基于核心素养的《力的分解》教学设计 深圳实验学校高中部张春斌 一、 教学内容分析 1.教材安排及地位 沪科版教材《力的分解》这一课题安排在第四章第二节中,教材通过斜拉桥、塔吊等例子,定义了力的分解以及分析力的分解的方法。本节课包含了一个重要的物理思想——等效替代,两个概念——合力与分力,一个规则——平行四边形定则,一个技能——力的分解。本节课上承重力、弹力、摩擦力三个概念,以及力的合成这一技能;下接共点力的平衡问题,作为动力学分析的基本技能之一,在整个力学知识体系中占有基础性地位。 2.课标要求及理解 2017年新课标要求“通过实验,了解力的分解,知道矢量和标量”。力的分解是一个工具,新课标要求应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情景。因此在本节教学中,给学生提供大量实际情景,让学生认识力的分解,培养学生的“物理观念”。让学生在实际情境中解决物理问题,形成把情景与知识相关联的意识,培养学生的“科学思维”。通过等效替代思想的形成培养学生的科学抽象思维能力,通过力的分解培养学生运用物理知识解决具体问题的能力。 二、学生情况分析 1.学习特点 本节课面向对象是高一学生,记忆以有意记忆为主,能注意在理解的基础上记忆。此外初步完成从具体思维为主到抽象思维为主的过渡。因此在教学中需要注意结合已有知识让学生进行“有意义的学习”,不仅让学生学会力的分解,更要让学生理解为什么要进行力的分解;此外通过图片、视频、实物让学生融入实际情景,在实际情景中的生活问题升华为物理问题,培养学生的物理建模能力,培养学生的抽象思维。 2.知识准备 学生已学习了共点力、二力平衡以及力的合成,知道平行四边形定则,会画力的图示,熟悉平行四边形的几何特点,具备相关的知识基础,学生能够比较容易的认识力的分解。而力的分解是一个工具,关键在于应用物理知识解决具体问题。 3.前概念 根据相关文献以及教学实践得知,学生往往存在两个前概念。前概念1:认为分力一定小于合力;前概念2:认为斜面上的物体的重力可以分解为对斜面的压力以及一个下滑力。 三、重、难点任务分析 重点:知道力的分解,能够利用力的分解来解释生活中的现象; 难点:理解确定分力的方向的方法。 四、教学目标设计
五、教学媒体设计 1.设计依据及意图 新课标要求应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情景。故本节课采用大量图片视频增强学生的感性认知,采用多个实验让学生亲身体验,为学生创造实际情况,在实际生活中解决物理问题。 新课标要求重视学生的科学探究能力的培养和信息技术的应用,因此本节课引入dislab传感器,以及同屏技术,让学生更直观地理解力的分解,突出教学重点,突破难点。 2.具体媒体需求 PPT课件、电脑、实物展台、引入趣味实验装置(两个铁架台、两个定滑轮、细绳、矿泉水、钩码)、模拟桥梁(木板、铁架台、细绳)、学生分组实验装置(两个弹簧测力计、细绳、钩码、直尺三角板)、dislab传感器(朗威斜面上重力分解仪、数据采集器、专用电脑软件)、同屏技术(手机、数据线、专用软件)、逆风行车(小车、船帆、吹风筒)
七、教学过程设计 (一)引入 n 设计意图 教育心理学家认为学习一个新的概念,最好制造认知冲突,在冲突的引发和解决的过程,学生会快速构建新的知识体系。因此在新课引入中制造认知冲突,增加感性认识、激发兴趣、引入课题。 n 活动设计 n 活动设计
(二)复习旧知识,建立新概念 n 设计意图 教育学家奥苏泊尔认为有意义的学习必须强调新旧知识之间的联系,因此在学习力的分解时,先复习力的合成,已知分力求合力即为力的合成,如果已知合力求分力就是力的分解,水到渠成。 n 活动设计
(三)如何进行力的分解 1、情景一:重力沿绳索方向进行分解 n 设计意图 物理来源于生活,从身边的典型事物入手,把解决问题贯穿学习全过程,让学生感觉学习物理是有用处的,并增强物理知识的实用性应用性。 n 活动设计
2、情景二:斜面上重物重力的分解 n 设计意图 同样从身边的熟悉的事物入手,在熟悉的情境中解决新的问题,从而习得力的分解这一技能。让学生从多角度探究当坡度变大,重力沿斜面方向分力的变化情况,锻炼学生的科学思维。 n 活动设计
(四)力的分解的应用 n 设计意图 物理来源于生活,更要能走向社会。让学生解释引入实验,前后呼应。再根据力的分解的原理,解释2008年大雪灾,呼吁学生关注社会;再利用小力分解出大力解决生活中的难题。新课标要求要对学生进行评价,学习完力的分解,利用习题评价学生学得如何。 n 活动设计
(五)课后作业 n 设计意图 新课标要求,理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感,进一步逐渐形成“科学态度与责任”。 让学生课后动手亲身体验力的分解,通过制作小船,体现STEAM教育理念。向学生介绍中华民族的航海英雄,激发学生的民族自豪感,培养学生的爱国之情以及科学态度与责任感。 n 活动设计
(六)板书设计 八、教学反思 1.亮点 (1)确立四维教学目标,培养学科核心素养 依据2017年版新课标,注重学科核心素养的培养。特依据核心素养的四个方面——物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任,制定本节课的教学目标,同时根据新课标学科核心素养的水平划分,详细制定本节课中各个素养要达到的等级,作为本教学设计的依据。 例如科学思维要求达到第5水平,即能够将现实问题抽象成为物理模型,结合推理、论证,多角度解释实际生活中的现象,这作为本节课的教学难点。在“问题二”教学环节中,将引桥抽象为斜面,培养学生的物理建模能力;通过三种方法探究坡度变大,重力沿斜面方向的分力变大,培养学生多角度解释实际生活中的现象的能力,从而锻炼学生的科学思维。 又如物理观念中“能灵活应用力的分解来解释生活中的现象”,也是第5水平要求,作为本节课的教学重点。本节课结合多个具体的实际情景,如“斜拉桥索塔”、“引桥”、“2008年大雪灾”、“一指拉动汽车”、“郑和下西洋”等,让学生在具体情境中应用力的分解进行解释,并进一步让学生反思为什么这么分解,让学生能从更深层次——方法论层面掌握力的分解,从而突出教学重点。 (2)创新实验 本节课的通过自创的“搬运农夫山泉”实验,学生原有认知:定滑轮不改变力的大小。但是在本实验中,200g的钩码却能够拉动600g的农夫山泉,制造学生的认知冲突,从而激发学生学习兴趣,引入课堂。 (3)融入STEAM理念 在本节课最后的逆风行驶的小舟中,需要综合应用到力的分解的知识(科学S)、制作过程中则需要运用技术T与工程学E、对小船进行美化的过程中需要运用到艺术A、计算一个最佳的角度会利用到数学知识M。 2.需要注意的地方 本节课教学内容多,探究次数多,教师要把握好教学的时间,以免超时。此外,引导学生解释各种现象,若学生无法解释,应当做好引导,让学生习得分析的方法,明白怎么分解以及为什么分解,而不仅仅满足于知道力的分解这一概念。 (责任编辑:wuliok.com) |
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