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            研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教案設(shè)計(jì)

            時(shí)間:2022-08-17 09:05:50 高三物理教案 我要投稿
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            研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教案設(shè)計(jì)

             。ǜ咧形锢肀匦藿滩牡谝粌(cè)第二章第九節(jié))

              所謂創(chuàng)新模仿式教學(xué),就是指在課堂上老師采取一種指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)創(chuàng)新模仿方式嘗試尋找、發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)方法。這種教學(xué)方法,不是以教師講解為主,而是在學(xué)生事先做好準(zhǔn)備的前提下,在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自行講解或討論,以學(xué)生的活動(dòng)為主。這個(gè)專(zhuān)題是一個(gè)嘗試,教學(xué)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,盡量讓學(xué)生多動(dòng)手動(dòng)腦,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析解決問(wèn)題,由此學(xué)習(xí)和體會(huì)一些解決問(wèn)題的科學(xué)方法。創(chuàng)新模仿式的學(xué)習(xí)方法,關(guān)鍵在于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)材料(包括教材和資料)的感悟和創(chuàng)新,運(yùn)用模擬、轉(zhuǎn)換、理想化方法等思想,通過(guò)積極的知識(shí)遷移和啟發(fā)聯(lián)想來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性學(xué)習(xí),抓住學(xué)習(xí)的本質(zhì)。

              本文以研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律這一課題為例,試著對(duì)創(chuàng)新模仿式教學(xué)進(jìn)行闡述。在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時(shí),建立在生活事實(shí)、演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)科歷史等三個(gè)基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動(dòng)貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在四個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)上。我們先來(lái)談?wù)剟?chuàng)新模仿教學(xué)活動(dòng)的三個(gè)基礎(chǔ)——

              一、生活事實(shí)

              生活給了我們有益的啟示,物理規(guī)律正是由生活現(xiàn)象中來(lái)的,抽象出來(lái)的規(guī)律具有本質(zhì)的普遍意義,它反復(fù)出現(xiàn)在許多物理現(xiàn)象中。中學(xué)物理教材的各章節(jié)的知識(shí)性?xún)?nèi)容幾乎都采取了例證的方法,用具體、形象化的例子說(shuō)明問(wèn)題讓學(xué)生感到真實(shí)。

              既然物理概念和規(guī)律源于例子又回到例子上,學(xué)習(xí)時(shí)就要運(yùn)用典型的例子幫助驗(yàn)證、學(xué)習(xí)和理解它們。我們可以從生活現(xiàn)象出發(fā),融入學(xué)習(xí)內(nèi)容,或者由學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)想生活。這樣可以化陌生為熟悉,由熟悉推出未知,而且要學(xué)會(huì)舉一反三。想不通的道理,看看生活現(xiàn)象,平時(shí)注意積累典型例子加深理解,提高全面認(rèn)識(shí)的能力。

              例一

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實(shí):用繩子懸掛著的物體,如果繩子斷了,物體會(huì)掉下來(lái);樹(shù)上的果實(shí),成熟后會(huì)掉下來(lái);手里捏著的粉筆,松開(kāi)手后會(huì)掉下來(lái)。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):物體為什么會(huì)下落?

              研究方法:觀察與分析

              分析:物體的下落運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng),學(xué)生熟知,但很少有人去注意它。通過(guò)細(xì)心的觀察,綜合分析眾多的實(shí)例。師生討論歸納得出結(jié)論:物體之所以會(huì)下落,是由于受到了重力的作用。從觀察生活現(xiàn)象事實(shí)到得出結(jié)論的過(guò)程就運(yùn)用了創(chuàng)新模仿。

              二、演示實(shí)驗(yàn)

              物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。所以,課堂上指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手做小實(shí)驗(yàn)很重要。在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中,一方面要善于應(yīng)用學(xué)到的理論去解釋日常生活中所見(jiàn)到的現(xiàn)象,另一方面要善于“動(dòng)手”,通過(guò)實(shí)踐去檢驗(yàn)真理,雙向聯(lián)系,看一看感性認(rèn)識(shí)是不是正確,在實(shí)踐和應(yīng)用中學(xué)習(xí)概念。課堂上,學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映了什么樣的物理規(guī)律,也可以從其中體會(huì)到了科學(xué)研究的樂(lè)趣。

