圆周运动_探究式教学设计

研究性教学案例 圆周运动 探究式教学设计

张峰

(邳州市明德实验学校 江苏邳州 221300)

1 教学三维目标

1.1 知识与技能

(1)知道匀速圆周运动的实质是一种什么运动,理解线速度、角速度的概念,会用相应公式进行相关计算.

(2)形成理论与实践相结合、数理结合、极限思想应用等技能.

(3)运用线速度、角速度、周期三者的内在联系解答相关问题.

1.2 过程与方法

(1)经历线速度、角速度概念由来的理论探究过程,让学生感受科学探究艰辛和成功的喜悦.

(2)掌握发现、总结物理规律的方法:实验法、归纳法,训练物理思维方法(分析、比较、抽象、概括、数理结合、极限法等).

(3)通过演示实验及多媒体课件展示获取感性认识,经过理论探究和严密的逻辑推理获得理性的升华.

1.3 情感态度与价值观

(1)通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点.

(2)培养学生在合作探究中自主学习的习惯,培养学生多动手、勤思考、善于归纳总结的学习态度,培养学生学习物理的兴趣和热情,欣赏物理规律(简洁、和谐、统一、对称)之美.

2 教学重点、难点

重点:引导学生在探究中深刻理解线速度、角速度概念,掌握其间的联系.掌握类比法、极限法、比值定义法、数理结合的科学研究方法在物理学中的应用.

难点:理解线速度、角速度的物理意义.在演示实验和理论探究相结合的基础上,引导学生进行理论分析及逻辑推理并通过多媒体课件展示,从而解决重在过程,难在过程的认知问题.

3 教法、学法

3.1 教法

教无定法,贵在得法,重在培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及逻辑推理能力.在教学中,不仅要学生 知其然 ,而且要 知其所以然 .基于本节课的特点,应采用情景教学法、目标导学法、演示实验法、比较法,最大限度地调动学生积极参与教学活动,充分体现 教师主导,学生主体 的教学原则,以此突破教学难点.

3.2 学法

法国生物学家贝尔纳指出,良好的学习方法能使我们更好地发挥天赋才能,而拙劣的学习方法则阻碍天赋才能的发挥.因而在教学活动中应特别重视学法的指导.针对本节课的特点,宜采用观察法、阅读法、讨论法、联想法、推理法、归纳法,培养学生能够借助类比法、极限法、数理结合法解决相关问题,培养学生良好的自主学习习惯.

4 教学过程

为了让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究过程,充分发挥教师的组织者和引导者的作用,激发学生的学习兴趣,培养学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力,

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本节课的教学过程设计如下.

4.1 创设情境、导入新课

通过演示实验和多媒体课件展示三个物体所做的曲线运动:第一个用细线拴住的小球,演示竖直平面内的圆周运动;第二个展示学生熟悉的钟表指针的走动;第三个用课件展示人造卫星围绕地球的圆周运动.请学生注意观察它们的运动特点.学生能够回答:它们的运动轨迹是一个圆.教师从而导入新课:这就是我们今天要研究的圆周运动.

意图:借助于实验和多媒体课件等直观手段充分调动学生的感性认识,激发学生的学习兴趣.

4.2 联系实际、提出问题

请学生列举一些生产和生活中物体做圆周运动的实例.学生纷纷举例:

(1)行驶中的汽车轮子;

(2)公园里的 大转轮 ;

(3)电风扇叶片的转动.

提出问题:做圆周运动物体上的质点,哪些运动得较慢?哪些运动得更快?我们应该如何比较它们运动的快慢呢?引导学生进行分组讨论,寻求问题的答案.

意图:以观察实验为基础,进一步引导学生认识物体运动的轨迹形状以及分析物体运动的特点,把物理学与学生的生活实践联系起来,引起矛盾冲突,激发学生的求知欲望.

4.3 寻因分析、讨论探究

学生经过讨论交流,形成以下四种猜想.

猜想1:比较物体转过一圈所用时间;

猜想2:比较物体在一段时间内转过的圈数.

由猜想1和猜想2自然引出了描述圆周运动快慢的两个物理量 周期和转速.

周期:做匀速圆周运动的物体,经过一周所用的时间.周期用T表示,单位为秒.

转速:物体在单位时间所转过的圈数.转速用n 表示,常用单位为每秒转数,符号为r/s或每分转数r/min.

再请同学们对自行车上的各个转动部分,围绕课本第44页 思考与讨论 中提出的问题,前后每四人一组进行讨论与交流.根据各小组代表的发言,观点大致有两种:有人认为小齿轮、后轮上各点运动的快慢一样,因为它们是一起转动的;有人认为大齿轮、小齿轮各点运动的快慢一样,因为它们是用链条连在一起转动的.这时老师引导:你衡量快慢的标准是什么?是从哪个角度去进行比较的?

意图:让学生最大限度地发表自己的见解.教师不必急于纠正学生回答中可能出现的错误,要给学生创造发表见解的机会,创设问题情境,拓宽思考问题的空间,保护学生的学习积极性.

猜想3:比较物体在一段时间内通过的圆弧长短.

通过直线运动与曲线运动相比较,在直线运动中用速度来描述物体运动的快慢,那么在圆周运动中是否可以通过 速度 来描述物体运动的快慢?引导学生分组讨论、探究.

意图:通过与直线运动快慢描述的对比,引导学生过渡到对描述圆周运动快慢的物理量 线速度的学习.

探究:如何设计实验探测做圆周运动的物体速度的大小?

学生经过讨论交流,构成以下方案.

方案一:以转盘上的某一点为研究对象,用秒表测时间,用皮尺测弧长,用弧长/时间来表示速度的大小.

方案二:用打点计时器记录时间,用刻度尺测量纸带上的点间距离表示弧长,用弧长/时间来表示速度的大小.

经过师生共同讨论、交流,认为方案二较好,误差较小.实验装置如图1.该装置可以改变转盘的旋转快慢.

图1

实验器材:学生电源,打点计时器,纸带,手摇转盘,胶带(用胶带把纸带固定在转盘边缘上一点).

学生分组实验,打出纸带,并研究纸带上的点,

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