高中物理創(chuàng)新實驗說課-探究向心力(精編版)

1、探究向心力說課使用教材 : 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, 具有承前啟后在作用?對前是牛頓運動定律的延伸, 對后是圓周運動的應(yīng)用, 以及為萬有引力做知識儲備?( 二) 教材設(shè)計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, 再利用課本實驗用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式, 這個實驗雖簡單直觀, 但是實際操作困難, 物理量難測量 ?二?物理核心素養(yǎng)教師在教學(xué)過程中, 應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng), 設(shè)計探究實驗 , 讓學(xué)生從事實經(jīng)驗出發(fā), 推理猜想 , 再用實驗驗證, 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)?運動與相互作用?能量等的基本認(rèn)識, 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 : 基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑?批判 , 進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)( 三) 實驗探究 : 提出物理問題, 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 , 以及對實驗探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流?評估 ?反思的能力( 四) 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任: 在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì), 理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境(stse) 的關(guān)系基15礎(chǔ)上逐漸形成的對科學(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)和實驗內(nèi)容(

3、 一) 教學(xué)重點1. 理解向心力的概念2. 學(xué)生感受向心力和實驗探究向心力的表達(dá)式( 二) 教學(xué)難點學(xué)生實驗探究向心力的表達(dá)式( 三) 教學(xué)對象分析1. 學(xué)生知識層面 : 學(xué)生已經(jīng)學(xué)過勻速圓周運動的概念以及描述勻速圓周運動的物理量 , 從理論上推出了向心加速度的表達(dá)式 , 對數(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 , 初步具備探究實驗的能力( 四) 實驗方法定性關(guān)系實驗

4、: 感受向心力定量關(guān)系實驗: 自制創(chuàng)新教具無線向心力測量儀( 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)輸入計算機, 用 excel分別作出 f- 2?f-r ?f-m圖像, 得出結(jié)論 ?3. 驗證法2將實驗數(shù)據(jù)代入向心力表達(dá)式f=mr 計算出結(jié)果 , 理論值與測量值比較, 驗證實驗結(jié)論 , 得出結(jié)果 ?四?實驗創(chuàng)新設(shè)計( 一) 興趣實驗感受向心力1. 【實驗?zāi)康摹?1) 使學(xué)生初步認(rèn)識向心力與其影響因素

5、之間的關(guān)系?(2) 使學(xué)生通過控制變量法完成實驗?2. 【實驗裝置】( 圖 2)圖 23. 【實驗創(chuàng)新點】這個實驗裝置比較簡單, 讓學(xué)生通過甩動擺球, 感受繩對手的拉力去體驗向心力的大小? 該實驗現(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)計了興趣實驗“感受向心力”?教師引導(dǎo)學(xué)生體會與猜想, 小球做圓周運動的向心力大小與什么因素有關(guān)?學(xué)生通過實驗猜想: 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, 教師繼續(xù)提問: 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)系的實驗有這些, 通過實驗研究我發(fā)現(xiàn)它們存在以下不足: 課本圓錐擺實驗操作困難, 物理量難測量 ?傳統(tǒng)的向心力儀器, 只能粗測 , 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 ?向心力間接測得, 誤差大 ? 2 ?只能生成f- 圖像, 不滿足多次控制變量的需求? 3 ?數(shù)據(jù)圖像直接生成, 沒有讓學(xué)生充分體驗“過程學(xué)習(xí)” ?為了解決以上不足, 我自制創(chuàng)新教具無線向心力測量儀( 圖 3), 突破教學(xué)難點?圖 3 無線向心力測量

7、儀, 是一個可以直接測f 和 的儀器 ?無線向心力測量儀各部分結(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, 利用單片機驅(qū)動步進(jìn)式電機獲得穩(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這是測力計 , 內(nèi)部安裝拉力傳感器 , 采用無線發(fā)射與接收的方式顯示向心力的大小 ?我設(shè)計了 2 種顯示力大小的方式 , 第一種 ?數(shù)字顯示 ?第二種 ?通過自編軟件 , 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: 通過自編軟件 , 在電腦

8、上顯示這是圓心 ( 圖 8), 通過軌道上的標(biāo)尺可以讀出小球運動的半徑( 圖 9), 改變線長 , 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 , 改變半徑圖 11 改變小球 , 改變質(zhì)量學(xué)生通過自制創(chuàng)新實驗教具可以測出實驗所需要的物理量f?m?r ? ( 圖 12)圖 12( 二) 創(chuàng)新實驗無線向心力測量儀1. 【實驗?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)生通過控制變量法?圖像法完成實驗?2. 【實驗裝置】( 圖 13)圖 13無線向心力測量儀

9、3. 【實驗創(chuàng)新點】教師自制教具簡單直觀, 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, 非常有說服力?這個實驗裝置滿足多次控制變量的要求, 讓學(xué)生充分體驗“過程學(xué)習(xí)”,并且通過科學(xué)探究過程, 樹立科學(xué)探究意識, 掌握科學(xué)探究方法?教師引導(dǎo)學(xué)生用無線向心力測量儀分組設(shè)計探究實驗方案, 學(xué)生通過觀察討論, 得到本節(jié)課的實驗方法:4. 【實驗方法】(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) 驗證法 : 實驗數(shù)據(jù)代入f=mr 計算 , 計算值與測量值比較, 驗證結(jié)論 ?下面我們來看一段學(xué)生實際操作的視頻( 圖 14)圖 145. 【實驗數(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實驗結(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實驗結(jié)論 : f 與 成正比 ?(3) 控制 ?r 不變, 探究 fm關(guān)系 ?( 圖

