動量守恒定理整體教學(xué)設(shè)計方案.docx
郭XX在新編高二數(shù)學(xué)
第七章第三節(jié)“動量守恒定理”的教學(xué)中，筆者以指導(dǎo)型探究為主要教學(xué)方式，將多媒體講義演示，計算機實時檢測，校園網(wǎng)及網(wǎng)路資源,多媒體網(wǎng)路課室等多種教學(xué)手段綜合應(yīng)用，將多種教學(xué)手段與本課進行整合.進行課堂教學(xué)，著重培養(yǎng)中學(xué)生獲取和處理信息的基本科學(xué)方式和思維模式.其目的是在驗證科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)實驗技能.同時使中學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸產(chǎn)生科學(xué)探究能力.培養(yǎng)其科學(xué)心態(tài)和科學(xué)精神.以中學(xué)生為主體、以班主任為主導(dǎo)、以中學(xué)生自主探究為主線、以問題解決為主攻、以建構(gòu)主義“學(xué)與教”理論、建構(gòu)主義“學(xué)習(xí)環(huán)境”理論、建構(gòu)主義“認(rèn)知工具”理論為主要理論根據(jù)，基于現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下的以中學(xué)生自主學(xué)習(xí)為核心的“自主探究式”高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式.本課按該教學(xué)模式分創(chuàng)設(shè)情景提出課題實驗探求理論推論獲取信息尋求規(guī)律實際運用，七個環(huán)節(jié)：一、創(chuàng)設(shè)情景：班主任借助現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)特定的學(xué)習(xí)情景.因為動量守恒定理適用范圍十分廣泛，從生活中身邊的化學(xué)現(xiàn)象（人船模型）入手，人在船上行走及兩朋友滑旱冰，互推的游戲入手，提出此游戲中蘊涵著什么已學(xué)過的數(shù)學(xué)規(guī)律。迸發(fā)中學(xué)生的求知欲，讓中學(xué)生積極思索充分展開想像，以達(dá)到訓(xùn)練發(fā)散思維的目的.兩人互推人在船上走
二、提出課題：中學(xué)生步入學(xué)習(xí)情景后，通過引導(dǎo)、討論，班主任向中學(xué)生呈現(xiàn)待探究的學(xué)習(xí)課題，同時提供解決問題所需的信息資料、實驗儀器.從中學(xué)生回答的已學(xué)過的知識中，班主任提出問題：三人互推前后總動量有哪些關(guān)系？讓中學(xué)生大膽推測，提出假定：兩朋友互推前后總動量保持不變.給出實驗器材，組織中學(xué)生進行小組討論，設(shè)計實驗方案.
三、實驗探求自主探究：中學(xué)生設(shè)計實驗探究方案，進行學(xué)習(xí)探究，得出推論.
1.按照已有的知識、經(jīng)驗引導(dǎo)中學(xué)生找到實驗探究方案.中學(xué)生提出方案：用質(zhì)量均為m的兩滑塊靜止地置于氣墊滑軌上，它們之間裝有彈簧，并用橡皮筋把它們拴在一起，這時總動量為零.割斷橡皮筋，兩滑塊被彈開，向相反的方向運動，觀察兩滑塊是否同時撞到距彈開處等距離的擋板上，若同時抵達(dá)（可看到一聲撞擊聲），說明兩滑塊彈開后速率等大反向，已知兩滑塊質(zhì)量相等，就說明兩滑塊的動量等大反向，故總動量為零即兩滑塊動量的矢量和為零.再提出兩滑塊質(zhì)量不等的情況呢？如果其中一個滑塊的質(zhì)量變?yōu)樵葍杀?討論后，中學(xué)生提出方案：第一次，中學(xué)生只讓滑塊自由滑動，結(jié)果，當(dāng)小滑塊抵達(dá)擋板時，小滑塊通過的距離與大滑塊通過距離很難看出有2倍關(guān)系.中學(xué)生思索后，接著做第二次.第二次，當(dāng)小滑塊抵達(dá)擋板頓時，用手按住大滑塊，這時現(xiàn)象比較顯著.另一個中學(xué)生接著提出更好方案:由于軌道長120，而兩滑塊加彈簧總長為60cm，所以，只要讓大滑塊到擋板距離是小滑塊到擋板距離倍即可，即大滑塊置于距擋板20處.觀察兩滑塊是否同時抵達(dá).結(jié)果，兩滑塊同時抵達(dá)，現(xiàn)象十分顯著，以致說明兩滑塊質(zhì)量二倍關(guān)系時，作用前后總動量保持不變.為了由特例推廣到通常情況，班主任提出對任意質(zhì)量的滑塊是否也有這樣的關(guān)系創(chuàng)立，充分借助校園網(wǎng)，班主任將相關(guān)的實驗裝置和實驗操作方式介紹提早置于網(wǎng)上，請朋友們進行小組討論研究，進行實驗
2.在課堂上充分借助校園網(wǎng)上的教學(xué)資源，使中學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí).本課使用多媒體網(wǎng)路.課室系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以監(jiān)視控制中學(xué)生計算機，使其根據(jù)課堂須要進行網(wǎng)路訪問.使師生可以在實驗完畢后立刻在多媒體上進行實驗數(shù)據(jù)的剖析，便捷師生交流，共享學(xué)習(xí)成果，進行合作學(xué)習(xí).中學(xué)生帶著問題或?qū)嶒灧桨竿ㄟ^網(wǎng)路的必要幫助獨立步入班主任設(shè)置的學(xué)習(xí)環(huán)境進行探究.朋友們運用校園網(wǎng)上的網(wǎng)路資源庫，通過各小組獨立實驗，進行剖析、處理、進行網(wǎng)上合作學(xué)習(xí)，得出推論：對任意質(zhì)量的兩物體作用前后總動量保持不變.