1、“力的合成”探究式教学设计济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 教学内容选自：教学内容选自： 高中高中物理物理选修选修1 1模块模块一、教学任务分析一、教学任务分析济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 “ “力的合成力的合成”一节是在学生初中学习过有一节是在学生初中学习过有关力的基础知识和已经掌握了高中三种常见关力的基础知识和已经掌握了高中三种常见力的基础上，以实验为基础，通过观察几何力的基础上，以实验为基础，通过观察几何图形的特点得出力的合成的规律，
2、也是所有图形的特点得出力的合成的规律，也是所有矢量合成共同遵守的规律。这节课的教学任矢量合成共同遵守的规律。这节课的教学任务主要是让学生提出问题、猜想与假说、设务主要是让学生提出问题、猜想与假说、设计实验方案和分析与论证等探究。计实验方案和分析与论证等探究。 二、学生学习心理特点分析二、学生学习心理特点分析济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 学生原有的认知结构是意义建构的基础。在学习新学生原有的认知结构是意义建构的基础。在学习新知识前，教师必须了解学生的原有认知结构，这将知识前，教师必须了解学生的原有认知结构，这将有利于
3、学生实现新旧知识的联系。学生学习有利于学生实现新旧知识的联系。学生学习“力的力的合成合成”这一节具备的知识基础是：知道这一节具备的知识基础是：知道“使橡皮筋使橡皮筋拉伸效果相同是指橡皮筋拉伸量和拉伸方向都相同拉伸效果相同是指橡皮筋拉伸量和拉伸方向都相同即节点移动到同一位置即节点移动到同一位置”；会正确画出；会正确画出“力的图示力的图示”和掌握了和掌握了“平行四边形平行四边形”，这是学习，这是学习“力的合成力的合成”的基础。的基础。三、教学目标分析三、教学目标分析济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 以现代教育理念为指导，结
4、合上述学习内容和学以现代教育理念为指导，结合上述学习内容和学生情况分析，确定如下教学目标：生情况分析，确定如下教学目标： 知识与技能知识与技能1.1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。2.2.掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力。力。3.3.理解力的合成本质上是从作用效果相同的角度进理解力的合成本质上是从作用效果相同的角度进行力的等效代换。行力的等效代换。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 过程与方法过程与方法1.1.通过学习
5、合力和分力的概念，了解物理学通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法常用的方法等效代换法。等效代换法。2.2.通过实验探究方案的设计与实施初步认识通过实验探究方案的设计与实施初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究。的探究。3.3.学生在自主寻找规律的过程中体验到学习学生在自主寻找规律的过程中体验到学习的乐趣。实验结果在误差范围内是准确的。的乐趣。实验结果在误差范围内是准确的。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 情感态度与价值观情感态度与价值观1.1.学生交流中体验合作
6、情感，在交流合作中学生交流中体验合作情感，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。方法。2.2.通过力的等效代换，学生领略到跨学科知通过力的等效代换，学生领略到跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。务实的精神和态度。四、教学重点和难点分析四、教学重点和难点分析济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 学生亲历学生亲历 “ “力的合成力的合成”的探究过程，的探究过程，平行四边形定则是这一节课的教学重点；平行四边形定则
7、是这一节课的教学重点；合力和它的分力的等效代换关系是教学合力和它的分力的等效代换关系是教学难点。难点。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 五、教学媒体五、教学媒体 力的合成实验器材、计算机、网络、力的合成实验器材、计算机、网络、投影仪、教科书。投影仪、教科书。六、教学过程分析济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 提出问题提出问题 引发思考引发思考： 大家都知道，三加四等于七，那么，若一大家都知道，三加四等于七，那么，若一个物体同时受到作用于其上同一点
