幾個基本概念的建立──質(zhì)點、參考系、坐標(biāo)系、時間和位移

1、.幾個根本概念的建立 質(zhì)點、參考系、坐標(biāo)系、時間和位移一、教材分析地位、編排及意義這一章直線運動是從最根本、最簡單的概念入手，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識運動的根本規(guī)律和對運動狀態(tài)的描繪方法，而本節(jié)是本章第一節(jié)，內(nèi)容看似簡單實際每個概念都是運動學(xué)的根底。質(zhì)點和位移是運動學(xué)重要概念，要讓學(xué)生理解各個概念的準(zhǔn)確含義;通過學(xué)習(xí)建立起學(xué)生對根本概念的科學(xué)認(rèn)識，同時浸透物理學(xué)中的重要研究方法通過科學(xué)抽象，建立理想模型，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)運動學(xué)和動力學(xué)知識埋下較好的鋪墊。從教材的編排意圖上看，既注重科學(xué)方法又注意學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在本節(jié)概念的形成描繪中本非羅列實例讓學(xué)活力械記憶，而是針對理論問題的矛盾點而導(dǎo)出的，這種編排構(gòu)造和設(shè)

2、計思想能較好地突出理論與理論的統(tǒng)一，使學(xué)生明白物理概念既源于理論又用之于理論，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動喚起探究和聯(lián)絡(luò)生活的意識，充分表達(dá)新課改理念，同時浸透抽象、比照的思想方法對培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)質(zhì)思維具有重要的意義。二、學(xué)生分析學(xué)習(xí)者分析本節(jié)教材知識的承受對象是高一新生，已初步承受過初中新課程教育理念的熏陶，但學(xué)生頭腦陳述性知識多、還處于形象、直觀的思維程度。浙江高中新課程施行在2019年下半年才開場，高中教材照舊是新課程前的教材，因此初中原有知識構(gòu)造與高中階段的物理學(xué)知識、教與學(xué)的方式跨度較大，學(xué)生對于抽象的概念學(xué)習(xí)普遍感到困難;對質(zhì)點這一理想模型，學(xué)生還是第一次接觸，科學(xué)抽象的才能尚難具備;盡管

3、學(xué)生已有參考系、路程、時間和時刻的概念，但屬粗略的表述，頭腦中原有對這些概念表述、測量方法缺乏科學(xué)性;概念的引出重結(jié)果、輕過程，概念歸納也缺少科學(xué)思維特征：比照引出位移、時間這一詳細(xì)概念，無視次要矛盾引出質(zhì)點模型，用感官去接觸和感知概念的屬性，等等。另外，高一新生對學(xué)習(xí)信息加工過程沒有相關(guān)的原有知識，缺乏聯(lián)絡(luò)，尚難形成有意義的學(xué)習(xí)思維風(fēng)格。學(xué)生學(xué)習(xí)動機往往只滿足于記住概念的定義，而對于怎樣運用規(guī)那么去做事卻不很關(guān)心，因此遇到實際問題解決不了，難免出現(xiàn)焦慮心理，時間一長就會失去學(xué)習(xí)物理的興趣。根據(jù)認(rèn)知規(guī)律，最好啟發(fā)學(xué)生自己進(jìn)展討論、鑒別，從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識，豐富程序性知識，防止形成“高分低能、

4、眼高手低的缺點。三、教學(xué)目的根據(jù)教材和學(xué)生分析確定教學(xué)目的，表達(dá)準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)，可觀察和測量知識和技能目的：能說出參考系的概念。知道對同一物體選擇不同的參考系時，觀察的結(jié)果可能不同，參考系可以任意選擇，但在研究中應(yīng)考慮方便性。理解質(zhì)點的概念，知道它是一種科學(xué)抽象。對提供的實例，會分析出何時能看成質(zhì)點，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法。知道時間和時刻的含義。會在實例中比照兩者異同，知道實驗室測量時間的方法。理解位移概念。知道它是表示質(zhì)點位置變動的矢量，可以用有向線段來表示;知道位移和路程的區(qū)別，對提供的實例，能正確判斷出位移與路程的表示結(jié)果。過程與方法目的：學(xué)生要充分聯(lián)絡(luò)生活實際，抓住生活中物理問題

