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

第一章 運(yùn)動(dòng)的描述第1節(jié) 質(zhì)點(diǎn) 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(diǎn) 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(jī)械運(yùn)動(dòng)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(diǎn)模型的建構(gòu)過(guò)程，了解質(zhì)點(diǎn)的含義。知道將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件，能將特定實(shí)際情境中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。體會(huì)建構(gòu)物理模型的思維方式，認(rèn)識(shí)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(duì)該內(nèi)容的解讀為：應(yīng)該通過(guò)具體情境的分析來(lái)建立質(zhì)點(diǎn)的概念。學(xué)生在建構(gòu)質(zhì)點(diǎn)模型的過(guò)程中，不僅要知道質(zhì)點(diǎn)的含義，還要知道建構(gòu)這個(gè)模型的必要性，體會(huì)到它既給研究帶來(lái)方便又使研究變得更加嚴(yán)謹(jǐn)。在了解物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件時(shí)，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這是由問(wèn)題決定的，同樣的情境、問(wèn)題不同，則物體能否被視為質(zhì)點(diǎn)的判斷也不同。將具體的物理對(duì)象或過(guò)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(huì)建構(gòu)物理模型的思維方式、認(rèn)識(shí)物理模型在探索自然規(guī)律的作用，不是僅憑質(zhì)點(diǎn)模型就能完成的，需要不斷地深入探索。質(zhì)點(diǎn)模型是學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)的第一個(gè)物理模型，第一次接觸了解物理學(xué)的研究方法抽象簡(jiǎn)化，抓住問(wèn)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(guò)質(zhì)點(diǎn)模型的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到實(shí)際物體的運(yùn)動(dòng)直接研究會(huì)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(duì)物理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象有足夠豐富的了解，能夠舉出很多運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。但學(xué)生的了解停留于表面現(xiàn)象，止于具體的案例，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是物體空間位置在隨時(shí)間變化。需要通過(guò)大量的案例分析所有運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象都具有的共同特點(diǎn)，要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體的大小、形狀、顏色、味道、材質(zhì)等都不是運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，通過(guò)層層分析，經(jīng)歷科學(xué)思維過(guò)程、總結(jié)提煉初運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)。學(xué)生對(duì)物理學(xué)的研究方法了解不深，要設(shè)置具體案例認(rèn)識(shí)到研究一個(gè)實(shí)際物體的運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)化的思維方法，通過(guò)質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程了解物理學(xué)的研究方法，分析具體實(shí)例判斷出將物體視為質(zhì)點(diǎn)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(guò)分析運(yùn)動(dòng)實(shí)例，總結(jié)出運(yùn)動(dòng)是物體的空間位置隨時(shí)間變化。2. 學(xué)生經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過(guò)程，了解質(zhì)點(diǎn)的含義，能在特定實(shí)際情境中將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)。3. 學(xué)生通過(guò)案例分析明確參考系的概念，理解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及參考系的選取原則。四、 教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1. 質(zhì)點(diǎn)的概念及初步建立質(zhì)點(diǎn)概念所采用的抽象簡(jiǎn)化科學(xué)思維方法。2. 參考系的概念及運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性教學(xué)難點(diǎn)：在特定情境中將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)和判斷出運(yùn)動(dòng)物體所選擇的參考系教學(xué)方法：講授法、探究法、實(shí)驗(yàn)法五、 教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)情境問(wèn)題教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖圖片導(dǎo)入展示火箭發(fā)射、過(guò)山車(chē)、鯨魚(yú)躍出海面、水滴下落、行人騎電動(dòng)車(chē)等動(dòng)態(tài)圖片圖中的物體在運(yùn)動(dòng)嗎？展示圖片，提出問(wèn)題：火箭、過(guò)山車(chē)、水滴、行人在運(yùn)動(dòng)嗎？