基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計—拋體運(yùn)動的規(guī)律

侯位鋒 梁旭

摘要：以核心素養(yǎng)為目標(biāo)，通過任務(wù)分解、情境創(chuàng)設(shè)和問題設(shè)計，將“拋體運(yùn)動的規(guī)律”的素養(yǎng)目標(biāo)落實在具體的學(xué)習(xí)活動中，并就思維引導(dǎo)、實驗、教學(xué)活動方式提出了建議.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；教學(xué)設(shè)計；拋體運(yùn)動規(guī)律

作者簡介：侯位鋒（1977-），男，浙江諸暨人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：高中物理學(xué)科教學(xué)；

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

1任務(wù)分解

任務(wù)1：判斷物體是否做拋體運(yùn)動，理解拋體運(yùn)動是勻變速運(yùn)動.

任務(wù)2：理論分析并推導(dǎo)平拋運(yùn)動規(guī)律.

任務(wù)3：運(yùn)用平拋運(yùn)動規(guī)律解決實際問題.

任務(wù)4：了解探究一般拋體運(yùn)動規(guī)律的方法.

2教學(xué)活動

任務(wù)1：判斷物體是否做拋體運(yùn)動，理解拋體運(yùn)動是勻變速運(yùn)動.

問題情景：如圖1所示，問題見表1所示.

教學(xué)建議：

（1）思維引導(dǎo)建議：先回顧拋體運(yùn)動、平拋運(yùn)動的條件，然后分析圖1中這些物體受力與初速度的特點，比較排球、鉛球和紙飛機(jī)重力與空氣阻力、空氣升力的大小關(guān)系，得出排球、鉛球的空氣阻力可忽略（理想化方法），就可以確定物體是否是拋體運(yùn)動或者平拋運(yùn)動，受力清楚后，利用牛頓運(yùn)動定律可確定物體運(yùn)動的加速度.學(xué)生雖然不清楚升力的大小，但從飛機(jī)在豎直方向的運(yùn)動情況可以推知升力與重力相差不大.學(xué)生可能認(rèn)為排球和鉛球的共同點是曲線運(yùn)動，教師可引導(dǎo)學(xué)生從速度、速度變化、加速度等角度全面進(jìn)行分析.

（2）教學(xué)活動建議：對問題1，考慮到學(xué)生已有的知識，可先獨(dú)立思考，然后學(xué)生個別回答和其他學(xué)生補(bǔ)充；對問題2，可讓學(xué)生先分組討論后回答問題，經(jīng)教師引導(dǎo)后，師生補(bǔ)充并完善.

任務(wù)2：理論分析并推導(dǎo)平拋運(yùn)動規(guī)律.

問題情景：如圖1所示的排球運(yùn)動，問題見表2所示.

教學(xué)建議：

（1）思維引導(dǎo)建議：學(xué)生已經(jīng)知道平拋運(yùn)動在水平與豎直方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動和自由落體運(yùn)動，為什么是這樣？需要依據(jù)牛頓第二定律求出兩個方向上的加速度，結(jié)合兩個方向上的初速度綜合考慮.加速度是速度變化與時間之比，考慮到水平方向速度保持不變，平拋運(yùn)動的加速度等于豎直方向的速度變化量與時間之比，即自由落體加速度.

（2）教學(xué)活動建議：對于問題1，前面實驗已經(jīng)探究了平拋運(yùn)動的規(guī)律，學(xué)生雖然知道結(jié)果，但并不清楚理由，可以先讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，然后回答；對于問題2，由于有一定難度，可以讓學(xué)生先討論，然后回答，如果仍有困難，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分別研究兩個方向的速度變化情況，再讓學(xué)生回答，對于問題3，可讓學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)，然后展示并評析.

任務(wù)3：運(yùn)用平拋運(yùn)動規(guī)律解決實際問題.

問題情景1：如圖2所示，將一個物體以10 m/s的速度從距離地面10 m高的位置水平拋出（g取10m/s2），問題見表3所示.

教學(xué)建議：

（1）思維引導(dǎo)建議：通過對豎直方向位移運(yùn)動的分析，可以知道落地時間僅由高度決定，求解落地時的速度和位移不僅要考慮大小，還要考慮方向.

（2）教學(xué)活動建議：對于問題1，可以先讓學(xué)生獨(dú)立思考，然后回答；其他學(xué)生補(bǔ)充；對于問題2、3，讓學(xué)生先獨(dú)立求解，然后展示結(jié)果，看學(xué)生是否確定方向，在教師提示的情況下由學(xué)生獨(dú)立完成.

問題情景2：如圖3所示，一橋式起重機(jī)的起重小車以速度v0=2 m/s的速度向右勻速運(yùn)動.假設(shè)某時刻有一顆松動的螺釘從橋式起重機(jī)上掉下，螺釘?shù)剿降孛娴木嚯x為h=45 m，空氣阻力不計，問題見表4.

教學(xué)建議：

（1）思維引導(dǎo)建議：引導(dǎo)學(xué)生先思考螺釘運(yùn)動的特點，然后建立坐標(biāo)系，寫出平拋運(yùn)動規(guī)律，列方程求解.刻度尺可以測量水平位移和豎直位移，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律列出方程，思考如何避開測量時間直接測量速度.

（2）教學(xué)活動建議：對問題1，學(xué)生先獨(dú)立思考，然后回答，其他同學(xué)可以發(fā)表不同意見并補(bǔ)充完善；對問題2，讓學(xué)生獨(dú)立求解后展示，問題3難度較大，可以讓學(xué)生分組討論，然后回答.

任務(wù)4：了解探究一般拋體運(yùn)動規(guī)律的方法.

問題情景：如圖1所示中拋出的鉛球，問題見表5所示.

教學(xué)建議：

（1）思維引導(dǎo)建議：斜拋運(yùn)動的軌跡具有一定的對稱性.斜拋運(yùn)動在最高點時的速度是水平方向，所以過最高點后的軌跡與平拋運(yùn)動相同.

（2）教學(xué)活動建議：對問題1，可以先分組討論，然后回答，其他同學(xué)補(bǔ)充完善，對問題2，可由學(xué)生直接回答；對問題3、4，先由學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)，然后展示，并不要求所有同學(xué)能夠推導(dǎo).