高中物理人教版第五章曲线运动实验研究平抛运动 《平抛运动》教学设计

《探究平抛运动的规律》教学设计【教学分析】本节课是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理》必修Ⅱ第六章第三节。《课程标准》指出，科学探究既是学生的学习目标，又是一种重要的学习方式，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。本节课探究平抛运动的规律，学生要初步运用运动的合成与分解的方法，通过亲身经历的探究实验，对平抛运动的特点产生感性认识。下一节课，引导学生体会并理解应用牛顿运动定律的方法，从理论上分析推导抛体运动的规律，从而完成“会用运动的合成与分解的方法分析抛体运动”这一《课程标准》要求。学生已具备的从属知识和技能有：知道并能描述自由落体运动；知道并能描述匀速直线运动；通过实验探究，知道运用“运动的合成与分解”的方法研究曲线运动；能运用函数描述直角坐标系中的基本曲线；知道用计算机软件Execl分析处理数据；知道科学探究的步骤，初步具备科学探究的意识。【设计意图】这节课通过三套自制教具，设计了三组探究内容，分别是：通过对比水平匀速直线运动探究平抛运动在水平方向的运动规律、通过对比自由落体运动探究平抛运动在竖直方向的运动规律、通过计算机数据分析水平方向位移时间关系、竖直方向位移时间关系、平抛运动轨迹曲线的函数规律。这三个探究过程，包括了科学探究的几乎全部要素，即提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验与收集证据、分析、评估、交流与合作。每一个探究内容都可以通过实验器材，以手脑并重的方式进行探究，让学生在探究过程中了解平抛运动的规律,学习科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，形成科学探究的意识。【重点难点】教学重点：①知道平抛运动在水平和竖直方向上的运动规律及轨迹的函数规律②学习科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，形成科学探究的意识教学难点：①结合运动合成与分解的思想，提出要探究的问题②灵活运用控制变量的思想设计实验方案③运用数学方法，结合计算机分析轨迹曲线的函数规律【教学目标】知识与技能：①知道平抛运动在水平和竖直方向上的运动规律②知道平抛运动的轨迹是二次函数曲线③会运用描点法记录物体运动的轨迹过程与方法：①观察、体验平抛运动在水平、竖直方向的运动特点②通过实验记录平抛运动的轨迹曲线、并运用计算机分析数据③经历一次较完整的探究平抛运动规律的过程情感、态度与价值观：①通过简易的实验器材，体验科学探究的乐趣②在科学探究过程中养成实事求是、大胆质疑的科学态度③认识到猜想、实验、评估在科学探究中的重要性【教学资源】注射器一只、自制教具三套（如图）、计算机及软件Excel、大屏投影【教学流程】开始→了解抛体运动→探究平抛运动在水平方向的运动规律→探究平抛运动在竖直方向的运动规律→探究平抛运动轨迹曲线的函数规律→课堂小结→布置课后探究任务→结束【教学过程】教师活动学生活动说明一、导入新课①演示一：纸团水平抛出②演示二：钢球水平抛出③演示三:乒乓球斜向抛出问题：物理学中是如何定义平抛运动的？①观察纸团、钢球、乒乓球运动②阅读课本，回答问题③演示实验为学生提供了学习概念的感性材料，同时起到了创设情景、激发兴趣、提出问题的作用二、开始新课（一）探究水平方向运动规律①实验一：水平匀速小车，让小球下落②实验二：改变小车速度和小球高度，让小球下落③实验三：摄像让一个小球水平抛出，同时另一小球水平匀速运动，慢镜头插放。组织学生分析、评估、交流、归纳小结①观察小球是否落进车里②根据实验现象提出自己的猜想③分析、评估、改进实验方案④观察改变滑块速度后小球是否落进车里⑤分析、评估、改进实验方案⑥观察慢镜头两球运动，观擦运动特点⑦分析、评估、交流，得出探究结果①该实验对比水平匀速直线运动和平抛运动,不仅器材设计新颖,而且与探究竖直方向运动规律的实验设计思路一致,使探究活动更具逻辑性②（二）探究竖直方向运动规律问题：猎枪水平瞄准猎物，开枪的同时，猎物开始下落，子弹能否打中猎物？①实验一：学生甲演示，观擦两球空中相碰②实验二：学生乙演示，观擦两球空中相碰③实验三：摄像让一个小球水平抛出，同时另一小球水平自由下落，慢镜头插放。