大学物理教学设计：质点运动的描述.pdf

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1、山西农业大学信息学院教学设计教学设计 1 1：质点运动的描述质点运动的描述【授课内容】【授课内容】：质点运动的描述【所在章节】【所在章节】：绪论第一章：质点运动学 1.1 质点的运动方程 1.2 位移 速度 加速度【授课对象】【授课对象】：2018 级大数据学院（软件工程）智能工程学院（电子专业、通信专业）【教学学时】【教学学时】：3学时一、学情分析一、学情分析（一）教材内容分析（一）教材内容分析本节段内容是大学物理教材开篇质点运动学中的内容，是研究物体的位置随时间而改变的物理量。要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的的质点模型。由于运动的相对性，描述质点运动时必须明确所

2、选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动，还要建立坐标系。对质点运动描述的学习，是大学生认识和了解质点运动学的基础，是对物体运动快慢描述的理解。能够深刻理解速度、加速度的概念和含义，对于后续力学部分的知识理解奠定良好的基础。（二）学生特征分析（二）学生特征分析本节课授课对象是大学一年级学生，开设时间为大一下学期，学生有高中物理学对于物体运动的知识基础，有大一上学期高等数学学习的根基，已经掌握和运用微积分解决常用问题。在学生知识背景和体系中，通过微积分的方式来理解和掌握速度、加速度等概念，将过去学习的平均量转换为瞬时量，需要从物理思维上引导学生进行转换。学习质点运动的描述有学生过去的知识背

3、景作为铺垫，但也会受制于学生过去的思维方式。所以在授课中不断将数学思想贯穿于解决物理问题尤为重要，不仅要讲授清楚速度这一概念，更应该将微积分这一工具授予学生，让它成为物理学中的好工具、好伙伴。二、教学目标设计二、教学目标设计（一）知识与技能（一）知识与技能1、理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系；2、理解位置矢量、位移、速度、加速度的概念及矢量性；3、准确区分速度、速度变化量、加速度；4、培养学生对微积分这一工具的综合运用能力。（二）过程与方法（二）过程与方法1、体会物理模型在探索生活现象中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子引发学生对物理的思考和兴

4、趣；-1-山西农业大学信息学院2、通过利用微积分推导速度、加速度的表达式，引导学生了解微积分在解决物理问题中的应用，掌握速度、加速度的大小及方向的表示。（三）情感与价值观（三）情感与价值观1、在质点运动的描述学习过程中，利用生活现象激发学生的求知欲望，激励学生的探索精神；2、将生活中问题物理化，将物理问题数学化，培养学生综合联想和思维发散能力，并通过本节段的学习促进自身思维的发散和逻辑的提升。三、教学内容设计三、教学内容设计（一）内容纲要（一）内容纲要1、质点、参考系、位置矢量、位移；2、质点运动的平均速度、瞬时速度；3、质点运动的加速度。（二）教学重点（二）教学重点1、速度的物理意义和计算方

5、式；2、加速度的概念，速度、速度变化量、加速度的区别。（三）教学难点（三）教学难点速度、加速度的理解。四、教学策略分析四、教学策略分析（一）教学策略方法（一）教学策略方法1 1、现象归纳法、现象归纳法列举生活中熟知的有关快慢的事例，让学生直观的感受到描述物体运动快慢的方式。将相似的生活现象加以归纳，提炼成物理中的运动学问题，从而提出速度、加速度的概念，并进一步学习和掌握速度的定义、内涵、计算方法等。让学生在思考问题的驱动下进行学习，在完成问题思考的过程中掌握应掌握的知识点。2 2、迁移教学法、迁移教学法带领学生回忆高中所学的有关速度的知识，对于物体运动快慢的描述，在原来知识构架的基础上，将物理

6、问题数学化，建立数学模型，用微积分的思想去解决瞬时速度的计算。利用中学物理知识基础促进本节段质点运动速度的理解，起到举一反三、触类旁通的正迁移效果。3 3、举例教学法、举例教学法在授课过程中，进一步促进学生对质点运动的速度、加速度的了解，能够对相关概念的认识更具直观性，从理论联系实际的角度出发，列举一系列与之相关的事例进行讲解，引发学生的兴趣，促进学生对教学内容的理解和掌握。（二）教学手段（二）教学手段-2-山西农业大学信息学院1 1、课堂讲授、课堂讲授对重点和难点问题通过公式推导分析、物理意义对比来说明问题，注重课堂气氛的调节和学生学习兴趣的培养。2 2、多媒体辅助、多媒体辅助利用多媒体课件

7、（PPT）进行视频、动画的展示，将复杂问题现象更形象的展示给学生。3 3、板书、板书本节课有重要概念和公式的讲授和理解，结合授课过程中重点和难点，进行板书公式的推导和讲解，进一步促进学生对相关知识的理解。五、教学过程设计五、教学过程设计（一）教学过程（一）教学过程索引索引一、生活实例教学活动教学活动手机 GPS 导航引导学生回忆高中对速度的计算方式。平均速度和瞬二、时速度的区别询问学生如何去计算某一个瞬间物体的速度？新课和计算方式。过程量，而对于瞬时状态的描述缺乏有效方法。置矢量、速度、加速度等概念。教学内容教学内容怎么确定质点的位置提高兴趣设计意图设计意图学生是学习迁移教学，在学生原来知础上

