《探究:功與速度變化的關(guān)系》的說課設(shè)計

　　摘要：說課是一種重要的教學(xué)研究和教師基本功訓(xùn)練的活動形式，能夠在一定程度上體現(xiàn)教師教學(xué)理論與實踐的綜合水平。說課主要是說“教什么”、“怎么教”以及“為什么要這樣教”，其內(nèi)容主要圍繞說教材、說學(xué)情、說教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重難點、說教法與學(xué)法、說教學(xué)流程以及說板書設(shè)計等幾個方面展開。
　　關(guān)鍵詞：說課設(shè)計；功；速度變化
　　中圖分類號：G633.7　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　文章編號：1003—6148(2011)l(S)—0069—4
　　
　　1　說教材
　　
　　(1)通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對重力做功、彈力做功與重力勢能、彈性勢能之間的關(guān)系有了一定的認(rèn)識。本節(jié)內(nèi)容是前兩節(jié)內(nèi)容的繼續(xù)，用功與能量的關(guān)系學(xué)習(xí)另一種形式的能量——動能。
　　(2)作為過渡和鋪墊，本節(jié)暫不直接涉及動能，而是先找到一個學(xué)生比較熟悉的而且與動能密切相關(guān)的物理量——速度，研究功與速度變化的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容和下一節(jié)內(nèi)容共同構(gòu)成了一個較為完整的體系。
　　(3)這里需要特別指出的是，人教版教科書在本節(jié)安排的探究實驗采用了“探究橡皮筋彈力做功(變力做功)與物體動能變化的關(guān)系”這一基本思路，實現(xiàn)了對課程標(biāo)準(zhǔn)“通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系”的超越。這是教學(xué)中需要特別加以重視的。
　　
　　2　說學(xué)情
　　
　　首先，在知識儲備方面：學(xué)生通過之前的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步樹立了力是速度變化的原因、功是力的空間積累效應(yīng)等觀點。那么，力對物體做的功與物體速度的變化間存在著什么關(guān)系呢?這是學(xué)生想要解決的問題。引入“探究功與速度變化的關(guān)系”這節(jié)內(nèi)容正所謂急學(xué)生之所急；但是，如果用恒力做功的方式來探究功與速度變化間的關(guān)系，則可能會使學(xué)生產(chǎn)生審美疲勞，因為我們在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時已經(jīng)做過類似的實驗探究。教科書選擇利用橡皮筋的彈力做功，不僅考慮到這樣處理更加接近學(xué)生生活、容易使學(xué)生產(chǎn)生親近感，而且能夠消除“恒力”這一定勢，凸現(xiàn)變力做功具有的普遍性意義。
　　其次，在能力儲備方面：高一學(xué)生的思維方式還處于一種過渡期，知識的建構(gòu)在很大程度上依賴著感性經(jīng)驗。當(dāng)然，與初中學(xué)生相比，高一學(xué)生已經(jīng)具有了一定的實驗方案設(shè)計、實驗動手操作以及實驗數(shù)據(jù)處理的能力。
　　
　　3　說教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點
　　
　　新課標(biāo)對本節(jié)教學(xué)的總體要求是：“通過實驗探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。”據(jù)此并結(jié)合上述教材分析和學(xué)情分析，筆者制定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如下：
　　(1)知識與技能目標(biāo)：①通過具體生活事例發(fā)現(xiàn)做功與物體速度變化之間存在一定的關(guān)系；②能設(shè)計出合理的實驗方案。分析并處理實驗數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。
　　(2)過程與方法目標(biāo)：①經(jīng)歷功與速度變化，關(guān)系的探究的過程；②通過對變力做功問題的處理，體會科學(xué)方法的精妙，掌握用圖像法尋找物理規(guī)律的方法。
　　(3)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：①經(jīng)歷實驗探究過程，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和求知欲；②通過分組實驗，養(yǎng)成合作交流意識及團(tuán)隊意識。
