学生实验名师教学设计1

《实验:探究加速度与力、质量的关系》

教学案例

实验：《探究加速度与力、质量的关系》的教学案例

一、教学设计思想

新课标和原教学大纲一个很大的不同就是新课标注重的是对学生探究能力、动手操作和自己总结观察现象能力的培养，以本课为例，以前在教学中，实验是为了验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现；而现在变为以学生为主体的探究过程，通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系，“探究”贯穿在整个教学过程，包括课题的提出、实验方法的探究和实验方案的设计与动手实验操作，更加关注学生在设计和实际操作过程中的体验和感悟。

二、教学目标设计

1．知识与技能

（1）

理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关；

（2）

通过实验探究加速度与力和质量的关系；

（3）

培养学生实验设计、动手操作及数据处理的能力。

2．过程与方法

（1）

引导学生用控制变量法进行实验探究；

（2）

在探究的过程中，培养学生的实验能力、分析推理能力和创新能力；

3．情感态度与价值观

（1）

通过实验探究，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度；

（2）

通过实验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。

三、教材重点、难点分析与设计

本节的重点内容是实验方案2的探究和操作探究。让学生通过实验探究得出数据进行处理，进而自己归纳出a与F和m的关系是本节的难点。因此，引导学生自已设计实验方案和进行实验数据的处理就成为本课的关键点。

四、教学方法：实验法、探究式教学

五、教具：

带有滑轮的长木板，小车，，带小钩或小盘的细线两条，钩码若干（用作牵引小车的力），砝码（用来改变小车的质量），，粗细线，多媒体课件。

六、教学模式设计

针对本节课的特点，为充分体现以“学生为主体，老师为主导”的新课改理念，我采用实验探究、自主学习、合作学习的教学方法。其操作策略是：（1）部分问题由学生单独完成，体现学生自主学习。（2）师生、生生合作做实验、共同体验、感受问题情景，发展学生动手能力，提高学生合作精神。

教

学

实

录

学生听《加速度》这首歌

（设计这一环节的目的在于让学生紧张的心情放松下来，同时又活跃了课堂气氛。又歌名与本节课研究的主要问题是相同的，自然引入话题）

（上课，师生互致问候）

师：我们在第二章学习了加速度与位移、时间的关系式，同学们还记得是什么吗？

生：x=at2/2 师：很好！本节课主要研究一下加速度与力质量之间的关系。同学们看学案中的两个事例，思考上面的问题。

生：（思考）

（约2分钟以后）

师：谁来回答第一组问题，请举手？

生：（都积极踊跃举手）

师：那位同学请回答“在事例一中运动状态变化的快慢相同吗？如果不相同，原因是什么？

生：不相同，原因是自行车在两次状况下受力不一样。

师：很好，请坐。回答的很正确！谁来回答第二组问题，请举手？

生：（都积极踊跃举手）

师：那位同学请回答“在事例二中运动状态变化的快慢相同吗？如果不相同，原因是什么？

生：不相同，原因是自行车在两次状况下质量不一样。

师：很好，请坐。回答的很正确！谁来回答运动状态变化的快慢是指什么呢，请举手？

生：是指加速度。

师：回答正确，请同学们接着思考一下，你能从事例一和事例二得到哪些认识呢？我提示一下，例如在事例一中当自行车质量一定的情况下，你用力越大，自行车的加速度就怎么样呢？

生：在事例一中当自行车质量一定的情况下，你用力越大，自行车的加速度就越大；在事例二中，当用力一样大时，在自行车质量大时，加速度就越小。

生：好，分析很正确！那么，同学们我们的感觉是不是正确的呢，要通过实验来验证，说到实验，同学们先看桌子上的仪器。

（设计本环节是为了尽快让学生进入物理情景，因为这两个事例是生活当中的，学生很容易理解，又本节课的实验与该事例又很相似，所以设计此环节）

生：（学生观察仪器，约一分钟）

师：我们看到处于上下两层的两个小车，它就是我们研究的对象，在小车的右边有一条线，在线的右端有一个小桶，同学们思考一下它的作用是干什么的呢？

生：如果在小桶里装上砝码，那么就小车就可以受到一个拉力。

师：这个拉力约等于什么呢？

生：大约等于砝码所受到的重力。

师：好，再看在仪器的左上端有一个黄色的按钮，它叫“控制器”，作用是控制小车的运动时间的，如果按一下按钮，则两个小车同时运动，松手两个小车则同时静止，那么，也就是说，它的作用就是让―――

