深度學習導向下的高中物理大單元教學

深度學習作為新課標下的一個重要教學理念，鼓勵學生多視角、深層次地挖掘知識的內(nèi)涵，從而構(gòu)建完善的知識體系，掌握學習方法。但是，傳統(tǒng)的物理教學以課時為主，人為地將知識割裂開來，不利于學生深度學習。因此，本校教研組的物理教師通過研讀新課標、分析物理教材，提出了大單元教學的觀點，通過從整體上規(guī)劃教學內(nèi)容、制訂教學計劃，實現(xiàn)學生淺層學習向更深層次的過渡，進而提升學生學習物理的效率與質(zhì)量?；诖?，本文以魯科版“拋體運動\"這一單元為例，對深度學習導向下的大單元教學開展策略進行了分析，期望本文的討論給有關(guān)工作者以借鑒和參考。

一、教材分析

“拋體運動”是魯科版必修二第二章的內(nèi)容，在學生的整個物理學習階段占有重要的地位。拋體運動是運動學與動力學知識在曲線運動中的拓展，學生通過探究直線運動到曲線運動的過渡，能夠樹立深化運動與相互作用的觀念。在本單元的學習中，教師可以指導學生建立模型、自主開展實驗，探尋平拋運動的特點與規(guī)律。此過程的開展有助于學生科學思維與探究素養(yǎng)的提升。所以在本單元的教學中，教師要轉(zhuǎn)變教學模式，鼓勵學生自我分析與研究，讓學生在經(jīng)歷抽象、推理、概括等過程的基礎(chǔ)上對知識有基本的認識，并幫助學生樹立起極限與等效思想。

二、學情分析

決曲線運動問題的有效方法。在高一必修一的學習中，學生還掌握了勻速直線運動與自由落體運動的相關(guān)知識，并且能夠利用現(xiàn)代設(shè)備探究物體的運動規(guī)律?？紤]到高中生的認知特點與自身的能力，我們預測了學生在本單元學習中可能遇到的問題：平拋運動是學生第一次接觸“化曲為直”的思想，所以在探究平拋運動兩個方向運動的試驗上存在一定的困難，無法準確得出平拋運動的規(guī)律。

經(jīng)過高一必修一的學習，學生已經(jīng)掌握了力的合成與分解的規(guī)律，明白了運動的合成與分解是解

三、單元整體目標與課時目標

文章結(jié)合新課標，在對本單元要求、物理教材內(nèi)容和學生基本情況進行分析的基礎(chǔ)上明確了本單元的教學目標。

1.通過自主實驗幫助學生建立曲線運動的概念，了解曲線運動的條件，從而培養(yǎng)學生運動與相互作用的觀念。

2.以學生的現(xiàn)實生活為背景，指導學生通過自我探究和小組實驗，探尋平拋運動的規(guī)律，培養(yǎng)學生的科學探究能力。

3.巧用物理案例，引導學生運用運動合成與分解的方法對物體的平拋運動展開分析，培養(yǎng)學生“化繁為簡\"的思想；引導學生運用平拋運動規(guī)律對生活中的拋體運動展開分析，培養(yǎng)學生推理論證的能力。

四、教學過程設(shè)計

（一）新課導人

教師：今天，老師將帶領(lǐng)大家進人新的研究領(lǐng)域。在本課知識開展之前，我們先一起觀看一段視頻。師：這些精彩的演繹中蘊含著豐富的物理知識，

大家是否注意到了細節(jié)呢？籃球或汽車存在初速度嗎？籃球和汽車的運動軌跡如何？籃球和汽車的受力情況怎樣？誰可以說一說自己的觀點？

教師為學生展示運動員投籃、柯受良飛躍壺口瀑布的視頻，

學生A：籃球在空中的運動、汽車在啟動時，都是從靜止到開始運動的過程，存在初速度，且初速度都為0。

學生B：如若物理本身的重力遠遠大于空氣阻力的話，可以忽略空氣阻力。

教師：大家不僅觀察得仔細，也對前面的知識掌握得非常牢固。接下來，我們就要深人探討一下平拋運動的概念。

（二）新知識探究

關(guān)于本環(huán)節(jié)的探究，文章在把握教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將其劃分為六個環(huán)節(jié)。