8、，引发学生对瞬时速度计算方式的思考，从而进一步将微积分引入到课堂，讲解相关知识。分析高中对运动描述的局限性：更多的是描述某个 的主体，使用讲授大学物理中能够涉及到的关于质点、运动方位 识构架的基-3-山西农业大学信息学院1、位置矢量：rxiyj zk2、位移：推导出速度的r rB rA(xBiyBj zBk)(xAiyAj zAk)(xB xA)i (yB yA)j (zB zA)k计算公式，写rr2 r1式，并给出速3、平均速度：v tt t21三、度和速率的区drdxdydz内容别，以及几种4、瞬时速度：v dtdtidtjdtk精讲不同的符号表 vxivyjvzk对比示的含义。授5、平均

9、加速度：课过程中，通分析过互动的方式出速度的表达讲授重点难点内容，促进学生的理解和吸收。通过公式推导、事例介绍，加深学生对重难点知识的掌握。不停的引导学生 思 考 和 讨论。6、瞬时加速度a limvdvt0tdtd rdrdr不同表达式之间的区别和联系、dtdtdt在理解讲解的过程中，注意已知量和待求量的联系，通过学生提问的方式，引发学生对例题的思给出一个已知 考，自觉地利用求导的思路解决问题。4教学质点运动方程求解速度的例思考和求解消化所学新知识，并做到学以致用。通过所学知识对该例题进行一步步分析、求解，掌握利用所学知识解决速度计算问题。总结加强概例题题，引导学生5小结板书回顾位置矢量、运

10、动方程的定义，速度加速度的公式。念和基本公式及其运算。-4-山西农业大学信息学院给学生布置一课堂讲解内容争取当堂让学生吸收消化，但是仍需要课后的练习加深对知识的巩固，思考题有利于学生查阅资料，增强对知识的兴趣。定的练习题和 作业：布置作业本与本节知识对应的习题作业。思考题，对课 思考 1：微积分求解质点运动的速度、加速度？堂内容进行练 思考 2：速度传感器在动车中如何测动车速度？6练习题习总结，并在课下学生练习的过程中通过QQ 群、微信等方式及时解答学生遇到的问题。（二）教学板书设计（二）教学板书设计1.11.1 质点的运动方程质点的运动方程 1.2 1.2 位移位移 速度速度 加速度加速度一

11、、参考系坐标系一、参考系坐标系三、速度三、速度d dr r二、位置矢量和运动方程二、位置矢量和运动方程 位移位移v v dt dt瞬时性矢量性相对性r r x xi i y yj j z zk k四四、加速度、加速度d dv vr r(t t)x x(t t)i i y y(t t)j j z z(t t)k ka a dt dt r r r rB B r rA A六、教学评价六、教学评价评价项目知识理解掌等级（权重）分评价标准优秀1、理解速度、加速度的含义，计算式，能够区分瞬时量和平均量。2、对位移、速度、加速度矢量性的理解。3、对给定的质点运动，可以通过微积分的方式计算速度、加速度。良好一

12、般较差自评教师评101010888555333-5-山西农业大学信息学院握4、通过对生活现象的分析提出问题、解决问题。5、能够利用所学知识求解例题中质点运动的速度、加速度。1085310853思维锻6、学会微积分思想（数学思维）解决物理问炼提升题。7、课堂上积极参与，积极思维，积极动手、动脑，发言次数多8、学习过程中能够紧跟教学思路，拓展思情感态度维，愉悦的接受新知识9、对质点运动学兴趣浓厚，提出了有深度的问题。10、课堂调查：书面写出你在学习本节课时所遇到的困难，向教师提出较合理的教学建议。1085310853108531085310853七、教学反思七、教学反思本节课的教学设计主要有 3

13、个特点：（一）教学流程设计上符合认知规律（一）教学流程设计上符合认知规律采用观看生活事例，使学生对运动快慢有直观的认识，引发思考尽快进入学习状态。这种由日常现象进入课堂的方式会大大提高学生学习接受的程度，对于促进教学效果提升大有裨益。（二）鼓励学生知识迁移（二）鼓励学生知识迁移通过引导学生回忆高中速度的知识，进行知识的迁移，从质点运动的描述入手，由平均速度计算瞬时速度，充分发挥学生思维的发散性和知识的综合运用能力。在讲授过程中，时刻穿插微积分思想，引导学生用数学思维来解决物理问题。（三）课件板书相结合（三）课件板书相结合重点的公式推导采用板书，加深学生印象。课件展示，给予动态直观效果。使枯燥的知识易于理解、掌握而且直观，使学生对质点运动学有了更为系统的认识和了解。-6-