2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学设计 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册一、教学内容分析

本节课的主要教学内容来自于人教版（2019）必修第一册，实验：探究小车速度随时间变化的规律，位于第2.1节。本节课主要通过实验的方式，让学生了解并掌握小车速度随时间变化的规律。

首先，学生需要了解实验的基本原理和实验器材的使用方法，如小车、计时器、斜面等。其次，学生需要学会如何进行实验数据的收集和处理，如使用计时器记录小车在不同时间点的速度，并绘制速度-时间图。最后，学生需要通过实验数据分析，得出小车速度随时间变化的规律，即匀变速直线运动的规律。

本节课的教学内容与学生已有知识联系紧密。学生在初中阶段已经学习了匀速直线运动的基本概念，如速度、时间等。本节课将进一步深化学生对速度和时间关系的理解，并引入匀变速直线运动的概念，为学生后续学习运动学方程打下基础。

此外，本节课的实验操作也符合教学实际。学生可以通过亲自动手实验，加深对物理概念的理解，培养实验操作能力和数据分析能力。同时，实验结果的讨论和分析，也有助于提高学生的思维能力和解决问题的能力。二、核心素养目标

本节课的核心素养目标主要包括以下几个方面：

1.科学探究能力：通过实验探究小车速度随时间变化的规律，培养学生的科学探究能力，包括提出问题、设计实验、收集数据、分析结果、得出结论等。

2.数据处理能力：学生需要学会如何使用计时器记录小车在不同时间点的速度，并绘制速度-时间图，培养数据处理能力。

3.逻辑思维能力：学生需要通过实验数据分析，得出小车速度随时间变化的规律，培养逻辑思维能力。

4.合作交流能力：学生可以分组进行实验，培养合作交流能力，共同完成实验任务。

5.科学态度与价值观：通过实验探究，培养学生的科学态度和价值观，如实事求是、严谨认真、尊重事实等。

本节课的核心素养目标符合新教材的要求，注重培养学生的科学探究能力、数据处理能力、逻辑思维能力、合作交流能力和科学态度与价值观。三、学情分析

本节课的学情分析主要包括以下几个方面：

1.学生层次：

（1）知识层次：学生已经学习了匀速直线运动的基本概念，如速度、时间等，对物理概念有一定的了解。

（2）能力层次：学生具备一定的实验操作能力，能够进行简单的实验操作，但数据处理和分析能力有待提高。

（3）素质层次：学生对物理实验有较高的兴趣，但部分学生可能缺乏自信心，需要教师的鼓励和指导。

2.知识、能力、素质方面：

（1）知识方面：学生在初中阶段已经学习了匀速直线运动的基本概念，为本节课的学习打下了一定的基础。

（2）能力方面：学生具备一定的实验操作能力，但数据处理和分析能力有待提高。教师需要通过实验指导和示范，帮助学生掌握数据处理的方法和技巧。

（3）素质方面：学生对物理实验有较高的兴趣，但部分学生可能缺乏自信心，需要教师的鼓励和指导。教师可以通过分组合作、实验竞赛等方式，激发学生的学习兴趣和自信心。

3.行为习惯：

（1）学习习惯：学生通常能够按时完成作业，但部分学生可能缺乏自主学习的习惯，需要教师的指导和监督。

（2）实验习惯：学生对物理实验有一定的兴趣，但部分学生在实验操作中可能不够细致，容易导致实验结果的误差。

（3）课堂纪律：学生在课堂上通常能够遵守纪律，但部分学生可能容易分心，需要教师的关注和引导。

4.对课程学习的影响：

（1）知识基础：学生已经学习了匀速直线运动的基本概念，为本节课的学习打下了一定的基础，有利于理解和掌握本节课的知识。

（2）能力基础：学生具备一定的实验操作能力，但数据处理和分析能力有待提高，需要教师在实验指导和示范中给予关注和指导。

（3）素质基础：学生对物理实验有较高的兴趣，但部分学生可能缺乏自信心，需要教师的鼓励和指导。教师可以通过分组合作、实验竞赛等方式，激发学生的学习兴趣和自信心。

本节课的学情分析主要从学生层次、知识、能力、素质、行为习惯等方面进行，为教师提供了一定的参考，有利于教师更好地开展教学活动。四、教学方法与策略

本节课的教学方法与策略主要包括以下几个方面：

1.教学方法：

（1）实验教学：通过实验探究小车速度随时间变化的规律，让学生亲自动手操作，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。

（2）讨论教学：在实验过程中，教师可以组织学生进行小组讨论，分享实验结果和心得体会，培养学生的合作交流能力。

（3）案例教学：教师可以展示一些典型的实验案例，让学生分析案例中的问题，并提出解决方案，培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。

2.教学活动设计：

（1）角色扮演：教师可以安排学生进行角色扮演，模拟实验操作和数据分析的过程，增强学生的参与感和实践能力。

（2）实验竞赛：教师可以组织学生进行实验竞赛，激发学生的学习兴趣和竞争意识，培养学生的团队合作精神和实验操作能力。

（3）游戏教学：教师可以设计一些与实验相关的游戏，让学生在游戏中学习实验操作和数据处理的方法，提高学生的学习积极性和兴趣。

3.教学媒体和资源的使用：

（1）PPT课件：教师可以使用PPT课件展示实验原理、实验步骤和实验结果，帮助学生更好地理解和掌握实验内容。

（2）视频资源：教师可以提供一些与实验相关的视频资源，让学生更加直观地了解实验过程和实验结果，提高学生的学习兴趣。

（3）在线工具：教师可以引导学生使用在线工具进行实验数据的处理和分析，培养学生的数据处理能力。

本节课的教学方法与策略注重培养学生的实验操作能力、科学探究能力、合作交流能力、逻辑思维能力和问题解决能力。通过实验教学、讨论教学、案例教学等方法，以及角色扮演、实验竞赛、游戏教学等教学活动设计，激发学生的学习兴趣和参与度。同时，教师合理使用PPT课件、视频资源、在线工具等教学媒体和资源，帮助学生更好地理解和掌握实验内容。五、教学流程

