基于智慧平台的《图象的应用高三专题复习》教学设计

邓燕红

【摘要】智慧平台给教学注入了新的活力。智学网具有强大的数据分析功能，可以让教师更清楚学生的學情，并设计出适合学生的教学内容，选择合适的教法，进行精准化教学。本文借助智学网获得的学生测验的数据分析学生对高中图象掌握的情况，课堂上利用PAD和互联网进行教学互动，关注学生的个体差异，采用讨论交流的形式进行重点、难点的突破。在内容设计上从教材的图象入手，以识图、画图、用图为主线，渗透选择题、实验题、计算题解题方法的训练，提高学生分析图象问题的综合思维能力。

【关键词】智慧平台;数据;图象的应用;教学设计

一、教学内容分析

图象是一种语言，它直观、明了，在生活中、学习中经常会用到，也是物理高考必考的一个内容。图象考查范围广，力学、电学、热学、光学都有涉及。题型也具有多样性，选择、实验、计算，选做题都可能有图象分析的问题。可见，学好图象对高考和提升学生的学科素养都有重要意义。

二、学生情况分析

图象考题难度一般是中等难度，是学生通过努力可以攻克的。从历次测试来看，对简单的运动学图象的视图分析学生掌握得比较好，而对于应用图象解决问题则只有1/3左右的同学掌握较好。学生的难点主要在于：画图象和推导函数解析式、非常规图象用面积计算相关物理量等。

三、物理核心素养目标

1.物理观念。学会看物理图象，理解图象的截距、交点、斜率、图象与坐标轴围成的图形面积的含义。

2.科学思维和创新：（1）能综合应用物理知识求图象的函数式，思考总结求图象类问题的基本方法;（2）学会用描点法和解析式法画图象，并应用图象解决物理实际问题。

3.科学探究和交流。通过平板进行全班互动，录制学生作图过程并进行展示，鼓励学生发言，营造畅言课堂氛围，促进生生学习。

4.科学态度和责任：（1）学会看各种图象，培养科学的识图方法;（2）根据测评获得成功的体验，增强做好图象类问题的信心。

四、教学重点难点

1.重点：（1）识图，以运动学中的v-t图、s-t图、a-t图为基础理解图象的交点、斜率和面积的意义;能把图象与具体情境联系起来;（2）画图、用图，学会用函数解析式法和描点法作图，并分析相关的物理问题;（3）学会求相关物理量的函数关系式。

2.难点：（1）图象与物理情景相结合分析;（2）根据物理规律求解图象对应的函数关系式。

五、教学思想和方法

1.教学思想：（1）多媒体技术与教学内容融合，利用智学网、平板、白板等平台提高课堂教学效果;（2）因材施教：根据学生的基础特点，为学生设计适合的教学内容。采取适合的教学方法，关注学生的个体差异;（3）做中学，通过让学生体验、讨论，积累一定的解题方法。

2.教学方法：讲授法、讨论法、类比法等。

六、教具

白板教学平台、学生平板、智学网、互联网、演示电容器的充放电实验仪器等。

七、教学过程

环节一：导入

1.回归教材

方法：课前将粤教版高中物理课本出现的典型图象整理通过平板推送给学生归纳得出：图象问题需要抓住两个重要信息：斜率和面积的意义，既通过数据说明图象很重要，又回归了教材，向学生渗透一种复习方法：对着图象回忆学过的核心物理规律，物理知识。

2.近三年高考全国1卷中对图象问题的考查

可见，图象是分析、解决问题的一种重要方法，是学习重点，高考的必考点。

环节二：识图

（一）课前评估

教师整理2019年、2018年的高考真题部分图象题让学生先做，课前教师利用PAD已经批改好并统计出数据，教师发现学生主要存在漏选的问题。课堂上进行简单的点评，并总结识图的基本方法：一看坐标，二分析点（截点、交点、拐点）、线（斜率）、面（面积）的含义。

设计意图：通过预习学生能明确考向，教师能获得更多的学情数据信息。

（二）例题示范：利用图象分析具体的运动过程，层层递进，培养学生的综合思维能力

（多选）如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=4kg的小物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（   ）

A.木板A获得的动能为2 J

B.系统损失的机械能为2 J

C.木板A的最小长度为2 m

D.A、B间的动摩擦因数为0.1

1.设计意图：将图象与板块模型的结合，涉及物理规律有动量守恒定律，滑动摩擦力计算，动能计算，能量守恒定律。让学生掌握用图象分析运动学问题的基本方法，提高用物理规律解决问题综合的能力。

2.教师活动：（1）引导学生审题、识图，并结合物理情景明确物理过程;（2）启发学生调用物理规律解决问题。

3.学生活动：（1）审题;（2）看图，获取有用信息;（3）结合问题，调用物理规律。

4.总结方法

师生对话示例：

师：请你结合甲乙两图，叙述A、B的运动过程，并把运动过程图在讨论区展示出来。

生：B以速度v0=2m/s滑上A后先做匀减速直线运动，A在摩擦力的作用下从静止开始做匀加速直线运动，最后A、B共速。

师：同学们做得很好。根据大家的答案，A、B选项没有疑问。那么如何求木板A的最小长度？

生：有的可能会想到公式Q=△E损=fs相对，但是未知，遇到拦路虎了。有的同学观察到v-t图可以求位移，并结合运动情景图想到木板最小长度是B与A的位移差，即图中A、B0～1s的图线与v轴围成的三角形的面积。（这里教师组织学生开展讨论使问题迎刃而解。）

