运动快慢的描述—速度教学设计

运动快慢的描述—速度教学设计一、设计思想由于物理知识的抽象性、复杂性，物理观念、方法、知识结构及物理应用和物理技能的个体性、不可言传性，及其运用的无意识性，使得在常规教学中物理学习与其它学科学习相比显得更为困难。这是一节概念课，学生在初中已学习过有关速度的初步知识，在生活中对于速度也有较多的感性认识，所以速度这个概念对学生来说并不抽象。这节课对速度这个概念进行了进一步地深化。速度这个概念是描述物体运动的一个非常重要的物理量，它是这章的重点，也是引入加速度这个物理量的基础，更是整个力学学习的基础。本节课主要采用启发式教学，引导学生用比值法来定义速度，通过通俗的比较运动快慢的方法，过渡到一个统一标准，由此得到速度的定义。自然地得出用比值法定义速度。讲述平均速度时，创设一个问题情境：学生用不同的时间跑完一圈时，比较他们跑得快慢。引起学生对初中速度定义和高中速度定义的认知冲突，从而很好地区分平均速度和平均速率。在突破瞬时速度这个难点时，对于基础较好的学生，让学生做实验，探究变速直线运动瞬时速度的求法；对于基础一般的学生，可以给出一个变速直线运动的位移、时间数据记录，从而学生通过自己的思考和讨论体会近似估算的方法、极限思想并得出瞬时速度的定义。二、教材分析“运动快慢的描述—速度”是高中物理必修1第一章第三节的内容，它与上面两节内容一样，属于运动描述的基础知识。这节的第一个小节继续强调某个物理量与它的变化量的关系。教材中没有在一般性的速度概念和平均速度的概念上面下功夫，而是比较简洁地深入到瞬时速度的概念。在定义瞬时速度时用到了极限的思想，但没有提出“极限”这个术语。教材中“说一说”和“做一做”两个栏目都是扩展性学习内容，前者偏重于动手操作，后者偏重于思考。这些内容不要求所有学生都学，更多的目的在于激发学生的兴趣、激发学生的思考，或发展学生的动手操作能力。“问题与练习”中的第3题要计算速度，这本是十分容易的事，但要获得计算所需的数据，学生应能读懂列车时刻表。对于概念性知识的学习，应加强由感性到抽象过程的教学，先内隐学习，然后强化练习，加深外显理解和巩固，为形成新的内隐知识打好基础。概念的形成主要依赖于感性经验，概念的同化主要依赖于知识经验。学生原有的认知结构、感性材料和知识经验对概念的掌握和习得都起着至关重要的作用，这些因素都是内隐的。在概念教学的开始，要注意材料的直观性、现实性、活跃性，首先让学生在任务情境的操作和接触中开展内隐学习，而将外显训练置于其后，这样才能为后期知识规则的外显学习打好基础。要使用有效的内隐指导语，使学生获得大量的正迁移，同时要避免负迁移的产生，有效地利用内隐知识与正迁移提高数学概念教学质量，使学生形成良好的内隐思维品质，可以提高后面对知识自动化的速度和运用的效率。三、学情分析物体的运动是在时间和空间内发生的一个连续的过程，对运动的描述离不开时间和空间。这就需要使学生建立正确的时空观，即建立正确的时间、时刻，位移、位置的概念。同时学生在初中已经学过速度的概念，在生活中对于速度也有较多的感性知识，在高中重新学习应该困难不大。但学生在初中学习中，速度是一个标量，是用单位时间内通过的路程来表示速度，而高中确实将速度变为矢量，而且采用比值法给速度下了一个规范的定义，达到了由原有的通俗的比较物体运动快慢的方法，过渡到了一个统一的标准，改变学生了已有的认识，拓展了概念的内涵，是本节教学的一个难点。平均速度和瞬时速度是学生刚开始接触，学生容易把平均速度和速度的平均值混淆。四、教学目标（一）知识与技能l．了解如何描述运动的快慢和方向。2．知道速度的意义、公式、符号、单位。3．能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。4．知道速度和速率的区别。5．会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度。6．知道速度是矢量，平均速度的意义。（二）过程与方法1．通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法。2．同时通过实际体验感知速度的意义和应用。3．会通过仪表读数，判断不同速度或变速度。（三）情感、态度与价值观1．通过介绍或学习各种交通工具的速度，去感知科学的价值和应用。2．培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。五、重点与难点1．教学重点及其突破方法教学重点：速度，平均速度，瞬时速度三个概念及三者之间的关系。突破方法：通过类比，比较，让学生积极思考，分组讨论，总结归纳，加深理解。2．教学难点及其突破方法教学难点：对瞬时速度的理解。突破方法：从平均速度引入，通过极限思维的方法过渡到瞬时速度。六、教学策略与手段“创设情境──问题链接──老师与学生互动──小组自主探究──形成共识，得出结论”的学生自主探究教学模式。七、教学过程（一）创设情景我在教学时，通过精心选取教学素材，紧密联系学生生活和学习实际，根据学生年龄特点和知识体系；采用灵活多变的教学方法创设不同教学情境，激发学生学习兴趣，着力营造一种轻松愉快的学习氛围，激发学生学习需求，兴趣和热情。用妙趣横生的物理问题吸引学生去思考、去探索、去创造。凸现“以学生的发展为本，以学生为学习主体”的教育思想，促使内隐与外显学习的有机结合?1．（视频1）大自然中，物体的运动有快有慢。天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛蜗牛爬行。仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体的运动快慢会发生变化：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑。车水马龙的街道上，汽车按规定行驶，非机动车道上有自行车在运动，人行道上还有行人在步行……在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化。2．老师提出问题：物体在不同的运动过程中，快慢程度往往并不相同，那如何来比较运动的快慢呢？3.小组讨论交流学习得出结论学生回答：（1）比较在相同的时间内通过路程的长短。（2）比较通过相同的路程所用时间的长短。4.老师提问：物体的运动有快有慢，然而单独用路程或时间都无法进行比较其快慢。那么该如何比较物体的运动快慢呢？