基于智慧平臺(tái)的《圖象的應(yīng)用高三專(zhuān)題復(fù)習(xí)》教學(xué)設(shè)計(jì)

鄧燕紅

【摘要】智慧平臺(tái)給教學(xué)注入了新的活力。智學(xué)網(wǎng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，可以讓教師更清楚學(xué)生的學(xué)情，并設(shè)計(jì)出適合學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教法，進(jìn)行精準(zhǔn)化教學(xué)。本文借助智學(xué)網(wǎng)獲得的學(xué)生測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析學(xué)生對(duì)高中圖象掌握的情況，課堂上利用PAD和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，采用討論交流的形式進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)的突破。在內(nèi)容設(shè)計(jì)上從教材的圖象入手，以識(shí)圖、畫(huà)圖、用圖為主線，滲透選擇題、實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題解題方法的訓(xùn)練，提高學(xué)生分析圖象問(wèn)題的綜合思維能力。

【關(guān)鍵詞】智慧平臺(tái);數(shù)據(jù);圖象的應(yīng)用;教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)內(nèi)容分析

圖象是一種語(yǔ)言，它直觀、明了，在生活中、學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)用到，也是物理高考必考的一個(gè)內(nèi)容。圖象考查范圍廣，力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)都有涉及。題型也具有多樣性，選擇、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算，選做題都可能有圖象分析的問(wèn)題?？梢?jiàn)，學(xué)好圖象對(duì)高考和提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)都有重要意義。

二、學(xué)生情況分析

圖象考題難度一般是中等難度，是學(xué)生通過(guò)努力可以攻克的。從歷次測(cè)試來(lái)看，對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象的視圖分析學(xué)生掌握得比較好，而對(duì)于應(yīng)用圖象解決問(wèn)題則只有1/3左右的同學(xué)掌握較好。學(xué)生的難點(diǎn)主要在于：畫(huà)圖象和推導(dǎo)函數(shù)解析式、非常規(guī)圖象用面積計(jì)算相關(guān)物理量等。

三、物理核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.物理觀念。學(xué)會(huì)看物理圖象，理解圖象的截距、交點(diǎn)、斜率、圖象與坐標(biāo)軸圍成的圖形面積的含義。

2.科學(xué)思維和創(chuàng)新：（1）能綜合應(yīng)用物理知識(shí)求圖象的函數(shù)式，思考總結(jié)求圖象類(lèi)問(wèn)題的基本方法;（2）學(xué)會(huì)用描點(diǎn)法和解析式法畫(huà)圖象，并應(yīng)用圖象解決物理實(shí)際問(wèn)題。

3.科學(xué)探究和交流。通過(guò)平板進(jìn)行全班互動(dòng)，錄制學(xué)生作圖過(guò)程并進(jìn)行展示，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言，營(yíng)造暢言課堂氛圍，促進(jìn)生生學(xué)習(xí)。

4.科學(xué)態(tài)度和責(zé)任：（1）學(xué)會(huì)看各種圖象，培養(yǎng)科學(xué)的識(shí)圖方法;（2）根據(jù)測(cè)評(píng)獲得成功的體驗(yàn)，增強(qiáng)做好圖象類(lèi)問(wèn)題的信心。

四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：（1）識(shí)圖，以運(yùn)動(dòng)學(xué)中的v-t圖、s-t圖、a-t圖為基礎(chǔ)理解圖象的交點(diǎn)、斜率和面積的意義;能把圖象與具體情境聯(lián)系起來(lái);（2）畫(huà)圖、用圖，學(xué)會(huì)用函數(shù)解析式法和描點(diǎn)法作圖，并分析相關(guān)的物理問(wèn)題;（3）學(xué)會(huì)求相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系式。

2.難點(diǎn)：（1）圖象與物理情景相結(jié)合分析;（2）根據(jù)物理規(guī)律求解圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。

五、教學(xué)思想和方法

1.教學(xué)思想：（1）多媒體技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容融合，利用智學(xué)網(wǎng)、平板、白板等平臺(tái)提高課堂教學(xué)效果;（2）因材施教：根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)特點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)計(jì)適合的教學(xué)內(nèi)容。采取適合的教學(xué)方法，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異;（3）做中學(xué)，通過(guò)讓學(xué)生體驗(yàn)、討論，積累一定的解題方法。