在本單元的教學(xué)中，借助智能化教學(xué)儀器化學(xué)實驗微機輔助教學(xué)系統(tǒng)驗證動量守恒定理.“物理實驗微機輔助教學(xué)系統(tǒng)”把現(xiàn)代科技中實時檢測技術(shù)引用到實驗教學(xué)中.借助筆記本做實驗終端，通過插口電路、傳感器和常規(guī)儀器共同完成數(shù)學(xué)量的檢測.觀察化學(xué)現(xiàn)象，探求數(shù)學(xué)原理，是新一代智能化教學(xué)儀器.計算機通過傳感和常規(guī)儀器對實驗數(shù)據(jù)進行在線實時采集、處理、存儲.這一系統(tǒng)可以提升檢測精度,節(jié)省實驗數(shù)據(jù)處理時間，快速及時得到實驗結(jié)果，馬上進行結(jié)果剖析，利于課堂教學(xué).另外，該軟件可操作性強，簡便易學(xué)，適宜中學(xué)生使用.附：驗證動量守恒定理的檢測方式：1）本實驗包括：初速率為零的情況（v10,v2=0）；初速率不為零的情況（v10,v20即對心碰撞.滑塊1和滑塊2的質(zhì)量可以任意變化.諸如：m1=m2，m1m2，m1m22）首先調(diào)節(jié)氣軌水平.兩光電門之間的距離可以定為50cm，聯(lián)接光電門和插口箱.運行本實驗軟件，輸入質(zhì)量參數(shù)后，開始實驗.若選用初速率為零的情況（v10,v2=0），把兩個用細(xì)線和彈簧禁錮的滑塊置于兩光電門之間，割斷細(xì)線，計算機實時檢測它們通過光電門的時間，點擊“顯示數(shù)據(jù)”，軟件給出滑塊的動量動量定理實驗結(jié)論，實驗多次，驗證動量守恒定理.（如圖1）若選用初速率不為零的情況（v0,v0），即對心碰撞.把兩個滑塊自兩個光電門外，用手輕推使12其相對運動.記錄它們過光電門的時間，算得滑塊動量，驗證動量守恒定理.（如圖2）（表1）、（表2）是一組實測數(shù)據(jù).當(dāng)光片前沿距離滑塊1的質(zhì)量滑塊2的質(zhì)量初速率為零,V2=0碰前碰后次數(shù)滑塊1動量滑塊2動量總動量滑塊1動量滑塊2動量總動量（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）
1.000.000.000.034.038.004
20000.000.000.034.036.002
3.000.000.000.045.049.004表1當(dāng)光片前沿距離滑塊1的質(zhì)量滑塊2的質(zhì)量初速率不為零,V20碰后次數(shù)滑塊1動量滑塊2動量總動量滑塊1動量滑塊2動量總動量（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）（Kg）
1.033-.05-.01-.04.033-.
20027-.05-.02-.04.027-.
3.030-.06-.03-.05.030-.02074.031-.05-.02-.05.030-.表2（相關(guān)實驗儀器如圖所示，包括可以改變滑塊質(zhì)量的配重和一套實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（可以直接采集數(shù)據(jù)的光電門，一個插口箱，可以處理數(shù)據(jù)的筆記本軟件和筆記本）在上述過程中，我們致力充分借助現(xiàn)代化的教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)備，將校園網(wǎng)和現(xiàn)代科技中實時檢測技術(shù)（化學(xué)實驗微機輔助教學(xué)系統(tǒng)）結(jié)合使用，為中學(xué)生提供充足的信息，為中學(xué)生的主觀能動性的發(fā)揮創(chuàng)造一個平臺，同時對實驗數(shù)據(jù)的快速處理，是我們可以迅速得到實驗推論.而且增強了中學(xué)生在實驗中的操作能力，同時也獲得了知識.
四、理論推論化學(xué)情境：在光滑水平面上做勻速直線運動的兩個滑塊，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1m2動量定理實驗結(jié)論，順著同仍然線向相同的方向運動，速率分別是v1和v2，且v1v2，經(jīng)過一段時間后，m1追上m2，兩滑塊發(fā)生碰撞，兩滑塊碰撞后的速率分別是V1和V
2.1用實驗展示其化學(xué)情境：（讓兩滑塊在氣墊滑軌上運動）2多媒體出示下述思索題：兩個滑塊在碰撞過程中各自所遭到的平均力F1和F2有哪些關(guān)系?寫出碰撞過程中滑塊各自所遭到的合外力的沖量和每位滑塊動量的變化.結(jié)合牛頓第三定理和動量定律，推論得到一個哪些表達(dá)式？生：（中學(xué)生答老師多媒體展示）F1F2所遭到的合外力沖量動量的變化量1球球師：依據(jù)動量定律，物體所遭到的合外力沖量等于物體動量的變化量.(此時，再寫出等號)(第問，請一位中學(xué)生在黑板上板書)即（）由此得：m1V1m2V2=師：由此從理論上證明了兩物體作用前后總動量保持不變這時，只是明晰兩物體作用前后總動量保持不變，朋友自然想到，這個推論是否任何情況都組建呢？再引導(dǎo)中學(xué)生從受力角度剖析動量守恒定理的創(chuàng)立條件.
五、獲取知識信息通過受力剖析，引出三個新的數(shù)學(xué)概念：系統(tǒng)、內(nèi)力、外力.
六、總結(jié)動量守恒定理的內(nèi)容并總結(jié)得到動量守恒定理的創(chuàng)立條件從實驗和理論得到以兩滑塊為系統(tǒng)，系統(tǒng)外力之和為零.所以，自然得到動量守恒定理的創(chuàng)立條件：只有系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零
七、實際運用.