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“曲线运动”教学案例与反思
阿薛 发表于 2011-1-6 22:30:00

“曲线运动”教学案例与反思

梧州岑溪二中  薛美琼

 

本着高中物理新课程提倡物理教学方式多样化,课堂教学要促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考的理念,对人教版高一物理第五章第一节《曲线运动》进行教学设计与实践,预期目标与教学实际所达成的目标有一定的差距,感觉教学设计思想与实际教学效果并不是那么完美一致,现对《曲线运动》一节的教学设计及教学过程进行反思。

 一、学情分析

  曲线运动一章从知识体系来看,涉及的是在日常生活中更为普遍的运动形式,因此在学生研究了直线运动的基础上进行研究曲线运动是动力学研究的必然。从学生的认知发展的角度来看,前面研究了直线运动并且学生学习牛顿定律的运用之后能根据运动情况求力,也能根据物体受力情况求运动情况。曲线运动一章要求学生运用牛顿运动定律研究曲线运动,符合认知理论的最近发展区。第一节曲线运动是整章教学的基础知识,期望通过实验和讨论,让学生体会到做曲线运动的物体的速度方向是时刻改变的,曲线运动是变速运动;速度的方向沿轨迹的切线方向;理解物体做曲线运动的条件。根据课前对部分学生的访谈,了解到学生对曲线运动中速度方向理解有一定困难,并不想我们教师想的那样简单,为此,把本节的重点确定为曲线运动的速度方向和产生条件。难点是曲线运动速度方向的理论证明,曲线运动产生的条件。为了让学生能更深刻地知道曲线运动的速度方向,设计了一个小实验,让学生有所体验。因在教室进行实验,所用器材有小玻璃珠,可能会容易滚跑。关于曲线运动速度方向的几何作图,学生可能也有一定的困难,特别有可能会不画箭头,为此教学过程应该适当给予提示。整个教学过程设计学生主要的学习行为是观察、讨论、思考、实验。

二、过程设计

过程1:要求学生根据前面学习的物理教材编排规律,对第五章进行节编排。期望能让学生对第五章有一个整体知识体系的的了解,以便对每一节的研究内容做到心中有数,或者说是有一个大体的知识结构。

过程2观察、比较竖起下落小球与斜抛出去的小球,它们的运动轨迹有什么不同? 引导学生猜想,设计实验进行验证自己的想法,观察两个视频,实验后学生基本得出速度方向的规律,但过程1列举的是圆周运动的情况,圆周运动是曲线运动的一种特例,通过一个特例来概括出普遍结论,这不利于形成学生的科学思维;另外,过程1仅仅是一种实验现象,只有把实验现象和理性分析结合起来形成结论,这才是更科学的研究方法。所以教学中没有在过程1之后就匆匆形成结论,

过程3理论证明:(极限法)该过程主要通过极限的思想从数学角度和物理学的角度分析证明一般性的曲线运动的方向在曲线上该点的切线方向。结论更具有普遍性。 

过程4:物体在什么情况下才能做曲线运动?通过两个小球运动情况的不同,要求学生过程3:物体在什么情况下才能做曲线运动?通过两个小球运动情况的不同,要求学生从比较中发现问题。进行设计实验,验证自己想法,通过视频及演示的实验总结出曲线运动规律及条件。最后请学生解释为什么平抛出去的物体会做曲线运动?

课外作业期望学生能从体验中发现更多的问题:做一个小飞镖,观察小飞镖在空中速度方向变化情况;观察小飞镖插入泥土时的入射角情况。

三、教学案例

(一)新课引入

师:到目前为止,我们较为深入地研究了直线运动的运动学和动力学问题,可是我们生活中最常见的运动并不是直线运动,而是曲线运动,同学们能不能举出一些物体做曲线运动的实例?

1:打篮球时,投出去的篮球做的是曲线运动。踢足球时,足球也是做曲线运动的。

2:平时我们回家也是做曲线运动的,有时我们从高处抛下的物体也是做曲线运动。

师:那么曲线运动有什么的运动规律呢?物体为什么会做曲线运动?教材第五章就安排我们学习曲线运动,如果你是本章的主编,你会如何安排《曲线运动》这一章的内容呢?小组商量一下

小组1:我们会先安排第一节学习曲线运动的概念,规律,然后学习曲线运动的解题方法,最后就是曲线运动的运用。

师:好,我们一起来看看目录,翻到教材的第二页,对比一下我们同学的内容设置,基本一致。我们这节课先来学习曲线运动的基础知识,请同学们翻到教材75页。

(二)新课教学

师:看到曲线运动这个标题,你会想到什么问题?请同学们把自己想到的问题写下来。

师:请同学展示一下你提的问题

生:1、什么是曲线运动?

2、曲线运动是匀速的吗?

3、物体为什么会做曲线运动?

4、做曲线运动的物体有受合力,就是合力情况会是怎么样的?

5、做曲线运动的物体有加速度吗?

6、曲线运动中物体的加速度方向是怎样的?

师:接下来,我们一起来解决同学们提出的问题,首先请同学们观察、比较竖起下落小球与斜抛出去的小球,它们的运动轨迹有什么不同,运动方向有什么不同?(教师演示)

生:运动轨迹不同,一个是直线,一个是曲线,做直线运动的运动方向向下,做曲线运动的运动方向不懂怎么说,反正是在变化的。

师:做直线运动的物体,运动方向我们容易看出,做曲线运动的物体运动方向应该如何描述呢?我们先从特殊例子出发研究,圆周运动是特殊的曲线运动,物体在做圆周运动时,不同时刻的运动方向会是怎么样的呢?

