《力學(xué)單位制》教學(xué)設(shè)計(jì)

王永欣

教材分析

這節(jié)課是在上一節(jié)《牛頓第二定律》中表達(dá)式F=kma在定義了單位N之后k取1的基礎(chǔ)上，對力學(xué)單位的規(guī)定進(jìn)行了深入詳細(xì)的闡述。

教材由淺入深地從三方面展開討論：首先指出單位制由基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成;其次，對國際單位制的規(guī)定進(jìn)行了闡述;最后，將國際單位制的規(guī)定應(yīng)用于實(shí)際并加以提升。

通過上述學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生獲得了知識，也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，動手能力，邏輯思維能力;同時在教學(xué)過程中弘揚(yáng)了社會主義核心價值觀，滲透了中國古代文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感、自豪感和愛國心。

學(xué)情分析

作為高一的學(xué)生，經(jīng)過了初中三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的對現(xiàn)象的觀察與分析能力;他們在初中和高中已經(jīng)知道了不少單位，但是象牛頓、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等單位的規(guī)定，學(xué)生感覺有點(diǎn)茫然;他們的好奇心強(qiáng)，有較強(qiáng)的參與意識。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：

1.知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。

2.知道力學(xué)中的三個基本單位。

3.認(rèn)識單位制在物理學(xué)中的重要作用。

過程與方法

1.通過學(xué)生親身體驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識到單位制的重要性。

2.通過單位制的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力。

3.通過鼓勵學(xué)生自己動手、勇于探索，可提高學(xué)生自信心并養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。

情感態(tài)度與價值觀

1.經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、合作探究等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.從單位制在實(shí)際中的應(yīng)用，適時地滲透科技教育和科學(xué)方法教育，激發(fā)學(xué)生心靈深處熱愛科技的情感。

3.適時地進(jìn)行人文教育和愛國主義教育，弘揚(yáng)社會主義核心價值觀，滲透中國古代物理文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感、自豪感和愛國心。

教學(xué)重點(diǎn)

1.知道單位制的作用，即清楚物理公式和物理量的關(guān)系。

2.掌握國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位。

教學(xué)難點(diǎn)

1.單位制的實(shí)際應(yīng)用。

教學(xué)策略與設(shè)計(jì)說明

采用“主導(dǎo)——主體”的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，實(shí)時反饋、評價學(xué)生的設(shè)計(jì)方案。流程為：“情境導(dǎo)入——合作探究——交流評價——總結(jié)提升”

教學(xué)過程

【引入】【在學(xué)生中間陳述】同學(xué)們，下面我們做一個拔河游戲，與平時拔河不同的是——我們在繩子兩端加兩個彈簧秤來顯示各自的拉力（展示彈簧秤但不展示刻度）。下面請兩位同學(xué)——一位男生（小刻度）和一位女同學(xué)（大刻度）來展示一下自己的神力。注意：拉的時候慢慢拉（動作示意），因?yàn)槊鸵焕菀壮砍獭Ｂ犖铱诹睿A(yù)備——開始——停。請兩位同學(xué)分別讀出各自的力。

【設(shè)問】為什么兩個讀數(shù)有這么大的差距呢？

【陳述】對——制作彈簧秤時，刻度所選的單位不同。我們要想比較兩位同學(xué)的拉力大小，需要把兩個力統(tǒng)一到相同的單位制下，那么，什么是單位制呢？

【板書】一、單位制

【展示幻燈片】展示幾個常用公式

【問題】這三個公式里的字母表示什么呢？

【陳述】每個物理量都有自己的單位， 公式確定了各物理量之間的關(guān)系，同時也確定了各物理量的單位之間的關(guān)系。如果我們選定幾個物理量作為基本量，其它物理量就可以通過公式推導(dǎo)出來（板書）。基本量的單位叫基本單位（板書），導(dǎo)出量的單位叫導(dǎo)出單位（板書），基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制（板書）。

【學(xué)生分組討論】請同學(xué)們在上面幾個公式范圍內(nèi)，選幾個量作為基本量，其單位作為基本單位，構(gòu)建自己小組的單位制。

【隨機(jī)叫組展示成果】派代表到前面解說。

【陳述】大家選的基本量為……，我們看看國際上那些典型的單位制，看看這些單位制基本量的選擇，（嚯）幾乎都把長度、質(zhì)量和時間選作基本量，為什么呢？簡單的說這符合人的認(rèn)知規(guī)律——研究問題從最容易接受的事情開始。

