基于核心素養(yǎng)的《力的分解》教學設(shè)計

深圳實驗學校高中部張春斌

一、 教學內(nèi)容分析

1.教材安排及地位

滬科版教材《力的分解》這一課題安排在第四章第二節(jié)中，教材通過斜拉橋、塔吊等例子，定義了力的分解以及分析力的分解的方法。本節(jié)課包含了一個重要的物理思想——等效替代，兩個概念——合力與分力，一個規(guī)則——平行四邊形定則，一個技能——力的分解。本節(jié)課上承重力、彈力、摩擦力三個概念，以及力的合成這一技能；下接共點力的平衡問題，作為動力學分析的基本技能之一，在整個力學知識體系中占有基礎(chǔ)性地位。

2.課標要求及理解

2017年新課標要求“通過實驗，了解力的分解，知道矢量和標量”。力的分解是一個工具，新課標要求應用物理知識解決具體問題應結(jié)合具體的實際情景。因此在本節(jié)教學中，給學生提供大量實際情景，讓學生認識力的分解，培養(yǎng)學生的“物理觀念”。讓學生在實際情境中解決物理問題，形成把情景與知識相關(guān)聯(lián)的意識，培養(yǎng)學生的“科學思維”。通過等效替代思想的形成培養(yǎng)學生的科學抽象思維能力，通過力的分解培養(yǎng)學生運用物理知識解決具體問題的能力。

二、學生情況分析

1.學習特點

本節(jié)課面向?qū)ο笫歉咭粚W生，記憶以有意記憶為主，能注意在理解的基礎(chǔ)上記憶。此外初步完成從具體思維為主到抽象思維為主的過渡。因此在教學中需要注意結(jié)合已有知識讓學生進行“有意義的學習”，不僅讓學生學會力的分解，更要讓學生理解為什么要進行力的分解；此外通過圖片、視頻、實物讓學生融入實際情景，在實際情景中的生活問題升華為物理問題，培養(yǎng)學生的物理建模能力，培養(yǎng)學生的抽象思維。

2.知識準備

學生已學習了共點力、二力平衡以及力的合成，知道平行四邊形定則，會畫力的圖示，熟悉平行四邊形的幾何特點，具備相關(guān)的知識基礎(chǔ)，學生能夠比較容易的認識力的分解。而力的分解是一個工具，關(guān)鍵在于應用物理知識解決具體問題。

3.前概念

根據(jù)相關(guān)文獻以及教學實踐得知，學生往往存在兩個前概念。前概念1：認為分力一定小于合力；前概念2：認為斜面上的物體的重力可以分解為對斜面的壓力以及一個下滑力。

三、重、難點任務分析

重點：知道力的分解，能夠利用力的分解來解釋生活中的現(xiàn)象；

難點：理解確定分力的方向的方法。

四、教學目標設(shè)計

五、教學媒體設(shè)計

  1.設(shè)計依據(jù)及意圖

新課標要求應用物理知識解決具體問題應結(jié)合具體的實際情景。故本節(jié)課采用大量圖片視頻增強學生的感性認知，采用多個實驗讓學生親身體驗，為學生創(chuàng)造實際情況，在實際生活中解決物理問題。

新課標要求重視學生的科學探究能力的培養(yǎng)和信息技術(shù)的應用，因此本節(jié)課引入dislab傳感器，以及同屏技術(shù)，讓學生更直觀地理解力的分解，突出教學重點，突破難點。

2.具體媒體需求

PPT課件、電腦、實物展臺、引入趣味實驗裝置（兩個鐵架臺、兩個定滑輪、細繩、礦泉水、鉤碼）、模擬橋梁（木板、鐵架臺、細繩）、學生分組實驗裝置（兩個彈簧測力計、細繩、鉤碼、直尺三角板）、dislab傳感器（朗威斜面上重力分解儀、數(shù)據(jù)采集器、專用電腦軟件）、同屏技術(shù)（手機、數(shù)據(jù)線、專用軟件）、逆風行車（小車、船帆、吹風筒）

