高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說(shuō)課-探究向心力(精編版)

1、探究向心力說(shuō)課使用教材 : 人教版高中物理必修二?第五章第 6 節(jié)向心力一?教材分析( 一) 教材地位向心力 ?向心加速度是本章教學(xué)的重點(diǎn), 具有承前啟后在作用?對(duì)前是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的延伸, 對(duì)后是圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用, 以及為萬(wàn)有引力做知識(shí)儲(chǔ)備?( 二) 教材設(shè)計(jì)思路課本用向心加速度公式結(jié)合牛頓第二定律從理論推導(dǎo)向心力表達(dá)式, 再利用課本實(shí)驗(yàn)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式, 這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖簡(jiǎn)單直觀, 但是實(shí)際操作困難, 物理量難測(cè)量 ?二?物理核心素養(yǎng)教師在教學(xué)過(guò)程中, 應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng), 設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn) , 讓學(xué)生從事實(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā), 推理猜想 , 再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證, 像科學(xué)家一樣思考, 得出結(jié)論 ?

2、( 一) 物理觀念 : 從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)?運(yùn)動(dòng)與相互作用?能量等的基本認(rèn)識(shí), 是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華( 二) 科學(xué)思維 : 基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑?批判 , 進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)( 三) 實(shí)驗(yàn)探究 : 提出物理問(wèn)題, 形成猜想和假設(shè), 獲取和處理信息, 基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋 , 以及對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流?評(píng)估 ?反思的能力( 四) 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任: 在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì), 理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境(stse) 的關(guān)系基15礎(chǔ)上逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感三?教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(

3、 一) 教學(xué)重點(diǎn)1. 理解向心力的概念2. 學(xué)生感受向心力和實(shí)驗(yàn)探究向心力的表達(dá)式( 二) 教學(xué)難點(diǎn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究向心力的表達(dá)式( 三) 教學(xué)對(duì)象分析1. 學(xué)生知識(shí)層面 : 學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念以及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 , 從理論上推出了向心加速度的表達(dá)式 , 對(duì)數(shù)學(xué)的一次函數(shù) ?二次函數(shù)關(guān)系已經(jīng)熟練掌握 ?學(xué)生可以運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合向心加速度公式 , 從理論上推導(dǎo)出向心力表達(dá)式2. 學(xué)生能力層面 : 學(xué)生理解向心力是效果力 , 是指向圓心的合力 ; 已經(jīng)掌握用 execl軟件處理數(shù)據(jù) , 合理選擇變量 , 擬合圖像的方法 , 初步具備探究實(shí)驗(yàn)的能力( 四) 實(shí)驗(yàn)方法定性關(guān)系實(shí)驗(yàn)

4、: 感受向心力定量關(guān)系實(shí)驗(yàn): 自制創(chuàng)新教具無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x( 圖 1)圖 11. 控制變量法(1) 控制小球質(zhì)量?半徑不變 , 探究向心力與角速度的關(guān)系?(2) 控制小球質(zhì)量?角速度不變 , 探究向心力與半徑的關(guān)系?(3) 控制小球角速度?半徑不變 , 探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系?2. 圖像法把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī), 用 excel分別作出 f- 2?f-r ?f-m圖像, 得出結(jié)論 ?3. 驗(yàn)證法2將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入向心力表達(dá)式f=mr 計(jì)算出結(jié)果 , 理論值與測(cè)量值比較, 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論 , 得出結(jié)果 ?四?實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)( 一) 興趣實(shí)驗(yàn)感受向心力1. 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1) 使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)向心力與其影響因素

5、之間的關(guān)系?(2) 使學(xué)生通過(guò)控制變量法完成實(shí)驗(yàn)?2. 【實(shí)驗(yàn)裝置】( 圖 2)圖 23. 【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)】這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置比較簡(jiǎn)單, 讓學(xué)生通過(guò)甩動(dòng)擺球, 感受繩對(duì)手的拉力去體驗(yàn)向心力的大小? 該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯, 能很快讓學(xué)生得到定性地結(jié)論, 在具體教學(xué)中, 很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?教學(xué)的第一要素, 是激發(fā)學(xué)生的興趣, 于是我設(shè)計(jì)了興趣實(shí)驗(yàn)“感受向心力”?教師引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)與猜想, 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小與什么因素有關(guān)?學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)猜想: 向心力可能與半徑?質(zhì)量?角速度 ?線速度等有關(guān)系?看到學(xué)生的興趣被激發(fā)出來(lái), 教師繼續(xù)提問(wèn): 角速度 ?線速度 ?周期有什么關(guān)系?學(xué)生根據(jù)線速度公式v2rt