              例二

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實(shí)驗(yàn):取一截粉筆和一張小紙片(粉筆比紙片重),從同一高處同時(shí)釋放。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):什么樣的物體下落得更快?物體下落快慢是不是跟重力有關(guān)?什么原因?qū)е滤鼈兿群舐涞兀?/p>

              分析:通過(guò)觀察和體驗(yàn),由演示實(shí)驗(yàn)可見(jiàn):粉筆比紙下落快粉筆先落地。師生討論:為什么呢?空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素。還可以思考得出: 如果設(shè)法消除空氣阻力,會(huì)怎樣?當(dāng)阻力很小,可以忽略時(shí),物體下落是不是可視為自由落體運(yùn)動(dòng)?通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)與物理教學(xué)的整合,用實(shí)驗(yàn)、觀察、推理、極端外推、悖論等研究方法創(chuàng)新模仿,加深了學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí),加深了他們對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的理解。

              三、學(xué)科歷史

              物理教學(xué)改革的目的之一,是對(duì)學(xué)主進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練科研人員應(yīng)具有的素質(zhì)和能力,要形成科學(xué)的思維方法。這就要求我們將物理教學(xué)和學(xué)科歷史結(jié)合,具體地講就是善于把學(xué)生推到若干年前讓他們從當(dāng)時(shí)的科學(xué)背景出發(fā)去重溫科學(xué)家們?cè)谑裁磫?wèn)題上,什么環(huán)節(jié)中、什么情況下,用什么方法和思想作出了科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的突破性步驟,從而把這些關(guān)鍵的步驟聯(lián)系起來(lái)。

              例三

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之學(xué)科歷史:教材P70頁(yè)閱讀材料《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):伽利略的研究方法是什么?

              分析:這部分內(nèi)容應(yīng)以學(xué)生自學(xué)為主,老師適當(dāng)引導(dǎo)。關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,歷史曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩種截然不同的觀點(diǎn)。應(yīng)該闡明:歷史上,伽利略首先通過(guò)落體佯謬的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn),否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結(jié)論;最后將斜面實(shí)驗(yàn)推廣,得出結(jié)論。伽利略開(kāi)創(chuàng)的研究方法是提出假設(shè)--數(shù)學(xué)推理--實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-合理外推。這種方法對(duì)科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用,至今仍是重要科研方法之一。今天我們就是要踏著歷史發(fā)展的腳印,研究一下落體運(yùn)動(dòng)究竟是什么運(yùn)動(dòng),遵循什么規(guī)律,使教和學(xué)的思路去盡量接近科學(xué)家認(rèn)識(shí)的思路。通過(guò)對(duì)學(xué)科歷史的創(chuàng)新模仿,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法,這也是物理教學(xué)實(shí)質(zhì)性改革的途徑和方向,是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個(gè)有效途徑。

              在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時(shí),應(yīng)將基于上述三個(gè)基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動(dòng)貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在以下四個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)中——

              一、新課導(dǎo)入

              例四

              目的:物體下落快慢的因素分析

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實(shí)驗(yàn):取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團(tuán),從同一高處同時(shí)釋放。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢?

              分析:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明小紙團(tuán)先落地,這說(shuō)明輕的物體比重的物體下落快。通過(guò)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:通?吹降南侣溆锌煊新,是由于空氣阻力的影響。自由落體運(yùn)動(dòng)在地球大氣層里是一種理想運(yùn)動(dòng),但掌握了這種理想運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,也就為研究實(shí)際運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):如果完全沒(méi)有空氣阻力的影響,或者空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時(shí),實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)可以近似地當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們猜想一下,那時(shí),輕、重物體誰(shuí)下落得快呢?

