高中物理勻變速直線運動的規(guī)律教學(xué)設(shè)計及評析
高中物理勻變速直線運動的規(guī)律教學(xué)設(shè)計及評析
《勻變速直線運動的規(guī)律》是一節(jié)規(guī)律探究，是本章重點和核心。本模塊的重點是勻變速直線運動的速度公式、平均速度公式和位移公式的推導(dǎo)以及會正確選用和靈活運用速度公式和位移公式分析解決實際問題。
學(xué)生通過對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動的概念，弄清了如何用v—t圖象代表勻變速直線運動。有了這個基礎(chǔ)，學(xué)生再來學(xué)習(xí)這一章并不感到特別吃力，而且本章讓學(xué)生有更多的機會感受研究物理的過程和方法，先入為主，錯誤的生活經(jīng)驗在起作用。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，一個物理問題的解決，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都會形成思維障礙。我們的學(xué)生在做物理習(xí)題時，長期以來習(xí)慣于題目給出的條件正好等于解題時需要的條件，如果當(dāng)題目給出的條件多于解題需要的條件時，應(yīng)該說解題條件更充分了，但絕大多數(shù)學(xué)生卻反而不會做了，究其原因就是由于多余因素干擾作用的結(jié)果。改變提問的方式造成的思維混亂。教學(xué)實踐表明；當(dāng)改變提問題角度的時候，其問題所涉及到的概念與規(guī)律并不超出原有的知識范圍，但往往就會帶來心理障礙。抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，物理問題的解決總是從初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一些中間狀態(tài)，最后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。中間狀態(tài)又叫問題空間，解決問題就是對問題空間進(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)容既可以說是新課，也可以說是習(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別學(xué)生上臺推導(dǎo)公式或解答題目，完成后充當(dāng)一個“小老師”面向全班同學(xué)陳述自己的推導(dǎo)或解題思路，同時還要回答下面同學(xué)的各種提問。全程是學(xué)生推導(dǎo)解答，學(xué)生講解，學(xué)生提問，學(xué)生回答，老師只是起到一個提示和組織的作用。這樣的教學(xué)模式一改平時“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)生從被動變主動，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，就必須為學(xué)生創(chuàng)造和安排練習(xí)的機會，讓學(xué)生有獨立思考的時間，提出一些探究性的問題讓學(xué)生合作學(xué)習(xí)�？梢愿鶕�(jù)本章公式多；解決問題的途徑也多等特點，設(shè)計一組可將有關(guān)公式溶于其中的小題目，讓學(xué)生做，這樣就把主動權(quán)交給了學(xué)生，學(xué)生應(yīng)用自己的知識和思維方法掌握物理、運用物理的知識，解決物理問題，使學(xué)生在分析問題、解決問題的探索過程中，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，最后再由老師進(jìn)行歸納解答相關(guān)幾種解法，使學(xué)生有一個再提升能力的過程。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)生對物理公式的記憶，達(dá)到目的的同時學(xué)生也感興趣。
一、設(shè)計思想
在學(xué)習(xí)了位移、速度、加速度等概念之后，本節(jié)來研究什么是勻變速直線運動、勻變速直線運動中的速度與時間的關(guān)系、勻變速直線運動中的速度與時間的圖像、勻變速直線運動中的位移與時間的關(guān)系以及應(yīng)用勻變速直線運動規(guī)律解題等問題，它是前幾節(jié)知識內(nèi)容的深化。通過學(xué)生處理數(shù)據(jù)得出圖像，依據(jù)圖像得出規(guī)律，這些知識對學(xué)生都很困難，同時這些知識與方法始終貫穿在高中物理知識內(nèi)容的全過程中，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，對矢量的運算沒有任何感性認(rèn)識，沒有任何經(jīng)驗可供借鑒，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)運算。對高一學(xué)生來說，運用運動學(xué)規(guī)律解決實際問題是一個難關(guān)，而一旦過了這個坎，則是學(xué)生對矢量學(xué)習(xí)在認(rèn)識上的一次質(zhì)的飛躍。
意識到學(xué)生在這一問題上的巨大困難，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)生探究活動的過程、方法以及經(jīng)歷探究活動過程中的體驗作為課程目標(biāo)之一。從學(xué)生角度看，隨著新課程的實施和推進(jìn)，學(xué)生對于科學(xué)探究尤其是實驗探究已經(jīng)積累了一定的體驗和認(rèn)識，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）知識與技能：
1、能對實驗結(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)過對實驗得出的速度-時間圖像進(jìn)行分析，總結(jié)出勻變速直線運動的規(guī)律并初步用它解決一些問題。
�。ǘ┻^程與方法：
1、對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并繪出速度-時間圖象。
2、通過師生間、生生間對圖象的討論，探究出如何解讀勻變速直線運動的速度與時間圖像。
3、通過對速度—時間圖像中小矩形面積的計算，結(jié)合極限的思想得出勻變速直線運動中位移與時間的關(guān)系。
4、體會由實驗數(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)度和價值觀：