学生:交流、讨论。老师引导学生看书

播放砂轮,链球视频,引导学生得出做圆周运动的物体在不同时刻的运动方向:圆周运动中质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。

为了让学生对此有更深刻的体会,我设计了一个随堂小实验,期望学生能利用手中的透明塑料杯与玻璃球来进一步研究做圆周运动的小球是否沿切线飞出。

(分析:因为自我感觉有前面两个视频做为认识基础,学生应该能胜利设计实验来进行体验,但事实却出乎意料,学生只是把小球放在杯中不停地摇动,不时还要为掉出来的小球四处去寻找。效果真的很不好,只有一两组的学生发现应该怎么去体验。在这部分教学过程花去了不少不必要的时间。)

师:我们看的视频,动手做的实验都是特殊的曲线运动,那么能不能就直接从这个现象就小结得出结论呢?答案当然是否定,物理是一门严密的学科,接下来,我们能不能运用所学知识对一般的曲线运动进行证明:质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向?

教师引导学生极限法进一步证明做曲线运动的物体在某点(或某一时刻)的速度的方向是曲线在这一点的切线方向。

学生小结得出曲线运动的速度方向。

师:请同学们对比自己的结论现教材的结论,注意表达准确。从教材结论的字里行间,你还能得出什么结论?

生:曲线运动是变速运动。

师:根据牛顿定律,我们知道做曲线运动的物体受到的合外力一定不为0。到现在为此为止,我们可以回答同学们事先提出的哪些问题?(对比学生提出的问题)

生:轨迹是曲线的运动是曲线运动

生:曲线运动不是匀速的而是变速运动

生:做曲线运动的物体有加速度

生:做曲线运动的物体受合外力不为0

师:还有一个关键问题:物体为什么会做曲线运动?也就是物体做曲线运动的条件?

引导学生观察、比较做自由下落直线运动的小球与做曲线运动的小球,在运动速度和受力的情况上有什么相同之处和不同之处,你能预测出物体做曲线运动的条件吗?

 生:物体所受合外力与速度不在同一直线上

师:请你设计实验来证明你的想法?(学生交流讨论实验方案)

根据学生的方法,教师进行演示,同时用视频提高实验的可视性。教师引导学生运用用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件: 当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时,产生的加速度也在这条直线上,物体就做直线运动。如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时,产生的加速度就和速度成一夹角,这时,合力就不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度的方向,物体就做曲线运动。

学生小结物体做曲线运动的条件

师:对照学习目标你达到了吗?学生反思几分钟,之后进行达成目标的检测:(检测题在教学案)

(三)课外体验:

1)、做一个小飞镖,观察小飞镖在空中速度方向变化情况;观察小飞镖插入泥土时的入射角情况。

2)、与同学讨论如何研究曲线运动。

四、教学反思

20101230星期四下午第六节在高一年级别3班进行了教学实践,设计时的预期目标与实际教学所达所的目标并不一致,课堂有较多出乎意料的新的情况生成。课后反思教学过程如下:

(一)教学过程较好的地方

1、让学生以主编的身份进行对第五章进行内容编排设计,这样使学生对第五章有一个整体的认识,从中也能获知物理学习的思维顺序:是什么?(物理概念、规律);为什么?(物理研究方法)、怎么样?(运用物理知识解决实际问题)。

2、变老师要教为学生要学。要求学生根据课题提出自己的问题,整节课围绕学生提出的问题进行,以解决学生提出的问题迷线索。有效提高了学生的课堂参与率,同时也提高了学生学习的兴趣。

3、用多媒体及“教学资源库”的动画、视频辅助教学,如砂轮、链球等视频,以提高学生的感知视野,同时以提高教学效率。

4、为加强学生严密的逻辑思维,引导学生不能仅从现象得出结论,还要进行理论证明,为此在曲线运动速度方向的教学过程增加了运用极限法证明一般曲线运动的速度方向。

5、让学生动手动脑地参与学习,设计了一个随堂小实验,对演示实验也作了一定的修改,比如演示曲线运动条件的实验时,斜槽改为用半圆,让学生同时能看到小球在半圆运动过程小球是从切线出来的,后受磁铁引力作用,导致小球做曲线运动。

6、设想在引导学生观察过程,对实验进行对比,从中发现不同的地方,以期让学生在学习物理的过程理解对比方法。

(二)教学过程不足之处

1、教学案的问题设计不够明确。因为是第一次使用教学案,学生不懂使用,若问题设置得当,要新授课教学案还是很有利于提高课堂效率的。

2、课堂中的随堂小实验,没有明确先让学生设计方案,导致很多学生没有目地的乱玩,而且实验也没有达到预期效果。若改用半圆做实验效果会好些。

3、课堂时间安排不够合理,教学过程不够紧凑,致使后来无时间进行目标达成的检测。

4、留给学生讨论、交流的时间、空间不足,老师提示太多,学生独立思考的空间太少,没能充分体学生的主体地位。

5、学生提出的问题没有投影出来,或写到黑板上,致使学生同学所提的问题不能明确与记下,这样学生解决问题的积极性不能得到很好的提高。

6、学生分组实验过程,组员分工不明确,没有指定谁负责什么?导致学生小组实验,小组讨论时效率不高。

 

 

 


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