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沈晓影力的分解
第六届北京可持续发展教育国际论坛
北京市第五十五中学分会场材料之二------教学案例
物理学科教学设计和教学反思
一、教学背景与设计
学科
物理
所用
教材
教科版物理必修一
任课教师
沈晓影
年级
班级
高一
课题
力的分解
本课教材分析及设计思想
1内容
本节课是物理学科教科版必修一第二章第六节第一课时力的分解。
2地位
力的分解是前几节知识内容的深化,依据可逆性原理和等效思想强化矢量运算法则,本节课具有基础性和预备性,它为以后学习位移、速度、加速度等矢量运算奠定基础。
3价值
等效替代思想为解决其他类似物理问题奠定了科学的思想方法基础。
同时,力的分解方法大量的应用于建筑设计、工程建造等领域,有广泛的社会价值。
4设计思想
矢量的认知对于刚刚步入高一的学生来说是一个难点课题,而矢量的运算、尤其是力的分解,对于初学者更是缺少感性经验。
本教学设计中要调动学生利用的日常生活经验,从学生身边最熟悉的生活情景切入,在问题的展开过程中通过实践体验、思考交流,感悟“力的实际作用效果”、“等效替代”的含义,认识力的分解的实际意义。
在设计通过大量的生活中的事例、以及用力的方法解决身边的实际问题,贯彻可持续发展的理念
课标要求
及解读
1课标要求
课标要求在课程目标上注重提高全体学生的科学素养,在课程结构上重视基础,体现课程的选择性,在课程内容上体现时代性、基础性、选择性,在课程实施上注重自主学习,提倡教学方式多样化,在课程评价上强调更新观念,促进学生发展
本节课,课标的具体要求是,通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
2课标解读
课标明确指出本节课应该落脚于实验和生活事实,以达到提高学生科学素养的宗旨,因此在设计本节内容是以任务为驱动,以案例为抓手,以大量的体验式实验和学生的生活经验为线索展开知识的学习。
同时对教学内容进行提炼,让全体同学能够接纳和吸收而在作业布置上体现差异性,贯彻课标关于基础性和选择性的要求。
在教学过程中采用探究法、小组讨论法、讲授法等多种教学方式。
本课教学目标
为了以学生的发展为本,面向全体,全面发展提高科学素养为指导思想。
我结合新的教学理念,提出了三维教学目标。
1基础学习能力方面
通过师生合作探究,让学生明确力的分解的重要性,掌握力的分解的方法。
了解分解力在实际生活中的应用价值,培养学生分析、解决实际问题的能力。
2可持续学习能力方面
例举生活实例,创设情景,让学生亲历将实际问题抽象为物理模型来研究解决问题的探究过程,从中渗透理论联系实际的科学方法。
3情感态度价值观方面
通过师生互动引导学生尝试物理问题的研究过程,激发学生探究科学的兴趣,领悟知识的获取过程,掌握科学的研究方法,养成善于观察、善于发现问题的学习态度,并能灵活运用所学知识解决生活中的实际问题,增强将科学服务于人类的信心。
学情分析
如何学好力的分解知识,正确掌握力的分解方法,对于刚进入高一的绝大部分学生都是有一定困难的。
造成学生学习困难原因有三:
一、从大的方面来讲学生刚进入高中,具有一定的形象思维能力,但是理性思维大部分学生还不是很成熟。
二、由于分解的多解性导致学生不知道具体如何来分解一个力。
三、有相当部分学生对数学三角函数还不是很熟悉。
可持续发展教育渗透点
1、根据ESD教育倡导尊重人、尊重多样性和差异性、尊重环境、尊重资源
2、本节课设计以 " 以人为本 " 为主体精神,促进学生综合能力的发展。
3、将复杂枯燥的力的分解知识利用一个个生动的贴近学生生活的案例贯穿全课,激发了学生的学习兴趣,培养学生的主体精神。
4、同时以建筑设计、帆船航行等为抓手,适时渗透安全、生命的教育,培养学生的可持续发展意识。
教学重点
会依据力的实际作用效果完成分解力、初步知道分力和合力的大小关系
教学难点
会依据力的实际作用效果完成分解力、初步知道分力和合力的大小关系
二、教学过程
课前:
指导预习探究
知识预习
探究问题
预期学习效果
内容方式与要求
内容方式与要求
科学知识
可持续学习能力
