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
一、背景和教學(xué)任務(wù)簡介
動能定理是高中物理中十分重要的內(nèi)容之一,是中學(xué)階段處理功能問題使用頻率最高的物理規(guī)律。而在動能定理的運用中要解決的主要問題有兩個:一個是初狀態(tài)、末狀態(tài)的確定;一個是合外力所做的功的計算。本節(jié)課在上一節(jié)對《功和功率》復(fù)習(xí)課的基礎(chǔ)上展開對《動能動能定理》 復(fù)習(xí)課的教學(xué)。希望通過師生對一些實際問題的共同討論,使學(xué)生能根據(jù)題意,正確的確定初狀態(tài)、末狀態(tài);在不同情形下用不同的方法計算合外力做功。希望使學(xué)生能加深對動能定理的理解,了解動能定理的一般解題規(guī)律,通過動能定理進一步加深功與能的關(guān)系的理解,讓學(xué)生對功、能關(guān)系有比較全面、深刻的認識。
本節(jié)課的方法主要是在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上,通過學(xué)生討論、教師點撥,然后歸納得出解決一些常見問題的方法,希望對提高學(xué)生的分析、理解能力有所幫助。
二、教學(xué)目標:
知識目標:
1、通過一個簡單問題的引入讓學(xué)生回憶動能和能定理的內(nèi)容;
2、理解和應(yīng)用動能定理,掌握動能定理表達式的正確書寫。
3、分析得出應(yīng)用動能定理解決問題的解題步驟。
4、能熟練應(yīng)用動能定理解決一定的物理問題。
能力目標:
1、能根據(jù)功是動能變化的量度關(guān)系解決簡單的力學(xué)問題。
2、理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、分析、解決問題的能力;
情感目標: 通過動能定理的理解和解題應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生對物理復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)的興趣,牢固樹立能量觀點,堅定高考必勝信念。
三、重點、難點分析
重點、
1、本節(jié)重點是對動能定理的理解與應(yīng)用。
2、總功的分析與計算對學(xué)生來說始終是個難點,總功的符號書寫也是學(xué)生出錯率最多的地方,應(yīng)通過例題逐步提高學(xué)生解決該問題的能力。
3、通過動能定理進一步復(fù)習(xí),讓學(xué)生學(xué)會正確熟練應(yīng)用動能定理,掌握應(yīng)用動能定理解題的步驟,這是本節(jié)的難點。
四、教學(xué)設(shè)計思路和教學(xué)流程教學(xué)設(shè)計思想:通過同學(xué)們每天都做的踢毽子游戲引入復(fù)習(xí)內(nèi)容,然后通過一個熱身訓(xùn)練讓學(xué)生明確應(yīng)用動能定理解題的步驟,同時教師把規(guī)范的解題步驟展示給學(xué)生,以便學(xué)生能逐漸掌握應(yīng)用動能定理解題的正確書寫。教學(xué)過程中始終貫徹“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念,采用學(xué)生討論、思考、信息獲取、演算、總結(jié)及口頭表述的方法,突出老師與學(xué)生教與學(xué)的相互性,力求改變老師一講到底的傳統(tǒng)上課方式,在課堂教學(xué)模式上有所突破,同時根據(jù)學(xué)生的認知過程強化雙基教學(xué),提高學(xué)生的分析問題基本能力。
教學(xué)流程是通過一個游戲活動引出動能和動能定理的復(fù)習(xí)內(nèi)容。以受力分析為線索,通過師生對問題的共同討論分析,最后由學(xué)生討論、發(fā)言,總結(jié)出動能定理解題的一般步驟,并且通過鞏固練習(xí)和思考提示學(xué)生進一步掌握應(yīng)用動能定理解題的方法步驟。通過本節(jié)的復(fù)習(xí),應(yīng)使學(xué)生理解動能定理的'內(nèi)容,清楚動能定理的解題步驟,通過對比分析使學(xué)生體會到應(yīng)用動能定理解題較牛頓運動定律與運動學(xué)公式解題的優(yōu)點:即運用動能定理解題,由于不涉及物體運動過程中的加速度和時間,適合于恒力做功,也適合于變力做功,既適用于直線運動,也適用于曲線運動,因此用它來處理問題有時比較方便。從而使學(xué)生樹立應(yīng)用動能定理解題的更高(高端思維方式)、更快(加快解題速度)、更強(強化能量意識)的思想。
五、學(xué)習(xí)資源準備
教學(xué)課件,“五羊高考”復(fù)習(xí)資料
六、案例實錄:
教學(xué)過程: 一)、新課引入(踢毽子游戲活動中有沒有對毽子做功,如何求這個功) 學(xué)生討論并回答:有做功,可以用動能定理求解做功
板書:動能定義和動能定理內(nèi)容及公式
動能和動能定理的幾點說明:
1、動能是標量,沒有方向;動能也沒有負值。
2、動能定理公式中的左邊是合力做的功,右邊是動能的變化。
3、動能變化一定是末動能減去初動能。
4、合力做功是物體受到的所有力做功的總和,而不是某一個力做的功。
二)、動能定理的熱身訓(xùn)練(學(xué)生獨立完成)展示幾個學(xué)生的答案,最后教師展示規(guī)范解題步驟,通過學(xué)生對比討論,總結(jié)出應(yīng)用動能定理比動力學(xué)和運動學(xué)結(jié)合的方法解題的優(yōu)勢,從而樹立能量思想;并總結(jié)出應(yīng)用動能定理解題的一般步驟,
教師總結(jié)并課件展示:運用動能定理解題的步驟:
1、確定研究對象;
2、分清研究對象受力情況,研究各力做功,確定合力做的功;
3、分析選定階段的初、末動能,確定動能增量;
4、運用動能定理求解
三)、動能定理應(yīng)用之一:(學(xué)生做例1)通過該題的練習(xí)主要讓學(xué)生明確研究對象的選取問題,特別是連接體問題,物體的受力、做功與動能的變化應(yīng)具有同一性,不能張冠李戴相互混淆;
四)、動能定理應(yīng)用之二:多過程問題(學(xué)生做例2)通過該題練習(xí)使學(xué)生進一步確定正確應(yīng)用動能定理解題的方法步驟,特別是多過程問題如何選取研究過程至關(guān)重要;能全程的最好全程;然后通過變式訓(xùn)練2鞏固全程思想,最終確定根深蒂固的能量觀點;
教師課件展示多過程問題的解決辦法,特別是全程法;
五)、動能定理應(yīng)用之三:變力做功問題(學(xué)生獨立完成訓(xùn)練3)請同學(xué)到黑板展示解題過程,檢查學(xué)生掌握程度;
