29 跨學(xué)科實(shí)踐“探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能”（教學(xué)設(shè)計(jì)）2024-2025學(xué)年初中物理項(xiàng)目化課程案例

29跨學(xué)科實(shí)踐“探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能”（教學(xué)設(shè)計(jì)）2024-2025學(xué)年初中物理項(xiàng)目化課程案例課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過(guò)跨學(xué)科實(shí)踐，讓學(xué)生在探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能的過(guò)程中，運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。通過(guò)實(shí)際操作和數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生更好地理解功與能的概念，并認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用價(jià)值。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新思維。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)解釋現(xiàn)象，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，促進(jìn)其跨學(xué)科知識(shí)的整合與應(yīng)用。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)。

學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)的基本概念，如力、運(yùn)動(dòng)、功、能等，對(duì)功的計(jì)算公式W=Fs有所了解。同時(shí)，學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)換和守恒有一定的認(rèn)識(shí)，但具體到游樂(lè)設(shè)施中的功與能的應(yīng)用，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)有限。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

學(xué)生對(duì)游樂(lè)設(shè)施充滿好奇，學(xué)習(xí)興趣濃厚。在能力方面，學(xué)生具備一定的觀察能力和初步的實(shí)驗(yàn)操作技能。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)加深理解；另一部分學(xué)生則更偏向于理論分析，喜歡通過(guò)公式和計(jì)算來(lái)解決問(wèn)題。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)。

學(xué)生在探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：一是對(duì)功的計(jì)算公式的理解不夠深入，難以應(yīng)用于實(shí)際情境；二是實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中可能遇到誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析困難；三是跨學(xué)科知識(shí)整合能力不足，難以將物理知識(shí)與數(shù)學(xué)、工程等其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合。此外，學(xué)生在表達(dá)觀點(diǎn)和展示成果時(shí)，可能存在邏輯性和條理性不足的問(wèn)題。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：游樂(lè)設(shè)施模型、計(jì)時(shí)器、測(cè)力計(jì)、滑輪組、杠桿、彈簧測(cè)力計(jì)、計(jì)算機(jī)、投影儀

-課程平臺(tái)：學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、教學(xué)課件平臺(tái)

-信息化資源：物理教學(xué)軟件、在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、視頻資料庫(kù)

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、多媒體演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析軟件五、教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求，如讓學(xué)生預(yù)習(xí)游樂(lè)設(shè)施中功的計(jì)算方法和能量轉(zhuǎn)換的基本原理。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能”，設(shè)計(jì)問(wèn)題如“如何測(cè)量游樂(lè)設(shè)施中的功？”、“能量轉(zhuǎn)換在游樂(lè)設(shè)施中有哪些表現(xiàn)形式？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀相關(guān)資料，理解功與能的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過(guò)自主閱讀和思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)和微信群，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解功與能的概念，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)游樂(lè)設(shè)施的視頻或現(xiàn)場(chǎng)演示，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解功與能的計(jì)算方法，結(jié)合游樂(lè)設(shè)施的實(shí)際例子，如過(guò)山車和旋轉(zhuǎn)木馬的能量轉(zhuǎn)換。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生測(cè)量游樂(lè)設(shè)施中的功，如計(jì)算滑梯上滑下時(shí)所做的功。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，思考功與能的計(jì)算和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：教師通過(guò)講解，幫助學(xué)生理解功與能的計(jì)算方法。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握測(cè)量和計(jì)算功與能的技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解功與能的計(jì)算方法，掌握在游樂(lè)設(shè)施中如何應(yīng)用這些概念。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)游樂(lè)設(shè)施中能量轉(zhuǎn)換方案的作業(yè)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)并解釋其工作原理。

提供拓展資源：提供與游樂(lè)設(shè)施設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)籍、網(wǎng)站和視頻，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生設(shè)計(jì)并完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，深入探討游樂(lè)設(shè)施的設(shè)計(jì)和能量轉(zhuǎn)換。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過(guò)完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，提升自主學(xué)習(xí)能力。

反思總結(jié)法：學(xué)生通過(guò)反思作業(yè)過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出改進(jìn)建議。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的功與能的知識(shí)和技能。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）游樂(lè)設(shè)施的歷史與發(fā)展

介紹游樂(lè)設(shè)施的歷史背景，從早期的簡(jiǎn)單游樂(lè)設(shè)備到現(xiàn)代高科技的游樂(lè)設(shè)施，讓學(xué)生了解游樂(lè)設(shè)施的發(fā)展歷程，以及其中涉及的物理原理和技術(shù)進(jìn)步。