组织学生分析、评估、交流、归纳小结①观察两球在空中相碰②根据实验现象提出自己的猜想③分析、评估、改进实验方案④观察改变小球在空中相碰⑤观察两球是否在空中相碰⑥分析、评估、交流，得出探究结果①为了降低探究难度，某些科学探究环节应适当提示。②仅由前两个实验就得出结论显得不够严谨，应鼓励学生实事求是、大胆质疑，并引导学生改进实验方案③在探究过程中，意想不到的实验现象不仅验证了猜想，更让学生体验了科学探究的乐趣（三）探究轨迹曲线的函数规律问题:平抛运动的轨迹遵循什么函数规律呢?①实验:让小球做平抛运动，摄像、慢镜头播放，等时间截图。②在坐标纸上标出几个截图中小球的位置③要求学生在纸上建立直角坐标系，描出各点,并画出平滑曲线④猜想:竖直位移y和水平位移x可能满足什么函数关系呢？⑤读出坐标⑥通过大屏幕展示，用Execl处理数据,得出函数关系：水平方向位移公式、竖直方向位移公式、运动轨迹函数式①观察水柱运动的轨迹曲线②思考、交流如何记录平抛运动的轨迹曲线③学生和老师配合完成实验,其他学生在纸上建立直角坐标系，并描出各点,再画出平滑曲线④猜想竖直位移和水平位移可能的函数关系⑤分析计算机数据处理的结果,评估、交流，得出探究结果①实验前喷口要用水准仪调节水平，水的射程不应过大或过小②为了降低探究起点，某些环节应适当提示，但“猜想x、y函数关系”应让学生充分发挥想象力，并表达自己的想法③数据的处理应体现探究问题的基本步骤，即观察、思考、猜想、验证。实验是探究性的,而不是验证性的，或仅仅满足于得出实验结论三、课堂小结①提问：通过探究，你知道了哪些科学结论？②提问：这节课，留给你印象最深的是什么？①思考、总结、归纳这节课探究的科学结论②回忆、体会、描述这节课印象最深的感受这节课重点是“过程与方法”目标和“情感态度与价值观”目标的教学。因此，课堂小结也要体现教学重点，不仅仅是知识点的总结四、布置课后探究任务课后探究任务：课堂上我们将平抛运动分解成为水平方向的匀速运动和竖直方向自由落体运动。为什么要要这样分解？还能不能有其它分解方式？①课后是课堂的延伸，课后任务应体现课堂的主要教学目标②“能写出简单的探究报告”是基本的科学探究能力之一【板书设计】6．3平抛运动一．平抛运动：初速度为零只受重力二．研究方法：运动的分解三．探究规律：1．水平方向：匀速直线运动2．竖直方向：自由落体运动3．运动轨迹：二次函数曲线【教学反思】本节课运用了实验探究的教学方法，新课程的教学观得以充分展现，主要特征有：一、教学不只是课程传递和执行的过程，更是课程创生与开发的过程。本教学设计根据教学重点设计了三套自制的实验器材来探究三个问题。探究的内容源于教材，又不同于教材。如探究平抛运动水平方向的运动规律，设计思想源于探究平抛运动在竖直方向的运动规律：对比研究两种运动，并设计了实验器材。探究平抛运动竖直方向的运动规律，内容源于教材，但改进了实验器材。探究平抛运动轨迹曲线的规律，实验器材源于教材，而教材上的“探究水平方向的运动规律”则扩展成课后探究任务：“从两个角度探究平抛运动在水平方向的运动规律”。在这一教学设计中，课程已不是“文本课程”（教学计划、教学大纲、教科书等文件），而更是“体验课程”（被教师和学生实实在在地体验到、感受到、领悟到、思考到的课程）。二、教学不只是教师教学生学的过程，更是师生交流、积极互动、共同发展的过程。在这一教学设计的科学探究过程中，特别是在进行实验与收集证据、分析、评估、交流与合作等环节中，教师和学生将形成一个真正的“学习共同体”。比如在教师的热切期盼下学生对两球是否准确同时落地提出大胆质疑时，在教师和学生相互交流、相互启发中共同重新设计实验方案时，在教师和学生惊喜的观察到两个小球真的在空中碰撞时，教师已不仅是在传授知识，更是在一起分享科学探究的乐趣，更是在一起走过生命成长的历程，教师已由教学中的主角转向“平等中的首席”。三、教学重结论也重过程。新课程强调过程，强调学生探索新知的经历和获得新知的体验。本节课的知识与技能设计为探究过程的载体，如果说知识与技能是这节课的“肌体”，那么，过程和方法则是这节课的“灵魂”。比如对实验结论的大胆质疑和对实验的重新设计、运用控制变量法对比探究两种运动、如何记录平抛运动的轨迹等既是暴露学生产生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程，也是展示学生聪明才智、创新成果和形成独特个性的过程。正是在这些过程中，学生了解了平抛运动的规律,学习了科学探究的方法，体验了科学探究的乐趣，形成了科学探究的意识。四、教学关注学科也关注人。以前我们探讨平抛运动水平