5、的矛盾點，參與歸納幾個概念的形成過程，展示自己的優(yōu)質(zhì)思維過程。通過多個實例的分析討論，逐漸讓學(xué)生領(lǐng)會這樣的科學(xué)思維方法：抓住主要特征忽略次要因素的科學(xué)抽象法;通過觀察比較正反例證發(fā)現(xiàn)概念本質(zhì)特征的方法。情感價值目的：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，敢于堅持正確的觀點和修正錯誤，形成實事求是的科學(xué)觀。形成擅長觀察生活物理的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣，浸透詳細(xì)問題詳細(xì)分析的哲學(xué)思想。四、教學(xué)任務(wù)分析對照教學(xué)目的，這里用加涅和對學(xué)習(xí)結(jié)果分類和構(gòu)造層次分析，并確定教學(xué)重點和難點參考系、質(zhì)點、時間時刻、位移等這幾個目的概念，根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類，都屬于智慧技能中的詳細(xì)概念。根據(jù)奧蘇伯爾的學(xué)習(xí)理論，這些概念可作為陳

6、述性知識程度來學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能說出這些概念的名稱、含義或關(guān)鍵特征，再在習(xí)得陳述性知識根底上進(jìn)展程序性知識程度學(xué)習(xí)，提示學(xué)生把生活中原有知識概念的例子呈現(xiàn)出來，舉例同一物體對不同參考系下的結(jié)果、位移與路程概念的正反例子，引導(dǎo)學(xué)生比較與對照，發(fā)現(xiàn)新概念的共同特征，同時為概念的學(xué)習(xí)提供情景設(shè)計和練習(xí)反響。1.對于參考系概念學(xué)習(xí)側(cè)重于陳述性知識學(xué)習(xí)，用奧蘇伯爾的同化論分析比較適宜。學(xué)習(xí)的必要條件是機械運動概念，支持性條件是對生活中相對運動的感知程度和觀察態(tài)度，推知學(xué)生起點才能是運動的相對性以及有觀察和區(qū)分相對位置改變的根本才能。2.質(zhì)點是學(xué)生第一次接觸要建立的理想模型，比較抽象，屬本節(jié)重點，其科學(xué)思維

7、方法也是本節(jié)教學(xué)中的難點。根據(jù)加涅學(xué)習(xí)理論，必要條件是區(qū)分理解各種運動情景，掌握科學(xué)抽象的研究方法，支持性的條件是具備抓主要略次要的才能，可知起點才能是具有詳細(xì)問題詳細(xì)分析的認(rèn)知策略。3.時間和時刻概念是學(xué)生生活中較容易理解的概念，因此可以嚴(yán)密結(jié)合生活，主動討論用時間數(shù)軸表示概念的科學(xué)方法，并實物展示測量時間和時刻的工具。4.位移是運動學(xué)的重要概念，是本節(jié)課學(xué)習(xí)的另一重點，而理解惟一性特征是位移概念引出之關(guān)鍵。根據(jù)加涅的分類，屬智慧技能中的詳細(xì)概念、規(guī)那么的學(xué)習(xí)，側(cè)重于程序性知識;學(xué)習(xí)的必要條件是學(xué)生原有的路程概念、力的矢量概念遷移，支持性條件是對位移和路程概念的比較研究尋找特征的策略、能用言