2.教學(xué)方法：講授法、討論法、類(lèi)比法等。

六、教具

白板教學(xué)平臺(tái)、學(xué)生平板、智學(xué)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、演示電容器的充放電實(shí)驗(yàn)儀器等。

七、教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入

1.回歸教材

方法：課前將粵教版高中物理課本出現(xiàn)的典型圖象整理通過(guò)平板推送給學(xué)生歸納得出：圖象問(wèn)題需要抓住兩個(gè)重要信息：斜率和面積的意義，既通過(guò)數(shù)據(jù)說(shuō)明圖象很重要，又回歸了教材，向?qū)W生滲透一種復(fù)習(xí)方法：對(duì)著圖象回憶學(xué)過(guò)的核心物理規(guī)律，物理知識(shí)。

2.近三年高考全國(guó)1卷中對(duì)圖象問(wèn)題的考查

可見(jiàn)，圖象是分析、解決問(wèn)題的一種重要方法，是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，高考的必考點(diǎn)。

環(huán)節(jié)二：識(shí)圖

（一）課前評(píng)估

教師整理2019年、2018年的高考真題部分圖象題讓學(xué)生先做，課前教師利用PAD已經(jīng)批改好并統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生主要存在漏選的問(wèn)題。課堂上進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)評(píng)，并總結(jié)識(shí)圖的基本方法：一看坐標(biāo)，二分析點(diǎn)（截點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)）、線（斜率）、面（面積）的含義。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)預(yù)習(xí)學(xué)生能明確考向，教師能獲得更多的學(xué)情數(shù)據(jù)信息。

（二）例題示范：利用圖象分析具體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，層層遞進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力

（多選）如圖所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=4kg的小物體B以水平速度v0=2m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的上表面。由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（? ?）

A.木板A獲得的動(dòng)能為2 J

B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2 J

C.木板A的最小長(zhǎng)度為2 m

D.A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1

1.設(shè)計(jì)意圖：將圖象與板塊模型的結(jié)合，涉及物理規(guī)律有動(dòng)量守恒定律，滑動(dòng)摩擦力計(jì)算，動(dòng)能計(jì)算，能量守恒定律。讓學(xué)生掌握用圖象分析運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的基本方法，提高用物理規(guī)律解決問(wèn)題綜合的能力。

2.教師活動(dòng)：（1）引導(dǎo)學(xué)生審題、識(shí)圖，并結(jié)合物理情景明確物理過(guò)程;（2）啟發(fā)學(xué)生調(diào)用物理規(guī)律解決問(wèn)題。

3.學(xué)生活動(dòng)：（1）審題;（2）看圖，獲取有用信息;（3）結(jié)合問(wèn)題，調(diào)用物理規(guī)律。

4.總結(jié)方法

師生對(duì)話示例：

師：請(qǐng)你結(jié)合甲乙兩圖，敘述A、B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并把運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖在討論區(qū)展示出來(lái)。

生：B以速度v0=2m/s滑上A后先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，A在摩擦力的作用下從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最后A、B共速。

師：同學(xué)們做得很好。根據(jù)大家的答案，A、B選項(xiàng)沒(méi)有疑問(wèn)。那么如何求木板A的最小長(zhǎng)度？

生：有的可能會(huì)想到公式Q=△E損=fs相對(duì)，但是未知，遇到攔路虎了。有的同學(xué)觀察到v-t圖可以求位移，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情景圖想到木板最小長(zhǎng)度是B與A的位移差，即圖中A、B0～1s的圖線與v軸圍成的三角形的面積。（這里教師組織學(xué)生開(kāi)展討論使問(wèn)題迎刃而解。）

師：通過(guò)這道題，同學(xué)們說(shuō)說(shuō)看圖象問(wèn)題應(yīng)該怎么分析？

生：先把題目信息轉(zhuǎn)移到圖象中，理解圖象，然后再根據(jù)圖象畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖，最后抓住圖象的交點(diǎn)，斜率和面積等反應(yīng)的物理信息解決問(wèn)題。

（三）變式訓(xùn)練：通過(guò)學(xué)生課堂上練習(xí)，討論交流、展示，教師及時(shí)解決學(xué)生存在的問(wèn)題，并評(píng)價(jià)教學(xué)的效果

