超重与失重教学设计

1《超重和失重》教学设计参赛学生：张思蔚参赛学校：湖北第二师范学院2一、设计思想物理源于生活高于生活，又归宿于生活。在教学活动中，让学生把生活中低层次的原始经验、素材经分析、加工，变为高层次组织活动，去获取新的知识和技能，获得情感体验，提升素养和品质。通过教学的生活化，用反思、修正、逐层递进的方式，有效地推动学生学习活动的层层深入，以实现《新课标》中“知识来源于生活，服务于生活”的要求。“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探索、勇于实验、勤于思考。”是《新课标》的要求。本设计坚持以“学生发展为本”，把“探究”作为本节课的重点，重视学生知识形成的过程，使学生通过探究，体验知识形成和获取的过程、完成对知识的构建，形成技能，同时培养学生创新精神与实践能力。教学过程中穿插着师生评价（提问）、生生评价（组间交流）以及学生自我评价（谈谈我学到了什么？）等现场的动态反馈，针对反馈情况，及时做出适切性评价和教学调整。整个教学过程均很好地体现了新课程评价理念——注重过程性与即时性评价。二、教材分析1．课标要求是：“通过实验认识超重和失重现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。理解超重和失重产生的条件与实质。2．本节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。三、学情分析通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解，但对定律的运用还不是很熟练，可能将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识。3四、教学目标根据课标要求和具体的教学内容，特设定以下教学目标。l、知识与技能：(1)认识超重和失重现象；(2)知道产生超重、失重现象的条件；(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。2、过程与方法：(1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。(2)经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。3、情感、态度与价值观：（1）通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。（2）了解一些我国航天技术的成就激发学生对科学的兴趣和热情。（3）培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。五、教学重点及难点重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。难点：(1)产生超重和失重现象的实质；(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。六、教学策略与手段“情景——问题——探究——结论”的学生自主探究教学模式。七、课前准备多媒体的设计与准备分组实验：弹簧秤悬挂钩码实验（二人或四人一组）演示实验：可乐瓶、水，教鞭、重物，航天员在飞船当中的失重状态剪辑录象。八、教学过程（一）趣味实验激发悬念演示1：在教鞭的一端系挂一重物，现手握教鞭的一端，向上或向下加速平4动教鞭，则见教鞭与静止时弯曲度的对比变化明显。aa师：为什么会出现这种现象？（这个实验的设计简单而巧妙，可先让同学们猜测。让人直接体验了超重又有些意料不到。）演示2：将水装入可乐瓶中，在顶部及底面各打一小孔，水从孔中喷出。现让可乐瓶竖直上抛，在上抛及下落过程中，水将不再从孔中喷出。师：为什么会发生这种现象呢？（将孔开在底部和做竖直上抛。实验前，可先让同学们猜测，增强思维冲突。）师：生活中有许多司空见惯的事，可是只要我们仔细观察，会发现许多意想不到的、有趣的秘密。这节课我们来揭示此现象的秘密——引出主题：超重和失重。（点出本节课的学习和探究主题：什么是超重(失重)现象?引起超重(失重)现象的原因是什么？）呈现学习目标：(1)什么是超重(失重)现象?(2)什么样运动情况下会出现超重(失重)现象?(3)为什么会出现超重(失重)现象?（二）新课教学1、分组实验——感受什么是超重(失重)现象?（1）实验内容如图所示，在弹簧秤下端挂一钩码，仔细观察钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时、突然上升和突然下降时弹簧秤示数的变化。将实验现象填列表格：（2）分组实验，发现问题教师将学生分组。学生分组实验，组内讨论交流。记录实验中发现的现象，以及想知道的疑问。教师对学生的实验方式和交流问题，做出适当的反馈与评价。钩码运动状态弹簧秤示数的变化静止缓缓上升缓缓下降突然上升突然下降5（3）提出概念请一组同学来回答实验结果：生：钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变。突然上升时，弹簧秤的读数变大。突然下降时，弹簧秤的读数变小。师：你看到的弹簧秤读数（直接）表示的是什么力？是钩码的重力吗？生：不是钩码的重力，应该是钩码对弹簧秤的拉力。(教师引导学生对实验结果进行归纳总结。)师：钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变，此时读数为钩码对弹簧秤的拉力，等于钩码的重力；突然上升时，弹簧秤的读数变大，说明此时拉力大于钩码的重力；突然下降时，弹簧秤的读数变小，说明此时拉力小于钩码的重力。这种物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），大于物体的重力的现象，称为超重现象。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），小于物体的重力的现象，称为失重现象。（此环节，教学的焦点是认识超重与失重的现象。）◆过渡语：我们认真观察到现象，还要对观察到的现象深入思考，然后提炼出自己的看法！