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职业高中物理教学设计方案
(一)教学大纲的指导思想
本课程采用的是高等教育出版社出版、邵长泰主编的《物理》(基础版)教材,分上下两册,是与教育部2000年8月颁布的《中等职业学校物理教学大纲(试行)》的要求相配套的一套新教材。遵循中等职业教育“实际、实用、实效”的原则,为突显职业教育的特色,强化“能力为本、三创一实”的精神,物理教学大纲也相应的做了调整,注意面向大多数学生,在内容总量上进一步删减,难度进一步降低,减小了学生学习的困难。必修课的内容着眼于提高学生的科学文化素质(包括了比较全面的物理基础知识),提高学生的观察、试验能力,思维能力,创新能力,分析和解决实际问题的能力。其中以“物理大世界”、“科技博览”等形式出现的内容,可扩展学生的知识面,增强学生的时代感和社会责任感;以“阅读材料”出现的内容可帮助学生理论联系实际,分析和解释生活中的物理现象;作为反映本课程特色的物理科学方法、物理科学思想的内容,可帮助学生熟悉物理研究和常用的一些科学思维方法,增强科学素养;其中首次在中学教材中出现的“课题研究”,可全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作的能力,还有利于培养学生独立思考的习惯,激发学生的创新意识,训练学生参与实际的能力。
在教学过程中,不论必修课还是选修课,都要遵循教学大纲的指导思想和教学原则。
一、重视基础
中学物理基础知识包括基本物理现象和物理试验的描述,基本物理概念和规律的建立,基本物理原理和理论的论述,具体内容涉及光学、力学、电学、热学、原子物理学中最重要、最基本的主干知识。
“物理基础知识的教学必须分清主次,突出重点,抓住关键。”在教学过程中要注重分析物理过程和物理情境,讲清问题的来龙去脉,使学生正确理解并灵活运用。注意前后叙述中的铺垫和呼应,有目的、有计划地引导学生不断深入并逐步认识、形成基础知识的结构,夯实基础知识,进而融会贯通。
二、加强试验物理是一门以试验为基础的科学。观察现象、进行演示和学生试验,能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,这是理解物理概念和规律的必要基础。观察和试验对培养学生的观察、试验能力,培养实事求是的科学态度,培养创新思维能力,提高学生的学习兴趣,有着不可替代的作用。
教师要引导学生正确使用基本仪器,合理选择器材,组合试验装置,通过分析、推理发现和排除简单的试验故障,独立地进行数据处理,得出正确结论,了解误差概念,完成试验报告。教师还可以选择一些适当的内容,引导学生进行探索性、设计性试验练习,让他们比较各种方案的优缺点,提出试验改进意见,自行设计试验报告,使学生理解物理试验思想,掌握物理试验方法,进一步提高试验能力。不要认为使用现成的试验报告,让学生“依葫芦画瓢”,按照试验步骤顺次做一遍就能获得试验能力,试验中应启发学生认真思考,独立操作,手脑并用。
除课堂上的演示试验和学生分组试验外,还可以指导学生做一些课外小试验,自制简易试验教具,培养学生的探索精神。
