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从《曲线运动》的教学设计谈对新课程教材的把握

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  新课程改革提倡培养学生的能力,现代教育理念认为,能力并不是教会的,而是学生在学习活动过程中通过自主体验、感悟,进而通过类化、迁移而逐步形成的。所以课堂教学要以学生为主体进行设计,结合学生原有的认知结构,将教学内容融于优化的课堂教学过程中。新课程中人教版的教材编写就充分考虑到学生的发展,在完成知识目标的同时更注重过程的参与和方法的形成,在教材内容和习题的选取时更注重“情感、态度和价值观”的形成。

 

  1.本节的教材分析

 

  曲线运动一章从知识体系看,涉及的是在自然界和技术中比前面所学直线运动更普遍的运动形式,因此研究曲线运动是力学研究的必然。从学生的认知发展来看,在以前研究直线运动时,学生建立了一套运用牛顿运动定律研究物体运动规律的方法,在本章将这一套研究方法推广到曲线运动的研究,是学生认知发展的必然。

 

  本节是整章教学的知识基础。通过实验和讨论,让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的,曲线运动是变速运动;速度的方向沿轨迹的切线方向;理解物体做曲线运动的条件。

 

  其中的重点是曲线运动的速度方向和产生条件。

 

  难点有三处:一是对砂轮打磨刀具实验的解释,二是曲线运动速度方向的理论证明,三是曲线运动发生的条件。

 

  2.曲线运动速度方向的--

 

  为得到曲线运动速度方向是沿曲线某点的切线方向这一结论,设计了以下过程:抓住两个实验:砂轮打磨刀具和投掷链球。按三个过程分梯次完成。

 

  过程1:观察两个视频

 

  在观察两个视频和演示实验后学生基本得出速度方向的规律,但过程1列举的是圆周运动的情况,圆周运动是曲线运动的一种特例,通过一个特例来概括出普遍结论,这不利于形成学生的科学思维;另外,过程1仅仅是一种实验现象,只有把实验现象和理性分析结合起来形成结论,这才是更科学的研究方法。所以教学中没有在过程1之后就匆匆形成结论,

 

  过程2:对实验现象的分析

 

  该过程主要是对过程1的理性分析,过程2不是和过程1那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过分析火星的运动方向与轨迹的关系,从而判断出火星的运动方向就是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,它使学生感觉到,一个实验结论的形成并不是草率的。通过过程2可以得出圆周运动时质点的速度方向,但同样不能代表一般性结论。为此设计了过程3

 

  过程3:对一般情况的理论证明

 

  该过程主要通过极限的思想从数学角度和物理学的角度分析证明一般性的曲线运动的方向在曲线上该点的切线方向。结论更具有普遍性。当然在这里不必深究一般曲线的切线的意义和几何求法。

 

  从探究性理论角度看,过程1可以看成是根据部分事实得到的猜想,过程2和过程3可以看成是对该猜想所进行的实验和理论上的证明。

 

  3.从本节课的--谈对新课程教材的把握

 

  31本节教材的编写特点

 

  311将知识的讲解融于过程中,更加重视学生过程的参与和方法的形成。

 

  如在曲线运动速度方向的编写时,选取了两个实际情景的图片和一个演示实验。这样的安排充分体现了编者在重视教学中知识与技能目标达成的同时更加突出过程和方法的形成。本来在通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球两个视频后学生可以得出结论的,但是考虑到这样的认识只是学生感性的、最表面的认知,是没有深入问题的本质的。当然在解决实际问题时就会感到束手无策。所以教材中又安排了一个看似简单的实验,这个实验其实和上述两个材料有本质的不同,它不像观察图片和视频那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过收集信息和分析、处理信息,而后得到物理结论,这是科学研究过程的必然。这样才能使学生感觉到,一个结论的形成并不是草率的。到此似乎研究的过程就可以画上完美的句号,但是通过上述实验只能得出做圆周运动时质点的速度方向,这不能代表一般的曲线运动,所以结论不具有普遍性。因此教材中特意安排了一段理论证明,采用极限的思想,曲线上任意两点的连线(割线)在无限逼近时会最终演变成一点的切线(图中A点的切线)。从物理学的角度看,AB连线就是物体这段时间内的位移,也是平均速度的方向,当AB无限逼近时平均速度就演变成物体在A点的瞬时速度。到此从理论上就证明了任何曲线运动的物体在某点的速度方向在曲线上该点的切线方向。

