基于核心素养的《力的分解》教学设计

基于核心素养的《力的分解》教学设计

一、教学内容分析

1.教材安排及地位

沪科版教材《力的分解》这一课题安排在第四章第二节中，教材通过斜拉桥、塔吊等例子，定义了力的分解以及分析力的分解的方法。本节课包含了一个重要的物理思想——等效替代，两个概念——合力与分力，一个规则——平行四边形定则，一个技能——力的分解。本节课上承重力、弹力、摩擦力三个概念，以及力的合成这一技能；下接共点力的平衡问题，作为动力学分析的基本技能之一，在整个力学知识体系中占有基础性地位。

2.课标要求及理解

2017年新课标要求“通过实验，了解力的分解，知道矢量和标量”。力的分解是一个工具，新课标要求应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情景。因此在本节教学中，给学生提供大量实际情景，让学生认识力的分解，培养学生的“物理观念”。让学生在实际情境中解决物理问题，形成把情景与知识相关联的意识，培养学生的“科学思维”。通过等效替代思想的形成培养学生的科学抽象思维能力，通过力的分解培养学生运用物理知识解决具体问题的能力。

二、学生情况分析

1.学习特点

本节课面向对象是高一学生，记忆以有意记忆为主，能注意在理解的基础上记忆。此外初步完成从具体思维为主到抽象思维为主的过渡。因此在教学中需要注意结合已有知识让学生进行“有意义的学习”，不仅让学生学会力的分解，更要让学生理解为什么要进行力的分解；此外通过图片、视频、实物让学生融入实际情景，在实际情景中的生活问题升华为物理问题，培养学生的物理建模能力，培养学生的抽象思维。

2.知识准备

学生已学习了共点力、二力平衡以及力的合成，知道平行四边形定则，会画力的图示，熟悉平行四边形的几何特点，具备相关的知识基础，学生能够比较容易的认识力的分解。而力的分解是一个工具，关键在于应用物理知识解决具体问题。

3.前概念

根据相关文献以及教学实践得知，学生往往存在两个前概念。前概念1：认为分力一定小于合力；前概念2：认为斜面上的物体的重力可以分解为对斜面的压力以及一个下滑力。

三、重、难点任务分析

重点：知道力的分解，能够利用力的分解来解释生活中的现象；

难点：理解确定分力的方向的方法。

四、教学目标设计

核心素养具体描述

学科核

心素养的水

平

物理观念认识力的分解；

能灵活应用力的分解来解释生活中的现象；

2

5

科学思维

在解释引桥的例子中，能够将现实问题抽象成为物理模

型，结合推理、论证，多角度解释为什么引桥要建这么长；

5

科学探究

在探究为什么索塔要建这么高的问题中，能选用合适器

材获得实验数据，分析数据找出其中规律，形成合理的结

论；

4

科学态度与责任

在应用中融入新世界七大奇迹之一——港珠澳大桥，以

及引入郑和下西洋，培养学生民族自豪感，并倡导STEAM

教育，培养学生的科学态度与责任。

3

五、教学媒体设计

1.设计依据及意图

新课标要求应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情景。故本节课采用大量图片视频增强学生的感性认知，采用多个实验让学生亲身体验，为学生创造实际情况，在实际生活中解决物理问题。

新课标要求重视学生的科学探究能力的培养和信息技术的应用，因此本节课引入dislab传感器，以及同屏技术，让学生更直观地理解力的分解，突出教学重点，突破难点。

2.具体媒体需求

PPT课件、电脑、实物展台、引入趣味实验装置（两个铁架台、两个定滑轮、细绳、矿泉水、钩码）、模拟桥梁（木板、铁架台、细绳）、学生分组实验装置（两个弹簧测力计、细绳、钩码、直尺三角板）、dislab传感器（朗威斜面上重力分解仪、数据采集器、专用电脑软件）、同屏技术（手机、数据线、专用软件）、逆风行车（小车、船帆、吹风筒）

六、流程图

七、教学过程设计

（一）引入

⏹∙设计意图

教育心理学家认为学习一个新的概念，最好制造认知冲突，在冲突的引发和解决的过程，学生会快速构建新的知识体系。因此在新课引入中制造认知冲突，增加感性认识、激发兴趣、引入课题。

⏹∙活动设计

⏹∙活动设计

环节师生活动实施说明

引入课题【实验一】

用200g的钩码拉动600g的矿泉水

为什么小钩码能够拉动矿泉水？

定滑轮不改变力的大小，让学生思考

是否能够通过定滑轮用200g的钩码

拉动600g的矿泉水，制造认知冲突。

有时间还可以让学生上台用手指慢

慢往下按绳子，亲身体验，增加感性

认识。

（二）复习旧知识，建立新概念

⏹∙设计意图

教育学家奥苏泊尔认为有意义的学习必须强调新旧知识之间的联系，因此在学习力的分解时，先复习力的合成，已知分力求合力即为力的合成，如果已知合力求分力就是力的分解，水到渠成。

⏹∙活动设计

环节师生活动实施说明

认识力的分解【复习】

回顾合力与分力的关系，力的合成以及平行四边

形定则。

【概念建立】

再根据力的分解与合成是逆运算的关系，得出力

的分解也遵循平行四边形定则。

借助动画让学生理解若没有条件限制，一个力可

以分解出无数对分力。

A、强调合力与分力等效替代的关

系。

B、给出等效替代的例子或图片。

（三）如何进行力的分解

1、情景一：重力沿绳索方向进行分解

⏹∙设计意图

物理来源于生活，从身边的典型事物入手，把解决问题贯穿学习全过程，让学生感觉学习物理是有用处的，并增强物理知识的实用性应用性。

⏹∙活动设计

环

节

师生活动实施说明

如何进行力的分解

【问题一】为什么斜拉桥的索塔要建这么高？珠港澳大桥是新世界七大

奇迹之一，引入高港珠澳大

桥，培养学生民族自豪感。

再选用授课地点附近的南

浦大桥更贴近生活。

【实验二】

模拟桥梁，同一根绳子，当绳子与竖直方向夹角比

较小时能够支撑柱整座桥梁；当绳子与竖直方向夹角比

较大时，绳索断裂。

让学生猜想，绳子受力大小

与什么因素有关。让学生经

历探究的过程。

【实验三】学生实验

探究绳子与竖直方向夹角θ的大小与绳子拉力大小

的关系。

让学生汇报实验结果，并尝试解释现象背后的原理。

让学生进行分组实验

前，一定要明确实验目的。

【活动一】

让学生动手作图，体验力的分解。

让学生体验提出问题、

形成猜想、进行实验、得出

结论并解释和交流的科学

探究的过程。