質(zhì)點(diǎn)　參考系+教學(xué)設(shè)計(jì) 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

配套中學(xué)人教版（2019）質(zhì)點(diǎn)參考系一、教材分析一、教材分析地位與作用：《質(zhì)點(diǎn)參考系》是人教版（2019）必修第一冊(cè)第一章“運(yùn)動(dòng)的描述”的開(kāi)篇內(nèi)容，是高中物理學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)研究的核心內(nèi)容之一，而質(zhì)點(diǎn)和參考系概念是描述物體運(yùn)動(dòng)的基石。通過(guò)對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠初步建立起用科學(xué)方法描述物體運(yùn)動(dòng)的思維方式，為后續(xù)學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)奠定基礎(chǔ)，在整個(gè)高中物理知識(shí)體系中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。內(nèi)容結(jié)構(gòu)：教材首先引入機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念，讓學(xué)生對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有初步認(rèn)識(shí)，緊接著提出質(zhì)點(diǎn)的概念，闡述將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件，即物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響可以忽略不計(jì)。通過(guò)實(shí)研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可將地球看成質(zhì)點(diǎn)，而研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)則不能，幫助學(xué)生理解這一理想化模型。在參考系部分，教材通過(guò)生活中常見(jiàn)的場(chǎng)景，汽車(chē)在公路上行駛，以地面和車(chē)上的人為不同參考系描述汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)，引出參考系的定義，強(qiáng)調(diào)參考系的選擇具有任意性，且選擇不同參考系對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述會(huì)有所不同。與其他章節(jié)關(guān)聯(lián)：與后續(xù)章節(jié)緊密相連，質(zhì)點(diǎn)概念在研究物體的各種運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)廣泛應(yīng)用，是簡(jiǎn)化問(wèn)題、建立物理模型的重要手段。參考系的選擇影響著對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用中，正確選擇參考系是分析物體受力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，在非慣性參考系中，需要引入慣性力才能應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律。二、教學(xué)目標(biāo)二、教學(xué)目標(biāo)物理觀念：幫助學(xué)生建立質(zhì)點(diǎn)和參考系的物理觀念，理解質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，在特定條件下可將實(shí)際物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)來(lái)研究其運(yùn)動(dòng)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到描述物體運(yùn)動(dòng)必須選取參考系，運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性，同一物體的運(yùn)動(dòng)，選取不同參考系，其描述結(jié)果不同。通過(guò)實(shí)例分析，運(yùn)動(dòng)員在跑道上跑步，以地面和其他運(yùn)動(dòng)員為參考系，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述不同，使學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的觀念?？茖W(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和建模能力，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際物體中抽象出質(zhì)點(diǎn)模型，體會(huì)科學(xué)抽象的研究方法。在分析不同參考系下物體運(yùn)動(dòng)的描述時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，學(xué)會(huì)從現(xiàn)象中歸納總結(jié)規(guī)律。通過(guò)對(duì)比不同參考系下對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)軌跡的描述，引導(dǎo)學(xué)生思考參考系選擇對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的影響，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維?？茖W(xué)探究：通過(guò)實(shí)例探究和小組討論，讓學(xué)生探究物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的條件，以及參考系選擇對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的影響。組織學(xué)生討論研究火車(chē)過(guò)橋和火車(chē)從北京到上海兩種情況下，火車(chē)能否看作質(zhì)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和合作探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，在判斷物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)和選擇參考系時(shí)，要依據(jù)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確分析，不主觀臆斷。