G07高中物理一年级单元备课策略示例：高中物理必修1第二章3拓展资源2物理1和必修2编写思想.ppt

课程标准高中物理教材（人教版）物理、物理编写思想人民教育出版社物理室张大昌,一、循序渐进，步步登高二、改变学习方式三、探究精神贯穿始终四、增强实践意识，提供原始材料五、重视科学思想与科学方法六、渗透情感态度价值观的教育,一、循序渐进，步步登高,泰山：1524m一个峭壁：5m,循序渐进例：矢量的教学,（1）通过位移初步接触矢量（P15，运动学放前的原因）（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律（P15）（3）通过实验探索矢量相加的法则（P66）（4）给出矢量的科学定义（P69，有方向、相加时有特殊的法则）（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则（P69）（6）矢量概念的进一步运用（物理2，P50）,循序渐进例：匀变速直线运动规律的教学,第一章运动的描述只学基本概念、基本技能，不涉及规律(位移、速度、加速度，用打点计时器测瞬时速度的方法)第二章匀变速直线运动的研究利用第一章学到的概念、技能，研究变速直线运动的规律（得到三个运动学的公式）,第一、二两章的教学节奏位移、速度、加速度等基本概念用打点计时器测瞬时速度的技能（测手的速度）用图象表示速度和从速度图象获取信息的技能实验：探究小车速度随时间变化的规律发现存在这样的运动：v-t图象是直线（由学生作出）小车的运动叫做匀变速直线运动利用图象对匀变速直线运动做一般性的分析（得出三个公式）,二、改变学习方式老师讲，学生听，学生练独立思考、同伴交流、师生互动,例：平行四边形定则的教学过去教材的写法：在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2。以OA和OB为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。可以看出，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。,现在教材的写法我们需要研究的是：合力F与分力F1、F2有什么关系？探究时要注意下面几个问题。1.几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。2.几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。3.怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。,老师问：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？（选修1，P40P41）,学生A：能。可以用下面的办法估算：x0.380.10.630.10.880.11.110.11.380.1学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04s、0.02s误差会怎样？,例：实验：验证机械能守恒定律过去：只写如何操作、得出什么结论现在：要注意下面几个问题。1.重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？2.重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？4.实验报告中要写明以及对结论可靠性的评估，包括对可能产生的误差的分析。,三、探究精神贯穿始终,课程标准指出了教学中科学探究的几个要素提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作教学中的科学探究是课程理念的体现，贯穿于整个课程。,前面几个例子都体现了科学探究的精神这样的例子到处都有,说一说（必修1，P56，科学探究一例）质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？,思考与讨论（必修2，P58，科学探究一例）地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？,说一说（必修1，P24，科学探究又一例）百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员百米赛跑的成绩是10.57s，按照你的估计画出他在这段时间的v-t图象的草图。如果是没有受过训练的同学跑百米，他的v-t图象的形状可能有什么不同？,说一说（必修1，P45，科学探究又一例）为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？关于这个问题，你有什么假设或猜想？,你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。,科学探究又一例（必修1，P46）,通过前人的工作学习科学探究伽利略对自由落体运动的研究（必修1，P48）绵延两千年的错误逻辑的力量猜想与假设可检验的结论实验验证（伽利略的科学方法）,科学探究不搞形式主义“要素”不等于“环节”，不追求探究的“完整性”教学中的科学探究不是新八股,科学探究没有一定的模式（理查德费曼讲过的故事）科学探究不一定都要做实验（解放思想！）反对高中科学课程的幼儿化科学定律不是实验事实的直接归纳提高教学效率,四、增强实践意识，提供原始材料,例：“匀变速直线运动”的章首语,据报导，上海磁浮总长33km，一次试车时全程行驶了约7min30s，其中以430km/h的最高速度行驶约30s。根据报纸上的数据，再按照实际情况做些简化的假设，你自己就能估算它的加速度！,例：一道练习题从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点的竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间？