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1、 圆 周 运 动 单 元 教 学 设 计【教 学 指 导 思 想】高 中 物 理 课 程 旨 在 落 实 立 德 树 人 根 本 任 务，帮 助 学 生 从 物 理 学 的 视 角 认 识 自 然，理 解 自 然，建 构 关 于 自 然 界 的 物 理 图 景；引 导 学 生 经 历 科 学 探 究 过 程，体 会 科 学 研 究 方 法，养 成 科 学 思 维 习 惯，增 强 创 新 意 识 和 实 践 能 力；引 领 学 生 认 识 科 学 的 本 质，形 成 科 学 态 度、科 学 世 界 观 和 正 确 的 价 值 观，为 做 有 社 会 责 任 感 的 公 民 奠 定 基 础。提 升
2、 学 生 的 物 理 学 科 核 心 素 养，为 学 生 的 终 身 发 展 奠 定 基 础，促 进 人 类 科 学 事 业 的 传 承 与 社 会 的 发 展。在 教 学 实 践 中，基 于 课 程 标 准，对 教 材 等 教 学 资 源 进 行 深 入 解 读、分 析、整 合 和 重 组 后，结 合 学 习 主 体 的 需 求，搭 建 起 的 一 个 由 单 元 大 主 题 统 领、各 小 节 主 题 相 互 关 联、逻 辑 清 晰 的 完 整 教 学 单 元。积 极 探 索 基 于 情 境、问 题 导 向 的 互 动 式、启 发 式、探 究 式、体 验 式 等 课 堂 教 学，提 高 课
3、 堂 教 学 效 率，通 过 教 学 设 计 帮 助 学 生 制 定 单 元 进 阶 式 学 习 内 容,实 现 在 大 概 念 背 景 下 进 行 循 序 渐 进 的 学 习，促 进 学 生 系 统 掌 握 学 科 基 础 知 识、基 本 技 能、基 本 方 法，培 养 适 应 终 身 发 展 和 社 会 发 展 需 要 的 正 确 价 值 观 念、必 备 品 格 和 关 键 能 力。【单 元 教 材 内 容】本 章 是 必 修 课 程 的 第 六 章。在 第 一、二 章 中，学 生 学 习 了 运 动 的 描 述 和 匀 变 速 直 线 运 动 的 规 律，对 运 动 学 的 知 识 有
4、了 一 定 的 了 解；在 第 三、四、五 章 中，学 生 学 习 了 关 于 力 的 基 本 知 识 和 牛 顿 运 动 定 律 及 抛 体 运 动，对 动 力 学 的 知 识 也 有 了 一 定 了 解。本 章 的 学 习 中，不 仅 要 讨 论 圆 周 运 动 的 规 律，同 时 要 用 牛 顿 运 动 定 律 对 有 关 圆 周 运 动 进 行 分 析。因 此 可 以 说，本 章 实 际 上 是 运 动 学 和 动 力 学 知 识 在 圆 周 运 动 上 的 具 体 应 用，是 学 生 所 学 运 动 学 和 动 力 学 知 识 的 进 一 步 拓 展 和 延 伸。本 章 内 容 与
5、旧 版 中 相 比，将 原 来 的 第 五 章 曲 线 运 动 的 内 容 分 成 了 第 五 章 抛 体 运 动 和 第 六 章 圆 周 运 动。对 于 直 线 运 动 学 生 都 比 较 熟 悉，而 曲 线 运 动 相 对 于 直 线 运 动 来 说 比 较 复 杂，把 原 来 的 一 章 分 成 两 章 更 符 合 新 课 程 的 要 求，有 利 于 学 生 知 识 体 系 的 构 建 和 形 成。本 章 按 照“圆 周 运 动 的 描 述、圆 周 运 动 受 力 分 析、圆 周 运 动 联 系 实 际 问 题”的 整 体 结 构 进 行 编 排，突 出 物 理 观 念 的 形 成，有
