基于核心素養的教學設計—拋體運動的規律

侯位鋒 梁旭

摘要：以核心素養為目標，通過任務分解、情境創設和問題設計，將“拋體運動的規律”的素養目標落實在具體的學習活動中，并就思維引導、實驗、教學活動方式提出了建議.

關鍵詞：核心素養；教學設計；拋體運動規律

作者簡介：侯位鋒（1977-），男，浙江諸暨人，本科，中學高級教師，研究方向：高中物理學科教學；

梁旭（1962-），男，浙江上虞人，本科，中學特級教師，浙江省高中物理教研員，研究方向：中學物理教學目標、方法和策略.

1任務分解

任務1：判斷物體是否做拋體運動，理解拋體運動是勻變速運動.

任務2：理論分析并推導平拋運動規律.

任務3：運用平拋運動規律解決實際問題.

任務4：了解探究一般拋體運動規律的方法.

2教學活動

任務1：判斷物體是否做拋體運動，理解拋體運動是勻變速運動.

問題情景：如圖1所示，問題見表1所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：先回顧拋體運動、平拋運動的條件，然后分析圖1中這些物體受力與初速度的特點，比較排球、鉛球和紙飛機重力與空氣阻力、空氣升力的大小關系，得出排球、鉛球的空氣阻力可忽略（理想化方法），就可以確定物體是否是拋體運動或者平拋運動，受力清楚后，利用牛頓運動定律可確定物體運動的加速度.學生雖然不清楚升力的大小，但從飛機在豎直方向的運動情況可以推知升力與重力相差不大.學生可能認為排球和鉛球的共同點是曲線運動，教師可引導學生從速度、速度變化、加速度等角度全面進行分析.

（2）教學活動建議：對問題1，考慮到學生已有的知識，可先獨立思考，然后學生個別回答和其他學生補充；對問題2，可讓學生先分組討論后回答問題，經教師引導后，師生補充并完善.

任務2：理論分析并推導平拋運動規律.

問題情景：如圖1所示的排球運動，問題見表2所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：學生已經知道平拋運動在水平與豎直方向的分運動是勻速直線運動和自由落體運動，為什么是這樣？需要依據牛頓第二定律求出兩個方向上的加速度，結合兩個方向上的初速度綜合考慮.加速度是速度變化與時間之比，考慮到水平方向速度保持不變，平拋運動的加速度等于豎直方向的速度變化量與時間之比，即自由落體加速度.

（2）教學活動建議：對于問題1，前面實驗已經探究了平拋運動的規律，學生雖然知道結果，但并不清楚理由，可以先讓學生進行小組討論，然后回答；對于問題2，由于有一定難度，可以讓學生先討論，然后回答，如果仍有困難，教師可以引導學生分別研究兩個方向的速度變化情況，再讓學生回答，對于問題3，可讓學生獨立推導，然后展示并評析.

任務3：運用平拋運動規律解決實際問題.

問題情景1：如圖2所示，將一個物體以10 m/s的速度從距離地面10 m高的位置水平拋出（g取10m/s2），問題見表3所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：通過對豎直方向位移運動的分析，可以知道落地時間僅由高度決定，求解落地時的速度和位移不僅要考慮大小，還要考慮方向.

（2）教學活動建議：對于問題1，可以先讓學生獨立思考，然后回答；其他學生補充；對于問題2、3，讓學生先獨立求解，然后展示結果，看學生是否確定方向，在教師提示的情況下由學生獨立完成.

問題情景2：如圖3所示，一橋式起重機的起重小車以速度v0=2 m/s的速度向右勻速運動.假設某時刻有一顆松動的螺釘從橋式起重機上掉下，螺釘到水平地面的距離為h=45 m，空氣阻力不計，問題見表4.

教學建議：

（1）思維引導建議：引導學生先思考螺釘運動的特點，然后建立坐標系，寫出平拋運動規律，列方程求解.刻度尺可以測量水平位移和豎直位移，根據平拋運動規律列出方程，思考如何避開測量時間直接測量速度.

（2）教學活動建議：對問題1，學生先獨立思考，然后回答，其他同學可以發表不同意見并補充完善；對問題2，讓學生獨立求解后展示，問題3難度較大，可以讓學生分組討論，然后回答.

任務4：了解探究一般拋體運動規律的方法.

問題情景：如圖1所示中拋出的鉛球，問題見表5所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：斜拋運動的軌跡具有一定的對稱性.斜拋運動在最高點時的速度是水平方向，所以過最高點后的軌跡與平拋運動相同.

（2）教學活動建議：對問題1，可以先分組討論，然后回答，其他同學補充完善，對問題2，可由學生直接回答；對問題3、4，先由學生獨立推導，然后展示，并不要求所有同學能夠推導.