价值观与行为方式
1、分小组收集有关世界各地斜拉桥的资料
2、手机APP游戏
●建造一座模拟桥
●检验你所建造桥的承重能力
●截图
3、制作纸质标尺模型
问题:
分小组收集世界各地著名斜拉桥的资料。
要求:
以PPT的方式呈现,要求简洁、明了。
初步意识到力可以同时有不同作用效果
有将力分解的探索意识
调查研究能力、搜集、整理信息的能力,以及自主学习、与他人合作解决问题的能力
在收集信息和制作课件的过程中培养乐于和他人合作的精神,通过精美的图片和信体会人类建筑的神奇和人改造自然的能力。
课中:
指导合作探究
时间
各阶段任务
与
设计意图
教师
活动
学生
活动
预期学习效果
科学
知识
可持续
学习能力
价值观
与
行为方式
1分钟
1分钟
5分钟
1分钟
5分钟
5分钟
1分钟
5分钟
总结
视觉冲击
引发学生对力的关注,意识到力有意想不到的效果
通过学生展示不同的斜拉桥引发学生对斜拉桥受力的关注
通过对斜拉受力的初步思考,得出一个力可以有两个或者两个以上的作用效果
通过翻绳儿、雨伞支架得出一个力可以有多个作用效果
尊重学生个体化的差异,分梯度给定情景,让不同层次的学生都能够学有所得
通过实验的模拟和学生的体验务求让每个学生特别是在前一阶段有欠缺的学生可以有所收获,体现物理课程标准中所倡导的基础性和选择性并存
将斜拉桥问题贯彻始终
引发学生对分力大小的研究兴趣
通过问题引发学生对于分力和合力大小关系比较的思考
通过问题引发学生对于分力和合力大小关系比较的思考
通过建筑师的玩笑,对本节课进行总结,展示学生在建桥游戏中的成果,完成力的分解一个从知识到应用的升华
单掌断钢丝
实验模拟斜拉桥,提出问题:
为什么砝码可以静止于空中?
向上的力从何来?
教师做学生小时候玩的翻绳游戏,引起学生对力的复杂作用效果的关注。
进一步打开雨伞,强化一个力可以产生多个作用效果。
过渡:
高中阶段我们一般只考虑一个力的两个作用效果的情况
分梯度给定情景,分析物体的受力情况
1猴皮筋问题
2斜面下滑
3斜向上拉
4三角支架
教师巡视
问题延伸
斜拉桥问题延伸,关注承载重量如何确定?
给出物理模型,要求确认能够承载的砝码重
总结力的分解方法
问题分析:
问题人文化拓展
“苏州重元寺阁,一角忽坠,计其扶荐之功,当用钱数千贯。
有游僧曰:
‘不足劳力,请一夫斫木为楔,可以正也。
’寺主从这。
僧每食毕,辄持楔数十,执柯登阁,啄其间,未逾月,阁柱悉正。
”
分析论述木楔为什么能产生这么大的力量呢?
建筑师的玩笑
引发思考
为什么一个小的力可以使钢丝断
分小组汇报收集的斜拉桥资料
思考问题,分组讨论。
代表发言
得出初步结论,一个力可以有两个或者两个以上的作用效果
观察老师演示,同时思考
学生完成学案上的探究内容
学生作品展示
实验模拟体验
以问题为驱动,学生思考,分组讨论,开始关注分力大小的问题
小组讨论给出方案
独立思考,尝试用力的分解方法解决问题
学生总结
力的作用效果
力的作用效果
力的作用效果
力的分解
力的分解
力的分解
力的分解分解在实际生活中的应用
通过陈述表达培养学生口头表达能力,阐述观点的能力
学生以任务为驱动积极思考,通过陈述和表达锻炼学生阐述观点的能力
通过对深一层次现象的观察和思考,锻炼学生的知识迁移能力。
总结能力,语言表达能力
培养学生独立学习知识、收集和处理信息的能力;分析问题、思考问题的能力;主动关注提出解决方案的能力
通过实验让学生体会将实际问题建立物理模型的过程,锻炼学生的抽象思维能力
通过对于具体问题的分析和讨论,培养学生与他人合作的精神,抽象、提炼问题、解决问题的能力。
通过对于具体问题的分析和讨论,培养学生的知识迁移能力,能够将课堂的知识应用于实际问题
通过对于具体问题的分析和讨论,培养学生的知识迁移能力,能够将课堂的知识应用于实际问题
培养学生总结归纳问题的能力
分析解决问题能力
通过分组展示的方式让学生体会成功的喜悦,鼓励学生参与。
通过参与小组讨论,乐于善于与他人合作,积极思考。
通过观察引发思考,能够举一反三培养可持续的学习能力
通过学生对问题的独立思考、独立完成,学生体会用知识解决实际问题所带来的快乐和满足,同时题目设置有梯度尊重学生的个体差异,让每一个孩子在自范围内,体会不同的成就感。