6、利 于 科 学 思 维 与 科 学 探 究 能 力 的培 养。单 元 内 容 可 分 为 三 个 部 分：学 习 描 述 圆 周 运 动 的 基 本 物 理 量 一 线 速 度、角 速 度、周 期 及 其 关 系；探 究 物 体 做 圆 周 运 动 的 条 件，学 习 向 心 力 与 向 心 加 速 度;应 用 圆 周 运 动 的 知 识 分 析 火 车 转 弯、汽 车 过 拱 形 桥 及 离 心 运 动 等 生 活 中 的 实 际 问 题。整 合 单 元 知 识 脉 络 体 系，建 构 单 元 知 识 结 构 学 习 进 阶 图，如 图 1所 示。图 1:“圆 周 运 动”单 元 知 识 结
7、 构 进 阶 图 在 单 元 结 构 安 排 上 体 现“从 学 生 的 体 验 入 手，逐 步 上 升 到 理 性 认 识，再 由 理 性 认 识 回 到 生 活 实 际 中 去”的 基 本 理 念。【学 情 分 析】在 学 习 本 章 之 前，学 生 已 经 学 习 了 高 中 物 理 必 修 第 一 册 的 全 部 课 程 及 高 中 物 理 必 修 第 二 册 的 第 五 章 抛 体 运 动 的 内 容，所 以 对 运 动 学 的 学 习 已 经 很 充 分，在 实 验 方 法 和 技 能 上 也 有 一 定 的 基 础。具 体 来 说，学 生 己 经 掌 握 了 直 线 运 动 和
8、曲 线 运 动 的 特 点，知 道 了 如 何 描 述 匀 速 运 动、匀 变 速 运 动、抛 体 运 动 等 经 典 运 动 形 式，对 圆 周 运 动 这 一 概 念 也 有 了 初 步 的 体 会。在 高 中 的 数 学 学 习 中，学 生 已 经 学 习 了 相 似 和 极 限 的 思 想，对 于 本 章 的 相 关 物 理 量 的 学 习 很 有 帮 助。本 章 内 容 比 较 抽 象，学 生 在 建 构 模 型 和 利 用 极 限 思 维 分 析 圆 周 运 动 向 心 加 速 度，以 及 利 用 圆 周 运 动 理 论 知 识 处 理 实 际 问 题 时，可 能 存 在 困 难。
9、所 以 需 要 利 用 真 实 情 境 来 引 导 学 生 通 过 分 析、推 理、总 结、反 思 等 手 段 掌 握 系 统 知 识，发 展 学 生 科 学 论 证 与 创 新 能 力，引 导 学 生 认 识 科 学 价 值，培 养 学 生 的 社 会 责 任。【课 程 标 准 要 求】1.会 用 线 速 度、角 速 度、周 期 多 角 度 描 述 圆 周 运 动。知 道 匀 速 圆 周 运 动 是 变 速 运 动，掌 握 匀 速 圆 周 运 动 相 关 物 理 量 之 间 的 关 系 2.通 过 实 验 探 究 匀 速 圆 周 运 动 向 心 力 来 源，能 够 掌 握 匀 速 圆 周 运
10、 动 向 心 力 大 小 与 半 径、角 速 度、质 量 的 关 系。3.能 用 牛 顿 第 二 定 律 分 析 匀 速 圆 周 运 动 的 向 心 力 向 心 加 速。4.能 用 圆 周 运 动 知 识 分 析 生 活 中 各 种 圆 周 运 动 的 现 象，并 在 此 过 程 中 体 会 模 型 的 建 构 方 法，了 解 生 产 生 活 中 的 离 心 现 象 及 其 产 生 的 原 因。【单 元 素 养 目 标】1、物 理 观 念 通 过 对 生 活 中 圆 周 运 动 的 研 究，理 解 线 速 度、角 速 度 和 周 期 的 概 念，知 道 线 速 度、角 速 度 之 间 的 关
