《第一章 运动的描述》内容与价值分析+教学目标与重难点分析+章小结（word版教案）
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| 名称 | 《第一章 运动的描述》内容与价值分析+教学目标与重难点分析+章小结（word版教案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 164.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-10 11:23:09 | ||
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文档简介
《第一章 运动的描述》内容与价值分析
《第一章 运动的描述》内容与价值分析
（一）课标要求及解读
课标要求：
1.1.1 了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。
例1 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
1.1.2 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。
例2 通过质点模型、太阳系行星模型等实例，体会物理模型在物理学研究中的意义。
1.1.3 理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。
例3 结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法。
例4 结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维。
例5 用打点计时器、频闪照相或其他实验工具研究匀变速直线运动的规律。
1.1.4 通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
例6 查阅资料，了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。
例7 查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。
活动建议
（1）观察质量相同、大小和形状不同的物体在空气中下落的现象，了解空气阻力对落体运动的影响。
（2）查阅资料，了解并讨论伽利略关于物体运动的实验研究对科学发展和人类进步的重大意义。
解读课标：本单元通过对描述机械运动的物理量和匀速直线运动等知识的学习和应用，重在培养学生的运动观念、模型建构，学习定性与定量地描述物体运动的方法，体会物理学研究问题的思想方法，了解人类认识和描述自然的方式，提升物理学科核心素养。
（二）学习内容分析
“不了解运动， 就不了解自然。” 正如古希腊学者亚里士多德所说的那样，研究运动是物理学产生和发展的源头之一。物体的空间位置随时间的改变是自然界最简单、最基本的运动形式，称之为机械运动。在物理学中研究机械运动的分支就是力学，著名教育家和科学史家霍尔顿说：“无论从逻辑还是历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他学科的研究典范”。下图呈现出中学物理运动学必修部分的知识体系，从图中可知人们研究机械运动的思路是从最直观的运动轨迹开始研究位置和位置变化，逐渐深入研究其速度和加速度情况，并按照速度、加速度变与不变的思维路径进行分类和细化，从而深入和具体地进行研究，在图中可以看出速度、加速度概念在运动学体系中占据重要地位。
力学被称为科学研究的典范，不仅因为其知识体系逻辑清晰，结构简洁，更因为其体系蕴含着人类认识世界和自然的最基本的思路和典型的科学思想方法，现对本章蕴含的隐性知识分析如下：
1.本章对于运动的认识过程蕴含人类对事物认知的一般思路：
现象→感知→粗略（定性的描述）→精确（定量）的描述→确定各物理量之间的关系（匀变速直线运动规律）→研究事物的本质属性（力和运动关系）…… 这一程序性知识是分析物理问题基本且重要的思路。这种研究思路，普遍用于力、电、热等问题的分析，是运动与相互作用观念的重要内容。有助于学生的物理观念的形成和跨学科知识的融会贯通。
2.本章内容从多视角拓展了机械运动的内涵，有助于培养创新意识。