11、18)圖 18實驗結(jié)論 : f 與 m成正比 ?6. 【實驗結(jié)論】2 f 與 r ?m? 成正比 ?通過控制變量法, 學(xué)生得到了 f-r ?f- ?f- 2?f-m圖像 ?我們發(fā)現(xiàn) , 學(xué)生在實驗的過程中,利用簡單直觀的自制教具, 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“過程學(xué)習(xí)”的樂趣, 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, 形成22結(jié)論 fmr , 寫成等式f=kmr教師引導(dǎo) : k=?, 能否用數(shù)據(jù)驗證?學(xué)生把實驗數(shù)據(jù)帶入實驗結(jié)論, 比較測量值和計算值, 發(fā)現(xiàn) 2 個值基本相等, 即 k=1, 學(xué)生得出實驗結(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)一步驗證了實驗的正確性?本節(jié)課到此 , 可能有些同學(xué)會思考: 角速度和向心力的讀數(shù)對嗎?因此我設(shè)計了一個課外實驗 ?( 學(xué)生課后會想到的驗證方法: 彈簧秤去拉傳感器, 對照兩個讀數(shù)是否一致?角速度的測量利用秒表 , 使小球轉(zhuǎn)動30 圈, 根據(jù)公式2驗證角速度的讀數(shù)是否正確, 等等方法 )t五?教學(xué)反思與自我評價最后 , 我對這一節(jié)課做一個總結(jié): 層層遞進(jìn) ?環(huán)環(huán)相扣 , 實驗多變 ?方法多樣 , 數(shù)字信息 ?創(chuàng)新巧妙 , 實驗啟智 , 科學(xué)育人 ?所謂說課是教師在備課的基礎(chǔ)上，面對評委、同行、系統(tǒng)地口頭表

13、述自己的教學(xué)設(shè)計及其理論依據(jù)，然后由聽者評說，達(dá)到相互交流，共同提高的目的的一種教學(xué)研究形式。說課的基本步驟一、說教材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、生活經(jīng)驗、認(rèn)識問題的層次、 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、難點：從教學(xué)內(nèi)容、課標(biāo)要求、學(xué)生實際、理論層次、對學(xué)生的作用等方面找出確立重點難點的依據(jù)并確定教學(xué)的重點和難點。二、說教法依據(jù)綱要、課標(biāo)的四性、新理念、新教法等理論具體說明將在課堂設(shè)計 中運用那些方法。這里可以從大的方面，從宏觀上來說一下， 具體

14、詳細(xì)可以放在下一個教學(xué)程序里說明。如：1、參與式2 、討論式3 、互動式4 、體驗式5 、研究性學(xué)習(xí)6、談話、對話、辯論、調(diào)查、情景模擬、親歷體驗、小活動等三、說學(xué)法依據(jù)新的教學(xué)理念、學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，說出所倡導(dǎo)自主、合作、探究等方式 方法。達(dá)到體驗中感悟情感、 態(tài)度、價值觀；活動中歸納知識； 參與中培養(yǎng)能力； 合作中學(xué)會學(xué)習(xí)。四、說教學(xué)程序主體部分：說出教學(xué)的基本環(huán)節(jié)、知識點的處理、運用的方法、教學(xué)手段、開展的活動、運用的教具、設(shè)計的練習(xí)、學(xué)法的指導(dǎo)等。并說出你這樣設(shè)計的依據(jù)是什么。五、說板書一般正規(guī)的說課如果時間允許的情況下，是要在說教學(xué)程序的過程中寫出板書提綱的。如果時間很緊張， 你可以提

15、前寫在一張大紙上， 張貼在黑板上也可以。能夠配合講解適時出示，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出這樣設(shè)計的理由。如：能體現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)、突出重點難點、直觀形象、利于鞏固新知識、有審美價值等。說課應(yīng)遵循的四個原則一、科學(xué)性原則說課活動的前提科學(xué)性原則是教學(xué)應(yīng)遵循的基本原則，也是說課應(yīng)遵循的基本原則，它是保證說課質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。 科學(xué)性原則對說課的基本要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1、教材分析正確、透徹。2、學(xué)情分析客觀、準(zhǔn)確，符合實際。3、教學(xué)目的的確定符號大綱要求、 教材內(nèi)容和學(xué)生實際。 4、教法設(shè)計緊扣教學(xué)目的、符合課型特點和學(xué)科特點、有利于發(fā)展學(xué)生智能，可行性強。二、理論聯(lián)

16、系實際原則說課活動的靈魂說課是說者向聽者戰(zhàn)士其對某節(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。因此在說課活動小中，說課人不僅要說清其教學(xué)構(gòu)想，還要說清其構(gòu)想的理論與實際兩個方面的依據(jù)，將教育教學(xué)理論與課堂教學(xué)時間有機的結(jié) 合起來，做到理論與實踐的高度統(tǒng)一。1、說課要有理論指導(dǎo)。2、教法設(shè)計應(yīng)上升到理論高度。3、理論與實際要有機統(tǒng)一。三、實效性原則說課活動的核心任何活動的開展， 考試大都有其鮮明的目的。說課活動也不例外。說課的目的就是要通過“說課”這一簡易、速成的形式或手段來在短時間內(nèi)集思廣益，檢 驗和提高教師的教學(xué)能力、教研能力，從而優(yōu)化了課堂教學(xué)過程，提高課堂教學(xué)效率。因此， “實效性”就成了說課活動的核心。為保證每一次說課活動都能達(dá)到預(yù)期目的、收到可觀實效，至少要做到以下幾點。1、目的明確。 2、針對性強大。 3、準(zhǔn)備充分。 4、評說準(zhǔn)確。四