圓周運動(dòng)的高端備課研究論文
“圓周運動(dòng)”是繼平拋運動(dòng)后又一種特殊的曲線(xiàn)運動(dòng)，它既是曲線(xiàn)運動(dòng)的延伸，又為萬(wàn)有引力和天體運動(dòng)打下基礎，在教學(xué)中具有承前啟后的作用.鑒于此，我們在深入分析教材編寫(xiě)不足的基礎上，提出了“圓周運動(dòng)”教學(xué)的高端備課.
1現行教材編寫(xiě)的不足
“圓周運動(dòng)”是人教版教材必修2第五章第四節的內容，教材首先舉出“電風(fēng)扇”、“時(shí)車(chē)擴、“田徑場(chǎng)彎道賽跑”等日常生活中的實(shí)例，讓學(xué)生感知圓周運動(dòng).然后通過(guò)思考與討論得出線(xiàn)速度的概念，并給出勻速圓周運動(dòng)的定義，指出“圓周運動(dòng)快慢還可以用它與圓心連線(xiàn)掃過(guò)的角度來(lái)快描述”，從而引出角速度概念，最后推導出角速度與線(xiàn)速度的關(guān)系[l].我們認為，教材的編排存在一些有待商榷的地方.
第一，把線(xiàn)速度放在角速度之前講解并不合理.一方面，線(xiàn)速度屬于線(xiàn)量范疇，學(xué)生接受線(xiàn)速度的概念并沒(méi)有困難，而且，這樣的編排并不能由線(xiàn)速度概念合乎邏輯地得出“角速度”概念;另一方面，把線(xiàn)速度與角速度看作同等重要，沒(méi)有能突出教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn).
第二，在學(xué)習圓周運動(dòng)之前，學(xué)生己經(jīng)對直線(xiàn)運動(dòng)及平拋運動(dòng)有了深入了解，平拋運動(dòng)雖屬于曲線(xiàn)運動(dòng)，但由于“運動(dòng)的獨立作用”原理，通過(guò)“化曲為直”可以解決平拋運動(dòng)問(wèn)題.但在圓周運動(dòng)中，“化曲為直”的方法并不適用，這就需要引入新的物理:霸一“角量”，來(lái)描述其運動(dòng)規律.然而，學(xué)生并沒(méi)有用“角量”描述物體運動(dòng)的經(jīng)歷，因此用“角量”描述圓周運動(dòng)可謂教學(xué)思想上的重大跨越，這是在圓周運動(dòng)教學(xué)中應當特別指出的.
2體現教學(xué)邏輯的高端備課
2. 1類(lèi)比分析，引入角速度的定義
我們認為，圓周運動(dòng)的教學(xué)應當通過(guò)向學(xué)生講述科技史，尤其是中國古代科技發(fā)展的進(jìn)程，從而自然地進(jìn)行導入.教師應當指出，在我國數學(xué)發(fā)展的歷史中，即便有“九章算術(shù)”、”勾股定理”等成就的獲得，仍然還是局限于“線(xiàn)量”的思維方式而從未產(chǎn)生過(guò)“角度”的概念，由此可知“角度”概念產(chǎn)生之艱難.鑒于此，本節課的核心思想即為—用“角量”來(lái)描述圓周運動(dòng).
用“線(xiàn)量”定義物理量的方法學(xué)生己經(jīng)非常熟悉，這些物理量通常就是位移、速度、加速度等.教師可以告訴學(xué)生“線(xiàn)量”與“角量”在描述物體運動(dòng)時(shí)具有完全相同的地位.因此，在直線(xiàn)運動(dòng)中用“線(xiàn)量”定義物理量的方法，完全適用于圓周運動(dòng)中用“角量”定義物理量.所以，采用“類(lèi)比”方法很容易就可以得出角速度的`定義.
3教學(xué)啟示
備課是物理教師專(zhuān)業(yè)性的工作，無(wú)論按照何種順序呈現教學(xué)內容，備課工作都應關(guān)顧物理知識的內在邏輯，力求符合學(xué)生的認知水平，同時(shí)符合教學(xué)的邏輯.總結上述教學(xué)設計，我們得到以下三點(diǎn)啟示.
3. 1備課應揭示物理教學(xué)的本質(zhì)
在學(xué)習圓周運動(dòng)之前，學(xué)生習慣于運用“線(xiàn)量”來(lái)描述物體的運動(dòng)，而圓周運動(dòng)則是用“角量”對物體運動(dòng)進(jìn)行描述.因此，從用“線(xiàn)量”描述直線(xiàn)運動(dòng)到用“角量”描述圓周運動(dòng)，這事實(shí)上是認知方式的分水嶺.鑒于此，高端備課從教學(xué)的本質(zhì)出發(fā)，重視認知方式的轉變，明確指出描述物體運動(dòng)的兩條路線(xiàn)分別是“線(xiàn)量”與“角量”，注重“角位移”概念引入的關(guān)鍵性步驟，將“角速度”作為圓周運動(dòng)教學(xué)的切入點(diǎn)，并隨著(zhù)“角速度”概念的引入，逐步突破“線(xiàn)速度與角速度關(guān)系”與“線(xiàn)速度概念”的教學(xué)，從而有效地促進(jìn)了圓周運動(dòng)教學(xué)的優(yōu)化.
3. 2備課應注重突破思維定勢
中國自古雖有對勾股術(shù)、測圓術(shù)、弧矢術(shù)的深入研究，但對“角量”的研究則嚴重不足，這樣，“角量”描述物體運動(dòng)的認知盲區就很有可能在學(xué)生學(xué)習圓周運動(dòng)中“重演”.在學(xué)習圓周運動(dòng)之前，學(xué)生的思維處于運用“線(xiàn)量”描述物體運動(dòng)的狀態(tài)，較難接受運用“角速度”描述圓周運動(dòng)的思維方式.因此，圓周運動(dòng)備課的重點(diǎn)就在于如何打破學(xué)生的思維定勢.高端備課通過(guò)科技史的引入，將學(xué)生的思維從被組織狀態(tài)向臨界狀態(tài)過(guò)渡，最后突破學(xué)生的思維定勢，從而完成了從“線(xiàn)量”到“角量”描述圓周運動(dòng)的認知飛躍.
3. 3備課應體現物理教學(xué)的邏輯
所謂教學(xué)的邏輯，就是教學(xué)過(guò)程中諸要素呈現的順序.由于圓周運動(dòng)教學(xué)對邏輯性有著(zhù)特殊的要求，因此，先建立角速度的概念，再導出“角速度”與“線(xiàn)速度”的關(guān)系，最后得出線(xiàn)速度概念，這樣的教學(xué)設計將“角速度’,‘角速度與線(xiàn)速度的關(guān)系’,“線(xiàn)速度”按照學(xué)生的認知順序整合在教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)突出、層次清晰，體現了對學(xué)生原有知識水平的關(guān)顧，從而彰顯了物理高端備課的獨特內涵.
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