高中物理-超重和失重教学设计学情分析教材分析课后反思

超重和失重姓名：姓名：郑美昕参赛课题：超重和失重教材：人教版高中物理必修一第一册章节：第四章第六节《超重和失重》教学设计【教材分析】本节教材是学生学完牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一:超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力.其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，意在激发学生情感价值。【核心素养】物理观念：物质观:知道超重和失重并不是真的重力发生变化，重力实际是不变的;相互作用观：知道视重其实是物体对测力计的作用力，但研究对象是物体；科学思维：观察归纳能力：通过观察视频得到超失重规律；理论推理能力：应用牛顿第二定律推导超失重规律；科学态度与责任：了解世界各国对“微重力”的研究现状，让学生既要对祖国骄傲，也要立志扛起科研的大旗，培养他们的责任意识。【教学重难点】教学重点：超失重的定义以及本质条件。教学难点：用牛顿第二定律解决超失重问题。【教学方法】教法：演示法、提问法、观察法、分析法、讲授法学法：观察体验、自主探究、小组讨论【教学工具】平板、矿泉水瓶、体重秤、自制视频【教学过程】教学环节教学活动设计意图教师活动学生活动教学流程一、演示激趣，引入新知（3min）新课引入（3min）1、学生称重：蹲下起立。设疑激趣：为何学生的“体重”明显变化？概念：视重：测力计示数F实重：G=mg超重：F>mg失重：F<mg一位学生称重，慢慢蹲下起立，另一位学生把镜头对准体重计示数，其他同学观察体重计示数变化。模拟生活场景引入。激发学生的好奇心与求知欲，集中学生的注意力。步步设疑，引出本节课的主题。德育：让大家有健康意识，关注体重，健康生活。二二、小组合作，实施探究。（22min）规律探究：(10min)环节1：观看视频，归纳总结。首先，请观看一段视频，注意归纳什么时候超重，什么时候失重。让小组学生展开讨论：运动方向：加速度方向：超重还是失重：将小组讨论的结果拍照上传。结论：上超下失。环节二：理论推导（重点,10min）1.已知:物体的质量为m，重力加速度g，与秤一起具有竖直向上的加速度大小为a，求弹簧秤和台秤的示数（用F表示）.2.已知:物体的质量为m，重力加速度g，与秤一起具有竖直向下的加速度大小为a，求弹簧秤和台秤的示数（用F表示）.让同学们将推导结果拍照上传，找一位同学起来讲述推导过程与结论：a向上，超重，F=mg+maa向下，失重，F=mg-ma【演示完全失重】（2min）让学生观察漏水的瓶子在自由落体过程中不再漏水，并根据刚刚的探究结果思考原因。让学生解释实验现象：得到【完全失重】概念1.北京中关村中科院的微重力实验室提供的微重力环境持续3.6s,日本的微重力实验井可以持续10s；2.美俄欧等国家拥有微重力实验飞机，中国暂时没有；3.中国先后发射天宫一号、天宫二号、实践十号，科研水平领先世界各国；介绍完全失重在微重力领域的应用，让学生感受到航天事业的磅礴发展，也意识到保护生存环境的重要性。【解释课前演示】找一位同学起来解释为什么课前那位同学称重时示数明显变化了。因为蹲下时失重了。起立时超重了。【观看视频，总结实际规律。小组辩论，得到结论，学生代表起来阐述结论。】【学生利用牛顿第二定律推导得到“上超下失”的规律，并可以定量求解】学生根据失重时：F=mg-ma，得到自由落体运动时：a=gF=0采用“观察归纳”的方法，学生在探究环节，从猜想到验证，循序渐进，培养学生严谨科学的态度。突出学生的主体地位，采用小组讨论的形式，增强学生团队合作、讨论交流意识。德育：表扬学生积极观察、严谨推导的课堂表现，鼓励他们坚持科学的态度，乐于观察归纳，勤于理论推导，推动基础学科发展。德育：热爱祖国社会担当保护环境四、四、课堂总结，巩固教学（5min）三、趁热打铁，学以致用。（15min）【课堂练习】(难点，15min)发布五个练习题的课堂练习，让同学做完后提交上传，自动统计答对率，讲解出错率最高的题目：例：原来做匀速运动的升降机内，有一个被拉伸的弹簧拉住的物块A静止在底板上，如图所示，下列情形可能发生的是（）A.