觀(guān)察圖片，思考并回答問(wèn)題：它們都在運(yùn)動(dòng)通過(guò)學(xué)生熟悉的生活實(shí)例引入運(yùn)動(dòng)概念思考討論你能舉出更多的運(yùn)動(dòng)實(shí)例嗎？展示問(wèn)題：生活中還有哪些運(yùn)動(dòng)的物體？思考并回答問(wèn)題：教室中的風(fēng)扇葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)、馬路上行駛的公交車(chē)在運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生思考生活中的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，將物理緊密聯(lián)系生活實(shí)際小狗在草地上奔跑；信鴿在天空中翱翔運(yùn)動(dòng)的物體有何共同特點(diǎn)？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(dòng)態(tài)圖片。提出問(wèn)題：對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象單獨(dú)研究是不現(xiàn)實(shí)的，要?dú)w納總結(jié)運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)特征。觀(guān)察并思考各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，它們有何共同特點(diǎn)。它們的形狀、大小、顏色、材料、味道等都相同嗎？學(xué)生觀(guān)察兩幅運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，思考并回答問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)物體的形狀、大小、顏色都一般不會(huì)都相同，但運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的本質(zhì)特征，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力演示實(shí)驗(yàn)物理課代表站在教室講臺(tái)上某確定位置，雙腳不動(dòng)。蹲下、起身、蹲下、起身。物理課代表運(yùn)動(dòng)了嗎？安排物理課代表按照要求蹲下、起身，蹲下，起身。提出問(wèn)題：物理課代表運(yùn)動(dòng)了嗎？說(shuō)說(shuō)你的依據(jù)。認(rèn)真觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn)，思考并回答提出的問(wèn)題：物理課代表發(fā)生了運(yùn)動(dòng)。其位置發(fā)生了變化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)活動(dòng)說(shuō)明實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜。問(wèn)題討論課代表站在地面上，位置沒(méi)有變化。如何評(píng)價(jià)這種觀(guān)點(diǎn)？展現(xiàn)不同的觀(guān)點(diǎn)：人站在地面上，位置沒(méi)有隨時(shí)間變化，故人沒(méi)有發(fā)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析認(rèn)為“人的位置沒(méi)有變化”觀(guān)察的是人的腳；認(rèn)為人運(yùn)動(dòng)了，頭部位置變化了。學(xué)生思考第二種觀(guān)點(diǎn)，腳部位置沒(méi)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(yùn)動(dòng)”含義不明確，實(shí)際物體有大小、形狀，為研究運(yùn)動(dòng)帶來(lái)困難，為引入質(zhì)點(diǎn)概念鋪墊。思考討論從阜陽(yáng)火車(chē)站開(kāi)往北京西站的K148列車(chē)全長(zhǎng)約為485m，阜陽(yáng)到北京西站全程約855km.研究列車(chē)到北京西站運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，列車(chē)的長(zhǎng)度要考慮嗎？車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)要考慮嗎？車(chē)上飄動(dòng)的旗幟要分析嗎？展現(xiàn)幻燈片，描述列車(chē)從阜陽(yáng)到火車(chē)站到北京西站的運(yùn)動(dòng)情境。提出問(wèn)題：計(jì)算從阜陽(yáng)到北京西站的時(shí)間，告訴列車(chē)的速率，如何計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)間？觀(guān)察分析車(chē)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和路程數(shù)據(jù)，回答問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于855km除以列車(chē)的速度。列車(chē)長(zhǎng)度不需要計(jì)算。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，得到列車(chē)大小可以忽略，建立質(zhì)點(diǎn)概念.歸納總結(jié)分析列車(chē)運(yùn)動(dòng)情境，抽象概括什么是質(zhì)點(diǎn)？實(shí)際生活中存在質(zhì)點(diǎn)嗎？歸納質(zhì)點(diǎn)的含義，板書(shū)：質(zhì)點(diǎn)：忽略大小、形狀，保留質(zhì)量。理想化模型；講解抽象與簡(jiǎn)化的物理學(xué)思維方法記錄課堂筆記：質(zhì)點(diǎn)是一種理想化物理模型，實(shí)際不存在。抽象概括，將實(shí)際物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，讓學(xué)生初步了解物理學(xué)思維方法問(wèn)題討論列車(chē)從阜陽(yáng)開(kāi)到北京西站物體能被視作質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？展現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)際物體能被視為質(zhì)點(diǎn)的條件：1. 研究K148列車(chē)從阜陽(yáng)到北京西站的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，列車(chē)能被視為質(zhì)點(diǎn)嗎？2. 研究列車(chē)通過(guò)一座120m長(zhǎng)的大橋時(shí)間，列車(chē)可被視為質(zhì)點(diǎn)嗎？