8、語科學(xué)表述概念定義的才能，起點才能是運動軌跡的認(rèn)知策略。在教學(xué)中結(jié)合詳細(xì)情景進(jìn)展變式練習(xí)，著力引導(dǎo)學(xué)生比較觀察位移和路程的區(qū)別，及時對位移概念的形成進(jìn)展反響。五、教學(xué)設(shè)計思想理念、策略、教學(xué)流程黃恕伯老師說過新課程施行教學(xué)的思路是什么?是“重過程，“重情感，“重生活，其中“重過程就是重視“過程與方法的教學(xué)，同時嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)學(xué)生生活，使抽象的物理概念教學(xué)變成生動、形象;根據(jù)認(rèn)知規(guī)律，在初中認(rèn)知構(gòu)造上深化拓寬，鼓勵嘗新，做到知識的同化、順應(yīng)和不斷上升的平衡，最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動，表達(dá)教學(xué)新思維。教學(xué)流程：本節(jié)課設(shè)計采用“以生活例子為主線、尋找概念特征為關(guān)鍵的討論式教學(xué)形式策略，綜合運用“

9、問題、探究、交流、歸納、講解的教學(xué)才能，展開教學(xué)過程。這些問題的設(shè)計都是學(xué)生在課堂思維過程中自然提出的，不僅使整節(jié)課表達(dá)出很強的解決問題的探究性，又能讓學(xué)生不斷地在問題面前扮演探究者和研究者，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機;同時對習(xí)得的概念通過練習(xí)反響及時深化或補救，準(zhǔn)確表達(dá)形成性評價的功能。六、教學(xué)過程設(shè)計本內(nèi)容已充分展開，媒體運用、策略點評、形成性評價到位教學(xué)過程分新課引入、新課教學(xué)、練習(xí)反響三個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)展。新課引入學(xué)生：舉例說明哪些物體在運動，如汽車在奔馳、地球公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)、分子在運動、心臟在跳動、血液在流動等等。老師：萬物都在運動，上面所舉的例子都有一個共同的特點，即物體相對于其他物體的位置變化，我

10、們把這種現(xiàn)象叫做機械運動，簡稱運動。自然界中的運動形式是多樣的，本章我們研究最根本最簡單的直線運動入手，開場我們的研究。文人常用“氣勢磅礴來描繪江水的運動，自古有“驚濤拍岸，卷起千堆雪的詩句;畫家那么運用簡筆線條來描繪汽車的運動;那我們在物理中應(yīng)該如何科學(xué)準(zhǔn)確地描。述物體的運動呢?策略點評：進(jìn)入新課之前，激活對原有的生活知識例子的回憶，以利于說明概念的關(guān)鍵特征，同時回憶一些描繪運動的“違法概念，以作為同化科學(xué)新概念的根底新課教學(xué)一概念之一：參考系1.意義問題：課桌在運動嗎?并回憶生活中運動的相對性例子。簡單的問題卻引起學(xué)生的短暫的爭論，并舉出更多的問題課件演示：從勻速飛行的飛機上向地面空投物資

11、的過程，演示選擇不同的參考系看同一個物體的運動情景有所不同。學(xué)生討論診斷：選擇的參考系不同，結(jié)論也不同，自然過度到新概念參考系。老師言語后板書：研究一個物體運動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體，叫做參考系。2.性質(zhì)問題：描繪車廂的運動一定要選擇地面為參考系嗎?比較木星和火星的運動時，一個以地球為參考系，一個以太陽為參考系，這樣的比較有意義嗎?學(xué)生短暫討論，找到協(xié)調(diào)方法教材中總結(jié)：參考系的選取具有任意性;選擇不同的參考系，描繪物體運動的繁簡程度不同;一般我們選地面為參考系。課件視聽：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走中各物體以什么作為參考系?形成性評價反響教學(xué)是否繼續(xù)，必要時預(yù)備制作FLASH動畫展示

