高中物理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)及評(píng)析
高中物理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)及評(píng)析
《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》是一節(jié)規(guī)律探究，是本章重點(diǎn)和核心。本模塊的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、平均速度公式和位移公式的推導(dǎo)以及會(huì)正確選用和靈活運(yùn)用速度公式和位移公式分析解決實(shí)際問(wèn)題。
學(xué)生通過(guò)對(duì)前一章基本概念的學(xué)習(xí)，掌握了加速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念，弄清了如何用v—t圖象代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)。有了這個(gè)基礎(chǔ)，學(xué)生再來(lái)學(xué)習(xí)這一章并不感到特別吃力，而且本章讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)感受研究物理的過(guò)程和方法，先入為主，錯(cuò)誤的生活經(jīng)驗(yàn)在起作用。學(xué)生是從初二開始學(xué)習(xí)中學(xué)物理的，但在他們學(xué)習(xí)物理之前，已經(jīng)接觸到了大量的物理現(xiàn)象，形成了一些初步的觀念，而其中不少并不反映事物的本質(zhì)，但卻形成了一種強(qiáng)烈的心理傾向，這種心理傾向妨礙了正確物理概念的建立。隱蔽因素的忽視和干擾，一個(gè)物理問(wèn)題的解決，往往是多因素相互作用的結(jié)果，其中有些因素在起著明顯的作用，而有些因素在起著隱蔽的指導(dǎo)或干擾作用。當(dāng)隱蔽的指導(dǎo)因素被忽視或隱蔽的干擾因素在起作用時(shí)都會(huì)形成思維障礙。我們的學(xué)生在做物理習(xí)題時(shí)，長(zhǎng)期以來(lái)習(xí)慣于題目給出的條件正好等于解題時(shí)需要的條件，如果當(dāng)題目給出的條件多于解題需要的條件時(shí)，應(yīng)該說(shuō)解題條件更充分了，但絕大多數(shù)學(xué)生卻反而不會(huì)做了，究其原因就是由于多余因素干擾作用的結(jié)果。改變提問(wèn)的方式造成的思維混亂。教學(xué)實(shí)踐表明；當(dāng)改變提問(wèn)題角度的時(shí)候，其問(wèn)題所涉及到的概念與規(guī)律并不超出原有的知識(shí)范圍，但往往就會(huì)帶來(lái)心理障礙。抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，物理問(wèn)題的解決總是從初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一些中間狀態(tài)，最后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。中間狀態(tài)又叫問(wèn)題空間，解決問(wèn)題就是對(duì)問(wèn)題空間進(jìn)行搜索，而中間狀態(tài)的搜索就必須抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。用數(shù)學(xué)方法代替物理概念。由于物理概念中絕大部分是物理量，即可以定量表達(dá)，因而需要既明確物理意義又要掌握定量方法。由于歷史上的原因，常常把物理量的重點(diǎn)放在定量方法上，很容易形成用定量方法代替物理意義。
這部分內(nèi)容的教學(xué)內(nèi)容既可以說(shuō)是新課，也可以說(shuō)是習(xí)題課。為了突破上成習(xí)題課這一大難題，課堂思路可以是讓個(gè)別學(xué)生上臺(tái)推導(dǎo)公式或解答題目，完成后充當(dāng)一個(gè)“小老師”面向全班同學(xué)陳述自己的推導(dǎo)或解題思路，同時(shí)還要回答下面同學(xué)的各種提問(wèn)。全程是學(xué)生推導(dǎo)解答，學(xué)生講解，學(xué)生提問(wèn)，學(xué)生回答，老師只是起到一個(gè)提示和組織的作用。這樣的教學(xué)模式一改平時(shí)“老師推導(dǎo)，學(xué)生做題，老師講解”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，而是讓學(xué)生從被動(dòng)變主動(dòng)，從配角變主角，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的新課改理念。
從本部分內(nèi)容的教學(xué)中思考到在以后的教學(xué)中要怎樣才能提高物理課堂的質(zhì)量，使師生辛勤勞作，換得豐富的碩果？要想讓學(xué)生聽懂學(xué)會(huì)，就必須為學(xué)生創(chuàng)造和安排練習(xí)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有獨(dú)立思考的時(shí)間，提出一些探究性的問(wèn)題讓學(xué)生合作學(xué)習(xí)。可以根據(jù)本章公式多；解決問(wèn)題的途徑也多等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一組可將有關(guān)公式溶于其中的小題目，讓學(xué)生做，這樣就把主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，學(xué)生應(yīng)用自己的知識(shí)和思維方法掌握物理、運(yùn)用物理的知識(shí)，解決物理問(wèn)題，使學(xué)生在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的探索過(guò)程中，回顧所學(xué)的“方法”并作出相應(yīng)的選擇判斷，從而輕松愉快地掌握知識(shí)，最后再由老師進(jìn)行歸納解答相關(guān)幾種解法，使學(xué)生有一個(gè)再提升能力的過(guò)程。為此，用這種方法進(jìn)行物理教學(xué)，是解決物理教學(xué)效率低，質(zhì)量不高的有效方法。
除了以上的主要方法外，還可以采用其他一些輔助的教學(xué)方法，由于這章的物理公式比較多，采用物理公式大賽，提高學(xué)生對(duì)物理公式的記憶，達(dá)到目的的同時(shí)學(xué)生也感興趣。
一、設(shè)計(jì)思想
