田軍霖

學(xué)習(xí)物理知識(shí)要用技術(shù)思想和方法去研究，技術(shù)的領(lǐng)悟和提升應(yīng)通過(guò)物理教學(xué)實(shí)踐來(lái)訓(xùn)練。本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是運(yùn)用通用技術(shù)，借助交互式電子白板進(jìn)行物理教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、探究和解決問(wèn)題的過(guò)程中融入通用技術(shù)思想和方法，從中領(lǐng)悟到具有穩(wěn)定態(tài)度、一致行為和個(gè)性化的價(jià)值觀念，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)和技術(shù)素養(yǎng)有重要的作用。

通過(guò)人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物理課程和通用技術(shù)課程，學(xué)生可以學(xué)習(xí)、掌握科學(xué)知識(shí)和技術(shù)思想與方法?？傇O(shè)計(jì)過(guò)程如下。

1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.1 知識(shí)與技能

（1）向心加速度的定義。

（2）向心加速度的方向、大小及物理意義。

（3）應(yīng)用向心加速度的公式分析解決問(wèn)題。

1.2 過(guò)程與方法

體會(huì)速度變化量的處理特點(diǎn)，體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過(guò)程，領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過(guò)程中用到的數(shù)學(xué)方法，教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考、討論、交流學(xué)習(xí)成果。

1.3 情感與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力及科學(xué)探究的熱情，樂(lè)于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。體會(huì)推導(dǎo)向心加速度的方向、大小時(shí)所用的極限思想。特別是“做一做”的實(shí)施，要通過(guò)教師的引導(dǎo)，將數(shù)學(xué)知識(shí)、信息技術(shù)與物理學(xué)科融合教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)成功的喜悅，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)物理的興趣。

2 學(xué)生認(rèn)知及心理特點(diǎn)

該班學(xué)生知識(shí)層次不齊，所以對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)能力的培養(yǎng)要有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，注意選取的題目應(yīng)由淺入深，不宜太急。

（1）學(xué)科能力：具備基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和操作能力，具有一定的綜合分析問(wèn)題的能力。

（2）認(rèn)知方式：由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)為主。

（3）生活經(jīng)驗(yàn)：讓學(xué)生從實(shí)際生活中尋找素材，進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)，將現(xiàn)實(shí)生活與物理課堂融合起來(lái)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

（4）心理發(fā)展特點(diǎn)：新學(xué)期高一學(xué)生，求知欲強(qiáng)，思維敏捷，表現(xiàn)積極，知識(shí)基礎(chǔ)好，但是觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)處理方面經(jīng)驗(yàn)不足，常常遺漏信息，分析小結(jié)和科學(xué)表達(dá)能力尚待進(jìn)一步提高。

3 學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)

理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因，掌握向心加速度的確定方法和計(jì)算公式。通過(guò)學(xué)生利用身邊的素材親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因，利用信息技術(shù)手段進(jìn)行課程融合教學(xué)。

向心加速度方向的確定過(guò)程和向心加速度公式的應(yīng)用。（解決措施：利用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，體會(huì)推導(dǎo)向心加速度的方向、大小時(shí)所用的極限思想。）

教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)。

教具準(zhǔn)備：多媒體輔助教學(xué)設(shè)備等。

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 新課導(dǎo)入

通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了圓周運(yùn)動(dòng)，下面首先來(lái)欣賞一段視頻。（白板展示）王亞平太空講授小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一段視頻，引導(dǎo)學(xué)生分析物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而引入新課教學(xué)——向心加速度。

4.2 新課教學(xué)

4.2.1 感知加速度的方向

（多媒體展示）思考與討論：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力沿什么方向？請(qǐng)同學(xué)們帶著這個(gè)問(wèn)題來(lái)看下面的幾個(gè)實(shí)例。（多媒體動(dòng)態(tài)投影圖）

實(shí)例1：地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)。思考：地球受到什么力的作用？這個(gè)力可能沿什么方向？（感覺(jué)上應(yīng)該受到指向太陽(yáng)的引力作用）

實(shí)例2：讓學(xué)生課堂體驗(yàn)在近似光滑的桌面上小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合力的指向。思考：小球受到幾個(gè)力的作用？

這幾個(gè)力的合力沿什么方向？（小球受到重力、支持力和繩子的拉力3個(gè)力的作用，其合力即為繩子的拉力，其方向指向圓心。）

實(shí)例3：中國(guó)杯花樣滑冰大獎(jiǎng)賽中申雪、趙宏博摘取雙人滑金牌時(shí)申雪受到哪些力？這些力的合力指向什么方向？（合力指向趙宏博）

結(jié)論（學(xué)生總結(jié)）：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力沿著半徑指向圓心。

