付婷婷

1 教材分析

本節(jié)課是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》必修二第七章第七節(jié)中所涉及的內(nèi)容， “動(dòng)能和動(dòng)能定理”的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生深入理解功能關(guān)系，是高中物理的核心概念之一，也是本章乃至整個(gè)力學(xué)的重點(diǎn)之一，為其他學(xué)科和今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ).

2 學(xué)情分析

本課針對(duì)高一學(xué)生，學(xué)生基礎(chǔ)較好，思維比較活躍，從知識(shí)準(zhǔn)備上，由于學(xué)生在初中對(duì)物理有一定了解，并學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)知識(shí)，且對(duì)功和能的概念有了認(rèn)識(shí)，并且通過(guò)第六節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)到做功和物體速度變化的關(guān)系即W正比于速度的平方的基礎(chǔ)上，但是由于初中學(xué)生還沒(méi)有深入學(xué)習(xí)功能關(guān)系，所以容易憑借生活經(jīng)驗(yàn)形成錯(cuò)誤的潛概念理解，本課的內(nèi)容與我們的生活實(shí)際息息相關(guān)，所以本節(jié)課，我將在培養(yǎng)學(xué)生思維轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，聯(lián)系實(shí)際力求將STS的理念以及辯證關(guān)系滲透到本課的教學(xué)中.

3 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)和技能方面.第一，學(xué)生要理解動(dòng)能的概念，理解動(dòng)能定理的物理意義，并進(jìn)行相關(guān)的分析和計(jì)算，第二，深入理解合外力做功的含義，第三，學(xué)會(huì)聯(lián)系實(shí)際運(yùn)用和解決動(dòng)能定理相關(guān)問(wèn)題的步驟.

在過(guò)程和方法上，掌握恒力和變力分別作用下動(dòng)能定理的推導(dǎo)，并且學(xué)會(huì)對(duì)比分析動(dòng)力學(xué)知識(shí)與動(dòng)能定理的應(yīng)用優(yōu)勢(shì).

在情感和價(jià)值觀方面，學(xué)生通過(guò)類(lèi)比學(xué)習(xí)，歸納推導(dǎo)，培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣，逐漸形成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度.

4 教學(xué)重難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：對(duì)動(dòng)能概念的理解；動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用

（2）難點(diǎn)：[JP3]深入理解功能關(guān)系并利用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題.

5 教學(xué)過(guò)程

5.1 復(fù)習(xí)回顧，引入新課

教師活動(dòng)1 運(yùn)用視頻資料，1998年上海虹橋機(jī)場(chǎng)一飛機(jī)緊急迫降時(shí)，由于巨大機(jī)身與軌道摩擦產(chǎn)生爆炸這段視頻，讓學(xué)生回顧初中對(duì)動(dòng)能的認(rèn)識(shí)，以及思考為什么會(huì)引發(fā)爆炸這一現(xiàn)象，進(jìn)而引出課題.

學(xué)生活動(dòng)1 讓學(xué)生交流，思考飛機(jī)迫降的巨大動(dòng)能最后為什么消失了？

設(shè)計(jì)意圖 調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考，鍛煉學(xué)生從現(xiàn)象探究本質(zhì)的思維，并且體會(huì)我們生活中處處存在物理.

教師活動(dòng)2 提出以下問(wèn)題：

（1）在必修一學(xué)習(xí)速度這一物理量的時(shí)候，為什么會(huì)引入速度這一物理量？

（2）我們初中對(duì)物理的了解，知道物體會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而具有能量，那么我們用什么來(lái)描述這一物理量呢？

學(xué)生活動(dòng)2 學(xué)生代表發(fā)言回答問(wèn)題1，并思考問(wèn)題2，能明確為了描述物體空間運(yùn)動(dòng)變化快慢而引入速度.