对于机械运动的认识和描述从原有的路程概念转变为位移；从关注运动快慢（速率）升级为关注速度的大小和方向、速度变化多少、速度变化快慢（加速度）；对运动的描述从定性到定量；描述运动属性的物理概念从标量到矢量；描述运动的快慢可以用速率，也可以用速度，可以用平均速度，也可以用瞬时速度；抽象物理概念（质点）可以用理想化模型的方法，也可以用比值定义（速度、加速度）的方法；物理概念的表达方式可以用语言文字、用数学表达式，也可以用图像；研究和解决问题的方式可以概括推理，也可以实验探究等，让学生逐渐认识物理知识建构过程和对事物的认知方式是如何多角度逐渐深入的。有助于发展学生思维能力，培养学生创新意识和能力，以及对科学本质的理解。
3.在知识形成过程中突出物理学重要的思想方法——建立理想化模型。
物体运动的复杂性对人类描述运动提出了挑战，智慧的人类提出“理想化模型”的思想方法，突出研究对象和所研究问题的主要方面，忽略次要因素，将理想化模型“质点”作为研究对象，不仅为描述和研究运动奠定基础，更能深刻地把握事物的本质，为人类研究复杂事物提供了科学的思想方法。理想化模型是感知和思维的产物，它源于具体事物，又高于具体事物。它既具有普遍意义，更是科学研究的典范。教材在建立质点模型时从如何处理实际物体运动的复杂性出发，在实际情景中引导学生思考如果把物体看作只有质量、没有大小的点，问题就可以解决了，进而讨论在什么情况下能够把物体看作质点…… 这样的处理避免了学生机械地记忆质点概念，有助于学生体验理想化模型的抽象过程，理解理想化模型的科学思维方法，培养和发展科学思维能力，同时也能让学生体会事物的表象具有多样性和复杂性，其本质可能存在同一性，激发探寻科学本质的愿望和兴趣。
4.在概念的建构过程蕴含比值定义物理量的思想方法和跨学科概念——变化率。
本章内容在建构描述运动的概念体系整个过程，隐含了人类观察认识事物的思维路径，即从研究位置到研究位置变化。人类对事物的变化的思考大多关心两个层面上的问题，一是变化了多少， 二是变化快慢即变化率。在直线运动的描述中位移Δx表示位置变化的多少，而速度表示位置变化快慢，即用变化率来描述物体运动的快慢；当物体速度变化时自然会沿用这样的思考方式：用Δv表示速度变化的多少，表示速度的变化率即速度变化的快慢—加速度。速度和加速度概念的建立过程让学生认识到用比值定义新的物理量的方法，这一方法在描述事物属性时经常用到，后续加速度、动摩擦因数、劲度系数等概念的建立都沿用这一方法。
本章重点概念速度和加速度的建立过程使学生认识到变化率这一跨学科概念在描述各种变化过程中起着非常重要的作用，本套教材关于“变化率”这一跨学科概念采取系统化、循序渐进的方式逐渐深入进行学习。在力学部分后续将进一步学习力是动量的变化率、电流是通过截面的电荷量的变化率、感应电动势是磁通量的变化率、电场强度是电势随距离的变化率等。变化率是高中物理的重要概念，也是重要的跨学科概念，学习和理解变化率概念对于更加精确和深入地认识和描述事物属性有重要意义。
5.在概念理解过程采用多样性的方法渗透极限的思想方法。
瞬时速度和瞬时加速度概念的理解渗透极限的思想方法。平均速度与真实的位置变化过程相联系，是真实的一段位移与真实的时间间隔的比值；在此基础上，为能更能精确地描述物体运动的快慢程度，从这一事实出发让学生理解到时间间隔Δt越小，平均速度越接近某一瞬间的瞬时速度，对运动的描述越精确，进而给出了一个推断和认定，当Δt→0时，就说是物体在某时刻的瞬时速度，这是第一次采用理论分析的方式渗透极限思想方法；第二次通过实验的方式渗透极限思想，在“测速度”实验中，把纸带上相邻两个计数点之间的时间间隔取得小一些，由两点之间的位移Δx与时间间隔Δt的比值算出的平均速度就可以代表中间计数点的瞬时速度；第三次是在用v - t 图象推出匀变速运动的位移公式；第四次是在“通过石子在砖墙上照片的轨迹长度估算曝光时间” 的习题中渗透极限思想。在本章拓展环节还分别设置了讨论非匀变速直线运动瞬时加速度概念也再次渗透极限思想。在后续学习中进一步拓展这一思想方法，如求解变力做功、变力冲量等，不断深化这一重要思想方法的理解和应用。极限的思想方法是研究物理量瞬间变化与过程积累的基本思想方法，实际就是微积分思想的初步，对于理解瞬时变化率和变量的积累都有着有重要意义。
《第一章 运动的描述》教学目标与重难点分析
《第一章 运动的描述》教学目标与重难点分析
（一）学习目标：