6、r 可以推理出其關(guān)系, 于是縮小研究范圍, 討論 f 與 m?r ? ?這 4 個(gè)物理量的關(guān)系?那么它們有什么樣的定量關(guān)系呢?目前討論向心力定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)有這些, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究我發(fā)現(xiàn)它們存在以下不足: 課本圓錐擺實(shí)驗(yàn)操作困難, 物理量難測(cè)量 ?傳統(tǒng)的向心力儀器, 只能粗測(cè) , 不夠精確 ?現(xiàn)在市面上最新? 普及率最廣的郎威傳感器也存在以下不足:1 ?向心力間接測(cè)得, 誤差大 ? 2 ?只能生成f- 圖像, 不滿(mǎn)足多次控制變量的需求? 3 ?數(shù)據(jù)圖像直接生成, 沒(méi)有讓學(xué)生充分體驗(yàn)“過(guò)程學(xué)習(xí)” ?為了解決以上不足, 我自制創(chuàng)新教具無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x( 圖 3), 突破教學(xué)難點(diǎn)?圖 3 無(wú)線向心力測(cè)量

7、儀, 是一個(gè)可以直接測(cè)f 和 的儀器 ?無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x各部分結(jié)構(gòu)介紹如圖4 11 所示 ?圖 4這是角速度儀, 可以直接顯示角速度的大小, 利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)式電機(jī)獲得穩(wěn)定的角速度 , 調(diào)節(jié)旋鈕 , 可以改變角速度的大小?外殼采用透明材料, 讓學(xué)生清晰看到內(nèi)部構(gòu)造,激發(fā)學(xué)生的興趣?圖 5這是測(cè)力計(jì) , 內(nèi)部安裝拉力傳感器 , 采用無(wú)線發(fā)射與接收的方式顯示向心力的大小 ?我設(shè)計(jì)了 2 種顯示力大小的方式 , 第一種 ?數(shù)字顯示 ?第二種 ?通過(guò)自編軟件 , 在電腦上顯示 ? 顯示力的大小有 2 種方式 :( 圖 6?7)圖 6 第 1 種: 數(shù)字顯示圖 7第 2 種: 通過(guò)自編軟件 , 在電腦

8、上顯示這是圓心 ( 圖 8), 通過(guò)軌道上的標(biāo)尺可以讀出小球運(yùn)動(dòng)的半徑( 圖 9), 改變線長(zhǎng) , 改變半徑( 圖 10), 改變小球 , 改變質(zhì)量圖 (11),小球的質(zhì)量可以用天平測(cè)量出, 還有可以調(diào)節(jié)水平的水平儀 ?圖 8圓心圖 9 讀半徑圖 10改變線長(zhǎng) , 改變半徑圖 11 改變小球 , 改變質(zhì)量學(xué)生通過(guò)自制創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教具可以測(cè)出實(shí)驗(yàn)所需要的物理量f?m?r ? ( 圖 12)圖 12( 二) 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x1. 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1) 使學(xué)生探究向心力于其影響因素之間的定量關(guān)系?(2) 使學(xué)生通過(guò)控制變量法?圖像法完成實(shí)驗(yàn)?2. 【實(shí)驗(yàn)裝置】( 圖 13)圖 13無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x

9、3. 【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)】教師自制教具簡(jiǎn)單直觀, 該儀器可以直接顯示向心力和角速度的大小, 并且讀數(shù)方便準(zhǔn)確, 非常有說(shuō)服力?這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置滿(mǎn)足多次控制變量的要求, 讓學(xué)生充分體驗(yàn)“過(guò)程學(xué)習(xí)”,并且通過(guò)科學(xué)探究過(guò)程, 樹(shù)立科學(xué)探究意識(shí), 掌握科學(xué)探究方法?教師引導(dǎo)學(xué)生用無(wú)線向心力測(cè)量?jī)x分組設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案, 學(xué)生通過(guò)觀察討論, 得到本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)方法:4. 【實(shí)驗(yàn)方法】(1) 控制變量法控制 m?r 不變 , 討論 f? 關(guān)系 ?控制 m? 不變 , 討論 f?r 關(guān)系 ?控制 ?r 不變 , 討論 f?m關(guān)系 ?2(2) 圖象法 : 把數(shù)據(jù)輸入電腦, 用 excel分別作出f- ?f-r ?f-m圖像