在學(xué)習(xí)了位移、速度、加速度等概念之后，本節(jié)來(lái)研究什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與時(shí)間的關(guān)系、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與時(shí)間的圖像、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的關(guān)系以及應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題等問(wèn)題，它是前幾節(jié)知識(shí)內(nèi)容的深化。通過(guò)學(xué)生處理數(shù)據(jù)得出圖像，依據(jù)圖像得出規(guī)律，這些知識(shí)對(duì)學(xué)生都很困難，同時(shí)這些知識(shí)與方法始終貫穿在高中物理知識(shí)內(nèi)容的全過(guò)程中，具有基礎(chǔ)性和預(yù)備性，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。
由于高一學(xué)生剛接觸矢量，對(duì)矢量的運(yùn)算沒有任何感性認(rèn)識(shí)，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，他們習(xí)慣的是僅有大小沒有方向如質(zhì)量、體積等物理量之間的數(shù)學(xué)運(yùn)算。對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題是一個(gè)難關(guān)，而一旦過(guò)了這個(gè)坎，則是學(xué)生對(duì)矢量學(xué)習(xí)在認(rèn)識(shí)上的一次質(zhì)的飛躍。
意識(shí)到學(xué)生在這一問(wèn)題上的巨大困難，以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心的新的教學(xué)理念，把學(xué)生探究活動(dòng)的過(guò)程、方法以及經(jīng)歷探究活動(dòng)過(guò)程中的體驗(yàn)作為課程目標(biāo)之一。從學(xué)生角度看，隨著新課程的實(shí)施和推進(jìn)，學(xué)生對(duì)于科學(xué)探究尤其是實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)積累了一定的體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，能夠勇于發(fā)表自己的看法，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和課堂氛圍也為學(xué)生自主探究提供了保障。由以上的考慮提出本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)。
二、教學(xué)目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能：
1、能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在由數(shù)據(jù)繪出相應(yīng)的圖像。
2、經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)得出的速度-時(shí)間圖像進(jìn)行分析，總結(jié)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并初步用它解決一些問(wèn)題。
（二）過(guò)程與方法：
1、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并繪出速度-時(shí)間圖象。
2、通過(guò)師生間、生生間對(duì)圖象的討論，探究出如何解讀勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間圖像。
3、通過(guò)對(duì)速度—時(shí)間圖像中小矩形面積的計(jì)算，結(jié)合極限的思想得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間的關(guān)系。
4、體會(huì)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖像，在由圖像得出物理規(guī)律是重要的物理研究方法。
（三）情感、態(tài)度和價(jià)值觀：
1、在探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與時(shí)間的關(guān)系、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的關(guān)系的過(guò)程中，體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)途徑探索自然奧秘的科學(xué)的態(tài)度與精神。
2、培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中合作與交流的精神，培養(yǎng)學(xué)生共同進(jìn)步的優(yōu)良品質(zhì)。
3、能應(yīng)用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的知識(shí)分析日常生活中的問(wèn)題，樹立把物理知識(shí)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生活和生產(chǎn)實(shí)際的意識(shí)。
三、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與時(shí)間的關(guān)系、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的關(guān)系、會(huì)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間圖像。
難點(diǎn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與時(shí)間的關(guān)系、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的關(guān)系。
四、教學(xué)內(nèi)容及變化
本節(jié)教內(nèi)容可分為12個(gè)過(guò)程
過(guò)程1 組織學(xué)生觀察課本1-7-1照片并回答：
1、從圖1-7-1與圖下表中的數(shù)字看你能否說(shuō)出1-7-1中多長(zhǎng)是1厘米？
