教学设计：李锦文

　　【版本信息】

　　 广东教育出版社高中物理必修1第三章第五节（2012年版）。

　　 【教学设计】

　　一、任务分析

　　 1.本节教材的地位和作用：本节教材在必修1力学部分起到承前启后的作用，既是对受力分析方法以及力的平行四边形定则的运用进一步巩固、熟练，同时共点力平衡条件的应用方法也为牛顿第二定律的应用、分析奠定了基础。

　　 2.本节所需要的基础知识：

　　 （1）平衡状态概念（2）受力分析方法（3）力的图示（4）力的平行四边形定则

　　 3.学情分析：

　　 （1）学生已有知识基础：初中时学过“平衡状态”、“二力平衡”的概念；高中阶段在此章节前学习了力的图示、力的平行四边形定则以及初步接触了受力分析方法。

　　 （2）学生的学习规范：经过半个学期的小组合作教学，学生具备小组讨论、分工合作的能力、小组各成员都经常到黑板展示、基本能清晰表达自己观点和意见、只是有时学生个人主动动笔的习惯还是需要教师指导。

　　 （3）学生学习风气：由于小组合作学习的开展，学生课堂氛围活跃。

　　 （4）学生的兴趣和爱好：本节课是实验探究课，学生对于动手实验是怀有浓厚的兴趣的。

　　 4.完成目标的策略和方法：

　　 （1）学生通过受力分析的实例练习展示及点评，认识到物体可能同时受到多个不在同一直线的作用力，进一步熟悉 由“重力—弹力—摩擦力”的顺序的受力分析方法。

　　 （2）学生通过自学本节教材内容构建本节基础概念内容的思维导图并展示及点评、充分认识共点力平衡的概念。

　　 （3）引导学生运用思维工具到小组实验探究“共点力平衡条件”中，让学生在科学探究的几个过程中充分经历思维的探究过程，培养学生科学态度以及思维能力。

　　 （4）学生通过例题、变式1、变式2以及思维导图工具总结“应用共点力平衡条件到实际问题”中的解题步骤和方法。

　　二、教学目标（思维工具：CAF、AGO）

　　 1.知识与技能：

　　 （1）通过两个受力分析的实例、学生能学会由“重力——弹力——摩擦力”的顺序对物体进行受力分析

　　 （2）通过自学课本，学生能认识什么是共点力作用下物体的平衡

　　 （3）通过例题和变式练习，学生能学会由共点力平衡条件解决物理问题的基本步骤和方法

　　 2.过程与方法：

　　 （1）通过经历“共点力平衡条件”的实验探究的过程，验证物理规律

　　 （2）在小组合作探究过程中培养团队交流与合作的能力

　　 3.情感态度与价值观：

　　 （1）在经历科学探究“共点力平衡条件”过程中，形成科学严谨的态度

　　 （2）通过小组合作的方式进行实验探究，体验团队合作解决问题的喜悦

　　三、教学重点和难点

　　 1.重点：实验探究受共点力作用下物体的平衡条件。

　　 2.难点：应用力的平行四边形定则定量计算共点力平衡的实际问题。

　　  四、教学资源

　　 1.学具：50*50的方木板8块、刻度尺8个、弹簧秤24个、三环细绳套8个、不同颜色粉笔若干、图钉若干、白纸若干。

　　 2.PPT课件一个。

　　 3.多媒体辅助教学设备一套。

　　五、设计思路

　　 1.本设计的依据和理由：

　　 （1）认知主义的学习理论认为学生理解和运用自身的陈述性知识的能力有赖于他们如何对信息进行编码，当新知识通过组织和精致与已有的知识整合在一起时，便促进了成功的编码。本设计在学习本节基础概念 “共点力平衡”时要求学生画思维导图（下文插图），有助于帮助学生把所学的知识与已有知识建立联系，形成一定的知识范畴，从而成功编码；同时将概念表征为图像时，学生更容易加深记忆。

　　 （2）建构主义学习理论认为：如果学习者能主动建构自己的理解，那么这种学习将会更有力度；而且学生的知识建构将得到与其环境中的人及客体的互动性质的支持。故本设计要求学生分成8个小组，每小组6人进行小组合作学习。

　　 （3）高中物理新课程标准的课程总目标中要求学生养成良好的思维习惯。故本设计运用本校提倡的思维工具应用到探究实验当中，使学生充分体验科学探究中的思维过程。

　　 2.本设计要突出的重点是：实验探究“共点力平衡条件”。方法是：运用思维工具整合到小组实验探究“多个共点力平衡条件”的实验中，凸显物理学科的思维过程。

　　 3.本设计要突破的难点是：应用力的平行四边形定则定量计算共点力平衡的实际问题。方法是：（1）利用思维导图工具总结“应用共点力平衡条件到实际问题”中的解题步骤和方法。（2）变式练习。

　　 4.本设计的特色或亮点：本设计将小组合作和思维工具应用到学生的课堂学习过程中，使学习方式多样化，能让学生主动建构知识，充分经历思维探究的过程。

　　六、教学流程图

　　图1教学流程图

　　流程图说明：

　　 活动1：上课前由每组规定号位的学生（中等层次）按要求在各自的黑板上展示作业：两道包括受力分析的题目、一道用作图法求两个力的合力的题目。

　　 活动2：学生观看投影屏幕中关于生活中受力平衡的图像。

　　 活动3：学生用5分钟自学并用思维导图展示教材基本概念的内容及点评（一页内容）。

　　 活动4：学生经历科学探究“共点力平衡条件”的几个过程。包括提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验及收集数据、分析及得出结论、交流与评估。

