基于智慧平臺的《圖象的應用高三專題復習》教學設計

鄧燕紅

【摘要】智慧平臺給教學注入了新的活力。智學網具有強大的數據分析功能，可以讓教師更清楚學生的學情，并設計出適合學生的教學內容，選擇合適的教法，進行精準化教學。本文借助智學網獲得的學生測驗的數據分析學生對高中圖象掌握的情況，課堂上利用PAD和互聯網進行教學互動，關注學生的個體差異，采用討論交流的形式進行重點、難點的突破。在內容設計上從教材的圖象入手，以識圖、畫圖、用圖為主線，滲透選擇題、實驗題、計算題解題方法的訓練，提高學生分析圖象問題的綜合思維能力。

【關鍵詞】智慧平臺;數據;圖象的應用;教學設計

一、教學內容分析

圖象是一種語言，它直觀、明了，在生活中、學習中經常會用到，也是物理高考必考的一個內容。圖象考查范圍廣，力學、電學、熱學、光學都有涉及。題型也具有多樣性，選擇、實驗、計算，選做題都可能有圖象分析的問題?？梢?，學好圖象對高考和提升學生的學科素養都有重要意義。

二、學生情況分析

圖象考題難度一般是中等難度，是學生通過努力可以攻克的。從歷次測試來看，對簡單的運動學圖象的視圖分析學生掌握得比較好，而對于應用圖象解決問題則只有1/3左右的同學掌握較好。學生的難點主要在于：畫圖象和推導函數解析式、非常規圖象用面積計算相關物理量等。

三、物理核心素養目標

1.物理觀念。學會看物理圖象，理解圖象的截距、交點、斜率、圖象與坐標軸圍成的圖形面積的含義。

2.科學思維和創新：（1）能綜合應用物理知識求圖象的函數式，思考總結求圖象類問題的基本方法;（2）學會用描點法和解析式法畫圖象，并應用圖象解決物理實際問題。

3.科學探究和交流。通過平板進行全班互動，錄制學生作圖過程并進行展示，鼓勵學生發言，營造暢言課堂氛圍，促進生生學習。

4.科學態度和責任：（1）學會看各種圖象，培養科學的識圖方法;（2）根據測評獲得成功的體驗，增強做好圖象類問題的信心。

四、教學重點難點

1.重點：（1）識圖，以運動學中的v-t圖、s-t圖、a-t圖為基礎理解圖象的交點、斜率和面積的意義;能把圖象與具體情境聯系起來;（2）畫圖、用圖，學會用函數解析式法和描點法作圖，并分析相關的物理問題;（3）學會求相關物理量的函數關系式。

2.難點：（1）圖象與物理情景相結合分析;（2）根據物理規律求解圖象對應的函數關系式。

五、教學思想和方法

1.教學思想：（1）多媒體技術與教學內容融合，利用智學網、平板、白板等平臺提高課堂教學效果;（2）因材施教：根據學生的基礎特點，為學生設計適合的教學內容。采取適合的教學方法，關注學生的個體差異;（3）做中學，通過讓學生體驗、討論，積累一定的解題方法。

2.教學方法：講授法、討論法、類比法等。

六、教具

白板教學平臺、學生平板、智學網、互聯網、演示電容器的充放電實驗儀器等。

七、教學過程

環節一：導入

1.回歸教材

方法：課前將粵教版高中物理課本出現的典型圖象整理通過平板推送給學生歸納得出：圖象問題需要抓住兩個重要信息：斜率和面積的意義，既通過數據說明圖象很重要，又回歸了教材，向學生滲透一種復習方法：對著圖象回憶學過的核心物理規律，物理知識。

2.近三年高考全國1卷中對圖象問題的考查

可見，圖象是分析、解決問題的一種重要方法，是學習重點，高考的必考點。

環節二：識圖

（一）課前評估

教師整理2019年、2018年的高考真題部分圖象題讓學生先做，課前教師利用PAD已經批改好并統計出數據，教師發現學生主要存在漏選的問題。課堂上進行簡單的點評，并總結識圖的基本方法：一看坐標，二分析點（截點、交點、拐點）、線（斜率）、面（面積）的含義。

