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生物力学方向

生物力学方向

生物力学方向范文第1篇

关键词 工程管理专业 物业管理方向 能力培养

1 物业管理专业(方向)的兴起

改革开放之后,随着经济体制改革的不断深入,大量国家投资和私人投资(包括海外投资)不再像以前一样受到约束,可以根据市场状况自主进行选择投资机会,停滞了几十年的基本设施建设重新进入到大规模建设时期,因此需要大量的工程管理人才,在此背景之下很多高等学校都开始设置建筑工程管理或者类似专业。同时,为适应我国蓬勃发展的房地产业,国内高等学校开始设置房地产经营管理专业。另外,与此同一时间设立的专业还有建筑经济、投资经济管理、投资造价管理、项目管理、国际工程管理等。1998年,教育部在其颁布的《普通高等学校本科专业目录》中将前文所提到的专业和其他一些类似专业进行了整合,产生了如今的工程管理专业,隶属于一级学科管理科学与工程之下。

工程管理专业下设置的方向比较多见的有以下几个:项目管理、造价管理、房地产经营管理、国际工程管理、物业管理等,工程管理专业指导委员会曾经推荐的方向也是这几个。①根据调查,在工程管理专业的几个方向当中,项目管理、造价管理是高校选择最多的两个方向。同时由于房地产开发行业的迅速发展,在一些财经类专业相对较强的高校中开始逐渐设立“房地产经营管理”方向。②虽然物业管理也是工程管理专业指导委员会推荐的内容之一,但是物业管理的出现因为缺少有效的指导使得方向设置较为纷繁复杂,有的在土木专业下延伸,有的在房地产经营管理专业下拓展,有的在工程管理学科下挂靠,有的归入工商管理类专业中发展。③由此可见虽然物业管理逐渐为各高校和公众所熟知,但是作为一门学科而言它的学科属性问题一直没有得到很好的解决。

从2004年开始,教育部将“物业管理”专业作为目录外专业(编号为110212S)设置在工商管理类之下,开始在全国11所院校进行试点。但是这一工作并没有能够解决“物业管理”学科属性的问题,因为物业管理涉及到工程、设备、管理、法律、经济等许多方面的问题,将其放在工商管理类中显然有失公允。2011年教育部公布的《普通高等学校本科专业目录(修订二稿)》对物业管理专业的设置又有了两方面的变化:第一,物业管理(110804)不再作为目录外专业存在;第二,物业管理不再设置在工商管理类之下,而是在管理学这一学科门类中又单独设立了“服务业管理类”,物业管理作为一个专业设置在“服务业管理类”下。但是同样,物业管理学科属性的问题并没有解决。

2 在工程管理专业中设置物业管理方向的可能性

虽然从2004年开始物业管理作为编外专业开始试点,2011年新的目录将其作为一个正式专业列入,但是从近几年来各专业下物业管理方向的招生情况和学生就业的情况来看,本文认为物业管理作为独立的专业进行学生的培养仍然会有一段很艰辛的路要走。原因主要有两个:首先,学生对物业管理专业的认可度不高,主要在于进入单位之后待遇等方面和今后发展难以和其他专业比较;其次,由于物业管理行业处于较低水平的竞争中,企业无意也无力吸引较高层次的人员进入到企业中去。因此,本文建议在目前物业管理行业的发展阶段,物业管理仍然应当作为一个专业方向来建设,一方面可以与本科生“宽口径”培养的政策相符合,④另一方面也可以使学生的就业渠道更为宽广。随着而来的问题是将物业管理作为哪个专业的方向。前文提到有的是作为工商管理的专业方向,有的是作为房地产经营管理专业的方向,也有的作为工程管理的专业方向。本文认为,根据物业管理本身的属性其最好的选择是作为工程管理专业的方向之一。

根据全国物业管理师职业资格考试要求可以发现,物业管理行业对管理人员的要求主要有:首先必须要有一定的管理水平;其次应当能够熟知工程建设、房地产开发、物业管理等方面的法律法规;另外,物业管理师需要具备一定的经济测算的能力;最后,作为物业管理人员还应当能够掌握建筑规划设计、工程施工等方面的一些技术知识。从调查的结果来看,全国多数高校工程管理专业学生的培养目标可以总结为“培养具备管理学、经济学、工程技术和法律相关基本知识,掌握现代管理科学的理论、方法和手段,能从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。”可以发现,行业对物业管理人员的要求和工程管理专业对学生的培养目标是不谋而合的。