本节课的教学流程主要包括课前准备、课中教学和课后拓展三个部分，共计45分钟。

1.课前准备（5分钟）

（1）教师准备：教师需要提前准备好实验器材，如小车、计时器、斜面等，并确保器材的完好性和准确性。同时，教师需要准备PPT课件，展示实验原理、实验步骤和实验结果。

（2）学生准备：学生需要提前预习本节课的内容，了解实验的基本原理和实验器材的使用方法。学生可以查阅相关资料，了解匀变速直线运动的基本概念和规律。

2.课中教学（30分钟）

（1）实验探究（10分钟）：教师组织学生进行实验探究，让学生亲自动手操作，记录小车在不同时间点的速度，并绘制速度-时间图。实验过程中，教师巡回指导，解答学生的问题，确保实验的顺利进行。

（2）讨论分析（10分钟）：学生分组进行讨论，分析实验数据，得出小车速度随时间变化的规律。教师参与学生的讨论，引导学生正确分析实验结果，培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。

（3）案例分享（5分钟）：教师展示一些典型的实验案例，让学生分析案例中的问题，并提出解决方案。学生分享自己的分析过程和结果，教师给予点评和指导。

3.课后拓展（5分钟）

（1）实验报告：学生需要撰写实验报告，总结实验过程、实验结果和实验心得。实验报告可以培养学生的写作能力和表达能力。

（2）在线学习：教师可以推荐一些与本节课相关的在线学习资源，如视频、文章等，鼓励学生进行课后自主学习，进一步巩固和拓展本节课的知识。

本节课的教学流程注重实验探究、讨论分析和案例分享，通过实验操作、数据分析和问题解决，让学生更好地理解和掌握小车速度随时间变化的规律。同时，课后拓展环节鼓励学生进行自主学习，进一步巩固和拓展本节课的知识。整个教学过程设计合理，符合教学实际，能够有效提高学生的学习兴趣和参与度。六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料：

（1）《高中物理实验手册》：提供详细的实验原理、实验步骤和实验结果分析，帮助学生深入了解实验操作和数据处理的方法。

（2）《物理实验设计与探究》：介绍物理实验的设计方法和探究技巧，培养学生进行科学探究的能力。

（3）《匀变速直线运动》：深入讲解匀变速直线运动的概念、规律和应用，帮助学生巩固本节课的知识。

（4）《物理实验数据处理与分析》：介绍数据处理和分析的方法，包括数据收集、数据处理和数据分析等，提高学生的数据处理能力。

（5）《物理实验竞赛指导》：提供实验竞赛的指导和技巧，激发学生的竞争意识和团队合作精神。

2.课后自主学习和探究：

（1）实验探究：学生可以自主设计实验，探究其他物体的运动规律，如球体、滑块等，培养学生的实验设计和创新能力。

（2）数据分析：学生可以收集和分析更多的实验数据，了解不同物体运动规律的差异，提高数据处理和分析能力。

（3）问题解决：学生可以针对实验中遇到的问题，进行研究和解决，培养问题解决和逻辑思维能力。

（4）合作交流：学生可以与同学合作，共同完成实验任务，培养合作交流和团队协作能力。

（5）自主学习：学生可以自主查阅相关资料，了解匀变速直线运动的最新研究进展，提高自主学习能力和知识拓展能力。

本节课的拓展与延伸旨在提供丰富的学习资源，鼓励学生进行课后自主学习和探究，进一步巩固和拓展本节课的知识。通过阅读拓展材料、自主设计和分析实验、解决问题和合作交流等方式，激发学生的学习兴趣和探究精神，培养学生的实验操作能力、数据处理能力、逻辑思维能力、合作交流能力和自主学习能力。七、板书设计

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。以下是对板书设计的具体阐述：

①重点知识点：板书应包括本节课的主要知识点，如小车速度随时间变化的规律、匀变速直线运动的定义等。这些知识点应简洁明了，便于学生理解和记忆。

②关键词：板书应突出关键词，如“速度”、“时间”、“匀变速直线运动”等。关键词应清晰可见，帮助学生快速抓住本节课的核心内容。

③句型：板书应采用简洁明了的句型，如“小车速度随时间均匀增加”、“小车速度随时间均匀减少”等。句型应简洁易懂，便于学生理解和记忆。

④艺术性和趣味性：板书应具有一定的艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。例如，板书可以采用图表、图形、颜色等元素，使板书更具吸引力。同时，板书可以采用幽默、生动的句子，使板书更具趣味性。

⑤示例：

-板书标题：小车速度随时间变化的规律

-板书内容：

-关键词：速度、时间、匀变速直线运动

-重点知识点：小车速度随时间均匀增加、小车速度随时间均匀减少

-句型：小车速度随时间均匀增加，表现出匀变速直线运动的特征

-艺术性和趣味性：板书采用图表、图形、颜色等元素，使板书更具吸引力八、课后作业

1.小车在水平面上以恒定加速度直线运动，求在2秒内的速度变化。

解：设小车的初速度为v0，加速度为a，则小车在2秒内的速度变化为v=v0+at。

2.一物体以5m/s的初速度在水平面上运动，求其速度变化。

解：设加速度为a，则速度变化为v=5m/s+a*2s=7m/s。

3.一物体在水平面上以恒定加速度直