師：可能有些同學(xué)有疑惑，即我們這節(jié)課要研究的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度，可是上面的實(shí)例都在研究物體所受的力，這不是“南轅北轍”了嗎？（學(xué)生交流討論）

生：我認(rèn)為我們的研究方向是對(duì)的，因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第二定律可知，知道了物體所受的合外力的方向，也就知道了物體的加速度方向。

結(jié)論（學(xué)生總結(jié)）：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度的方向沿著半徑指向圓心。

4.2.2 理論分析加速度的方向（講練結(jié)合）

思考：加速度的方向還與誰(shuí)的方向一致？請(qǐng)同學(xué)們回憶“速度變化量”，同時(shí)畫出下列實(shí)例中速度變化量Δv的方向（多媒體展示，如圖1所示）。

結(jié)論：Δv的方向由v1末端指向v2末端。

思考：如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上，如何表示速度的變化量Δv（如圖2所示）？

結(jié)論：Δv的方向由v1末端指向v2末端。

探究：設(shè)質(zhì)點(diǎn)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻位于A點(diǎn)，速度為vA，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后到達(dá)B點(diǎn)，速度為vB，那么Δv沿什么方向？（小組內(nèi)交流與討論）

提示（如圖6所示）：

（1）在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量vA和vB時(shí)，要注意什么？

（2）將vA的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)要注意什么？

（3）如何畫出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的變化量Δv？

（4）Δv與圓的半徑平行嗎？在什么條件下，Δv與圓的半徑平行？

結(jié)論：當(dāng)Δt很小很小時(shí)，Δv的方向近似垂直于vA指向圓心。

概念：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度叫做向心加速度。

方向：總沿著半徑指向圓心。

4.2.3 探究向心加速度的大小

提示：（1）Δv/Δt表示的意義是什么？

（2）θ角很小時(shí)，弧長(zhǎng)和弦長(zhǎng)近似相等。

推導(dǎo)過(guò)程（學(xué)生導(dǎo)學(xué)案上推導(dǎo)并用實(shí)物投影儀在多媒體展示、講解）：

大小：aN=v2/r，aN=rω

思考與討論：小組內(nèi)進(jìn)行討論，不同組之間進(jìn)行辯論，深化理解向心加速度的大小。

物理意義：描述速度方向變化快慢。

4.3 當(dāng)堂檢測(cè)

（1）甲、乙兩物體都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于以下4種情況各舉一個(gè)實(shí)際的例子。在這4種情況下哪個(gè)物體的向心加速度比較大？

①它們的線速度相等，乙的半徑小。

②它們的周期相等，甲的半徑大。

③它們的角速度相等，乙的線速度小。

④它們的線速度相等，在相同時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過(guò)后角度比乙的大。

（2）月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道接近圓，半徑為384 km×105 km，公轉(zhuǎn)周期是27.3天。月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是多大？

4.4 課堂小結(jié)

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧知識(shí)并由學(xué)生繪制知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，同時(shí)滲透推導(dǎo)向心加速度的方向、大小時(shí)所用的極限思想。

4.5 教后反思（對(duì)整堂課進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)）

4.5.1 教學(xué)設(shè)計(jì)要以學(xué)生為中心

傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)都是以教師為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而要凸顯新課程背景下的高效課堂教學(xué)模式，就應(yīng)樹(shù)立以學(xué)生發(fā)展為中心的現(xiàn)代教育理念，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程是師生交往、共同發(fā)展的互動(dòng)過(guò)程，確定的目標(biāo)要有利于學(xué)生發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生參與目標(biāo)設(shè)計(jì)。結(jié)合本節(jié)課特點(diǎn)，筆者為學(xué)生提供開(kāi)放的、面向?qū)嶋H的、主動(dòng)合作探究的學(xué)習(xí)過(guò)程（例如探究向心加速度的大?。?，結(jié)合課堂巧妙設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

4.5.2 改變學(xué)習(xí)方式，提倡自主、合作、交流、探究的學(xué)習(xí)模式

學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動(dòng)的構(gòu)建過(guò)程。我們必須把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生參與教與學(xué)的全過(guò)程，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主構(gòu)建。在關(guān)注知識(shí)與技能的同時(shí)，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，注重過(guò)程體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度和熱情，結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

4.5.3 倡導(dǎo)信息技術(shù)與物理學(xué)科的融合教學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力及科學(xué)探究的熱情，樂(lè)于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。體會(huì)推導(dǎo)向心加速度的方向、大小時(shí)所用的極限思想。特別是“做一做”的實(shí)施，要通過(guò)教師的引導(dǎo)，將數(shù)學(xué)知識(shí)、信息技術(shù)與物理學(xué)科融合教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)成功的喜悅，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)物理的興趣，所以說(shuō)，學(xué)習(xí)的過(guò)程實(shí)際上也是審美體驗(yàn)的過(guò)程。