3 工程管理专业物业管理方向学生能力培养

3.1 学习能力的培养

物业管理本科层次培养的人才应当主要定位于物业服务企业的高级管理人员,而不应当是操作层面的人员。因此,对于本方向人才的培养不应当过多地在乎操作层面的技能培养, 而应当注重学生综合能力的发掘,最为重要的便是学习能力的培养。

现在有一种误解,尤其是用人单位存在这样的观点,即希望学生从校园踏进社会的那一刻起不经过任何的历练就可以直接投入到工作中去,这种企图通过四年本科教育就要求培养成为某个领域能手的观念是极其错误的。在知识不断更新的时代,学生未来将面对更多的新知识,而且工作内容变化莫测,仅仅以传授知识为目的的教学实际上使得学生难以应付未来多变的社会。因此,更应当在教学的过程中培养的是学生的学习能力,一方面应对未来社会的发展变化,一方面应对自身能力提高而带来的新工作的挑战④。

3.2 组织协调能力的培养

组织协调能力是指根据工作任务,对资源进行分配,同时控制、激励和协调群体活动过程,使之相互融合,从而实现组织目标的能力。依托于工程管理专业的物业管理方向,说到底还是一个管理学科,学生走出校园再经历一定时间的锻炼之后必定会从事较多管理方面的工作,这就务必需要学生要具有资源的分配能力、激励和调动下属积极工作的能力等等,因此在教学过程中不应当过多地关注操作层面的教化,更应当结合实践教学让学生主动发挥其能动性,在潜移默化中使其组织协调能力得到提高。

3.3 沟通能力的培养

物业管理本科层次的学生的沟通能力也至为重要,以一个项目处的主任而言,他平时需要沟通的组织和单位以及个人就可能包括:业主、业主委员会、多个政府部门、分包商等等,因此学生的沟通能力就显得十分重要。从大量的物业管理案例中可以发现,业主、业委会和物业服务企业之间的矛盾很多是由于项目管理人员的沟通能力存在缺陷造成了相互之间的误解。因此,在教学过程中就应当多注意对学生沟通能力的培养。

生物力学方向范文第2篇

1。静摩擦力产生条件及特点

静摩擦力产生于直接接触的两个物体之间,并且两物体间一定有弹力的作用,而且接触面是粗糙的,两物体还具有相对运动的趋势。静摩擦力的方向与接触面平行,与物体的相对运动趋势的方向相反;静摩擦力的大小与和物体的运动状态和所受到其它力的作用有关,可运用动力学的有关规律求解。

2。静摩擦力做功的特点

一个力对物体做不做功,与这个力、物体的运动情况以及力和运动方向之间的关系有关。因而当两物体间存在静摩擦力作用时,当静摩擦力起到阻碍物体运动的作用时,静摩擦力就对物体做负功;当静摩擦力起到推动物体运动的作用时,静摩擦力就对物体做正功;当静摩擦力与物体运动方向垂直时,静摩擦力对物体不做功;当然物体受静摩擦力作用时,若物体相对地面处于静止状态,即物体相对地面没有发生位移,静摩擦力对它显然也不做功。

二、例题呈现及错解分析

例1 如图1所示,有一圆形转盘水平放置,转盘可以绕竖直转轴转动。现在距离轴心为R的位置放置一小物块,已知小物块的质量为m,其与水平圆盘间的动摩擦因数为μ,设小物块与转盘之间没有相对滑动,随转盘一起做圆周运动,试求:

(1)当圆盘由静止开始加速转动,到角速度为ω的过程中,小物块所受到的静摩擦力的方向如何?

(2)此过程中静摩擦力做什么功?做了多少功?