第一環(huán)節(jié)：什么是平拋運動

教師：像上面環(huán)節(jié)中，籃球和汽車以初速度向外拋出，忽略空氣阻力，物體在只受自身重力的影響下所做的運動，我們稱之為“拋體運動”。按照拋體運動的初速度，我們可以將其分為豎直上拋運動、平拋運動、斜拋運動三個類型。本節(jié)課，我們重點探究平拋運動。

問題1：平拋運動的條件是什么？

問題2：平拋運動的性質(zhì)是什么？可以從初速度、運動軌跡等角度回答。

教師用問題引導學生對平拋運動的產(chǎn)生條件、初速度以及運動軌跡進行探究，不僅可以幫助學生更好地把握平拋運動，還為學生探究平拋運動的規(guī)律做了堅實的鋪墊。

第二環(huán)節(jié)：平拋運動的規(guī)律

教師：經(jīng)過上述環(huán)節(jié)的學習，相信大家對平拋運動的概念已經(jīng)有所了解，那么本環(huán)節(jié)，我們將要探討曲線運動的方法。平拋運動的軌跡是一條曲線，我們探索起來會存在很大的困難，那么有什么簡便的方法嗎？大家可以結(jié)合前面所學的內(nèi)容想一想。

教師為學生留出2＼～3分鐘的時間，然后邀請學生舉手回答。

學生A：我們可以將平拋運動分解為兩個簡單的分運動，然后分別探究兩個分運動的規(guī)律，再運用運動合成的方法將其整合起來，就能輕松得到平拋運動的規(guī)律了。

教師：這個主意不錯，那么平拋運動觀應(yīng)該分解為哪兩個方向呢？

學生B：一個水平，一個豎直。

教師：物體在水平方向運動時存在初速度嗎？有加速度嗎？物體在豎直方向運動時存在初速度嗎？有加速度嗎？

關(guān)于上面問題的分析，教師考慮到存在一定難度，所以將班級學生劃分為若干個學習小組，引導學生在小組討論中得出答案并進行猜想。

小組1：物體在水平方向運動的過程中初速度為 ，而且不受任何力的作用，所以小球應(yīng)該是依靠自身的慣性做勻速直線運動。

小組2：物體在豎直方向運動的過程中初速度為0，而且只受重力的影響，我們小組猜測物體做自由落體運動。

教師（總結(jié)）：從理論角度來看，我們可以將平拋運動分為水平勻速直線與豎直自由落體運動。那么我們有什么方法驗證上面的猜想呢？請各小組根據(jù)自己的猜想進行試驗設(shè)計。

教師為學生留出自我分析、設(shè)計的時間，然后邀請各小組選派一名代表對本小組的設(shè)計方向進行分析，教師做最后的總結(jié)與歸納。

教師（總結(jié)）：為了驗證大家的猜想，本次的試驗設(shè)計要保證初速度為0的平拋運動水平方向與初速度為0的水平方向的勻速直線運動的情況是相同的。所以，我們先選擇兩個物體，讓物體A按照 的速度在水平方向進行勻速直線運動，同時讓物體B以同樣的速度進行平拋運動。從理論上來看， 物體在水平方向運動的過程中，其相對位置是不變的；如若 動身點的水平坐標相同，那么物體在運動的過程中所處的水平位置也會始終保持相同

為了讓學生細致地體會上述的試驗原理，教師可以選取相應(yīng)的試驗案例指導學生分析，讓學生在觀察、分析與總結(jié)的過程中把握平拋運動的規(guī)律，同時培養(yǎng)學生的物理探究能力。

教師：我這里有個試驗案例供大家分析。大家認真觀察并說一說實驗的結(jié)果是什么?！苯處熇寐跑浖閷W生展示相同的兩個小球在相同的弧形軌道上進行運動的視頻。）

學生C：通過對試驗的觀察，我們可以看到兩個小球在相鄰的時間間隔內(nèi)其移動的距離是相等的，所以可以得出小球均做勻速直線運動。

教師：從理論視角來看，平拋運動豎直方向的運動規(guī)律是自由落體運動，那么我們應(yīng)該如何來驗證這一結(jié)論呢？

教師為各小組留出思考的時間，5分鐘之后，各小組分別派一名代表回答。

小組代表：經(jīng)過本小組成員的分析，為了驗證這一結(jié)論，我們小組的設(shè)計方向為：讓物體處在相同的高度，觀察物體運動中其豎直方向的運動與自由下落的運動，其狀態(tài)是否一樣。因此，我們小組選取了兩個物體，其中一個在高度 h 進行自由落體運動，另一個物體在同樣的高度，以速度 做平拋運動，且讓兩個物體同時運動。從理論上來講，兩個物體在豎直方向的相對位置是不同的，如若在運動的過程中兩個物體始終在同一個水平方向，那么我們就說這兩個物體的豎直位置也是相同的。