10、 , 得出結(jié)論 ?2(3) 驗(yàn)證法 : 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入f=mr 計(jì)算 , 計(jì)算值與測(cè)量值比較, 驗(yàn)證結(jié)論 ?下面我們來(lái)看一段學(xué)生實(shí)際操作的視頻( 圖 14)圖 145. 【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理】如圖15?16?17 所示(1) 控制 m? 不變 , 探究 fr 關(guān)系 ? ( 圖 15)圖 15實(shí)驗(yàn)結(jié)論 : f 與 r 成正比 ?(2) 控制 m?r 不變 , 探究 f 關(guān)系 ?( 圖 16)圖 162學(xué)生通過(guò)觀察f 圖像, 發(fā)現(xiàn)是一條拋物線, 于是猜想f 與 有關(guān)系 , 于是制出f 2 圖像 ?( 圖 17)圖 172實(shí)驗(yàn)結(jié)論 : f 與 成正比 ?(3) 控制 ?r 不變, 探究 fm關(guān)系 ?( 圖

11、18)圖 18實(shí)驗(yàn)結(jié)論 : f 與 m成正比 ?6. 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】2 f 與 r ?m? 成正比 ?通過(guò)控制變量法, 學(xué)生得到了 f-r ?f- ?f- 2?f-m圖像 ?我們發(fā)現(xiàn) , 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,利用簡(jiǎn)單直觀的自制教具, 收集分析數(shù)據(jù), 選擇合理變量, 擬合圖像 ?教師既讓學(xué)生感受到了“過(guò)程學(xué)習(xí)”的樂(lè)趣, 又培養(yǎng)了學(xué)生自主探究, 歸納總結(jié)的能力?突破了本節(jié)課的難點(diǎn), 形成22結(jié)論 fmr , 寫(xiě)成等式f=kmr教師引導(dǎo) : k=?, 能否用數(shù)據(jù)驗(yàn)證?學(xué)生把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶入實(shí)驗(yàn)結(jié)論, 比較測(cè)量值和計(jì)算值, 發(fā)現(xiàn) 2 個(gè)值基本相等, 即 k=1, 學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論f=mr2?( 圖 19)圖

12、 19教師再引導(dǎo)學(xué)生用向心加速度公式結(jié)合牛頓第二定律, 從理論上也得到向心力的表達(dá)式?進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的正確性?本節(jié)課到此 , 可能有些同學(xué)會(huì)思考: 角速度和向心力的讀數(shù)對(duì)嗎?因此我設(shè)計(jì)了一個(gè)課外實(shí)驗(yàn) ?( 學(xué)生課后會(huì)想到的驗(yàn)證方法: 彈簧秤去拉傳感器, 對(duì)照兩個(gè)讀數(shù)是否一致?角速度的測(cè)量利用秒表 , 使小球轉(zhuǎn)動(dòng)30 圈, 根據(jù)公式2驗(yàn)證角速度的讀數(shù)是否正確, 等等方法 )t五?教學(xué)反思與自我評(píng)價(jià)最后 , 我對(duì)這一節(jié)課做一個(gè)總結(jié): 層層遞進(jìn) ?環(huán)環(huán)相扣 , 實(shí)驗(yàn)多變 ?方法多樣 , 數(shù)字信息 ?創(chuàng)新巧妙 , 實(shí)驗(yàn)啟智 , 科學(xué)育人 ?所謂說(shuō)課是教師在備課的基礎(chǔ)上，面對(duì)評(píng)委、同行、系統(tǒng)地口頭表

13、述自己的教學(xué)設(shè)計(jì)及其理論依據(jù)，然后由聽(tīng)者評(píng)說(shuō)，達(dá)到相互交流，共同提高的目的的一種教學(xué)研究形式。說(shuō)課的基本步驟一、說(shuō)教材1、教材的地位：從地位上、結(jié)構(gòu)上、內(nèi)容上、教育意義上等方面論述本節(jié)教材在本課本書(shū)中的地位和作用。2、教學(xué)目標(biāo)：根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求、 學(xué)生年齡特點(diǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)問(wèn)題的層次、 程度、學(xué)生發(fā)展的需要等方面制定出三維學(xué)習(xí)目標(biāo)。3、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：從教學(xué)內(nèi)容、課標(biāo)要求、學(xué)生實(shí)際、理論層次、對(duì)學(xué)生的作用等方面找出確立重點(diǎn)難點(diǎn)的依據(jù)并確定教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。二、說(shuō)教法依據(jù)綱要、課標(biāo)的四性、新理念、新教法等理論具體說(shuō)明將在課堂設(shè)計(jì) 中運(yùn)用那些方法。這里可以從大的方面，從宏觀上來(lái)說(shuō)一下， 具體