【中國傳統(tǒng)單位制】中國傳統(tǒng)單位制有幾千年的歷史了，特別能體現(xiàn)我國古代勞動人民的智慧，比如對質(zhì)量的測量，古人沒有選十進(jìn)制，而是選擇十六進(jìn)制，即一斤等于十六量，為什么呢？對人的約束有法律約束、制度約束、道德約束、心理約束，古人在桿秤的制作中對缺斤少兩的人用的就是心理約束。

【并存危害】多個單位制的并存，很容易引起交流障礙。（展示第一張圖片）吵的原因兩國單位制不同，其實(shí)兩個人都是對的，好尷尬啊！（展示第二張圖片）“尺”還是古代的“尺”，好無奈啊！（展示第三張圖片）資料用的是英制，操作者用的是公制，導(dǎo)致探測器離火星太近，損失1.25億美元，慘痛啊！統(tǒng)一單位制是世界各國的共同需要。

【板書】國際單位制（SI）

【基本單位】（先板書）開始基本單位只有三個——米、千克、秒，后來發(fā)現(xiàn)這三個單位并不能導(dǎo)出電學(xué)里的所有單位，經(jīng)研究又加了一個安培，同樣熱學(xué)里加了開爾文和摩爾，光學(xué)里加了坎德拉。基本單位不是一下子選定的，而是隨著研究深入慢慢選出來的，正如知識的學(xué)習(xí)，應(yīng)一步一個腳印，逐步深化！（彩筆板書七個量）

【介紹原器】這些都是當(dāng)初制定的標(biāo)準(zhǔn)，隨著社會對精準(zhǔn)度的不斷提高，標(biāo)準(zhǔn)也有更精準(zhǔn)的定義。同學(xué)們，我們的世界越來越精準(zhǔn)，你準(zhǔn)備好了嗎？

【板書】SI導(dǎo)出單位

【學(xué)生分組討論】初中還學(xué)過那些SI導(dǎo)出單位？

【板書】SI單位的倍數(shù)單位

【陳述】十進(jìn)制，用詞頭表示。

【強(qiáng)調(diào)】我們在解題時第一步要把SI單位的倍數(shù)單位和非SI單位轉(zhuǎn)化為SI單位。

應(yīng)用1：簡化書寫

【幻燈片展示】光滑水平面上有一個靜止的物體，質(zhì)量是700g，在1.4N的水平恒力作用下開始運(yùn)動（如圖），2s末的速度是多大？ 2s內(nèi)通過的位移是多少？

【說明】這道題是課本例題改編而來的，這道題的目的不是為了展現(xiàn)物理思維，而是為了說明物理過程的規(guī)范化。

【簡單說明思路】初速度為零，知道

時間求末速度還需要知道什么？

【展示規(guī)范解題過程】

應(yīng)用2：系數(shù)單位

【闡述】如果所有量的單位都用SI單位表示，等號兩邊的單位是等價的。

【和學(xué)生一起分析兩個公式】

【萬有引力公式】這個公式揭開了宇宙的奧秘，也幫助我們逐步實(shí)現(xiàn)航天夢。先問：G是什么？（學(xué)生可能有的說是重力，肯定有人反駁），介紹除了G之外的量代表什么，那么G的單位是什么呢？

【學(xué)生分組討論萬有引力公式】

應(yīng)用3：探究公式

【探究】探究鉤碼完整往復(fù)運(yùn)動一次的時間——周期（T）的影響因素。

【實(shí)驗(yàn)猜想】猜想可能和哪些量有關(guān)？（學(xué)生回答）（振動幅度、質(zhì)量、彈簧的量——勁度系數(shù)……）

【展示幻燈片】會不會是 ？（學(xué)生很快說不是）那么應(yīng)該是？（學(xué)生回答 ）

【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】理論和精確實(shí)驗(yàn)證明，我們的結(jié)論真的是正確的。

單位制思想的升華

【陳述】同學(xué)們，統(tǒng)一單位制體現(xiàn)了一種思想——求同的思想，一個國家單位制的求小同，多個國家單位的統(tǒng)一是求大同。同學(xué)們，我們的世界需要求同，這是一種格局觀。人與人之間是求小同，國與國之間是求大同，為了世界的和平與發(fā)展則是最高境界的大同。

【朗誦詩】

單位制度意非輕， 求同思想在其中。 秦皇統(tǒng)一度量衡， 一帶一路求大同。

板書設(shè)計(jì)