生：就是让小车的运动时间相同的。

师：对。我们了解了实验器材的结构以后，在来看一下实验的原理。

（设计本环节的目的是，让学生了解器材的结构及作用，为下面讲实验原理做准备。）

（观看大屏幕）

师：在我们的猜想一中：“物体的质量一定时，受力越大，其加速度越大。”小车的质量如何一定呢？

生：在小车的小槽里放入相同的砝码就可以保证质量不变。

师：对。那么如何改变小车受力大小呢？

生：可以在小桶里放入不同质量的砝码。

师：对。加速度该如何测量，怎么知道两个小车的加速度谁大谁小呢？请同学们思考这个问题。

生：（思考，约1分钟半）

师：谁想到，请举手？

生：根据x=at2/2可以知道，如果用刻度尺测出位移和用秒表测出时间，加速度就可以知道了。

师：可以，但是我们现在没有秒表，那可怎么办呢

？还有别的方法吗？

生：根据v2-v02=2ax，只要测出末速度和位移，也可以加速度。

师：好，但是如何测量末速度呢，同学们考虑一下，这个末速度师顺势速度还是平均速度呢？用什么测量呢？

生：是瞬时速度，用打点计时器。

师：对，但是我们现在也没有打点计时器，那该怎么办呀？

生：（思考良久）

师：我来提示一下：由x=at2/2得，x1= a1t2/2和x2= a2t2/2 得x1/ x2=a1/a2，所以，当质量一定时，是不是研究加速度与力之间的关系就转化为位移与力之间的关系呢？

生：是。

师：对于猜想二:因为x1/ x2=a1/a2所以，当力一定时，研究加速度与质量之间的关系就可以转化为位移与质量之间的关系了？

生：是的。

师：好，下面我们分成两组，南排的同学来验证猜想一，北排的同学来验证猜想二，需要同学们记录的数据都是在两种情况下，两个小车的位移，填入学案的表格中。

生：开始分组做实验。

（设计本环节主要是让学生弄明白实验原理）

师：（在学生分组做实验时，我则及时对学生进行操作指导，帮助学生解决在操作、读数、记录中存在的问题，并注意发现哪些小组的数据比较准确，以备采用。）

（约13分钟）

师：下面我们来处理数据，北排的同学，谁来说一下你的数据？

生：位移x1是：7.66、14、18、14.5、37.8；位移x2是：10、10、11、6.3、14.5 师：把数据输入表格，再输入“x1/x2”得到一组数据如下图所示

【探究II】加速度与质量的关系

两车所受拉力相同，改变质量（加速度与质量的倒数的关系）

小车1

次数

1 2 3 4 5 小车2

砝码／g

30 40 50 60 70 比较

m2/m1

1.5 2 2.5 3 3.5 砝码／g

20 20 20 20 20 位移x1/cm

7.66 14 18 14.5 37.8 位移x2/cm

10 10 11 6.3 14.5 X1/X2

0.766 1.4 1.63 3 2.6 再选中右边两列，插入“图表”中的“xy散点”即可，就可以得到下图

加速度与质量倒数之间的关系图线加速度X1/X232100123质量的倒数m2/m1x1/x2（y轴）

同理，得到南排学生的数据后也可以得到下图

加速度与力之间的关系图线加速度X2/X142002力F2/F14X2/X1(y轴）

（本环节主要是我利用电脑处理学生提供的数据，不仅节省了时间又提高了学生的学习兴趣。开拓了学生的眼界，又提高了课堂效率，使课堂的实效性增加不少。）

师：下面我们共同分析一下以上两个图线。对于第一个你能得到什么？

生：加速度与质量的倒数成正比

师：那么，加速度与质量有什么关系呢？

生：成反比。

师：第二个图线，你又能得到什么呢？

生：加速度与力成正比。

师：好。让我们看黑板，如何简略地说这两句话呢，及“在质量一定的情况下，加速度与力成正比；在力一定的情况下，加速度与质量成反比”

生：加速度与力成正比，与质量成反比。

师：很好。下面同学们思考一下我们本节课学习了哪些知识？

生：（思考）

（看大屏幕）

师：1.我们通过实验验证了我们的猜想，是正确的，并且进一步知道了加速度与力成正比，与质量成反比的知识。

2.在做实验的过程，需要我们几个同学的共同努力才能把实验做成功，也就是需要一种合作意识。

同样在生活和学习中，我们更应该要有合作意识，团结一致，才能把事情做的更好。

师：这节课就上到这里，下课！

生：老师再见

师：同学们，再见！

七、备课组集体评议：

本节课在设计理念上比较先进，在培养学生探究性学习意识和探究能力方面做的相当到位，在课堂教学过程中，老师有意识地引导学生进行自主合作探究、实验，充分体

现了新课程理念。在新课程强调的三个方面做得很好：

1、知识技能方面：学生通过自主探究实验方案、实验步骤和动手操作，学生对实验探究的能力的操作技能有了进一步提高。

2、过程与方法方面：本节课在教学过程中没有给学生于太多的框架和约束，而是在设计方案时大胆地放手让学生自己去探究、去思考，注重让学生自己去体验和感悟知识的形成过程，注重了学生实验探究能力的培养。

