学生实验教学设计模板

实验：探究加速度与力、质量之间的关系

淮北七中 彭磊

一、设计思想

《教学大纲》第四条第三项教学中加强演示和学生实验，明确了物理实验在物理教学中的地位：“观察现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验能力，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有重要作用。因此，要大力加强演示和学生实验。”为加强学生的探究活动，改变学生过多地被动式学习，提高学生自主获取知识的意识，培养学生的主动探究科学的思想、方法和精神，《纲要》和《课程标准》十分重视教学中的科学探究活动。科学探究是让学生通过自己的探索获得知识与技能，体验其中的曲折与乐趣，体验科学思想与科学精神。因此，与科学的结果相比，教学中的探究更重视的是科学过程、探究思想和方法。

二、教材分析

探究性实验是培养学生科学精神、探究未知领域的思想、方法和能力的一种有效的途径，也是高中物理新课程中一种重要的实验方法。探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：

1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了质量是惯性大小的唯一量度，定性的了解了影响加速度的因素：质量与外力，本节通过探究加速度与力、质量的关系，得到这三个物理量之间的定量关系，使学生对力和运动关系的认识由定性认识自然地过度到定量的计算，为第二课时提出牛顿第二定律F=Ma的做铺垫。所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。

2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法的思想和利用函数图像处理实验数据的方法能力，是高中物理实验常用的方法，不论从知识还是从培养学生能力的角度看都很重要，所以更要好好把握。

三、学情分析

1、

具备的学科知识分析

学生在前面已经掌握加速度的概念及其物理意义；通过力的概念知道力是改变物体运动状态（产生加速度）的原因，初步了解力越大产生加速度越大的定性关系，通过《牛顿第一定律》学习，初步了解，质量是惯性大小的唯一量度，同时，还了解到惯性不仅在物体物理不受外力时表现为维持物体运动状态的性质，而且，在物体受到外力时，惯性还表现为物体对运动状态改变的一种反抗本领上，知道外力一定时，质量越大，惯性越大，产生的加速度越小，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。三者的定量性关系还需要本节实验进行探究。

2、

学生能力分析

（1）学生已有知识和经验：学生在之前做过“打点计时器的使用”“匀变速直线运动的探究”等实验，有一定的实验能力，知道探究多个变量之间的关系时，需要采取控制变量的思想和方法，会根据纸带求加速度，会使用天平测质量；

（2）学生可能遇到的困难：高一年的学生接触的实验还不多，还不能完整、自主地设计实验。利用图像法处理实验数据，以前用得不多，还不是很熟练，特别是在再作完a-M图像后，为什么再作a-1/M图像

。

（3）我的解决方案：遵循认知规律，尊重学生主体。加强教师专业引领，加强学生同伴互助。

四、教学三维目标

1、知识与技能

（1）了解影响加速度大小的因素；

（2）能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比。

（3）要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能力。

2、探究过程与方法

①指导学生探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验。

②引导学生自己设计实验，并根据设计进行实验。

③对实验数据进行处理，讨论分析与交流，并能根据数据结果得出结论。

3、情感态度和价值观

①通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。

②通过探究激发学生的求知欲和创新精神。

③培养与人合作的团队精神。

五、教学重点

①培养学生的动手能力和科学探究的精神

②控制变量法的使用。依据:该方法及思路在高中阶段首次出现，常用于热学、电学等的问题的研究中，在高考及一些大型考试中经常考查，是本节的重点。

③用图像法研究加速度a与力F、质量m的关系。

依据：运用数学知识解决物理问题的能力是高中物理的一项基本能力，用图像处理实验数据,是实验的重要手段。

4、教学难点及依据

①控制变量法的使用

②合力的测量

③怎样引导学生用图像法研究实验数据。

依据：学生现有知识情况，及本实验对操作和数据处理要求太高。依据：高一学生思维具有单一性，定式性。设计实验在物理实验中是最难的。

突破：通过教师设计问题创设情境，把难点转化成巩固和加深对旧知识的应用过程，当成培养学生分析能力的过程。突破难点。

六、教法设计

将学生分成两人为一实验小组。两个实验小组为一讨论小组（考虑到时间关系，一个小组探究加速度与外力的关系，一组探究加速度与质量关系）在实验中设置若干小问题，引导学生完成实验的探究过程，其中穿插适当的探究性讨论和探究性提问，边讨论边实验，通过对实验结果交流讨论，最后对知识的理解达到共识。