,例：又一道练习题右面是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表。设火车在每个车站都能准点到达，准点开出。（1）（2）T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少？（3）,初中课本也有相似的题，但难度不同：根据左侧时刻表计算列车从朱坡到老河口运行的平均速度。,又例：必修1，P47第3题为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过2.5s后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？,又例：空气阻力对抛体运动轨迹的影响（必修2，P42）以上讨论都有一个前提，即空气的阻力可以忽略。如果速度不大，例如用手抛出一个石块，这样处理的误差不大。但是物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气的阻力。炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？,五、重视科学思想，与科学方法,例一直线运动的教学思路,例二抛体运动课程标准：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”,新教材的思路1.以红蜡块的运动为例，研究物体在平面中运动的问题。,“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，它相对于黑板运动的轨迹是直线吗？相对于黑板在做匀速运动吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”,坐标与时间的关系x=vxty=vyt,轨迹消去t,速度的大小和方向,2.例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。,悟出的道理：物体在相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它的复合运动（或者相反）。,3.把这个道理应用于平抛运动水平方向：力F=0，初速度v0=v位移x=vt竖直方向：力F=重力，加速度=g，初速度v0=0位移y=有了x、y两个方向的坐标与时间的关系之后轨迹速度的大小速度的方向,4.如果抛出时的速度不沿水平方向，那么,学生得到的是解决这类问题的一般性方法两个方向上的受力两个方向上的运动方程两个方向上的位置与时间的关系平面中的运动轨迹（消去t）平面中速度的大小和方向,不拘泥于平抛、斜抛这样的“知识点”,不但不能强调斜抛，连平抛也淡化，平抛轨迹只是通过例题得出的。,必修2，P42旁批把这个思想明确地写出来了：在第四章牛顿运动定律的学习中我们已经体会到，已知物体受力情况而想知道它的运动情况时，要先对物体所受的力进行分析，然后应用牛顿定律得到物体的加速度，进而根据运动学的规律得到物体的位置与时间的关系。在研究抛体运动时，我们的思路完全相同。不同的是，抛体的运动发生在平面内，需要在x、y两个方向上分别做出受力分析、在两个方向上分别应用牛顿定律和运动学的规律，然后再根据要求做综合处理。,例三“以不变的量代替变化的量”，“以直线代替曲线”的思想。（素材取自黄恕伯老师的研究工作）,两道高考题,上：静电场对质子加速，求两个区间中粒子数的比值。下：两板间加50Hz交变电压，电子的速度为6.4107m/s，板宽8cm，求电子能从两板间射出的时间。,新教材对“变与不变”的科学方法的学习做了系统化的、结构化的处理平均速度和瞬时速度渗透“极限”（必1，P18）实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P23）讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）推导：用vt图象导出匀变速运动的位移公式（P41）做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）探究：怎样计算变力做的功？（必2，P16）,例四做功和能量的关系,科学方法追寻守恒量（动量的写法更是如此）。过去的教学是先,能量与做功的关系：重力势能的引入、动能的引入、弹性势能的引入、内能的引入、电势能的引入、焦耳定律、电源和电动势、闭合电路的欧姆定律光电效应,例：重力势能的表达式在讨论过重力做功的特点后，必修1在P11P12说：“mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面恰与势能的基本特征一致。因此”,为什么讨论重力做功的特点？理性的思维！,例：动能表达式和动能定理指导思想能量与做功的关系直接经验与逻辑推理的关系,必修2，P16探究功与物体速度变化的关系目的：找出动能的表达式及动能与做功的关系思路：动能的定性概念动能与速度有关动能与做功有关通过实验研究功与速度变化的关系,考虑到做功与能量的关系，应用牛顿运动定律和运动学的关系进行分析后得到：,“从这个式子可以看出，很可能是一个具有特定意义的物理量”（P18最下一行）,直接经验与逻辑分析缺一不可人的认识不是直线式的,例：弹性势能的表达式做功与能量关系的又一次练习“以不变量代替变量”、“以直代曲”思想的又一次练习通过计算面积来求和的方法的又一次练习这是一次科学探究的练习,课本中没有写出弹性势能的表达式，没有应用这个公式的练习题，没有,例五科学定律是怎样得到的？不是通过演绎得到的也不是单纯通过对数据的归纳得到的,必修1中的例子P50旁批：“伽利略把他的结论外推到90度是需要很大勇气的”。P35，小车的速度与时间的关系，点子是否完全落在一条直线上？第7行：“可以有很大的把握说”P78倒数第2段(加速度与质量的关系)：“实际的规律很可能就是这样的”。倒数第1段，“我们的结论仍然带有猜想和推断的性质，只有”P100P101：直线不过原点怎么办？