3、情感、态度、价值观方面：老师并没有把结论强加给学生，而是因势利导学生课后继续探究，这样处理既体现了老师严谨、科学的治学态度，同时又激发了学生进一步探究的兴趣和源动力。

备课组改进建议：

对于新的课题、新的实验，还需加强课前的准备工作，器材的调试更到位一些，可能出现的问题想得再多一些。

八、我对本节课的教学反思

1.本节是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，这一实验与“探究小车速度随时间变化的规律”一样，都是有确定结论的。“探究小车速度随时间变化的规律”实验使学生已经具有一定的处理此类实验问题的能力，但也给本实验又搭了一个台阶，书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，给出了实验的基本思路。作为提示，书中还提醒注意两方面的问题：怎样测量（或比较）物体的速度；怎样提供和测量物体所受恒力。作为进一步的提示，还给出了一个“参考案例”，这个案例是采用通用器材设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。

本节教材除了探究结论，还涉及到一种重要的科学研究的方法——控制变量法。实验过程及数据处理上还有三个技巧：

①理论坐标系建立技巧。“a与m成正比”实际上就是“a与xF1成正比”；②实际坐标系建立技巧。不是a-F图象而是22图象；不是mx1F1axm1而是12图象. mx2m1本节内容较多，显得繁琐。因为是探究性实验，教材多处留下问题，而没有明确的答案，这也是导致学生形成阅读障碍的原因。因此有些学生不一定能耐下心来读完教材内容。但该实验的设置，真正体现了三维课堂教学的思想，学生学习的不仅是“知识和

技能”，同时也受到了“方法与过程”的训练，从而培养了学生的科学的价值观。特别是用曲线拟合测量点，分析误差等培养了学生对待科学问题的实事求是的态度。

2.、本节课上完以后，我个人认为存在以下几个方面的不足：

(10缺少画龙点睛之“说”

在教学过程中，我未提及诸如“控制变量法、对比法、转化法”等方法，及“定性和定量”的问题，关于“摩擦力“的问题等，其实，现在想想这只不过是一句话的问题，无需太多的解释，但终究是没说，我感觉就好像是一层窗户纸，也许一捅就破，但这却是一个高度和层次的问题。究其原因在于，自己理论知识不足，达不到一定的层次。

对自己的要求：在以后的工作中，不断学习知识，来充实自己的理论头脑。

从另一个角度来讲，如果讲课前能够多听一些别人课，取别人之长补自己之短或者请，例如：请一些在教学战线上摸爬滚打多年有丰富经验的领导和教师指导，也许这些问题都可以避开。

对自己的要求：以后要经常听课，认真做好听课记录，分析别人出的长处已备有用。经常主动请一些老教师听自己的课，请他们指出自己的缺陷和不足，以加以改正，使自己得以不断进步。

(2)课堂语言不简洁，有重复现象

在讲课的过程中，由于紧张，存在说错话的现象，我是这样来处理的，加快语速，再说一遍，其目的在于“打马虎眼”，妄图评委老师没听见，结果事与愿违，出现了一些不该出现的问题。究其原因，在于自己备课不充分。

对自己的要求：以后要精心备课，及“备教材、备教法、备学法、备学情”每一个环节都不能马虎。

3.本节课成功之处在于：

1.

学生氛围很好，调动学生积极性较好。

2.

上课思路比较清晰，机构比较完整。

3.

学生的达成度比较高。

4.

在实验数据的处理方法上，比较新颖，取得了比较好的效果。

5.

本节课实效性比较强。

6.

对学生情感态度价值观的培养比较到位，例如捡废纸及合作意识等良好习惯的养成。

总之，教学是一个教与学的互动过程，教学更是一种艺术。教学是教师通过课堂将知识传授给学生的过程，更是教师利用课堂这一教学的舞台，与学生一起进行知识的探求和讨论过程。因此，课堂教学中教师的角色定位非常重要，一定要真正融进新课程中去，真正做到师生互动。