高中物理勻變速直線運動的規律教學設計及評析
高中物理勻變速直線運動的規律教學設計及評析
《勻變速直線運動的規律》是一節規律探究，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。
學生通過對前一章基本概念的學習，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，學生再來學習這一章并不感到特別吃力，而且本章讓學生有更多的機會感受研究物理的過程和方法，先入為主，錯誤的生活經驗在起作用。學生是從初二開始學習中學物理的，但在他們學習物理之前，已經接觸到了大量的物理現象，形成了一些初步的觀念，而其中不少并不反映事物的本質，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或干擾作用。當隱蔽的指導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。我們的學生在做物理習題時，長期以來習慣于題目給出的條件正好等于解題時需要的條件，如果當題目給出的條件多于解題需要的條件時，應該說解題條件更充分了，但絕大多數學生卻反而不會做了，究其原因就是由于多余因素干擾作用的結果。改變提問的方式造成的思維混亂。教學實踐表明；當改變提問題角度的時候，其問題所涉及到的概念與規律并不超出原有的知識范圍，但往往就會帶來心理障礙。抓不住關鍵環節，物理問題的解決總是從初始狀態出發，經過一些中間狀態，最后達到目標狀態。中間狀態又叫問題空間，解決問題就是對問題空間進行搜索，而中間狀態的搜索就必須抓住關鍵環節。用數學方法代替物理概念。由于物理概念中絕大部分是物理量，即可以定量表達，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。
這部分內容的教學內容既可以說是新課，也可以說是習題課。為了突破上成習題課這一大難題，課堂思路可以是讓個別學生上臺推導公式或解答題目，完成后充當一個“小老師”面向全班同學陳述自己的推導或解題思路，同時還要回答下面同學的各種提問。全程是學生推導解答，學生講解，學生提問，學生回答，老師只是起到一個提示和組織的作用。這樣的教學模式一改平時“老師推導，學生做題，老師講解”的傳統教學模式，而是讓學生從被動變主動，從配角變主角，體現了以學生為主體的新課改理念。
從本部分內容的教學中思考到在以后的教學中要怎樣才能提高物理課堂的質量，使師生辛勤勞作，換得豐富的碩果？要想讓學生聽懂學會，就必須為學生創造和安排練習的機會，讓學生有獨立思考的時間，提出一些探究性的問題讓學生合作學習。可以根據本章公式多；解決問題的途徑也多等特點，設計一組可將有關公式溶于其中的小題目，讓學生做，這樣就把主動權交給了學生，學生應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，使學生在分析問題、解決問題的探索過程中，回顧所學的“方法”并作出相應的選擇判斷，從而輕松愉快地掌握知識，最后再由老師進行歸納解答相關幾種解法，使學生有一個再提升能力的過程。為此，用這種方法進行物理教學，是解決物理教學效率低，質量不高的有效方法。
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，提高學生對物理公式的記憶，達到目的的同時學生也感興趣。
一、設計思想
在學習了位移、速度、加速度等概念之后，本節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系以及應用勻變速直線運動規律解題等問題，它是前幾節知識內容的深化。通過學生處理數據得出圖像，依據圖像得出規律，這些知識對學生都很困難，同時這些知識與方法始終貫穿在高中物理知識內容的全過程中，具有基礎性和預備性，為以后的學習奠定基礎，具有承上啟下的作用。
由于高一學生剛接觸矢量，對矢量的運算沒有任何感性認識，沒有任何經驗可供借鑒，他們習慣的是僅有大小沒有方向如質量、體積等物理量之間的數學運算。對高一學生來說，運用運動學規律解決實際問題是一個難關，而一旦過了這個坎，則是學生對矢量學習在認識上的一次質的飛躍。
意識到學生在這一問題上的巨大困難，以提高學生科學素養為核心的新的教學理念，把學生探究活動的過程、方法以及經歷探究活動過程中的體驗作為課程目標之一。從學生角度看，隨著新課程的實施和推進，學生對于科學探究尤其是實驗探究已經積累了一定的體驗和認識，能夠勇于發表自己的看法，良好的學習習慣和課堂氛圍也為學生自主探究提供了保障。由以上的考慮提出本節的教學目標。
二、教學目標
（一）知識與技能：
1、能對實驗結果進行分析，并得出相應的數據。在由數據繪出相應的圖像。
2、經過對實驗得出的速度-時間圖像進行分析，總結出勻變速直線運動的規律并初步用它解決一些問題。