設(shè)計(jì)意圖 回顧知識(shí)，并通過(guò)思考從“為什么引入這一物理量的角度”，用類(lèi)比的思維方式引出對(duì)動(dòng)能的學(xué)習(xí).

5.2 新課教學(xué)

5.2.1 動(dòng)能

教師活動(dòng)3 利用多媒體展示以下問(wèn)題

一個(gè)物體在只受牽引力作用下，從A位置沿直線經(jīng)過(guò)位移x到B位置，A點(diǎn)初速度為va，B點(diǎn)速度為vb，這一過(guò)程中物體的動(dòng)能如何變化？發(fā)生這種變化的原因是什么？

學(xué)生活動(dòng)3 學(xué)生動(dòng)腦思考，頭腦中建立模型，交流討論后發(fā)言.得出物體速度越來(lái)越大，所以動(dòng)能越來(lái)越大和由于這個(gè)過(guò)程牽引力做功，導(dǎo)致動(dòng)能增加.

教師活動(dòng)4 教師歸納總結(jié)動(dòng)能的定義，公式，單位以及注意事項(xiàng).

5.2.2 動(dòng)能定理

教師活動(dòng)5 給學(xué)生展示以下物理情境，計(jì)算，討論并總結(jié)以下過(guò)程中功能關(guān)系的關(guān)系式.

（1）一物體質(zhì)量為m，從高度h處，做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落h后，速度變?yōu)関1.

（2）物體質(zhì)量m，在只受力F的作用下，沿初速度v0的方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)s位移，速度到v2.

學(xué)生活動(dòng)4 分別計(jì)算并歸納兩種情境下，物體各自所受的力做的功與他們對(duì)應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能的變化.

設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)，歸納總結(jié)，同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體所受力做的功同動(dòng)能的變化的關(guān)系，從理性上，認(rèn)識(shí)功能關(guān)系，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)與物理內(nèi)容之間的交叉運(yùn)用.并且鍛煉了學(xué)生的歸納推導(dǎo)能力.

教師活動(dòng)6 教師評(píng)價(jià)并總結(jié)單個(gè)力作用下，功和能的具體計(jì)算關(guān)系.再引發(fā)學(xué)生思考，如果多個(gè)外力的合力做功，它會(huì)導(dǎo)致什么能量發(fā)生變化.舉例，物體質(zhì)量為M，在受拉力F′和地面給的摩擦力f的作用下，沿直線由速度v0，經(jīng)s的位移，速度達(dá)到到vt，在這樣的物理情境下，分析計(jì)算各個(gè)外力做的功，以及合力做的功，同時(shí)計(jì)算初狀態(tài)和末狀態(tài)時(shí)分別的動(dòng)能大小.

學(xué)生活動(dòng)5 分組討論并計(jì)算，將推導(dǎo)總結(jié)出結(jié)果，發(fā)現(xiàn)同一過(guò)程中合外力做的功數(shù)值上等于這一過(guò)程初末狀態(tài)動(dòng)能的變化.

設(shè)計(jì)意圖 從單個(gè)的力作功與動(dòng)能變化多少的關(guān)系深入并類(lèi)比到合力作功引起的動(dòng)能變化，讓學(xué)生思維循序漸進(jìn)，并且自己計(jì)算推導(dǎo)的過(guò)程，加深對(duì)功能關(guān)系的理解.

教師活動(dòng)7 評(píng)價(jià)學(xué)生分組交流討論后的結(jié)果，總結(jié)動(dòng)能定理的定義，公式，以及單位.并且總結(jié)：從數(shù)學(xué)角度動(dòng)能變化有正有負(fù)，也恰恰符合之前所學(xué)習(xí)的做功有正有負(fù).繼續(xù)提出問(wèn)題：讓學(xué)生在以一物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)從起點(diǎn)A繞一圈又回到A點(diǎn)這個(gè)背景下，從三個(gè)角度嘗試探究功能關(guān)系：

（1）全過(guò)程運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析；

（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中找一中間點(diǎn)，分為兩部分運(yùn)用動(dòng)能定理分析；

（3）全過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理.

