谈新高考方案下物理课堂教学实践探究

2022-03-13 11:57丘燕涛
读与写 2022年3期
关键词:公式速度物理

丘燕涛

(广东省广州市增城区派潭中学 广东 广州 511385)

高中物理学科本身是一门理论性、逻辑性以及抽象性比较强的学科,是高中课程中重要组成部分,新高考模式与传统高考模式之间存在很大的不同之处,新高考中更加注重学科核心素养的培养,强调培养学生的物理思维力以及创新精神,关注学生物理综合运用知识解决实际问题的能力的。同时引导教师提高新课程实施水平,学会运用全新教学思路,关注学生创新思维以及应用能力的培养,为学生物理核心素养的培养打下坚实基础。

1.设计“三段四环”物理导学案,关注自主学习能力培养

“三段四环”是基于我校学情探讨的课堂教学设计,即“三段参与,四环导学”。“三段”内涵为“课前、课中、课后”这三个时间段,“四环”内涵为“情景设置,问题导学”、“精讲点拨,交流展示”、“迁移应用、巩固训练”、“拓展提升、归纳总结”这四个环节。

运用“三段四环”课堂教学模式推进高中物理课堂教学,能充分让学生参与课堂,增强教学师生的互动性。物理学科知识本身而言具有一定的难度,部分物理概念以及相关性质对于学生而言则比较抽象。如果学生们在物理学习之前没有对于物理概念进行充分性了解,直接为学生们讲述物理概念,则会导致学生产生畏难情绪,并在课堂上花费大量时间进行思考与探究,再加上物理课堂时间存在一定限度,因此学生则容易陷入到被动的局面中。如果学生们在物理上课之前做好充分的准备,对于物理概念及相关定理等有一定了解,那么学生课堂参与度更高。因此教师借助物理导学案的方式为学生们呈现物理预习知识,设计相关课时任务,有效地关注学生自主学习能力培养。

在粤教版2020版本物理必修一第二章《第二节 匀变速直线运动的规律》教学环节中,教师在初步了解到学生基本学情之后,围绕重难点内容设计导学案,组织学生们共同完成导学案任务。下面展示课例《匀变速直线运动的规律》

1.1 课前:导学案。

【学习目标】

(1)知道从自由落体运动到匀变速直线运动的研究方法。

(2)掌握公式和图像等研究匀变速直线运动的方法。

【学习重点】

掌握公式和图像等研究匀变速直线运动的方法。

【学习难点】

掌握匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会运用其进行计算。

【学习过程】

预习导学新知探究

一、基础知识回顾

匀变速直线运动基本公式及推论:

基本公式:

(1)速度公式: (2)位移公式: (3)速度位移公式:

推论公式:

(4)平均速度公式:

活动一:飞机跑道设计。

请你设计一种跑道,给一特殊类型的喷气式飞机使用。

该飞机在跑道上滑行时以a=4.0m/s2恒定的加速度增速,当速率达到85m/s时就可以升空。如果允许飞机在达到起飞速率的瞬时停止起飞而仍不会滑出跑道,且能以大小为5.0m/s2的恒定加速度减速,跑道的长度应当设计为多长?

物理情景分析:

方法一:利用(1)速度公式和(2)位移公式;

方法二:利用(3)速度位移公式。

解:取飞机运动的方向为正方向。

v0=0,a1=4m/s2,v1=85m/s,a2=-5m/s2,vt=0

由得:

跑道长度至少为:x1+x2=1625.6m

方法三:利用(4)平均速度公式;

方法四:v-t图像法:“面积”=“位移”。

1.2 课中:

【情境设置,问题导学】

我们的生活中经常会看到驾车行驶、高山滑雪、雨点下落、猎豹捕食等,这些运动中的速度都有变化(图片展示),而且各自有不同之处,那么我们应当如何判断速度随着时间变化的规律呢,可以用什么仪器进行测量呢?。

阅读教材,构建运动情景,回答问题,对教材中的图2-2-2v-t图像分析小车的运动情况:如何获知图像中的物体运动加速度信息?图像的数学斜率有什么物理意义?

学生们围绕导学案内容进行初步探究与学习,在导学案引导下完成《匀变速直线运动的规律》预习任务,交流探讨,有效掌握匀变速直线运动的规律,培养学生自主学习能力。

【精讲点拨,交流展示】

在进行教学的过程当中教师的点拨至关重要,因此教师在教学的过程当中就可以借助问题导学的形式,引导学生通过问题的探究和分析,掌握相关的物理知识,促进学生的思维发展。

师:除了图像外,我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。

从运动开始(这时t=0)到时刻t,时间的变化量△t=t-0,速度的变化量△v=v-v0,因为加速度a=△v /△t是一个恒量,所以a=△v /△t=v-v0/t-0。

解出速度v, 得到 v=v0+at。

这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。 师:想一想,at在数值上等于什么? 生:a在数值上等于单位时间内速度的变化量,再乘以t就是0-t时间内速度的变化量。生:at再加上vo就是t时刻的速度了。

师:我们还可以从图象上进一步加深对公式的理解。

师:能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式?