1.了解建立质点模型的抽象方法和质点模型的适用条件，能在特定情境下采用建构理想化模型的思想方法将物体抽象为质点。
2.能运用比值定义的方法解释说明速度和加速度概念的建构过程，知道速度和加速度的测量方法，能用极限的思想和抽象思维的方法理解并说明平均速度和瞬时速度的区别与联系。
3.会做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验，正确使用打点计时器及其他器材进行“探究匀变速直线运动的特点”的实验，能正确获取实验数据，会分析处理数据得出结果，能通过讨论交流论证结果并进行表达。
4.通过类比速度和加速度的定义过程理解变化率的概念，能用“变化率”的概念解释生活中各种相似的问题，能利用单位制量纲间的关系，分析对新物理量的推导过程是否正确。
5.了解描述运动基本方式，能从定性与定量两个角度描述生活中的简单运动，能利用v-t图像描述物体的运动，通过分析v-t图像判断物体的运动情况。
（二）重点和难点及分析：质点 瞬时速度 加速度
1.结合教学内容分析和学情分析可知，质点模型是高中物理学提出的第一个理想化模型。建立理想化模型是突出研究对象的主要方面，忽略次要因素。这样不仅将千差万别的运动物体简化成简单对象模型质点，使描述和研究运动成为可能，同时为人们提供了把握事物的本质的基本思路和方法。通过建构质点模型的过程让学生体会建构物理模型的必要性，了解建构物理模型的思维方式，了解物理学研究中物理模型的特点，认识到理想化模型是未来物理学乃至其他科学研究的基础。质点模型的建立承载重要的科学思想方法，且其具有一定抽象思维能力要求，故被确定为本单元的重点和难点。
2.瞬时速度概念是科学定量地描述生活中物体运动的重要概念，内容分析中已经指出，瞬时速度概念的建立过程渗透着极限的思想方法，这一思想方法在进一步的物理学习中有着重要的意义。但是由于学生没有极限的概念，又因其抽象水平较高，难以理解，所以确定为本单元重点和难点。
3.加速度概念在力学体系中有着重要的意义：从机械运动描述的角度看，加速度是描述速度变化快慢的物理量，从动力学的视角看，它是描述力对质点作用效果的物理量。因此加速度概念的引入既是对运动描述的深入与精确，也建立了质点机械运动与受力的关联，是发展学生力和运动的物理观念的重要概念，因此是教学的重点，又由于高度抽象的特征和学生现有的抽象思维能力不足的矛盾使其同时成为教学的难点。赵凯华教授曾经明确指出：“这是人类史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不容易正确掌握的概念”。因为加速度概念涉及矢量变化量和变化率，这两个概念对学生来讲既是陌生的又是重要的，速度变化Δv为末速度和初速度的矢量差，学生对于矢量的认识刚刚开始，只知道矢量既有大小又有方向， 对于矢量的运算法则还不了解，矢量差的运算存在困难。另外加速度是描述“速度”的“变化率”对学生也是难以理解的，速度概念已经有些抽象，但学生对于速度快慢有一些生活经验，而速度变化量无法直接观察得到，速度变化快慢更是难以感知得到，加上学生现有的抽象思维能力水平较低，所以学习加速度存在很大困难。
（三）重难点的突破策略：
用认知冲突的教学策略纠正错误的前认知，类比的策略发展前认知中有利的概念，基于真实多样的物理情境，采取循序渐进、实验、归纳、演绎等教学策略建构新概念。
1.通过设置问题序列引导学生思考：当时间逐渐缩短时，一个过程的平均速度越来越接近某个时刻（某个位置）对应的瞬时速度，培养学生逻辑推理能力和抽象思维能力。
2.通过光电门实验技术，利用物体携带不同宽度的遮光片的方法，改变物体通过光电门的挡光时间，帮助学生理解在测量精度允许的范围内，挡光时间越短，测量得到的平均速度越接近瞬时速度。通过实验数据分析，归纳得出时间越来越短，平均速度越来越接近瞬时速度，帮助学生理解极限的思想方法，建构具体情境和抽象概念之间的联系，培养学生分析、归纳及推理能力。
3.对于速度变化量的理解：首先通过大量的实例或视频说明速度是一个既有大小又有方向的物理量，让学生体验速度的矢量性，理解大小不变而方向变化时速度也发生了变化。进而对于速度的变化从方向不变而大小增加开始讨论，到方向不变而大小减小的情境，再到方向反向的情景，逐步深入理解矢量的一维运算，在一维运算的基础上可以利用类比位移矢量的方法,适当从一维拓展到二维的速度变化进行讨论，让学生逐步区分速度与速度变化两个概念的不同，理解速度变化的大小和方向的物理意义。
