圓周運動的高端備課研究論文
“圓周運動”是繼平拋運動后又一種特殊的曲線運動，它既是曲線運動的延伸，又為萬有引力和天體運動打下基礎，在教學中具有承前啟后的作用.鑒于此，我們在深入分析教材編寫不足的基礎上，提出了“圓周運動”教學的高端備課.
1現行教材編寫的不足
“圓周運動”是人教版教材必修2第五章第四節的內容，教材首先舉出“電風扇”、“時車擴、“田徑場彎道賽跑”等日常生活中的實例，讓學生感知圓周運動.然后通過思考與討論得出線速度的概念，并給出勻速圓周運動的定義，指出“圓周運動快慢還可以用它與圓心連線掃過的角度來快描述”，從而引出角速度概念，最后推導出角速度與線速度的關系[l].我們認為，教材的編排存在一些有待商榷的地方.
第一，把線速度放在角速度之前講解并不合理.一方面，線速度屬于線量范疇，學生接受線速度的概念并沒有困難，而且，這樣的編排并不能由線速度概念合乎邏輯地得出“角速度”概念;另一方面，把線速度與角速度看作同等重要，沒有能突出教學的重點與難點.
第二，在學習圓周運動之前，學生己經對直線運動及平拋運動有了深入了解，平拋運動雖屬于曲線運動，但由于“運動的獨立作用”原理，通過“化曲為直”可以解決平拋運動問題.但在圓周運動中，“化曲為直”的方法并不適用，這就需要引入新的物理:霸一“角量”，來描述其運動規律.然而，學生并沒有用“角量”描述物體運動的經歷，因此用“角量”描述圓周運動可謂教學思想上的重大跨越，這是在圓周運動教學中應當特別指出的.
2體現教學邏輯的高端備課
2. 1類比分析，引入角速度的定義
我們認為，圓周運動的教學應當通過向學生講述科技史，尤其是中國古代科技發展的進程，從而自然地進行導入.教師應當指出，在我國數學發展的歷史中，即便有“九章算術”、”勾股定理”等成就的獲得，仍然還是局限于“線量”的思維方式而從未產生過“角度”的概念，由此可知“角度”概念產生之艱難.鑒于此，本節課的核心思想即為—用“角量”來描述圓周運動.
用“線量”定義物理量的方法學生己經非常熟悉，這些物理量通常就是位移、速度、加速度等.教師可以告訴學生“線量”與“角量”在描述物體運動時具有完全相同的地位.因此，在直線運動中用“線量”定義物理量的方法，完全適用于圓周運動中用“角量”定義物理量.所以，采用“類比”方法很容易就可以得出角速度的`定義.
3教學啟示
備課是物理教師專業性的工作，無論按照何種順序呈現教學內容，備課工作都應關顧物理知識的內在邏輯，力求符合學生的認知水平，同時符合教學的邏輯.總結上述教學設計，我們得到以下三點啟示.
3. 1備課應揭示物理教學的本質
在學習圓周運動之前，學生習慣于運用“線量”來描述物體的運動，而圓周運動則是用“角量”對物體運動進行描述.因此，從用“線量”描述直線運動到用“角量”描述圓周運動，這事實上是認知方式的分水嶺.鑒于此，高端備課從教學的本質出發，重視認知方式的轉變，明確指出描述物體運動的兩條路線分別是“線量”與“角量”，注重“角位移”概念引入的關鍵性步驟，將“角速度”作為圓周運動教學的切入點，并隨著“角速度”概念的引入，逐步突破“線速度與角速度關系”與“線速度概念”的教學，從而有效地促進了圓周運動教學的優化.
3. 2備課應注重突破思維定勢
中國自古雖有對勾股術、測圓術、弧矢術的深入研究，但對“角量”的研究則嚴重不足，這樣，“角量”描述物體運動的認知盲區就很有可能在學生學習圓周運動中“重演”.在學習圓周運動之前，學生的思維處于運用“線量”描述物體運動的狀態，較難接受運用“角速度”描述圓周運動的思維方式.因此，圓周運動備課的重點就在于如何打破學生的思維定勢.高端備課通過科技史的引入，將學生的思維從被組織狀態向臨界狀態過渡，最后突破學生的思維定勢，從而完成了從“線量”到“角量”描述圓周運動的認知飛躍.
3. 3備課應體現物理教學的邏輯
所謂教學的邏輯，就是教學過程中諸要素呈現的順序.由于圓周運動教學對邏輯性有著特殊的要求，因此，先建立角速度的概念，再導出“角速度”與“線速度”的關系，最后得出線速度概念，這樣的教學設計將“角速度’,‘角速度與線速度的關系’,“線速度”按照學生的認知順序整合在教學過程中，重點突出、層次清晰，體現了對學生原有知識水平的關顧，從而彰顯了物理高端備課的獨特內涵.
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