评析 物块随水平转盘一起转动是非常常见的物理模型,但是本题在学生常见的匀速转动模型上稍作变化,从学生的完成情况来看,容易犯下如下几个错误。

错解1 在解决第一小问时,犯了思维定势的错误,认为小物块随圆盘做圆周运动,是静摩擦力提供其所需的向心力,如图2所示,静摩擦力的方向指向圆盘的中心。接着在解决第二问时,由于摩擦力方向判断的错误,认为静摩擦力始终与物块的线速度方向垂直,因此得到静摩擦力不做功的错误结论。

错误根源分析 造成上述两种错误的根源在于受思维定势的影响,错解1认为:物体做圆周运动需要向心力,静摩擦力来提供向心力,因而静摩擦力的方向一定是指向圆心的;错解2认为:物块要随圆盘一起加速,因而物块受到的静摩擦力的方向与其线速度方向一致,静摩擦力对物块做正功。它们都没有从静摩擦力产生条件入手来分析静摩擦力的方向,片面地、简单化地套用已有有关公式或现成的结论,从而造成解题错误。

三、讲评策略

1。追问1:如果小物块随圆盘一起以角速度ω匀速转动,小物块所受到的静摩擦力方向向哪里?该力做功情况如何?

匀速圆周运动合力指向圆心提供向心力,该情境摩擦力提供物块做匀速圆周运动所需的向心力,因此静摩擦力的方向才指向圆盘中心,如图2 所示,由于,静摩擦力的方向与线速度的方向垂直,因而静摩擦力不做功。

透过这个问题,学生意识到错解1实际上是考虑的是匀速转动情况,思维的片面性导致了错误,实现错误的自我醒悟,进而重新思考问题。

2。自我纠错:当圆盘由静止开始加速转动,静摩擦力这时起到:物块做圆周运动需要向心力,同时,物块随圆盘一起加速。因此,静摩擦力在指向圆心方向和沿着线速度方向有两个分力,其静摩擦力的方向在这两个分力的合力方向,如图3所示。

四、经验小结

生物力学方向范文第3篇

关键词:体会;实验;摩擦力

前苏联教育家赞可夫说过:“教学法一旦触及到学生情绪和意志领域,触及到学生精神的需要,这种教学法就能发挥高度有效的作用。”教学实践证明:学生的认知内驱力来自于观念冲突,由于物理概念、规律、定则、定律等本身不具备吸引学生注意力的属性,学生往往对奇异的物理现象、物理过程的再现等表现出强烈的好奇心,因此,我们要积极开发和利用物理课程资源,在物理教学中,要从学生的心理特征和物理学科的特点出发,根据教学内容选择适当的情境,用直观手段与语言描绘相结合等手段,创设新颖的课堂教学情境,把学生引入物理世界,使学生的情感活动与认知活动结合起来,让学生达到情景交融,激发学生的学习兴趣和参与意识,激活学生的体验与思维,使学生全身心地投入到学习之中,实现学生“要我学”到“我要学”的真正转变,从而保证教学活动的有效性和预见性。

摩擦力是新课程《物理》第三章第三节的内容,该节知识是本章教学的重点,同时也是教学的难点。许多学生之所以认为高中物理难学,主要原因是受力分析不到位,而受力分析的难点在于摩擦力的分析,尤其是摩擦力的方向,是学习摩擦力的难点,一旦受力分析中摩擦力方向模糊不清,不利于打开解题的思路,特别是对于做选择题,方向模糊不清,易漏选;计算题要方向搞错,基本就很难得分了。摩擦力方向的不确定性,往往使得问题很难下手,它是整个高中物理力学知识的“基石”,所以对这节内容的教学必须引起高度的重视,要把它放在一个较高的教学层面上来对待,及时解析摩擦力的难点、疑点。由于摩擦力问题的复杂性,且在具体问题中又表现出“动中有静,静中有动”,尤其是静摩擦,在许多情形下似乎又是“若有若无,方向不定”。因此,应当设计成一节科学探究课、实验课,让学生在体会中感悟知识,所以要把教材中的一课时内容分为二课时上。第一课时,重点讲解摩擦力的概念、方向及结合具体问题判断摩擦力的方向,让学生有足够的时间去理解和体验知识的形成、发展过程,使学生在实践中体验得出真知的重要性,形成运用科学思维方法和探究方法去解决问题的科学价值观,同时也培养了学生的实验能力、动手操作能力和友好合作精神。

如何指导学生学好摩擦力,教师一定要转变角色,利用新课程理念调动学生学习的主动性,要创造问题情境来引导学生体会摩擦力概念的建立过程,同时引导学生探究摩擦力的方向,并培养学生利用摩擦力来分析实际问题的能力。为更好地进行初、高中的接轨,笔者认为可以从以下几个方面进行摩擦力第一节课的教学:

一、课前:要激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,让他们主动实践、探索,得出部分结论

在讲这一节内容前,可以事先布置一些任务,如,利用课后时间:(1)两位学生手拉手拔河比赛,提醒学生注意,拉不动时,都体会一下自己的脚相对地面有怎样的运动趋势;然后逐渐加力,被拉着滑动的学生,体会此时自己的脚相对地面有怎样的运动,同时体会自己的脚与不受拉力静止时,脚的受力是不是有了不同的变化。(2)到操场上向上爬杆,体会此时手相对杆的运动趋势以及从杆上滑下,体会手相对杆的运动方向。同时观察,站在地面时,手握紧杆时,沿手面有没有发生形变及上爬、下滑时,沿手面发生形变的方向。(3)找一个斜坡,光脚站立在斜坡上,体会此时脚与斜坡有什么方向的运动趋势,此时脚沿脚面有什么方向的形变?让学生在日常生活现象中体会有关摩擦力。每一个做过的学生,对将要学习的摩擦力产生与方向,都会有一个感性、表象的认识,接下来的教学就不会显得空洞无力。

上课时,可以让学生先交流自己的体会,再说出自己的体会。然后进行问题的分析,在讲解完摩擦力的概念后,为更好理解相对运动、相对运动趋势,也可全班做两个实验。第一个实验:每人两手前后搓动,也可以一个手动另一手不动,观察两手的相对运动方向及手面的形变方向,就可知道不论是静止的手,还是运动的手,都受到滑动摩擦力,而滑动摩擦力的方向与相对运动方向始终相反。第二个实验:全班可以做,准备好几根1.5米左右长的粗绳,6个学生用手水平抓紧,另一学生用力水平拉绳,拉不动绳时,握紧绳的学生与拉绳的学生,都可以体会手的相对运动趋势、手面的形变方向,从而得出静摩擦力的方向与相对运动趋势方向的关系;然后将绳从手中拉出时,握绳的学生可以体会滑动摩擦力的方向。

这样利用课前、课堂两次亲身体验实验的机会,不论是观察、体会还是思考与分析,都让学生在生活中对摩擦力有充分的感性认识与理性认识。这样的教学,既能引起学生的好奇心,激起学生的求知欲,又能把形象思维与逻辑思维结合起来,帮助学生由具体形象思维顺利向抽象逻辑思维发展。教学过程简单,效果也会很好,实践体会出的知识是最深刻的。这种课,教师只需要课前布置一些学生平时玩的游戏或体育运动,课时给学生(每7人一组)准备好随堂实验器材,教学采用实验与教学相结合方法,使学生在教学提纲和教师的引导下,自觉开展带有研究性的学习活动。

二、课时:及时运用课堂讨论,使学生始终保持兴趣

摩擦力在生活中经常遇到,学生已有一定的思维定势,但有些是错误的,应及时加以纠正。此时就可以抛出这样的问题:静止的物体能受到滑动摩擦力吗?运动的物体能受到静摩擦力吗?让学生讨论,能分析出来的学生,最好让他们举例。概念清晰的学生应能从我们课堂上的2个例子中得出。教师也可以举出一些例子让学生分析摩擦力,最好是后面将要学习的典型模型。下面本人就以传送带的模型为列,让学生判断出摩擦力的性质和方向:

1.水平传送带

例1.水平传送带以速度v2水平向右匀速运动,一物体以速度v1水平向左在传送带上滑动,问:物体受不受到摩擦力?若受到,是什么性质的摩擦力?摩擦力的方向?(还可问,物体在传送带向左滑动时,摩擦力的方向与运动方向相同还是相反?)

例2.水平传送带以v匀速向右运动,一物体轻轻(无初速度)放在传送带上。刚放上时,问:物体受不受到摩擦力?若受到,是什么性质的摩擦力?摩擦力的方向?(还可问,物体向什么方向运动?摩擦力的方向与运动方向相同还是相反?)

2.倾斜传送带

例3.物体与传送带一起匀速向上或匀速向下运动时,物体相对传送带有没有摩擦力?若有,是什么性质的摩擦力及其方向?此摩擦力的方向与物体的运动方向相同还是相反?

例4.传送带匀速向上运动,物体轻轻放在传送带上,问:物体刚放上时受不受到摩擦力?若受到,是什么性质的摩擦力?摩擦力的方向?

例5.传送带匀速向下运动,物体轻轻放在传送带上,问物体刚放上时受不受到摩擦力?若受到,是什么性质的摩擦力?摩擦力的方向?