學(xué)生活動(dòng)6 分組交流討論，并且計(jì)算分析，這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)角度分析問(wèn)題的優(yōu)缺點(diǎn).

教師活動(dòng)8 評(píng)價(jià)學(xué)生結(jié)果，并總結(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)

驗(yàn)現(xiàn)象要突出、明顯，給學(xué)生出乎意料的震撼，也可以在實(shí)驗(yàn)之前，讓學(xué)生猜測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若猜對(duì)，可以培養(yǎng)學(xué)生自信心；若猜錯(cuò)，可激發(fā)學(xué)生的求知欲.如在“慣性”一節(jié)教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了如圖2的實(shí)驗(yàn)：塑料球和金屬球分別懸于礦泉水瓶中，當(dāng)瓶子向一方移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)球分別向相反方向移動(dòng)；在說(shuō)明“靜電除塵”效果時(shí)，用銅棒穿過(guò)礦泉水瓶軸線、鋁箔紙粘于瓶?jī)?nèi)壁分別作為除塵的兩極，如圖3.

2.3 設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論的問(wèn)題

[TP4GW41.TIF，Y#]如何引導(dǎo)學(xué)生分析、討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是本教學(xué)設(shè)計(jì)的高潮.教師在課堂教學(xué)前，預(yù)設(shè)有梯度的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生討論的方向.如在瞬時(shí)速度教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生難以理解“當(dāng)Δt→0時(shí)，[SX（]Δx[]Δt[SX）]就表示瞬時(shí)速度”這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)了圖4實(shí)驗(yàn)，采集了表1所示數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)如下問(wèn)題.

問(wèn)1：第一組實(shí)驗(yàn)得到的速度比車(chē)頭速度大還是小？

問(wèn)2：[JP3]表中四組實(shí)驗(yàn)得到的速度呈現(xiàn)出什么規(guī)律？如何解釋?zhuān)?/p>

問(wèn)3：猜一下車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度約是多少？

問(wèn)4：怎樣精確測(cè)定車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度？

問(wèn)5：若實(shí)驗(yàn)中，對(duì)速度要求“精確到兩位有效數(shù)字”，哪一組可以表示車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)速度？

問(wèn)6：由此可得出什么結(jié)論？

討論過(guò)程中，指向明確且有梯度的問(wèn)題，既可以指導(dǎo)和駕馭學(xué)生討論方向，又可以培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力.在教學(xué)實(shí)踐中，由于學(xué)生受到心智、經(jīng)歷等因素的限制，有些在教師看來(lái)順理成章結(jié)論，卻無(wú)法提煉出來(lái)，這時(shí)候教師切勿越俎代庖，一定要留出足夠的時(shí)間，讓學(xué)生展開(kāi)充分討論.討論的過(guò)程就是對(duì)物理規(guī)律和概念的理解過(guò)程，充分的討論使學(xué)生更加牢固的理解知識(shí)的內(nèi)涵和外延，有利于學(xué)生應(yīng)用知識(shí)，同時(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，杜絕思維很快、但思考很淺的現(xiàn)象.

2.4 形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深刻討論，得出客觀的規(guī)律，是本教學(xué)設(shè)計(jì)最終目的.在層層深入的問(wèn)題的引導(dǎo)下，逐漸剔除表面、膚淺的認(rèn)識(shí)，學(xué)生在腦海中慢慢形成概念和理解規(guī)律.雖然學(xué)生不能用流暢的語(yǔ)言完整的概括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示的規(guī)律性的東西，但這不影響對(duì)規(guī)律的理解.概念的形成是首要的，其次才是名稱(chēng)（趙凱華語(yǔ)）.