4.对于加速度概念的建构流程如下：真实的问题情境讨论→加速度概念的物理意义→比值定义加速度→在具体情境中理解概念的内涵（大小和方向的物理意义）→从图像看加速度→拓展至跨学科概念“变化率”。具体过程是：首先以真实问题情境为基础展开速度变化快慢的讨论，让学生体会加速度概念建构的物理意义。具体建构过程如下：在理解并会计算一维速度变化的基础上，给出大量的具体情境讨论在一维条件下速度变化不同但所用时间相同、速度变化相同但所用时间不同、速度变化和所用时间均不同的各种情景，引导学生讨论分析如何比较速度变化的快慢，并类比速度概念的建立过程，建立加速度概念。利用实际情景利用对比的方法讨论比较一维运动情况下加速度大小和方向的物理意义，然后在v-t图像中讨论加速度，最后在“科学漫步”中拓展至跨学科概念“变化率”。建议根据学生情况可适当提出问题：如果加速度与速度方向不共线，物体将如何运动？引发学生讨论和思考，拓展加速度概念外延，为后续学习埋下伏笔。
《第一章 运动的描述》章小结：如何描述质点的运动？
《第一章 运动的描述》
章小结：如何描述质点的运动？
导语：
本章我们学习了如何描述运动。根据机械运动的定义，想要描述清楚物体的运动，需要解决以下几个问题：
研究谁？相对于谁的运动？
如何表示时间？如何表示地点？
怎样精确地描述物体的运动状态？
一、本章主要知识网络梳理如下：
从网络图可知，本章知识的学习过程体现了人类对事物认知的一般思路：现象→感知→粗略→精确→确定各物理量之间关系→研究事物的本质属性。（本章知识只限于对运动的描述部分，后续部分将继续完成）
二、本单元知识网络解读：
1.研究对象——质点
生活中做机械运动的物体有各种各样、不尽相同，研究和描述其运动十分困难。聪明的物理人创造了一个非常重要的研究方法——建立理想化模型，把研究对象的主要因素凸显出来——质量，把次要因素忽略掉——大小和形状，这样就建立了“质点”这一理想化模型。
2.描述运动的基础概念——参考系、坐标系、时间、时刻、位移
我们知道静止是相对的，运动是绝对的。想要描述清楚物体做怎样的运动，需要一个假定为不动的参照物——参考系，这样就可以确定物体是否运动、做怎样的运动了。但这仍停留在现象感知、感性认识的层面，还处在粗略的定性描述阶段。
为了定量描述物体运动，物理学家们选择了用坐标系这一数学工具来确定质点的空间位置和位置变化（位移），类比坐标轴建立了时间轴来表示时间和时刻。这样某个运动状态的描述对应时刻和该位置坐标，某个运动过程的描述对应时间与位移。
3.精确地描述运动的物理量——速度、加速度
初中用路程和速率粗略地描述运动，高中借助数学工具实现了由粗略的定性描述向精确的定量表达的升级。用位移与所用时间的比值定义速度来描述物体运动的快慢和方向，用速度变化与所用时间的比值定义加速度来描述速度变化的快慢和方向。利用位移、速度、加速度来更加清晰、精确地描述运动，实现了对运动认识由具体到抽象、由标量到矢量的进阶。
4.关注物理量的表达方式和跨学科概念
路程、位移、速度、加速度的学习让我们了解了对事物的认识和研究可以从多角度进行，其实物理量的表达方式也是多样的，例如位移、速度、加速度这些物理量的表达方式有语言文字、公式符号、图形图像等，我们可以选用恰当的角度和方式对不同的问题进行研究和描述。
比值定义物理量的方法在高中物理学中将会经常用到。其实在各个学科中，都会用到某个变化量与所对应的另一个变化量的比值来描述事物变化的快慢，即变化率的概念，这一概念是更具有普遍性和实用性的跨学科大概念。
5.重视体会本单元蕴含的物理思想方法
为了更精准地描述物体某一位置、某一时刻的运动情况我们在学习平均速度的基础上，用极限思想方法定义了瞬时速度、瞬时加速度的概念。极限的思想方法是研究物理量瞬间变化和过程积累的基本思想方法，在后续的学习中将会进一步拓展和应用。
本章不仅学习了如何定量、精准地描述物体的运动，更重要的是体会这一过程中所蕴含的物理学思想方法，如建构质点概念所用到的理想化模型的方法、比值定义物理量的方法、极限的思想方法等……这些思想方法会贯穿我们整个高中物理的学习，会影响我们在学习、生活中处理问题的思考方式，甚至会影响我们未来的世界观、人生观和价值观！
《第一章 运动的描述》内容与价值分析
（一）课标要求及解读
课标要求：
1.1.1 了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。