教師：依照這個思想，大家認真觀察這一試驗，其結(jié)果是什么？（教師準備了相應(yīng)的試驗案例，然后為學生展示視頻“金屬片將A球沿著水平方向拋出，同時B球也被松開，自由向下落（ 兩球是同時運動的）”。）

學生D：我看到兩個小球同時落體。

為了讓學生看得更真切，教師利用慢放軟件為學生播放 兩個小球的運動情況，大家可以清晰地看到兩個小球在相同的時刻豎直方向上一直處在同一個高度上，這可以說明A、B兩個小球都在做自由落體運動。

教師：經(jīng)過上述的探究，我們可以得出平拋運動豎直方向的運動就是自由落體運動。

第三環(huán)節(jié)：總結(jié)平拋運動的規(guī)律

教師：經(jīng)過前面兩個環(huán)節(jié)的學習，大家了解到了平拋運動的本質(zhì)與規(guī)律，我們可以借助分運動與合運動的獨立性解決相關(guān)的問題。請同學們看下面的問題。

問題1：記物體拋出點為坐標原點，然后以原點為中心，按照初速度的方向水平繪制 x 軸，豎直向下繪制 y 軸，建立一個直角坐標系。在平拋運動中，物體在水平方向的運動，我們稱之為“勻速直線運動”，在豎直方向的運動，我們稱之為“自由落體運動”，那么我們?nèi)绾伪硎疚矬w的運動速度呢？

問題2：如何表示平拋運動的物體其位移呢？

關(guān)于上面的兩個問題，教師為學生留出5分鐘的時間，要求學生在自我思考與探究的基礎(chǔ)上，在小組內(nèi)開展交流，最終整合大家的觀點形成最后的結(jié)論。

學生：物體在水平方向運動的速度 ，物體在豎直方向運動的速度為 其合速度 ，其方向 。物體在水平方向做勻速直線運動的位移 。物體在豎直方向做自由落體運動的位移 y= 合位移：" 豎直方向與水平方向的夾角0，則tan0==g2

第四環(huán)節(jié)：平拋運動規(guī)律的具體應(yīng)用

為了幫助學生鞏固課堂知識，也為了提升學生學以致用的能力，教師結(jié)合學生的具體表現(xiàn)及其生活經(jīng)驗，選擇了相應(yīng)的例題。

例題1：在一次摩托車跨越溝壑的表演比賽中，摩托車從溝壑的一側(cè)沿著水平的方向飛出，溝壑兩側(cè)的高度差大約為 5m ，寬度為 18m ，如若將摩托車看作質(zhì)點，忽略空氣阻力的話，那么摩托車的速度至少為多少，才能成功跨越溝壑？

拓展題：如若摩托車以速度 v=20m/s 沿著水平的方向飛出，那么你如何判定摩托車是否能跨越溝壑，如若能夠順利跨越，那么摩托車的落地速度為多少？

教師為學生預留出作答的時間，并結(jié)合學生的答題思路進一步完善了答題過程。

例題解答：根據(jù)題目可知，運動員在豎直方向做自由落體運動，其高度 h 記作 ，飛行的時間： ，可以得到 t=1s ，水平距離： 得到 。

拓展題解答：摩托車能否夠跨越溝壑取決于下落的高度 h ，與 無關(guān)，而摩托車飛行的時間： 得到 t=1s ，水平距離： ，所以能夠跨越。摩托車落地的速度： 。