11、系；能 够 分 析 向 心 力 的 来 源，知 道 向 心 力 大 小 与 质 量、线 速 度、角 速 度 和 半 径 等 物 理 量 的 关 系，理 解 向 心 加 速 度 的 概 念，能 够 建 构 模 型，处 理 生 活 中 的 圆 周 运 动 问 题，发 展 学 生 的 运 动 与 相 互 作 用 的 物 理 观 念。2、科 学 思 维 通 过 对 物 体 做 圆 周 运 动 实 际 情 境 进 行 抽 象、概 括，建 构 圆 周 运 动 模 型，运 用 极 限 法 理 解 线 速 度 的 瞬 时 性。通 过 实 验，探 究 向 心 力 大 小，发 展 学 生 科 学 论 证 能 力，
12、匀 速 圆 周 运 动 的 规 律 也 可 以 在 变 速 圆 周 运 动 中 使 用，渗 透 特 殊 性 和 一 般 性 之 间 的 辩 证 关 系。通 过 对 生 活 圆 周 运 动 的 实 例 分 析，渗 透 理 论 联 系 实 际 的 观 点，提 高 分 析 和 解 决 问 题 的 能 力。3、科 学 探 究 依 托 实 验“感 受 向 心 力”、“探 究 向 心 力 大 小 的 表 达 式”，培 养 学 生 在 提 出 问 题、实 验 方 案 设 计、器 材 选 取、数 据 处 理、发 现 物 理 规 律、得 出 结 论、分 析 改 进 等 方 面 的 能 力。4、科 学 态 度 与
13、 责 任 在 研 究 圆 周 运 动 的 过 程 中，通 过 极 限 思 想 和 数 学 知 识 的 应 用，体 会 学 科 知 识 间 的 联 系，建 立 普 遍 联 系 的 观 点。通 过 对 几 个 圆 周 运 动 实 例 的 分 析，使 学 生 明 确 具 体 问 题 必 须 具 体 分 析，理 解 物 理 与 生 活 的 联 系，学 会 用 合 理、科 学 的 方 法 处 理 问 题。养 成 良 好 的 思 维 表 述 习 惯 和 科 学 的 价 值 观，激 发 学 习 物 理 的 兴 趣。【学 法 指 导】1.通 过 圆 周 运 动 的 研 究，体 会 物 理 学 中 化 繁 为
14、简 的 研 究 方 法，拓 展 对 运 动 多 样 性 的 认 识，深 化 位 移、速 度、加 速 度 等 重 要 概 念 的 理 解，进 一 步 提 高 关 于 力 和 运 动 关 系 的 认 知。2.实 验 探 究 和 理 论 推 导 相 结 合，通 过 向 心 力、向 心 加 速 度 表 达 式 的 得 出 过 程，体 会 物 理 学 的 思 想 和 方 法。3.注 意 多 联 系 生 产 生 活 中 的 圆 周 运 动 问 题，善 于 提 出 有 价 值 的 问 题 和 其 他 同 学 讨 论，丰 富 体 验，提 升 实 践 意 识。4.利 用 化 曲 为 直、控 制 变 量、客 观
15、求 实 的 科 学 研 究 态 度 等 思 想 方 法。【课 时 安 排】第 1节 圆 周 运 动 1课 时 第 2 节 向 心 力 2 课 时 第 3 节 向 心 加 速 度 1课 时 第 4 节 生 活 中 的 圆 周 运 动 1课 时【教 学 设 计 概 述】本 单 元 的 教 学 设 计 可 以 分 为 三 个 层 级，具 体 设 计 思 路 如 下:学 习 层 级 学 习 设 计 具 体 内 容 问 题 情 境 创 设 设 计 教 学 情 景，弓 1 入 新 课 1.举 例 生 活 中 做 圆 周 运 动 物 体 的 情 境 2.用 发 光 二 极 管，演 示 圆 周 运 动 阶 段