例1 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
1.1.2 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。
例2 通过质点模型、太阳系行星模型等实例，体会物理模型在物理学研究中的意义。
1.1.3 理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。
例3 结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法。
例4 结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维。
例5 用打点计时器、频闪照相或其他实验工具研究匀变速直线运动的规律。
1.1.4 通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
例6 查阅资料，了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。
例7 查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。
活动建议
（1）观察质量相同、大小和形状不同的物体在空气中下落的现象，了解空气阻力对落体运动的影响。
（2）查阅资料，了解并讨论伽利略关于物体运动的实验研究对科学发展和人类进步的重大意义。
解读课标：本单元通过对描述机械运动的物理量和匀速直线运动等知识的学习和应用，重在培养学生的运动观念、模型建构，学习定性与定量地描述物体运动的方法，体会物理学研究问题的思想方法，了解人类认识和描述自然的方式，提升物理学科核心素养。
（二）学习内容分析
“不了解运动， 就不了解自然。” 正如古希腊学者亚里士多德所说的那样，研究运动是物理学产生和发展的源头之一。物体的空间位置随时间的改变是自然界最简单、最基本的运动形式，称之为机械运动。在物理学中研究机械运动的分支就是力学，著名教育家和科学史家霍尔顿说：“无论从逻辑还是历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他学科的研究典范”。下图呈现出中学物理运动学必修部分的知识体系，从图中可知人们研究机械运动的思路是从最直观的运动轨迹开始研究位置和位置变化，逐渐深入研究其速度和加速度情况，并按照速度、加速度变与不变的思维路径进行分类和细化，从而深入和具体地进行研究，在图中可以看出速度、加速度概念在运动学体系中占据重要地位。
力学被称为科学研究的典范，不仅因为其知识体系逻辑清晰，结构简洁，更因为其体系蕴含着人类认识世界和自然的最基本的思路和典型的科学思想方法，现对本章蕴含的隐性知识分析如下：
1.本章对于运动的认识过程蕴含人类对事物认知的一般思路：
现象→感知→粗略（定性的描述）→精确（定量）的描述→确定各物理量之间的关系（匀变速直线运动规律）→研究事物的本质属性（力和运动关系）…… 这一程序性知识是分析物理问题基本且重要的思路。这种研究思路，普遍用于力、电、热等问题的分析，是运动与相互作用观念的重要内容。有助于学生的物理观念的形成和跨学科知识的融会贯通。
2.本章内容从多视角拓展了机械运动的内涵，有助于培养创新意识。
对于机械运动的认识和描述从原有的路程概念转变为位移；从关注运动快慢（速率）升级为关注速度的大小和方向、速度变化多少、速度变化快慢（加速度）；对运动的描述从定性到定量；描述运动属性的物理概念从标量到矢量；描述运动的快慢可以用速率，也可以用速度，可以用平均速度，也可以用瞬时速度；抽象物理概念（质点）可以用理想化模型的方法，也可以用比值定义（速度、加速度）的方法；物理概念的表达方式可以用语言文字、用数学表达式，也可以用图像；研究和解决问题的方式可以概括推理，也可以实验探究等，让学生逐渐认识物理知识建构过程和对事物的认知方式是如何多角度逐渐深入的。有助于发展学生思维能力，培养学生创新意识和能力，以及对科学本质的理解。
3.在知识形成过程中突出物理学重要的思想方法——建立理想化模型。