,六、渗透情感态度价值观的教育,热爱科学（审美体验）质疑与求知、理性思维（批判性思维）态度严谨、实事求是人类对自然的永恒的探索,其他问题,实验的写法与过去不同,课标对实验教学的要求不是照方抓药大纲：列出了22个实验（其中两个打星号）规定了所用的器材和方法（在“说明”栏目中）课标：给出了对物理实验的能力要求（在“内容标准”中）对具体实验项目的要求是非刚性的（散落在各模块中）,学生实验写法的变化加入了设计因素尽量提供多种方案供选择为学生提供方法,指导思想实验能力主要不是技艺实验能力主要指心智技能,例：探究加速度与力、质量的关系（必修1，P7576）分析实例：大汽车与小汽车、一般客车与赛车获得加速度与力、质量关系的感性认识关于加速度与力的关系，给出思路和数据处理建议关于加速度与质量的关系，给出思路和数据处理建议协助学生解决两个实际问题（加速度的测量、力的提供和测量，图4.2-4提供案例）由实验结果得出结论（实验不可能获得严格的“a与F成正比、与m成反比的结果”）,例：探究功与物体速度变化的关系指导思想：做功与能量有关感性认识：动能与速度有关做功与速度变化有什么关系?思路：更换橡皮筋，使做功加倍，用纸带测速度操作技巧：使木板倾斜以做补偿数据处理：分别作出各种图象Wv、Wv2、Wv3甚至W,用传感器和计算机，做物理实验,说一说借助传感器用计算机测速度（必修1，P25）,引入教学仪器的最新研究成果：DIS实验室（上海市中小学数字化实验系统研发中心）（山东远大网络多媒体有限责任公司）,要求：学生直接接触自然不赞成虚拟实验疑问：没有必要？影响基本技能的训练？没有设备？,符号和术语,位移的符号用x？x不是表示位置吗？选修2怎么又用l？,看上下文！,这个公式中的x代表什么？是位置还是位移？,要看公式是怎么得来的。,知识要学“活”！,什么叫“活”？明白它的由来（实验根据、逻辑关系）能用它解决实际问题,反对死记硬背，反对教条主义。要抓物理实质，不要纠缠符号、术语。,又如：速度速率平均速度瞬时速度正离子、负离子阳离子、阴离子,条件不好，怎样落实新课程？,新课程是一种进步。任何条件下都要进步，任何起点都可以进步。新课程不是空中楼阁，它是多年来一线教师和教研工作者探索的成果。比赛中得奖的课都是符合新课程理念的！,即使是“独角戏”，也能体现新课程的理念。把自己的思维过程展示给学生。搭好台阶，一种教学方法，也是一种学习方法。必修1，P81例题的分析中“考虑下面几个小问题有助于解决这个问题”必修1，P89例题也是如此。新课程拒绝形式主义！,思考与讨论（P15）一位同学从操场中心中发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，到达B点你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？（这时还不要求得出这个法则，但要思考）,通过实验探索力的相加的法则（P66）,说一说（P69）一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则，找出变化量v吗？,在向心加速度的学习中运用矢量概念（物理2，P50）,过去测B点的瞬时速度一定要用左右相邻两点间的数据,可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度,操作、记录、作图、分析利用前面学过的概念和技能,老师问：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？（选修1，P40P41）,匀速直线运动的位移与它的v-t图象下的面积相对应；对于匀变速直线运动，也是这样吗？,从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点的竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间？,过去测B点的瞬时速度一定要用左右相邻两点间的数据,可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度,以a为纵坐标、m为横坐标，如果曲线是双曲线的一枝，a与m就是反比例关系,以a为纵坐标、1/m为横坐标，如果画出的是一条直线，a与m就是反比例关系,由于只需对不同力、不同质量时的加速度做出比较，所以不一定测出加速度的大小只要测出相同时间内位移的比值，就能得到加速度的比值。,科学美？,不止于此！,在科学活动中感到“舒服”、“痛快”、“振奋”就是一种审美体验！,试想按照下面线索学习万有引力定律时的感受,万有引力定律的发现（必修2，第七章）,神奇的行星运动第谷的观测数据开普勒行星运动定律,太阳对行星的引力，行星对太阳的引力,太阳与行星之间的引力,地球与月球的引力及地球与地面附近物体的引力,万有引力定律,测定引力常量,称量天体的质量、发现未知天体,一个外行人马克吐温的话：（必修2，P72）科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！,有人问李政道教授，在做学生时，刚一接触物理学，有什么东西给他的印象最深？他毫不迟疑地回答，是物理学法则的普适性深深地打动了他。物理学基本规律的简洁性和普适性，使人充分领略了它的优美，激励着一代又一代的科学家以无限热情献身于对科学规律的探索。（必修2，P73旁批）,西方现代科学肇端于文艺复兴时代，而文艺复兴的主要任务和最大的贡献却是美术。从表面看，美术是情感的产物，科学是理性的产物，互不相干。何以“这位暖和和的阿特（art）先生，会养出一位冷冰冰的赛因士（science）儿子？”究其原因，在于二者有共同的母亲，这就是“自然夫人”，即源自“观察自然”。梁启超（必修2，P65）,科学不再是独立于人生的冷冰冰的公式和法则。请读必修2，P64“科学足迹”：“人类对于行星运动规律的认识”,质疑与求知，批判性思维,这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？（必修1，P13）,质疑与求知，批判性思维你对诗人关于“榆堤”、“云”、“我”的运动与静止的说法有没有不同的认识？,质疑与求知，批判性思维,协和式客机，由英法两国共同研制，1976年投入运营。它能在20000m的高空以2倍声速飞行，