《超重和失重》教學(xué)設(shè)計

1、廣東省第三屆物理師范生教學(xué)技能創(chuàng)新大賽 參賽方案2011年7月 梅州超重和失重教案【參賽課題】 超重和失重【教學(xué)時間】 15分鐘【教學(xué)對象】 高中一年級【使用教材】 粵教版高中物理（必修一）第四章第6節(jié)【教學(xué)內(nèi)容分析】1.教材的地位與作用 超重與失重，既是牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用，又是日常生活中常見的物理現(xiàn)象，它還是當(dāng)今宇宙開發(fā)中面臨的重要問題。教材中安排這一節(jié)，既能進(jìn)一步鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)過的受力分析、牛頓運(yùn)動定律等知識，又能增強(qiáng)物理知識與日常生活、宇宙開發(fā)的聯(lián)系，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的思想熱情。因此，超重和失重是物理學(xué)的重要內(nèi)容。2.課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求通過實(shí)驗(yàn)

2、認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象。【學(xué)生情況分析】1.學(xué)生的心理特點(diǎn)：高中生有濃厚的因果認(rèn)知興趣和實(shí)驗(yàn)操作興趣，對科學(xué)探究也有持續(xù)的熱情和實(shí)事求是的態(tài)度。2.學(xué)生的知識基礎(chǔ)：在本章初步掌握了牛頓第二定律的內(nèi)容，也學(xué)習(xí)了常見的利用牛頓第二定律處理問題的方法，具備了一定的知識基礎(chǔ)。3.學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識的困難：在日常生活中，學(xué)生已經(jīng)對超重和失重有了一定的感性認(rèn)識。但是生活經(jīng)驗(yàn)又往往使他們形成一些與“超重和失重”的定義不一致的“前概念”，造成認(rèn)知困難。首先是物理語言的誤導(dǎo)，日常生活中對“重”的理解與超重和失重中的“重”的理解發(fā)生混淆，使學(xué)生認(rèn)為超重（或失重）就是物體重量的增加（或減少）；其次學(xué)生往往認(rèn)為向上運(yùn)動時就超重

3、，向下運(yùn)動時就失重，沒有真正理解超重與失重的本質(zhì)。【教學(xué)目標(biāo)】1.知識與技能（1）認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象；（2）理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件；（3）解釋生活中一些超重和失重的現(xiàn)象2.過程與方法經(jīng)歷探究超重和失重與物體運(yùn)動關(guān)系的過程，體會通過科學(xué)探究認(rèn)識物理規(guī)律的方法 3.情感態(tài)度與價值觀體驗(yàn)物理世界的奇妙，探索自然規(guī)律的愉悅，提高學(xué)習(xí)物理的興趣 【教學(xué)重點(diǎn)】 超重和失重的概念【教學(xué)難點(diǎn)】 產(chǎn)生超重和失重的條件【教學(xué)策略設(shè)計】1. 教學(xué)組織形式結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)以及本節(jié)課的設(shè)計特點(diǎn)，教學(xué)活動中體現(xiàn)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，探究式學(xué)習(xí)為主線的原則，使學(xué)生在教師指導(dǎo)下掌握知識，運(yùn)用知識，解決實(shí)際問題。2.教學(xué)方

4、法（1）實(shí)驗(yàn)法讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，開展紙帶拉鉤碼的小實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生超重現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入超重和失重的概念。利用傳感器探究產(chǎn)生超重和失重的條件，從而歸納出超重和失重只與加速度的方向有關(guān)。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用本節(jié)課知識，解釋課前實(shí)驗(yàn)中紙帶會斷的原因，達(dá)到鞏固提高的目的。在整個過程滲透物理學(xué)研究方法、科學(xué)思維方法和協(xié)作精神、探索精神等情感態(tài)度價值觀教育（2）講授法通過老師形象生動的講解，配以學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代教學(xué)多媒體DIS信息技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識從認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象到理解產(chǎn)生此現(xiàn)象的條件。在講授知識的同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析、歸納、總結(jié)規(guī)律。3.學(xué)法指導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生觀