（2）不同類型游樂(lè)設(shè)施的物理原理

詳細(xì)介紹不同類型游樂(lè)設(shè)施（如過(guò)山車、旋轉(zhuǎn)木馬、摩天輪等）的物理原理，包括重力、慣性、摩擦力、能量轉(zhuǎn)換等，幫助學(xué)生理解物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。

（3）游樂(lè)設(shè)施的安全設(shè)計(jì)

探討游樂(lè)設(shè)施的安全設(shè)計(jì)原則，如材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面的作用。

（4）游樂(lè)設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響

分析游樂(lè)設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響，如能源消耗、廢棄物處理、噪音污染等，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)。

（5）游樂(lè)設(shè)施在科學(xué)教育中的應(yīng)用

探討如何利用游樂(lè)設(shè)施開(kāi)展科學(xué)教育活動(dòng)，如設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、舉辦科普展覽等，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和好奇心。

2.拓展建議：

（1）閱讀相關(guān)書(shū)籍

推薦學(xué)生閱讀《游樂(lè)設(shè)施物理》、《物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究》等書(shū)籍，深入了解游樂(lè)設(shè)施中的物理原理和實(shí)驗(yàn)方法。

（2）參觀游樂(lè)設(shè)施

鼓勵(lì)學(xué)生參觀游樂(lè)設(shè)施，實(shí)地觀察并了解其工作原理，提高對(duì)物理知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。

（3）開(kāi)展小組研究

組織學(xué)生開(kāi)展小組研究，選擇一種游樂(lè)設(shè)施，探究其物理原理，撰寫(xiě)研究報(bào)告，并制作成PPT進(jìn)行展示。

（4）參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)

鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如制作簡(jiǎn)易游樂(lè)設(shè)施、設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)等，提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。

（5）關(guān)注科技新聞

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技新聞，了解游樂(lè)設(shè)施領(lǐng)域的最新科技動(dòng)態(tài)，拓寬知識(shí)視野。

（6）撰寫(xiě)科普文章

鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)科普文章，介紹游樂(lè)設(shè)施中的物理知識(shí)，提高學(xué)生的科普寫(xiě)作能力。

（7）參加科學(xué)競(jìng)賽

推薦學(xué)生參加物理學(xué)科競(jìng)賽，如科技創(chuàng)新大賽、青少年科技創(chuàng)新大賽等，鍛煉學(xué)生的綜合能力。七、板書(shū)設(shè)計(jì)①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-功的定義：力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。

-功的公式：W=Fs

-功的單位：焦耳（J）

-能量的轉(zhuǎn)換：動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能

②重點(diǎn)詞句：

-功是物體由于力的作用而發(fā)生的位移所做的功。

-功的計(jì)算公式W=Fs，其中F為力的大小，s為物體在力的方向上移動(dòng)的距離。

-功的單位焦耳（J）是國(guó)際單位制中的能量單位。

③游樂(lè)設(shè)施中的功與能：

-游樂(lè)設(shè)施中的能量轉(zhuǎn)換：動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換。

-游樂(lè)設(shè)施中的功的應(yīng)用：計(jì)算游樂(lè)設(shè)施運(yùn)行過(guò)程中所做的功。

-游樂(lè)設(shè)施中的安全與效率：分析游樂(lè)設(shè)施的設(shè)計(jì)對(duì)安全性和效率的影響。八、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）閱讀材料：《物理世界中的能量轉(zhuǎn)換》

這本書(shū)詳細(xì)介紹了能量轉(zhuǎn)換在各種物理現(xiàn)象中的應(yīng)用，包括日常生活中的例子和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)閱讀，學(xué)生可以更深入地理解能量轉(zhuǎn)換的原理和重要性。

（2）視頻資源：《過(guò)山車的物理原理》

這是一段科普視頻，通過(guò)動(dòng)畫(huà)和實(shí)際演示，向?qū)W生展示過(guò)山車運(yùn)行過(guò)程中涉及的物理原理，如重力、加速度、能量轉(zhuǎn)換等。

（3）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：《家庭簡(jiǎn)易能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)》

提供一系列家庭實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生利用簡(jiǎn)單的材料（如滑輪、重物、彈簧等）進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.拓展要求：

（1）鼓勵(lì)學(xué)生閱讀《物理世界中的能量轉(zhuǎn)換》，重點(diǎn)關(guān)注能量轉(zhuǎn)換的類型、過(guò)程和實(shí)例分析。

