1.1 《質(zhì)點 參考系》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊教學(xué)設(shè)計

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1、第一章 運動的描述第1節(jié) 質(zhì)點 參考系安徽省臨泉第一中學(xué) 郭雪鵬一、 教學(xué)內(nèi)容分析質(zhì)點 參考系是普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)必修課程1模塊中“機械運動與物理模型”主題下的內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)的要求為：經(jīng)歷質(zhì)點模型的建構(gòu)過程，了解質(zhì)點的含義。知道將物體抽象為質(zhì)點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質(zhì)點。體會建構(gòu)物理模型的思維方式，認(rèn)識物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)解讀對該內(nèi)容的解讀為：應(yīng)該通過具體情境的分析來建立質(zhì)點的概念。學(xué)生在建構(gòu)質(zhì)點模型的過程中，不僅要知道質(zhì)點的含義，還要知道建構(gòu)這個模型的必要性，體會到它既給研究帶來方便又使研究變得更加嚴(yán)謹(jǐn)。在了解物

2、體抽象為質(zhì)點的條件時，應(yīng)該認(rèn)識到這是由問題決定的，同樣的情境、問題不同，則物體能否被視為質(zhì)點的判斷也不同。將具體的物理對象或過程抽象為物理模型，是物理學(xué)的重要研究方法，也是課程基礎(chǔ)性的體現(xiàn)。體會建構(gòu)物理模型的思維方式、認(rèn)識物理模型在探索自然規(guī)律的作用，不是僅憑質(zhì)點模型就能完成的，需要不斷地深入探索。質(zhì)點模型是學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)的第一個物理模型，第一次接觸了解物理學(xué)的研究方法抽象簡化，抓住問題的關(guān)鍵因素、本質(zhì)因素，忽略次要因素、非本質(zhì)因素。通過質(zhì)點模型的學(xué)習(xí)，認(rèn)識到實際物體的運動直接研究會遇到很多困難，物理學(xué)的研究需要巧妙的科學(xué)方法。二、 學(xué)情分析經(jīng)歷初中階段對物理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過實際生活經(jīng)驗

3、，對運動現(xiàn)象有足夠豐富的了解，能夠舉出很多運動的實例。但學(xué)生的了解停留于表面現(xiàn)象，止于具體的案例，沒有認(rèn)識到運動的本質(zhì)是物體空間位置在隨時間變化。需要通過大量的案例分析所有運動現(xiàn)象都具有的共同特點，要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到物體的大小、形狀、顏色、味道、材質(zhì)等都不是運動的本質(zhì)，通過層層分析，經(jīng)歷科學(xué)思維過程、總結(jié)提煉初運動的共同特點。學(xué)生對物理學(xué)的研究方法了解不深，要設(shè)置具體案例認(rèn)識到研究一個實際物體的運動是很復(fù)雜的，教師指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)抽象簡化的思維方法，通過質(zhì)點模型的建立過程了解物理學(xué)的研究方法，分析具體實例判斷出將物體視為質(zhì)點的條件，提升學(xué)生建立物理模型的能力。三、 教學(xué)目標(biāo)1. 學(xué)生通過分析運

4、動實例，總結(jié)出運動是物體的空間位置隨時間變化。2. 學(xué)生經(jīng)歷質(zhì)點模型的建構(gòu)過程，了解質(zhì)點的含義，能在特定實際情境中將物體抽象為質(zhì)點。3. 學(xué)生通過案例分析明確參考系的概念，理解運動的相對性及參考系的選取原則。四、 教學(xué)重難點教學(xué)重點：1. 質(zhì)點的概念及初步建立質(zhì)點概念所采用的抽象簡化科學(xué)思維方法。2. 參考系的概念及運動的相對性教學(xué)難點：在特定情境中將物體抽象為質(zhì)點和判斷出運動物體所選擇的參考系教學(xué)方法：講授法、探究法、實驗法五、 教學(xué)過程環(huán)節(jié)情境問題教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖圖片導(dǎo)入展示火箭發(fā)射、過山車、鯨魚躍出海面、水滴下落、行人騎電動車等動態(tài)圖片圖中的物體在運動嗎？展示圖片，提出問題：火箭