　　本節(jié)課的教學(xué)重點有兩個：一是探究功與速度變化關(guān)系的物理過程和所用方法；二是用圖象法分析、處理實驗數(shù)據(jù)。
　　本節(jié)課的教學(xué)難點也有兩個：一是探究思路的形成及實驗條件的控制；二是用圖象法分析、處理實驗數(shù)據(jù)。
　　
　　4　說教法與學(xué)法
　　
　　為了達(dá)到上述教學(xué)目標(biāo)，突出重點、化解難點，本節(jié)課筆者采用的教法和學(xué)法是：
　　(1)通過啟發(fā)和引導(dǎo)使學(xué)生體會到力對物體做的功與物體速度變化問存在一定的關(guān)系；通過啟發(fā)和討論使學(xué)生理解實驗的設(shè)計思路；通過多媒體輔助使學(xué)生加深對實驗探究過程和結(jié)論的把握與理解。
　　(2)通過閱讀和思考了解實驗要探究的內(nèi)容、實驗的方法與技巧；通過分組實驗獲得橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的對應(yīng)數(shù)據(jù)；通過試性作圖獲得功與速度變化的定量關(guān)系。
　　
　　5　說教學(xué)流程
　　
　　本節(jié)課整個教學(xué)流程包括：創(chuàng)設(shè)情境、引入新課(約5分鐘)；設(shè)計實驗、操作記錄(約20分鐘)；分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論(約10分鐘)；誘導(dǎo)思維、遷移運用(約lO分鐘)四個環(huán)節(jié)。下面筆者以這四個環(huán)節(jié)為主線講解具體教學(xué)流程。
　　
　　5.1　創(chuàng)設(shè)情境、引入新課
　　為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。筆者設(shè)置如下兩個情境：
　　①離手的鉛球被擲向遠(yuǎn)方。②離弦的箭被射向遠(yuǎn)方。通過這兩個情境讓學(xué)生感受物體的速度發(fā)生變化是由于外界物體對它做了功的緣故。在觀看視頻的同時請同學(xué)回答鉛球和弓箭的速度發(fā)生了怎樣的變化以及為什么會發(fā)生這些變化并聯(lián)想生活實際中通過做功改變物體速度的其它例子，從而引入新課。
　　
　　5.2　設(shè)計實驗、記錄數(shù)據(jù)
　　在確定采用實驗的方法探究“功與速度變化的關(guān)系”后，先引導(dǎo)學(xué)生確定實驗?zāi)康模缓笙驅(qū)W生介紹今天給大家提供的實驗器材以及它們的作用，這些器材包括：①橡皮筋、滑輪、小車、小木片、鉤碼、木板、刻度尺、打點記時器(電火花)、細(xì)繩、夾子、鐵釘(2個)、鐵架臺(每組一份)；②紙帶(每小組六條)；③坐標(biāo)紙(每小組二張)這樣三個部分。接著讓學(xué)生小組內(nèi)部討論，自己選取實驗器材，設(shè)計實驗方案，并把設(shè)計的方案畫在稿紙上。一段時間后請小組代表攜小組設(shè)計的實驗方案到前面，并借助投影機(jī)介紹自己小組的方案設(shè)計。
　　此時，學(xué)生可能會設(shè)計出如下幾種不同的實驗方案：
　　三種實驗方案設(shè)計
　　方案I：利用自由落體實驗探究重力做功與物理速度變化之間的關(guān)系。
　　方案Ⅱ：利用鉤碼通過定滑輪連接細(xì)繩拉動水平木板上的小車，研究水平方向拉力做功與物體速度變化之間的關(guān)系。
　　方案Ⅲ：利用橡皮筋拉動位于水平木板上的小車，探究橡皮筋彈力做功與物體速度變化之間的關(guān)系。
　　在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生：方案l和方案2屬于恒力做功，方案3是橡皮筋的彈力做功，它是變力做功。變力做功是生活中常見的做功方式，因此探究變力做功更具有普遍意義。當(dāng)然，變力做功問題顯然要比恒力做功問題復(fù)雜。今天就知難而上，采用此變力做功的方案探究功與速度變化的關(guān)系。
　　接著通過：橡皮筋對小車做的功怎么求或如何確定?小車的速度又該怎么求?如何選取和使用紙帶等等。這一系列的問題如何解決來激起學(xué)生探究的主動性和積極性，讓他們在思考、爭辯和體驗中獲得合理解決問題的辦法。
　　上述問題解決后，筆者將安排學(xué)生認(rèn)真閱讀教科書P64”探究的思路”部分。體會教科書對橡皮筋做功處理的巧妙。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　學(xué)生閱讀后，教師再向?qū)W生提出：小車從木板上滑行時，摩擦?xí)粫绊憣嶒灲Y(jié)果呢?如何消除摩擦力對實驗結(jié)果的影響呢?如何判斷小車自身重力與摩擦平衡呢等問題，并請學(xué)生起來回答。這樣層層推進(jìn)設(shè)疑、釋疑，最終水到渠成，接著安排學(xué)生分組實驗；在學(xué)生實驗操作過程中，教師巡視學(xué)生的操作，并及時給予必要的實驗指導(dǎo)與幫助。
　　