七、学法指导

学生主要采用自主学习、合作探究相结合的学习方法

八、教学程序

1、引入新课、提出问题

复习牛顿第一定律的内容，当物体不受力或者受合外力为零时，将保持静止或匀速直线运动。然后提出受力不为零是就会产生加速度，得到a既与F有关，也与m有关。进而提出三者间到底有什么关系？

设计意图：通过复习旧知识入手引导学生大胆猜测，提高学生的参与意识与学习兴趣。

2、设计实验

（1）引导学生通过复习旧知识，压强与压力、作用面积两个量的关系得到研究方法——提出控制变量法。提出控制变量法的概念。

控制变量法：对多变量的问题时，把其他变量固定，只讨论其中一个变量的变化对问题的影响。 （2）引导学生分析讨论各物理量的测量方法。

①怎样测量加速度a？

②物体的质量m可以用什么测出来？

③物体的合外力F合

（平衡摩擦力是本节的难点之一，但是由于时间的关系，在之前的习题中事先做了介绍；至于为什么拉力的大小在什么情况下等与所挂钩码的重力要等学习完牛顿第二定律后再做解释更合理。）

设计意图：通过对教师提出问题的思考与讨论，巩固学生对旧知识的加深和应用突破难点，也培养学生间互助学习获取知识的能力。

3、讲解实验步骤

（1）如何研究加速度与受力的关系

（2）如何研究加速度与物体质量的关系

（3）为了节约时间，也为了培养团队精神，四人组成一小组，每2人一桌，两人先研究加速度与受力的关系，另外两人研究加速度与物体质量的关系，做完后两桌同学的数据共享，共同得出结论。

4、学生进行分组实验（巡视时，对实力较弱的小组进行指导，帮助他们完成实验）

设计意图：通过实验操作，锻炼学生动手能力，科学探究能力，强化合作意识，团队意识。体验前辈探索自然规律的艰辛，从而形成正确的人生观，世界观，价值观。

5、引导学生对实验数据进行处理，得出结论

（1）分析a与F的关系，从数据上看，F越大a越大，F越小a越小，学生可以猜想到a与F成正比。教师引导学生用数学方法图像法来证实自己的猜想，即用图像法，若a-F图像是一条斜向上的直线说明他们成正比。

（2）分析a与m的关系，从数据上看，学生会猜想a与m成反比。要求学生画出a-m图像，发现是一条曲线。此时教师再次引导若a与m成反比，那么a就应该与1/m成正比，要求学生画出a-1/m图像来验证。

（3）得出结论

1、当m不变时，a与F的关系是a∝F。

2、当F不变时，a与m的关系是a∝1/m。

设计意图：通过记录实验数据，做出图像，甲

乙

细绳

小车

夹子

运用分析推理等方法得出结论。培养学生处理信息能力。使学生掌握控制变量法研究三个量之间的关系，利用图像处理数据这两种重要的实验方法。

6、小结和布置作业

强调本节中用到控制变量法研究三个变量的关系，和利用图像法处理数据这两种重要的实验方法

作业：

图甲是用来探究加速度和力、质量之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两辆相同的小车放在光滑水平桌面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个相同的小盘。两辆小车通过细线用夹子固定，打开夹子，小盘牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。实验中保证小盘和砝码的总质量远小于小车的总质量，这样可近似认为细线的拉力与小盘的总重力大小相等。

①

在探究小车加速度与外力的关系时，须在两小盘内放置____________的砝码，在两小车内放置____________的钩码进行实验；

②

在探究小车加速度与质量的关系时，须在两小盘内放置____________的砝码，在两小车内放置____________的钩码进行实验。

设计意图：通过作业完成课上未尽的内容，拓展学生知识面，掌握更多关于本实验方案，培养学生用于创新的本领。

教学反思

最后谈一谈我的教学反思：

我认为这节课的成功之处有以下几点：

一个是本节课能遵循教学规律，通过多样化的教学方式、有层次地组织教学，进而突出了教学重点和难点。

另一个是在探究过程中，有效地促进了学生的参与程度与认知程度。

最主要的是，本堂课设置了由浅入深、前后连贯的几个问题，引导学生讨论、交流，从定向探究把学生逐步引向自由探究，最终确定了实验方案，对学生有困难的时候，如实验装置的安装和实验操作过程中我利用巡视指导学生实验的机会，解答学生遇到的困难和问题。使学生能在科学探究的海洋中，增强了参与意识，展现了学习的积极性、主动性，最终达到了学有兴趣、学有所得的目的，实现了本堂课的教学目标。

存在的不足主要是：

1、

大班授课，学生人数多，高效率、全方位地组织教学方面仍需改进和加强。

以上就是我的说课内容，请各位评委多多指教，谢谢大家！