上面5个例题,完全能够回答刚开始的两个问题:静止的物体能受到滑动摩擦力吗?运动的物体能受到静摩擦力吗?这种及时利用例题练习,让学生在问题中学习摩擦力,使他们始终保持兴趣,同时引导他们运用物理知识去解决实际问题。

对于上面的例题,完全可以用身边的绳子作为实验器材,此时的绳子相当于传送带,可以将题目中的情景展现出来。拖动绳子在水平桌面上运动,手轻轻地压在绳子上,或手压在绳子上的同时与绳子相反的方向滑动,通过眼观察、心体会、脑思考与分析后,不管是理论还是实践都能对摩擦力有更深刻的理解。将桌面倾斜后,将绳子在倾斜桌面上向上拖动或向下拖动时,将手轻轻压在绳子上,体会摩擦力的方向与理论分析进行比较。通过实验及心灵的体会,使理论知识与生活实践相结合,学生乐于接受,印象深刻,从而使物理学习的方法潜移默化地根植于学生的头脑,真正成为知识的主人。

三、课后:布置任务,回归生活,在实践中再次运用知识、学习知识

课堂学习知识、完善知识,还应课后及时巩固。可布置些任务,让学生回归生活,在生活中体会知识,从理论与实践中得出学习的乐趣,培养学生学习物理知识的兴趣。本人通常是这样处理的:

任务一:如下图所示,是皮带传动装置示意图(皮带不打滑),A为主动轮(轮子转动时带动皮带运动),B为从动轮(皮带运动带动轮子转动),关于A轮上P点和B轮上Q点所受摩擦力的方向?(提示:可用两手分别作为轮子和与之相接触的皮带)

任务二:骑自行车时,脚蹬踏板时,自行车的前后轮各自受到什么性质、什么方向的摩擦力?(提示:可将自行车车头离地,用手摇动踏板来实验)

这两个任务,作为第二课时的开始,复习提问。

学习物理的最大特点就是以生活实验为基础,从实验出发,寻找规律,再用试验去验证结论。高中学生的特点之一就是不爱动手,因此要多做实验,激发他们的兴趣,让他们有成功的喜悦,调动他们进一步学习的积极性。同时,在学生亲自做实验的过程中,锻炼了学生的素质,提高了学生的动手能力,使他们学会人与人之间的合作。

参考文献:

[1]黎中明.摩擦力教学设计.中学教学参考:理科版,2012(6).

[2]高秀萍.摩擦力教学体会.成都之路,2010(6).

[3]唐桂家.浅谈如何摩擦力教学.学园,2011(5).

生物力学方向范文第4篇

在设计《人造卫星宇宙速度》课堂教学时,一开始就提出问题:能否让抛出的物体不落地?这时学生十分活跃,议论纷纷:有的会说,将物体上抛,初速度越大,上升的高度越高,当初速度大到一定的程度,物体飞到外太空,就不再回来了;有的会说,由平抛运动规律可知,物体从越高的地方、抛出的初速度越大,落地的水平距离越长,当初速度大到一定程度,物体就落不回地面了;还有的同学可能会进行反驳:落地的跨度长了,可地表就不是一个水平面了;也有的同学说,由匀速圆周运动可知,当重力正好提供它作圆周运动所需的向心力时,物体绕地球在圆形轨道上运动就不回地面了。通过思考和讨论,不但能加深学生对知识的理解和掌握,还能激发学生进行独立思考。

比如,有一次在讲课“摩擦力”中,我记录了老师与学生的一小段对话:

师:人为什么会走路?

生:因为人有脚。

师:不对,是因为有摩擦力。

生:(无言、一头雾水)

课后我经过反思,教师提问题要有一定深度,同时也要与生活相联系,要有相关的引领。 能否做这样的改进:

“假如你走路时,踩到香蕉皮,会怎样?”(让学生结合自己的体会谈谈)

接着再追问,“为什么?”

