Ejemplo del curso obligatorio 1 de la versión de People's Education Press del plan de lección de física de la escuela secundaria
El diseño docente consiste en disponer diversos elementos de la enseñanza de forma ordenada y determinar planes, supuestos y planes adecuados en función de las características de los materiales didácticos y de los estudiantes. El siguiente es el "Ensayo de muestra del curso obligatorio 1 de la edición de educación popular del plan de lecciones de física de la escuela secundaria" que compilé para todos. Le invitamos a leer este artículo. Plan de lección de física para la escuela secundaria Curso obligatorio Una muestra (1)
Objetivos de enseñanza
1. Conocimientos y habilidades:
1. Conocer la definición y dirección de centrípeta Fuerza, comprenda los efectos y fuentes de la fuerza centrípeta a través de ejemplos.
2. A través de experimentos, comprender los factores relacionados con el tamaño de la fuerza centrípeta, e inicialmente dominar la fórmula de la fuerza centrípeta y ser capaz de calcularla.
3. Conocer la aceleración centrípeta y su fórmula, y ser capaz de utilizar la segunda ley de Newton para analizar la fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta del movimiento circular uniforme.
4. Experimente el proceso de formación de los conceptos de fuerza centrípeta y aceleración centrípeta, y exprese con valentía su comprensión de cuestiones relevantes.
2. Proceso y métodos:
A través del análisis teórico de la fuerza centrípeta hasta la exploración experimental, se cultiva la alfabetización y la capacidad de los estudiantes para utilizar la teoría para guiar la práctica.
3. Actitudes y valores emocionales:
Cultivar la capacidad de los estudiantes para observar la vida y pensar en los fenómenos de la vida, al mismo tiempo que se cultiva la alfabetización científica de los estudiantes sobre análisis audaces y coraje para explorar. como el respeto por la experimentación y la práctica.
Enfoque de la enseñanza
El establecimiento del concepto de fuerza centrípeta y la exploración experimental del tamaño de la fuerza centrípeta son el foco de la enseñanza.
Dificultades de enseñanza
Establecer el concepto de fuerza centrípeta y explorar experimentalmente el tamaño de la fuerza centrípeta también son dificultades de enseñanza. Fortalecer la percepción y superar las dificultades mediante ejemplos sencillos y experimentos grupales.
Preparación del material didáctico
1. 16 juegos de bolitas, cuerdas y tablas de madera lisas
2. 16 pares de bolitas pequeñas para martillo.
3. 16 manifestantes de fuerza centrípeta.
4.
Proceso de enseñanza
1. Presentación de nuevas lecciones
Disfruta el vídeo: los jugadores chinos Zhao Hongbo y Shen Xue se desempeñaron maravillosamente en la competición de patinaje artístico del invierno de 2006. Juegos Olímpicos Consigue la medalla de oro y trae gloria al país. ¿A qué tipo de movimiento se pueden aproximar los movimientos de Shen Xue en el video? (Respuesta del estudiante: movimiento circular uniforme), ¿cuál es la razón por la cual su estado de movimiento cambia todo el tiempo? (Respuesta del estudiante: Cuando se somete a una fuerza externa combinada) se producirá una fuerza (aceleración). En esta lección, exploraremos juntos las características de la fuerza externa resultante y la aceleración de un objeto en movimiento circular uniforme.
Escribir en la pizarra: fuerza centrípeta y aceleración centrípeta.
2. Los experimentos de los estudiantes obtienen la definición de fuerza centrípeta.
Guíe a los estudiantes en grupos para que usen bolas pequeñas, líneas finas y tablas de madera horizontales lisas en sus manos para construir una circular uniforme simple. movimiento, lo que permite a los estudiantes La pelota se somete a una fuerza y se obtienen las características de la fuerza externa resultante sobre un objeto en movimiento circular uniforme: siempre apunta al centro del círculo, lo que lleva a la definición de fuerza centrípeta.
Escribiendo en la pizarra: fuerza centrípeta.
1. Definición de fuerza centrípeta: Un objeto en movimiento circular uniforme experimentará una fuerza equivalente que siempre apunta al centro del círculo.
3. Los estudiantes observan y obtienen la dirección de la fuerza centrípeta.
Luego guíe a los estudiantes a observar y analizar y obtener que la dirección de la fuerza centrípeta está cambiando todo el tiempo. Es una variable. fuerza pero siempre apunta al centro del círculo y es perpendicular a la dirección de la velocidad.