三、培养能力物理教学既要重视知识的教学,更要重视能力的培养。知识和能力两者相辅相成、相互促进。教学中要培养学生的能力,就必须转变教学观念,首先要确立学生在教学中的主体地位。学习是教师指导下的目标多元化的学生积极主动活动的过程,要让学生积极参与整个教学过程。学生只有处于积极主动状态,才能真正理解所学物理知识,并获得相应的能力。教师的讲解不宜过细,要留给学生充分的思考余地和开拓空间,让学生独立地钻研和解决问题,使学生获得知识、方法和能力。教师的责任是教会学生学习,而不是代替学生学习,要“授之以渔”,而不是“授之以鱼”。其次,要认识到培养学生的学习能力,使他们养成良好的学习习惯,是一个潜移默化、循序渐进的过程,要从基本的、简单的事做起,更不要把方法和能力作为知识来传授。总之,能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的,离开了这个过程就谈不上能力的培养。
四、联系实际
理论联系实际,学以致用,是很重要的教学原则。联系实际运用知识,才能加深学生对物理概念和规律的理解,巩固他们所学的知识;才能提高学生分析和解决实际问题的能力。理论联系实际是培养能力的最有效的途径。
要引导学生运用物理知识解释自然现象,分析和研究各种实际问题,包括工农业生产中的实际问题、物理试验、日常生活和社会生活中常见的实际问题。当然,在分析、研究实际应用时,重点应放在实际应用的基本原理上,不宜过多涉及复杂的设备和技术细节,以免偏离物理教学的目标。
随着现代科学技术的发展,要引导学生关注物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系,关注大众普遍关心的社会问题,如能源、交通、环保等。引导学生关心生产、生活中的实际问题,培养学生的开拓意识、创新精神和综合能力,以提高他们的整体素质。
(二)学情分析
根据以往的教学经验,学生在初中物理学习的基础上,对物理学已有初步的了解,初中物理已学习了几何光学、力学、电学、热学等初步知识,原子物理学也在初中化学知识中有所了解。但学生对物理学还缺乏深入的了解,甚至可以说知之甚少;学生对研究物理学的方法也已初步了解,但对究竟如何研究都还普遍缺乏思考。
(三)教学目标
一、总体知识目标
1、知道光的折射,了解光的全反射和光的色散以及常用光学仪器。
2、知道力、运动和力的关系、直线运动、曲线运动、功和能、动量和动量守恒、机械振动和机械波。
3、知道分子运动和热力学能,固体、液体和气体的性质、物态变化。
4、知道电荷和电场、电流和电路、运动电荷和磁场、电磁感应、交变电流、电磁波。
5、了解原子的结构、原子核的组成、核能和基本粒子等原子和原子核的初步知识。
二、能力目标
初步掌握从简单问题入手的方法、观察和试验的方法、采用物理模型的方法、等效的方法、运用数学公式和图象的方法、阅读和查找参考资料研究物理问题的方法等,使学生了解科学研究的方法,理解物理科学方法的应用和意义,培养学生依据试验事实,分析推理、归纳得出物理概念和规律以及利用物理规律解释同类物理现象的能力,培养学生的团结协作的能力、科学推理和大胆创新的思维能力。
三、情感目标
培养学生的合作、竞争精神,培养深入观察和深入思考的科学态度,同时使学生亲身感受科学发展的过程及物理研究的意义。
(四)教学策略
本着“以学会学习为核心的教学目的观、以主体自觉为理念的教学过程观、以参与创造为宗旨的师生观”,依据本课程的知识结构特点、教学目标和学生实际,确定本课程主要采用以下教学策略:对于客观存在的学生个体差异(包括兴趣、学业成就以及今后的发展倾向等),采取“分层次教学法”;对于试验基础上的物理规律和定理等的教学,采用“合作探索发现”课型,即采用学生分组分群、学生动手试验、观察、讨论、独立探索发现、分析推理为主的多边教学。
总之,教师的作用不能混同于一部百科全书或一个供学生利用的资料库,教师更多的是一名向导和顾问,不应只是“讲演者”、不应总是“正确的指导者”,而应不时扮演下列角色:
模特——他不仅演示正确的开始,也表现失误的开端和“拨乱反正”的思维技巧;
参谋——提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不替代学生做出决断;
询问者——故作不知,问原因,找漏洞,督促学生弄清楚、说明白;
仲裁者和鉴赏者——评判学生工作及成果的价值、意义、优劣,鼓励学生的有创造性的想法和做法,在教学的组织中体现“学法”,把教和学融为一体。
(五)学法指导
学生的学习只有通过自身的操作活动和再现创造性的“做”才可能是有效的。按照本课程的要求,结合教材、教学的特点,本课程主要采用“开放性学习法”、“自主性学习法”、“合作探究学习法”。
开放性学习法的具体做法是:将物理融会各学科,融入生活。例如学习机械运动时,引用一句诗“白日依山尽,黄河入海流,欲穷千里目,更上一层楼。”就把“机械运动”、“参照物”等物理知识描述得淋漓尽致。还可让学生写一些小论文,如学习重力时可让学生写一篇“假如重力突然消失”的小论文,让学生张开想象的翅膀任思维翱翔。这样原本抽象、枯燥的物理知识,变得生动、可感,理科的条理和逻辑与文学的舒畅和美丽走到了一起,学生都乐于接受。
自主性学习法的具体做法是:教师引导与设置问题、学生自主解决问题、学生自我评论、自我小结。
合作探究学习法的具体做法是:学生分组分群分工、小组成员独立思考、小组讨论、各小组推选代表汇报探索结论。
这样做,真正突出了以学生发展为本的思想,注重学生潜能的开发、能力的培养和智力的发展,使学生在兴趣盎然中,通过一定的过程和方法,掌握了知识和技能。
(六)媒体使用分析
除了利用传统的试验器材和投影仪外,利用计算机图、文、声、像、动等特点,能更好的营造良好的学习气氛,调动学生的学习积极性,展示试验中难以感受到的动态过程,使深奥难懂的物理知识变得生动、可感,达到突破教学难点,提高物理课堂教学的效果。
(七)教材(上册)各章知识分析
第一章 几何光学
一、教学目标
1、理解绝对折射率、临界角、放大率等概念和折射定律、透镜公式等规律;
了解光的全反射、光的色散以及光导纤维和常用光学仪器。
2、能够运用所学知识对单一凸透镜成像问题进行分析,初步掌握解决有关光学实际问题的能力。
二、教学策略
根据本章知识特点和教学目标,确定采用观察、试验基础上的“探索发现法”。
三、教学评价
几何光学的传统教学过程是“教师演示试验、学生观察、得出结论”,这样处理不能收到应有得教学效果。现在按照“引入、探索试验、观察发现、深化”四个阶段进行教学,充分调动了学生的主体自觉性,有利于培养学生的观察、试验能力,也有利于培养学生的探索精神和创新能力。另外用图、文、声并茂的多媒体课件,展示出光的反射和折射现象及平面镜和透镜的成像规律,调动了学生学习的积极性,加深了学习效果。第二章 力 物体的平衡
一、教学目标
1、理解力、重力、弹力、摩擦力、标量和矢量等概念。
2、掌握力的合成与分解的平行四边形定则,能进行力的合成与分解的简单计算;初步学会物体受力情况分析的方法;
3、理解共点力作用下物体的平衡条件,能解决一些简单的物体平衡问题。
二、教学策略
根据本章知识特点和学生实际,确定采用“自主学习法”。
三、教学评价
本章的教学,教师起着引导作用,学生始终处于一种“主动参与、自主解决问题”的状态,他们的思维、表达、自学等能力都得以充分的发展,学生的主动性、独立性、勇于探索的精神也得到了培养。
第三章 直线运动
一、教学目标
1、知道参考系、位移、速度、重力加速度等概念和匀变速直线运动的速度图象;掌握匀变速直线运动的公式。
