导学案在高中物理教学实践中的运用——以《匀变速直线运动的位移和时间的关系》为例

2022-09-12

高中物理人教版《必修1》第二章第三节《匀变速直线运动的位移和时间的关系》, 是学生已经从实验数据直观、感性认识了匀变速直线运动的的速度变化的特点, 建立了加速度的概念, 总结出了速度和时间的关系之后提出的。教材为了让学生更能理解这一规律, 采用了近似计算、类比匀速直线运动的v-t图象中面积表示位移、微积分思想的应用等, 多方面让学生理解匀变速直线运动的v-t图象中的面积也可表示位移。这部分内容, 如果是单纯的让学生阅读教材, 学生很难把握阅读的重点;如果仅由老师讲解, 学生缺少初步思考同样不易理解。为了突破这个难点, 在“导学案”的“预习案”中, 我设置了如下问题, 有助于学生预习教材时理解教材的内容。

一、自主学习

(一) 匀速直线运动的位移

问题1:匀速直线运动的位移公式?

问题2:在图1的v-t图象中什么表示位移?

(二) 匀变速直线运动的位移

阅读课本第40页“思考与讨论

问题3:材料中A学生如何估算匀变速直线运动的位移?B学生如何评价?

问题4:材料中提出如何提高估算的精确程度?体现了什么科学思想?

将此科学思想方法应用到v-t图象上:一物体做匀变速直线运动的速度一时间图象, 如图甲所示.可采用材料中A学生的方法估算如乙、丙图:

如果把运动过程划分为更多的小矩形面积之和, 估算的精确程度更___;

如果把运动过程划分得非常细, 很多很多的小矩形的面积之和就能的代表物体__的位移了。

结论: (图像中) ____ 就代表做匀变速直线运动的物体从0时刻 (速度为v0) 到t时刻 (速度为v) 这段时间间隔的位移。

问题5:从v-t图象推导匀变速直线运动的位移公式: (面积即位移)

以上问题, 让学生在课前看书预习的过程中填写, 突破了学生看书抓不住重点, 无法突破难点的问题, 在一定程度上达到解读教科书的目的。教学实践证明, 多数学生能够通过阅读教材, 正确回答以上问题。这样做既能培养学生的阅读理解能力, 又节约了课堂教学的时间, 课堂上只需让部分表达能力较好的学生来讲解这些问题, 老师只需重点强调研究过程中体现的科学思想方法:把过程先微分再累加 (积分) 的思想 (无限分割, 逐渐逼近) 。

然后, 我让学生 (是在批阅导学案时选定的学生) 讲解由图象的面积如何推导出位移-时间公式。而对公式的理解和应用, 还有几个重点和难点需强化: (1) 公式中哪几个物理量是矢量?运用时注意方向为“+”还是“—”; (2) 正确理解求匀变速直线运动位移的两种方法 (图像法和公式法) (3) 刹车问题不能硬套公式, 要根据实际情况判断停下所需的时间。这几个问题, 既是重点, 又是学生的易错点。如果采用老师先讲, 学生再做的教学程序, 学生的记忆不够深刻。所以, 我在导学案的“合作探究”部分设置了如下3个例题, 要求学生在课前预习时完成。同样是让学生“先错, 再纠错”的教学步骤。

二、合作探究

例1、一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s, 驶过了180m。汽车开始加速时的初速度是多少?

例2:一质点以一定初速度沿竖直方向抛出, 得到它的v-t图象如图4所示, 试求出它在前2s内的位移和前4s内的位移。

例3、在平直公路上, 一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车, 在阻力作用下, 汽车以2m/s2的加速度运动, 问刹车后5s末车离开始刹车点多远?

导学案在课前批阅的过程中发现, 学生在解答过程中存在的以下典型错误或问题: (1) 解题的书写格式不规范; (2) 对V-t图的面积表示位移的理解不到位, 不能在图象中区别位移的方向; (3) 对减速运动, 不清楚规定初速度的方向为正后, 其加速度为负值; (4) 对刹车这类实际问题, 没有判断车子停下所需的时间就直接套公式计算。在批阅过程中找出学生有代表性的错误的解答, 在课堂上展示并让学生自己讲解, 让其他学生主动发现、纠正错误, 讲不到位的地方再由老师补充。这样安排课堂的目的:一是使课堂的讲解更有针对性而不是面面俱到;二是能锻炼学生大胆发言、表达自己观点的能力;三是由学生讲解, 有一定的表率、榜样作用, 其他学生听课更专注, 更易接受, 而错了的学生印象更深刻。

使用了“导学案”教学, 课堂上取得了较好的教学效果。为了巩固效果, 课后必须强化练习。为此, “导学案”还应设置了“课后练习”环节, 练习要有针对性, 针对课堂上强调的三个问题, 让多数学生学以致用。练习的设置还应有层次性, 让少数学优生有思考的空间。