“假如大扫除后,走在刚冲完水的地面上,又会怎样?” (让学生结合自己的体会谈谈)

这时再讲摩擦力、或者作用力与反作用力,学生会更容易接受,印象也会更加深刻,同时也不至于只停留在“人有脚”的表面问题上。通过反思会促进和提高我们今后的教学效率。

新课程下,以物理学科来说,其实平常物理教学中需要教师课后小结、反思的地方太多了。如一个实验,该以什么形式展示给学生,是以探究的形式,还是以验证的形式,是以分组,还是以个人演示的形式,这些都是要在教学实践中加以反思的。

例如,我在讲摩擦力的方向时,学生总认为滑动摩擦力方向与物体“运动方向”相反。虽然在课堂上老师讲得很清楚,还用动画展示讲解过,也再三强调了,但学生总是难以理解。经过课后的教学反思,我认为,直接原因有二,一是缺乏直观实物实验的展示;二是学生没有经历一个从观察到的物理现象到找出规律的过程。于是,在以后的教学中,我采用以下的方法,尽量用实物实验,它既直观又令人信服,并让学生经历一个从物理现象到物理规律的思维过程。 大多数学生认为滑动摩擦力方向与物体“运动方向”相反。 为此,我要学生举例说明,学生也举了很多例子,比如用黑板擦在黑板上擦字(滑动),木箱在地面上滑动等。我不但没有加以否认,而是帮他们再举一些实例支持他们的观点。 接着,我托着一块木板在讲台上走动,另一只手拿着毛扫在板上扫动。

实物演示1、我托着一块木板在讲台上向右走动,另一只手拿着毛扫在板上相对板向右扫动,毛扫相对地面也向右运动, ――毛扫的毛向左倒,滑动摩擦力方向“向左”:滑动摩擦力方向与物体“运动方向”相反

实物演示2、我托着一块木板在讲台上向右走动,另一只手拿着毛扫在板上相对板向左扫动,但毛扫相对地面也向右运动, ――毛扫的毛向右倒,滑动摩擦力方向“向右”滑动摩擦力方向与物体“运动方向”相同。

矛盾! 进一步分析:毛扫在板上相对板向右扫动,滑动摩擦力方向“向左”; 毛扫在板上相对板向左扫动,滑动摩擦力方向“向右”。 从而让学生自己得出结论:滑动摩擦力方向是与“相对运动方向”相反;而不是与物体“运动方向”相反。

生物力学方向范文第5篇

教育以人为本,学生是学习的主体,在课堂教学中应该让学生带着自己的问题去探究以体现学生的主体性。

【教材分析】

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的,这部分知识是本章的重点和难点,也是学好圆周运动的关键点,学好这部分知识,可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰,先是从身边的事例出发,让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力,从而引出向心力的概念。由于上一节中,已经从一般性的结论入手,利用矢量运算,在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论,进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律,就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。

接着,教材为了让学生对向心力有一个感性的认识,设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上,这个实验除了要验证向心力表达式之外,另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力,而是一个效果力”,也即让学生初步学会分析向心力的来源。

与过去不同的是,本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发,在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动,什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

【学情分析】

(1)思维基础

根据新课程教学理念,从高一第一学期开始,在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学,学生已经初步有了探究事物的一般方法,即“是什么?──怎么样?──为什么?”的思维方法。因此,本设计中就通过创设问题情景,激励学生自己提出想要研究的问题。

(2)心理特点

依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡,也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段,因此在教学中,要遵循从感性到理性的认识规律,本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。

(3)已有知识

通过前一节《向心加速度》的学习,学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心,它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。

但由于错误的经验或者说是思维定势,学生往往认为向心力是一种新的力,因此“向心力不是一种新的力,而是根据作用效果命名的力”(即向心力的来源)对学生来说,将是个难点。

【教学目标】

1.知识与技能

(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。

(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。

(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。

2.过程与方法

(1)通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法:提出问题,分析问题,解决问题。

(2)在验证向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用。

(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3.情感态度与价值观

(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力。

(2)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。

(3)实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。

【重点难点】

1.教学重点

(1)理解向心力的概念和公式的建立。

(2)理解向心力的公式,并能用来进行计算。

(3)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。

2.教学难点

(1)向心力的来源。

(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。

【教学策略与手段】

本节课设计成了探究性学习课,即在教师创设情景,让学生自己提出想要知道的问题,在教师的引导下,通过全班同学的讨论,自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力。

一、难点的突破

“向心力不是一种新的力,而是根据作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特点”对学生来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中,必须让学生对物体进行受力分析,并让学生判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度,目的是让学生体验向心力的来源。在变速圆周运动中,让学生对物体进行受力分析,说明各个力产生怎样的加速度,从而进一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、对教材中两个地方的处理