16、 1:知 识 内 容 安 排 6.1 圆 周 运 动 圆 周 运 动 物 理 学 科 核 心 素 养 发 展 规 划 1.从 多 角 度 描 述 圆 周 运 动，重 视 物 理 概 念 的 构 建，让 学 生 切 实 体 会 到 线 速 度、角 速 度、周 期 等 概 念 引 入 的 必 要 性 2.比 较 自 行 各 个 齿 轮 边 缘 点 运 动 的 快 慢，激 发 学 生 的 兴 趣，引 发 描 述 圆 周 不 同 方 式 的 讨 论，培 养 学 生 科 学 探 究、推 理 论 证 的 科 学 素 养。学 习 方 式 指 导 通 过 课 堂 的 实 验 演 示、交 流 讨 论、问 题 启
17、 发 等 方 式 加 深 学 生 对 基 本 概 念 的 理 解，并 探 究 各 个 物 理 量 的 相 互 关 系,培 养 完 整 的 科 学 论 证 思 路 学 习 难 点 突 破 策 略 情 境 引 入，演 示 实 验，推 理 论 证，交 流 讨 论 问 题 情 境 创 设 设 计 教 学 情 景，引 入 新 课 1.复 习 回 顾：描 述 圆 周 运 动 的 物 理 量，承 接 上 一 节 的 教 学 内 容阶 段 2:向 心 力、向 心 加 速 度 2,通 过 多 媒 体 展 示，旋 转 小 球、汽 车 旋 转 等 教 学 演 示 实 验 认 识 向 心 力 3.通 过 鱼 缸、动
18、力 小 车 和 力 学 传 感 器 等 实 验 演 示 寻 找 向 心 力 的 来 源 知 识 内 容 安 排 6.2向 心 力 6.3向 心 加 速 度 物 理 学 科 核 心 素 养 发 展 规 划 1.通 过 视 频 展 示、实 验 演 示 等 方 式，让 学 生 认 识 向 心 力 2.通 过 先 定 性 后 定 量 的 两 个 实 验 活 动 探 究 向 心 力 的 大 小 与 质 量、线 速 度、角 速 度、半 径 等 物 理 量 之 间 的 关 系，培 养 学 生 科 学 探 究、推 理 论 证 的 能 力 3.运 用 牛 顿 第 二 定 律 讨 论 向 心 加 速 度，形 成
19、运 动 与 相 互 作 用 观 念 学 习 方 式 指 导 1.演 示 实 验，问 题 启 发，弓 1导 学 生 分 析 向 心 力 的 来 源 2.分 组 实 验，交 流 讨 论，让 学 生 了 解 影 响 向 心 力 大 小 的 因 素 3.通 过 d is实 验 演 示，进 行 定 量 实 验 探 究 4.运 用 牛 顿 第 二 定 律，由 力 推 知 向 心 加 速 度 5.通 过 phyphox软 件（手 机 物 理 工 坊）定 量 探 究 加 速 度 与 角 速 度 之 间 的 关 系 学 习 难 点 突 破 策 略 复 习 回 顾、情 境 引 入、问 题 启 发、分 组 实 验
20、和 科 学 探 究 阶 段 3:生 活 中 的 圆 周 运 动 问 题 情 境 创 设 设 计 教 学 情 景，引 入 新 课 通 过 介 绍 六 安 人 文 景 点 和 特 色 美 食，引 入 物 理 教 学 情 境，展 示 生 活 中 圆 周 运 动 的 场 景，如 列 车 转 弯、汽 车 转 弯、汽 车 过 桥、离 心 转 台 等 知 识 内 容 安 排 6.4生 活 中 的 圆 周 运 动 物 理 学 科 核 心 素 养 发 展 规 划 1.通 过 展 示 火 车 车 轮 结 构，分 析 火 车 转 弯 的 向 心 力 来 源 2.运 用 牛 顿 第 二 定 律 分 析 汽 车 过 拱