教師最后總結(jié):通過以上練習(xí)我們認識到動能定理不管物體運動軌跡是直線還是曲線、不管受力是恒力還是變力都可以應(yīng)用,沒有任何使用條件的限制,因此我們要牢固樹立能量意識。
一、內(nèi) 容 人教版普通高中課程標準試驗教科書物理必修2第六章第4節(jié)《萬有引力理論的成就》
二、教學(xué)分析
1.教材分析
本節(jié)課是《萬有引力定律》之后的一節(jié),內(nèi)容是萬有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。教材主要安排了“科學(xué)真是迷人”、“計算天體質(zhì)量”和“發(fā)現(xiàn)未知天體”三個標題性內(nèi)容。學(xué)生通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí),一方面對萬有引力的應(yīng)用有所熟悉,另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn),促進學(xué)生對物理學(xué)史的學(xué)習(xí),并借此對學(xué)生進行情感、態(tài)度、價值觀的學(xué)習(xí)。
2.教學(xué)過程概述
本節(jié)課從宇宙中具有共同特點的幾幅圖片入手,對萬有引力提供天體圓周運動的向心力進行了復(fù)習(xí)引入萬有引力在天體運動中有什么應(yīng)用呢?接下來,通過“假設(shè)你成為了一名宇航員,駕駛宇宙飛船……發(fā)現(xiàn)前方未知天體”,圍繞“你有什么辦法可以測出該天體的質(zhì)量嗎”全面展開教學(xué)。密度的計算以及海王星的發(fā)現(xiàn)自然過渡和涉及。在教材的處理上,既立足于教材,但不被教科書所限制,除了介紹教科書中重要的基本內(nèi)容外,關(guān)注科技新進展和我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展,時代氣息濃厚,反映課改精神,著力于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)通過 “計算天體質(zhì)量”的學(xué)習(xí),學(xué)會估算中數(shù)據(jù)的近似處理辦法,學(xué)會運用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量;
(2)通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”,“成功預(yù)測彗星的回歸”等內(nèi)容的學(xué)習(xí),了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。
2.過程與方法
運用萬有引力定律計算天體質(zhì)量,體驗運用萬有引力解決問題的基本思路和方法。
3.情感、態(tài)度、價值觀
(1)通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“成功預(yù)測彗星的回歸”的學(xué)習(xí),體會科學(xué)定律在人類探索未知世界的作用;
(2)通過了解我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,養(yǎng)成熱愛科學(xué)的情感。
四、教學(xué)重點
1.中心天體質(zhì)量的計算;
2. “稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn),加強物理學(xué)史的.教學(xué)。
五、教學(xué)準備 實驗器材、PPT課件等多媒體教學(xué)設(shè)備
六、教學(xué)過程
(一)、圖片欣賞復(fù)習(xí)引入
通過幾張宇宙圖片的欣賞,學(xué)生體驗宇宙中螺旋的共同特點,萬有引力提供向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么,萬有引力定律在天體運動中還有哪些具體的應(yīng)用呢?讓我們一起進入本章《萬有引力理論的成就》的學(xué)習(xí)。
(二)、創(chuàng)設(shè)情境 解決中心問題
情境創(chuàng)設(shè):假如你成為了一名宇航員,駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處,突然,前方一美麗的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動機,然后飛船剛好繞美麗天體做了完美的圓周運動,繞行一周后,飛船就平穩(wěn)的降落在了星球上。
合作討論:你有什么辦法可以測得這一神秘天體的質(zhì)量嗎?
(學(xué)生通過小組探究,教師巡回指導(dǎo),形成自己本組的意見,由小組選出的代表來向全班展示自己思考的結(jié)果。)
小組代表講解展示:
思路一:測出宇宙飛船繞行一周的時間和軌道半徑,根據(jù)萬有引力提供向心力,
即:
從而得出星球(中心天體)的質(zhì)量
思路二:根據(jù)宇航員降落在星球表面上后,重力近似等于萬有引力,
即: 得出
在思路二完成之后,緊接著問題:如何測得星球表面的重力加速度g呢?
(學(xué)生討論回答,現(xiàn)場教師展示借助小球的自由落體運動,通過現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場完成重力加速度的測量。)
設(shè)計說明: 1.通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè),圍繞”如何測得星球的質(zhì)量?”這一中心問題展開學(xué)生的討論活動,在讓學(xué)生覺得有趣味的同時,通過小組討論、合作學(xué)習(xí)來促使學(xué)生創(chuàng)造性的思考、解決本節(jié)課的中心問題。2.多媒體和現(xiàn)代測量方法——傳感器讓學(xué)生感受技術(shù)帶來的便捷。
(三)、物理學(xué)史 展現(xiàn)人文魅力
啟示:一旦測出了引力常量G,那么就可以利用公式 得到地球的質(zhì)量了。
1798年,卡文迪許通過自己設(shè)計的扭秤實驗,成功得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”,是不無道理的。
而正是這段故事,讓一個外行人、著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情的說:“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實,增添一點猜想,竟能贏得那么多的收獲!”
(四)、課堂延伸——如何得到這一天體的密度?