14、詳細(xì)可以放在下一個(gè)教學(xué)程序里說(shuō)明。如：1、參與式2 、討論式3 、互動(dòng)式4 、體驗(yàn)式5 、研究性學(xué)習(xí)6、談話(huà)、對(duì)話(huà)、辯論、調(diào)查、情景模擬、親歷體驗(yàn)、小活動(dòng)等三、說(shuō)學(xué)法依據(jù)新的教學(xué)理念、學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，說(shuō)出所倡導(dǎo)自主、合作、探究等方式 方法。達(dá)到體驗(yàn)中感悟情感、 態(tài)度、價(jià)值觀；活動(dòng)中歸納知識(shí)； 參與中培養(yǎng)能力； 合作中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。四、說(shuō)教學(xué)程序主體部分：說(shuō)出教學(xué)的基本環(huán)節(jié)、知識(shí)點(diǎn)的處理、運(yùn)用的方法、教學(xué)手段、開(kāi)展的活動(dòng)、運(yùn)用的教具、設(shè)計(jì)的練習(xí)、學(xué)法的指導(dǎo)等。并說(shuō)出你這樣設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么。五、說(shuō)板書(shū)一般正規(guī)的說(shuō)課如果時(shí)間允許的情況下，是要在說(shuō)教學(xué)程序的過(guò)程中寫(xiě)出板書(shū)提綱的。如果時(shí)間很緊張， 你可以提

15、前寫(xiě)在一張大紙上， 張貼在黑板上也可以。能夠配合講解適時(shí)出示，達(dá)到調(diào)控學(xué)生、吸引注意、 使師生思路合拍共振的目的說(shuō)出這樣設(shè)計(jì)的理由。如：能體現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)、突出重點(diǎn)難點(diǎn)、直觀形象、利于鞏固新知識(shí)、有審美價(jià)值等。說(shuō)課應(yīng)遵循的四個(gè)原則一、科學(xué)性原則說(shuō)課活動(dòng)的前提科學(xué)性原則是教學(xué)應(yīng)遵循的基本原則，也是說(shuō)課應(yīng)遵循的基本原則，它是保證說(shuō)課質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。 科學(xué)性原則對(duì)說(shuō)課的基本要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1、教材分析正確、透徹。2、學(xué)情分析客觀、準(zhǔn)確，符合實(shí)際。3、教學(xué)目的的確定符號(hào)大綱要求、 教材內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際。 4、教法設(shè)計(jì)緊扣教學(xué)目的、符合課型特點(diǎn)和學(xué)科特點(diǎn)、有利于發(fā)展學(xué)生智能，可行性強(qiáng)。二、理論聯(lián)

16、系實(shí)際原則說(shuō)課活動(dòng)的靈魂說(shuō)課是說(shuō)者向聽(tīng)者戰(zhàn)士其對(duì)某節(jié)課教學(xué)設(shè)想的一種方式，是教學(xué)與研究相結(jié)合的一種活動(dòng)。因此在說(shuō)課活動(dòng)小中，說(shuō)課人不僅要說(shuō)清其教學(xué)構(gòu)想，還要說(shuō)清其構(gòu)想的理論與實(shí)際兩個(gè)方面的依據(jù)，將教育教學(xué)理論與課堂教學(xué)時(shí)間有機(jī)的結(jié) 合起來(lái)，做到理論與實(shí)踐的高度統(tǒng)一。1、說(shuō)課要有理論指導(dǎo)。2、教法設(shè)計(jì)應(yīng)上升到理論高度。3、理論與實(shí)際要有機(jī)統(tǒng)一。三、實(shí)效性原則說(shuō)課活動(dòng)的核心任何活動(dòng)的開(kāi)展， 考試大都有其鮮明的目的。說(shuō)課活動(dòng)也不例外。說(shuō)課的目的就是要通過(guò)“說(shuō)課”這一簡(jiǎn)易、速成的形式或手段來(lái)在短時(shí)間內(nèi)集思廣益，檢 驗(yàn)和提高教師的教學(xué)能力、教研能力，從而優(yōu)化了課堂教學(xué)過(guò)程，提高課堂教學(xué)效率。因此， “實(shí)效性”就成了說(shuō)課活動(dòng)的核心。為保證每一次說(shuō)課活動(dòng)都能達(dá)到預(yù)期目的、收到可觀實(shí)效，至少要做到以下幾點(diǎn)。1、目的明確。 2、針對(duì)性強(qiáng)大。 3、準(zhǔn)備充分。 4、評(píng)說(shuō)準(zhǔn)確。四