Escrito en la pizarra: La dirección de la fuerza centrípeta: siempre apunta al círculo y la dirección de la velocidad es vertical
4. Debido a que la dirección de la fuerza centrípeta y la velocidad son siempre verticales, la fuerza centrípeta no realiza ningún trabajo sin cambiar la magnitud de la velocidad, solo cambiando la dirección de la velocidad, se obtiene el efecto de la fuerza centrípeta.
Escribiendo en la pizarra: El efecto de la fuerza centrípeta: no cambia la magnitud de la velocidad, solo cambia la dirección de la velocidad.
5. Guíe a los estudiantes a analizar la fuente de la fuerza centrípeta a través de tres preguntas típicas.
Analice la fuerza sobre el objeto y explique la fuente de la fuerza centrípeta.
El objeto se mueve con un movimiento circular uniforme con el plato giratorio. El objeto se mueve con un movimiento circular uniforme con el rodillo.
Escribiendo en la pizarra: Fuente de la fuerza centrípeta: Fuerza centrípeta. Puede ser proporcionado por alguna fuerza como la gravedad, elasticidad, fricción, etc., también puede ser proporcionado por su fuerza resultante, o por las componentes de una determinada fuerza.
6. Investigación experimental: el tamaño de la fuerza centrípeta
Haz la pregunta: ¿Qué factores están relacionados con el tamaño de la fuerza centrípeta?
(Guíe a los estudiantes para que experimenten con dos pequeñas bolas de martillo y experimenten aproximadamente según sus sentimientos. Una vez que los estudiantes tengan sus propias opiniones a través de experimentos y discusiones, pueden hablar libremente).
Estudiantes ' conjetura: fuerza centrípeta Está relacionada con la masa m del objeto, el radio r y la velocidad angular ω.
(Si los estudiantes mencionan v, se les puede guiar para que deduzcan de la fórmula v=ωr que ω y v tienen partes repetidas)
Guíe aún más a los estudiantes para que adivinen su relación cuantitativa. Los estudiantes podrían adivinar que la fuerza centrípeta es proporcional a la masa, proporcional al radio y proporcional a la velocidad angular. Maestro, por favor absténgase de hacer juicios todavía.
Pregunta: ¿Se pueden cambiar las tres cantidades simultáneamente durante el experimento?
Estudiante: No, debes mantener otras cantidades sin cambios y cambiar una cantidad, que es el método de la variable de control.
Dispositivo experimental: demostrador de fuerza centrípeta.
Introducción a la estructura:
Explicación del principio de funcionamiento: la bola presiona el deflector hacia afuera y la fuerza de reacción del deflector sobre la bola apunta hacia el eje de rotación, proporcionando la fuerza centrípeta para que la bola se mueva en un movimiento circular uniforme, las dos fuerzas son iguales en tamaño. Al mismo tiempo, la fuerza de la bola pequeña que presiona el deflector hace que el otro extremo del deflector comprima el resorte colocado en el. El número de células comprimidas del resorte se puede leer en la regla, que muestra el tamaño de la fuerza centrípeta.
Operación demostrativa: cómo implementar variables de control.
Énfasis en asuntos que necesitan atención:
Los estudiantes realizaron experimentos en grupos:
①La relación entre F fuerza centrípeta y masa: ω y r son constantes, tome dos bolas para hacer mA=2mB Observación: (Lectura del estudiante) FA=2FB.
Conclusión: Fuerza centrípeta F∝m.
②La relación entre F fuerza centrípeta y radio: m y ω son constantes, toma dos bolas para hacer rA=2rB y observa: (lectura del estudiante) FA=2FB.
Conclusión: Fuerza centrípeta F∝r.
③La relación entre F fuerza centrípeta y velocidad angular: m y r son constantes, de modo que ωA=2ωB Observa: (lectura del estudiante) FA=4FB.
Conclusión: Fuerza centrípeta F∝ω2.
Resumen: Con base en los resultados experimentales anteriores, se puede ver que la fuerza centrípeta requerida para que un objeto se mueva en un movimiento circular uniforme es proporcional a la masa del objeto, proporcional al radio y proporcional al cuadrado de la velocidad angular. Sin embargo, no podemos sacar conclusiones generales de un experimento o una medición. De hecho, necesitamos realizar múltiples mediciones, seleccionar instrumentos más precisos y realizar una gran cantidad de experimentos, pero no podemos hacerlos uno por uno. El experimento que acaban de realizar los estudiantes concluyó que cuanto mayores sean m, r y ω, mayor será F si el experimento se mejora ligeramente, como el pequeño experimento presentado en el libro de texto, y se agrega una balanza de resorte para medir. F, se puede sacar una conclusión aproximada. También podemos diseñar muchos experimentos para llegar a esta conclusión, lo que demuestra que se trata de una conclusión final. Luego de medir los valores de m, r y ω, se puede observar que la fuerza centrípeta es: F=mrω2r.