5、察并運(yùn)用已有的動力學(xué)知識分析生活中的超重和失重現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)問題，并運(yùn)用科學(xué)知識解決問題，做到溫故知新、學(xué)以致用。在探究產(chǎn)生超重和失重的條件時，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程。配以教師富有誘導(dǎo)性的講解，讓學(xué)生領(lǐng)會辯證歸納的重要性。4.教學(xué)媒體設(shè)計利用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生超重現(xiàn)象，提高學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)探索欲望。通過多媒體課件對實(shí)驗(yàn)過程的展現(xiàn)，讓學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的感性材料上升到理性的思維印象。結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡與計算機(jī)輔助，讓溫度傳感器的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過計算機(jī)在屏幕上形象展現(xiàn)，使物理現(xiàn)象更加形象直觀，既增大教學(xué)容量，又提高教學(xué)效率。【教學(xué)用具】多媒體課件、鉤碼、紙帶、數(shù)據(jù)采集器、模擬電梯?！窘虒W(xué)主要流

6、程】【教學(xué)過程設(shè)計】教學(xué)用時教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖0：01【導(dǎo)入新課】（預(yù)計用時：1分鐘）與學(xué)生一起做紙帶拉鉤碼實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生超重現(xiàn)象，活躍課堂氣氛，讓學(xué)生帶著問題走入課堂。并引出本節(jié)課的主題超重和失重。指導(dǎo)學(xué)生開展紙帶拉鉤碼的小實(shí)驗(yàn)。提問：紙帶問什么會斷呢？開展紙帶拉鉤碼的小實(shí)驗(yàn)。用簡單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行導(dǎo)入，讓學(xué)生動手產(chǎn)生超重現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣！0:03【建立概念】（預(yù)計用時：2分鐘）通過對小實(shí)驗(yàn)中紙帶進(jìn)行受力分析，引出超重的概念，繼而延伸出失重的概念。強(qiáng)調(diào)超重和失重并非指物體質(zhì)量發(fā)生的變化，深化學(xué)生對本節(jié)課重點(diǎn)知識的認(rèn)識。分析紙帶分別在靜止以及加速上升過程中的受力情況。提問

7、：產(chǎn)生超重和失重過程中，物體的實(shí)際重力發(fā)生變化了嗎？觀察思考預(yù)期回答：物體的重力沒有發(fā)生變化，因?yàn)镚=mg，質(zhì)量和g都不變，故重力不變。通過簡單的受力分析，建立概念。強(qiáng)調(diào)超重和失重的本質(zhì)，突出教學(xué)重點(diǎn)。0:05【實(shí)驗(yàn)探究】1. 猜想（預(yù)計用時：2分鐘）通過觀看電梯中探究超重和失重現(xiàn)象的視頻（只播放電梯向上運(yùn)動過程），引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生超重和失重的條件，并作出猜想。提問：生活中，什么情況下會產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象呢？與學(xué)生一起觀看并同步分析視頻，指出：電梯上升過程中，即出現(xiàn)了超重，又出現(xiàn)了失重。提問：產(chǎn)生超重和失重，物體的運(yùn)動方向有關(guān)嗎？指出：超重和失重只發(fā)生在電梯剛剛啟動或?qū)⒁Ｖ沟倪^程中。換言之，

8、超重和失重只發(fā)生在電梯運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的時候。提問：產(chǎn)生超重和失重的條件是什么？觀察預(yù)期回答：與速度方向無關(guān)。預(yù)期猜想：產(chǎn)生超重和失重的條件可能與加速度有關(guān)。通過體重計示數(shù)的變化，讓學(xué)生直觀的分析出電梯上行過程中的超重和失重。這也是對剛學(xué)習(xí)的概念進(jìn)行鞏固提高。提出猜想，為接下來的實(shí)驗(yàn)探究提供依據(jù)。而以電梯為例，讓學(xué)生感受到生活中處處有物理，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力。0:082開展實(shí)驗(yàn)（預(yù)計用時：3分鐘）通過模擬電梯實(shí)驗(yàn)，結(jié)合數(shù)值化信息系統(tǒng)對電梯上行或下行過程中傳感器所受拉力的實(shí)時采集，完成實(shí)驗(yàn)探究表格，歸納出產(chǎn)生超重和失重的條件。介紹實(shí)驗(yàn)裝置（模擬電梯、傳感器、數(shù)據(jù)采集器、實(shí)驗(yàn)圖像）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)

