圆周运动的高端备课研究论文

2021-06-24 论文

  “圆周运动”是继平抛运动后又一种特殊的曲线运动,它既是曲线运动的延伸,又为万有引力和天体运动打下基础,在教学中具有承前启后的作用.鉴于此,我们在深入分析教材编写不足的基础上,提出了“圆周运动”教学的高端备课.

  1现行教材编写的不足

  “圆周运动”是人教版教材必修2第五章第四节的内容,教材首先举出“电风扇”、“时车扩、“田径场弯道赛跑”等日常生活中的实例,让学生感知圆周运动.然后通过思考与讨论得出线速度的概念,并给出匀速圆周运动的定义,指出“圆周运动快慢还可以用它与圆心连线扫过的角度来快描述”,从而引出角速度概念,最后推导出角速度与线速度的关系[l].我们认为,教材的编排存在一些有待商榷的地方.

  第一,把线速度放在角速度之前讲解并不合理.一方面,线速度属于线量范畴,学生接受线速度的概念并没有困难,而且,这样的编排并不能由线速度概念合乎逻辑地得出“角速度”概念;另一方面,把线速度与角速度看作同等重要,没有能突出教学的重点与难点.

  第二,在学习圆周运动之前,学生己经对直线运动及平抛运动有了深入了解,平抛运动虽属于曲线运动,但由于“运动的独立作用”原理,通过“化曲为直”可以解决平抛运动问题.但在圆周运动中,“化曲为直”的方法并不适用,这就需要引入新的物理:霸一“角量”,来描述其运动规律.然而,学生并没有用“角量”描述物体运动的经历,因此用“角量”描述圆周运动可谓教学思想上的重大跨越,这是在圆周运动教学中应当特别指出的.

  2体现教学逻辑的高端备课

  2. 1类比分析,引入角速度的定义

  我们认为,圆周运动的教学应当通过向学生讲述科技史,尤其是中国古代科技发展的进程,从而自然地进行导入.教师应当指出,在我国数学发展的历史中,即便有“九章算术”、”勾股定理”等成就的获得,仍然还是局限于“线量”的思维方式而从未产生过“角度”的概念,由此可知“角度”概念产生之艰难.鉴于此,本节课的核心思想即为—用“角量”来描述圆周运动.

  用“线量”定义物理量的.方法学生己经非常熟悉,这些物理量通常就是位移、速度、加速度等.教师可以告诉学生“线量”与“角量”在描述物体运动时具有完全相同的地位.因此,在直线运动中用“线量”定义物理量的方法,完全适用于圆周运动中用“角量”定义物理量.所以,采用“类比”方法很容易就可以得出角速度的定义.

  3教学启示

  备课是物理教师专业性的工作,无论按照何种顺序呈现教学内容,备课工作都应关顾物理知识的内在逻辑,力求符合学生的认知水平,同时符合教学的逻辑.总结上述教学设计,我们得到以下三点启示.

  3. 1备课应揭示物理教学的本质

  在学习圆周运动之前,学生习惯于运用“线量”来描述物体的运动,而圆周运动则是用“角量”对物体运动进行描述.因此,从用“线量”描述直线运动到用“角量”描述圆周运动,这事实上是认知方式的分水岭.鉴于此,高端备课从教学的本质出发,重视认知方式的转变,明确指出描述物体运动的两条路线分别是“线量”与“角量”,注重“角位移”概念引入的关键性步骤,将“角速度”作为圆周运动教学的切入点,并随着“角速度”概念的引入,逐步突破“线速度与角速度关系”与“线速度概念”的教学,从而有效地促进了圆周运动教学的优化.

  3. 2备课应注重突破思维定势

  中国自古虽有对勾股术、测圆术、弧矢术的深入研究,但对“角量”的研究则严重不足,这样,“角量”描述物体运动的认知盲区就很有可能在学生学习圆周运动中“重演”.在学习圆周运动之前,学生的思维处于运用“线量”描述物体运动的状态,较难接受运用“角速度”描述圆周运动的思维方式.因此,圆周运动备课的重点就在于如何打破学生的思维定势.高端备课通过科技史的引入,将学生的思维从被组织状态向临界状态过渡,最后突破学生的思维定势,从而完成了从“线量”到“角量”描述圆周运动的认知飞跃.

  3. 3备课应体现物理教学的逻辑

  所谓教学的逻辑,就是教学过程中诸要素呈现的顺序.由于圆周运动教学对逻辑性有着特殊的要求,因此,先建立角速度的概念,再导出“角速度”与“线速度”的关系,最后得出线速度概念,这样的教学设计将“角速度’,‘角速度与线速度的关系’,“线速度”按照学生的认知顺序整合在教学过程中,重点突出、层次清晰,体现了对学生原有知识水平的关顾,从而彰显了物理高端备课的独特内涵.

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