王鑫

一、設(shè)計背景

筆者以選修3-5《反沖運動——火箭》一節(jié)參加以“從生活中來，到生活中去”為主題的第六屆“江蘇省中學(xué)物理教學(xué)改革創(chuàng)新大賽”，本設(shè)計從課堂實驗、學(xué)生情感、教學(xué)重點等方面進行了改革創(chuàng)新，受到專家與參賽同行的肯定。

1.教師

本節(jié)課是屬于科普性質(zhì)的課，對學(xué)生的知識理論性要求不高，本節(jié)課主要是設(shè)想通過實驗、講解、理論推導(dǎo)、解釋新現(xiàn)象等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生保持觀察、思考狀態(tài)，用有趣的物理實驗和現(xiàn)象去激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。本節(jié)課具體可分為以下三個環(huán)節(jié)：

（1）利用放氣球活動、觀看章魚烏賊視頻、反沖小車實驗讓學(xué)生了解生活中的各類反沖運動，感受物理來自于生活。

（2）對實驗現(xiàn)象進行理論分析，認識反沖運動，探索反沖運動的規(guī)律及其物理本質(zhì)。

（3）通過旋轉(zhuǎn)火箭演示實驗，揭開反沖運動在生活中應(yīng)用分析的序幕，讓學(xué)生利用其所學(xué)知識分析生活中的各類反沖運動現(xiàn)象，感受從物理走向生活的過程，享受運用所學(xué)知識分析解釋生活中物理現(xiàn)象所獲得的快樂。

2.教材

本節(jié)課主要介紹動量守恒定律在生產(chǎn)、生活中及科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，從不同的側(cè)面來反映動量守恒定律的重要性，對動量守恒定律的應(yīng)用側(cè)重于與實際的聯(lián)系，通過形式新穎、生動活潑的實驗，來激發(fā)學(xué)生探究知識的欲望。本節(jié)課在激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)能力、進行科學(xué)精神教育等方面都有非常重要的作用。

3.學(xué)生

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了動量守恒定律，尚缺乏實際應(yīng)用的意識，一旦涉及具體的問題，難免會束手無策；由于前面所學(xué)多處于理論推導(dǎo)與分析階段，學(xué)生還未能形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。因此，注重所學(xué)物理知識在生活中的應(yīng)用，促進學(xué)生興趣的提高，進而更深刻地理解動量守恒定律，是本節(jié)課的一個著力點。

二、教學(xué)過程

1.新課引入——從生活中來

心理學(xué)認為，好奇心是個體學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機之一，是個體尋求知識的動力，也是創(chuàng)造性人才的重要特征。

教師請同學(xué)們每人拿一個氣球，給它充足氣，然后松手釋放，如圖1所示；播放觀看播放烏賊、章魚運動的視頻，如圖2所示；水上飛板視頻，如圖3所示。

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圖1 圖2 圖3

教師：請同學(xué)們總結(jié)以上三個運動的共同特點。

學(xué)生活動。

討論總結(jié)：物體在內(nèi)力作用下被分離成兩部分，兩部分運動方向相反。

教師：這就是本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容《反沖運動——火箭》。

板書：靜止或運動的物體在內(nèi)力的作用下分離成兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動，這種運動叫做反沖運動。

點評：通過活動體驗，了解生活中的反沖運動。豐富學(xué)生感性素材，激發(fā)學(xué)生探究興趣，學(xué)生在頭腦中對反沖運動的特點形成初步印象，同時注重學(xué)生觀察、分析能力的訓(xùn)練，注重歸納方法的運用，培養(yǎng)學(xué)生在典型事例中總結(jié)出一般結(jié)論的能力。

2.新課教學(xué)——認識反沖運動

教師：請大家利用反沖將小車運動起來，感受反沖運動。

設(shè)置問題：（1）怎樣利用反沖運動使小車動起來？

（2）怎樣才能讓小車動得更快？

（上接第146頁）（3）這是什么原理？

實驗器材：反沖小車（小車內(nèi)部有彈簧，三個檔不同程度壓縮彈簧，按動開關(guān)可以將物體彈出），質(zhì)量不等的木塊幾個等，如圖4所示。

實驗優(yōu)勢：小車可以將不同質(zhì)量物體彈出，可以隨意改變小車質(zhì)量，也可改變彈簧彈力使彈出物體速度不同。學(xué)生的假設(shè)猜想基本都可以通過本實驗完成。