2、結(jié)合1-7-2圖表中的數(shù)據(jù)，判斷小車是向那邊運(yùn)動(dòng)的？
過(guò)程2 學(xué)生對(duì)照片進(jìn)行測(cè)量得出數(shù)據(jù)與課本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)得出比例。
過(guò)程3 學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，填好課文表格。提醒學(xué)生注意1、為什么平均速度的豎直線與其它欄目是錯(cuò)開的？平均速度有什么意義？
過(guò)程4 學(xué)生獨(dú)立作出圖1-7-2中的速度-時(shí)間圖像。
過(guò)程5 依據(jù)圖像討論：1、相等時(shí)間內(nèi)的速度變化是否相等？2、在任意相等時(shí)間內(nèi)的平均加速度都相等嗎？是否可認(rèn)為它就是瞬時(shí)加速度？3、依據(jù)畫出的圖像，你能否寫出任意時(shí)刻的速度與時(shí)間的關(guān)系？
過(guò)程6 師生共同總結(jié)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系（可把圖1-7-2與本章第3節(jié)圖1-3-5進(jìn)行比較，找出兩圖的相同與不同。
過(guò)程7 對(duì)圖1-7-4、1-7-5兩圖進(jìn)行討論與交流。1、回答圖1-7-4中各時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。2、說(shuō)明圖1-7-5中兩圖像的初速與加速度。
過(guò)程8 說(shuō)明1-7-6中a.b 兩圖所代表運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
過(guò)程9 組織學(xué)生分別計(jì)算圖1-7-6中a.b兩圖的矩形面積之和，看一看兩者之差是多少。
過(guò)程10計(jì)算圖1-7-6中c圖中的面積，并與過(guò)程9中計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，從中體會(huì)數(shù)學(xué)極限的思想。
過(guò)程11運(yùn)用數(shù)學(xué)方法得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系。
過(guò)程12運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決例題1、2
與原大綱教材相比本節(jié)增加了討論交流、演算探究、練習(xí)與評(píng)價(jià)和發(fā)展空間等體現(xiàn)新課程理念的內(nèi)容。運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的呈現(xiàn)方式由原來(lái)的直給變成了經(jīng)學(xué)生演算探究得出。
五、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略建議（包括教學(xué)資源）
（一）引入新課
觀察與思考
1、組織學(xué)生觀察課本1-7-1照片并回答：
（1） 從圖1-7-1與圖下表中的數(shù)字看你能否說(shuō)出1-7-1中多長(zhǎng)是1厘米？
（2） 結(jié)合1-7-2圖表中的數(shù)據(jù)，判斷小車是向那邊運(yùn)動(dòng)的？
2、學(xué)生對(duì)照片進(jìn)行測(cè)量得出數(shù)據(jù)與課本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)得出比例。
（二）新課講述
1、學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，填好課文表格。提醒學(xué)生注意1、為什么平均速度的豎直線與其它欄目是錯(cuò)開的？平均速度有什么意義？
學(xué)生獨(dú)立作出圖1-7-2中的速度-時(shí)間圖像。
2、依據(jù)圖像討論：1、相等時(shí)間內(nèi)的速度變化是否相等？2、在任意相等時(shí)間內(nèi)的平均加速度都相等嗎？是否可認(rèn)為它就是瞬時(shí)加速度？3、依據(jù)畫出的圖像，你能否寫出任意時(shí)刻的速度與時(shí)間的關(guān)系？
知識(shí)歸納：得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義：在相等時(shí)間內(nèi)速度變化相等（加速度不變的運(yùn)動(dòng)）
過(guò)渡：勻變速直線運(yùn)動(dòng)遵循哪些規(guī)律哪？
師生共同探究：
師生共同總結(jié)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系（可把圖1-7-2與本章第3節(jié)圖1-3-5進(jìn)行比較，找出兩圖的相同與不同。借鑒數(shù)學(xué)知識(shí)得出規(guī)律）
知識(shí)運(yùn)用與鞏固
1、對(duì)圖1-7-4、1-7-5兩圖進(jìn)行討論與交流。
（1）回答圖1-7-4中各時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。
（2）說(shuō)明圖1-7-5中兩圖像的初速與加速度。
師生共同探究
1、說(shuō)明1-7-6中a.b 兩圖所代表運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
2、組織學(xué)生分別計(jì)算圖1-7-6中a.b兩圖的矩形面積之和，看一看兩者之差是多少。
3、計(jì)算圖1-7-6中c圖中的面積，并與過(guò)程9中計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，從中體會(huì)數(shù)學(xué)極限的思想。
4、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系。
知識(shí)運(yùn)用與鞏固
1、運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決例題1、2
2、參考例題
（例）老虎在捕捉獵物時(shí)，在1s內(nèi)其速度可勻加速達(dá)30m/s,而且只能維持這個(gè)速度30s，之后速度就迅速減小。兔子從靜止開始奔跑，能在0.5s內(nèi)速度勻加速達(dá)到28m/s,并可維持較長(zhǎng)時(shí)間。如果老虎捕捉這只兔子，應(yīng)從距兔子多遠(yuǎn)處發(fā)起攻擊才保險(xiǎn)的？（假設(shè)它們從靜止同時(shí)開始朝同一方
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