生:因为匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,所以v与t是线性关系。或者说v是t的一次函数,应符合y=kx+b的形式:其中k是图线的斜率,在数值上等于匀变速直线运动的加速度。b是纵轴上的截距,在数值上等于匀变速直线运动的初速度v0,所以v=v0+at。

【迁移应用,巩固训练】

教师借助多媒体展示出以下内容:

汽车以36km/h的速度匀速行驶,若汽车以0.6m/s2的加速度刹车,则10s和20s后的速度减为多少?

教师指导学生用速度公式建立方程解题,代入数据,计算结果。教师巡视查看学生自己做的情况,投影出示典型的样例并加以点评。有的同学把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at,求得v10=16m/s,v20=22 m/s

师:这种做对吗?

生:汽车在刹车,使减速运动,所以加速度应代负值,即a=﹣0.6m/s2。有的同学把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=4m/s,v20=﹣2m/s

师:这样做对吗?

生:对,我也是这样做的

师:v20=-2m/s中负号表示什么?

生:负号表示运动方向与正方向相反。

师:请同学们联系实际想一想,汽车刹车后会再朝反方向运动吗?

生:哦,汽车刹车后经过一段时间就会停下来。

师:那这道题到底该怎么做呢?

生:先计算出汽车经多长时间停下来。

教师出示规范解题的样例。

【拓展提升,归纳总结】

在总结环节,教师引导学生根据自己整节课所学的内容,自主进行思维导图的构建,通过思维导图,来形成对本次教学内容的完善认知,梳理学生的思路,促进学生对知识的充分认知。

1.3 课后:

【线上作业,及时反馈】

在三段四环当中物理作业的设计也是至关重要的,因此教师借助智慧课堂“乐课网”APP来为学生进行了线上作业的布置。

在“乐课网”APP系统中有较为全面的教学资源库,而且按校本资源、乐课资源分类汇总了大量的习题,这些习题有历年来全国各地的高考真题,还有一些名师进行的考题改编。教师在进行作业布置的过程当中,就可以从“乐课网”APP题库当中进行习题的筛选,并利用系统判分后的作答数据进行学生学业分析。

2.创设直观性实验,关注情境-建模能力培养

在物理教学中物理实验始终贯穿于学习全过程,物理实验包括教材所要求操作的学生分组实验、演示实验等。在粤教版新教材中设置了“实验与探究”、“观察与思考”、“实践与拓展”多种形式的物理实验,而且在“活页资料”、“练习”的编写环节都有物理实验的操作。由于高中物理很多的物理概念和物理规律具有一定的抽象性,可以借助具体性的直观的实验活动呈现物理情境,理解物理知识,建立对应的物理模型。

高中生基本学会了使用常用的物理实验器材,已经具备了基本的物理实验操作方法和技能,初步具备设计物理实验以及观察物理实验、分析物理实验的能力。教师在具体展开物理实验教学环节中,可以提供多样化器材供学生选择,鼓励学生用生活中的物品制作实验器材,用所学的物理知识进行分组合作探究,各小组设计不同的方案进行实验,教师为学生提供指导。如此为学生创设进行物理实验探究的机会,让学生们进行物理实验探究,自行设计实验,探究具体实验原理,搜集资料,借助实验的方式,获得相应物理结论,培养物理探究能力,关注学生从情境到建模的能力培养。

粤教版2020版本物理必修一第三章第一节《重力》教学过程中,第65页的练习3“如何利用弹簧测力计和钩码测量当地重力加速度的值”。教师鼓励学生们进行物理实验探究活动,其实验环节围绕物体所受重力与物体的质量之间的关系,教师为学生提供物理实验器材,包含弹簧测力计、铁架台一幅、相同的钩码若干只(每个钩码质量已知),教师指导,让学生们进行物理实验,学生们将弹簧测力计悬挂在铁架台上,将一只钩码挂在弹簧测力计的下方,在实验中注意将弹簧测力计的轴线方向竖直,等钩码静止的时记下弹簧测力计的示数填入下表中,之后继续将两只或者三只钩码分别挂在弹簧测力计的下面,并记录下每一次静止时弹簧测力计的示数并填入到表格中:

钩码数(只)质量m/kg物重G/N物重于质量的比g/N.kg-110.050.4920.10.9830.151.47

学生们分别将上述表格中的数据进行计算,从而得到物体重量与质量的比值,最终总结出规律,计算出当地重力加速度的值。结束本次实验后,布置课后作业:能否设计不同的方案进行测量重力加速度值的实验。