1、在探究勻變速直線運動中的速度與時間的關(guān)系、勻變速直線運動中的位移與時間的關(guān)系的過程中，體會實驗過程的艱辛與喜悅，培養(yǎng)學(xué)生通過科學(xué)實驗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)用運動規(guī)律的知識分析日常生活中的問題，樹立把物理知識應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生活和生產(chǎn)實際的意識。
三、教學(xué)的重點與難點
重點：掌握勻變速直線運動的概念、勻變速直線運動中的速度與時間的關(guān)系、勻變速直線運動中的位移與時間的關(guān)系、會研究勻變速直線運動的速度與時間圖像。
難點：探究勻變速直線運動中的速度與時間的關(guān)系、勻變速直線運動中的位移與時間的關(guān)系。
四、教學(xué)內(nèi)容及變化
本節(jié)教內(nèi)容可分為12個過程
過程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)字看你能否說出1-7-1中多長是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動的？
過程2 學(xué)生對照片進(jìn)行測量得出數(shù)據(jù)與課本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對得出比例。
過程3 學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，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開的？平均速度有什么意義？
過程4 學(xué)生獨立作出圖1-7-2中的速度-時間圖像。
過程5 依據(jù)圖像討論：1、相等時間內(nèi)的速度變化是否相等？2、在任意相等時間內(nèi)的平均加速度都相等嗎？是否可認(rèn)為它就是瞬時加速度？3、依據(jù)畫出的圖像，你能否寫出任意時刻的速度與時間的關(guān)系？
過程6 師生共同總結(jié)出勻變速直線運動時瞬時速度與時間的關(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。
過程7 對圖1-7-4、1-7-5兩圖進(jìn)行討論與交流。1、回答圖1-7-4中各時間段的運動性質(zhì)。2、說明圖1-7-5中兩圖像的初速與加速度。
過程8 說明1-7-6中a.b 兩圖所代表運動的特點。
過程9 組織學(xué)生分別計算圖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。
過程10計算圖1-7-6中c圖中的面積，并與過程9中計算的結(jié)果進(jìn)行比較，從中體會數(shù)學(xué)極限的思想。
過程11運用數(shù)學(xué)方法得出勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系。
過程12運用勻變速直線運動的規(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)與評價和發(fā)展空間等體現(xiàn)新課程理念的內(nèi)容。運動學(xué)規(guī)律的呈現(xiàn)方式由原來的直給變成了經(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）
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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)字看你能否說出1-7-1中多長是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動的？
2、學(xué)生對照片進(jìn)行測量得出數(shù)據(jù)與課本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對得出比例。
（二）新課講述
1、學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，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開的？平均速度有什么意義？
學(xué)生獨立作出圖1-7-2中的速度-時間圖像。
2、依據(jù)圖像討論：1、相等時間內(nèi)的速度變化是否相等？2、在任意相等時間內(nèi)的平均加速度都相等嗎？是否可認(rèn)為它就是瞬時加速度？3、依據(jù)畫出的圖像，你能否寫出任意時刻的速度與時間的關(guān)系？
知識歸納：得出勻變速直線運動的定義：在相等時間內(nèi)速度變化相等（加速度不變的運動）
過渡：勻變速直線運動遵循哪些規(guī)律哪？
師生共同探究：
師生共同總結(jié)出勻變速直線運動時瞬時速度與時間的關(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)知識得出規(guī)律）
知識運用與鞏固
1、對圖1-7-4、1-7-5兩圖進(jìn)行討論與交流。
�。�1）回答圖1-7-4中各時間段的運動性質(zhì)。
�。�2）說明圖1-7-5中兩圖像的初速與加速度。
師生共同探究
1、說明1-7-6中a.b 兩圖所代表運動的特點。
2、組織學(xué)生分別計算圖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、計算圖1-7-6中c圖中的面積，并與過程9中計算的結(jié)果進(jìn)行比較，從中體會數(shù)學(xué)極限的思想。
4、運用數(shù)學(xué)方法得出勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系。
知識運用與鞏固
1、運用勻變速直線運動的規(guī)律解決例題1、2
2、參考例題
（例）老虎在捕捉獵物時，在1s內(nèi)其速度可勻加速達(dá)30m/s,而且只能維持這個速度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,并可維持較長時間。如果老虎捕捉這只兔子，應(yīng)從距兔子多遠(yuǎn)處發(fā)起攻擊才保險的？（假設(shè)它們從靜止同時開始朝同一方
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