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)研究對(duì)認(rèn)識(shí)自然、推動(dòng)科技發(fā)展的重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣和責(zé)任感。三、教學(xué)重三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：理解質(zhì)點(diǎn)的概念和物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件。這是建立物理模型的基礎(chǔ)，學(xué)生需要掌握在不同情境下判斷物體能否簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時(shí)不能將其看作質(zhì)點(diǎn)，而研究乒乓球在空中的飛行軌跡時(shí)可看作質(zhì)點(diǎn)。理解參考系的概念和參考系選擇的重要性。學(xué)生要明確描述物體運(yùn)動(dòng)必須選擇參考系，且能根據(jù)實(shí)際問(wèn)題選擇合適的參考系，描述飛機(jī)在空中的飛行，通常選擇地面為參考系。難點(diǎn)：建立理想化模型——質(zhì)點(diǎn)的思維過(guò)程。質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際中不存在的理想化模型，學(xué)生難以理解為什么可以忽略物體的大小和形狀，需要通過(guò)大量實(shí)例和類(lèi)比，幫助學(xué)生理解在某些情況下忽略次要因素、突出主要因素的科學(xué)研究方法。理解參考系選擇的任意性和運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。學(xué)生在日常生活中習(xí)慣以地面為參考系，對(duì)參考系選擇的任意性和不同參考系下運(yùn)動(dòng)描述的差異理解困難，需要通過(guò)多種生活實(shí)例和對(duì)比分析，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。四、教學(xué)四、教學(xué)過(guò)程趣味導(dǎo)入播放視頻：課程開(kāi)始，播放一段精彩的體育賽事視頻，比奧運(yùn)會(huì)田徑比賽中的100米短跑和花樣滑冰比賽片段。在100米短跑中，運(yùn)動(dòng)員們風(fēng)馳電掣般沖向終點(diǎn)；花樣滑冰比賽里，選手們?cè)诒嫔萧骠嫫鹞?，做出各種優(yōu)美的旋轉(zhuǎn)和跳躍動(dòng)作。提問(wèn)引導(dǎo)：播放結(jié)束后，向?qū)W生提問(wèn)：“在剛才的100米短跑視頻中，我們關(guān)注的是運(yùn)動(dòng)員整體從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，那在描述運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)時(shí)，需不需要考慮他身體各部分的細(xì)微動(dòng)作呢？而在花樣滑冰比賽里，我們欣賞的是選手的各種肢體動(dòng)作和姿態(tài)，這時(shí)候還能不考慮這些細(xì)節(jié)嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考在不同情境下對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的差異，從而自然地引出本節(jié)課的主題——質(zhì)點(diǎn)和參考系。知識(shí)講解質(zhì)點(diǎn)概念講解：先給出質(zhì)點(diǎn)的定義：“在某些情況下，我們可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)?！苯又?，通過(guò)多個(gè)生活實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生理解。講述“神舟”飛船載人航天飛行的故事，在研究飛船從地球到太空軌道的運(yùn)行軌跡時(shí)，由于飛船相對(duì)于其飛行的廣闊空間而言，大小和形狀的影響極小，這時(shí)就可以把飛船看成質(zhì)點(diǎn)。而當(dāng)我們研究飛船在太空中的姿態(tài)調(diào)整，比太陽(yáng)能板的展開(kāi)角度細(xì)節(jié)時(shí)，飛船的大小和形狀就不能被忽略，也就不能看作質(zhì)點(diǎn)。參考系概念講解：展示一段汽車(chē)在公路上行駛的視頻，提問(wèn)學(xué)生：“果以路邊的樹(shù)木為參照，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的？那果坐在汽車(chē)?yán)锏某丝鸵宰约簽閰⒄?，汽?chē)又是怎樣的狀態(tài)呢？”由此引出參考系的概念：“要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，觀察物體的位置相對(duì)于這個(gè)‘其他物體’是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化，這種用來(lái)作為參考的物體就叫作參考系。”然后，進(jìn)一步舉例說(shuō)明參考系選擇的任意性和對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的影響。比，在描述空中飛行的飛機(jī)時(shí)，若以地面為參考系，飛機(jī)是快速移動(dòng)的；若以與飛機(jī)同向且速度相同的另一架飛機(jī)為參考系，這架飛機(jī)看起來(lái)就是靜止的。小組討論分組與主題分配：將學(xué)生分成若干小組，每組4-6人。為每個(gè)小組分配不同的討論主題，：主題一：研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球能否看作質(zhì)點(diǎn)？研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)呢？主題二：在公交車(chē)上，乘客看到窗外的樹(shù)木向后移動(dòng)，這里是以什么為參考系？若以太陽(yáng)為參考系，公交車(chē)和乘客又處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？主題三：觀看一場(chǎng)足球比賽，分析在研究球員奔跑速度和研究球員傳球技巧時(shí)，球員能否看作質(zhì)點(diǎn)？討論引導(dǎo)：在小組討論過(guò)程中，教師巡回指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的觀點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生從物體的大小、形狀對(duì)研究問(wèn)題的影響，以及參考系選擇對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的改變角度進(jìn)行分析。在討論地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的問(wèn)題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考地球的直徑與公轉(zhuǎn)軌道半徑相比的大小關(guān)系，以及自轉(zhuǎn)時(shí)地球各部分運(yùn)動(dòng)的差異。