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超重和失重 网络环境下物理与探究性学习教学案例

教学理念:

新教材在高一《牛顿运动定律》中编排了“超重和失重”内容,传统授课过程中学生只能由教师的讲授,根据牛顿运动定律得出超重与失重的含义,这样的结果,导致学生缺乏对超重与失重的进一步理解,更无法对超重与失重的现象现身体验。基于以上原因,笔者设计了一个网络环境下的教学环境,充分利用现代信息技术平台在教学上的优势,让学生通过网络所提供的学习环境,进行探究性实验学习,体验物理的探究过程,尝试应用科学探究的方法研究“超重和失重”。同时,在课堂进行过程中,设计了一定量的学生活动与合作学习,使学生在交流与合作的基础上得出结论。为了方便学生了解自己对知识的掌握情况,笔者利用信息技术平台互动得特点,设计了在线交流和知识自评网页,实现了“人机对话”和学生之间的相互交流。

本节课设计了适用于探究性学习的教学网页,如下图1所示:

网页中主要栏目如下表:

一级菜单

二级菜单

设计意图

课 题

让学生了解教学目标,学习目标。

相关资料

相关图片

相关视频

通过信息技术手段再现物理情景,创设探究性问题的情境,引发问题和探究兴趣。

知识精讲

定义概念

明确概念的物理含义。

实验探究

引导学生分析实验结论,找出其规律特点。

例题分析

利用所学知识,解决相关问题。

在线练习

练习反馈

对学生探究性学习进行自测和信息反馈

小实验和相关链接

相关实验

拓展学生思路,提高分析解决问题能力。

相关链接

拓展知识面,了解相关知识的应用和发展。

留言板

提供课上、课后师生交流的平台,方便师生交流沟通。

分析与准备:

1.教学目标

知识目标:让学生在实验的基础上了解和掌握超重、失重的概念,能应用牛顿第二定律解释超重和失重现象并对其有初步的理解。

能力目标:通过实验,锻炼学生的动手实验能力,提高其实验观察能力和正确表述实验现象的能力;培养学生的科学素质和研究能力。

2.教学重点

指导学生做好实验,并由实验结论得出超重和失重现象的实质。

3.教学难点

对实验方法的理解,探索超重、失重和加速度之间的关系。

4.教学环境

体重计,砝码,弹簧秤,多媒体网络教室。

教学过程

1.新课导入(用时约5分钟)

创设情景,激发学生情趣

[师] :自从人造地球卫星和宇宙飞船发生成功以来,人们经常谈到超重和失重,那么:什么是超重和失重呢,请同学们先来看一下有关的现象。

[学生活动]:学生自主观看网页上有关超重和失重有关的图片和视频,然后共同观看“神州五号”在太空上杨利伟的活动录象,引发思考。

[师] :同学们每年都要体检一次,每次休检测体重时,医生都要对你说:站好了,别动,这时体重计上的读数就表示你的体重,但如果你站在体重计上,上下动了,则体重计的读数将怎么样呢?下面,我们请两位同学来做一下这个实验,看看会发生什么情况?

[学生活动]:两位同学到前面,一位同学站到体重计上并完成一个下蹲和起立的过程,另一位同学在旁边观察示数的变化。

[师] :我们请这位观察的同学告诉大家,示数有什么变化吗?

[观察者] :人不动时,体重计上有一示数,当向下蹲时,示数先变小后变大,向上起立时,示数先变大后变小。

[师] :为什么会出现这样的现象呢?是不是秤上的这位同学突然变胖了或变瘦了呢(学生发出了善意的笑声)?其实,这是由于失重和超重而引起的。为了更方便的研究超重和失重,我们先来定义几个概念:

视重:测量工具上的读数。

实重:物体的实际重力。

视重<实重──物体处于失重状态。

视重>实重──物体处于超重状态

2.新课教学(用时约20分钟)

实验探究,现象分析

[师] :那么,什么才是超重和失重呢?请大家利用身边的弹簧秤和砝码完成下面的实验,填上表格并思考下面的问题:

思考:

(1)物体的超重和失重是取决于速度还是取决于加速度?

(2)根据表格的结果能得到什么实验结论?

(3)请根据牛顿第二定律分析物体超重和失重的物理原理。

[学生活动] :学生两人一组动手做实验进行研究,互相探讨,然后将自己得出的结论输入到留言板里(如图2)。

(在此过程中教师可到学生中巡视,指导学生进行正确的进行实验,并回答学生在实验过程中的问题。当学生们完成实验后教师组织学生共同讨论分析,最后得出正确结论)

[师] :好的,大家已经按要求完成了我们的实验,并都得出了自己的结论。那么,上面的三个思考题的答案应该怎么回答呢?

[生] :物体的超重和失重取决于加速度;根据表格的结果可知,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,当物体具有向下的加速度时处于失重状态;以本实验为例,当砝码有向上的加速度时,合力向上,则拉力大于砝码重力,弹簧秤示数即视重大于砝码重力,所以砝码处于超重状态;同理可知,向下加速时砝码处于失重状态。

[师] :回答的非常好,请坐。下面请大家再思考一个问题:如果物体向下的加速度等于重力加速度g,则会出现什么情况?

[生] :由牛顿第二定律可知,会出现视重为零的情况。

[师] :很好,这时物体所处的状态就被称为“完全失重”。在我们的网页第二部分有一个“典型例题分析”,请同学们自己来分析学习。

[学生活动] :学生自主学习例题,相互探讨,教师深入学生中答疑。

3.练习反馈(用时约5分钟)

学生点击网页上面的“在线练习”进行自我测试,练习结束时会自动给出正确答案和评判分数,学生可以立即知道自己的掌握情况,教师咨询答疑。

4.规律应用(用时约10分钟)

学生交流学习心得,讨论对超重和失重的理解,并能应用此知识来解释简单的生活现象,然后学生分组进行网页上所列的小实验,最后请每组推选一名代表来解释实验原理。通过此活动来检查和反馈学生对知识的掌握情况,并以此来巩固对知识的理解和掌握。

5.本课总结

(1)掌握如何判断超重、失重、完全失重现象。

(2)掌握超重、失重、完全失重现象的实质。

(此处以学生自己总结为主,这样做可以加深学生对知识的理解,提高学生的应用能力)

实践效果和体会

高中新课程标准中更突出的是教师的主导作用和学生的主体地位。本节课的整个教学过程也正是这样实践的,学生成为了学习的“主角”,他们主动地学习,积极参与问题的分析、讨论、交流、体验,在自主学习的氛围中主动学习知识,增强了自主学习的意识,不仅掌握了应学的知识,而且在实践中体会到了学习的乐趣;在自主学习的过程中,更提高了学生发现问题、思考问题、解决问题的能力,提高了学生的自身素质。

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