师：通过这道题，同学们说说看图象问题应该怎么分析？

生：先把题目信息转移到图象中，理解圖象，然后再根据图象画出运动过程图，最后抓住图象的交点，斜率和面积等反应的物理信息解决问题。

（三）变式训练：通过学生课堂上练习，讨论交流、展示，教师及时解决学生存在的问题，并评价教学的效果

如图甲，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻;匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下;质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好。t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v-t图象如图乙所示。其余电阻不计。求：

（1）从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压;

（2）在0～3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式。

1.设计意图：（1）图象与电磁感应结合;（2）计算题规范作答;（3）讨论展示，加深印象，经历解题分享的过程，学会交流。

2.教师活动：（1）指导学生做题;（2）观察学生的答题情况，选取典型的解法投屏展示;（3）展示一个同学的答案，并邀请他上台讲解解题思路;（4）点评，对答题的规范性和选用不同方法做的注意事项进行强调，指出优缺，查漏补缺。

3.学生活动：先在练习本上作答，再用平板拍照上传，和小组同学讨论交流，并展示。

环节三：画图、用图

（一）根据智学网统计的数据，发现学生的个体特点，进行个性化教学

今年入冬以来，雾霾天气频繁出现。11月12日早6时浓雾天气中道路能见度只有30m，且路面湿滑。一辆小汽车以18 m/s的速度自中华路由南向北行驶，通过某路段时，突然发现正前方浓雾中有一辆卡车正以6m/s的速度同向匀速行驶，于是，司机鸣笛示警同时紧急刹车，但路面湿滑，只能实现2m/s2的加速度减速行驶。前车接到示警于2秒后以2m/s2的加速度加速行驶。以下说法正确的是（ ）

A.前后车因都采取了必要的减加速运动，所以不会追尾。

B.前后车虽采取了减加速运动，但加速度过小，仍会发生追尾碰撞。

C.在前车开始加速时，两车相距仅有9m的距离。

D.两车距离最近只有2m。

1.设计意图：（1）用数据说明学生存在的问题，说明努力的方向;（2）引导学生掌握作图象处理追及相遇问题。

2.教师活动：先分析学情（本题满分：19人，占43.2%，漏选的7人，占15.9：%，有错选的18人，占40.9%，其中错选B的有16人，错选C的6人），然后让做对的同学分享解法，最后说明画图解决追及相遇问题的好处和注意事项。

3.学生活动：（1）讨论与交流;分享解法;（2）掌握匀变速直线运动v-t图象的作图方法学会求特殊点的坐标等。

（二）截取典型作图进行面批式讲评

为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某学生设计了如图所示的实验装置，其中由弹簧与方形薄管组成速度发射器，弹簧原长小于管长，发射器出口末端与水平桌面相切。每次实验时，都将发射器固定于水平桌面上，将弹簧压缩到相同长度，测量发射器出口B与桌面右端距离为x，小滑块从发射器出口射出，经桌面滑行x距离后从桌面右端水平抛出，落在水平地面上的p点，测量水平距离为s。已知桌面到水平地面高度H=1m，不计空气阻力。

该生在实验中几组x、s数据（如下左表）请根据数据在下图中画出s2-x图像，得到=          （保留2位有效数字）。

1.设计意图：针对学生函数解析式的学习难点进行突破教学。

2.教师活动：（1）展示学生的答卷，面对面指出描点法作图存在的问题，强调作图的规范性。（2）引导学生分析s2-x的函数解析式。

3.学生活动：（1）习得作图处理实验数据的方法;（2）学会推导函数解析式;（3）总结反思，思维发散。

（三）品真题，明确考向

（2018年高考全国卷I·T15）如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是 （  ）

1.设计意图：（1）学生明确考向，提高综合分析问题的能力，养成画过程图的良好解题习惯;（2）教师课前根据数据知道推导非常规图象的函数解析式是教学的难点。

2.教师活动：根据同学们反馈的作答数据，用动画模拟运动过程，帮助学生们理解弹簧伸长量不是x，而是L-x 。

3.学生活动：观察动画得出弹簧伸长量与x的关系，利用牛顿第二定律列出F-x图象的函数解析式。

（四）变式训练

图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是

1.设计意图：测试学生是否掌握了一般图象识图和作图的方法，并会结合电容器充放电知识和电容器电容定义式、电流定义式等分析充电电流的情况，能推导出UC-t图象斜率的意义。

2.教师活动：（1）学生对电容器的充放电可能遗忘了，所以先通过实验简单复习充电电流和放电电流，观察它们的方向是不同的。（2）看统计的数据，引导学生们交流展示，并点评。

3.学生活动：迅速解题，选择答案，并交流展示。

（五）拓展：小组讨论

如图4所示为一定质量的理想气体状态变化的P-V图线。由图线可知，A到B过程中气体对外做的功比B到C过程中气体对外做的功多多少J？

环节三：小结

用一张幻灯片把本节习题中的图象集体呈现，鼓励同学们进行总结，提升解题技巧。

1.基础图象

2.陌生图象求解析式

3.斜率意义

4.面积意义

环节四：教学反思

1.针对训练一，学生展示答案后，教师需要挑选两份用不同方法解的答案给学生讨论，弄清楚速度、加速度和力的矢量性。2.在数据分析时，既要肯定同学们取得的成绩，又要指出存在的问题，查漏补缺不断进步。3.学生课堂上使用Pad互动时，也应让学生发言，上台展示。4.每一节课的设计都应围绕教学重难点展开，在习题课上应发挥智慧平台的优势，同时也应该重视物理实验，尽量用直观的方式引导学生理解物理问题。5.复习课不应设计得太满，应该抛一些问题启发学生思考。