2、理解质点、矢量和标量、平均速度、瞬时速度和加速度等概念及自由落体运动的规律。
二、教学策略
根据本章知识的特点和教学目标,确定采用“开放型比较学习法和实践法”。让学生对比分析矢量和标量、位移和路程、匀速直线运动和匀变速直线运动、速度和加速度等,感知生活中的实际物体的运动情况并针对性的加以分析、比较。
三、教学评价
这种开放型的比较学习法,能充分调动学生的发散性的思维能力、理论联系实际的能力,提高学生的分析、类比能力,这样做能抓住知识的要点和特征,掌握概念的本质,同时也培养了他们良好的学习习惯。另外用图文并茂的多媒体课件,展示物体的匀速直线运动和匀变速直线运动过程和运动规律,展示位移和路程的区别等,收到了良好的教学效果。
第四章 牛顿运动定律
一、教学目标
1、掌握牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律;
2、能够运用运动学知识和牛顿运动定律对物体的运动和受力问题进行分析和计算,进一步提高综合运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力;
3、通过应用理想试验等物理方法,进一步认识物理科学方法的作用与意义,提高自己的逻辑思维能力与创新意识。
二、教学策略
根据本章知识结构特点和学生实际,确定采用“试验探索、设问点拨、以讲授为主”的方法。
三、教学评价
牛顿运动定律是中学物理教材中最重要、最基本的定律之一,本章的教学试验有着重要的作用。考虑到本章的试验从原理到方法的掌握都有一定的难度,有些要求仅仅通过学生试验很难落实,因此教学中把演示试验作为重点,由教师做出示范,向学生展示物理试验研究的基本思想和基本方法。即:(1)在多因素的过程中,通过控制试验条件,找到各因素对过程的影响;(2)通过对试验图线的处理,找到变量之间的函数关系。这样处理对学生分组试验的实施有较强的指导意义。
第五章 曲线运动 万有引力定律
一、教学目标
1、了解运动的叠加原理,理解平抛运动规律,并会用平抛运动规律解答有关问题。
2、理解匀速圆周运动的周期、频率、线速度、角速度及其关系,并会用它们的公式进行计算。
3、理解向心力和向心加速度的概念,会用公式进行简单的计算。
4、知道万有引力定律和人造卫星的飞行原理。
二、教学策略
在前面学过的匀变速运动、物体的受力分析和牛顿第二定律等知识的基础上,结合本章的知识结构,确定采用“引导、探究教学法”。具体做法是:教师提出问题、学生明确目标,教师启发引导、学生猜想推理,试验,探究,讨论归纳,教师评价。
四、教学评价
本章教学以学生为主体,运用“引导、探究”模式进行教学,教给学生自主地探究、获得知识的途径和方法,培养了学生对问题进行正确分析和综合的科学思维的能力。
第五章 机械能
一、教学目标
1、理解功、功率、动能和重力势能的概念,并能用有关公式进行计算。
2、掌握动能定理和机械能守恒定率,理解做功和能量转化的关系,能用它们解决有关问题。
二、教学策略
功和能是物理学的重要概念,机械能守恒定律是重要的定律,所以该章也是力学的重点章。本章传统的教学方法是以教师讲授为主,不能给学生提供广阔的思维空间和创新的舞台,而创新思维的培养是中学生智力发展的一个核心问题。所以确定本章采用“自主性学习法”。具体做法是:教师设置问题、学生推导出定理或定律、分析讨论、灵活应用定理或定律解决问题。
三、教学评价