今天这节课我们就来研究一下物体的运动快慢问题（二）引入课题老师：今天我们要学习速度的相关内容，首先同学们先回想初中时我们所学习的速度学生：速度是单位时间内发生的路程老师：上节课我们已经学习了位移，并且知道了位移与路程的区别，现在我们给予速度一个新定义：物理学中用发生的位移与发生这个位移所用时间的比值叫做速度，通常用字母v表示。（三）小组合作交流,师生互动学习根据学生的学习能力等情况成立学生学习合作小组，让学生主动探究，共同讨论，互相交流，充分发挥学生的学习主体性。（1）知识点回顾1．教师指导学生仔细阅读教材“位移与路程”一部分。2．提问：以百米赛跑为例，你参加的跑道是笔直的，你能说明“位移”与“路程”有何不同，又有何联系？学生：位移是初位置指向末位置的有向线段，路程是物理运动轨迹的长度，位移是矢量，既有大小又有方向，路程是标量，只有大小没有方向。在百米赛跑中，位移的大小和路程是一样的。3．思考讨论：①图1．3-1中的汽车（质点）在向哪个方向运动？发生的位移是负值还是正值？学生：汽车朝着x轴的正方向运动，发生的位移是正值。②如果汽车沿x轴向另外一个方向运动，位移是正值还是负值？学生：汽车向另一个方向时，位移是负值。（2）速度的学习1．教师指导学生仔细阅读“速度”一部分，同时提出问题由学生分组讨论交流回答。学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，能够自己理解速度的概念。由于每个学生所处的文化环境、家庭背景和自身的思维方式不同，其内隐知识的储存也各不相同，因此开展小组间的合作学习时，当一个成员调动起自己已有内隐知识的时候，这些知识可能会激活另一位成员曾经看来不可能的知识，激活灵感，产生顿悟。一旦集体的内隐知识被激活了，学生就会顿悟他们知道什么，并尝试建立起他们的知识与问题中所描述的现象之间的桥梁，能够实现相互激发，优势互补，促进知识的建构。①什么是速度？为什么用速度就可以描述物体运动的快慢？老师带领学生一起回答：物理学中用发生的位移与发生这个位移所用时间的比值叫做速度。因为物体的速度大，物体运动快，物体的速度小，物体运动慢。从而得出速度的物理意义，描述物体运动快慢的物理量。③表示速度的单位有哪些？它是矢量还是标量？学生：速度的单位有：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符合是m/s或m·s-1。常用单位还有千米每小时（km/h或km·h-1）、厘米每秒（cm/s或cm·s-1）等。1m/s＝3.6km/h（教师要进行适当的推导过程），速度是个矢量，既有大小又有方向，方向是沿着物体运动的方向。（2）平均速度和瞬时速度2．提出问题：对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我们用公式计算出的速度，能否精确描述物体在任一时刻运动的快慢？3．学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，能够自己理解速度的概念。学生讨论交流得出结论：因为在一段时间内，物体的每一秒运动情况都可能不同，而发生的位移所用的时间是一个时间间隔，不能用公式计算出的速度，不能精确描述物体在任一时刻运动的快慢。4.老师追问：那怎样精确描述物体在任一时刻运动的快慢？（3）引入平均速度和瞬时速度1.老师提问：百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢。学生：每秒平均跑10m老师追问：百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢学生：不是，有可能每秒钟都不一样。老师说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒破了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。那我们来明确这两个定义。平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度。瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。2.老师提问：同学们请仔细思考讨论交流，这二者之间的联系及区别。学生：区别①平均速度只能粗略地描述运动的快慢，瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。②平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间内发生的位移方向相同。联系：瞬时速度和平均速度的关系，如果时间非常小时，就可以认为平均速度，表示的是物体在时刻的瞬时速度3．学生观察图1．3-2，认识汽车速度计的表盘并练习读数。4．观察16页表格，了解表格中常见物体的速度。5．就课本17页“说一说”中讲述的故事，展开讨论，回答图1．3-3中的问题。（四）课堂小结：通过本节课的学习能让学生掌握以下知识内容1．定义：位移跟发生这段位移所用时间的比值，用v表示。2．物理意义：速度是表示运动快慢的物理量。3．单位：国际单位：m／s（或m·s-1）。常用单位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）。4．方向：与物体运动方向相同。说明：速度有大小和方向，是矢量。5.瞬时速度和平均速度。（五）作业：完成书后相应练习，并预习下节所学内容。符号说明：教师活动媒体选用学生活动教师进行评价判断教师使用多媒体学生自主探究交流《运动快慢的描述—速度》教学流程图视频天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛蜗牛爬行。飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑。车水马龙的街道上，汽车按规定行驶，非机动车道上有自行车在运动投影问题：物体在不同的运动过程中，快慢程度往往并不相同，那如何来比较运动的快慢呢？小组讨论交流学习，运动快慢的决定因素学生分组讨论，引导学生带着老师提出的问题去阅读教材，寻求答案教师评价组内讨论交流。小组代表发表观点物体的运动有快有慢，然而单独用路程或时间都无法进行比较其快慢。那么该如何比较物体的运动快慢呢？（1）比较在相同的时间内通过路程的长短。（2）比较通过相同的路程所用时间的长短。投影物理学中用发生的位移与发生这个位移所用时间的比值叫做速度，通常用字母v表示。课堂笔记投影百米赛达的运动员说明“位移”与“路程”有何不同，又有何联系运动汽车照片（质点）在向哪个方向运动位移是初位