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實(shí)驗(yàn):牛頓管實(shí)驗(yàn)

              分析:用牛頓管演示不同物體在沒(méi)有空氣阻力的影響下的下落情況。強(qiáng)調(diào)管內(nèi)空氣已被抽得很稀薄,空氣阻力的影響非常小。可見(jiàn):如果沒(méi)有空氣阻力的影響,不同物體下落的快慢是一樣的。這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到空氣阻力的存在掩蓋了自由下落的物體的規(guī)律,需要排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,很自然的引出了理想運(yùn)動(dòng)——自由落體運(yùn)動(dòng),并為下面的研究做好鋪墊。這種創(chuàng)新模仿建立概念的程序,對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較容易接受的。

              二、知識(shí)講解

              例五

              目的:科學(xué)方法教育

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實(shí)驗(yàn):取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團(tuán),從同一高處同時(shí)釋放。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)可以近似地當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng),這種理想運(yùn)動(dòng)忽略哪些次要因素?

              分析:在科學(xué)研究中,我們常常采取忽略一些次要因素,從最簡(jiǎn)的問(wèn)題入手的方法。紙片受到的空氣阻力明顯地比紙團(tuán)受到的空氣阻力大,所以紙片下落較慢。排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,在落體運(yùn)動(dòng)中,先排除空氣阻力,研究物體在沒(méi)有空氣阻力條件下的運(yùn)動(dòng),這就是自由落體運(yùn)動(dòng)。

              知識(shí)擴(kuò)展:科學(xué)方法的教學(xué)是本節(jié)的一個(gè)重要教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)對(duì)理想化方法的創(chuàng)新模仿,學(xué)習(xí)分析和處理表面現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)其掩蓋下的規(guī)律,再用規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的物理方法。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,教學(xué)中可將自由落體運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展到別的星球,還可引伸到豎直上拋,為學(xué)生活用知識(shí)奠定基礎(chǔ),還有利于激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和培養(yǎng)能力。

              三、誤區(qū)排解

              同學(xué)們經(jīng)常和物理現(xiàn)象打交道,在學(xué)習(xí)掌握其規(guī)律之前,已有許多感性認(rèn)識(shí),如果能夠正確理解,那對(duì)學(xué)習(xí)物理將十分有利。遺憾的是,這些感性認(rèn)識(shí)往往會(huì)掩蓋住事物的內(nèi)在實(shí)質(zhì),而給人以錯(cuò)覺(jué)。生活中有一些感覺(jué)不總是正確的,不能把生活中的經(jīng)驗(yàn),感覺(jué)當(dāng)成規(guī)律來(lái)用。在學(xué)習(xí)物理概念時(shí),要了解哪些日常觀念是不科學(xué)的,通過(guò)多個(gè)例子去證明它是錯(cuò)誤的,從而排除干擾,正確理解物理概念。要特別注意的是曾經(jīng)犯過(guò)錯(cuò)誤的典型例子,往往可以警示自己,碰到類(lèi)似問(wèn)題時(shí)不再或少犯同樣的錯(cuò)誤。

              例六

              目的:排除認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實(shí):我們平時(shí)常見(jiàn)的現(xiàn)象是,重的物體下落快。

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):我們是不是由日常經(jīng)驗(yàn)得出這樣的結(jié)論,重的物體比輕的物體下落快?

              分析:學(xué)生由于受日常經(jīng)驗(yàn)的影響,對(duì)物體的墜落普遍存在重快輕慢的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。要消除學(xué)生的從生活中得來(lái)的錯(cuò)誤觀念,培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)觀,這是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)之一,關(guān)鍵在于說(shuō)明不同物體下落的加速度都是重力加速度g。由于對(duì)日常經(jīng)驗(yàn)印象很深,所以做好演示實(shí)驗(yàn)十分重要。除了牛頓管的實(shí)驗(yàn)之外,還可以做許多簡(jiǎn)單易行的小實(shí)驗(yàn),使學(xué)生明確認(rèn)識(shí),日常見(jiàn)到的現(xiàn)象是因?yàn)槭芸諝庾枇Φ挠绊懙木壒。引?dǎo)學(xué)生建立正確觀念:任何物體的自由落體運(yùn)動(dòng)都是完全相同的,即無(wú)論何種物體、是輕是重,它們下落的速度都是相同的。