8、的个物体同时受到作用于其上同一点的3 3牛和牛和4 4牛的力，从效果上看，是否相当于对物体牛的力，从效果上看，是否相当于对物体施加一个施加一个7 7牛的力呢？即三牛的力呢？即三“加加”四等于七四等于七吗？这两个问题有什么区别呢？经过本节吗？这两个问题有什么区别呢？经过本节课的探索大家就明白了。课的探索大家就明白了。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 贴近生活贴近生活 提出问题：提出问题： 大屏幕展示：大屏幕展示：两个同学共提一桶水，两人手臂间两个同学共提一桶水，两人手臂间夹角大些省力？还是小些省力？夹角大些省力？还是小些
9、省力？河岸边两队纤夫河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤。正沿河两岸拉纤。一条水平绷直的钢丝，杂技演一条水平绷直的钢丝，杂技演员一站上去，钢丝变弯到一定程度员一站上去，钢丝变弯到一定程度。 引导学生归纳出合力与分力的概念，并分析其等效引导学生归纳出合力与分力的概念，并分析其等效性，提出力的合成概念。然后提出探讨的核心问题：性，提出力的合成概念。然后提出探讨的核心问题：合力与分力有什么定量关系呢？合力与分力有什么定量关系呢？ 【教学设计说明【教学设计说明】通过现象及问题的呈现，使学生通过现象及问题的呈现，使学生感受到物理知识就在身边，产生对物理学的亲和感，感受到物理知识就在身边，产生对物理学的亲和感，萌
10、发好奇心，激活思维，产生急于探究的冲动，这萌发好奇心，激活思维，产生急于探究的冲动，这是科学探究活动自主顺利进行的良好开端。是科学探究活动自主顺利进行的良好开端。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 制定计划设计实验：制定计划设计实验： 以两个共点力合成为例，组织学生集体以两个共点力合成为例，组织学生集体讨论，学生依据已有的知识、经验，自讨论，学生依据已有的知识、经验，自主思考，合作交流，主要解决以下问题：主思考，合作交流，主要解决以下问题：（见表（见表1 1） 济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤
11、奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 问题学生方案实验目的探索合力大小方向和分力大小方向间的关系。合力与分力共同产生的效果相同，应怎样实现？（1）使物体两次发生相同形变，选定物体为橡皮条。（2）使物体发生相同状态变化（暂不讨论）。怎样知道力的大小？用测力计测或借助若干质量相等的小物体（如小钩码）的重力来拉。如何确定力的方向？记下力的作用线即可（橡皮条上栓细绳套）。实验需要哪些器材？各组所需器材不同，详见表2济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 【教学设计说明】引导学生围绕实验目【教学设计说明】引导学生围绕实验目
12、的设计方案，明确待测量，选择器材，的设计方案，明确待测量，选择器材，设计操作步骤，使学生体会解决此类问设计操作步骤，使学生体会解决此类问题的基本思路和方法，提高学生自主设题的基本思路和方法，提高学生自主设计、制定方案的能力。计、制定方案的能力。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 分组实验分组实验 收集数据收集数据 根据学生设计的三种不同方案（见表根据学生设计的三种不同方案（见表二），分三个大组，每个大组又分若二），分三个大组，每个大组又分若干个小组，进行操作、测量，学生设干个小组，进行操作、测量，学生设计表格，记录实验结
13、果，教师引导学计表格，记录实验结果，教师引导学生分工协作。生分工协作。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 分 组A组用弹簧秤拉橡皮条B组用重物拉橡皮条C组力的合成器拉橡皮条实 验 器 材橡皮条、细绳套（2个）、弹簧秤（2只）、图钉（若干）、白纸、方木板、刻度尺、量角器橡皮条、细绳套、小定滑轮（2个）、图钉（若干）、小钩码、白纸、方木板、刻度尺、量角器力的合成器、刻度尺、量角器 主 要 步 骤1.组装装置。2.用2只弹簧秤同时互成角度拉橡皮条，使其伸长到O点，记下O点的位置、两弹簧秤的读数及力的方向。3.只用一只弹簧秤拉橡
14、皮条到O点，记下弹簧秤读数及力的方向。4.改变条件，重复实验。1.组装装置。2.栓两组小钩码跨过滑轮，同时互成900角拉橡皮条，使其伸长到A点，记下A点的位置、两组小钩码的个数及力的方向。3.换用另外一组小钩码拉橡皮条，使其伸长到A点，记下该组小钩码的个数及力的方向。4.改变条件，重复实验。1.选择合成装置。2.按照演示器说明书操作实验。3.探索合力大小随夹角改变的规律。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 【教学设计说明】三组设计大同小异，【教学设计说明】三组设计大同小异，各有其优缺点，但具有互补性。各有其优缺点，但具有