体验式实验可以最大限度的调动学生的已有经验或者是切实感受生成新的认识和知识,培养可持续性的学习能力
有学生自己分析问题,提炼方法,解决问题,培养学生主动思考勤于思考的习惯,同时让学生真正成为课堂的主人,让学生深切的体会出知识获取的过程收获得出知识的喜悦
将课堂知识应用于实际问题,让学生体会知识不仅仅停留于课本而是应用生活的,有物理源于生活回归生活的意识
通过具体的事例让学生体会物理世界的神奇,热爱生活。
体会物理在生活中的价值和意义,引发对生命的反思,有将科技服务于人类的愿景的责任感
课后:
指导应用探究-预习探究
作业内容
方式与要求
预期学习效果
科学知识
可持续学习能力
价值观与行为方式
拓展问题
一、请找出与
1猴皮筋问题
2斜面下滑
3斜向上拉
4三角支架
对应的生活情景,并用力的分解的方法分解力
二、帆船行驶问题
三、分析建桥游戏
以观察思考为手段,认真思考与物理模型相对应的生活情景。
要求根据模型文字表述
利用平行四边形定则解决实际问题
力的分解
平行四边形定则
基础:
能够熟练掌握力的分解方法,并能用该方法解决实际的问题
可持续:
将课堂知识延伸到课堂外,培养学生的知识迁移能力,主动思考能力解决问题的能力。
体会物理在生活中的价值和意义,引发对生命的反思,有将科技服务于人类的愿景的责任感
预案
因为整个教学过程多是学生的自主探究,所以一定要做好引导工作,精心准备所提出的问题,力争高效、简洁。
同时实验验证环节很容易出现由于学生个体差异问题所造成的结论不统一,可以通过多次实验和体验以及彼此交流的方式达成共识,如果实在难以实现共同的答案,本着尊重人,尊重个体差异的原则在课堂上可以先求同存异,在今后的教学中关注特例的学生,逐步帮助其建立正确的概念。
《力的分解》学生学习探究作业
一.学习目标
基础学习能力方面
通过师生合作探究,让学生明确力的分解的重要性,掌握力的分解的方法。
了解分解力在实际生活中的应用价值,培养学生分析、解决实际问题的能力。
可持续学习能力方面
例举生活实例,创设情景,让学生亲历将实际问题抽象为物理模型来研究解决问题的探究过程,从中渗透理论联系实际的科学方法。
情感态度价值观方面
通过师生互动引导学生尝试物理问题的研究过程,激发学生探究科学的兴趣,领悟知识的获取过程,掌握科学的研究方法,养成善于观察、善于发现问题的学习态度,并能灵活运用所学知识解决生活中的实际问题,增强将科学服务于人类的信心。
二、知识探究
课前预习探究
【预习知识】
力的合成
平行四边形定则
【探究问题】
1请你通过查找资料的方法,给同学们介绍一座斜拉桥
2、手机APP游戏
●建造一座模拟桥
●检验你所建造桥的承重能力
●截图、展示
3、制作纸质标尺模型
课中自主探究
【探究问题一】
请你任选一下四幅情景中的一幅,对已知力的作用效果进行分析
【探究问题二】
力的分解:
力的分解遵循:
【探究问题三】
力的分解一般步骤:
【探究问题三】
苏州重元寺阁,一角忽垫,计其扶荐之功,当用钱数千贯。
有游僧曰:
“不足劳人,请一夫祈木为楔,可以正也。
”寺主从之僧每食毕,辄持楔数十,执柯登阁,敲杯其间。
未逾月,阁柱悉正
F
课堂笔记
课后应用探究
【应用探究作业】
一、请找出与
1.猴皮筋问题
2.斜面下滑
3.斜向上拉
4.三角支架
对应的生活情景,并用力的分解的方法分解力
二、分析你所建造的桥梁,尝试改进你的方案
三、搜集资料,用力的合成和分解知识等其他物理原理解释帆船的行驶原理,并回答下列问题
1、船帆的作用
2、顺风行船的原理
3、逆风行船的原理
教学反思
以万变应万变
——在ESD课程准备过程中的一点儿体会
中国有一句老话儿说“以不变应万变”,道出了很多教师的心愿。
似乎在我们教书育人的道路上也将“以不变应万变”作为一种追求。
执着于用不变的方法应对各种变化的情况,希望有一把金色的万能钥匙打开学生所有的思维枷锁。
在接触ESD中国可持续发展教育之前我也将找到“不变”的“招数”作为教育、教学的追求,不变的规律方法、能够套用的解题步骤等等。
然而随着对ESD的认识的深入了解,我开始反思是不是能够“以不变应万变”的教育就是好的教育,是优质的教育呢?
