基于学生体验的认知教学

--《向心力》教学设计

一．前期分析

　　"向心力"是人民教育出版社2011年出版的普通高中课程标准实验教科书《物理2》（必修）第五章曲线运动中第六节的内容。

　　本节课是一节向心力的概念课，是圆周运动的重点与难点，也是学好圆周运动的关键，学好这部分知识，既让学生明白了牛顿运动定律同样适用于分析曲线运动，同时也为以后学习天体运动和带电粒子在磁场中的运动打下基础。

　　教材的编排思路非常清晰，先从身边的事例出发，让学生体会到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而定义向心力的概念，讨论了向心力的性质和特点，然后根据牛顿第二定律和向心加速度表达式得到向心力的表达式，之后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"，一方面可以减少由于器材引起的困难，确保实验的开展，有利于分组学生实验。另一方面，用生活中常见的物品做实验会拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在我们身边，对科学产生亲切感。然后让学生在更一般、更广阔的背景下认识圆周运动和曲线运动。最后，设置了"做一做"栏目，通过体验性实验，让学生获得直接的感性认识，加深对向心力的理解。

　　学生在学习此节之前已经学习了直线运动和用牛顿运动定律解决相关问题，并通过前一节的学习，已经从数学的角度初步完成了向心加速度的推导，对向心加速度的概念也有了一定的了解。但是由于经验或者思维定势，往往认为向心力是一种新的力，在对物体受力分析的时候多分析了一个向心力，究其原因还是学生对向心力的体验不够，所以在教学过程中要多设计体验性的实验，让学生亲身去感受，去体验向心力的存在及来源；另外由于向心加速度本身从理论上推导得出的，而本节继续从理论的基础上推出向心力表达式，学生对向心力表达式是否接受或者完全接受其实还是要打问号的，因此非常有必要通过实验对表达式加以验证，最好是能够做到比较准确的验证，而不是粗略的验证。这样做不仅解决了学生对表达式的疑虑，而且还从另一个方面使学生能感受到牛顿运动定律不仅适用于直线运动，同样适用于圆周运动，有利于学生对牛顿运动定律的深化理解。而教材中实验的难点在于不易保持摆球的圆周运动，所以相当有必要对实验进行改进，以保持摆球圆周运动的持续性和稳定性，进一步保证了实验的精确性。

　　同时本节课限于时间的限制，不可能面面俱到，对于变速圆周运动跟一般曲线运动中向心力问题，可以作为学生课后拓展性知识。重点应放在如何帮助学生在匀速圆周运动中如何形成向心力概念。

（一）教学要求

基本要求 1. 了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的。

2. 体验向心力的存在，掌握向心力的表达式。

3. 会分析向心力的来源，计算简单情境中的向心力。

4. 初步了解"用圆锥摆粗略验证向心力的表达式"的原理。

5. 会测量、分析实验数据，获得实验结论。

发展要求 1. 从牛顿第二定律角度理解向心力的表达式

2. 知道做变速圆周运动的物体所受的合力一般不指向圆心，可分解为切向分力和向心分力。

3. 知道向心力的公式也适用于变速圆周运动，对竖直平面上的变速圆周运动问题，能运用向心力公式对最高点和最低点做定量分析。 （二）教学重点