1.由于课本中用来粗略验证向心力表达式的圆锥摆运动在课堂中很难实现让学生测量,所以本设计中安排了先用向心力演示仪去验证向心力的表达式,然后在让学生分析游乐园中转椅的运动和受力情况后,通过让学生体验在实验室里粗略测量圆锥摆模型运动中的向心力大小以落实它的向心力来源,并向学生说明我们可以用圆锥摆粗略验证向心力表达式。

2.为说明做变速圆周运动的物体,它受到的力并不是通过圆心时,课本上是通过实例链球运动和学生自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为直接这样让学生体验并得到上述结论难度不小,所以本设计中先让学生通过对游乐园中过山车做变速圆周运动进行受力分析,从而得到──物体在什么情况下做变速圆周运动,然后让学生观察并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力情况,从而降低了难度。

三、本节课的教学流程设计为

1.向心力概念的引出。

2.引导学生提出自己想要研究的问题。

3.鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。

4.用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。

5.从游乐园里转椅出发落实:①分析圆锥摆中向心力的来源;②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。

6.由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实:物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。

7.让学生知道研究一般曲线运动的方法。

8.课堂小结。

在教学手段上,充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动,以增强教学的生动性和形象性,活跃课堂气氛,从而充分调动学生学习的积极性,落实教学目标。

【课前准备】

1.实验仪器:带细绳的小钢球(两人一个)。

2.动画及视频:地球绕太阳运动、圆锥摆(动画),双人花样滑冰,游乐园中的转椅和过山车、链球运动的视频及图片。

3.制作ppt。

【教学过程】

一、向心力概念的引出

师:我们先看几个做圆周运动的例子,思考这样一个问题:这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去,而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动?

大家也可以自己动手制作一个圆周运动(事先给学生发了个带细绳的小球)

生:受到了拉力的作用,

[学生活动]:对以上做圆周运动的物体受力分析

师:这些力的指向有什么特点呢?

生:指向圆心。

师:我们把这样的力叫做向心力。

板书向心力:做圆周运动的物体所需的指向圆心的力,符号:Fn

二、引导学生提出自己要研究的问题

师:这节我们就来研究向心力。接下来我想把课堂交给在座的各位同学。关于向心力,你想知道什么,想研究什么,就以问题的形式提出来,我们一起解决。大家先考虑两分钟。同桌、前后排的同学也可以相互讨论下。

[学生活动]:

生1:向心力的方向与向心加速度的方向是否相同?

生2:向心力的大小跟什么有关?与ω、ν之间什么关系?

生3:向心力的大小怎么测量计算?

生4:向心力有什么特点?

生5:向心力的作用效果是怎样的?

生6:向心力是不是合力?

生7:向心力的来源?

生8:向心力的施力物体是什么?

生9:圆周运动的半径为何不变?

生10:向心力与向心加速度的关系如何?

(师将这些问题一一写道黑板上)

三、鼓励学生先共同解决一部分问题

师:有问题我们一起解决,大家思考下这些问题,看看你能不能帮别人解决这些问题。

以下是课堂实录:

生1(男):老师我回答第一个问题,我觉得向心加速度方向与向心力的方向相同,因为根据牛顿第二定律,

得到加速度的方向与力的方向是一致的。

师:大家都同意他的看法吗?

生2(女):我不同意,因为牛顿第二定律是在直线运动中的,这里是曲线运动,情况不一样,所以不能用牛顿第二定律得出来。

生3(女):我认为他是对的。因为牛顿第二定律是说物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。也没说在曲线运动中不成立,所以是对的。

(师引导学生通过受力分析,并由上节课学习的在圆周运动中某点的向心加速度方向指向圆心,从而总结得到牛顿第二定律在曲线运动中仍成立。)

生4:根据牛二律

可以得到

四、用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式

师:刚才我们已经得到了向心力的表达式。理论的正确与否我们必须要用实践去证明。

引导学生说出怎么去验证──利用控制变量法。

介绍向心力演示仪原理,请一位学生自己来演示给全班同学看。

引导学生由多次实验现象可以得到:

半径r、角速度ω一定,

与质量m成正比

质量m、角速度ω一定,

与半径r成正比;

质量m、半径r一定,

与角速度ω的平方成正比;

到此为止,以上学生提出的很多问题都得到了解决

(师将这些解决掉的问题一一画勾)

五、从游乐园里转椅出发落实:①分析圆锥摆中向心力的来源②用圆锥摆实验可以粗略去验证向心力表达式

1.圆周摆

(1)游乐园图片及视频材料

(2)学生动手让小球做圆锥摆运动

(3)建立物理模型(如图所示)

思考与讨论:

①如图所示,做匀速圆周运动的小球受到哪些力的作用?合力产生了怎样的加速度?