在2009年德国波恩召开的世界可持续发展教育大会文件中,曾经对优质教育做出这样的描述:
优质教育是“一个与21世纪人类面临的重要挑战相密切关联的教育;一个能够帮助人类正确使用权利、梳理强烈责任感的教育;一个能够培养人进行批判性思维、善于解决问题、实现团队合作、面对工作和生活中的困难充满自信的教育;一个能够为地区、国家和国际培养优秀公民的教育。
”那么这样的教育是什么样子的?
应该具备什么样的特征呢?
无论是成指数爆炸的知识还是大数据背景下的超极大的信息量都明确的给了我们一个提示——变化是当今社会的最大主题。
那么面对瞬息万变的今天,不变的陈旧的教学方式显然是不符合可持续发展要求的,那么应对变化的最好招数应该就是变化,以“万变应万变”——才是顺应时代发展,符合学生实际,具有可持续发展特质的教育方式。
一、改变从理念开始
和ESD的渊源,从开始的好奇到后来的排斥然后是逐渐接受到了现在的认同,在整个过程中变化最大的应该就是理念,或者说头脑中的那个想法已经发生了翻天覆地的变化。
1、传道、授业、解惑新解
传道、授业、解解惑是韩愈在《师说》中给教师的职责定义,在相当长的一段时间内我认为所谓的“道”、“业”、“惑”都是在我所教授的物理学科范围,最多不过再加上班主任的几句啰嗦。
而在可持续发展教育理念下认为,师者应该担负的责任是“教育是可持续发展变革、提高人们将社会理想转变成现实的能力的主要力量。
教育不仅提供科学与技术技能,还为追求和应用这些技能提供动力、证明和社会支持。
现在国际社会强烈相信我们需要通过教育培养可持续未来所需的价值观、行为方式和生活方式。
可持续发展教育已经开始被视为一个学习如何在考虑到经济、生态和所有社会平等的前提下作出决策的过程。
培养这种以未来为导向的思维能力是教育的一个关键任务。
”在这宏大的目标下,我再次陷入了困惑,作为一名一线的物理教师我是否能够承担如此“沉重”、“神圣”的使命?
抛开晦涩文字的外衣,那么在可持续发展理念下的“传道、授业解惑”的内涵又是什么呢?
“传道”,就是传给人们通往“彼岸”自由世界的真理,是一条道路,一个方向,一种思维方法,一种科学理论体系。
“业”应该是一种专业技能知识。
“惑”疑问,疑惑,即人生历程中的困惑。
三者之间的关系,如同一个简单的比喻“传道”就是传给学生一条道路,指明一个方向。
“授业”就是教给学生在这个方向,这条道路上行走的方法与技巧,可以是走路,也可以是坐船,“解惑”就是当学生在行走的实践过程中,遇到了大雾迷茫,遇到了河流隔断,天堑相横等这样阻挠的时候,老师给以点拔、提醒,或是帮助。
而在整个过程中,学生逐步的成长,慢慢的学会自己前行。
2、授之以鱼不如授之以渔
俗话说:
“授之以鱼,不如授之以渔。
”“授之以鱼可供一餐,授之以渔可享一生。
”由此可见,授之以鱼是现成的、短暂的、可数的,授之以渔,是长期的、可持续发展的、终生受益的。
授之以渔的方式应该是最符合可持续发展理念的。
在物理教学中如何“授之以渔”呢?