（2）觀看《過(guò)山車的物理原理》視頻，思考視頻中提到的物理原理在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

（3）根據(jù)《家庭簡(jiǎn)易能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)》的指導(dǎo)，選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行嘗試，記錄實(shí)驗(yàn)步驟、觀察結(jié)果和數(shù)據(jù)分析。

（4）學(xué)生可以記錄實(shí)驗(yàn)中的疑問(wèn)，并在課堂上或通過(guò)郵件向老師提問(wèn)，尋求解答。

（5）鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和思考整理成小報(bào)告，分享給同學(xué)或參加學(xué)校的科學(xué)展覽。

（6）教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的拓展學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)知識(shí)的交流和深化。

（7）對(duì)于有進(jìn)一步興趣的學(xué)生，推薦閱讀《現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)教程》等書(shū)籍，進(jìn)一步探索物理實(shí)驗(yàn)的技巧和方法。

（8）鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注科學(xué)雜志和在線科學(xué)論壇，了解最新的科學(xué)研究成果和物理知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)展。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括功的定義、計(jì)算公式、單位，以及能量轉(zhuǎn)換在游樂(lè)設(shè)施中的應(yīng)用。

2.強(qiáng)調(diào)功與能的關(guān)系，以及能量轉(zhuǎn)換在游樂(lè)設(shè)施中的重要性。

3.總結(jié)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)操作步驟和數(shù)據(jù)分析方法。

4.引導(dǎo)學(xué)生思考如何將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

當(dāng)堂檢測(cè)：

一、選擇題

1.功的計(jì)算公式是（）

A.W=Fs

B.W=Fv

C.W=Fh

D.W=Fθ

2.下列哪種情況不會(huì)做功？（）

A.提著水桶上樓

B.用力推門(mén)，但門(mén)沒(méi)有動(dòng)

C.拉動(dòng)彈簧，彈簧伸長(zhǎng)

D.滑雪者從山上滑下來(lái)

二、填空題

1.功的單位是______，表示物體在力的作用下發(fā)生的位移所做的功。

2.能量轉(zhuǎn)換在游樂(lè)設(shè)施中表現(xiàn)為_(kāi)_____和______的相互轉(zhuǎn)換。

三、計(jì)算題

一物體質(zhì)量為2kg，受到一個(gè)大小為5N的力，物體在力的方向上移動(dòng)了4m，求物體所做的功。

四、簡(jiǎn)答題

1.簡(jiǎn)述功的定義及其計(jì)算公式。

2.能量轉(zhuǎn)換在游樂(lè)設(shè)施中有哪些表現(xiàn)形式？

五、應(yīng)用題

設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證功的計(jì)算公式W=Fs，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教學(xué)反思十、教學(xué)反思

今天上了關(guān)于“探究游樂(lè)設(shè)施中的功與能”的物理課，總體來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得這節(jié)課進(jìn)行得還算順利。但是，在回顧和反思這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)了一些值得改進(jìn)的地方。

首先，我覺(jué)得在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過(guò)游樂(lè)設(shè)施的視頻和圖片引起了學(xué)生的興趣，這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的開(kāi)始。然而，我也意識(shí)到，在接下來(lái)的講解過(guò)程中，我可能過(guò)于依賴視頻和圖片，而沒(méi)有充分地引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)文字和公式來(lái)理解概念。我覺(jué)得在未來(lái)的教學(xué)中，我需要更加注重讓學(xué)生自己從文字和公式中提取信息，這樣可以提高他們的閱讀和理解能力。

其次，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我安排了小組合作，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作來(lái)探究功與能。我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中非常投入，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。比如，有的小組在記錄數(shù)據(jù)時(shí)不夠精確，有的小組在分析數(shù)據(jù)時(shí)缺乏深度。這說(shuō)明我在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上可能需要更加細(xì)致，同時(shí)也要在實(shí)驗(yàn)前提供更詳細(xì)的指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能在實(shí)驗(yàn)中有所收獲。

然后，我在課堂上嘗試了一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，比如小組討論和問(wèn)題解答，但感覺(jué)效果并不理想。有些學(xué)生參與度不高，有的學(xué)生在討論時(shí)顯得有些拘謹(jǐn)。我覺(jué)得這可能是因?yàn)槲覍?duì)課堂氛圍的營(yíng)造還不夠到位，或者是對(duì)學(xué)生的參與度引導(dǎo)不夠。在今后的教學(xué)中，我需要更加注重創(chuàng)造一個(gè)