設(shè)計說明:在這一問題中,老師提示了球體的體積公式,然后就把時間交給學(xué)生了。學(xué)生進行了積極的演算,可得到的答案有兩種,一種是帶有半徑的,而另一種則是把半徑約分掉的 。“為什么半徑可以約掉呢?”這一問題又再一次促進了學(xué)生的思考。而這也保證了課堂的開放性。
(五)、發(fā)現(xiàn)未知天體
視頻:“海王星的發(fā)現(xiàn)”,——展現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的足跡,注重學(xué)生進行科學(xué)態(tài)度和情感。
諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、物理學(xué)家馮勞厄說:“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣,如此有力的樹立起人們對年輕物理學(xué)的尊敬。從此以后,這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國……”
(六)、課堂小結(jié)與反饋 簡單回顧本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容
七、板書設(shè)計: 第4節(jié)《萬有引力理論的成就》
一、 圖片欣賞,引入新課
二、 測中心天體的質(zhì)量
三、 卡文迪許——人文魅力
四、 應(yīng)用
1.測天體密度
2.發(fā)現(xiàn)未知天體
八、教學(xué)反思:
本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上創(chuàng)造性的使用教材,通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生在極大的趣味中完成了本節(jié)中心內(nèi)容的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程脈絡(luò)清晰。物理學(xué)家的人文魅力學(xué)生也有一定的感知。
一、設(shè)計思想
本節(jié)課打破以往的教學(xué)結(jié)構(gòu),將摩擦力作為一個整體來逐步研究,而不是分別研究靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件、方向和大小,使得學(xué)生更全面的從本質(zhì)上掌握摩擦力的特點。
本節(jié)課的教學(xué)有三大特點:
1、采用“學(xué)習(xí)即研究”的理念展開教學(xué),讓學(xué)生通過自己的觀察和感受來提出所要研究的問題,并圍繞提出的問題,設(shè)計實驗方案,來解決問題。讓學(xué)習(xí)的過程轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯康倪^程,從而實現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的本質(zhì)。
2、采用體驗式的學(xué)習(xí)方法,通過就地取材的物品來進行小實驗,看似簡單易操作,但卻能帶給學(xué)生最真實的體驗,讓學(xué)生有最直接的感受。
3、采用知識教育和科學(xué)方法教育融于一體,通過實踐找規(guī)律,讓學(xué)生通過觀察與類比、猜想與假設(shè)、實驗與歸納、控制變量法、描點作圖法等探究物理問題的基本方法,歸納出摩擦力的特點。
本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生已具有一定初中知識背景下,進一步來理解摩擦力的產(chǎn)生條件,摩擦力方向的判斷以及影響摩擦力大小的因素。
二、學(xué)情分析和教材解讀的深入
(一)學(xué)情分析
1、學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念并可應(yīng)用二力平衡進行計算靜摩擦力的大?。?/p>
2、在初中階段對摩擦力有定性了解,但不夠深入高中階段加以細化;
3、在初中學(xué)習(xí)電阻時用到過控制變量法歸納出摩擦力的特點。
(二)教材分析
本節(jié)課選自人教版普通高中物理必修1第三章第三節(jié)P57-P61,本節(jié)內(nèi)容是在初中摩擦力知識基礎(chǔ)上的延伸。是本章教學(xué)的重點,難點,也是高中物理中對物體進行受力分析的重點和難點。大家在初中已接觸過摩擦力的學(xué)習(xí),高中應(yīng)從更深的一個層面來認識摩擦力,靜摩擦力的問題很復(fù)雜,具體表現(xiàn)出“動中有靜,靜中有動”,有時似乎又是“若有若無,方向不定”。本節(jié)課,我力求使學(xué)生們可以正確認識靜摩擦力。
三、教學(xué)目標
(一)知識與技能
1、知道什么是靜摩擦力;可以根據(jù)二力平衡的知識判斷靜摩擦力的大小和方向。
2、可以列舉說明靜摩擦力在生活中的應(yīng)用,明白最大靜摩擦力的決定因素有哪些。
(二)過程與方法
1、通過演示及動手體驗,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和操作能力。
2、通過對靜摩擦力的教學(xué),可以使學(xué)生形成在生活中認識“力”的科學(xué)素養(yǎng)。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1、通過對最大靜摩擦力進行的實驗探究及數(shù)據(jù)分析,使學(xué)生感受到實踐是檢驗真理的唯一標準,更好的培養(yǎng)學(xué)生尊重事實和實事求是的科學(xué)態(tài)度。
2、通過分析靜摩擦力的應(yīng)用,進一步體現(xiàn)出物理源于生活并服務(wù)于生活的道理。
四、重點難點
(一)重點
1、研究靜摩擦力大小的范圍。
2、研究靜摩擦力的方向。
(二)難點:如何對靜摩擦力進行方向的判斷。
五、教學(xué)策略與手段
講授法、實驗法、討論法相結(jié)合的實驗探究模式
實驗和多媒體教學(xué):
(1)教師演示用:玻璃杯,大米,筷子,氣球,玻璃球,兩本交疊在一起的書,一端帶有定滑輪的長木板,紅墨水,細線,木塊,礦泉水瓶,PPT課件。
(2)學(xué)生用實驗器材2人一組:彈簧秤、毛巾;玻璃板,毛刷。
六、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問,導(dǎo)入新課
1、趣味實驗演示
向壓實的整杯米中插進一根筷子,用筷子將米杯提起,將氣球放進玻璃杯內(nèi),向氣球內(nèi)充氣,用氣球?qū)⒉AП崞稹?/p>
發(fā)問設(shè)疑:將整杯米和玻璃杯提起的神奇力量是什么呢?
2、深入分析:
對整杯米進行受力分析,受到豎直向下的重力作用,還有筷子對整杯米的向上的作用力,向?qū)W生提出疑問,這個作用力可能是什么性質(zhì)的力,進而給出在物理學(xué)中像這樣產(chǎn)生于兩個相對靜止的物體間的摩擦力叫做靜摩擦力。
(二)新課教學(xué)
1、靜摩擦力的產(chǎn)生條件
①兩物體接觸且相互擠壓
通過回顧課前氣球提杯子的小實驗,向?qū)W生發(fā)問,為什么干癟的氣球不能夠提起杯子?
對比分析,當氣球充滿氣時,氣球可以提起杯子,此時氣球與杯子接觸且存在擠壓,當氣球內(nèi)氣體放出時,氣球與杯子不接觸且不存在相互擠壓,氣球也不能提起杯子,進而得出靜摩擦力的產(chǎn)生條件之一是兩物體接觸并存在擠壓。
②兩物體存在相對運動趨勢
仍然由氣球提杯子的小實驗入手,當氣球與杯子都放在桌面上,且相對桌面靜止時,氣球和杯子之間不產(chǎn)生靜摩擦力。當氣球提起杯子時,氣球和杯子之間就產(chǎn)生了靜摩擦力,這是由于當氣球提起玻璃杯時,玻璃杯會“想”相對氣球向下運動,我們將其稱為玻璃杯有相對氣球向下的運動趨勢,進而自然得出靜摩擦力的又一個產(chǎn)生條件是兩物體存在相對運動趨勢。
③兩物體接觸面粗糙
夾玻璃球競賽:
競賽規(guī)則:誰能在十秒鐘之內(nèi),用筷子夾起的玻璃球多誰就獲勝。
十秒鐘過去,我們會發(fā)現(xiàn),一位同學(xué)夾起了幾個玻璃球,而另一位同學(xué)幾乎沒有夾起玻璃球。引發(fā)學(xué)生的好奇心,進而追問,為什么比賽結(jié)果會如此懸殊?