學(xué)生活動：

小組討論猜想影響小車速度的原因，利用不同質(zhì)量的小木塊、課本、桌子擋板、手等利用反沖使小車運動，驗證猜想，總結(jié)實驗。

總結(jié)：木塊質(zhì)量大，小車速度快；小車裝載物體質(zhì)量越少，速度越快；木塊彈出速度大，小車速度快，遵循動量守恒定律。

點評：動手實踐，體驗感知，催生問題，尋求本質(zhì)，小組討論，思維碰撞，加深對事物各個側(cè)面的認識，開放的實驗促進有效的生成。

教師：請同學(xué)們利用動量守恒定律對實驗定量分析。

設(shè)小車質(zhì)量為m1，木塊質(zhì)量m2，木塊速度大小為v2，求小車反沖速度大小。

解：小車與木塊系統(tǒng)動量守恒，選取小車的運動方向為正方向。

m1v1-m2v2=0

v1=■v2

可以完美解釋實驗現(xiàn)象！

教師：試驗中有同學(xué)直接用小車彈桌子，這也是利用反沖運動嗎？

小組討論、總結(jié)：是利用反沖運動！將桌子和地球看成一個整體，這個整體被彈出，由于整體質(zhì)量很大，難以觀察到整體的運動。

點評：這是課堂的“意外”，經(jīng)過討論，“意外”變?yōu)椤绑@喜”。

3.應(yīng)用反沖運動——到生活中去

教師：人類很早就發(fā)現(xiàn)了反沖運動的規(guī)律特點，我國早在宋代就已經(jīng)發(fā)明了火箭。展示古代火箭圖片，如圖5所示。

老師也利用反沖運動的規(guī)律制作了“火箭”，介紹自制旋轉(zhuǎn)火箭的結(jié)構(gòu)，演示自制旋轉(zhuǎn)火箭，如圖6所示。

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圖5 圖6 圖7

點評：介紹物理學(xué)史，理清事物發(fā)展脈絡(luò)。利用自制教具讓學(xué)生感受理論指導(dǎo)下再實踐的強大效果，激發(fā)學(xué)生動手熱情，為課后作業(yè)做好鋪墊，為真正火箭的分析埋下伏筆。

神舟九號的成功發(fā)射，體現(xiàn)了我國高尖端科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)先性，展現(xiàn)了我國的科學(xué)研發(fā)和科學(xué)創(chuàng)新能力，也是我國綜合國力大幅的體現(xiàn)之一?，F(xiàn)在我們就來分析下發(fā)送神九上天的長征二號運載火箭。展示長征二號運載火箭1：100模型，如圖7所示。播放神舟九號發(fā)射視頻。

介紹火箭相關(guān)數(shù)據(jù)：全箭起飛質(zhì)量四百六十噸，總高度四十九點七米。

發(fā)射火箭條件苛刻：火箭發(fā)射速度要達到7.9 km/s；氣體噴射速度有限2000～4000 m/s；火箭質(zhì)量比小于10。

教師：大家仔細觀察長征二號運載火箭模型的結(jié)構(gòu)，回想發(fā)射過程，思考討論：如何保證火箭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時又能達到發(fā)射速度？

學(xué)生小組討論、回答，得到多級火箭概念。

點評：利用長征二號運載火箭1：100模型和神舟九號發(fā)射視頻的啟示，通過小組討論，得到多級火箭概念，解決本課難點，培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)與合作學(xué)習(xí)能力。

教師：其實在日常生活中也有很多利用反沖運動的例子，大家能不能舉一些例子呢？

學(xué)生舉例并展開分析：放煙花、大炮、槍支、噴氣式飛機等。

教師：播放自動灌溉裝置，請同學(xué)們分析噴頭旋轉(zhuǎn)原理。

學(xué)生通過仔細觀察噴頭結(jié)構(gòu)，如圖8所示，得到利用反沖運動使噴頭噴水時自動旋轉(zhuǎn)。

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圖8 圖9

點評：同學(xué)們通過討論、分析火箭、煙花、大炮、自動灌溉裝置等具體事例，學(xué)以致用，深化了對事例的理性認知，對事例的認識由“是什么”“干什么”上升到“為什么”，將感性認識和理性認識相結(jié)合，更深層次地把握事物本質(zhì)特征和美的意蘊，也很好地增進了對物理的情感。

4.分析反沖的危害

教師：有時候反沖運動也會有弊端，同學(xué)們能舉些例子嗎？

學(xué)生舉例：槍械、大炮射擊時后坐力會影響射擊準(zhǔn)度。

播放大炮射擊時強大的后坐力，如圖9所示。

教師：同學(xué)們能不能結(jié)合今天學(xué)習(xí)的知識，分析下手槍和步槍的優(yōu)缺點呢？

學(xué)生討論、分析：根據(jù)v1=■v2，槍體質(zhì)量為m2，速度大小為v2，射擊時控制v2比較小，所以槍體質(zhì)量大的射擊距離遠。步槍射擊距離遠，手槍射擊距離近?？紤]后坐力影響，單射精確度高，連射精確度低。

點評：這是畫龍點睛之筆，研究槍支，提升學(xué)生分析具體問題的能力和理論聯(lián)系實際的能力。

課堂小結(jié)：（1）反沖運動及其原理。（2）反沖運動在日常生活中的應(yīng)用。（3）反沖運動在航天技術(shù)上的應(yīng)用。（4）反沖運動弊端的防治。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課力求讓物理走向生活，結(jié)合學(xué)生的已有經(jīng)驗，強化了學(xué)生的感性認識，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性；教學(xué)注重學(xué)生的動手操作、實踐體驗，化理論的枯燥說教為實踐的鮮活感知，讓學(xué)生對物理印象深刻，真正去享受物理，應(yīng)用物理。

在對不同反沖運動現(xiàn)象進行分析后，學(xué)生分析、解決實際問題的能力獲得明顯提升，學(xué)生的視野也得以開闊，同時他們加深了對動量守恒定律的理解。學(xué)生在動手設(shè)計和解決問題時，涌現(xiàn)了較多創(chuàng)新的構(gòu)想，在小組討論中也不斷碰撞出思維的火花，充分彰顯出課堂生成的魅力與風(fēng)采。教學(xué)采用了了解、認識、應(yīng)用反沖運動的簡潔邏輯線索，由感性到理性，層層深入，符合學(xué)生的認知規(guī)律，逐步將問題引向深入。

（作者單位 江蘇省南通市海門中學(xué)）

？誗編輯 陳鮮艷