如圖甲，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為1.0m，左端連接阻值R=4.0Ω的電阻;勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向下;質(zhì)量m=0.2kg、長(zhǎng)度l=1.0m、電阻r=1.0Ω的金屬桿置于導(dǎo)軌上，向右運(yùn)動(dòng)并與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。t=0時(shí)對(duì)桿施加一平行于導(dǎo)軌方向的外力F，桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示。其余電阻不計(jì)。求：

（1）從t=0開(kāi)始，金屬桿運(yùn)動(dòng)距離為5m時(shí)電阻R兩端的電壓;

（2）在0～3.0s內(nèi)，外力F大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。

1.設(shè)計(jì)意圖：（1）圖象與電磁感應(yīng)結(jié)合;（2）計(jì)算題規(guī)范作答;（3）討論展示，加深印象，經(jīng)歷解題分享的過(guò)程，學(xué)會(huì)交流。

2.教師活動(dòng)：（1）指導(dǎo)學(xué)生做題;（2）觀察學(xué)生的答題情況，選取典型的解法投屏展示;（3）展示一個(gè)同學(xué)的答案，并邀請(qǐng)他上臺(tái)講解解題思路;（4）點(diǎn)評(píng)，對(duì)答題的規(guī)范性和選用不同方法做的注意事項(xiàng)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，指出優(yōu)缺，查漏補(bǔ)缺。

3.學(xué)生活動(dòng)：先在練習(xí)本上作答，再用平板拍照上傳，和小組同學(xué)討論交流，并展示。

環(huán)節(jié)三：畫(huà)圖、用圖

（一）根據(jù)智學(xué)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)體特點(diǎn)，進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)

今年入冬以來(lái)，霧霾天氣頻繁出現(xiàn)。11月12日早6時(shí)濃霧天氣中道路能見(jiàn)度只有30m，且路面濕滑。一輛小汽車(chē)以18 m/s的速度自中華路由南向北行駛，通過(guò)某路段時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)正前方濃霧中有一輛卡車(chē)正以6m/s的速度同向勻速行駛，于是，司機(jī)鳴笛示警同時(shí)緊急剎車(chē)，但路面濕滑，只能實(shí)現(xiàn)2m/s2的加速度減速行駛。前車(chē)接到示警于2秒后以2m/s2的加速度加速行駛。以下說(shuō)法正確的是（ ）

A.前后車(chē)因都采取了必要的減加速運(yùn)動(dòng)，所以不會(huì)追尾。

B.前后車(chē)雖采取了減加速運(yùn)動(dòng)，但加速度過(guò)小，仍會(huì)發(fā)生追尾碰撞。

C.在前車(chē)開(kāi)始加速時(shí)，兩車(chē)相距僅有9m的距離。

D.兩車(chē)距離最近只有2m。

1.設(shè)計(jì)意圖：（1）用數(shù)據(jù)說(shuō)明學(xué)生存在的問(wèn)題，說(shuō)明努力的方向;（2）引導(dǎo)學(xué)生掌握作圖象處理追及相遇問(wèn)題。

2.教師活動(dòng)：先分析學(xué)情（本題滿分：19人，占43.2%，漏選的7人，占15.9：%，有錯(cuò)選的18人，占40.9%，其中錯(cuò)選B的有16人，錯(cuò)選C的6人），然后讓做對(duì)的同學(xué)分享解法，最后說(shuō)明畫(huà)圖解決追及相遇問(wèn)題的好處和注意事項(xiàng)。

3.學(xué)生活動(dòng)：（1）討論與交流;分享解法;（2）掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的作圖方法學(xué)會(huì)求特殊點(diǎn)的坐標(biāo)等。

（二）截取典型作圖進(jìn)行面批式講評(píng)

為了測(cè)定滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中由彈簧與方形薄管組成速度發(fā)射器，彈簧原長(zhǎng)小于管長(zhǎng)，發(fā)射器出口末端與水平桌面相切。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，都將發(fā)射器固定于水平桌面上，將彈簧壓縮到相同長(zhǎng)度，測(cè)量發(fā)射器出口B與桌面右端距離為x，小滑塊從發(fā)射器出口射出，經(jīng)桌面滑行x距離后從桌面右端水平拋出，落在水平地面上的p點(diǎn)，測(cè)量水平距離為s。已知桌面到水平地面高度H=1m，不計(jì)空氣阻力。