21、 形 桥 和 凹 形 桥 向 心 力 特 点 以 及 压 力 问 题 3.通 过 实 例 分 析 生 活 一 些 离 心 运 动 现 象 通 过 丰 富 的 实 例，让 学 生 通 过 受 力 分 析、运 动 分 析 建 立 圆 周 运 动 模 型，再 运 用 牛 顿 运 动 定 律 和 圆 周 运 动 知 识 求 解 一 些 具 体 问题，引 导 学 生 建 构 自 己 的 知 识 结 构，进 一 步 深 化 运 动 与 相 互 作 用 的 概 念。并 培 养 学 生 推 理 论 证 的 科 学 素 养 学 习 方 式 指 导 1.建 构 圆 周 运 动 模 型，分 析 向 心 力 的 来
22、源 2.引 导 学 生 分 析 圆 周 运 动 的 思 路，确 定 运 动 轨 迹、圆 心 及 半 径。受 力 分 析 寻 找 向 心 力，运 用 牛 顿 第 二 定 律 建 立 方 程。学 习 难 点 突 破 策 略 情 境 引 入，视 频 展 示，交 流 讨 论【教 学 专 题 划 分】专 题 一：整 体 感 知 一 圆 周 运 动。通 过 问 题 引 领 和 设 置 情 景 等 活 动，找 到 研 究 圆 周 运 动 的 物 理 量 及 各 物 理 量 之 间 的 关 系。专 题 二：探 究 构 建 一 向 心 加 速 度 和 向 心 力。通 过 力 的 分 析 和 牛 顿 第 二 定
23、律，获 得 向 心 加 速 度 和 向 心 力 的 概 念，对 圆 周 运 动 有 更 进 一 步 的 认 识。专 题 三：应 用 迁 移 生 活 中 的 圆 周 运 动 之 六 安 旅 游。结 合 生 活 实 际 对 圆 周 运 动 进 行 分 析，体 现 物 理 知 识 来 源 于 生 活，应 用 于 生 活 的 理 念。【单 元 教 学 作 业】每 一 节 教 学 有 配 套 的“学 习 任 务 单”，包 括：课 前、课 中、课 后 学 习 任 务。具 体 请 参 考 每 一 节 的“教 学 任 务 单”。【教 学 设 计 愿 景】本 单 元 教 学 设 计 体 现 了 以 学 生 为
24、中 心 的 新 课 程 改 革 理 念,充 分 调 动 学 生 的 主 观 能 动 性,通 过 本 单 元 的 学 习，让 学 生 建 立 线 速 度、角 速 度、周 期 等 物 理 概 念，学 会 分 析 向 心 力 的 来 源，通 过 实 验 探 究，感 知 向 心 力 大 小 与 质 量、线 速 度、角 速 度 等 物 理 量 之 间 的 关 系，应 用 牛 顿 第 二 定 律 讨 论 向 心 加 速 度，建 立 由 力 推 知 加 速 度 的 思 路，构 建 圆 周 运 动 模 型，解 决 生 活 的 实 际 问 题，为 后 面 万 有 引 力 与 宇 宙 航 行 的 学 习 做 好
25、知 识 铺 垫。积 极 探 索 基 于 情 境、问 题 导 向 的 互 动 式、启 发 式、探 究 式、体 验 式 等 课 堂 教学，提 高 课 堂 教 学 效 率，在 实 验 教 学 中 引 导 学 生 对 实 验 探 究 过 程 的 思 考、实 验 方 法 的 创 新 以 及 实 验 规 律 的 归 纳 总 结，发 展 学 生 的 运 动 与 相 互 作 用 观 念，重 点 培 养 学 生 良 好 的 科 学 思 维 和 科 学 探 究 能 力 以 及 严 谨 的 科 学 态 度，最 终 把 立 德 树 人 的 根 本 任 务 落 实 在 教 学 课 堂 里。指 导 教 师：孔 庆 东 六 安 市 参 赛 选 手：曾 林 志、贾 永 峰、倪 以 东、张 前 顺、杨 春 芳 2022年 10月