5、、過山車、水滴、行人在運動嗎？觀察圖片，思考并回答問題：它們都在運動通過學(xué)生熟悉的生活實例引入運動概念思考討論你能舉出更多的運動實例嗎？展示問題：生活中還有哪些運動的物體？思考并回答問題：教室中的風(fēng)扇葉輪轉(zhuǎn)動在運動、馬路上行駛的公交車在運動引導(dǎo)學(xué)生思考生活中的運動現(xiàn)象，將物理緊密聯(lián)系生活實際小狗在草地上奔跑；信鴿在天空中翱翔運動的物體有何共同特點？試著總結(jié)。展現(xiàn)小狗在草地奔跑和信鴿在天空飛翔的動態(tài)圖片。提出問題：對每一個運動現(xiàn)象單獨研究是不現(xiàn)實的，要歸納總結(jié)運動的本質(zhì)特征。觀察并思考各種運動現(xiàn)象，它們有何共同特點。它們的形狀、大小、顏色、材料、味道等都相同嗎？學(xué)生觀察兩幅運動現(xiàn)象，思考并回答問

6、題：運動物體的形狀、大小、顏色都一般不會都相同，但運動物體的空間位置均發(fā)生變化。讓學(xué)生思考，提煉總結(jié)運動的本質(zhì)特征，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力演示實驗物理課代表站在教室講臺上某確定位置，雙腳不動。蹲下、起身、蹲下、起身。物理課代表運動了嗎？安排物理課代表按照要求蹲下、起身，蹲下，起身。提出問題：物理課代表運動了嗎？說說你的依據(jù)。認(rèn)真觀察演示實驗，思考并回答提出的問題：物理課代表發(fā)生了運動。其位置發(fā)生了變化。通過實驗發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，通過活動說明實際物體運動很復(fù)雜。問題討論課代表站在地面上，位置沒有變化。如何評價這種觀點？展現(xiàn)不同的觀點：人站在地面上，位置沒有隨時間變化，故人沒有發(fā)生機械運動。引

7、導(dǎo)學(xué)生分析認(rèn)為“人的位置沒有變化”觀察的是人的腳；認(rèn)為人運動了，頭部位置變化了。學(xué)生思考第二種觀點，腳部位置沒有變化，頭部，軀干位置發(fā)生了變化。產(chǎn)生矛盾，引發(fā)學(xué)生思考，“人是否運動”含義不明確，實際物體有大小、形狀，為研究運動帶來困難，為引入質(zhì)點概念鋪墊。思考討論從阜陽火車站開往北京西站的K148列車全長約為485m，阜陽到北京西站全程約855km.研究列車到北京西站運動的時間，列車的長度要考慮嗎？車輪的轉(zhuǎn)動要考慮嗎？車上飄動的旗幟要分析嗎？展現(xiàn)幻燈片，描述列車從阜陽到火車站到北京西站的運動情境。提出問題：計算從阜陽到北京西站的時間，告訴列車的速率，如何計算運動時間？觀察分析車長數(shù)據(jù)和路程數(shù)據(jù)

8、，回答問題：運動時間等于855km除以列車的速度。列車長度不需要計算。通過數(shù)據(jù)對比，得到列車大小可以忽略，建立質(zhì)點概念.歸納總結(jié)分析列車運動情境，抽象概括什么是質(zhì)點？實際生活中存在質(zhì)點嗎？歸納質(zhì)點的含義，板書：質(zhì)點：忽略大小、形狀，保留質(zhì)量。理想化模型；講解抽象與簡化的物理學(xué)思維方法記錄課堂筆記：質(zhì)點是一種理想化物理模型，實際不存在。抽象概括，將實際物體簡化為質(zhì)點，讓學(xué)生初步了解物理學(xué)思維方法問題討論列車從阜陽開到北京西站物體能被視作質(zhì)點的條件是什么？展現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生分析實際物體能被視為質(zhì)點的條件：1. 研究K148列車從阜陽到北京西站的運動時間，列車能被視為質(zhì)點嗎？2. 研究列車通過一座1

9、20m長的大橋時間，列車可被視為質(zhì)點嗎？思考回答問題：問題1中列車能被視為質(zhì)點；問題2中大橋的長度不能忽略，列車不能被視為質(zhì)點。通過實例分析，認(rèn)識到物體能否被視為質(zhì)點要由研究的問題來決定。應(yīng)用分析地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)運動，地球能被視為質(zhì)點嗎？研究地球的自轉(zhuǎn)，地球能被視為質(zhì)點，嗎？提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析：地球的公轉(zhuǎn)運動，地球的大小能否被忽略？地球的自轉(zhuǎn)運動，大小能否被忽略？香蕉球由運動員施力于足球的特定部位，使得足球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致在空中劃出弧形的軌跡。足球能被視為質(zhì)點嗎？思考并回答問題：研究地球的公轉(zhuǎn)運動，地球能被視為質(zhì)點；研究地球的自轉(zhuǎn)，地球的大小不能被忽略，不能被視為質(zhì)點。研究香蕉