通过对定理或定律的具体推导和分析讨论,能使学生有主见地思考问题,形成严谨的思维品质;通过定理或定律应用方法的多样性,使学生善于转变思维角度,避免思维定势,准确合理地把本质和规律联系起来,排除表象的干扰,使其思维达到发散性,多层次、多角度、多方位地思考和解决问题,从而培养了学生思维的灵活性、流畅性和变通性。
第七章 动量 动量守恒
一、教学目标
1、理解动量、冲量的概念,理解动量定理。
2、掌握动量守恒定律,并会应用它分析、计算简单的物理问题。
3、通过动量概念、动量定理的引入,了解演绎推理方法的基本形式和应用;通过动量守恒定律的学习,理解守恒原理的普遍性,培养科学的、正确的世界观。
二、教学策略
根据本章知识的结构特点,确定本章采用探索试验基础上的“演绎推理法”。具体做法是:教师设置问题环境、学生探索试验、演绎推理、分析讨论、得出结论、应用。
三、教学评价
动量和动量守恒定律,在原则上都可由其它物理途径获得,但用这种教学方法可以启发学生认识和理解演绎推理方法,并了解演绎推理方法在物理创新中的重要价值,还可以进一步调动学生的学习积极性。
第八章 机械振动 机械波
一、教学目标
1、了解简谐运动的特征,了解弹簧振子的运动特征,了解振动的振幅、机械波、横波、纵波的概念,了解受迫振动、共振、波的干涉和衍射等物理现象。
2、理解振动的周期、频率及其关系,理解波动的周期、频率、波长、波速及其关系。
二、教学策略
结合学生的实际和本章知识的特点,确定采用“以学生试验为中心的发现法”。具体做法是:教师引入、学生探索试验、观察和分析图象、得出结论。
三、教学评价
机械振动比我们已学过的各种运动形式都要复杂,传统的教学方法都是演示试验法,学生的任务就是“看”,有时还看不清楚,印象不深,不能收到应有的教学效果。现在按照“引入、探索、发现、分析、结论”几个阶段进行,把演示试验和学生分组试验有机结合起来,学生自己通过试验去感知机械振动和机械波,去发现和总结波动的频率、波长和波速的关系。这样有利于培养学生的观察试验能力和探索精神。另外图、文、声并茂的多媒体课件激发了学生的学习兴趣,把振动和波动形象地展示在学生面前,加强了学习效果。
“动量 冲量 动量定理”教学设计
一、设计思想
高中新课程计划以培养学生的创新精神和实践能力作为重点的培养目标,并突出以学生发展为本的思想。笔者在“动量 冲量 动量定理”一节教学中尝试了合作探究教育模式,教学过程始终以学生为本,以培养学生创新精神和实践能力为理念。
教学过程是教师的“教”与学生的“学”和谐统一的双边活动。本节的教学属于物理规律的教学,从物理规律形成的过程来看教师应为学生提供丰富的直观的感性材料,通过有关的定量试验和观测,创造一个理想的物理情景,充分调动学生学习的主动性和积极性,及时引导学生把感性认识上升为理性认识。
二、教材分析
1、地位
“动量 冲量 动量定理”是高教版职高物理上册第七章第一节的知识,动量和动量定理是物理学的重要概念和定理,是力学中的重要知识。学习动量定理为下一节的动量守恒定律提供了基础。“动量定理”的研究方法,又是物理问题研究思想的再次体现。学生通过发现问题、解决问题的过程,物理思想再次得以熏陶,能力得以提高。
2、教学重点
动量和冲量概念,动量定理。
3、教学难点
动量、冲量概念的建立,动量定理的矢量性。
三、学情分析
根据以往的教学经验,学生对质量、速度、力和力的作用时间的概念能正确理解,还知道运动和力有关。但对运动物体的作用效果与质量和速度有何定性关系或定量关系尚不清楚。学生对研究动量定理的方法,即观察、试验法和演绎推理法也已了解,但对究竟如何研究却普遍缺乏思考。
四、教学目标
1、知识目标