教師解密,這是由于老師給“獲勝”的同學(xué)所用的筷子提前穿上了一層“橡膠外衣”,進而使筷子與玻璃球接觸的表面變得粗糙,才使得“獲勝”同學(xué)順利夾起玻璃球。
由此自然得出靜摩擦力產(chǎn)生的第三個條件是兩物體接觸面粗糙。
2、靜摩擦力概念
通過得出了靜摩擦力產(chǎn)生的三個條件,可進一步概括得出靜摩擦力的具體概念,即:兩個相互擠壓且相對靜止的物體,由于存在相對運動趨勢而在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體相對運動的力叫做靜摩擦力。
給出定義后,教師提出一個將兩本交疊在一起的書分開的小游戲,讓學(xué)生親身體會靜摩擦力“巨大”力量,進而對靜摩擦力有一個更直觀的感受。
3、靜摩擦力的三要素
①、作用點
引導(dǎo)學(xué)生通過定義直接得出,靜摩擦力的作用點在兩物體接觸面上。
②方向
①用刷毛彎曲方向表示刷子所受靜摩擦力的方向,在引導(dǎo)學(xué)生分析靜止在斜面上的刷子的相對運動趨勢方向,引導(dǎo)學(xué)生運用假設(shè)法分析得出刷子所受靜摩擦力的方向與刷子的相對運動趨勢方向相反這一結(jié)論。
②對被氣球提起的杯子進行受力分析,引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)過的二力平衡的知識逆向思考,分析靜摩擦力的方向。
③大小
實驗探究靜摩擦力的大小變化:
杯子與木塊相連,不斷向杯中加水,直到木塊滑動,可直觀定性的觀察物體所受靜摩擦力的大小變化,自然提出猜想,靜摩擦力的增大存在一個限度,教師加以解釋說明,給出靜摩擦力大小情況:靜摩擦力的增大有一個限度,即fmax,這個最大值稱為最大靜摩擦力,其數(shù)值范圍fmax≥f≥0,且最大靜摩擦力大于滑動摩擦力。
4、鞏固提高
①引導(dǎo)學(xué)生利用定義判斷靜止在曲面上的物體所受靜摩擦力的方向。
教師加以總結(jié)概括,得出:靜摩擦力的方向沿接觸面切線方向并與相對運動趨勢方向相反。
②讓學(xué)生分析在超市電梯上的人的受力情況,和人走路及傳送帶上的物體所受到的靜摩擦力。
③教師加以糾正和強調(diào):受到靜摩擦力作用的不一定是靜止的物體,靜摩擦力不一定是阻力。
5、應(yīng)用
教師給出靜摩擦力在生活中應(yīng)用的相關(guān)實例,并給與解釋,讓學(xué)生進一步體會靜摩擦力的利與弊。領(lǐng)會自然的神奇力量。
七、知識結(jié)構(gòu)或板書設(shè)計
靜摩檫力
一、靜摩擦力的產(chǎn)生條件:
1、相互接觸、擠壓(彈力產(chǎn)生的條件)
2、與接觸面有相對運動趨勢
3、接觸面粗糙
二、靜摩擦力的定義:兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動趨勢的力,這種力叫做靜摩檫力。
三、摩擦力的方向:所以無論物體是靜止還是運動,物體受到的靜摩擦力的方向總是與相對運動趨勢方向相反。
四、摩擦力的大小[來靜摩擦力的大小0
八、作業(yè)設(shè)計
課后完成課后“問題與練習(xí)”中1、2、3題。
九、問題研討
(1)物理研究以實驗為基礎(chǔ),我們這節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中,利用身邊的現(xiàn)象設(shè)計小實驗的方法來探索物理問題,如何能更好的利用實驗讓學(xué)生探索物理問題?
(2)利用學(xué)習(xí)小組分組實驗并討論,如何運用小組評價機制?
教學(xué)目標:
1、理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
2、知道什么是自由落體的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
3、掌握自由落體運動的規(guī)律。
教學(xué)重點
掌握自由落體運動的規(guī)律
教學(xué)難點
通過實驗得出自由落體運動的規(guī)律
教學(xué)方法
實驗現(xiàn)象+合力推理+實驗驗證
教學(xué)用具
用薄紙糊一紙袋、兩小鋼球、抽氣機、牛頓管、有關(guān)知識的投影片
課時安排
1課時
教學(xué)步驟
一、導(dǎo)入新課
1、復(fù)習(xí):什么是勻變速直線運動,其速度公式、位移公式分別是什么?
2、導(dǎo)入:同學(xué)們,我們通常有這樣的生活經(jīng)驗:重的物體比輕的物體落得快,物體下落的速度到底與物體的質(zhì)量有沒有關(guān)系呢?我們這節(jié)課就來研究這個問題。
二、新課教學(xué)
演示實驗:讓一個紙袋與小鋼球同時自由下落,可看到什么現(xiàn)象?
學(xué)生:鋼球落得快。
老師:對,這就是我們的生活經(jīng)驗,這也是公元前希臘的哲學(xué)家亞里斯多德的觀點。這個觀點使人們在錯誤的結(jié)論下走的XX多年。同學(xué)們聽說過伽利略的兩個鐵球同時落地的故事嗎?伽利略做過大量的由靜止下落的實驗,并且還用歸謬法、數(shù)學(xué)圖利都證明了亞里斯多德的觀點是錯誤的。同學(xué)下去看課后閱讀材料,伽利略為了證明亞里斯多德觀點的錯誤,他就拿了一個質(zhì)量是另一個質(zhì)量10倍的鐵球站在比薩斜塔上,使兩鐵球同時下落,結(jié)果兩鐵球幾乎同時落地。
且再看實驗:把剛才的紙袋揉成團,和小鋼球由靜止同時下落,同學(xué)再觀察:
學(xué)生:幾乎同時落地。
師:同一個紙袋,為什么形狀不一樣,其下落時間就不一樣呢?
學(xué)生:這是因為空氣的阻力的影響。把紙袋揉成團,所受空氣的阻力要比紙袋所受空氣的阻力小得多,所以與小鋼球幾乎同時落地。
老師:如果真的把質(zhì)量、形狀不同的物體放在真空中,從同一高度自由下落,和伽利略的結(jié)論一樣嗎?
演示:把事先抽成真空(空氣相當稀?。┑呐nD管拿出來,讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學(xué)生:同時落下。
演示:把小鋼球裝進紙袋,與另一個小鋼球同時下落。
現(xiàn)象:同時落地。
老師:這就是自由落體運動。同學(xué)們根據(jù)這些過程、結(jié)論,給其下一個定義。
學(xué)生回答:
在真空中物體只受重力,或者在空氣中,物體所受空氣阻力很小,和物體重力相比可忽略的條件下,物體從靜止豎直下落。
1、自由落體運動
板書:自由落體運動:物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動。
2、自由落體運動的加速度
距我們?nèi)俣嗄昵暗馁だ越?jīng)過大量的實驗、嚴密的數(shù)學(xué)推理、得出:自由落是初速度為零的勻加速直線運動。
教學(xué)目標
知識目標 了解超導(dǎo)體以及超導(dǎo)體在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用.
