《力學(xué)單位制》教學(xué)設(shè)計(jì)

王永欣

教材分析

這節(jié)課是在上一節(jié)《牛頓第二定律》中表達(dá)式F=kma在定義了單位N之后k取1的基礎(chǔ)上，對(duì)力學(xué)單位的規(guī)定進(jìn)行了深入詳細(xì)的闡述。

教材由淺入深地從三方面展開(kāi)討論：首先指出單位制由基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成;其次，對(duì)國(guó)際單位制的規(guī)定進(jìn)行了闡述;最后，將國(guó)際單位制的規(guī)定應(yīng)用于實(shí)際并加以提升。

通過(guò)上述學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生獲得了知識(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，動(dòng)手能力，邏輯思維能力;同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中弘揚(yáng)了社會(huì)主義核心價(jià)值觀，滲透了中國(guó)古代文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感、自豪感和愛(ài)國(guó)心。

學(xué)情分析

作為高一的學(xué)生，經(jīng)過(guò)了初中三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的對(duì)現(xiàn)象的觀察與分析能力;他們?cè)诔踔泻透咧幸呀?jīng)知道了不少單位，但是象牛頓、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等單位的規(guī)定，學(xué)生感覺(jué)有點(diǎn)茫然;他們的好奇心強(qiáng)，有較強(qiáng)的參與意識(shí)。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：

1.知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。

2.知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位。

3.認(rèn)識(shí)單位制在物理學(xué)中的重要作用。

過(guò)程與方法

1.通過(guò)學(xué)生親身體驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到單位制的重要性。

2.通過(guò)單位制的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手、勇于探索，可提高學(xué)生自信心并養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、合作探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.從單位制在實(shí)際中的應(yīng)用，適時(shí)地滲透科技教育和科學(xué)方法教育，激發(fā)學(xué)生心靈深處熱愛(ài)科技的情感。

3.適時(shí)地進(jìn)行人文教育和愛(ài)國(guó)主義教育，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，滲透中國(guó)古代物理文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感、自豪感和愛(ài)國(guó)心。

教學(xué)重點(diǎn)

1.知道單位制的作用，即清楚物理公式和物理量的關(guān)系。

2.掌握國(guó)際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位。

教學(xué)難點(diǎn)

1.單位制的實(shí)際應(yīng)用。

教學(xué)策略與設(shè)計(jì)說(shuō)明

采用“主導(dǎo)——主體”的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，實(shí)時(shí)反饋、評(píng)價(jià)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案。流程為：“情境導(dǎo)入——合作探究——交流評(píng)價(jià)——總結(jié)提升”

教學(xué)過(guò)程

【引入】【在學(xué)生中間陳述】同學(xué)們，下面我們做一個(gè)拔河游戲，與平時(shí)拔河不同的是——我們?cè)诶K子兩端加兩個(gè)彈簧秤來(lái)顯示各自的拉力（展示彈簧秤但不展示刻度）。下面請(qǐng)兩位同學(xué)——一位男生（小刻度）和一位女同學(xué)（大刻度）來(lái)展示一下自己的神力。注意：拉的時(shí)候慢慢拉（動(dòng)作示意），因?yàn)槊鸵焕菀壮砍?。?tīng)我口令，預(yù)備——開(kāi)始——停。請(qǐng)兩位同學(xué)分別讀出各自的力。

【設(shè)問(wèn)】為什么兩個(gè)讀數(shù)有這么大的差距呢？

【陳述】對(duì)——制作彈簧秤時(shí)，刻度所選的單位不同。我們要想比較兩位同學(xué)的拉力大小，需要把兩個(gè)力統(tǒng)一到相同的單位制下，那么，什么是單位制呢？

【板書(shū)】一、單位制

【展示幻燈片】展示幾個(gè)常用公式

【問(wèn)題】這三個(gè)公式里的字母表示什么呢？

【陳述】每個(gè)物理量都有自己的單位， 公式確定了各物理量之間的關(guān)系，同時(shí)也確定了各物理量的單位之間的關(guān)系。如果我們選定幾個(gè)物理量作為基本量，其它物理量就可以通過(guò)公式推導(dǎo)出來(lái)（板書(shū)）?；玖康膯挝唤谢締挝唬ò鍟?shū)），導(dǎo)出量的單位叫導(dǎo)出單位（板書(shū)），基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制（板書(shū)）。

【學(xué)生分組討論】請(qǐng)同學(xué)們?cè)谏厦鎺讉€(gè)公式范圍內(nèi)，選幾個(gè)量作為基本量，其單位作為基本單位，構(gòu)建自己小組的單位制。

【隨機(jī)叫組展示成果】派代表到前面解說(shuō)。

【陳述】大家選的基本量為……，我們看看國(guó)際上那些典型的單位制，看看這些單位制基本量的選擇，（嚯）幾乎都把長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間選作基本量，為什么呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)這符合人的認(rèn)知規(guī)律——研究問(wèn)題從最容易接受的事情開(kāi)始。