3.组织合作性学习,关注物理合作能力培养

在当前新的普通高中物理课程标准指导和学科核心素养要求下,在常规的物理课堂教学中,应当关注学生合作学习、合作探究的意识和能力的培养。

在我校课堂教学实践中的“三段参与,四环导学”中,设计了“精讲点拨,交流展示”环节,内涵是在教师对关键知识的讲解和指导后,由学生开展组内交流学习,探究学习问题,组内成员把合作学习任务进行分解和综合,然后开展师生互动性交流展示和评价。

精讲点拨、交流展示,这一环节引领学生们在思维碰撞中产生全新火花,对知识有了更深度更全面的学习。在物理课堂教学中善于组织合作性探究活动,让学生们在小组合作中进行交流与互动,并在小组合作中表达自我想法,其他小组成员注重倾听,一来一往中形成和谐的课堂氛围。首先教师为学生提供物理重难点内容,让学生们在小组合作中集思广益,共同经历重难点知识的探究环节,其次注重引领学生们共同探究物理学习难题,关注学生分析能力以及小组团队解决实际问题能力的培养,促进学生交流能力的有效提升。学生的沟通能力以及团队合作能力是物理学业质量水平一层维度,也是非常重要学生素养。

在粤教版2020版本物理必修二《4.5机械能守恒定律》教学过程中,教师可以设计如下小组合作问题探究活动。

小组合作交流活动(一):动能与势能的相互转化

(1)阅读教材,联系生活,谈谈并列举重力势能和动能相互转化的实例,课上交流;

(2)阅读教材,联系生活,谈谈并列弹性势能和动能相互转化的实例,课上交流;

(3)什么是机械能:重力势能、弹性势能、动能统称为机械能;

(4)结论:通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式.

小组合作交流活动(二):如图1所示,过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下.(忽略轨道的阻力和其他阻力)

图1

小组探讨1:过山车受哪些力作用?各做什么功?

小组探讨2:过山车下滑时,动能和势能怎么变化?两种能的和不变吗?

小组合作交流活动(三):如图2运动员抛出的铅球所受空气的阻力远小于其重力,请思考以下问题:

图2

探讨1:铅球在空中运动过程中,能否视为机械能守恒?

探讨2:若铅球被抛出时速度大小一定,铅球落地时的速度大小与运动员将铅球抛出的方向有关吗?

探讨3:在求解铅球落地的速度大小时,可以考虑应用什么规律?

通过教师设计的交流活动,引导学生层层深入地学习思考,在小组合作中充分进行交流,更清晰地理解机械能守恒定律的概念和应用情景,并运用所学习的知识分析生活产的实际性问题,从而促进了学生扩展了对本节学习的知识面和深度。

4.融入信息化教育技术,助力物理课堂教学与分析

如今信息化教育技术已经融入到了学生的生活实际中,同时也将进入到学生的课堂学习环节中,教师借助信息化教育技术的方式不仅可以直观呈现具体性物理概念,还可以丰富学生的物理学习素材,注重扩展学生的物理学习视野。

我校密切关注前沿的教育技术,合理使用信息化教育技术辅助教学,其中采用了“乐课网”智慧课堂平板教学,信息化教育技术的合理性运用,为学生们呈现多样化、情境化的物理知识。对于物理试题进行变形,训练学生的物理思维,引导学生们进行深入分析与解读。当学生们在完成多样化练习任务之后,借助信息化教育技术的方式快捷反馈数据分析,对物理知识内容进行立体式整理,促进学生物理核心素养的培养。与此同时培养了教师的教育信息化思维,促使教师改进课堂教与学的模式,构建高效课堂。

在第四章第一节《牛顿第一定律》教学环节中,教师借助多媒体技术为学生们呈现丰富素材。展示视频素材一:1997年,“亚洲第一飞人”柯受良驾驶赛车成功飞越了黄河天堑壶口瀑布,长度达55米,那么是什么原因使赛车保持速度在空中飞行?展示故事情景素材二:在第一次世界大战期间,一位法国飞行员正在执行任务时,看到高空中某个小金属,伸手抓来居然是一颗子弹!在什么情况下我们能徒手抓住一颗飞行的子弹?利用多媒体技术呈现生活情景在学生的面前,让学生们进行分析总结,从而深入认识惯性定理,理解牛顿第一定律具体知识,之后变式迁移:为何磁悬浮列车采取全封闭的设计方案,学生们进行分析,因为磁悬浮列车的速度足够的快,如果从列车上掉落物体到窗外,物体速度非常大,撞击到某些地方时可能会造成严重的伤害,进一步深化学生们对于物理惯性的认识。

5.结语

综上所述,在具体物理课堂教学中,教师注重围绕新高考背景,转变教学思想以及创新教学理念,并在带领学生们进行主动性学习环节中,提升自身教学能力,强化自我专业素养,丰富物理教学经验,关注学生物理课堂主体性地位,善于为学生提供适当性引导,从而有效促进学生个性化发展,为培养高质量物理课堂打下良好基础。

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