升降机向上做减速运动，物块被拉向右方B.升降机向上做加速运动，物块被推向左方C.升机向下做减速运动，物块不动D.升降机向下做加速运动，物块被拉向右方学生做完课堂练习并提交，听教师讲解高频错题，其余题目自己讨论。利用智慧平台，提高课堂效率，实现学生为主体。【课堂总结】：超重和失重的概念。超重和失重的本质条件。超重和失重中的受力分析。学生整理笔记：掌握了什么？没有落实好什么？【板书设计】课标分析人教版高中物理必修一第四章第六节《超重与失重》，课程标准对该节提出的内容要求是通过实验演示认识超重和失重现象，给出的教学建议是通过各种活动：乘坐电梯、到游乐场参与相关的游乐活动等方式，了解和体验超重与失重。超失重，不论是在生活现象中，还是科学技术的应用方面，都有广泛的涉及，因此，这一节也是落实课程标准所要求的核心素养的有机载体。下边，我将浅谈本节课的教学设计如何落实课程目标和核心素养。课程目标提出，学生通过高中物理课程的学习，掌握终身发展和应对社会挑战必备的基本知识和方法，形成基本的物理观念，能解释物理现象，能解决实际问题，了解物理概念、方法等在生产生活中的应用，关注科学技术的发展现状和趋势;经历科学探究的过程，掌握科学探究和科学思维的方法，发展学生的科学探究能力、科学思维能力、自主学习能力、实践能力和创新能力，以及利用科学术语与他人沟通交流的能力;保持学习和研究科学的内在动机和好奇心，形成尊重事实、敢于质疑、善于反思、勇于创新的科学态度;理解科学的本质，理解科学、技术、社会环境的关系，具有保护环境、推动可持续发展的责任感，遵守科学伦理和道德规范。在导入环节，让学生站在体重秤上蹲下，看到称的示数先减小后增大，引导学生思考：是人的质量发生了变化吗？引入实重和视重两个概念，让学生明白：有时候看到的只是表象而不是本质，同一物体的质量以及它在同一位置处的重力是不会改变的，引导学生树立正确的物质观，当表象与实际不符时，要保持研究科学的内在动力，从而使学生带着强烈的求知欲继续本节课的探究。在科学探究环节，让学生观察人站在电梯内的体重秤上，电梯在上行和下行过程中，体重秤的示数变化。通过填写设计好的表格内容，小组讨论，归纳出超重与失重不取决于运动方向，而是取决于加速度方向。这个环节，让学生知道“观察归纳”是自古以来认识物理规律的一种常用方法；从猜想到验证，循序渐进，培养学生严谨科学的态度，经历科学探究的过程，使学生掌握科学探究和科学思维的方法，发展学生的科学探究能力、科学思维能力；引导学生建立相互作用观和运动观。在练习与应用的环节，演示扎满小孔的水瓶在自由落体的过程中水不漏出，让学生运用所学的知识，解释这一现象，并总结完全失重的概念。接着，对北京中关村中科院的微重力实验室与日本的微重力实验井进行比较，让学生了解美俄欧等国家拥有微重力实验飞机，而中国暂时没有；展示中国天宫一号、天宫二号、实践十号科研成果，介绍完全失重在微重力领域的应用，让学生感受到航天事业的磅礴发展，举例《流浪地球》这部电影的故事背景，也让学生意识到保护生存环境的重要性。通过超重与失重的应用，理解科学、技术、社会环境的关系，让学生具有保护环境、推动可持续发展的责任感，遵守科学伦理和道德规范。此外，新课标提出，习题教学中，也要提升到发展核心素养中来，因此，我设置了一个练习，计算在火箭发射过程中，航天员受到的座椅的压力。通过具体计算，让学生知道宇航员的艰辛，从而拓展到每一位为国家科技付出自己毕生血泪的科学家们的伟大，激发学生的爱国意识，体现物理教学的育人功能。本节课，通过严密科学的教学设计，引入、探究、总结、应用，每个环节都较好地实现了课程目标，体现了物理教学的育人功能，落实了核心素养的培养与提升。课后反思本节课通过实验观察引入主题，通过观察归纳总结规律，通过现象分析、练习等巩固知识，穿插大量生产生活相关的事实，激发学生爱国热情与物理观念，当堂检测效果良好，课上、课后学生反响较好。但课后，关于本节课的教学设计，又想到了一些更好的设计方案，在课堂教学的落实方面，也有几点小的瑕疵。教学设计1.课前演示的时候，体重秤上的同学，不止演示向下蹲的过程，还得演示站起来的过程；2.关于火箭升空过程，计算杨利伟受到的座椅的作用力，加速度设定为4g，实际凑整的情况很少，这个题设定成了估算，如果查阅资料，给出一个真实的火箭升空的加速度，更有科学性。