理解动量和冲量的概念和动量定理,会用动量定理解决有关问题。
2、能力目标初步掌握利用探索性试验研究物理问题的一般方法,培养学生依据试验事实,分析推理、归纳得出物理规律的能力以及利用物理规律解释同类物理现象的能力。
3、情感目标
培养学生合作竞争精神、大胆探索的科学精神,同时使学生亲身感受到物理研究的意义。
五、教法设计
“教无定法,贵在得法”。依据本节课的知识结构特点、教学目标和学生实际,确定本节课为试验基础上的“探索发现”课型。即用学生试验、观察、讨论、独立探索发现、演绎推理为主的多边教学。通过引导和启发学生理解和掌握物理研究方法,激发学生探索和发现物理规律的动机和兴趣,为学生学习物理创设理想的物理情境;通过学生试验和图、文、声并茂的多媒体课件,激发学生学习兴趣,培养创新精神和创新能力。
六、学法指导
结合教材、教学的特点,本节课主要采用“合作学习法”,具体的做法是:每四人为一组,每组学生可以就课堂的关键问题进行讨论,各小组要推选代表汇报小组的探索结论。这样做,真正突出了以学生为本的思想,培养了学生合作竞争的素质。
七、教学器材:
斜面、小车、自制小房屋、物理天平、细玻璃棒、鸡蛋、铁块、纸带、铁架台等。
八、教学过程:
(一)放映(课前):计算机多媒体课件幻灯片1
(二)由试验引入课题
[演示试验一]:教师手拿一只鸡蛋高高举起,突然释放,落在地面上的纸盒中,在学生“破了、坏了”的惊呼声中,教师从盒中拿起鸡蛋,让学生看到鸡蛋完好无损。
放映:幻灯片2 教师:这里我们看到了与日常生活不一致的现象。接着教师让学生观察纸盒中的情景,原来纸盒里垫着一些柔软的小纸屑。
教师:鸡蛋掉在柔软的物体上没有打破,这是为什么呢?这节课的学习将让你们知道其中的道理。
板书:动量 冲量 动量定理 放映:幻灯片3
(三)学生试验,合作探索,推理概括
1、学生试验
教师:如何通过试验来描述运动物体的作用效果与哪些因素有关呢?(提示:怎样利用桌上设备呢?)
教师给学生充分的时间思考、讨论,尽可能让学生发散性思考,然后引导学生四人一组做试验探索,教师巡回检查并指导。
2、小组汇报
在学生实验基本完成时,教师抽查两组,并请各组学生代表分别汇报试验结果。
一、建立动量概念 试验一(如图1):
(1)、让同一辆小车分别从
斜面上位置1和位置2处滑下,去撞击斜面底端的房屋。(2)、不同质量的小车分别
从斜面上同一位置滑下,去撞击斜面底端
22的房屋。
图1(这里的试验为学生学习动量概念创造一个适应教学要求、借以引导启发学生发掘问题、思考问题、建立动量概念的物理环境。)
放映幻灯片4、5:显示试验一的操作方法。教师:在试验(1)中你们看到了什么现象?
学生:从位置1滑下时,车对房屋破坏程度小,从位置2滑下时,对房屋破坏程度大。教师:对!在质量相同时,由于速度大小的不同,造成破坏程度不同,这与我们平时的认识一致。(教师利用表扬手段强化学习动机。)
教师:在试验(2)中你们又观察到了什么现象? 学生:质量大的车对房屋的破坏程度大。
教师:在车的速度相同时,由于质量的不同,造成破坏程度不同。所以当我们考虑运动物体的作用效果时,既要考虑物体的运动速度,也要考虑物体的质量。
教师提问设疑:足球场上一个足球迎头飞过来,你的第一个反应是什么?如果飞过来的不是足球而是一个铅球呢?原因是什么呢?
放映:幻灯片6、7 学生:分析、讨论,畅所欲言。(教师给学生充分的时间,尽可能让学生发散性思考。)
教师:运动物体的作用效果与什么有关? 放映:幻灯片8 教师再次提问设疑:同样质量的竹箭,一支用弓射出,而另一支用手掷,哪一支穿透本领大?为什么?