　　5.3　分析數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律
　　在學(xué)生實驗完成之后，首先請各小組關(guān)閉電源，然后讓他們分析所得出的實驗數(shù)據(jù)，并猜想功與速度之間是什么關(guān)系。此時筆者并不做出任何肯定或否定的回答。學(xué)生猜想后，筆者再提出：如何更直觀、簡便地分析功與速度變化的關(guān)系呢?此時學(xué)生會很自然的想到在坐標(biāo)紙上作圖象，通過圖像可以直觀的找出它們間的關(guān)系。接著各小組在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，按各自的猜想作出W-V圖像、W-V²圖像或其他關(guān)系圖像。隨后可以圍繞同學(xué)們的習(xí)作展開討論和分析，教師最后作總結(jié)：當(dāng)物體初速度為零時，外力對物體做的功與物體速度的平方成正比。
　　學(xué)生有了人工作圖的感受后，心里都會產(chǎn)生用機(jī)器替代人工作圖的愿望。接著筆者再用學(xué)生通過實驗得到的數(shù)據(jù)用excel表格做出處理展示，(并在現(xiàn)場操作，略作展示)在處理的過程中，教師要邊演示邊引導(dǎo)學(xué)生注意教師的操作步驟，以便學(xué)生課后自己親自動手操作。
　　通過教師演示可以得到如下圖像：
　　這樣就通過excel表格對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理演示，讓學(xué)生更加直觀、準(zhǔn)確的看到實驗結(jié)果。
　　
　　5.4　誘導(dǎo)思維、遷移運用
　　首先，問題探究：以上實驗分析結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生討論分析這樣兩個問題：(1)試分析新課開始時擲鉛球的過程中功與速度變化的關(guān)系，并浣說體育運動中其他體現(xiàn)物體速度變化與做功有關(guān)的體育項目。(2)在本次實驗中，若使用一根橡皮筋可使小車獲得的速度為2m／s。那么，使用四根橡皮筋可使小車獲得的速度為多少?如果使用，z根橡皮筋呢?通過擲鉛球再次激發(fā)學(xué)生在新課導(dǎo)人情境中的興趣。同時通過比例運算，及時鞏固本堂課所學(xué)的知識。
　　其次，課堂小結(jié)：以上問題探究后，安排學(xué)生從知識及其建構(gòu)的過程和方法、個人體會三方面對本堂課進(jìn)行自我小結(jié)，然后筆者再補(bǔ)充與總結(jié)。采用這種方式目的是鍛煉學(xué)生的自我表達(dá)能力和自我評價能力，增進(jìn)對學(xué)習(xí)過程的體驗，同時也有利于教師了解本堂課的教學(xué)效果。
　　第三，布置作業(yè)：為了讓學(xué)生在課后及時鞏固本堂課所學(xué)內(nèi)容，筆者將布置以下作業(yè)：(1)閱讀教材第65頁“做一做”，有條件的同學(xué)可以用本次實驗中得列的數(shù)據(jù)在自家電腦上練習(xí)。(2)在物體初速度不為零的情況下，做功與物體速度變化之間會有怎樣的關(guān)系?如何設(shè)計實驗進(jìn)行探究?可否根據(jù)已學(xué)理論知識進(jìn)行推導(dǎo)?
　　第一題是讓學(xué)生進(jìn)一步體驗用excel表格處理實驗數(shù)據(jù)的優(yōu)越性；第二題是讓學(xué)生思考物體的初速度不為零時，外力做的功與物體速度變化會有怎樣的關(guān)系，學(xué)生也可以用理論知識來推導(dǎo)，這也是下一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，通過學(xué)生課下推導(dǎo)為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
　　
　　6　說板書設(shè)計
　　
　　請看大屏幕：
　　
　　7.6　探究功與速度變化的關(guān)系
　　實驗?zāi)康模禾骄抗εc速度變化的關(guān)系。
　　實驗原理：橡皮筋拉小車做的功可以用橡皮筋的條數(shù)來確定，小車的速度可以通過紙帶算出。
　　實驗步驟：略。
　　注意事項：
　　①平衡摩擦。
　　②先“打”后“放”
　　③合理選“帶”
　　④數(shù)據(jù)處理：作圖
　　這樣設(shè)置是為了能夠使實驗探究的目的、原理、注意事項等更加清晰化、條理化，便于學(xué)生的吸收與學(xué)習(xí)，加深記憶，同時也有益于學(xué)生的實驗操作過程。
　　以上就是筆者本次說課的全部內(nèi)容。整個教學(xué)過程筆者將給學(xué)生問題，讓他們自己去討論；給學(xué)生時間，讓他們自己去思考；給學(xué)生權(quán)利。讓他們自己去選擇；給學(xué)生空間，讓他們自己去創(chuàng)造，力求較好地實現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)。
　　
　　(欄目編輯　張正