12、出效果。3.言語描繪研究性問題：第一次世界大戰(zhàn)期間，一飛行員駕機飛行時，發(fā)現(xiàn)座艙外有一黑色小物體，他伸手抓過來一看，竟是一顆子彈頭!飛行員為何沒被子彈擊傷?假如飛行員站在地面上，他還敢抓飛行中的子彈嗎?理論證明，讓學(xué)生不斷地在問題面前扮演探究者和研究者，將極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機。二概念之二：質(zhì)點1.問題討論：投影展示假設(shè)一列火車從某火車站出發(fā)，以10米每秒勻速直線前進(jìn)，求10秒鐘后火車離車站多遠(yuǎn)?一個小時后火車離車站多遠(yuǎn)?對于前一問，會出現(xiàn)：生甲，10×10 =100 m;生乙，不能確定，因為未指定是研究車頭還是車尾。而對于第二問，學(xué)生會得出36 000 m。老師提出問題的

13、焦點：這是如何將答案確定下來的?我指定車頭或車尾了嗎?火車如今就沒有自身長度了嗎?這樣教學(xué)容易引起爭論，學(xué)生感到問題的“復(fù)雜性，自然會想到火車長度相對36 000米來說已經(jīng)很小了，足夠可以忽略火車形狀大小。2.得出概念：什么情況下，火車可以看成一點?研究地球自轉(zhuǎn)可看作質(zhì)點嗎?研究地球繞太陽轉(zhuǎn)可看作質(zhì)點嗎?老師根據(jù)學(xué)生的答復(fù)可總結(jié)出物體可看成質(zhì)點的條件：質(zhì)點是沒有大小沒有形狀但具有物體所有質(zhì)量的點，當(dāng)物體自身的尺寸對研究的問題沒有影響，已經(jīng)可以忽略時，就可以看成質(zhì)點。學(xué)生歸納，老師板書定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。引導(dǎo)學(xué)生再進(jìn)展分析并充分體會科學(xué)概括的過程：實際中不存在質(zhì)點，它是一種科

14、學(xué)抽象，研究中抓住主要矛盾，弱化了次要因素，它是理想化的物理模型，強調(diào)這種思想在科學(xué)研究中非常重要。這種重視過程教學(xué)的設(shè)計，是浸透科學(xué)抽象法最好的途徑。3.目的反響投影關(guān)于質(zhì)點，以下說法正確的選項是 A.質(zhì)點一定是體積、質(zhì)量極小的物體B.計算火車過橋時所用時間，火車可當(dāng)成質(zhì)點C.研究地球公轉(zhuǎn)時可作為質(zhì)點D.運發(fā)動在百米賽跑時不可作為質(zhì)點，在馬拉松比賽時可作為質(zhì)點針對目的評價，假設(shè)結(jié)果不理想，根據(jù)教學(xué)流程要及時返回進(jìn)展補救教學(xué)三概念之三：時刻和時間1.生活引入圖文資料投影：28屆雅典奧運會110米欄決賽在北京時間2019年8月28日凌晨3時30分開賽，我國選手劉翔以12秒91第一個沖過終點，獲得

15、該工程的金牌，全球為之震動。提出問題：兩組數(shù)據(jù)2019年8月28日凌晨3時30分，12秒91的含義一樣嗎?讓學(xué)生討論結(jié)果：不一樣，前者表示在某一瞬間，而后者表示一段時間。2.閱讀課本學(xué)生歸納老師板書：在時間軸上表示時刻是一個點，而時間是一段;單位是秒、分、時;符號是s、min、h。理論證明這段處理開門見山，對學(xué)生自習(xí)才能的培養(yǎng)和認(rèn)識時間概念更為有利。3.目的評價投影展示：A.小王問小張：“如今的時間是幾點鐘?B.物理題：“物體從斜面滑下的時間是多少?C.列車時刻表還是列車時間表?D.我們經(jīng)常還會遇到這樣的語句：第Is內(nèi)的平均速度，第Is內(nèi)是時刻還是時間間隔?3s末的速度中3s末呢?4.測量工具