 

 

  312“做一做”板块更突出学生的主体性

 

  在教材内容的最后安排了“做一做”:──做一个飞镖,体验“曲线运动的速度方向跟曲线相切”。要求(1)观察飞镖在空中速度方向的变化;(2)观察飞镖插入泥土时的入射角。显然,这里的体验不只是为了理解曲线运动的速度方向这一知识点,更主要是为了增强学生理论联系实际的意识,并对物理学习产生积极的情感。生活中要解决许多更复杂的问题往往需要有这种意识,而意识是难以通过“讲知识”来形成的,实践意识只能来自于活动主体在活动过程中的体验。

 

  313练习题的设计重视情感、态度与价值观目标的达成

 

  本节教材后的练习题,除了能体现出课文中的主干知识之外,设计时,还慎重地考虑了教学中情感、态度与价值观目标的实现。首先,这几个练习题的难度水平有利于学生积极思考、同时又使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。而且,练习题的内容贴近学生的生活,学生通过做练习这种学习方式,能够对物理学产生亲近感。例如,在曲线运动的练习题1中编写了一个以跳水运动员反身翻腾两周半为实践背景的曲线运动方向分析问题;由于赋予了实践的背景,物理知识被活化了。这时候,学生跟物理学的距离就能拉近许多。

 

  32教学中对新课程教材的把握策略

 

  在教学中首先要依据《普通高中课程标准》和《浙江省普通高中新课程指导意见》准确把握教学目标、教学重点和教学难点,然后通过对教材的深入分析来优化设计教学实施过程。

 

  321依据教材内容的编排结构来确定教学目标点的达成顺序

 

 一般而言,教材内容的编排都具有严密的逻辑性和恰当的梯次性。如本节内容的编排上先安排曲线运动的方向,然后安排物体做曲线运动的条件。从知识结构上看,曲线运动的方向在轨迹上某点的切线方向是反映曲线运动的运动学特征,而曲线运动的条件则是动力学特征,完全符合牛顿力学的研究思路。从对学生认知建构的过程来看,知道曲线运动的方向只是知道一个事物的结果,掌握了曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因,这样才能在逻辑上有利于学生深刻理解本节的两个重点内容。所以分析清楚教材内容的逻辑关系对学生迅速形成有效合理的认知的至关重要。

 

  322把握教材中图片资料和实验的关系

 

  为了有效地达成教学目标,编者都会在适当的时候和适当的地方安排有助于对教学内容理解的图片资料或是演示实验,对于这些辅助材料我们在--时一定要慎重选用。如本节内容中的砂轮打磨刀具和投掷链球的图片,它有利于学生从感觉上去感知曲线运动的方向,但只是停留在感性的层面上,采用这样的方式学习的知识是不牢固的,在其它情景中就不一定能灵活运用。因此教材紧接一个演示实验──钢球在弯管里的运动。本实验就不像用眼睛看图只是感觉,而是要动手记录小球运动的轨迹,用直尺判断出小球脱离轨道后的运动轨迹是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,这样形成结论当然更牢固。所以--的时候绝对不能草率的将实验用图片取而代之,要多给学生动手的机会,多准备有效的实验。

 

  323重视教材中的“说一说”和“做一做”

 

  这两个栏目的内容是扩展性的,不是基本教学内容,教学中需要根据实际情况有选择性的设计。如本节内容中砂轮打磨刀具的图片就是属于“说一说”栏目,主要是想让学生能在直观上感受曲线运动速度方向的特点,如果要用这一图片资料设计教学过程,我们可以换用一段视频材料以给学生更多动态直观的感受,会更有利于教学目标的达成。“做一做”栏目中的内容要从完善学生认知结构的体系角度出发去选用,因为通过感官去获取的知识和亲自动手获得知识是有本质的区别的,通过后者获得的认知会更牢固、更持久、更有深度。

 

  324充分利用教材课后的习题

 

  人教版教材课后的习题具有如下特点:一是总体难度不大,有利于学生积极思考、同时又能使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。二是这些习题都是课本主干知识的体现,完成这些题有利于学生及时巩固所学内容。三是这些练习题的内容贴近学生的生活,学生练习时能够对物理学产生亲近感,有利于情感、态度与价值观目标的达成。

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