在这个知识爆炸的时代,我们的课堂教学,能够让学生掌握的知识确实很有限。
为了能够切实贯彻以人为本的新课改理念,为了能够让学养成终身学习的习惯,为了实现学生的个性发展和可持续的发展,在物理教学中必须渗透科学方法教育,这是时代的需求,也是我们广大物理教师的历史使命。
教学就是要教学生怎样去学,使学生实现由“学会”到“会学”的质的飞跃。
在教会他们自主学习的同时,还要帮助他们掌握学习的主动权。
我们要尽可能多地给学生提供参与活动的机会,帮助他们在自主学习活动中真正的理解和掌握基本知识和技能、过程与方法、情感态度和价值观。
要让物理教学变得鲜活,紧密联系生产生活实际,让学生感受到物理不仅仅是枯燥的公式、定理而是可以跳跃在生活乐章上的一个个音符,调动学生积极有将物理知识应用在生活实际的愿望和热情,能够积极的渴望学习,无论是课上还是课下都充满活力,让他们真正成为学习的主人。
二、学生是课堂的主人
在传统教学中,是侧重于“教”。
表现在教师备课上主要是备教材、备大纲、备教法;表现在课堂评价上,评价的主体是教师,评委就是看这堂课教师“讲”的怎么样,评委自始至终是面向教师的;表现在师生关系上就是学生要认真听讲;表现在教学工作的主要对象上是学习优秀生;表现在“教学”的主渠道上就是课堂教学。
由于这种重“教”的工作方法,导致了学生对于教师的过分依赖,导致了学生听起来明明白白、做起来困难重重眼高手低的现象。
可持续发展教育课堂教学原则是“主体探究、综合渗透、合作活动、创新发展”。
主体探究:
教师在教育教学活动中要注重建构学生在学习与发展过程中的主体地位,注重培养学生终身学习与终身发展所需要的主动探究精神与能力。
综合渗透:
教师在教育教学活动中要注重以环境、人口与可持续发展教育为核心内容,将相关学科内容以及校内外相关信息综合起来,随机渗透环境、人口与可持续发展科学知识与科学思想教育,注重培养学生终身学习和终身发展所需要的可持续发展思想与能力。
合作活动:
教师在教育教学活动中要注重将指导学生开展小组及全班讨论与其他合作探究活动作为课堂教学的主要活动形式。
创新发展:
教师要注重以新型教育教学模式为载体,培养学生的创新精神与相关能力,并促进他们的发展,同时促进教师创新能力的提高和身心健康的发展
在教学上,将教师的“教”确立为“点”的内容,学生的“学”确立为“圆”的内容,形成完整的课堂教学结构。
将教师的工作由“教”向指导学生的“学”延伸,串联教学的所有环节,扩大工作半径,形成完整的教学体系。
三、目标从“新”开始
可持续发展教育所秉承的目标和《高中物理课程标准》所提倡的目标是高度一致和统一的,只是在基础学习能力的基础上可持续发展教育更加注重可持续学习能力,包括思维能力、自学能力、实践操作能力、自我监控能力、情绪调节能力等等,因此在制定教学目标和执行教学目标是应该侧重上述能力的培养。
具体而言,教育是可持续发展的一个关键因素。
教育是培养人的,其目标标是人的可持续发展、人的因素很重要,所有的发展最终决定于人的发展,人类的发展实现了持续性,社会才会更好地发展。
人的可持续发展是经济、社会可持续发展的基础。
在教育的可持续发展观念中,人的全面面、可持续发展是我们不断追求的日标。
人的可持续发展是教育的出发点,也是教育的目标。
正因为如此,对于学生的学习也要求“可持续发展”、可持续学习就是遵循人类的认知规律,根据社会发展对人才的要求,为适应社会而进行的基础得,可持续的学习形式。
具体地讲,可持续发学习能使学生的身心健康、生活习惯、科学知识得到发展,并具备继续学习的知识和能力,这种学习的特点体现基础性和可持续性。
四、小结
教育可持续发展是一个站在人类发展和民族未来的大局提出的一个全新的发展观念。
是一种符合全人类利益的发展观。
但是大的教育观必须通过具体的,细节的部分才能体现,正因为如此,微观角度的教育可持续发展才显得更为重要,可持续学习是在教育可持续发展的指导下学生实现学习进步和获得良好的发展的一种途径。
在学习过程中,我们都要坚持可持续学习的要求,不断获得进步。
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