9、生完成實(shí)驗(yàn)探究表格觀察思考分析圖像，完成實(shí)驗(yàn)探究表格讓學(xué)生經(jīng)歷探究超重和失重與物體運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系，體會通過科學(xué)探究發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方法。0:103.分析歸納（預(yù)計用時：2分鐘）請同學(xué)分享實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，分析表格中的信息，歸納產(chǎn)生超重和失重的條件是什么。當(dāng)重物向上運(yùn)動時，電梯既出現(xiàn)了超重，又出現(xiàn)了失重現(xiàn)象；而向下運(yùn)動時，也是即出現(xiàn)了超重，又出現(xiàn)了失重。因此，超重和失重與速度的方向無關(guān)。而加速度向上時，物體處于超重狀態(tài)，加速度向下時，物體處于失重狀態(tài)。思考回答總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納物理規(guī)律，同時讓學(xué)生學(xué)會用辯證的思維進(jìn)行思考。0:124理論分析（預(yù)計用時：2分鐘）運(yùn)用牛頓第二定律分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，指出加速度與

10、力的關(guān)系，深化理解。提問：為什么加速度向上就產(chǎn)生超重，加速度向下就產(chǎn)生失重？加速度與力有什么關(guān)系？利用副板書，運(yùn)用牛頓第二定律作理論分析?；卮鹚伎纪ㄟ^實(shí)驗(yàn)形成概念、建立規(guī)律后，進(jìn)行理論分析，實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)識向理論認(rèn)識的上升。0:13【聯(lián)系生活】（預(yù)計用時：1分鐘）讓學(xué)生舉出生活中的超重和失重實(shí)例，運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識進(jìn)行分析提問：生活中還有哪些超重和失重現(xiàn)象？分析玩跳樓機(jī)時產(chǎn)生的失重現(xiàn)象。舉出生活的超重和失重的實(shí)例。聯(lián)系生活，提高學(xué)生學(xué)以致用的意識，更好地體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會的理念。0:15【小結(jié)】（預(yù)計用時：2分鐘）小結(jié)本節(jié)課所學(xué)的知識，引導(dǎo)學(xué)生分析課前小實(shí)驗(yàn)中，紙帶會斷的原因。小結(jié)

11、：學(xué)習(xí)了什么是超重和失重，并通過實(shí)驗(yàn)，探究出了，超重和失重只與加速度的方向有關(guān)。此外，我們還知道了生活中的超重和失重現(xiàn)象。請同學(xué)們利用本節(jié)課所學(xué)的知識，分析課前小實(shí)驗(yàn)中，紙帶會斷的原因。思考回答為學(xué)生理清學(xué)習(xí)思路，強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的知識。對課前實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，達(dá)到固提高的目的?！景鍟O(shè)計】4.6 超重和失重超重：N或T G失重：N或T G一、概念 a 超重 a 失重二、條件三、實(shí)例附錄一：教學(xué)設(shè)計的特點(diǎn)1、 利用小實(shí)驗(yàn)，將超重現(xiàn)象帶到課堂相比失重現(xiàn)象，超重現(xiàn)象多出現(xiàn)在課堂之外，以往一般采用視頻展示超重現(xiàn)象。但是，學(xué)生未必對這些這些現(xiàn)象有深刻的感受，對建立概念形成障礙。本節(jié)課，利用簡單的材料，進(jìn)行紙帶

12、拉鉤碼的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷產(chǎn)生超重現(xiàn)象的過程，此外，由于實(shí)驗(yàn)的受力情況簡單，便于學(xué)生對超重概念的理解，進(jìn)而延伸出失重的概念，從而突出重點(diǎn)。2、 以學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律為依據(jù)，開展教學(xué)環(huán)節(jié)在教材中，在給出超重和失重的概念后，馬上運(yùn)用牛頓第二定律對產(chǎn)生超重和失重的原因進(jìn)行了解釋，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生解析生活中的超重和失重現(xiàn)象。然而，生活經(jīng)驗(yàn)往往使學(xué)生有向上運(yùn)動就產(chǎn)生超重，向下運(yùn)動就產(chǎn)生失重的錯誤認(rèn)識，他們主要的認(rèn)知困難在于對“產(chǎn)生超重和失重條件”的理解。因此，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，我制定了如下的教學(xué)思路：什么是超重和失重（紙帶提鉤碼實(shí)驗(yàn)）什么情況下產(chǎn)生超重和失重（模擬電梯實(shí)驗(yàn)）為什么在這些條件下產(chǎn)生超重和失重（運(yùn)用牛頓第二定律分析）生活中有哪些超重和失重現(xiàn)象，并據(jù)此設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，從而突破難點(diǎn)。3、 利用模擬電梯，進(jìn)行科學(xué)探究產(chǎn)生超重和失重只與加速度的方向有關(guān)。在觀看人在電梯中探究超重