2、实验验证——感知什么样运动情况下会出现超重（失重）现象?师：现在我们知道超重和失重现象了，那么，在什么样运动情况下观察到超重与失重现象？（1）回味现象，进行猜想让学生回忆上面实验现象，大胆猜想，发生超重与失重现象可能哪些运动量有关？（学生可能会提出：速度的方向，速度的大小，加速度的方向，加速度的大小，位移大小方向等）（2）组内讨论验证小组内成员针对问题进行交流讨论。讨论主题：用你们的实验方式观察，在什么样运动情况下出现超重与失重现象？此时物体运动状态到底如何？思考题：①物体的超重和失重是取决于物体运动（速度）的方向吗？②水平方向存在加速或减速运动会产生超重和失重现象吗？如何验证？③分析实验情况，得出实验结论。（3）组间交流评价教师据教学现场，多请几组做相互交流与评价。（4）教师引导整合教师在众多的交流问题中，抓住主要问题，在什么样运动情况下出现超重和失重现象？进行引导。师：据学生交流评价和达成的共识，依次完成板书如下（副板书1）：6（5）师生达成共识：物体处于超重还是失重状态，仅由竖直方向加速度决定，与物体速度方向无关。（此环节教学焦点是从运动特征上，深入观察实验与讨论分析，带来“量”的感受。）◆过渡语：我们从运动学的角度分析了，竖直方向存在加速度，物体会产生超重与失重现象。超重与失重现象是不是物体的重力发生了变化呢？（停留片刻）我们能否根据掌握的运动规律来探究出现超重与失重现象的本质呢？3．理论探究——感悟为什么会出现超重和失重现象?（1）组织探究针对分组实验，组织小组继续自主探究“物体产生超重与失重的本质”，并完成以下思考题。思考题：①超重与失重现象的本质是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿物体重力＿＿＿＿（填变或不变）②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为完全失重现象。教师引导学生用牛顿运动定律的分析方法来分析问题。请小组代表上台讲解，针对学生的讲解，规范学生应用牛顿运动定律分析、解决问题的思路：假定运动（向上或向下、加速或减速）→选取研究对象进行受力分析→根据F=ma列出方程得出支持力的表达式→根据牛顿第三定律对压力的变化判断。教师在小组代表讲解基础上，补充上环节的副板书。探究结果：产生超重与失重现象的原因是在竖直方向上存在加速度，本质是物体对支持物的压力大小变化，物体的重力始终没有变化。svaa失重减速上升超重加速上升svaa失重加速下降超重减速下降GFF′F=G-maGFF=G-maF′GFF=G+maF′GFF=G+maF′svaa失重减速上升超重加速上升svaa失重加速下降超重减速下降7（2）结果外推讨论：物体在失重的情况下，加速度等于重力加速度时，将会发生什么现象？引出概念：如果一个物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，称为完全失重现象。（3）前后呼应小组讨论并发言，解释引入课题中的演示2（学生可能将实验方法做拓展，教师要给以适切的评价）。（理论探究也是探究学习重要的方式之一。此环节通过学生自主理论探究，既对超重和失重现象的本质有亲身的感悟，也对超重和失重有了从现象到本质成功体验，也突破了难点。）4．反馈应用巩固知识在完全失重情况下，弹簧称还能称出物体的重力吗？天平还能称出物体的质量吗？实例：观看录像“航天员杨利伟在飞船当中的失重状态剪辑”。（教师以此为素材介绍完全失重现象的利与弊，让学生体会物理与科学的联系，感受科技离我们并不遥远，激发学习的兴趣，培养学生想象力及综合分析问题的能力。）◆过渡语：我们从生活现象出发，学习的超重和失重现象及本质，回归生活实践，还可以解释那些现象呢？5．丰富现象回归实践小组交流、讨论、举例生活实践中的超重和失重现象，代表陈述。教师准备三个事例素材，让学生讨论并解释：（据教学时间与条件进行取舍）实例1：一个同学站在健康秤完成一个下蹲和起立的过程，另外一个同学观察健康秤示数的变化情况。先让学生议议可能看到的现象。后请仔细观察这样几个读数：1）人站在秤上静止时健康秤的示数为多少；2）在下蹲的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化；3）最后当他蹲下后静止时示数又为多少。4）在站立的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化。实例2：谈谈我们平时乘电梯时有何感受，并试着解释。在学生讨论交流之后。教师播放flash帮助理解并解释现象，强化学生正确的生活体验，纠正错误的体验。航天员杨利伟返回地面后，电视台记者在对他进行采访时，有一段很生动的对话：记者：当你乘坐飞船升空时，你有什么感觉？杨利伟：感到有载荷，就是感到胸部受到压力。记者：压力很大？感到很难受吗？杨利伟：还可以，不觉得很难受。我们平时训练时，这种压力可达到8个G，说得通俗一点，就等于有8个人压在你的身上。飞船加速上升时，压力没有这么大。记者：你什么时候感到失重？当时的感觉怎样？8杨利伟：在船箭分离时候，感觉身体突然被抛了一下，就飘了起来，船里的小灰尘也飘起来了。让学生试着理解这些话语，鼓励学生课后继续查阅自己感兴趣一些问题，如太空饮食，太空睡觉，太空悬浮冶炼等等。师：生活中还有哪些“类似”的经历？生：在游乐场坐过山车时，坐飞机，蹦极。。。（教师及时捕捉学生的创新思维的火花，并正确引导，指出问题的实质。）6．自我评价小结课堂小结：让学生以“本节课我学到了什么”为话题进行评价性小结。（教师引导学生从知识和方法两个角度来小结。）（三）作业、阅读课后资料作业：一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。电梯开始以3m/s2的加速度匀加速向下运动时，求这时他对电梯地板的压力。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度向下匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力又是多少？九、板书设计及教学流程图教学流程图&3.7超重和失重一、现象超重：F压或F拉大于重力失重：F压或F拉小于重