第五章　曲线运动（课题：运动合成与分解研究）

第五章　曲线运动（课题：运动合成与分解研究） 一、教学设计 本课题设计尝试探索一种信息化建构主义探究课模式。把信息技术整合于教育过程之中，在创设教育环境中，担当重要角色，反映出人们与世界互动的形式。学生在情境性的学习任务之中，运用创造性问题解决策略，可以发展创造性思维和创新能力，把信息技术整合于教育，不是把其仅仅当作机械定义和答案的工具，而是通过对话、反思和共同探讨等形式，来促进学生知识的建构。通过解决从真实性活动中所凸现的问题，从而为学生提供一个超越传统问题解决的工具，信息化对于教育者不是一种威胁，而是教育的有力工具、学习的有力工具。未来的教学方式应是从教师呈现，学生接受转变为教师促进，学生做、呈现、思考、建构；从虚假的合作学习转变为真实的合作学习，促进学习和问题解决；从单独的学科知识转变为不同学科的整合；从学习以事实为中心转变到学习以问题为中心；从教师是所有知识的来源转变到学习有着丰富资源；从书面和语言表达是交流最基本手段转变到通过多媒体进行的探究；从评价是基于学生记住多少知识转变到评价基于学生解决问题，交流思想，呈现信息，学会如何学习等能力的提高；从学校和社会相分离转变到信息技术把外部世界和教室联系起来。 本课题教学设计的教育心理学理论基础是建构主义学习观：知识依赖于个体以往的建构；建构是通过同化和顺应发生的；学习是一个不断创造的有机过程；有意义的学习是通过反思和认知冲突的解决而达到的。建构主义基本教学原则应为：强调以学生为主，发挥学生主动性，体现学生首创精神，在多种机会不同的情况下应用所学知识，学生能够根据自身行动的反馈，来完成对客观事实的认识和解决实际问题的方案；强调情境对意义建构的重要作用；强调意义学习对意义建构的关键作用；强调学习环境的设计；强调利用各种信息资源特别是网络资源来支持学习；强调学习过程的最终目的是完成意义建构。在整个过程中以学生为中心，教师是探究的组织者、指导者和促进者，引导学生探究，激励学生探究，让学生学会探究，乐于探究，使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 二、教学目标（略） 三、学习情景设计（在教师指导下，引导学生创设） 1．实际演示观察。 2．设计自制探究性实验装置。 （1）运动合成分解演示装置。 （2）位移合成分解平行四边形定则定量验证装置。 3．因特网搜索运动合成分解相关信息，课件应用分析。 4．自制探究性多媒体课件。 5．计算机高级语言设计物理程序。 四、信息资源的设计 1．指导学生利用各种搜索引擎获取网上相关资料及课件。 2．指导学生应用软件自制课件。 3．指导学生应用所学计算机高级语言设计物理程序。 4．指导学生应用网上检索，确定实验教学空白，设计自制器材解决探究问题。 五、自主学习设计 （一）根据学习知识建构发展 1．概念的探究建构 合运动、分运动；合运动、分运动的同时性、不相干性原理；运动的合成，运动的分解。 2．规律的探究建构 运动的合成分解遵循平行四边形定则。 3．方法应用的探究建构 用运动的合成分解方法分析解决具体问题。 （二）根据学生学习探究水平 1．上网搜索、下载应用网上已有资源课件进行探究。 2．应用软件自制课件进行探究。 3．应用计算机高级语言设计程序探究。 4．设计自制实验装置进行探究。 教师引导不同学习个体采用多种探究方法对各个层次问题进行探究建构。 六、协作学习环境设计 学生在自主学习基础上，根据认知水平和最感兴趣的小课题自由组成多个小课题探究小组，在教师指导下协商制定探究方案，包括课题、组长及成员、课题提出缘由、研究目的、研究内容、研究方法、研究步骤、成果形式等。在探究过程中，在教师指导下进行多次讨论、协商。最后由各小课题组进行成果展示。 七、学习效果评价设计 学生对小课题进行案例总结和评价。 1．自主学习能力； 2．对小组协作学习所做贡献； 3．是否完成对所学知识的意义建构。具体从认知目标、能力目标、情感目标三个方面进行总结评价。 附： 指导学生课题研究案例之一 课题名称：运动合成分解的位移的平行四边形定则实验验证装置指导。 指导教师：刘荣文（云南师大附中） 课题组长：宗世超 课题成员：余雨桐等高一（3）班部分同学 课题提出缘由：为了培养学生创新理念，提高创新能力，探索在研究中学习，在学习中研究。 研究目的与意义：通过研究解决定量验证位移平行四边形定则的实验空白，探索培养学生创新理念和能力，将物理教学与创新方法整合的课题研究模式。 研究内容：设计制作位移平行四边形定则定量验证的实验装置。 研究方法：1．文献法：通过因特网搜索收集有关资料； 2．创造技法：（1）智力激励法；（2）联想法；（3）类比法；（4）检核表法；（5）组合法；（6）列举法；（7）综摄法。 研究步骤：1．确定课题，通过上网搜索查阅没有找到有相关实验的器材制作材料，经可行性分析后确定课题； 2．确定实验器材应具备功能； 3．构思各种可能性方案； 4．比较综合确定试制方案； 5．完成试制进行改进； 6．对原理、制作、实验操作进行总结； 7．撰写报告。 初步成果：采用固定道轨、活动道轨结合试制方案，可验证任意角度位移合成的平行四边形定则。实验所得实测合位移和理论合位移角度误差小于10%，长度误差小于5%。主要存在问题是道轨间结合部、运动物体与道轨间空隙和摩擦问题，正在进一步改进中。 指导学生课题研究案例之二 课题名称：物理问题的计算机解法 指导教师：刘荣文（云南师大附中） 课题组长：王宇哲 课题成员：高一（3）班部分同学 课题提出缘由：著名物理学家、教育家索末菲对他的学生海森伯指出：“通过孜孜不倦地做题，就可以明了哪些你已经掌握，哪些还没有掌握。”（University physics、1984版、第9页），而当今是计算机技术高速发展的时代，利用计算机分析问题、解决问题的能力已成为学生科学素质的重要组成部分，在物理教学中有针对性地加入计算机技能的探究具有一定意义。 研究目的与意义：通过用计算机求解物理问题可以使同学们更深入理解物理学概念和规律，提高利用计算机解决问题的能力，进一步提高同学们的科学素质。 研究内容：物理问题的计算机解法。 研究方法： 1．物理原理分析综合性； 2．方程的数值解法； 3．计算机语言设计。 研究步骤： 1．确定物理问题； 2．根据物理学原理分析综合列出方程，找出初始条件或边界条件； 3．对所列方程确定数值计算方法； 4．根据计算方法编写程序上机计算结果； 5．应用物理学原理对计算结果进行分析； 6．对整个解题过程进行总结。 初步成果：通过对一部分力学问题研究、参与，同学普遍反映加深了对物理概念规律的理解，提高了对物理和计算机的兴趣，使其更积极主动学习物理和计算方法。