放映:幻灯片9、10 学生:积极思考,各抒己见。
教师:运动物体的作用效果还与什么有关? 放映:幻灯片11 在物理学里,把运动物体的质量和速度的乘积叫动量。板书:动量的定义。放映:幻灯片12 教师:
1、动量的单位是质量单位和速度单位的乘积,在国际单位制中为千克米/秒。动量是矢量,既有大小又有方向,它的方向与速度的方向相同。
放映:幻灯片13、14 例题1:(见幻灯片15)
(在这里,例题的作用一方面加深学生对动量的理解,另一方面可以起承上启下作用,为建立冲量概念做准备。)
二、建立冲量概念
教师:上例中,发动机关闭后,要使汽车停下来,可以有不同的办法,用急刹车的办法,汽车受的阻力大,在短时间内就可以停下来;用滑行的办法,汽车受的阻力小,要滑行较长的时间才能停下来。可见,要造成物体同样的动量变化,不仅与作用力的大小有关,还与力的作用时间有关。
试验二(如图2):在物理天平左右盘中分别放上一定质量的物体,使天平平衡。
(1)在右盘放上一根玻璃棒。
(2)拿走玻璃棒,代天平再次平衡时,用玻璃棒迅速猛击右盘中的物体。
图2(运用试验来创设学习冲量的环境,既有利于激发学生兴趣,又能引起学生思考,从中发现物理现象的本质。)放映:幻灯片16 教师:(1)和(2)中你们分别看到了什么现象? 学生:(1)中,左盘慢慢上升,右盘慢慢下降;(2)中,玻璃棒断了,左、右盘几乎不动。
教师:这些现象说明了什么呢?玻璃棒重力虽然较小,但经历较长时间也可使左、右盘的动量发生明显变化。当玻璃棒快速猛击时,棒断了,说明打击力很大,但由于作用时间极短,未能产生明显动量变化。
所以,力的作用效果不仅与力的大小有关,还与力的作用时间有关。
物理学里,把力和力的作用时间的乘积叫做这个力的冲量。
板书:冲量的定义。
教师:冲量的单位由力和时间的单位共同决定。在国际单位制中,冲量单位为牛顿秒。冲量是矢量,既有大小又有方向,它的方向由力的方向决定。
放映:幻灯片17、18 例题2:(见幻灯片19)
教师:只要有力和力的作用时间,就有这个力的冲量,与有无其他力和物体处于什么状态均无关。
三、动量定理表达式的推导:
教师:通过上面的学习,我们知道,动量的变化与力的大小和作用时间均有关,也就是说动量的变化与冲量有关,那么这两者之间有什么定量关系呢?
(通过“设疑”,开发学生思路,激发学生探索知识间联系的兴趣,使学生主动学习。)
教师:我们看一个例子,假设质量为m的一颗子弹射入墙时的初速度为V0,射出墙时的末速度为Vt,墙对子弹的作用力为一恒力F,作用时间为t,求物体所受冲量与动量变化的关系。
(叫一个学生在黑板上演算,其他学生在下面计算。)(为学生创设问题情境,引导学生自主思考、探索结论。)放映:幻灯片20 学生:分析、讨论正确与否,给学生充分的时间思考。教师:讲解、指正 放映:幻灯片21 教师:上式表示物体所受合外力的冲量等于它的动量变化,这个结论叫做动量定理。板书:动量定理的内容和公式
教师:Ft=(mVt-mV0)有什么物理意义呢?(提出问题,激发学生思考、提高学习兴趣。)放映:幻灯片22 教师:作为物理公式,等号两边的单位应该统一。请同学们验证牛顿秒和千克米/秒的一致性。
(给学生充分的时间思考)
四、定性阐明动量定理的物理内涵:
试验三(如图3):
在桌面上把铁块放在纸带上。(1)缓慢拉动纸带;(2)快速拉动纸带
图3 放映:幻灯片23 教师:(1)和(2)中你们分别看到了什么现象? 学生:缓慢拉时,铁块随纸带一起运动;快速拉时,铁块几乎不动。
教师:缓慢拉时,铁块为何运动?学生:受摩擦力作用。
教师:快速拉时,铁块还受力吗? 学生:仍受到摩擦力的作用。
教师:在这两种情况下,铁块受到的力差不多,但产生了不同的效果。前者铁块动量发生明显变化,而后者动量变化几乎为零,为什么?