10、球問題時，足球的大小和形狀不能被忽略，不能將其看作質(zhì)點.通過案例分析掌握物體被視為質(zhì)點的條件足球比賽中的“香蕉球”研究如何踢出“香蕉球”，能把足球看作質(zhì)點嗎？觀察圖片中的情境，思考回答問題兩名同學(xué)坐在公交車中，小女孩說：“快看，那些樹跑得好快?。　毙∧泻⒒卮鸬溃骸罢娴煤每?！”地上站著一名老爺爺，思考著，“傻孩子，樹怎么會跑呢！”你認(rèn)為樹會跑嗎？對物體運動或靜止如何理解？展現(xiàn)圖片場景，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析小朋友和老爺爺?shù)脑?，拋出問題：你認(rèn)為孩子們傻嗎？樹會運動嗎？對物體的運動或靜止，你是如何理解的？觀察圖片，回答問題：描述物體的運動，必須首先選擇一個參照物，小朋友以車為參照物，樹是運動的；老爺爺以

11、地面為參照物，樹是靜止的。引出參考系的概念歸納總結(jié)參考系上述圖片中，孩子們和老人選擇的參考系分別是什么？講解參考系：描述物體的運動，首先要選定某個其他物體作為參考，用來作為參考的物體叫作參考系。認(rèn)真聆聽，思索參考系的含義歸納參考系的含義，理解靜止是相對的，整理重點例題講解騎著電動車沿直線勻速運動。以車為參考系，車輪邊緣一點的軌跡是什么形狀？以地面為參考系，軌跡是什么形狀？拿出準(zhǔn)備的輪胎，輪胎邊緣系著一根紅綢。將輪胎轉(zhuǎn)動一周，演示紅綢的軌跡；將輪胎靠著黑板滾動兩周，演示紅綢在空間留下的軌跡。用幾何畫板軟件模擬軌跡。觀察演示實驗，在練習(xí)本上描繪紅綢的軌跡。通過實驗演示激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，理解選取的參

12、考系不同，同一物體的運動情況不同。總結(jié)并布置作業(yè)課堂總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點是什么？引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)知識要點和學(xué)習(xí)的物理學(xué)思維方法。教師展現(xiàn)小結(jié)內(nèi)容總結(jié)本節(jié)課的收獲，整理課堂筆記對課堂內(nèi)容進(jìn)行交流、評估和反思，形成科學(xué)的態(tài)度六、 板書設(shè)計1.1 質(zhì)點 參考系一、機械運動：物體的空間位置隨時間變化 二、質(zhì)點：忽略形狀和大小，保留質(zhì)量. 物理模型三、參考系參考系選取不同，物體的運動一般不同.七、 教學(xué)反思本節(jié)課通過生活中的運動情境引入機械運動的含義，歸納總結(jié)出機械運動的本質(zhì)特征，學(xué)生的抽象概括能力有待加強，教學(xué)中要留出較長的時間供學(xué)生思考、分析、抽象和概括，達(dá)到讓學(xué)生自己總結(jié)的教學(xué)目的。質(zhì)點概念是高中

13、物理課程學(xué)習(xí)遇到的第一個物理模型，所用到的抽象與簡化的科學(xué)思維方法要在未來的教學(xué)逐漸滲透，加強學(xué)生對物理學(xué)研究方法的了解。教學(xué)中選擇了幾個實例讓學(xué)生分析物體能否被視為質(zhì)點，要讓學(xué)生具有充分的時間分析，并讓學(xué)生將分析過程表達(dá)出來，暴露學(xué)生分析中存在的問題，讓學(xué)生經(jīng)過獨立思考掌握物體被視為質(zhì)點的條件。這部分的教學(xué)時間不足，在以后的教學(xué)中注意改進(jìn)。參考系就是初中所學(xué)的參照物，學(xué)生不陌生，難點在于要能判斷出運動物體所選擇的參考系，學(xué)生需要通過練習(xí)題目加以鍛煉掌握。從最終教學(xué)效果來看，本節(jié)課充分體現(xiàn)了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，潛移默化地提升學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面的素養(yǎng)。7 / 7