“实验：探究碰撞中的不变量”创新教学设计.doc

“实验:剖析碰撞中不变量”创新教学设计 1教材剖析本节课为新课标人教版高中物理选修3-5《动量守恒定律》一章第一节内容,与原必修加选修《动量》相比变化非常大。首先,动量这一概念引入,与过去完全不同。在教学中如何引入动量这一概念,并对其展开教学,是需要广大一线教师研究问题。原来教材当中,本章通过几个碰撞案例,得到表达式:Ft=mv,并由此引入冲量概念、动量概念。教学过程中,我们思维也受到教材编排影响,直接通过生活中形象生动例子引出:质量与速度乘积越大,作用效果越明显,并由此定义动量。新教材遵循物理科学发展历程,由剖析碰撞中“不变量”实验作为基础,师生共同剖析出在碰撞前后,质量与速度乘积这一矢量保持不变。从实验中发现质量与速度乘积是某个特殊量,因此,将其定义为动量,这更加符合人类认知逻辑,并且能够更加清晰地说明动量来龙去脉,最大程度地避免学生对物理概念产生机械认知。教师在教学过程中,在注重知识技能目标同时,应更加关注“实验事实+逻辑推理”科学方法,以及科学态度、价值观本身。“守恒”不但包含了“不变”,而且包含了守恒条件与讨论守恒必要性。新课程教学用书一再强调“不变量”并不是“守恒量”。不变是指状态值大小恒定,守恒则对应变化过程。“不变”只是“守恒”中数量关系一种表达,并不能作为“守恒”等效表述,“保持不变”才意味“守恒”。而要在碰撞实验中让学生追寻“始终不变量”是不现实,也是没有必要。所以,指导用书意以新观点追寻“不变量”过程,而不是追寻“保持不变量”过程。学生需要在教师引导下自己体验,关注碰撞中规律:在碰撞中,有某个物理量在碰撞前后保持不变。尽管对于高中学生来讲,要形成“守恒”思想是困难,但在碰撞前后“不变”想法是非常珍贵,这正体现了我们对学生科学剖析精神培养。 2学情剖析通过必修一、必修二学****学生已经知道物体通过相互作用产生运动类型、物理研究方法与遵循一般规律;学生也初步具备了剖析实验思维;学生对物体通过碰撞这种相互作用产生运动类型也有感性认知,并且在必修二《机械能及其守恒定律》一章中有过类似剖析经历与体验。学生可能遇到困难主要表现为以下方面:碰撞情境一维化实验案例比较简单,使得学生追寻“不变量”思维落脚点很抽象。碰撞中“不变量”追寻对学生而言是陌生,并且动量是一个矢量。不像追寻“机械能及其守恒定律”时候,动能■mv2与势能mgh相互转化过程中机械能守恒学生有基础,并且动能与势能是标量。此外,学生对一维碰撞情境基本认知一般是碰撞前后速度大小之与不变,或碰撞前后速度存在某种数学关系。没有这样逻辑递进过程,提出物体质量与各自速度乘积是不是不变量猜想是比较困难,而且很唐突,容易进入验证性实验教学循环。而且,学生设计实验测量碰撞前后物体速度时会遇到很大困难。学生需要学****策略主要有:教师设计由浅入深,符合学生认知水平逻辑猜想台阶并提供必要情境数据,创设悖论实验情景,让学生进行总结反思与实验剖析,最后分组在不同实验情境中实验,进行类比与归纳。 3教学设计思路本节课本着从特殊到一般宗旨,从最简单一维碰撞入手,寻找碰撞中规律。通过介绍物理科学发展史,指出碰撞中规律为:在碰撞前后,某一个物理量始终保持不变,并且让学生体会到寻找不变量重要性与必要性。接着,通过简单演示实验,引导学生观察并做出猜想。然后,针对猜想中要用到物理量,学生自主设计实验,通过团队合作,完成实验,