實(shí)例分析與練習(xí)鞏固實(shí)例分析：教師展示更多復(fù)雜的生活實(shí)研究一列火車(chē)從北京到上海的運(yùn)行時(shí)間，火車(chē)是否可看作質(zhì)點(diǎn)？若研究火車(chē)通過(guò)一座橋梁的時(shí)間，火車(chē)又能否看作質(zhì)點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，加深對(duì)質(zhì)點(diǎn)概念的理解。練習(xí)鞏固：選擇題：下列情況中，物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的是（）A研究地球的自轉(zhuǎn)B研究跳水運(yùn)動(dòng)員在空中的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作C研究汽車(chē)通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間D研究衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)填空題：詩(shī)句“滿(mǎn)眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行?！逼渲小翱瓷角∷谱邅?lái)迎”是以______為參考系；“是船行”是以______為參考系。簡(jiǎn)答題：在研究乒乓球的運(yùn)動(dòng)時(shí)，什么情況下可以把乒乓球看作質(zhì)點(diǎn)？什么情況下不能看作質(zhì)點(diǎn)？請(qǐng)舉例說(shuō)明。課堂總結(jié)知識(shí)回顧：以思維導(dǎo)圖的形式，在黑板上或通過(guò)多媒體展示，系統(tǒng)地回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括質(zhì)點(diǎn)的概念、物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件、參考系的定義、參考系選擇的任意性以及其對(duì)物體運(yùn)動(dòng)描述的影響。強(qiáng)調(diào)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體問(wèn)題進(jìn)行判斷；參考系的正確選擇是準(zhǔn)確描述物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。五、五、教學(xué)反思教學(xué)目標(biāo)達(dá)成反思：教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為讓學(xué)生理解物理學(xué)的定義、研究?jī)?nèi)容和方法，認(rèn)識(shí)其在生活和社會(huì)發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和科學(xué)思維。從課堂表現(xiàn)和課后反饋來(lái)看，多數(shù)學(xué)生能闡述物理學(xué)的定義，“物理學(xué)是研究物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”，對(duì)力學(xué)、熱學(xué)主要分支也有初步了解。但在對(duì)科學(xué)研究方法的理解上，部分學(xué)生僅停留在表面，像在分析牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程時(shí)，未能深入體會(huì)觀察、假設(shè)、驗(yàn)證環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系，說(shuō)明教學(xué)中對(duì)科學(xué)方法的滲透還不夠深入。在激發(fā)學(xué)生興趣方面，通過(guò)開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)和視頻展示，學(xué)生的積極性較高，但何將這種興趣轉(zhuǎn)化為持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，還需進(jìn)一步探索。教學(xué)方法運(yùn)用反思：教學(xué)中采用了講授法，系統(tǒng)地講解物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，確保學(xué)生獲取準(zhǔn)確的概念和原理。但講授過(guò)程中，部分內(nèi)容較為抽象，學(xué)生理解困難，對(duì)物理量和物理概念的闡述，若能多結(jié)合生活實(shí)例和實(shí)驗(yàn)演示，效果可能更好。案例分析法效果較好，通過(guò)牛頓與萬(wàn)有引力定律、電的應(yīng)用與發(fā)展案學(xué)生對(duì)物理學(xué)的發(fā)展歷程和實(shí)際應(yīng)用有了更直觀的感受。不過(guò)，在引導(dǎo)學(xué)生從案例中總結(jié)物理思想和研究方法時(shí)，給予的時(shí)間不足，導(dǎo)致部分學(xué)生理解不透徹。小組討論法組織學(xué)生探討物理學(xué)相關(guān)主題，學(xué)生參與度高，思維活躍。但在討論過(guò)程中，部分小組偏離主題，討論效率不高，這是由于對(duì)討論主題的引導(dǎo)和規(guī)則說(shuō)明不夠清晰。教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)反思：教學(xué)內(nèi)容涵蓋了物理學(xué)的基本定義、分支、研究方法以及案例分析，內(nèi)容豐富全面。但在講解物理學(xué)分支時(shí)，各分支之間的過(guò)渡不夠自然，學(xué)生難以形成連貫的知識(shí)體系。在案例選擇上，雖然具有代表性，但部分案例與學(xué)生生活聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生理解起來(lái)有一定難度。激光技術(shù)的應(yīng)用案對(duì)于缺乏相關(guān)知識(shí)背景的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解其原理和應(yīng)用場(chǎng)景存在困難。課堂互動(dòng)與學(xué)生參與反思：課堂上鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言，部分活躍學(xué)生積極參與，但仍有不少學(xué)生較為被動(dòng)。在提問(wèn)環(huán)節(jié)，問(wèn)題難度把控不夠精準(zhǔn)，簡(jiǎn)單問(wèn)題無(wú)法激發(fā)學(xué)生的思考，難題又讓基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生望而卻步。小組討論時(shí)，存在個(gè)別學(xué)生主導(dǎo)討論，部分學(xué)生參與度低的情況。下次可提前明確小組