　　 活动5：学生通过例题的学习，总结出应用共点力平衡条件解决生活实际问题的解题思路，并进行变式练习。

　　七、 备用的思维工具：

　　AGO、CAF、FIP、APC、OPV、随机启发、挑战、问题定义

　　 八、教学过程设计

　　 （一）课前作业展示与点评（CAF、APC、FIP）

　　图2作业展示环节设计导图

　　 1. 对下列两个实例进行受力分析（思维工具：CAF、FIP）

　　（1） 请分析汽车在刹车的过程中（图3）受哪几个力的作用，并画出其示意图？

　　（2） 用绳子拉着的气球悬在半空中（图4），请分析其受力情况，并画出其示意图？

　　图3图4

　　 2.可以看成质点的物体受到两个力F1、F2的作用，F1=30N，方向水平向东；F2=40N，方向竖直向北。求这两个力的合力F。（要求用作图法求合力）

　　 设计说明：利用CAF工具对物体进行受力分析，熟练掌握由重力—弹力—摩擦力的受力分析顺序；求两个力的合力有很多方法，优先考虑用作图法，为本节实验探究奠定实验操作方法的基础。

　　 （二）导入

　　 观看生活中的共点力的平衡现象，引入本节学习主题。

　　 设计说明：通过生活中的现象引起学生对本节学习的兴趣。

　　 （三）自主学习本节的基本概念，用CAF工具整理本节基础知识。

　　 参考提示（图5）：

　　图5 共点力平衡基础概念

　　 设计说明：“共点力平衡概念”容易理解，所以学生自学就可以。最后从二力平衡的条件过渡到多个力平衡条件的猜想。

　　 （四） 实验探究“共点力下的平衡条件”（思维工具：问题解决）

　　参考提示（图6）：

　　图6实验探究步骤

　　 1．提出问题

　　 （1）原始问题：物体受多个共点力平衡的条件是什么？

　　 （2）定义问题：物体受多个共点力处于静止或匀速直线运动状态的条件是什么？

　　 （3）优选问题：物体受三个力处于静止状态的条件是什么？

　　 2．猜想与假设

　　 让学生利用APC工具猜想“物体受三个力处于静止状态的条件是什么？”，然后再由二力平衡条件类比到三力平衡上，最后猜想：“物体受三个共点力作用而处于静止的状态，则其中任意两个力的合力应该与第三个力大小相等，方向相反，在同一直线上”。

　　 3．设计实验

　　 在提供参考设计思路基础上，让学生利用APC工具和挑战工具得出各自小组最优的实验方案。

　　 参考提示（图7）：

　　图7实验设计思路

　　 4．进行实验和数据记録

　　 学生依据本组设计的实验方案进行实验操作并进行数据记録。

　　 5．分析及得出结论

　　 让学生总结实验结论，并运用归纳推理最后得出共点力平衡的平衡条件（图8）。

　　图8分析推理过程

　　 论据1：物体受三个力平衡条件是合外力为零（实验结论）

　　 论据2：物体受4个力时，可把其中两个进行合成变成物体相当于受到3个力作用，由此类推，物体受N个共点力可以变成研究三个力平衡问题。

　　 设计说明：引导学生利用多种思维工具到物理实验探究的过程中，让学生充分体验与经历物理规律的形成过程，主动构建知识，同时学生也能得到思维的发展。

　　 （五）共点力平衡条件的应用

　　1.例题分析

　　 如图9所示，光滑的小球重3N，斜面的倾角为30°，求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力各是多少？

　　图9图10图11

　　2.方法总结

　　 让学生主动总结共点力平衡应用的解题方法，参考提示如下（图12）：

　　　　图12解题方法总结

　　 3.变式练习

　　（1）如图10所示，光滑小球重5N，斜面的倾角为37°，求斜面及垂直斜面放置的挡板对小球的作用力各是多少？

　　 （2）如图11把一个质量为m的小球挂在光滑的墙壁上，画出小球的受力示意图并求出各力的大小。

　　 设计说明：依据典型的例题让学生初步掌握应用“共点力平衡条件”解决实际问题的方法，再通过两个变式，让学生巩固提升。

　　九、作业

　　 1.“应用”教学环节中的“四、课后思考”

　　 2.粤教版物理必修1P69，T1，T2

　　十、板书设计

　　图13板书设计

　　【教学后记】

　　 1.对实验器具的反思：原来的教学设计是让学生用白纸上做实验的，但发现学生用在固定白纸的时间很多，而且投影白纸的效果也不是很好，后来就干脆让学生在木板上做实验，在木板上用粉笔作图，做完后学生可以立刻拿着木板向同学们展示，很直观。

　　 2.学生对于数学几何知识及三角函数不是很熟悉，在次节课前的章节应该让学生先熟悉三角函数的知识。

　　 3.对于实验脚手架的搭建还不是很完善，需要进一步明晰与梳理。

　　 4.对于思维工具的运用还不算太融会贯通，需要在实践中提升。