Escribiendo en la pizarra: Fuerza centrípeta: F fuerza centrípeta = mω2r = mv2/r
Sabemos que la fuerza externa neta debe producir aceleración. La fuerza centrípeta es en realidad la fuerza externa neta. fuerza de un objeto que hace un movimiento circular uniforme. Esta fuerza produce ¿Cómo es la aceleración?
7. Derivación de la aceleración centrípeta basada en la segunda ley de Newton
Escritura en la pizarra: Aceleración centrípeta
1. Aceleración centrípeta: a=F fuerza centrípeta/m = ω2r=v2/ r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
Pregunta: ¿Cuál es la dirección?
Escribiendo en la pizarra: La dirección de la aceleración centrípeta: en la misma dirección que la fuerza centrípeta, siempre apuntando al centro del círculo.
Pensando: ¿Es el movimiento circular uniforme un movimiento uniforme? ¿Movimiento rápido o movimiento rápido no uniforme?
Estudiante: No, porque la aceleración no es constante. La dirección cambia todo el tiempo.
Escritura en pizarra: El significado físico de la aceleración centrípeta: una cantidad física que describe qué tan rápido cambia la dirección de la velocidad.
Consolidación oportuna
Un extremo de una cuerda ligera con una longitud de 0,5 m se ata a una pequeña bola con una masa de 2 kg y el otro extremo se fija. gira alrededor del punto fijo sobre una superficie horizontal lisa a 4 m/s. La pelota se mueve con un movimiento circular uniforme a una velocidad. Calcule la fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta de la pelota cuando se mueve con un movimiento circular uniforme.
Resumen de la clase
1. Contenido del conocimiento: (ver pizarra)
2. Método experimental: método de variable controlada.
3. Pensamiento físico: primero adivina y luego explora, de lo cualitativo a lo cuantitativo. Plan de lección de física de la escuela secundaria, People's Education Press Curso obligatorio 1 Ejemplo (2)
Capítulo 1 Descripción del movimiento 1.1 Plan de lección del sistema de referencia de partículas y del sistema de coordenadas
Análisis de libros de texto
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El primer párrafo de esta sección del libro de texto establece el objetivo de todo el capítulo, que es estudiar "cómo describir el movimiento mecánico de los objetos". El libro de texto abstrae claramente el concepto de sistema de coordenadas del sistema de referencia al principio. La idea rectora es enfatizar el método científico general, que consiste en prepararse para la idea: al resolver problemas, primero abstraiga el problema real en un modelo físico. y luego utilizar métodos matemáticos para describir el modelo y buscar soluciones.
Para estudiar el cambio de posición del objeto, primero debemos resolver el problema de la determinación de la posición. El libro de texto trata "objetos y partículas" como un punto de conocimiento, lo que indica que las partículas son para objetos y los "objetos" reales. están "Ocupando un cierto espacio", en el proceso normal de movimiento, "las condiciones de movimiento de diferentes partes son diferentes", lo que "trae dificultades para describir el movimiento", la clave para resolver el problema es "¿puede ser reemplazado por un punto?" " objeto".
El "Sistema de Posicionamiento Global por Satélite" en la columna "Caminata Científica" es un contenido ampliado, seguido de preguntas para futuras investigaciones, como "¿Dónde está ubicado este localizador en qué ciudad de mi país? Desde el pantalla de visualización ¿Qué otra información puede obtener?" El propósito de esto también es permitir que los estudiantes desarrollen el hábito de observar y pensar diligentemente, y mejorar la capacidad de los estudiantes para adquirir conocimientos de forma independiente. Estas preguntas no son obligatorias para todos los estudiantes.
2. Objetivos docentes
1. Conocer el concepto de sistema de referencia. Sepa que cuando elige diferentes sistemas de referencia para el mismo objeto, los resultados observados pueden ser diferentes.
2. Comprender el concepto de partícula, saber que es una abstracción científica y saber que la abstracción científica es un método de investigación universal.
3. Enfoque docente
1. Cómo elegir el sistema de referencia a la hora de estudiar problemas.
2. Comprensión del concepto de partícula.
4. Dificultades de la enseñanza
¿En qué circunstancias se pueden ver los objetos como partículas?