能力目標 通過超導(dǎo)體知識的學(xué)習(xí),擴展知識面.
情感目標 知道超導(dǎo)體在現(xiàn)代以及未來科技中的重要性,學(xué)習(xí)科學(xué)家的堅韌精神.
教學(xué)建議
教材分析 教材從介紹昂尼斯發(fā)現(xiàn)水銀超導(dǎo)現(xiàn)象的物理學(xué)史知識入手,講述超導(dǎo)體的一般概念,基礎(chǔ)知識.
進一步講解超導(dǎo)的優(yōu)點、缺點和目前科學(xué)家面臨的問題.
教法建議 本節(jié)的教學(xué)要注重科技的`聯(lián)系,避免孤立的學(xué)習(xí),要注意聯(lián)系實際.
可以提出問題學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)生根據(jù)提出的問題,可以利用教材和教師提供的一些資料進行學(xué)習(xí).
也可以教師提出課題,學(xué)生查閱資料,從收集資料、信息的過程中學(xué)習(xí),提高收集信息和處理信息的能力.
教學(xué)設(shè)計方案
【教學(xué)過程設(shè)計】
方法1、學(xué)生閱讀教材,教師提供一些關(guān)于超導(dǎo)體的材料,教師提出一些問題,學(xué)生閱讀時思考,例如:什么是超導(dǎo)體現(xiàn)象?采用超導(dǎo)體有什么經(jīng)濟效益?
方法2、對于基礎(chǔ)較好的班級,可以采用實驗探究和信息學(xué)習(xí)的方法.實例如下
實驗探究:可以組織學(xué)生小組,圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查閱有關(guān)超導(dǎo)體方面的資料,小組討論,總結(jié)超導(dǎo)體的優(yōu)點、缺點以及討論超導(dǎo)體的未來發(fā)展方向.
【板書設(shè)計】
1.超導(dǎo)體 概念 超導(dǎo)現(xiàn)象
2.超導(dǎo)體的優(yōu)缺點
3. 我國的超導(dǎo)體的研究
探究活動
【課題】超導(dǎo)現(xiàn)象的歷史
【組織形式】個人或?qū)W習(xí)小組
【活動流程】 制訂子課題;制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;評估;交流與合作.
【參考方案】
1、嘗試總結(jié)超導(dǎo)體的發(fā)展現(xiàn)況.
2、討論超導(dǎo)體的未來發(fā)展趨勢.
【資料來源】
1、圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找資料.
2、交流,發(fā)現(xiàn)共性和差異.
長期以來,許多中學(xué)物理教師在課堂教學(xué)的改革中作出自己的努力和嘗試,取得不少很有價值的成果。但是從總體上說,當今的中學(xué)物理課堂教學(xué),仍然是灌輸式教學(xué)占絕對優(yōu)勢。仔細分析一下就不難看出,以往許多來自教學(xué)第一線的改革主要是圍繞2個問題進行的:一是如何使基本知識的傳授和基本技能的訓(xùn)練更加有效、更加扎實;二是如何吸引學(xué)生的注意力,使他們能夠參與到教學(xué)活動中來,從而更好地掌握教師所傳授的基本知識和基本技能。很顯然,這些教學(xué)改革就其內(nèi)在動機而言,主要還是面向各種考試,特別是應(yīng)付高考的。
可以預(yù)言,隨著國家新課程標準的全面實施,尤其是隨著普通高中物理課程標準實驗教材的面世和進人實驗區(qū),高中物理教學(xué)無論是在理念層面還是在操作層面,都將面臨許多新的挑戰(zhàn)。因此,高中物理教學(xué)如何才能適應(yīng)新課程改革所提出的各項要求,就成為人們關(guān)注的焦點。新課程改革背景下的高中物理教學(xué),筆者認為在教學(xué)設(shè)計的立意上要有新的突破。眾所周知,在應(yīng)試的重負之下,教師在進行課堂教學(xué)設(shè)計時,通常都是從知識的理解記憶、技能的規(guī)范操演和解題的強化訓(xùn)練來立意的,課堂教學(xué)的.目的幾乎被唯一地定位在向?qū)W生傳授應(yīng)試所必備的基礎(chǔ)知識和基本技能上。因此,“傳道、授業(yè)、解惑”就被片面地當做傳遞知識、教授技能和幫助學(xué)生解決在掌握知識與技能過程中存在的問題。這樣一來,灌輸也就必然成為主要的課堂教學(xué)模式。在新課程改革中,依據(jù)現(xiàn)代教育理念所提出的教學(xué)根本目的是促進學(xué)生的全面發(fā)展,新課程標準又把它具體化為“知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價值觀”這3個維度的課程目標。由于課堂教學(xué)是課程實施的重要渠道,因此,為了使課堂教學(xué)能夠真正成為充分體現(xiàn)新課程理念的實踐場所和實現(xiàn)新課程目標的重要保障,教師在進行教學(xué)設(shè)計時就必須突破單純以“雙基”來立意的舊框框,本著教學(xué)要為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)這樣的高度責(zé)任感,從3個維度來全面構(gòu)思教學(xué)內(nèi)容、精心安排教學(xué)活動。對于教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)思,要以課程標準中的相關(guān)條目為依據(jù),以所用教材的相關(guān)內(nèi)容為參照在“知識與技能”維度,不僅要關(guān)注物理學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本技能,還要關(guān)注物理學(xué)的歷史進程、取得的主要成就、未來的發(fā)展趨勢、與其他學(xué)科之間的關(guān)系以及對人類社會方方面面的影響。在“過程與方法”維度,要注意把物理規(guī)律的探究過程、物理探究的重要意義、物理科學(xué)研究的主要方法、物理學(xué)發(fā)現(xiàn)并提出問題的獨特角度和物理學(xué)思考并解決問題的典型思路等納入教學(xué)的內(nèi)容。在“情感態(tài)度與價值觀”維度,要把揭示大自然的奇妙與和諧、展現(xiàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅、關(guān)注身邊的物理現(xiàn)象和與物理學(xué)相關(guān)的熱點問題、判斷大眾傳媒有關(guān)信息是否科學(xué)等納入教學(xué)內(nèi)容。