第五環(huán)節(jié)：重視教學評價

評價不僅是衡量學生學習成果的工具，更是檢驗教師教學方法是否有效的重要指標。因此在建構(gòu)教學評價的過程中，教師要把握大單元的教學特點，制訂評價體系，確保評價指標覆蓋物理核心素養(yǎng)的每一個方面。為了提升評價的效度，教師要設(shè)計梯度性的評價任務(wù)，讓學生在做任務(wù)的過程中對知識有全面的了解，同時提升學生解決問題的能力。另外，教師還要注意，教學評價要貫穿教學的始末，每個環(huán)節(jié)都要設(shè)定評價點，嘗試通過“即時反饋 + 持續(xù)追蹤”了解學生在學習中的問題，從而調(diào)整教學。當然，評價的作用絕不止于此，學生還可以通過評價了解自己在大單元學習中的優(yōu)勢和不足，從而幫助學生明確改進的方向。比如，同伴互評，教師提前發(fā)布評價量表，要求學生結(jié)合評價量表對同學在小組內(nèi)的表現(xiàn)進行互評，即某個同學是否完成了他自己的任務(wù)，是否聽從組長的安排，是否能夠與同伴就教師設(shè)定的問題開展交流，是否在小組合作中理解了平拋運動的特點與規(guī)律、是否掌握了力的合成與分解的方法等。在同伴互評中，學生會在無形之中提升自身的探究能力，同時實現(xiàn)共同進步。至于評價方式的選擇，教師要從紙筆測驗中走出來，引入學生自評、同伴互評、在線測驗等，全面關(guān)注學生的學習成果，促進學生的全面提升與發(fā)展。

第六環(huán)節(jié)：課堂教學拓展

教師：經(jīng)過上面環(huán)節(jié)的學習，大家把握了平拋運動的概念一“平拋運動是物體沿水平拋出，只在重力作用下的運動”。通過同學們的自我探究與小組合作，大家掌握了平拋運動的規(guī)律：在豎直方向上做自由落體的運動，平拋運動是勻變速曲線運動。其實，平拋運動就是一條拋物線，我們可以按照探究拋物線的方法來分析。

為了深化學生對拋體運動本單元知識的理解，教師提前整理了相應(yīng)的課外學習資源，有與本課內(nèi)容有關(guān)的書籍，如《高中物體知識精要與拓展》《拋體運動及其應(yīng)用》。為了提升大家學以致用的能力，學生還可以多閱讀一些科普文章如體育運動中的投籃、踢球等。當然，大家還可以結(jié)合本課所學內(nèi)容，自我制作拋體運動的模型，如射彈器，從而更直觀地認識拋體運動及其規(guī)律。

五、教學反思

（一）目標達成度

本單元教學基本達成了既定的目標。通過課堂導入，學生對拋體運動的知識點產(chǎn)生了極大的熱情，通過新知識探究這一環(huán)節(jié)，學生掌握了平拋運動的概念、特點、規(guī)律及其具體應(yīng)用，但學生對平拋運動的認識僅局限于課堂部分，對其在生活中的應(yīng)用了解比較少，需要在后面的教學中進一步強化。

（二）教學方法

在本課的教學中，教師一直貫徹新課標提倡的“以生為本\"理念，根據(jù)學生的認知與本課內(nèi)容，采取了“情境 + 啟發(fā)\"相結(jié)合的方法，通過引領(lǐng)學生一步步地探尋，讓學生逐步把握平拋運動的相關(guān)知識。這種教學方法調(diào)動了學生的學習熱情，培養(yǎng)了學生的綜合能力。考慮到教學內(nèi)容多、教學時間緊，留給學生自我探究的時間不多，在后面的教學中，教師應(yīng)著重優(yōu)化這一方面，以此提升學生的思維力。

（三）課堂互動氛圍

整節(jié)課下來，學生的表現(xiàn)都很好，能夠主動思考教師設(shè)定的問題，能夠?qū)ψ约翰欢闹R點在小組內(nèi)開展討論。但是在小組討論環(huán)節(jié)，部分學生未能全身心參與其中，未能充分表達自己的觀點。所以在后續(xù)的教學中，教師要加強對各小組的指導，保證每一位學生都能參與進去。為了保持學生的探究熱情，教師要根據(jù)教學內(nèi)容和學生的課堂表現(xiàn)調(diào)整教學：比如對于抽象的部分，教師可以以生活為背景進行展示；對于學生始終不明白的點，教師要利用粉筆為學生一步步講述，通過傳統(tǒng)與現(xiàn)代資源的合理應(yīng)用，提升學生的學習效果，為學生更高層次的探究奠定堅實的基礎(chǔ)。

（作者單位：福建省晉江市第二中學）

編輯：陳鮮艷