六、流程圖

七、教學過程設(shè)計

（一）引入

n 設(shè)計意圖

教育心理學家認為學習一個新的概念，最好制造認知沖突，在沖突的引發(fā)和解決的過程，學生會快速構(gòu)建新的知識體系。因此在新課引入中制造認知沖突，增加感性認識、激發(fā)興趣、引入課題。

n 活動設(shè)計

n 活動設(shè)計

（二）復習舊知識，建立新概念

n 設(shè)計意圖

教育學家奧蘇泊爾認為有意義的學習必須強調(diào)新舊知識之間的聯(lián)系，因此在學習力的分解時，先復習力的合成，已知分力求合力即為力的合成，如果已知合力求分力就是力的分解，水到渠成。

n 活動設(shè)計

（三）如何進行力的分解

1、情景一：重力沿繩索方向進行分解

n 設(shè)計意圖

物理來源于生活，從身邊的典型事物入手，把解決問題貫穿學習全過程，讓學生感覺學習物理是有用處的，并增強物理知識的實用性應用性。

n 活動設(shè)計

2、情景二：斜面上重物重力的分解

n 設(shè)計意圖

同樣從身邊的熟悉的事物入手，在熟悉的情境中解決新的問題，從而習得力的分解這一技能。讓學生從多角度探究當坡度變大，重力沿斜面方向分力的變化情況，鍛煉學生的科學思維。

n 活動設(shè)計

（四）力的分解的應用

n 設(shè)計意圖

物理來源于生活，更要能走向社會。讓學生解釋引入實驗，前后呼應。再根據(jù)力的分解的原理，解釋2008年大雪災，呼吁學生關(guān)注社會；再利用小力分解出大力解決生活中的難題。新課標要求要對學生進行評價，學習完力的分解，利用習題評價學生學得如何。

n 活動設(shè)計

（五）課后作業(yè)

n 設(shè)計意圖

新課標要求，理解科學·技術(shù)·社會·環(huán)境（STSE）的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成的對科學和技術(shù)應有的正確態(tài)度以及責任感，進一步逐漸形成“科學態(tài)度與責任”。

讓學生課后動手親身體驗力的分解，通過制作小船，體現(xiàn)STEAM教育理念。向學生介紹中華民族的航海英雄，激發(fā)學生的民族自豪感，培養(yǎng)學生的愛國之情以及科學態(tài)度與責任感。

n 活動設(shè)計

（六）板書設(shè)計

八、教學反思

1.亮點

（1）確立四維教學目標，培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)

依據(jù)2017年版新課標，注重學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。特依據(jù)核心素養(yǎng)的四個方面——物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任，制定本節(jié)課的教學目標，同時根據(jù)新課標學科核心素養(yǎng)的水平劃分，詳細制定本節(jié)課中各個素養(yǎng)要達到的等級，作為本教學設(shè)計的依據(jù)。

例如科學思維要求達到第5水平，即能夠?qū)F(xiàn)實問題抽象成為物理模型，結(jié)合推理、論證，多角度解釋實際生活中的現(xiàn)象，這作為本節(jié)課的教學難點。在“問題二”教學環(huán)節(jié)中，將引橋抽象為斜面，培養(yǎng)學生的物理建模能力；通過三種方法探究坡度變大，重力沿斜面方向的分力變大，培養(yǎng)學生多角度解釋實際生活中的現(xiàn)象的能力，從而鍛煉學生的科學思維。

又如物理觀念中“能靈活應用力的分解來解釋生活中的現(xiàn)象”，也是第5水平要求，作為本節(jié)課的教學重點。本節(jié)課結(jié)合多個具體的實際情景，如“斜拉橋索塔”、“引橋”、“2008年大雪災”、“一指拉動汽車”、“鄭和下西洋”等，讓學生在具體情境中應用力的分解進行解釋，并進一步讓學生反思為什么這么分解，讓學生能從更深層次——方法論層面掌握力的分解，從而突出教學重點。

（2）創(chuàng)新實驗

本節(jié)課的通過自創(chuàng)的“搬運農(nóng)夫山泉”實驗，學生原有認知：定滑輪不改變力的大小。但是在本實驗中，200g的鉤碼卻能夠拉動600g的農(nóng)夫山泉，制造學生的認知沖突，從而激發(fā)學生學習興趣，引入課堂。

（3）融入STEAM理念

在本節(jié)課最后的逆風行駛的小舟中，需要綜合應用到力的分解的知識（科學S）、制作過程中則需要運用技術(shù)T與工程學E、對小船進行美化的過程中需要運用到藝術(shù)A、計算一個最佳的角度會利用到數(shù)學知識M。

2.需要注意的地方

本節(jié)課教學內(nèi)容多，探究次數(shù)多，教師要把握好教學的時間，以免超時。此外，引導學生解釋各種現(xiàn)象，若學生無法解釋，應當做好引導，讓學生習得分析的方法，明白怎么分解以及為什么分解，而不僅僅滿足于知道力的分解這一概念。