設計意圖：通過預習學生能明確考向，教師能獲得更多的學情數據信息。

（二）例題示范：利用圖象分析具體的運動過程，層層遞進，培養學生的綜合思維能力

（多選）如圖所示，長木板A放在光滑的水平面上，質量為m=4kg的小物體B以水平速度v0=2m/s滑上原來靜止的長木板A的上表面。由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，g取10 m/s2，則下列說法正確的是（? ?）

A.木板A獲得的動能為2 J

B.系統損失的機械能為2 J

C.木板A的最小長度為2 m

D.A、B間的動摩擦因數為0.1

1.設計意圖：將圖象與板塊模型的結合，涉及物理規律有動量守恒定律，滑動摩擦力計算，動能計算，能量守恒定律。讓學生掌握用圖象分析運動學問題的基本方法，提高用物理規律解決問題綜合的能力。

2.教師活動：（1）引導學生審題、識圖，并結合物理情景明確物理過程;（2）啟發學生調用物理規律解決問題。

3.學生活動：（1）審題;（2）看圖，獲取有用信息;（3）結合問題，調用物理規律。

4.總結方法

師生對話示例：

師：請你結合甲乙兩圖，敘述A、B的運動過程，并把運動過程圖在討論區展示出來。

生：B以速度v0=2m/s滑上A后先做勻減速直線運動，A在摩擦力的作用下從靜止開始做勻加速直線運動，最后A、B共速。

師：同學們做得很好。根據大家的答案，A、B選項沒有疑問。那么如何求木板A的最小長度？

生：有的可能會想到公式Q=△E損=fs相對，但是未知，遇到攔路虎了。有的同學觀察到v-t圖可以求位移，并結合運動情景圖想到木板最小長度是B與A的位移差，即圖中A、B0～1s的圖線與v軸圍成的三角形的面積。（這里教師組織學生開展討論使問題迎刃而解。）

師：通過這道題，同學們說說看圖象問題應該怎么分析？

生：先把題目信息轉移到圖象中，理解圖象，然后再根據圖象畫出運動過程圖，最后抓住圖象的交點，斜率和面積等反應的物理信息解決問題。

（三）變式訓練：通過學生課堂上練習，討論交流、展示，教師及時解決學生存在的問題，并評價教學的效果

如圖甲，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌固定在水平面內，導軌間距為1.0m，左端連接阻值R=4.0Ω的電阻;勻強磁場磁感應強度B=0.5T、方向垂直導軌所在平面向下;質量m=0.2kg、長度l=1.0m、電阻r=1.0Ω的金屬桿置于導軌上，向右運動并與導軌始終保持垂直且接觸良好。t=0時對桿施加一平行于導軌方向的外力F，桿運動的v-t圖象如圖乙所示。其余電阻不計。求：

（1）從t=0開始，金屬桿運動距離為5m時電阻R兩端的電壓;

（2）在0～3.0s內，外力F大小隨時間t變化的關系式。

1.設計意圖：（1）圖象與電磁感應結合;（2）計算題規范作答;（3）討論展示，加深印象，經歷解題分享的過程，學會交流。

2.教師活動：（1）指導學生做題;（2）觀察學生的答題情況，選取典型的解法投屏展示;（3）展示一個同學的答案，并邀請他上臺講解解題思路;（4）點評，對答題的規范性和選用不同方法做的注意事項進行強調，指出優缺，查漏補缺。

3.學生活動：先在練習本上作答，再用平板拍照上傳，和小組同學討論交流，并展示。

環節三：畫圖、用圖

（一）根據智學網統計的數據，發現學生的個體特點，進行個性化教學

今年入冬以來，霧霾天氣頻繁出現。11月12日早6時濃霧天氣中道路能見度只有30m，且路面濕滑。一輛小汽車以18 m/s的速度自中華路由南向北行駛，通過某路段時，突然發現正前方濃霧中有一輛卡車正以6m/s的速度同向勻速行駛，于是，司機鳴笛示警同時緊急剎車，但路面濕滑，只能實現2m/s2的加速度減速行駛。前車接到示警于2秒后以2m/s2的加速度加速行駛。以下說法正確的是（ ）