学生:由动量定理公式可知,F相同,慢拉时,力作用时间长,冲量大,引起的动量变化大;快拉时,力作用的时间短,冲量小,引起的动量变化小。
教师:现在请同学分析[演示试验一]中鸡蛋为什么没有摔坏?而直接掉在硬地上为什么会打破?
放映:幻灯片24 学生:鸡蛋从某一高度落下,快要接触到地面获得一定的动量,与地面相碰后动量为零,在这两种情况下动量变化相同。直接掉在硬地上,鸡蛋与地面作用时间较短,由上述表达式可知,作用力较大,鸡蛋容易破;而掉在柔软的物体上,作用时间长,作用力较小,不足以使鸡蛋破裂。
放映:幻灯片25 教师:很好!(以表扬手段强化学习动机)在利用动量定理解释有关现象时,要先说明动量变化情况,然后阐述作用力时间,再比较作用力大小。
五、定量应用动量定理解题时的注意事项: 教师:我们应用动量定理解题时还须注意一些问题。放映:幻灯片26 例题3、4:分别见课本P134、P135。
(四)巩固应用,提高能力:
1、练习:课课练
2、小结:
请学生讨论并小结本节课的内容,然后请一名代表总结,最后教师点名本课的结论。
放映:幻灯片273、作业:见幻灯片33(课本P137 页2、3、4题)。
4、思考题:见幻灯片28、29、30、31、325、结束:放映幻灯片34
九、教学评价:
动量是力学中的重要概念,动量定理是动力学中的重要规律之一。要让学生掌握动量定理,首先要建立动量和冲量概念,然后推导出冲量和动量变化之间的关系,并深刻领会动量定理的内涵。
笔者在教学设计时,按照“引入——探索——发现——深化”四个阶段进行,把课堂搬到多媒体教室,采用以学生为中心的发现法,让学生自己通过试验去感知动量和冲量,去发现和得出结论。这样可进一步调动学生的学习积极性,有利于培养学生的观察、试验能力,也有利于培养学生的探索精神和创造力。在教学设计时,注意了以下几点:
1、加强实验,在形象的物理情境中讲清概念和规律。如教材中用日常生活中的手抛皮球和铅球对地面产生的冲击效果不一样来引入动量概念,但如果通过试验把类似的情境展现出来,必然更形象、直观,会有更强的说服力。再如教材中冲量概念是直接给出的,总有比较抽象、学生较难领会之嫌。因此可先通过生动的实验说明力产生的效果,不但与力而且与力作用时间的长短有关,然后再建立冲量概念,等等。总之,把几个试验有机地穿插在这一节课中,不但有利于讲清几个重要概念和一个物理规律,还活跃了课堂气氛,增加了师生的情感交流,双边活动也得到加强。学生积极性调动起来了,也就提高了课堂教学效果。
2、周密考虑设问的思考性、层次性,使课堂思维保持
一定的力度,又要符合学生的实际情况。如在学生试验三中,要求学生解释缓慢拉纸带与快拉纸带,物体的动量变化为何明显不一样时,先让学生分析物体的受力情况,然后比较两种情况中力的大小和力作用时间的长短,最后利用定理解释,这样可避免出现问题太笼统,学生难以回答的场面。
3、重视学生能力的培养,引导学生进行试验、观察、比较、讨论、演绎推理、归纳、概括、知识应用等一系列课堂活动。在试验时,指导学生观察什么、比较什么,通过讨论、归纳、概括,抽象出本质,以便学生建立物理概念。
4、多种教学手段的应用,也尽量发挥其特有功能,追求实效,避免形式主义。试验在这一节课中的作用不言而喻,另外通过计算机多媒体手段,把有关物理情境展现出来,使抽象、难领会的物理情境变得形象、生动、直观、可视性好,有利于学生进行比较、分析,教学效果更加显著。
5、根据2000年教学大纲调整意见,不要求学生应用动量定理定量解题。因此在教学中这一部分内容可作为基础好的学生的选学内容。
2002年7月18日