标题 | 《动量定理》创新性教学设计 |
范文 | 向之乎 新课程以“为了每一位学生的发展”为最高宗旨和核心理念,突破和超越了学科本位的观念,真正把学生作为学习的主人。教师应树立“施教为学”的观念,积极围绕学生的学习活动来开展教学工作。这就必须重新建构高中物理课堂教学方式。那么该如何进行新理念下的教学设计呢? 我在高中物理教学过程中,就人教版高中《物理》第二册第八章第四节,尝试设计了《动量定理》的教学。这节课的教学过程设计如下: 1 设计思想 本节课较真实的创设了物理情景,学习者以科学研究者的身份,采用“问题——猜想——推理——验证”的科学研究方法,去主动探索、发现和获取知识,以求顺利实现知识的顺应和同化,从而积极建构起动量定理。 本节课教学设计的主线为:实验激趣——提出问题——科学猜测——理论推证——实践检验——亲身体验——学以致用。 2 教学过程 2.1 提出问题,大胆猜测 2.1.1 实验激趣 问题:让一个生鸡蛋从空中自由下落,而不摔碎,怎么办? 实验:让两个同样的鸡蛋,从同一高度自由下落,一个落在桌面上,一个落在沙缸里。 这是一组对比实验,落在沙里的鸡蛋是否摔碎,学生并无生活经验。鸡蛋从足够的高度下落而不碎,首先就让学生产生了认知上的冲突,打破了原来的认知平衡,从而激发了学生的求知欲,教师也顺势引入了新课。 2.1.2 提出问题 在光滑水平面上有质量为m的物体,速度为v,具有动量p=mv,如图1所示。 问:怎样才能改变物体的动量? (提醒学生,力的瞬时效应是产生加速度,让学生建立起冲量才是改变物体动量原因的认知,这是知识的顺应过程。) 问:既然冲量才能改变物体的动量,那么物体受的冲量与它动量是什么关系? 2.1.3 大胆猜想 让学生大胆猜想,冲量是等于初动量呢?还是等于末动量?抑或是等于动量的变化(即Ft=mv′-mv)?(让学生明确探索的课题,旨在思维定向)。 2.2 理论探究,寻求规律 猜想或假说是否正确,需要理论支持和实验验证。 启发点拔:你能否用所学知识推导出冲量与动量的关系?让学生从以下4处情景出发展开思考,如图2所示。 在分别推出以上四处情景的表达式后,让四名学生再用语言表达。 (这4处情景,由特殊到一般,对冲量与动量关系的认识不断深化,从而达到建构动量定理的目的)。 可见,不论外力是几个力,也不论外力是动力,还是阻力,是重力或摩擦力,合外力对物体的冲量等于物体动量的变化,与前面的猜想都是一致的。 2.3 学以致用,巩固提高 2.3.1 解释落蛋实验 点拔讨论:①研究对象是什么?②研究哪个过程?③两个鸡蛋与接触面碰撞过程中有哪些是相同的?又有哪些是不同的? 由动量定理得: F合=p2-p1t,在该表达式中p2-p1=Δp,Δp是一定的,只是作用时间t不同。对于作用时间长的,其合力大;而作用时间短的,合力小。 ④启发提问:决定鸡蛋是否摔坏的主要因素是鸡蛋受的合力吗? 2.3.2 亲身体验 让每个学生用两种方式从凳子上往下跳,一是落地时,脚下迅速弯曲;二是落地时脚伸直(要防止受伤)。 2.3.3 亲口说说 让学生举例说出生活中有关的例子。 启发点拔:应包括两个方面。要减小作用力,就要延缓作用时间;有时也需要增大作用力,就要缩短作用时间(如钉钉子,打桩等)。 2.3.4 亲手做做 细绳一端固定在支架上,另一端拴一钩码,从一定高度释放钩码,细绳断了,如图4所示。 问:从同样高度释放钩码,怎样才能使绳不断裂(设计缓冲装置)? 3 定量分析 例1 质量m=10kg的物体,放在光滑水平面上,现施F=100N的水平推力,求该物体在2秒时的速度? 解法一:用牛顿定律和运动公式求解。 解法二:用动量定理求解。 拓展一:假设水平面不光滑,有摩擦力f=40N,其他条件不变,求2s时的速度? 拓展二:在拓展一中,如果在2s时撤去外力F,还能运动多久?(设摩擦力不变)。 解法一:分过程用动量定理。 解法二:全过程用动量定理。 总结提高(教师引导,学生归纳总结)。 (1)动量定理不涉及运动过程中的加速度和位移,用它处理问题比用牛顿定律方便。 (2)用动量定理解题,必须作好受力分析。 (3)全过程用动量定理要比分过程用动量定理更加方便。 例2 一冰球m=50g,以15m/s的速度滚来,运动员用球杆将球击回,速度变为45m/s,打击时间0.01s,求撞击力? 教法:学生先试做,然后用实物展示台展示在屏幕上,让学生点评。 总结提高: (1)动量定量是矢量式。 (2)动量定理既适用于恒力,也适用于变力,从而拓宽了解题口径。 4 创新实践 课后想一想,生活中还有哪些动量定理的例子,是否可以做进一步的改进?你能亲自设计一个小发明吗?然后和其他同学相互交流。 5 教学反思 在本节课的设计过程中,本人尝试建立了新的教学模式,即“激趣——探究——体验——内化——应用”。教师不再是满堂灌,而是精心设计物理情景,再进行适当的思维点拔,让学生主动参与,体验和感悟科学探究的过程与方法。 本节内容与日常生活联系紧密。先是用“落蛋实验”引起学生的极大兴趣;“两种方式下跳”对动量定理的理解有了体验;“亲口说说”即训练了学生的口头表达能力,又活化了对定理的理解;“亲手做做”和“创新实践”,让学生知道学习的最高境界是应用,物理学习从生活开始,最后又走向社会。 我体会到,教材只是多种教学资源中的一种,从教材演变为实际的教学行为,必须赋与教师的创造性劳动。教师永远是教学的创造者,这是教师的职业光荣。 (栏目编辑邓 磊) <注>:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 |
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