《測量平均速度》創(chuàng)新教學(xué)

王衛(wèi) 羅昌俊

摘 要：物理教學(xué)要貼近生活，注重學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，用核心素養(yǎng)引領(lǐng)中學(xué)物理教學(xué)就必須從教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新開始。本教學(xué)設(shè)計(jì)從核心素養(yǎng)的角度確立教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)，注重平均速度物理觀念的建構(gòu)，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化科學(xué)探究和物理思維素養(yǎng)的養(yǎng)成，聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行“區(qū)間測速”“定點(diǎn)測速”的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)開闊學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的激情和社會責(zé)任感，落實(shí)物理學(xué)科立德樹人的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：測量平均速度；創(chuàng)新教學(xué)；實(shí)驗(yàn)探究；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）5-0028-3

1 教材分析

《測量平均速度》選自人民教育出版社義務(wù)教育教科書八年級上冊物理第一章第四節(jié)，本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，也是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20個必做實(shí)驗(yàn)之一。教學(xué)設(shè)計(jì)1個課時。本節(jié)內(nèi)容在教材中起到承上啟下的作用。承上：速度的概念是本章知識的核心，通過測量平均速度，加深學(xué)生對速度、平均速度的理解；啟下：本節(jié)是分組實(shí)驗(yàn)課，可以讓學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等自主活動來提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，培育學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，促使物理學(xué)科核心素養(yǎng)落到實(shí)處。

2 學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過第2節(jié)《運(yùn)動的描述》，對速度的概念已經(jīng)初步形成，且學(xué)生在生活中對平均速度的概念也有一些朦朧認(rèn)識。同時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會了用刻度尺測量長度，用秒表測量時間，測量運(yùn)動物體的速度對于學(xué)生來說難度不大。若按照常規(guī)新授課來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生興趣不強(qiáng)，對發(fā)展學(xué)生思維、培養(yǎng)解決問題的能力幫助不大，因而需要創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)理念

本節(jié)課圍繞“測量小車下滑的速度”“小車下滑的運(yùn)動特點(diǎn)”與“測速在生活中的應(yīng)用”三個教學(xué)活動展開教學(xué)，將書中的測量性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對所測速度與小車到達(dá)斜面底端速度進(jìn)行對比，突破“理解平均速度”的難點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生“平均速度”物理觀念的形成；在“會測量平均速度”和“探究小車下滑的運(yùn)動特點(diǎn)”的重難點(diǎn)上，讓學(xué)生經(jīng)歷猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、搜集并分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、分享與評價的實(shí)驗(yàn)探究過程，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力；“怎樣測量高速公路上的超速”又促使學(xué)生關(guān)注物理與生活、科技的緊密聯(lián)系，體會物理學(xué)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動機(jī)和社會責(zé)任感。

4 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會測量物體的平均速度，知道平均速度可以粗略描述運(yùn)動物體在某段路程或某段時間內(nèi)的快慢；

（2）通過探究，學(xué)會設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證小車在斜面下滑時做加速運(yùn)動；

（3）通過將速度的測量與實(shí)際生活聯(lián)系，體會物理學(xué)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動機(jī)和社會責(zé)任感。

5 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量物體的平均速度。

教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合實(shí)際，理解平均速度的含義，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并探究小車下滑的運(yùn)動特點(diǎn)。

6 教學(xué)資源

微視頻（水上樂園中的激流勇進(jìn)畫面）、長度1 m的斜面、小車、秒表、長方形木塊、希沃教學(xué)助手、位置傳感器。

7 教學(xué)過程

【創(chuàng)設(shè)情景 導(dǎo)入新課】

播放“水上樂園中激流勇進(jìn)”微視頻。提問：游客尖叫的原因是什么？

導(dǎo)出問題：小船的速度究竟有多大？同學(xué)們能不能應(yīng)用桌面上的器材模擬測量小船下滑的速度？

教師板書課題：測量平均速度

（設(shè)計(jì)意圖：通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情景拉近與學(xué)生的距離，自然導(dǎo)入新課，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建測量小船下滑速度的物理模型）

【自主學(xué)習(xí) 合作探究】

學(xué)習(xí)活動1：測量小車下滑的速度

小組合作討論測量方案—展示方案—評價方案（教師提前出示展示要求和評價要求）。

（設(shè)計(jì)意圖：以學(xué)生為主體，使學(xué)生能夠緊緊圍繞目標(biāo)學(xué)習(xí)，教給學(xué)生重視自主學(xué)習(xí)的細(xì)節(jié)、思考問題的方法，鍛煉學(xué)生的邏輯思維和語言組織能力。）

使用希沃教學(xué)助手，對展示小組的導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行實(shí)物投影，展示小組結(jié)合實(shí)物投影進(jìn)行講解展示。

（設(shè)計(jì)意圖：通過現(xiàn)代技術(shù)支持教學(xué)，便捷而高效，提高學(xué)生的興趣。）

學(xué)生使用小車模擬測量小船下滑的速度。

教師提前將教室一部分小組的長方形木塊立起來，使斜面陡一些（如圖1所示），另一部分小組的長方形木塊平放，使斜面緩一些（如圖2所示）。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1、圖2所示。