該生在實(shí)驗(yàn)中幾組x、s數(shù)據(jù)（如下左表）請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)在下圖中畫(huà)出s2-x圖像，得到=? ? ? ? ? （保留2位有效數(shù)字）。

1.設(shè)計(jì)意圖：針對(duì)學(xué)生函數(shù)解析式的學(xué)習(xí)難點(diǎn)進(jìn)行突破教學(xué)。

2.教師活動(dòng)：（1）展示學(xué)生的答卷，面對(duì)面指出描點(diǎn)法作圖存在的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)作圖的規(guī)范性。（2）引導(dǎo)學(xué)生分析s2-x的函數(shù)解析式。

3.學(xué)生活動(dòng)：（1）習(xí)得作圖處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法;（2）學(xué)會(huì)推導(dǎo)函數(shù)解析式;（3）總結(jié)反思，思維發(fā)散。

（三）品真題，明確考向

（2018年高考全國(guó)卷I·T15）如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開(kāi)靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是 （? ）

1.設(shè)計(jì)意圖：（1）學(xué)生明確考向，提高綜合分析問(wèn)題的能力，養(yǎng)成畫(huà)過(guò)程圖的良好解題習(xí)慣;（2）教師課前根據(jù)數(shù)據(jù)知道推導(dǎo)非常規(guī)圖象的函數(shù)解析式是教學(xué)的難點(diǎn)。

2.教師活動(dòng)：根據(jù)同學(xué)們反饋的作答數(shù)據(jù)，用動(dòng)畫(huà)模擬運(yùn)動(dòng)過(guò)程，幫助學(xué)生們理解彈簧伸長(zhǎng)量不是x，而是L-x 。

3.學(xué)生活動(dòng)：觀察動(dòng)畫(huà)得出彈簧伸長(zhǎng)量與x的關(guān)系，利用牛頓第二定律列出F-x圖象的函數(shù)解析式。

（四）變式訓(xùn)練

圖（a）所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖（b）所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是

1.設(shè)計(jì)意圖：測(cè)試學(xué)生是否掌握了一般圖象識(shí)圖和作圖的方法，并會(huì)結(jié)合電容器充放電知識(shí)和電容器電容定義式、電流定義式等分析充電電流的情況，能推導(dǎo)出UC-t圖象斜率的意義。

2.教師活動(dòng)：（1）學(xué)生對(duì)電容器的充放電可能遺忘了，所以先通過(guò)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)充電電流和放電電流，觀察它們的方向是不同的。（2）看統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生們交流展示，并點(diǎn)評(píng)。

3.學(xué)生活動(dòng)：迅速解題，選擇答案，并交流展示。

（五）拓展：小組討論

如圖4所示為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的P-V圖線。由圖線可知，A到B過(guò)程中氣體對(duì)外做的功比B到C過(guò)程中氣體對(duì)外做的功多多少J？

環(huán)節(jié)三：小結(jié)

用一張幻燈片把本節(jié)習(xí)題中的圖象集體呈現(xiàn)，鼓勵(lì)同學(xué)們進(jìn)行總結(jié)，提升解題技巧。

1.基礎(chǔ)圖象

2.陌生圖象求解析式

3.斜率意義

4.面積意義

環(huán)節(jié)四：教學(xué)反思

1.針對(duì)訓(xùn)練一，學(xué)生展示答案后，教師需要挑選兩份用不同方法解的答案給學(xué)生討論，弄清楚速度、加速度和力的矢量性。2.在數(shù)據(jù)分析時(shí)，既要肯定同學(xué)們?nèi)〉玫某煽?jī)，又要指出存在的問(wèn)題，查漏補(bǔ)缺不斷進(jìn)步。3.學(xué)生課堂上使用Pad互動(dòng)時(shí)，也應(yīng)讓學(xué)生發(fā)言，上臺(tái)展示。4.每一節(jié)課的設(shè)計(jì)都應(yīng)圍繞教學(xué)重難點(diǎn)展開(kāi)，在習(xí)題課上應(yīng)發(fā)揮智慧平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也應(yīng)該重視物理實(shí)驗(yàn)，盡量用直觀的方式引導(dǎo)學(xué)生理解物理問(wèn)題。5.復(fù)習(xí)課不應(yīng)設(shè)計(jì)得太滿，應(yīng)該拋一些問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考。