课程落实1.用屏幕共享时，镜头对准秤上的表盘，讲台上有点反光；2.最后的课堂练习，可以让学生讲，锻炼他们的物理思维和表述能力。《超重和失重》学案规律探究：1.电梯刚开始上行时，（向上加速、向上减速），速度方向，加速度方向，视重实重（“大于”或“小于”）。2.电梯上行结束时，（向上加速、向上减速），速度方向，加速度方向，视重实重（“大于”或“小于”）。3.电梯刚开始下行时，（向上加速、向上减速），速度方向，加速度方向，视重实重（“大于”或“小于”）。4.电梯上行结束时，（向上加速、向上减速），速度方向，加速度方向，视重实重（“大于”或“小于”）。结果归纳：理论推导：已知:物体的质量为m，重力加速度g，与秤一起具有竖直向上的加速度大小为a，求弹簧秤和台秤的示数（用F表示）.已知:物体的质量为m，重力加速度g，与秤一起具有竖直向下的加速度大小为a，求弹簧秤和台秤的示数（用F表示）.笔记整理：1.当物体由于具有竖直向上的加速度，对竖直悬挂物的拉力或对水平支持物的压力自身重力时，物体处于超重状态。2.当物体由于具有竖直向下的加速度,对竖直悬挂物的拉力或对水平支持物的压力自身重力时，物体处于失重状态。3.物体向上或向下时，物体处于超重状态。4.物体向上或向下时，物体处于失重状态。5.当物体的加速度为时，物体处于完全失重状态，对悬挂物的拉力或支持物的压力变成了。课堂练习1.下列说法正确的是（）A.物体在竖直方向上做匀加速运动时就会出现失重现象B.物体只有竖直向下做匀加速运动时才会出现失重现象C.物体处于失重状态时，物体的重力减小或消失D.物体处于失重状态时，物体的重力不变。2．质量50kg的人静止站立在升降机地板上，当他见到挂在升降机里的弹簧秤下5kg的物体的读数是40N时，g=10m/s2，则此时他对升降机地板的压力是（）A．400NB．500NC．600ND．0N3．用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，当升降机做以下几种运动时，其中绳子的张力最大的是（）A．电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降4．在升降机中用弹簧秤称一物体的重力，由弹簧秤示数的变化可以判定系统的运动状态，下面说法正确的是（）A．示数大于物重，则升降机可能是向上作加速运动．B．示数小于物重，则升降机一定是向下作加速运动．C．示数等于物重，则升降机一定是作匀速直线运动．D．示数时大时小，则升降机一定是作上下往复运动．5．原来做匀速运动的升降机内，有一个被拉伸的弹簧拉住的物块A静止在底板上，如图所示，下列情形可能发生的是（）AA.升降机向上做减速运动，物块被拉向右方AB.升降机向上做加速运动，物块被推向左方C.升降机向下做减速运动，物块不动D.升降机向下做加速运动，物块被拉向右方效果分析本节课通过实验观察引入主题，通过观察归纳总结规律，通过现象分析、练习等巩固知识，穿插大量生产生活相关的事实，激发学生爱国热情与物理观念，当堂检测效果良好，课上、课后学生反响较好。下面，我将从教学目标的达成度、教学重难点的把握、核心素养的落实三个方面，来总结本节课的教学效果。教学目标的达成：本节课旨在帮助学生正确理解超重和失重现象，并且运用超重和失重现象来解决一些实际问题；通过对超重和失重的条件的探究，培养学生观察归纳的能力；让学生了解超重与失重在生产生活中的应用与危害，激发学生学习物理的热情。本节课在教学环节当中，探究环节问题设置有层次，学生不方便在电梯中做实验，我提前录好了视频，清晰，效果好，是一次成功的科学探究，这是第一次在高中物理中应用“观察法”归纳规律，培养了学生的小组合作意识与科学探究能力；在教学过程中引入：游乐设施、航天发展等超重与失重在生活与科技中的应用，使学生知道知识的有用性，也在其中渗透了德育教育，实现了本节课的育人功能；课堂练习设置由易到难，起到了很好的练习效果，适合不同层次的学生接受掌握，从课堂反映来看，难度适中，既能巩固学生的基础，又能开拓学生的物理思维。教学重难点的把握：本节课的教学重点是让学生明白超重与失重两个概念，让学生自己总结出超重与失重的条件；本节课的教学难点在于对完全失重的理解以及对超重与失重规律的应用。