動(dòng)量守恒定理整體教學(xué)設(shè)計(jì)方案.docx
郭XX在新編高二數(shù)學(xué)
第七章第三節(jié)“動(dòng)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(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(jìn)行整合.進(jìn)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(yàn)證科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能.同時(shí)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(shí)驗(yàn)探求理論推論獲取信息尋求規(guī)律實(shí)際運(yùn)用，七個(gè)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?yàn)閯?dòng)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(yùn)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(shí)提供解決問題所需的信息資料、實(shí)驗(yàn)儀器.從中學(xué)生回答的已學(xué)過的知識(shí)中，班主任提出問題：三人互推前后總動(dòng)量有哪些關(guān)系？讓中學(xué)生大膽推測(cè)，提出假定：兩朋友互推前后總動(dòng)量保持不變.給出實(shí)驗(yàn)器材，組織中學(xué)生進(jìn)行小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.
三、實(shí)驗(yàn)探求自主探究：中學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，進(jìn)行學(xué)習(xí)探究，得出推論.
1.按照已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)中學(xué)生找到實(shí)驗(yàn)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(shí)總動(dòng)量為零.割斷橡皮筋，兩滑塊被彈開，向相反的方向運(yùn)動(dòng)，觀察兩滑塊是否同時(shí)撞到距彈開處等距離的擋板上，若同時(shí)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(dòng)量等大反向，故總動(dòng)量為零即兩滑塊動(dòng)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(gè)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(dòng)，結(jié)果，當(dāng)小滑塊抵達(dá)擋板時(shí)，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(shí)，用手按住大滑塊，這時(shí)現(xiàn)象比較顯著.另一個(gè)中學(xué)生接著提出更好方案:由于軌道長(zhǎng)120，而兩滑塊加彈簧總長(zhǎng)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(shí)抵達(dá).結(jié)果，兩滑塊同時(shí)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(shí)，作用前后總動(dòng)量保持不變.為了由特例推廣到通常情況，班主任提出對(duì)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(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作方式介紹提早置于網(wǎng)上，請(qǐng)朋友們進(jìn)行小組討論研究，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
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(jì)算機(jī)，使其根據(jù)課堂須要進(jìn)行網(wǎng)路訪問.使師生可以在實(shí)驗(yàn)完畢后立刻在多媒體上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的剖析，便捷師生交流，共享學(xué)習(xí)成果，進(jìn)行合作學(xué)習(xí).中學(xué)生帶著問題或?qū)嶒?yàn)方案通過網(wǎng)路的必要幫助獨(dú)立步入班主任設(shè)置的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行探究.朋友們運(yùn)用校園網(wǎng)上的網(wǎng)路資源庫(kù)，通過各小組獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行剖析、處理、進(jìn)行網(wǎng)上合作學(xué)習(xí)，得出推論：對(duì)任意質(zhì)量的兩物體作用前后總動(dòng)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(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定理.“物理實(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)”把現(xiàn)代科技中實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)引用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中.借助筆記本做實(shí)驗(yàn)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(cè).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(jì)算機(jī)通過傳感和常規(guī)儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ).這一系統(tǒng)可以提升檢測(cè)精度,節(jié)省實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)間，快速及時(shí)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，馬上進(jìn)行結(jié)果剖析，利于課堂教學(xué).另外，該軟件可操作性強(qiáng)，簡(jiǎn)便易學(xué)，適宜中學(xué)生使用.附：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定理的檢測(cè)方式：1）本實(shí)驗(yàn)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(duì)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(yùn)行本實(shí)驗(yàn)軟件，輸入質(zhì)量參數(shù)后，開始實(shí)驗(yàn).若選用初速率為零的情況（v10,v2=0），把兩個(gè)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(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)它們通過光電門的時(shí)間，點(diǎn)擊“顯示數(shù)據(jù)”，軟件給出滑塊的動(dòng)量動(dòng)量定理實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)多次，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定理.（如圖1）若選用初速率不為零的情況（v0,v0），即對(duì)心碰撞.把兩個(gè)滑塊自兩個(gè)光電門外，用手輕推使12其相對(duì)運(yùn)動(dòng).記錄它們過光電門的時(shí)間，算得滑塊動(dòng)量，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定理.（如圖2）（表1）、（表2）是一組實(shí)測(cè)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(dòng)量滑塊2動(dòng)量總動(dòng)量滑塊1動(dòng)量滑塊2動(dòng)量總動(dòng)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(dòng)量滑塊2動(dòng)量總動(dòng)量滑塊1動(dòng)量滑塊2動(dòng)量總動(dòng)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(shí)驗(yàn)儀器如圖所示，包括可以改變滑塊質(zhì)量的配重和一套實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)（化學(xué)實(shí)驗(yàn)微機(jī)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(dòng)性的發(fā)揮創(chuàng)造一個(gè)平臺(tái)，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的快速處理，是我們可以迅速得到實(shí)驗(yàn)推論.而且增強(qiáng)了中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作能力，同時(shí)也獲得了知識(shí).
四、理論推論化學(xué)情境：在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)滑塊，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1m2動(dòng)量定理實(shí)驗(yàn)結(jié)論，順著同仍然線向相同的方向運(yùn)動(dòng)，速率分別是v1和v2，且v1v2，經(jīng)過一段時(shí)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(shí)驗(yàn)展示其化學(xué)情境：（讓兩滑塊在氣墊滑軌上運(yùn)動(dòng)）2多媒體出示下述思索題：兩個(gè)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(dòng)量的變化.結(jié)合牛頓第三定理和動(dòng)量定律，推論得到一個(gè)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(dòng)量的變化量1球球師：依據(jù)動(dòng)量定律，物體所遭到的合外力沖量等于物體動(dòng)量的變化量.(此時(shí)，再寫出等號(hào))(第問，請(qǐng)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(dòng)量保持不變這時(shí)，只是明晰兩物體作用前后總動(dòng)量保持不變，朋友自然想到，這個(gè)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(dòng)量守恒定理的創(chuàng)立條件.
五、獲取知識(shí)信息通過受力剖析，引出三個(gè)新的數(shù)學(xué)概念：系統(tǒng)、內(nèi)力、外力.
六、總結(jié)動(dòng)量守恒定理的內(nèi)容并總結(jié)得到動(dòng)量守恒定理的創(chuàng)立條件從實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)際運(yùn)用.