（二）過程與方法：
1、對實驗數據進行處理，得出相應的數據，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，結合極限的思想得出勻變速直線運動中位移與時間的關系。
4、體會由實驗數據繪出圖像，在由圖像得出物理規律是重要的物理研究方法。
（三）情感、態度和價值觀：
1、在探究勻變速直線運動中的速度與時間的關系、勻變速直線運動中的位移與時間的關系的過程中，體會實驗過程的艱辛與喜悅，培養學生通過科學實驗途徑探索自然奧秘的科學的態度與精神。
2、培養學生在學習中合作與交流的精神，培養學生共同進步的優良品質。
3、能應用運動規律的知識分析日常生活中的問題，樹立把物理知識應用于農業生活和生產實際的意識。
三、教學的重點與難點
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系、勻變速直線運動中的位移與時間的關系、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系、勻變速直線運動中的位移與時間的關系。
四、教學內容及變化
本節教內容可分為12個過程
過程1 組織學生觀察課本1-7-1照片并回答：
1、從圖1-7-1與圖下表中的數字看你能否說出1-7-1中多長是1厘米？
2、結合1-7-2圖表中的數據，判斷小車是向那邊運動的？
過程2 學生對照片進行測量得出數據與課本中的數據進行比對得出比例。
過程3 學生對數據進行計算，填好課文表格。提醒學生注意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 學生獨立作出圖1-7-2中的速度-時間圖像。
過程5 依據圖像討論：1、相等時間內的速度變化是否相等？2、在任意相等時間內的平均加速度都相等嗎？是否可認為它就是瞬時加速度？3、依據畫出的圖像，你能否寫出任意時刻的速度與時間的關系？
過程6 師生共同總結出勻變速直線運動時瞬時速度與時間的關系（可把圖1-7-2與本章第3節圖1-3-5進行比較，找出兩圖的相同與不同。
過程7 對圖1-7-4、1-7-5兩圖進行討論與交流。1、回答圖1-7-4中各時間段的運動性質。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中計算的結果進行比較，從中體會數學極限的思想。
過程11運用數學方法得出勻變速直線運動的位移與時間關系。
過程12運用勻變速直線運動的規律解決例題1、2
與原大綱教材相比本節增加了討論交流、演算探究、練習與評價和發展空間等體現新課程理念的內容。運動學規律的呈現方式由原來的直給變成了經學生演算探究得出。
五、教學方法與學習策略建議（包括教學資源）
（一）引入新課
觀察與思考
1、組織學生觀察課本1-7-1照片并回答：
（1） 從圖1-7-1與圖下表中的數字看你能否說出1-7-1中多長是1厘米？
（2） 結合1-7-2圖表中的數據，判斷小車是向那邊運動的？
2、學生對照片進行測量得出數據與課本中的數據進行比對得出比例。
（二）新課講述
1、學生對數據進行計算，填好課文表格。提醒學生注意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？
學生獨立作出圖1-7-2中的速度-時間圖像。
2、依據圖像討論：1、相等時間內的速度變化是否相等？2、在任意相等時間內的平均加速度都相等嗎？是否可認為它就是瞬時加速度？3、依據畫出的圖像，你能否寫出任意時刻的速度與時間的關系？
知識歸納：得出勻變速直線運動的定義：在相等時間內速度變化相等（加速度不變的運動）
過渡：勻變速直線運動遵循哪些規律哪？
師生共同探究：
師生共同總結出勻變速直線運動時瞬時速度與時間的關系（可把圖1-7-2與本章第3節圖1-3-5進行比較，找出兩圖的相同與不同。借鑒數學知識得出規律）
知識運用與鞏固
1、對圖1-7-4、1-7-5兩圖進行討論與交流。
（1）回答圖1-7-4中各時間段的運動性質。
（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中計算的結果進行比較，從中體會數學極限的思想。
4、運用數學方法得出勻變速直線運動的位移與時間關系。
知識運用與鞏固
1、運用勻變速直線運動的規律解決例題1、2
2、參考例題
（例）老虎在捕捉獵物時，在1s內其速度可勻加速達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內速度勻加速達到28m/s,并可維持較長時間。如果老虎捕捉這只兔子，應從距兔子多遠處發起攻擊才保險的？（假設它們從靜止同時開始朝同一方
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