【中國(guó)傳統(tǒng)單位制】中國(guó)傳統(tǒng)單位制有幾千年的歷史了，特別能體現(xiàn)我國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧，比如對(duì)質(zhì)量的測(cè)量，古人沒(méi)有選十進(jìn)制，而是選擇十六進(jìn)制，即一斤等于十六量，為什么呢？對(duì)人的約束有法律約束、制度約束、道德約束、心理約束，古人在桿秤的制作中對(duì)缺斤少兩的人用的就是心理約束。

【并存危害】多個(gè)單位制的并存，很容易引起交流障礙。（展示第一張圖片）吵的原因兩國(guó)單位制不同，其實(shí)兩個(gè)人都是對(duì)的，好尷尬啊?。ㄕ故镜诙垐D片）“尺”還是古代的“尺”，好無(wú)奈?。。ㄕ故镜谌龔垐D片）資料用的是英制，操作者用的是公制，導(dǎo)致探測(cè)器離火星太近，損失1.25億美元，慘痛啊！統(tǒng)一單位制是世界各國(guó)的共同需要。

【板書(shū)】國(guó)際單位制（SI）

【基本單位】（先板書(shū)）開(kāi)始基本單位只有三個(gè)——米、千克、秒，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這三個(gè)單位并不能導(dǎo)出電學(xué)里的所有單位，經(jīng)研究又加了一個(gè)安培，同樣熱學(xué)里加了開(kāi)爾文和摩爾，光學(xué)里加了坎德拉?；締挝徊皇且幌伦舆x定的，而是隨著研究深入慢慢選出來(lái)的，正如知識(shí)的學(xué)習(xí)，應(yīng)一步一個(gè)腳印，逐步深化！（彩筆板書(shū)七個(gè)量）

【介紹原器】這些都是當(dāng)初制定的標(biāo)準(zhǔn)，隨著社會(huì)對(duì)精準(zhǔn)度的不斷提高，標(biāo)準(zhǔn)也有更精準(zhǔn)的定義。同學(xué)們，我們的世界越來(lái)越精準(zhǔn)，你準(zhǔn)備好了嗎？

【板書(shū)】SI導(dǎo)出單位

【學(xué)生分組討論】初中還學(xué)過(guò)那些SI導(dǎo)出單位？

【板書(shū)】SI單位的倍數(shù)單位

【陳述】十進(jìn)制，用詞頭表示。

【強(qiáng)調(diào)】我們?cè)诮忸}時(shí)第一步要把SI單位的倍數(shù)單位和非SI單位轉(zhuǎn)化為SI單位。

應(yīng)用1：簡(jiǎn)化書(shū)寫(xiě)

【幻燈片展示】光滑水平面上有一個(gè)靜止的物體，質(zhì)量是700g，在1.4N的水平恒力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（如圖），2s末的速度是多大？ 2s內(nèi)通過(guò)的位移是多少？

【說(shuō)明】這道題是課本例題改編而來(lái)的，這道題的目的不是為了展現(xiàn)物理思維，而是為了說(shuō)明物理過(guò)程的規(guī)范化。

【簡(jiǎn)單說(shuō)明思路】初速度為零，知道

時(shí)間求末速度還需要知道什么？

【展示規(guī)范解題過(guò)程】

應(yīng)用2：系數(shù)單位

【闡述】如果所有量的單位都用SI單位表示，等號(hào)兩邊的單位是等價(jià)的。

【和學(xué)生一起分析兩個(gè)公式】

【萬(wàn)有引力公式】這個(gè)公式揭開(kāi)了宇宙的奧秘，也幫助我們逐步實(shí)現(xiàn)航天夢(mèng)。先問(wèn)：G是什么？（學(xué)生可能有的說(shuō)是重力，肯定有人反駁），介紹除了G之外的量代表什么，那么G的單位是什么呢？

【學(xué)生分組討論萬(wàn)有引力公式】

應(yīng)用3：探究公式

【探究】探究鉤碼完整往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間——周期（T）的影響因素。

【實(shí)驗(yàn)猜想】猜想可能和哪些量有關(guān)？（學(xué)生回答）（振動(dòng)幅度、質(zhì)量、彈簧的量——?jiǎng)哦认禂?shù)……）

【展示幻燈片】會(huì)不會(huì)是 ？（學(xué)生很快說(shuō)不是）那么應(yīng)該是？（學(xué)生回答 ）

【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】理論和精確實(shí)驗(yàn)證明，我們的結(jié)論真的是正確的。

單位制思想的升華

【陳述】同學(xué)們，統(tǒng)一單位制體現(xiàn)了一種思想——求同的思想，一個(gè)國(guó)家單位制的求小同，多個(gè)國(guó)家單位的統(tǒng)一是求大同。同學(xué)們，我們的世界需要求同，這是一種格局觀。人與人之間是求小同，國(guó)與國(guó)之間是求大同，為了世界的和平與發(fā)展則是最高境界的大同。

【朗誦詩(shī)】

單位制度意非輕， 求同思想在其中。 秦皇統(tǒng)一度量衡， 一帶一路求大同。

板書(shū)設(shè)計(jì)