15、互补性。 对于学生设计方案的热情和信心及时对于学生设计方案的热情和信心及时给予鼓励，完善方案中的不足给予鼓励，完善方案中的不足。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 大胆猜想谨慎验证大胆猜想谨慎验证 根据实验收集的数据，学生经分析初步发现：根据实验收集的数据，学生经分析初步发现：力的合成并不是将两个力简单相加，合力可力的合成并不是将两个力简单相加，合力可能比任何一个分力都小，合力的方向一般也能比任何一个分力都小，合力的方向一般也与两个分力的方向不同。但要直观地发现它与两个分力的方向不同。但要直观地发现它们满足平行四边形还很
16、不容易，这时引导学们满足平行四边形还很不容易，这时引导学生以某组数据为例，在同一点分别做出两个生以某组数据为例，在同一点分别做出两个分力及其合力的力的图示，鼓励学生科学探分力及其合力的力的图示，鼓励学生科学探究需究需“大胆猜想，小心验证大胆猜想，小心验证”，分析并猜想，分析并猜想得到平行四边形定则，并用其它几组数据进得到平行四边形定则，并用其它几组数据进行验证。行验证。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 【教学设计说明】猜想尽管带有一定想【教学设计说明】猜想尽管带有一定想象、推测成分，具有偶然性，但它是学象、推测成分，具
17、有偶然性，但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果，是创造思维的表现，也是科学家结果，是创造思维的表现，也是科学家科学研究中产生的新的想法，新的发现科学研究中产生的新的想法，新的发现途径之一。课堂上应结合多媒体动画，途径之一。课堂上应结合多媒体动画，向学生形象展示，启迪学生思维，做出向学生形象展示，启迪学生思维，做出猜想并验证，使学生了解猜想在科学探猜想并验证，使学生了解猜想在科学探究中的重要意义。究中的重要意义。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 交流评估形成结论交流评估形成结论
18、 在猜想得到验证的基础上，在猜想得到验证的基础上，A AB BC C三三组同学间互相交流各自用不同方案得出组同学间互相交流各自用不同方案得出的结果，概括总结出平行四边形定则，的结果，概括总结出平行四边形定则，形成结论。然后分析各组实验设计及操形成结论。然后分析各组实验设计及操作的优缺点，提出改进方法，进一步完作的优缺点，提出改进方法，进一步完善方案。在了解矢量与标量的区别后，善方案。在了解矢量与标量的区别后，明确平行四边形定则是一切矢量合成的明确平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则。普遍法则。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团
19、结、进取 回归生活回归生活 引导学生思考课前大屏幕呈现的问题。先让引导学生思考课前大屏幕呈现的问题。先让学生自己运用所学知识认真思考，必要时小学生自己运用所学知识认真思考，必要时小组讨论，协商解决，待学生基本完成后，利组讨论，协商解决，待学生基本完成后，利用多媒体动画，直观清晰地展示出力的合成用多媒体动画，直观清晰地展示出力的合成知识在这些问题中的具体应用。解开这一组知识在这些问题中的具体应用。解开这一组谜团后，可让学生思考：实际中物体往往受谜团后，可让学生思考：实际中物体往往受到多个共点力，怎样求多个共点力的合力呢？到多个共点力，怎样求多个共点力的合力呢？鼓励学生课后继续探究。鼓励学生课后继
20、续探究。济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 【教学设计说明】通过学生间交流合作，培【教学设计说明】通过学生间交流合作，培养集体协作意识，在交流中发现不足并完养集体协作意识，在交流中发现不足并完善方案，培养学生严谨求实的科学态度。善方案，培养学生严谨求实的科学态度。在解决了一个问题后，又发现新的问题，在解决了一个问题后，又发现新的问题，使学生感受到科学探究过程就是在不断解使学生感受到科学探究过程就是在不断解决又不断提出问题的过程中逐步深入的。决又不断提出问题的过程中逐步深入的。最后让学生带着问题离开课堂，为其进一最后让学生
21、带着问题离开课堂，为其进一步探究留下拓展的空间。步探究留下拓展的空间。 济宁校训：学而不厌，诲人不倦校训：学而不厌，诲人不倦校风：勤奋、朴实、团结、进取校风：勤奋、朴实、团结、进取 说明：物理新课程提倡科学探究，但并不一说明：物理新课程提倡科学探究，但并不一定让学生经历科学探究的定让学生经历科学探究的7 7个要素。个要素。“力的合力的合成成”属于规律教学，在本教学设计中，着重属于规律教学，在本教学设计中，着重突出了提出问题、猜想与假说、设计实验方突出了提出问题、猜想与假说、设计实验方案和分析与论证等案和分析与论证等4 4个探究要素。整个教学过个探究要素。整个教学过程重视将教学活动建立在学生认知发展水平程重视将教学活动建立在学生认知发展水平和已有的知识经验基础上，帮助学生建立新和已有的知识经验基础上，帮助学生建立新旧知识间的联系；强调学生学习过程是在教旧知识间的联系；强调学生学习过程是在教师引导下自我构建、自我生成的过程。师引导下自我构建、自我生成的过程。