（設(shè)計(jì)意圖：為后面學(xué)生分析數(shù)據(jù)和減小實(shí)驗(yàn)誤差做鋪墊。）

學(xué)生動手測量時，教師在各小組間巡回交流引導(dǎo)，將測量結(jié)果寫到對應(yīng)的表格中（如表1所示）。

讓數(shù)據(jù)相差較大的小組相互觀察實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)主要原因是由于坡度的不同。教師追問較陡和較緩的斜面哪個可能引起的誤差更大，從而得出為了使測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，應(yīng)該使斜面保持一個合適的坡度的結(jié)論。

（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。）

讓學(xué)生思考測量的速度對應(yīng)的是否是小車到達(dá)斜面底端的速度，通過分析得出實(shí)驗(yàn)中測量的是小車通過整個斜面的平均速度，反映了小車下滑的平均運(yùn)動狀態(tài)。

（設(shè)計(jì)意圖：突破“理解平均速度”的難點(diǎn)，有利于學(xué)生“平均速度”物理觀念的形成。）

提出問題：測量的平均速度是不是小車到達(dá)底端的速度？

（設(shè)計(jì)意圖：引入小車在斜面下滑時做加速運(yùn)動的猜想。）

學(xué)生活動2：小車下滑的運(yùn)動特點(diǎn)

討論驗(yàn)證方案—展示方案—評價方案（教師提前出示展示要求和評價要求），分析如何得到小車在斜面下半段運(yùn)動的時間。實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。

（設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步理解平均速度，鍛煉學(xué)生的邏輯思維和語言組織能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。）

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)到表2。

引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：小車下滑時速度越來越快，做加速運(yùn)動。

（設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)驗(yàn)探究小車下滑時做加速運(yùn)動，培養(yǎng)學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的能力。）

學(xué)生活動3： 測速在生活中的應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國車禍中有超過四分之一是超速引起的！為此，交通監(jiān)管部門加大了道路監(jiān)控管理。其中一種監(jiān)管措施就是“區(qū)間測速”，即測算出汽車某一區(qū)間行駛的平均速度。如果超過了該路段的限制速度，即被判為超速。

（設(shè)計(jì)意圖：促使學(xué)生關(guān)注物理與生活、科技的緊密聯(lián)系，體會物理學(xué)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的動機(jī)和社會責(zé)任感。）

自主評價：如圖4，汽車在某高速上行駛，若監(jiān)測點(diǎn)A、B相距15 km，全程限速100 km/h，一輛汽車通過A、B兩個監(jiān)測點(diǎn)的時間如圖4所示。請通過計(jì)算說明，如何通過“區(qū)間測速”判斷該汽車是否超速？

引導(dǎo)學(xué)生思考這種判斷方法是否存在弊端，從而由區(qū)間測速的弊端引入定點(diǎn)測速 。

拓展實(shí)驗(yàn)：使用位置傳感器感受現(xiàn)代科技的魅力。教師簡單介紹位置傳感器（如圖5所示）測速原理，并演示測量運(yùn)動物體在不同時刻的速度，將速度圖像通過投影即時顯示（如圖6所示）。

（設(shè)計(jì)意圖：利用現(xiàn)代科技支持教學(xué)，便捷而高效，讓學(xué)生體會物理學(xué)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的動機(jī)和社會責(zé)任感。）

【總結(jié)反思 內(nèi)化素養(yǎng)】

學(xué)生談本節(jié)課的收獲，教師引導(dǎo)學(xué)生從知識、方法等方面補(bǔ)充完善，形成知識體系。

（設(shè)計(jì)意圖：鍛煉學(xué)生歸納總結(jié)的能力，形成知識體系。）

結(jié)束語：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)也讓我想起了牛頓先生的一句話。他說，偉大的發(fā)現(xiàn)要依靠大膽的猜想，而科學(xué)的論證才是成功的關(guān)鍵。今天我們一起經(jīng)歷了從提出猜想到驗(yàn)證猜想的過程，希望同學(xué)們在今后學(xué)習(xí)物理的過程中也能做到大膽假設(shè)小心求證；同時我們發(fā)現(xiàn)，物理知識來源于生活，也可以服務(wù)于我們的生活，但不管是“區(qū)間測速”還是“定點(diǎn)測速”都不能完全杜絕超速，只有我們每個人提升自身的素養(yǎng)，才能打造一個更安全和諧的社會！

（設(shè)計(jì)意圖：內(nèi)化學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。）

參考文獻(xiàn)：

[1]郭玉英，姚建欣.聚焦教學(xué)關(guān)鍵問題 發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)——初中物理教學(xué)關(guān)鍵問題的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐引領(lǐng)[J].基礎(chǔ)教育課程，2016（9）：50-55.

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[3]高嵩，李彥青.基于核心素養(yǎng)的探究式教學(xué)[J].物理教學(xué)探討，2015，33（8）：1-3.