5. Análisis de la situación académica
Nuestros alumnos Es una clase paralela y no hay una clase experimental. Existe una brecha entre el conocimiento existente de los estudiantes y el nivel experimental. Algunos estudiantes tienen cierta base en el análisis de fuerzas y condiciones de movimiento, pero la aplicación integral de ambos es algo difícil y requiere una explicación detallada.
6. Métodos de enseñanza
1. Guía del plan de estudios: consulte el plan de estudios a continuación.
2． Enlaces básicos en la nueva enseñanza: inspección previa al estudio, resumen de dudas → introducción de la situación, presentación de objetivos → indagación cooperativa, clases intensivas → reflexión y resumen, inspección en clase → orientación de planes de estudio, disposición de avances
7. Preparación antes de la clase
1. Preparación del estudiante para el aprendizaje: obtenga una vista previa de los capítulos relevantes del libro de texto y comprenda inicialmente las ideas y métodos básicos para aplicar las leyes del movimiento de Newton para resolver problemas.
2． Preparación docente de los docentes: producción de material didáctico multimedia, planes de estudio previos a la clase, planes de estudio de exploración en clase y planes de estudio de extensión después de clase.
Horario de clases: 1 hora de clase
8. Proceso de enseñanza
(1) Previsualizar, comprobar y resumir dudas.
Verifique y confirme el estado de vista previa de los estudiantes y comprenda sus dudas, lo que hace que la enseñanza sea más específica.
(2) Introducción del escenario y objetivos de visualización.
A la hora de estudiar un determinado problema, a menudo se ignoran factores muy pequeños que afectan a los resultados. A menudo se construyen algunos modelos físicos, lo cual es una abstracción científica. ¿Alguna vez has estado expuesto a un modelo físico así?
Por ejemplo: superficie horizontal lisa, resorte liviano.
Todos estos son factores que ignoran el impacto mínimo de la fricción y la masa del resorte en el problema de investigación. Hoy vamos a construir un nuevo modelo físico de partícula. Seleccione el punto de calidad y complete las siguientes preguntas:
Intención del diseño: presentar paso a paso, atraer la atención de los estudiantes y aclarar los objetivos de aprendizaje.
(3) Exploración colaborativa y enseñanza intensiva.
1. Objetos y puntos de partículas
Completar:
(1) Un punto de partículas es un punto sin, sin y solo con un objeto.
(2) ¿Se puede considerar un objeto como una partícula? ¿Depende del tamaño y la forma del objeto?
(3) Para estudiar el movimiento de un automóvil en una carretera recta, ¿se puede considerar el automóvil como una partícula? Para estudiar la rotación de las ruedas de este automóvil, ¿se puede considerar el automóvil como una partícula?
(4) El núcleo atómico es muy pequeño ¿Se puede considerar el núcleo atómico como una partícula?
(5) La ruta por la que pasa la partícula en movimiento se llama movimiento de la partícula; si es una línea recta, se llama movimiento lineal; si es una curva, se llama .
*** Comentario: Una masa puntual es un punto que no tiene forma ni tamaño y tiene toda la masa de un objeto. Se trata de una especie de abstracción científica, que significa captar las características principales e ignorar los factores secundarios. Debe ser un análisis concreto de problemas específicos. Si la forma, el tamaño del objeto y las diferencias en el movimiento de cada parte del objeto son secundarios o insignificantes en el problema que estamos estudiando, podemos considerarlo como una partícula. Por ejemplo, cuando se estudian las características de un automóvil que se mueve en una carretera recta, el tamaño y la forma del automóvil y las diferencias en el movimiento de cada parte del automóvil son secundarios. El automóvil puede considerarse como una partícula. Estudiar la rotación de las ruedas es estudiar el movimiento de la parte superior de un coche, por lo que el coche no puede considerarse como una partícula. Otro ejemplo es que el núcleo atómico es muy pequeño si se estudia la interacción entre protones y protones. no puede considerarse como una partícula.
2. (1) Sistema de referencia: Para describir el movimiento de un objeto, el objeto seleccionado como estándar se denomina sistema de referencia.
(2) Si elige diferentes sistemas de referencia para observar el mismo movimiento, los resultados de la observación serán diferentes
Ejemplo: para describir el mismo movimiento, si elige diferentes sistemas de referencia, los resultados de la observación serán diferentes.
Ejemplo: Para un coche en movimiento, se selecciona el suelo como sistema de referencia. Si se selecciona el conductor como estándar, el coche está parado...