3 基于實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)的意義

3.1 讓教學(xué)設(shè)計(jì)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)主要根據(jù)《教學(xué)大綱》、《學(xué)科指導(dǎo)意見(jiàn)》等確定的重、難點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程.作為一般性的教學(xué)指導(dǎo)用書(shū)，《教學(xué)大綱》或《學(xué)科指導(dǎo)意見(jiàn)》僅從知識(shí)本身分析教學(xué)，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際情況的調(diào)研，針對(duì)性不強(qiáng)，依據(jù)此設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程往往無(wú)法回答學(xué)生的疑惑，教學(xué)效果較差.“調(diào)查問(wèn)卷”形成“反饋單”反映了學(xué)生中普遍的又具有個(gè)性化的問(wèn)題，這些問(wèn)題是無(wú)法預(yù)設(shè)的.針對(duì)學(xué)生的問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明問(wèn)題或引發(fā)思考和討論，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)教師充滿(mǎn)了挑戰(zhàn).如在“電表的改裝”一節(jié)教學(xué)中，筆者把問(wèn)卷調(diào)查前后的教案中一個(gè)片段做了對(duì)比.

問(wèn)卷調(diào)查前

環(huán)節(jié)一：靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻

展示靈敏電流計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖5.告訴學(xué)生線圈由很長(zhǎng)的銅導(dǎo)線繞成，所以電流計(jì)有內(nèi)阻.

問(wèn)卷調(diào)查后

環(huán)節(jié)一：靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻

①設(shè)計(jì)如圖6所示電路，在A、B間接發(fā)光二極管，二極管正常發(fā)光.說(shuō)明A、B之間有電壓（很?。?

②問(wèn)：能否將靈敏電流計(jì)接在A、B之間？

③把靈敏電流計(jì)接在A、B之間，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)一定角度.

④展示圖5，介紹電流計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu).

修改目的

在初中教學(xué)中，認(rèn)為電流表內(nèi)阻為零.所以學(xué)生在“問(wèn)卷反饋單”非常集中的反映無(wú)法理解“電流表有內(nèi)阻”.

兩個(gè)教案都重視了對(duì)電流表內(nèi)阻的教學(xué).但修改后的教案更注重用實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的直觀體驗(yàn)，同時(shí)在操作實(shí)驗(yàn)前的設(shè)問(wèn)，激發(fā)了學(xué)生的迫切看到實(shí)驗(yàn)效果的欲望，教學(xué)效果顯著，給學(xué)生留下深刻印象.

基于實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)榱私鈱W(xué)生的問(wèn)題，所以在課堂教學(xué)中緊緊抓住學(xué)生.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，形成了探究問(wèn)題，創(chuàng)造了思維環(huán)境，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的討論破解學(xué)生的疑惑.

3.2 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

以前，學(xué)生被動(dòng)的聽(tīng)老師講解新的知識(shí)點(diǎn)，雖然在老師的幫助下能夠理解和應(yīng)用知識(shí)，但自己的觀點(diǎn)和疑惑得不到關(guān)注，學(xué)習(xí)過(guò)程的主體地位得不到體現(xiàn).基于實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，能根據(jù)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知，用實(shí)驗(yàn)說(shuō)明問(wèn)題，緊緊抓住學(xué)生思維活動(dòng).充分的討論過(guò)程，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)表達(dá)自己，學(xué)生參與程度高.甚至?xí)谡n后繼續(xù)討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也會(huì)自己動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)裝置演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

基于實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)了教師少講多練的教學(xué)方式，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中作用.實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)中，真實(shí)、直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，由此產(chǎn)生的好奇心和求知欲促使學(xué)生探究、發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理規(guī)律，在理解知識(shí)的同時(shí)，掌握了獲取知識(shí)的方法和途徑.學(xué)生在教師的引導(dǎo)下通過(guò)觀察、思考、討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深了對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，培養(yǎng)了應(yīng)用規(guī)律解決問(wèn)題的能力，提高課堂教學(xué)質(zhì)量.