《動力學之無動力車》教學設計與反思

陳雷 董新軍 那長明

教學內容：

動力學是高中物理課程的重要部分，在完成新課程、新教材必修二《機械能守恒定律》一章的基礎上，教師通過將國家課程的校本化提出基于STEAM的動力學之無動力車項目。教師通過課堂教學手段引導學生運用所學知識設計制作“無動力車”，學生在設計制作過程中體驗物理觀念，鍛煉科學探究能力，培養科學態度與責任。

教學目標：

教師啟發學生運用本章所學知識解決問題，學生通過完成本節課的實踐活動，主動建立動能、勢能、機械能守恒等物理核心素養中的物理觀念。學生在具體的實驗探究中結合所學知識對實驗現象進行合理地解釋，從而鍛煉物理核心素養中的科學思維和科學探究的能力。學生通過小組競賽和展示活動建立團隊意識和合作精神，進而鍛煉物理學科核心素養中的科學態度與責任。

教學過程：

【任務一】明確任務，回顧概念

教師活動：

1.對學生分組，4～6人一組。

2.播放短片介紹“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”，啟發學生討論以下問題：

（1）我們高中生目前所學知識如何讓原來靜止的小車跑起來？

（2）小車需要什么能量？能量來源在哪里？

學生活動：

1.分組并按照小組就座。

2.組員之間討論，回答老師問題。

（1）小車要運動就需要動能。

（2）根據能量守恒定律，動能的來源可以是重力勢能和彈性勢能進行轉化。

【任務二】提出方案，總體設計

教師活動：

1.提出競賽要求。

2.明確比賽規則，根據“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”文件設計本節課的競賽規則。

3.發放實驗器材和實驗數據記錄單。

學生活動：

1.根據所給器材構思無動力車的設計方案。

2.小組討論明確分工，每一組有兩個車，還要設計海報，學生通過觀察和討論自主分工，選出組長。

3.組長帶領一名學生到老師處領取實驗材料和實驗數據記錄單，組長號召組織成員集合準備開始實驗。

【任務三】團隊協作，動手實驗

教師活動：

1.指導學生進行無動力車的設計與制作。

2.深入小組指導學生的動手操作過程。

3.深入小組了解小組的分工情況，幫助個別小組明確實驗要求和比賽規則。

4.參與小組討論，幫助個別小組確定小車名字。

學生活動：

1.學生自主進行小組分工：動力車、彈力車、記錄數據、設計海報等。

2.小組成員互相協作，動手組裝重力車、彈力車。

3.小組成員分工協作，釋放制作好的重力車、彈力車并測量、記錄實驗數據。

4.小組成員討論協作，定好確小車的名字，并設計制作海報。

【任務四】科學測試，記錄數據

教師活動：

1.召集各個小組踴躍報名參與競賽展示。

2.組織各組代表進行集中展示和記錄數據。

3.宣布成績并且對優秀方案予以表彰，請學生講解設計制作中的注意事項。

學生活動：

1.小組內部討論決定是否爭取競賽名額。

2.小組代表參與集中展示活動，小組成員加油鼓勵。

3.優勝小組分享經驗，其他小組討論研究為后續改進打下基礎。

【任務五】改進升級，深入探索

教師活動：

1.引導學生分析如何控制變量對小車進行可控改進。

2.根據小組同學需求提供相應器材。

3.引導學生對改進后的數據與改進前的數據進行對比。

學生活動：

1.學生運用所學知識主動探索，分析影響無動力車的定量因素。

2.小組同學討論分析，根據分析向老師尋求材料著手改進實驗。

3.對改進后的小車進行自主實驗并記錄數據填寫實驗數據記錄單。

反思：

本節課是哈三中物理教研室“項目式學習”系列課題之“無動力車”探索項目的能量守恒部分，本節課的設計背景是高中一年級學生在完成國家新課程、新教材必修二《機械能守恒定律》一章的基礎上進行的。本節課基于“雙新”背景創新設計，理論聯系實際，結合哈三中學生主動學習能力強、綜合素養較好的基礎條件進行校本化處理，重點培養學生的動手能力和創新能力，為學生未來全面發展打下基礎，滿足學生終身發展需求。教師以“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”為切入點，通過構思和設計呈現一堂“雙新”背景下的全新的高中物理課堂，以加深學生對物理知識的體驗和理解。

在教學過程中，教師始終圍繞新課標要求的物理核心素養這一中心，通過課堂教學手段引導學生運用所學知識設計制作“無動力車”。學生在設計制作過程中主動建立動能、勢能、機械能守恒等物理核心素養中的物理觀念。學生在具體的實驗探究中結合所學知識對實驗現象進行合理地解釋，從而鍛煉物理核心素養中的科學思維和科學探究的能力。學生通過小組競賽和展示活動建立團隊意識和合作精神，進而鍛煉物理學科核心素養中的科學態度與責任。哈三中物理教研室通過將國家課程校本化，對教材內容進行處理、拓展和延伸，使核心素養中談到的學生全面發展所需必備品格和關鍵能力得到培育，物理學科的育人功能得以表達。

哈三中通過將國家課程校本化處理，實現對新課程、新教材的有力補充和再創造，為學生全面發展打下深厚基礎，為學生終身發展創造有力條件。在新課標、新教材“雙新”的促進之下，哈三中物理教研室必將繼續不斷探索，不斷創新，為全面落實核心素養，培養合格的社會主義建設者和接班人繼續奮斗。

■ 編輯/魏繼軍