②能否在实验室里粗略计算此匀速圆周运动中的向心力大小?

分析:

①这里的受力分析结合前面落实:向心力不是一种新的力,它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是这些性质力的合力,也可以是这些性质力的一个分力。

②在“实验室里如何计算向心力的大小”这里,引导学生可以设计两种方法去测。

师:我们课本上就是利用圆锥摆中可以有两种方法测向心力来粗略验证向心力的表达式的,同学们课后有兴趣完全可以自己去做一下。

六、由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实:物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点

1、看过山车视频并对右图中的情况进行受力分析,说明各个力产生了怎样的加速度,并进一步引导向心力的来源。

分析图1落实:

①向心力和切向力的作用效果。

②什么情况下物体做匀速圆周运动,什么情况下做变速圆周运动。

师:哪个力提供向心力?

有向心力就向心加速度,上节课我们学习的向心力可以改变什么?

引导得到向心力的作用效果:只改变速度的方向。

师:切线方向上的重力会对物产生怎么样的影响?

引导学生得到切向力改变了速度的大小。

2、总结什么情况下,物体做匀速圆周运动,什么情况是做变速圆周运动

匀速圆周运动:只有向心加速度时。

变速圆周运动:同时具有向心加速度和切向加速度时。

3、分析图2、图3,让学生获得在不同情况下如何分析向心力和切线力的来源

4、让学生观察和自己动手体验变速圆周运动从而得到变速圆周运动物体受力情况。

再次问学生:向心力是否一定是合力?

生:不一定

(七)让学生知道研究一般曲线运动的方法:曲线小段圆弧圆周运动,即利用微元法将曲线分割为许多极短的小段,每一段都可以看做一小段圆弧,然后进行研究。

八、课堂小结

课堂的最后将学生的问题归类:说到底我们研究了向心力的大小,方向,作用效果,来源。

【板书设计】

向心力

1.定义:使物体做圆周运动,指向圆心的力。

2.研究内容:

⑴向心力的方向与向心加速度的方向是否相同?

⑵向心力的大小跟什么有关?与ω、ν之间什么关系?

⑶向心力的大小怎么测量计算?

⑷向心力有什么特点?

⑸向心力的作用效果是怎样的?

⑹向心力是不是合力?

⑺向心力的来源?

⑻向心力的施力物体是什么?

⑼圆周运动的半径为何不变?

⑽向心力与向心加速度的关系如何?

3.匀速圆周运动:仅有向心加速度的运动。

变速圆周运动:同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动运动。

4.问题归纳:

⑴向心力的方向

⑵向心力的大小

⑶向心力的作用效果

⑷向心力的来源

【问题研讨】

1.这是一节探究型学习课。本堂课中学生活动较多,所用时间相应就多了,所以整堂课没有宽裕的时间用来提供例题让学生利用向心力表达式简单计算物体做匀速圆周运动所需的向心力和分析向心力的来源。

2.因为整堂都是以学生为主的探究性学习,创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题,解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的,所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密,难免缺少知识的系统性,因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。

3.探究型学习课给教师提出了很高了要求。在探究的第一个环节一定要千方百计的鼓励学生提出问题,但由于学生之间存在差异性,不同的学生提出的问题层次各有不同,因此一定要因材施教,根据不同的学生创设不同的情景以及要运用不同的引导方法、激励方法和评价方案;根据不同的学生,采用不同的方法激发学生的学习兴趣和调动学生的积极性等等。这就给教师提出了很大的要求。又由于学生提出的问题的难预料,给课堂教学带来了一定的难度。这就要求教师具有较强的引导和应变能力以及较强的课堂管理能力,同时教师必须要非常了解学生,教师平时多走进学生,关爱学生,了解学生,懂得学生的兴趣点;尊重每一位学生,但不放纵学生等。对于教师本人,必须要有强烈的“以学生为主体”的意识,课堂应该是属于学生的课堂,同时一要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。

参考资料:

1.人教版物理必修2《教师教学用书》,人民教育出版社,第41页。