對于教學(xué)活動的安排,要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù),以教師本人以及本班學(xué)生的實際情況和所在學(xué)校的現(xiàn)實條件為基礎(chǔ)在“知識與技能”維度,要根據(jù)知識的內(nèi)在邏輯和技能的復(fù)雜程度以及學(xué)生在學(xué)習(xí)中的接受邏輯和心理特點,有度又有序地安排教學(xué)活動。在“過程與方法”維度,要留有足夠的時間和空間,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,嘗試運用實驗方法、模型方法和數(shù)學(xué)工具來研究物理問題、驗證物理規(guī)律,嘗試運用物理原理和方法解決一些實際問題;讓學(xué)生有機會發(fā)表自己的見解,并與他人討論、交流、合作;還要讓學(xué)生通過物理課程,來學(xué)習(xí)如何計劃并調(diào)控自己的學(xué)習(xí)過程,逐步形成一定的自主學(xué)習(xí)能力。在“情感態(tài)度與價值觀”維度,要注意發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲激發(fā)他們參與科技活動的熱情;鼓勵他們主動與他人合作,并通過合作學(xué)習(xí)來培養(yǎng)敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神以及團隊精神;要創(chuàng)造條件,讓學(xué)生在力所能及的范圍內(nèi),將所學(xué)的物理知識服務(wù)于他人、服務(wù)于社區(qū),為社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻出自己的一份力量。3個維度的課程目標不是互相孤立而是有機統(tǒng)一的,在課堂教學(xué)中不能把它們割裂開來分別操作。這是因為就課堂教學(xué)而言,3個維度的課程目標既涵蓋了當今素質(zhì)教育的核心部分和重點內(nèi)容,又針對當前中學(xué)物理教學(xué)中存在的現(xiàn)實問題和薄弱環(huán)節(jié),體現(xiàn)了物理教學(xué)的完整性;就學(xué)生的發(fā)展而言,健全人格的培育是促進學(xué)生健康成長的必要條件,健全的人格是一個整體,如果課堂教學(xué)只偏重培養(yǎng)人格中與認知有關(guān)的部分而忽視其他部分的培養(yǎng),就可能會導(dǎo)致學(xué)生完整人格的解體和內(nèi)心世界和諧的破壞,其結(jié)果必然嚴重影響學(xué)生的終身發(fā)展。所以,教師必須有意識地以更高的立意,從3個維度出發(fā)對課堂教學(xué)進行精心設(shè)計,力求在教學(xué)中把三維目標的各項要求融為一體,使學(xué)生在掌握物理知識與技能的同時,親身經(jīng)歷與體驗學(xué)習(xí)和探究的過程,潛移默化地受到科學(xué)方法以及情感態(tài)度與價值觀的滋養(yǎng)和熏陶。與此同時,還要特別注意避免對三維目標采取形式主義的態(tài)度,機械套用、生硬拼湊,或者“穿靴戴帽”、畫蛇添足。事實上,教師只有通過完整的教學(xué)才可能培育出學(xué)生健全的人格。
教學(xué)目標
一、知識目標
1、知道什么是反沖運動,能舉出幾個反沖運動的實例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標
1、結(jié)合實際例子,理解什么是反沖運動;
2、能結(jié)合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋;
3、進一步提高運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力
三、德育目標
1、通過實驗,分析得到什么是反沖運動,培養(yǎng)學(xué)生善于從實驗中總結(jié)規(guī)律和熱心科學(xué)研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)。
2、通過介紹我國成功地研制和發(fā)射長征系列火箭的事實,結(jié)合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現(xiàn)代火箭技術(shù)已跨入世界先進先烈,激發(fā)學(xué)生熱愛社會主義的情感。
教學(xué)重點
1、知道什么是反沖。
2、應(yīng)用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。
教學(xué)難點
如何應(yīng)用動量守恒定律分析、解決反沖運動。
教學(xué)方法
1、通過觀察演示實驗,總結(jié)歸納得到什么是反沖運動。
2、結(jié)合實例運用動量守恒定律解釋反沖運動。
教學(xué)用具
反沖小車、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等
課時安排
1課時
教學(xué)步驟
導(dǎo)入新課
[演示]拿一個氣球,給它充足氣,然后松手,觀察現(xiàn)象。
[學(xué)生描述現(xiàn)象]釋放氣球后,氣球內(nèi)的氣體向后噴出,氣球向相反的方向飛出。
[教師]在日常生活中,類似于氣球這樣的運動很多,本節(jié)課我們就來研究這種。
新課教學(xué)
(一)反沖運動 火箭
1、教師分析氣球所做的運動
給氣球內(nèi)吹足氣,捏緊出氣孔,此時氣球和其中的氣體作為一個整體處于靜止狀態(tài)。松開出氣孔時,氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學(xué)生舉例:你能舉出哪些物體的運動類似于氣球所作的運動?