在课堂引入环节，让一位同学在体重计上静止、突然下蹲、突然站起，请同学观察指针变化，从而使学生明确:超重不是重力增加，失重不是重力减少，完全失重并不是重力完全消失。物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力仍然存在且大小不变。结合实际，让学生能够明白物理当中的超重和生活中说的“超重”有所不同。在科学探究环节，采用“观察归纳”的方法，学生在探究环节中，从猜想到验证，按照预设的问题，循序渐进地思考，培养了学生严谨科学的态度。使学生总结出超重与失重的产生条件不是取决于速度方向，而是取决于加速度方向，总结出“上超下失”这一基本规律。在这两个环节，学生对超重与失重的概念得到了较好的理解，对超重与失重的条件也得到了正确的总结，突出了本节课的教学重点。从例题设置到课堂练习，例题讲解过程中学生的反馈很好，课堂练习利用智慧课堂系统，统计答对率，能针对每个选项掌握学生的掌握情况，很好地了解了学情，仅仅有一个难度较大的题目出错率达到百分之二十，其他题目答对率很高，意味着同学们掌握得很好，突破了关于超重与失重的应用这一难点内容。核心素养的落实：1.物理观念：从课堂引入到概念的提出，体现了物质观和相互作用观。物质观:知道超重和失重并不是真的重力发生变化，重力实际是不变的;相互作用观：知道视重其实是物体对测力计的作用力，但研究对象是物体；2.科学思维：在科学探究环节，用到两种方法：观察归纳和理论推导，都起到了很好的效果，同学们两种方法都得到了掌握。观察归纳能力：通过观察视频得到超失重规律；理论推理能力：应用牛顿第二定律推导超失重规律；3.科学态度与责任：在超重与失重的应用环节，引入大量育人素材，了解世界各国对“微重力”的研究现状，让学生既要对祖国骄傲，也要立志扛起科研的大旗，培养他们的责任意识。课后有很多同学来和我交流关于《流浪地球》的片段分析、向我了解微重力实验室当中的真实场景以及用途，可见，学生的科学态度更严谨了，也唤起了他们推动国家科学发展的责任意识。教材分析《超重与失重》是人教版高中物理必修一第四章第六节内容，属于学生学完牛顿运动定律后，对牛顿运动定律知识的迁移和应用部分，因此本节是全章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一:超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力；其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化；其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，意在激发学生情感价值。初中并未涉及超重与失重的内容;高中课程标准中它属于二级主题相互作用与运动规律中的一部分，其内容要求为“通过实验认识超重和失重现象”，帮助学生直观的感受及理解两种现象。活动建议为“通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等，了解和体验失重与超重”，从中感受超、失重与生活的联系，并帮助学生更好辨别两种现象。其中两种标准中用词均为认识、了解，也就是要求能识别、辨认事实或证据，能举出例子和描述对象的基本特征即可，因为超重、失重属于学习了加速度之后及牛顿运动定律之后能较容易理解的内容，与主体知识并没有太多关系，但日常生活中会较多的接触到这类现象，所以仍需了解。而相应的学生在学习过程中需要掌握的就是超、失重概念，两种现象中加速度方向、力的大小关系、及完全失重现象即可。教材中的引入方式是由热点事件卫星、宇宙飞船升空直接提问什么是超重、失重。举出了人站在体重计上坐电梯体重计示数变化的例子，并给出了人的体重、电梯加速度的具体数值，再引导学生运用牛顿第二及第三定律计算出人对地板压力的大小，使学生从数学上体会到人对地板的压力与自身重力关系随着电梯运动情况的变化，化抽象为具体，且综合运用了前面所学知识。自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成