A.前后車因都采取了必要的減加速運動，所以不會追尾。

B.前后車雖采取了減加速運動，但加速度過小，仍會發生追尾碰撞。

C.在前車開始加速時，兩車相距僅有9m的距離。

D.兩車距離最近只有2m。

1.設計意圖：（1）用數據說明學生存在的問題，說明努力的方向;（2）引導學生掌握作圖象處理追及相遇問題。

2.教師活動：先分析學情（本題滿分：19人，占43.2%，漏選的7人，占15.9：%，有錯選的18人，占40.9%，其中錯選B的有16人，錯選C的6人），然后讓做對的同學分享解法，最后說明畫圖解決追及相遇問題的好處和注意事項。

3.學生活動：（1）討論與交流;分享解法;（2）掌握勻變速直線運動v-t圖象的作圖方法學會求特殊點的坐標等。

（二）截取典型作圖進行面批式講評

為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數，某學生設計了如圖所示的實驗裝置，其中由彈簧與方形薄管組成速度發射器，彈簧原長小于管長，發射器出口末端與水平桌面相切。每次實驗時，都將發射器固定于水平桌面上，將彈簧壓縮到相同長度，測量發射器出口B與桌面右端距離為x，小滑塊從發射器出口射出，經桌面滑行x距離后從桌面右端水平拋出，落在水平地面上的p點，測量水平距離為s。已知桌面到水平地面高度H=1m，不計空氣阻力。

該生在實驗中幾組x、s數據（如下左表）請根據數據在下圖中畫出s2-x圖像，得到=? ? ? ? ? （保留2位有效數字）。

1.設計意圖：針對學生函數解析式的學習難點進行突破教學。

2.教師活動：（1）展示學生的答卷，面對面指出描點法作圖存在的問題，強調作圖的規范性。（2）引導學生分析s2-x的函數解析式。

3.學生活動：（1）習得作圖處理實驗數據的方法;（2）學會推導函數解析式;（3）總結反思，思維發散。

（三）品真題，明確考向

（2018年高考全國卷I·T15）如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統處于靜止狀態，現用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖象可能正確的是 （? ）

1.設計意圖：（1）學生明確考向，提高綜合分析問題的能力，養成畫過程圖的良好解題習慣;（2）教師課前根據數據知道推導非常規圖象的函數解析式是教學的難點。

2.教師活動：根據同學們反饋的作答數據，用動畫模擬運動過程，幫助學生們理解彈簧伸長量不是x，而是L-x 。

3.學生活動：觀察動畫得出彈簧伸長量與x的關系，利用牛頓第二定律列出F-x圖象的函數解析式。

（四）變式訓練

圖（a）所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時間t的變化如圖（b）所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間t變化的圖像中，正確的是

1.設計意圖：測試學生是否掌握了一般圖象識圖和作圖的方法，并會結合電容器充放電知識和電容器電容定義式、電流定義式等分析充電電流的情況，能推導出UC-t圖象斜率的意義。

2.教師活動：（1）學生對電容器的充放電可能遺忘了，所以先通過實驗簡單復習充電電流和放電電流，觀察它們的方向是不同的。（2）看統計的數據，引導學生們交流展示，并點評。

3.學生活動：迅速解題，選擇答案，并交流展示。

（五）拓展：小組討論

如圖4所示為一定質量的理想氣體狀態變化的P-V圖線。由圖線可知，A到B過程中氣體對外做的功比B到C過程中氣體對外做的功多多少J？

環節三：小結

用一張幻燈片把本節習題中的圖象集體呈現，鼓勵同學們進行總結，提升解題技巧。

1.基礎圖象

2.陌生圖象求解析式

3.斜率意義

4.面積意義

環節四：教學反思

1.針對訓練一，學生展示答案后，教師需要挑選兩份用不同方法解的答案給學生討論，弄清楚速度、加速度和力的矢量性。2.在數據分析時，既要肯定同學們取得的成績，又要指出存在的問題，查漏補缺不斷進步。3.學生課堂上使用Pad互動時，也應讓學生發言，上臺展示。4.每一節課的設計都應圍繞教學重難點展開，在習題課上應發揮智慧平臺的優勢，同時也應該重視物理實驗，盡量用直觀的方式引導學生理解物理問題。5.復習課不應設計得太滿，應該拋一些問題啟發學生思考。