思考回答問(wèn)題：?jiǎn)栴}1中列車(chē)能被視為質(zhì)點(diǎn)；問(wèn)題2中大橋的長(zhǎng)度不能忽略，列車(chē)不能被視為質(zhì)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)例分析，認(rèn)識(shí)到物體能否被視為質(zhì)點(diǎn)要由研究的問(wèn)題來(lái)決定。應(yīng)用分析地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地球能被視為質(zhì)點(diǎn)嗎？研究地球的自轉(zhuǎn)，地球能被視為質(zhì)點(diǎn)，嗎？提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析：地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地球的大小能否被忽略？地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大小能否被忽略？香蕉球由運(yùn)動(dòng)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(diǎn)嗎？思考并回答問(wèn)題：研究地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地球能被視為質(zhì)點(diǎn)；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(diǎn)。研究香蕉球問(wèn)題時(shí)，足球的大小和形狀不能被忽略，不能將其看作質(zhì)點(diǎn).通過(guò)案例分析掌握物體被視為質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)嗎？觀(guān)察圖片中的情境，思考回答問(wèn)題兩名同學(xué)坐在公交車(chē)中，小女孩說(shuō)：“快看，那些樹(shù)跑得好快啊！”小男孩回答道：“真得好快！”地上站著一名老爺爺，思考著，“傻孩子，樹(shù)怎么會(huì)跑呢！”你認(rèn)為樹(shù)會(huì)跑嗎？對(duì)物體運(yùn)動(dòng)或靜止如何理解？展現(xiàn)圖片場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、分析小朋友和老爺爺?shù)脑?huà)，拋出問(wèn)題：你認(rèn)為孩子們傻嗎？樹(shù)會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎？對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)或靜止，你是如何理解的？觀(guān)察圖片，回答問(wèn)題：描述物體的運(yùn)動(dòng)，必須首先選擇一個(gè)參照物，小朋友以車(chē)為參照物，樹(shù)是運(yùn)動(dòng)的；老爺爺以地面為參照物，樹(shù)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(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，用來(lái)作為參考的物體叫作參考系。認(rèn)真聆聽(tīng)，思索參考系的含義歸納參考系的含義，理解靜止是相對(duì)的，整理重點(diǎn)例題講解騎著電動(dòng)車(chē)沿直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)。以車(chē)為參考系，車(chē)輪邊緣一點(diǎn)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(dòng)一周，演示紅綢的軌跡；將輪胎靠著黑板滾動(dòng)兩周，演示紅綢在空間留下的軌跡。用幾何畫(huà)板軟件模擬軌跡。觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn)，在練習(xí)本上描繪紅綢的軌跡。通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，理解選取的參考系不同，同一物體的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)是什么？引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)知識(shí)要點(diǎn)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(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行交流、評(píng)估和反思，形成科學(xué)的態(tài)度六、 板書(shū)設(shè)計(jì)§1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體的空間位置隨時(shí)間變化 二、質(zhì)點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)一般不同.七、 教學(xué)反思本節(jié)課通過(guò)生活中的運(yùn)動(dòng)情境引入機(jī)械運(yùn)動(dòng)的含義，歸納總結(jié)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)特征，學(xué)生的抽象概括能力有待加強(qiáng)，教學(xué)中要留出較長(zhǎng)的時(shí)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(diǎn)概念是高中物理課程學(xué)習(xí)遇到的第一個(gè)物理模型，所用到的抽象與簡(jiǎn)化的科學(xué)思維方法要在未來(lái)的教學(xué)逐漸滲透，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)研究方法的了解。教學(xué)中選擇了幾個(gè)實(shí)例讓學(xué)生分析物體能否被視為質(zhì)點(diǎn)，要讓學(xué)生具有充分的時(shí)間分析，并讓學(xué)生將分析過(guò)程表達(dá)出來(lái)，暴露學(xué)生分析中存在的問(wèn)題，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考掌握物體被視為質(zhì)點(diǎn)的條件。這部分的教學(xué)時(shí)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(diǎn)在于要能判斷出運(yùn)動(dòng)物體所選擇的參考系，學(xué)生需要通過(guò)練習(xí)題目加以鍛煉掌握。從最終教學(xué)效果來(lái)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(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面的素養(yǎng)。7 / 7