16、實物展示：停表秒表;打點計時器記錄比較短的時間四概念之四：位移與路程1.引入情景師：有了時間上的量，我們再來看空間上的描繪這里銜接要自然。設(shè)計情景一：一個同學(xué)從操場中心A點出發(fā)，走了20米，請確定他如今的位置。設(shè)計情景二：一個同學(xué)從操場中心A出發(fā)，向正東走了20米，請確定他如今的位置。先回憶原有概念的例子路程，再同時呈現(xiàn)以上兩個設(shè)問，形成對照，引出質(zhì)點運動的軌跡和位移概念的初步含義。學(xué)生歸納：運動質(zhì)點通過的道路叫做質(zhì)點運動的軌跡，軌跡是直線叫直線運動，軌跡是曲線叫曲線運動。描繪物體位置的變化，只有軌跡間隔 是不夠的，還需要指定方向。我們用一個新的物理量來描繪，叫位移。又是一個問題出來：如何科學(xué)

17、表達(dá)位移的概念?2.位移概念引導(dǎo)回憶力、速度矢量的定義并做出遷移：位移也包含了大小和方向，是矢量，用來描繪位置變化。問題提出：俗話說“條條大路通羅馬，不同途徑從溫州到杭州，它們的運動軌跡和位移一樣嗎?應(yīng)如何解決無數(shù)條問題?如何來表示位移矢量呢?引發(fā)學(xué)生討論比較事例，發(fā)現(xiàn)位移概念的惟一性特征學(xué)生發(fā)現(xiàn)這一點很重要，得出位移概念的描繪是：用有向線段來表示位移矢量板書。目的反響投影展示：一小球從離地面5m高的地方自由落下，碰地后又彈起，在離地高3m處被接住，那么碰地時位移的大小和路程分別是多少?整個過程的位移的大小和路程分別是多少?通過練習(xí)，用位移概念解決實際問題，豐富學(xué)生的程序性知識。3.位移與路程

18、的異同對上例變式討論，只有物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程，進(jìn)一步理解位移概念，比較出位移與路程的異同，用表格的形式通過投影進(jìn)展展示：路 程位 移質(zhì)點運動軌跡的長度描繪質(zhì)點位置變化的物理量標(biāo)標(biāo)量量矢無數(shù)條唯一性只有單向直線運動時，位移的大小相等老師言語目的測試題：在學(xué)校400米田徑場舉行1 000米中長跑，運發(fā)動跑完全程，位移是多少?1000米又是什么含義?讓學(xué)生考慮和討論，進(jìn)展形成性評價反響。學(xué)生小結(jié)，練習(xí)反響讓學(xué)生閱讀教材并作一個小結(jié)，老師檢查總結(jié)并評價，審度教學(xué)達(dá)成情況，查漏補缺。七、教學(xué)媒體運用采用老師言語、板書、教材、實物展示的傳統(tǒng)媒體方法，采用投影、多媒體課件等現(xiàn)代教學(xué)媒體手段，并做到教學(xué)目的、教學(xué)事件與教學(xué)媒體的適當(dāng)匹配。八、教學(xué)反思物理概念教學(xué)一直給人的印象是枯燥、沉悶，如何基于新課程理念下賦予一種新的生命，是我們老師必須加以考慮的問題。課后說明，本設(shè)計有以下幾個亮點：1.對于質(zhì)點、位移等概念，設(shè)計優(yōu)秀的問題情景，設(shè)計教學(xué)過程的展開程序，使學(xué)生不僅知其然，更知其所以然，從中體會根本的研究方法;同時重視教學(xué)與學(xué)生生活、社會理論的聯(lián)絡(luò)，充分表達(dá)課程教學(xué)新思維。2.本設(shè)計定位準(zhǔn)確、全面、與課程改革非常親密，格式有別于以往的教學(xué)設(shè)計，屬個人創(chuàng)新;根據(jù)現(xiàn)代學(xué)習(xí)論和教學(xué)論原理對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)展任務(wù)分析，既有深沉的科學(xué)理論背景，又有實用的操作技術(shù)，涵蓋了教學(xué)活動的全過程。