學(xué)生:節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機。火箭等做的運動。
3、同學(xué)們概括一下上述運動的特點,教師結(jié)合學(xué)生的敘述總結(jié)得到:
某個物體向某一方向高速噴射出大量的液體,氣體或彈射出一個小物體,從而使物體本身獲得一反向速度的現(xiàn)象,叫反沖運動
4、分析氣球?;鸺人龅姆礇_運動,得到:
在反沖現(xiàn)象中,系統(tǒng)所受的合外力一般不為零;
但是反沖運動中如果屬于內(nèi)力遠大于外力的情況,可以認為反沖運動中系統(tǒng)動量守恒。
(二)學(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運動。
1、學(xué)生做準備:拿出自己的在課下所做的反沖運動演示裝置。
2、學(xué)生代表介紹實驗裝置,并演示。
學(xué)生甲:
裝置:在玻璃板上放一輛小車,小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒精的棉花。
實驗做法:點燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時看到小車沿相反方向運動。
學(xué)生乙:
裝置:二個空摩絲瓶,在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個小洞,這樣做成二個簡易的火箭筒,在鐵支架的立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側(cè)各裝一只箭筒,再把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)放在頂軸上,往火箭筒內(nèi)各注入約4 mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點燃酒精棉球,片刻火箭筒內(nèi)的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點燃,這時可以看到火箭旋轉(zhuǎn)起來。
學(xué)生丙:用可樂瓶做一個水火箭,方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個導(dǎo)向管,瓶口塞一橡皮塞,在橡皮塞上鉆一孔,在塞上固定一只自行車車胎上的進氣閥門,并在氣門芯內(nèi)裝上小橡皮管,在瓶中先注入約1/3體積的水,用橡皮塞把瓶口塞嚴,將尼龍線穿過可樂瓶上的導(dǎo)向管,使線的一端拴在門的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使線拉直,將瓶的進氣閥與打氣筒相接,向筒內(nèi)打氣到一定程度時,瓶塞脫開,水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。
過渡引言:同學(xué)們通過自己設(shè)計的實驗裝置得到并演示了什么是反沖運動,那么反沖運動在實際生活中有什么應(yīng)用呢?下邊我們來探討這個問題。
(三)反沖運動的應(yīng)用和防止
1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。
2、學(xué)生回答反沖運動應(yīng)用和防止的實例。
學(xué)生:反沖有廣泛的應(yīng)用:灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應(yīng)用。
學(xué)生:用槍射擊時,要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實例。
3、用多媒體展示學(xué)生所舉例子。
4、要求學(xué)生結(jié)合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反
沖的應(yīng)用和防止做出解釋說明:
①對于灌溉噴水器,
當水從彎管的噴嘴噴出時,彎管因反沖而旋轉(zhuǎn),可以自動地改變噴水的方向。
②對于反擊式水輪機:當水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出時,轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電。
③對于噴氣式飛機和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
④用槍射擊時,子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖,槍身的反沖會影響射擊的準確性,所以用步槍時我們要把槍身抵在肩部,以減少反沖的影響。
教師:通過我們對幾個實例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時也有不利的一面,在看待事物時我們要學(xué)會用一分為二的觀點。
我們知道:反沖現(xiàn)象的一個重要應(yīng)用是火箭,下邊我們一認識火箭:
(四)火箭:
1、演示:把一個廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細玻璃管,往細玻璃管裝由火柴刮下的藥粉,把細管放在支架上,用火柴或其他辦法給細管加熱。
現(xiàn)象:當管內(nèi)的藥粉點燃時,生成的燃氣從細口迅速噴出,細管便向相反方向飛去。教師講述:上述裝置就是火箭的原理模型。
2、多媒體演示古代火箭,現(xiàn)代火箭的用途及多級火箭的工作過程,同時學(xué)生邊看邊閱讀課文。
3、用實物投影儀出示閱讀思考題:
①介紹一下我國古代的.火箭。?
②現(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
③現(xiàn)代火箭主要用途是什么?
④現(xiàn)代火箭為什么要采用多級結(jié)構(gòu)?
4、學(xué)生解答上述問題:
①我國古代的火箭是這樣的:
在箭上扎一個火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動。
②現(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。
但現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多,現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成,殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,后端有尾噴管,燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。
③現(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭,人造衛(wèi)星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。
④在現(xiàn)代技術(shù)條件下,一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度,發(fā)射衛(wèi)星時要使用多級火箭。
用CAI課件展示多級火箭的工作過程:
多級火箭由章單級火箭組成,發(fā)射時先點燃第一級火箭,燃料用完工以后,空殼自動脫落,然后下一級火箭開始工作。
教師介紹:多級火箭能及時把空殼拋掉,使火箭的總質(zhì)量減少,因而能夠達到很高的溫度,可用來完成洲際導(dǎo)彈,人造衛(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作,但火箭的級數(shù)不是越多越好,級數(shù)越多,構(gòu)造越復(fù)雜,工作的可靠性越差,目前多級火箭一般都是三級火箭。
那么火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什么有關(guān)系呢?
5、出示下列問題:
火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m,火箭燃氣的噴射速度為v1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大?
[學(xué)生分析并解答]:
解:在火箭發(fā)射過程中,由于內(nèi)力遠大于外力,所以動量守恒。
發(fā)射前的總動量為0,發(fā)射后的總動量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向為正方向)則:(M-m)v-mv1=0
師生分析得到:燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。
鞏固訓(xùn)練 水平方向射擊的大炮,炮身重450 kg,炮彈射擊速度是450 m/s,射擊后炮身后退的距離是45 cm,則炮受地面的平均阻力是多大?
小結(jié)
1、當物體的一部分以一定的速度離開物體時,剩余部分將獲得一個反向沖量而向相反方向運動,這種向相反方向的運動,通常叫做反沖運動。
2、對于反沖運動,所遵循的規(guī)律是動是守恒定律,在具體的計算中必須嚴格按動量守恒定律的解題步驟來進行。
3、反沖運動不僅存在于宏觀低速物體間,也存在于微觀高速物體。