(3) Resumen. : El sistema de referencia se puede seleccionar arbitrariamente, pero el principio de elección es hacer que el movimiento y la descripción sean lo más simples posible. Por ejemplo, para estudiar el movimiento de objetos en la Tierra, es más fácil elegir el suelo o los objetos que se mueven con respecto al suelo como sistema de referencia que elegir el sol como sistema de referencia.
3. Sistema de coordenadas
Si un objeto se mueve a lo largo de una línea recta, para describir cuantitativamente el cambio de posición del objeto, esta línea recta se puede utilizar como eje, y el origen, la dirección positiva y la unidad se pueden especificar en la longitud de la línea recta para establecer un sistema de coordenadas lineal.
En términos generales, para describir cuantitativamente los cambios en la posición de un objeto, es necesario establecer un sistema de coordenadas apropiado en el sistema de referencia.
Preste atención a los siguientes puntos. durante la enseñanza:
(1) El sistema de coordenadas es estacionario con respecto al sistema de referencia.
(2) Los tres elementos de las coordenadas: origen, dirección positiva y unidad de escala.
(3) Utilice coordenadas para representar la posición de la partícula.
(4) Utilice cambios en coordenadas para describir el cambio de posición de la partícula.
(4) Reflexión y resumen, prueba en clase.
El profesor organiza a los estudiantes para reflexionar y resumir el contenido principal de esta lección y realizar pruebas en clase.
Intención del diseño: guiar a los estudiantes a construir una red de conocimiento y brindarles retroalimentación y corrección simples de lo que han aprendido. (Registro de clase)
(5) Orientar planes de estudio y organizar vistas previas.
Ya hemos aprendido sobre el sistema de referencia de partículas y sus coordenadas, por lo que en la próxima lección aprenderemos sobre el tiempo y el desplazamiento. Después de esta lección, primero puede obtener una vista previa de esta parte y concentrarse en analizar la diferencia entre vectores y escalares. Cómo sacar conclusiones apropiadas. Y completa los ejercicios después de clase y las tareas de extensión después de clase de esta sección.
Intención del diseño: organizar la tarea de vista previa para la próxima clase y consolidar y mejorar esta clase. Los maestros revisarán de inmediato la capacitación de desarrollo extendido en esta sección después de clase.
9. Diseño de escritura en pizarra
1. Objetos y partículas:
1. ¿Qué es una partícula?
2. Condiciones para tratar los objetos como partículas.
3. La partícula es un modelo físico ideal.
2. Sistema de referencia:
1. Definición.
2. Si eliges diferentes sistemas de referencia para observar el mismo movimiento, los resultados de la observación serán diferentes.
3. El sistema de referencia se puede seleccionar arbitrariamente, pero el principio de selección debe hacer que el movimiento y la descripción sean lo más simples posible.
3. Sistema de coordenadas:
1. El sistema de coordenadas es estacionario con respecto al sistema de referencia.
2. Los tres elementos de las coordenadas: origen, dirección positiva y unidad de escala.
3. Utiliza coordenadas para representar la posición de la partícula.
4. Utiliza cambios en coordenadas para describir el cambio de posición de la partícula.
10. Reflexión didáctica
A través del análisis de ejemplos familiares para los estudiantes, esta lección les permite comprender de forma natural que "en algunos casos, el tamaño del objeto realmente puede ignorarse. "y forma", "resalta el elemento que tiene masa en un objeto y lo simplifica en un punto con masa". Esto ilustra completamente la condicionalidad de simplificar objetos en partículas y las dos propiedades básicas de las partículas.
Para enfatizar el concepto de coordenadas, el libro de texto utiliza símbolos comunes en matemáticas y física, es decir, x representa la posición de la partícula en movimiento lineal, coordenadas polares y Δx=x1-x2 representa el desplazamiento de la partícula. Al expresar cambios en cantidades físicas, "△" es en realidad un símbolo que todos hemos usado antes y a los estudiantes no les resultará difícil. Por el contrario, dado que existen símbolos que representan claramente el cambio de una cantidad física, es más fácil para los estudiantes distinguir una determinada cantidad física del cambio de esta cantidad física.
Distinguir claramente una determinada cantidad física del cambio de esta cantidad física es una característica de este libro. En física, a menudo es necesario distinguir entre estas dos cantidades físicas, y enfatizar conscientemente sus diferencias será beneficioso para el aprendizaje futuro. Lo mismo ocurre con la relación entre momentos e intervalos de tiempo en la siguiente sección.