基于核心素養的教學設計1

屠旭濱　梁旭

摘要：以核心素養為目標，通過任務分解、情境創設和問題設計，將“運動的合成與分解”的素養目標落實在具體的學習活動中，并就思維引導、實驗、教學活動方式提出了建議.

關鍵詞：核心素養；教學設計；運動的合成與分解

作者簡介：屠旭濱（1976-），男，浙江金華蘭溪人，本科，中學高級教師，研究方向：高中物理學科教學；

梁旭（1962-），男，浙江上虞人，本科，中學特級教師，浙江省高中物理教研員，研究方向：中學物理教學目標、方法和策略.

1設計思路

任務1：探究合運動與分運動的關系.

任務2：利用平面直角坐標系定量研究蠟塊運動的速度、位移和軌跡.

任務3：探究合運動的性質和軌跡.

任務4：應用運動的合成與分解研究曲線運動.

3教學活動

任務1：探究合運動與分運動的關系.

問題情景：蠟塊的運動（圖1），蠟塊運動的視頻截圖（圖2），問題如表1所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：為了更自然地引入合運動和分運動，可以先介紹同一直線上的運動合成和分解，例如，人在電動扶梯上走動（同向或反向）時，地面觀察者看到此人的位移和速度有什么變化，再提出如果不是同一直線上的兩個運動，如運動的船上正在升旗，地面觀察者看到旗的位移和速度又是怎樣的，從而引入蠟塊實驗.

位移的合成與分解同力的合成與分解一樣，都遵循矢量的平行四邊形定則，這可以通過實驗清晰地得到，結合運動的等時性，可以讓學生證明速度也存在同樣的關系.但加速度不能通過實驗得到，教師不宜在本課中把有關結果強加給學生.

（2）實驗操作建議：考慮到學生觀察實驗時注意力只能集中在某一處，而分析合運動與分運動的關系時需要不斷變換觀察的對象，所以做蠟塊實驗要分三步（管子不動， 蠟塊在管中運動；蠟塊隨管子運動；蠟塊同時參與兩個運動），要向學生指出每次實驗觀察對象都是蠟塊，要觀察蠟塊的運動方向和運動軌跡，要思考蠟塊的運動性質.

（3）教學活動建議： 對問題1、2、3、4，可讓學生獨立思考后回答；對問題5，對基礎較好的學生，可讓學生獨立思考后回答，教師適當點拔；對基礎一般的學生，可讓學生進行小組討論后回答，教師進行引導.對問題6、7，應注重對規范的要求，讓學生獨立回答，引導學生畫出速度的合成與分解示意圖后求解與分析.

任務2：利用平面直角坐標系定量研究蠟塊運動的速度、位移和軌跡.

問題情景：如圖3、圖4、圖5所示，問題如表2所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：根據學生在前面任務1中得到的位移、速度合成的規則，先進行合速度、合位移的研究是符合學生的思維發展規律的.為了描述物體運動的位置和獲得軌跡方程，才需要引入坐標系，寫出任意時刻位置坐標的方程，進而得到軌跡方程，在具有合速度、合位移和軌跡方程的基礎上，再讓學生考慮兩個互相垂直的勻速直線運動的合運動是什么運動.

（2）教學活動建議： 對問題1、2，可讓學生獨立思考、求解并回答的方式；對問題3、4，可讓學生進行小組討論后回答；問題5、6，對基礎較好的學生，可先讓學生自己獨立進行分析推理，教師進行點評和完善，對基礎一般的學生，可由教師講解；對問題7，可讓學生獨立思考后回答，其他同學進行補充完善.

任務3：探究合運動的性質和軌跡.

問題情景： 運動合成演示儀中筆尖的運動（如圖6、圖7、圖8），問題見表3所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：這里的研究分成三步進行，保持一個方向的運動為勻速運動，另一個方向的運動分

別為勻速運動、分兩段的勻速運動和速度逐漸變化的運動，第一種情況雖然與蠟塊運動相似，考慮到實驗裝置的變化和復雜性，可以為第二種情況打好基礎，第二種情況是承前啟后的，第三種情況可以在第二種情況的基礎上，采用分割成多段的方法進行定性分析，在定性分析的基礎上，采用數學方法寫出軌跡方程，驗證定性分析.

（2）實驗操作建議：通過運動合成演示儀可以畫出筆尖運動的三種軌跡（直線、折線和曲線），考慮到運動合成演示儀的原實驗裝置中只有豎直方向電機可以調速且水平豎直兩個電機共用一個電源，速度可以連續變化的時間很短，導致畫出的曲線效果不理想，因此要把實驗裝置稍加改進，水平電機和豎直電機分別接兩個獨立的學生電源，一邊轉動豎直方向速度調節旋鈕，同時不斷改變兩個電機所接電源的電壓，這樣就可以畫出連續的曲線運動軌跡.

（3）教學活動建議： 對問題1，可讓學生獨立回答；對問題2，要求學生在獨立思考的基礎上回答，其它同學和老師進一步完善；對問題3，要求學生在獨立思考的基礎上小組討論，在小組討論的基礎上回答，教師再引導分析；對問題4，學生在獨立思考的基礎上回答，學生相互補充，教師總結.

任務4：應用運動的合成與分解研究曲線運動.

問題情景：如圖9、圖10、圖11所示，問題如表4所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：先用合成的方法研究，讓學生感受兩個方向的已知運動可以合成為曲線運動，為后面的運動分解打好基礎.對問題3，從照片上能看出這種曲線運動有什么特點？有同學可能會說，運動具有對稱性.教師可以進一步引導學生，你是否能確定兩次閃光中間時刻小球的位置？依據是什么？你有什么辦法確定小球的運動規律？引導學生運用分解的方法探究兩個相互垂直方向上的運動規律.

（2）教學活動建議： 對問題1，可讓學生在獨立運算的基礎上展示自己的結果；對問題2，要求學生畫出軌跡圖并展示，同學相互評價與優化；對問題3，可讓學生回答，其他同學補充，教師引導；對問題4，要求學生先獨立探究，再進行小組討論，在交流的基礎上學生和教師共同總結.