              四、習(xí)題檢測(cè)

              要真正理解掌握概念,只有通過(guò)實(shí)踐和應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)。

              規(guī)律具有普遍性,因此可以直接模仿運(yùn)用,

              我們應(yīng)該把著眼點(diǎn)放在觀察分析現(xiàn)象、利用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力培養(yǎng)上,要把主要精力聚焦在加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解深度上,要養(yǎng)成定向思維的習(xí)慣。所謂科學(xué)的思維方法,淺顯地說(shuō),就是以客觀存在的事實(shí)作為出發(fā)點(diǎn),經(jīng)過(guò)觀察分析、對(duì)比鑒別,利用綜合歸納或演繹推理,得出對(duì)事物規(guī)律的理解。

              例七

              目的:應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題

              創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實(shí): 前面學(xué)習(xí)過(guò)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

              Vt=V0+at;S=V0t+0.5at2;Vt2 – V02=2as

              問(wèn)題導(dǎo)學(xué):自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),是否可以直接創(chuàng)新模仿?

              分析:直接創(chuàng)新模仿導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律:Vt=gt;h=0.5gt2;Vt2 =2gh

              知識(shí)擴(kuò)展:自由落體運(yùn)動(dòng)在地球大氣層里是一種理想運(yùn)動(dòng),掌握了這種理想運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,也就為研究實(shí)際運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)。當(dāng)空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時(shí),實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)可以近似地當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng)。理解自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì),掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律運(yùn)用理想化方法,通過(guò)比較重力與空氣阻力的大小,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為自由落體問(wèn)題。老師可以舉一些變式練習(xí),讓學(xué)生當(dāng)堂完成。例如:通過(guò)石子下落測(cè)量井口到水面的深度;宇航員也可用此法,測(cè)算星球上一個(gè)深洞的深度。通過(guò)對(duì)例題的進(jìn)一步討論,把學(xué)生的認(rèn)識(shí)引向具體問(wèn)題具體分析的更深層次,促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能。

              如上所述,本節(jié)課具有下述特點(diǎn):

              1、本堂課沒(méi)有回避問(wèn)題,而是分析問(wèn)題的困難,提出研究問(wèn)題的方法是:讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際更好地理解自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,理解自由落體的條件、空氣阻力的影響。整節(jié)課從實(shí)踐到理論分析,再到實(shí)踐,將實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)和歷史與課程很好的融為一體,體現(xiàn)了科學(xué)研究問(wèn)題的全過(guò)程,邏輯推理清晰,步步深入。先讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到是空氣阻力造成問(wèn)題復(fù)雜的原因。演示實(shí)驗(yàn)和伽利略的巧妙推理的介紹,為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究創(chuàng)造條件,真實(shí)、直觀、生動(dòng)、形象,抓住了關(guān)鍵,給學(xué)生留下深刻印象,激發(fā)了學(xué)生探究的積極性。

              2、本節(jié)課采用現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的教學(xué)理論設(shè)計(jì),利用了創(chuàng)新模仿方式進(jìn)行教學(xué),充實(shí)了內(nèi)容,騰出了時(shí)間,讓學(xué)生充分地、獨(dú)立地積極思維,能較好體現(xiàn)物理思想和物理方法。課堂創(chuàng)新氛圍濃郁,抓住教學(xué)的某些環(huán)節(jié),有利于學(xué)生創(chuàng)造意識(shí)的培養(yǎng)。學(xué)生相互探討、交流、學(xué)習(xí),思維活躍,體驗(yàn)研究問(wèn)題、尋求規(guī)律的科學(xué)研究過(guò)程,抓住課堂教學(xué)的制試點(diǎn),啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性運(yùn)用,使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí),創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力得到發(fā)展。

              值得進(jìn)一步研究的問(wèn)題是:在用創(chuàng)新模仿啟發(fā)學(xué)生討論分析得出結(jié)論,如何更好地引導(dǎo)、啟發(fā),更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、獨(dú)立思考能力,需要更深入地研究?傊,希望在教學(xué)過(guò)程中有更多更好的教法和學(xué)法創(chuàng)造出來(lái)。

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