物理教學(xué)是科學(xué)過程在教學(xué)上的一種特殊形式,如何在建構(gòu)物理知識的同時,發(fā)展學(xué)生的探究能力,改變傳統(tǒng)物理課重理論、輕實踐,重動腦、輕動手,重知識、輕能力的教學(xué)局面,是當前物理教學(xué)改革的一個重要方向。
按學(xué)生主動性程度劃分,物理教學(xué)的開展有三種形式:教師演示,學(xué)生模仿探究;教師引導(dǎo),學(xué)生探究;教師提示點撥,學(xué)生自主探究。這三種形式中,學(xué)生探究的主動性、主體性與創(chuàng)造性程度不相同。物理教學(xué)中具體采用哪一種形式,一方面要看學(xué)生的技能、能力水平,另一方面還要看客觀條件(如時間、實驗設(shè)備)情況。但是不管哪一種探究,都要做好如下設(shè)計工作。
1、設(shè)計好認知措施
建構(gòu)主義特別強調(diào)新舊知識、經(jīng)驗之間的對接、整合,實現(xiàn)有效的同化和有準備的順應(yīng),達到認知的進步與發(fā)展,因此,任課教師非常有必要在課前對學(xué)生關(guān)于新知識的適應(yīng)情況作全面調(diào)研。在傳統(tǒng)教學(xué)中,這一點往往被忽視。那么,究竟作哪些調(diào)研呢?筆者認為,主要有兩方面:一是哪些新知識可以通過同化進行認知,要調(diào)研學(xué)生新舊知識間的差距或臺階,是否具有表象基礎(chǔ)、是否學(xué)過類似的方法,數(shù)學(xué)知識是否具備等方面。如由速度概念來建立對加速度的理解,前者表示位置變化的快慢,后者表示速度變化的快慢,這里方法相同,容易遷移,但后者物理意義更難以理解;磁場概念可以運用電場的表象同化來建立,但要注意它們有區(qū)別。二是哪些知識必須運用順應(yīng),這是我們常常所說的難點。一般地,新舊知識在方法、表述上相差太大的,或者本身無法被同化時,則要通過順應(yīng)讓學(xué)生接受,如電磁感應(yīng)現(xiàn)象,初中是閉合回路的一部分導(dǎo)體“切割磁感線”,高中描述為“穿過閉合回路的磁通量的變化”,這兩種表述差別較大,需要順應(yīng)學(xué)習(xí)。除了新知識的認知調(diào)查外,問題解決方面的情況也應(yīng)作好相應(yīng)準備。
2、設(shè)計好教學(xué)環(huán)境及素材
教學(xué)環(huán)境設(shè)計包括內(nèi)外環(huán)境設(shè)計,內(nèi)環(huán)境是指學(xué)生積極的學(xué)習(xí)心態(tài),外環(huán)境包括物理環(huán)境和人際環(huán)境。物理環(huán)境的設(shè)計已經(jīng)又很多這方面的成果,這里不再多談。人際環(huán)境中要特別設(shè)計學(xué)生和學(xué)生合作、交流和討論活動,以及教師與學(xué)生之間創(chuàng)建民主氛圍的措施設(shè)計。比如一堂課中哪些環(huán)節(jié)設(shè)計為小組合作完成任務(wù),哪些環(huán)節(jié)設(shè)計為集體討論或分組討論,是否設(shè)計交流探究成果的環(huán)節(jié),等等。這些環(huán)節(jié)都是基于人際環(huán)境來開展的。對于民主氛圍設(shè)計的措施,可以從總體上安排,如教師控制提問幾個問題和多長時間,教師引導(dǎo)探究為多長時間,學(xué)生自主與合作探究多長時間,在課前都應(yīng)做好設(shè)計,臨場可以有所調(diào)整,但不應(yīng)超過上限時間。對于激發(fā)學(xué)生積極心態(tài)的設(shè)計,必須有具體的措施,如明確新知識的重要性及對于后續(xù)學(xué)習(xí)甚至個人理想實現(xiàn)的意義,可以介紹知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用、科學(xué)人文等,也通過插播課堂錄像片段或課件來實現(xiàn)。
3、設(shè)計好教學(xué)目標
設(shè)計教學(xué)目標要考慮來自兩個方面的要求,一是課題的內(nèi)容具有的教育教學(xué)功能,二是學(xué)生在此學(xué)習(xí)階段的可接受性;前者反映了目標設(shè)計的內(nèi)容要求,后者反映了目標設(shè)計的主體要求。就某一課題而言,這兩方面相互作用而可能達到的認知、技能與能力、態(tài)度等的最近發(fā)展水平都應(yīng)該成為課題教學(xué)目標。為了讓學(xué)生有效地建構(gòu)知識和發(fā)展能力,應(yīng)該根據(jù)物理知識特點和學(xué)習(xí)條件,分辨出課題內(nèi)容的主(要)目標和次(要)目標,主目標的實現(xiàn)是該課題教學(xué)的主要任務(wù),次目標可以考慮在完成主目標的基礎(chǔ)上有意識地延展任務(wù)來完成。例如,在課題的探究教學(xué)中,要探究的知識的結(jié)論獲得和探究能力的發(fā)展這兩個目標一般都是主目標,而培養(yǎng)興趣等目標可以在引入課題和結(jié)果的運用等環(huán)節(jié)通過激發(fā)好奇心和動機來達成,通過發(fā)揮學(xué)生在探究過程中的首創(chuàng)精神來實現(xiàn)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力目標等等。實際上,也有很多情況是完成主目標的同時也完成了次目標,例如科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成與發(fā)展。
4、設(shè)計好教學(xué)模塊、環(huán)節(jié)
一般地說,課堂教學(xué)過程是由主目標指導(dǎo)下的若干環(huán)節(jié)組成,這些環(huán)節(jié)具有特定活動和完成特定功能。為了完成特定功能,必須設(shè)計每一環(huán)節(jié)活動及其措施。有些環(huán)節(jié)是物理教學(xué)常用的,如實驗操作環(huán)節(jié),它們一般使用的程序和方法變化不大,具有較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),把這樣的環(huán)節(jié)稱為模塊較合適;還有些環(huán)節(jié)是根據(jù)需要課堂上教師臨時增加的,可以稱為臨時環(huán)節(jié)。因此,教學(xué)設(shè)計可以分為模塊設(shè)計和臨時環(huán)節(jié)設(shè)計。模塊設(shè)計主要考慮它的功能、程序、所用方法、可能的難點及措施等,臨時環(huán)節(jié)著重考慮其功能。物理教學(xué)中,模塊通常有課題引入、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)分析處理、結(jié)論應(yīng)用等;臨時環(huán)節(jié)如知識鋪墊性環(huán)節(jié)。在某一堂課中,該組合哪些模塊和環(huán)節(jié),各自占用時間多少要根據(jù)具體情況斷定。一般地,模塊可以主要在課前設(shè)計,臨時環(huán)節(jié)可根據(jù)需要臨時增加,次數(shù)不宜多,時間不宜長。如高中“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的教學(xué)設(shè)計,“條形磁鐵插入閉合線圈實驗,及以通電螺線管代替條形磁鐵的實驗”可設(shè)計為模塊,教師上課時發(fā)現(xiàn)“初中的部分導(dǎo)體切割磁感線實驗”學(xué)生忘了,可以臨時復(fù)習(xí)這個實驗內(nèi)容和結(jié)果,這就是臨時環(huán)節(jié)。
5、設(shè)計好教學(xué)思維
總體上講,課堂教學(xué)思維有發(fā)散思維和輻合思維兩類。教學(xué)主線一般由教師來駕御,以某一問題作為立足點,啟發(fā)學(xué)生思維發(fā)散,同樣以某一結(jié)論的得出作為歸宿,使學(xué)生思維輻合。思維散而不收,則顯得凌亂,缺乏目的性;思維收而不散,則顯呆板,缺乏靈活性,這些都影響物理知識的有效構(gòu)建。思維發(fā)散與輻合的這種辨證統(tǒng)一關(guān)系,存在于物理教學(xué)的各個環(huán)節(jié),教學(xué)設(shè)計應(yīng)予以重視。當然,教學(xué)中也存在分析思維(邏輯推理)和直覺思維的成分,設(shè)計時也應(yīng)該關(guān)注。
在求異中思維發(fā)散,在目標指引中思維輻合,這是教學(xué)思維設(shè)計的基本原則。物理教學(xué)思維設(shè)計,應(yīng)使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠?qū)?nèi)部思維與外部行為自然地結(jié)合起來,在操作中充分感知、識記、領(lǐng)會物理現(xiàn)象;通過理性思考和數(shù)據(jù)分析,把握物理客體及其運動變化的規(guī)律性。同時,還讓學(xué)生在迷惑或困境中不斷地發(fā)現(xiàn)、提出問題,觸發(fā)解決問題的欲望,有所發(fā)現(xiàn)有所創(chuàng)新,以及親自體驗成功與失敗,科學(xué)的思想、方法和歷程。
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