|
案例一力的合成
一、前测设计与分析
1.前测的设计
学生常见到物体受多个力的情况，在初中学过初步的力的合成知识。通过本测试了解学生对力的合成的前认知。
2.前测题
1.合力和分力是否可以相互代替？
A.可以b.不可以
2.作用在不同物体上的两个力能不能进行力的合成？
A.能b.不能
3.合力一定大于分力吗？
A.一定大于b.不一定大于
4.怎样求两个分力的合力？
A.相加b.相减c.相加或者相减D.其它方法
在初中时学过同一直线上两个力的合成。学生对于两个力同向和反向时力的合成掌握的比较好，而对于成一定角度的力的合成存在错误认识，认为只存在相加或相减的情况。当给出学生力的示意图时，学生才会考虑两个成一定角度的力合成时，能不能直接相加、相减的问题。
二、教学设计
1.知识内容分析
力的合成是在学生学习力的概念和常见力的基础上研究多个力的合成问题。依据等效思想，在实验基础上得出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中,具有基础性和预备性,为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础。因此本节内容具有承上启下的作用。矢量概念是高中物理教学中引进的重要概念之一,是初中知识的扩展和深化。
2.学生分析
学生对力的概念有较深刻的认识；学生已掌握了力的图示法；具备了一定的数学基础知识。通过前测，发现学生存在一些错误概念和学习困难。对于力的合成，存在着错误的认识：力的合成就是两个力相加或相减，合力一定比分力大。在理解力的矢量性和掌握用图示法处理问题的方法上存在着一定的困难。
3.教学设计思路
教学设计应该充分考虑学生的原认知，在学生原有认识的基础上建构科学知识。在初中物理中,学生只学习了同一直线上的力的合成,“代数和”的运算在学生头脑中已成定势,造成了学生思维断层,因此理解平行四边形定则是本节教学的重点,突破思维定势、降低思维难度是本节教学的关键。
考虑到学生存在的困难，针对学生的错误概念，教学时从学生熟悉的日常生活中物体受到两个力的情况出发，引导学生用力的图示表示出两个力。首先分析两个力在同一直线的情况，学生利用初中知识，很容易用“代数法”求出两个力的合力，教师引导学生用“作图法”求两个力的合力，为后面探究成一定角度力的合成时采用“作图法”求合力奠定基础。接着，分析成一定角度的两个力的合力，学生会发现运用相加或相减的代数法有问题，产生了认知冲突，激发了学习的内在动机。由于刚才已经用图示表示出两个力，学生就会考虑同一直线上的两个力合成时可以作图法求合力，成角度时是否可以用作图法求合力？如何求合力？从而引出学生的探究活动，探究成一定角度的两个力合成的规律。探究结束后，教师帮助学生整理探究过程得到的结论，得出平行四边形定则。
日常生活中物体往往受到多个力，需要继续深入研究多个力合成的情况，学生在掌握两个力合成的基础上，很容易探究多个力合成的方法。
4.教学步骤
第一步，创设问题情境。由于学生初中学过同一直线上两个力的合成，学生很容易求出两个力的合力。分析成角度的两个力的合力，学生会发现当两个力成角度时，运用相加或相减的代数法有问题，产生了认知冲突。由此引出焦点问题：如何求成一定角度的两个力的合力？
第二步，围绕焦点问题设计探究活动：
首先引导学生考虑同一直线上的两个力合成时可以作图法求合力，成角度时是否可以用作图法求合力？如何求合力？从而引出学生的探究活动，探究成一定角度的两个力合成的规律。指导学生通过设计和进行实验，观察、记录并分析处理数据，得出结论。
第三步，引导学生总结归纳，明确力的合成时的规律---平行四边形定则。
第四步，在得出了两个力合成的规律基础上进一步扩展，日常生活中物体往往受到多个力，需要继续深入研究多个力合成的情况，学生在掌握两个力合成的基础上，探究多个力合成的方法。
第五步，明确力的矢量性，了解平行四边形定则是任何矢量合成时都遵守的定则。
三、教学实施过程与分析
四、评价与反思
1.分析同一直线上两个力合成时，学生很容易得出答案，教师仍要求学生用“作图法”求合力，目的是为后面探究过程中学生在处理成角度的力的合成时作以铺垫，给学生的探究活动降低难度。学生对于用作图法处理数据，寻找规律的方法并不常用，如果不经提示学生很难想到这种方法。
2.教学设计要分析学生的具体情况，包括学生的前认知和学生可能遇到的困难，精心设计问题情境和问题的梯度，引起学生的兴趣，引导学生通过自己的思考和探究来解决问题。本节课的成功之处，就在于根据学生的情况采用了适当的教学策略。
3.将实际问题抽象为模型进行研究对于学生来说是一个难点，也是学生必须掌握的方法。研究问题时，教师要逐步培养学生科学抽象的能力。
4.矢量性对于学生来说，第一次接触，学生很难想到平行四边形定则。在探究过程中，应该加强对学生的指导，可以和学生一起共同讨论实验结论。
|