物体运动的复杂性对人类描述运动提出了挑战，智慧的人类提出“理想化模型”的思想方法，突出研究对象和所研究问题的主要方面，忽略次要因素，将理想化模型“质点”作为研究对象，不仅为描述和研究运动奠定基础，更能深刻地把握事物的本质，为人类研究复杂事物提供了科学的思想方法。理想化模型是感知和思维的产物，它源于具体事物，又高于具体事物。它既具有普遍意义，更是科学研究的典范。教材在建立质点模型时从如何处理实际物体运动的复杂性出发，在实际情景中引导学生思考如果把物体看作只有质量、没有大小的点，问题就可以解决了，进而讨论在什么情况下能够把物体看作质点…… 这样的处理避免了学生机械地记忆质点概念，有助于学生体验理想化模型的抽象过程，理解理想化模型的科学思维方法，培养和发展科学思维能力，同时也能让学生体会事物的表象具有多样性和复杂性，其本质可能存在同一性，激发探寻科学本质的愿望和兴趣。
4.在概念的建构过程蕴含比值定义物理量的思想方法和跨学科概念——变化率。
本章内容在建构描述运动的概念体系整个过程，隐含了人类观察认识事物的思维路径，即从研究位置到研究位置变化。人类对事物的变化的思考大多关心两个层面上的问题，一是变化了多少， 二是变化快慢即变化率。在直线运动的描述中位移Δx表示位置变化的多少，而速度表示位置变化快慢，即用变化率来描述物体运动的快慢；当物体速度变化时自然会沿用这样的思考方式：用Δv表示速度变化的多少，表示速度的变化率即速度变化的快慢—加速度。速度和加速度概念的建立过程让学生认识到用比值定义新的物理量的方法，这一方法在描述事物属性时经常用到，后续加速度、动摩擦因数、劲度系数等概念的建立都沿用这一方法。
本章重点概念速度和加速度的建立过程使学生认识到变化率这一跨学科概念在描述各种变化过程中起着非常重要的作用，本套教材关于“变化率”这一跨学科概念采取系统化、循序渐进的方式逐渐深入进行学习。在力学部分后续将进一步学习力是动量的变化率、电流是通过截面的电荷量的变化率、感应电动势是磁通量的变化率、电场强度是电势随距离的变化率等。变化率是高中物理的重要概念，也是重要的跨学科概念，学习和理解变化率概念对于更加精确和深入地认识和描述事物属性有重要意义。
5.在概念理解过程采用多样性的方法渗透极限的思想方法。
瞬时速度和瞬时加速度概念的理解渗透极限的思想方法。平均速度与真实的位置变化过程相联系，是真实的一段位移与真实的时间间隔的比值；在此基础上，为能更能精确地描述物体运动的快慢程度，从这一事实出发让学生理解到时间间隔Δt越小，平均速度越接近某一瞬间的瞬时速度，对运动的描述越精确，进而给出了一个推断和认定，当Δt→0时，就说是物体在某时刻的瞬时速度，这是第一次采用理论分析的方式渗透极限思想方法；第二次通过实验的方式渗透极限思想，在“测速度”实验中，把纸带上相邻两个计数点之间的时间间隔取得小一些，由两点之间的位移Δx与时间间隔Δt的比值算出的平均速度就可以代表中间计数点的瞬时速度；第三次是在用v - t 图象推出匀变速运动的位移公式；第四次是在“通过石子在砖墙上照片的轨迹长度估算曝光时间” 的习题中渗透极限思想。在本章拓展环节还分别设置了讨论非匀变速直线运动瞬时加速度概念也再次渗透极限思想。在后续学习中进一步拓展这一思想方法，如求解变力做功、变力冲量等，不断深化这一重要思想方法的理解和应用。极限的思想方法是研究物理量瞬间变化与过程积累的基本思想方法，实际就是微积分思想的初步，对于理解瞬时变化率和变量的积累都有着有重要意义。
《第一章 运动的描述》教学目标与重难点分析
《第一章 运动的描述》教学目标与重难点分析
（一）学习目标：
1.了解建立质点模型的抽象方法和质点模型的适用条件，能在特定情境下采用建构理想化模型的思想方法将物体抽象为质点。
2.能运用比值定义的方法解释说明速度和加速度概念的建构过程，知道速度和加速度的测量方法，能用极限的思想和抽象思维的方法理解并说明平均速度和瞬时速度的区别与联系。
3.会做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验，正确使用打点计时器及其他器材进行“探究匀变速直线运动的特点”的实验，能正确获取实验数据，会分析处理数据得出结果，能通过讨论交流论证结果并进行表达。
4.通过类比速度和加速度的定义过程理解变化率的概念，能用“变化率”的概念解释生活中各种相似的问题，能利用单位制量纲间的关系，分析对新物理量的推导过程是否正确。
5.了解描述运动基本方式，能从定性与定量两个角度描述生活中的简单运动，能利用v-t图像描述物体的运动，通过分析v-t图像判断物体的运动情况。
（二）重点和难点及分析：质点 瞬时速度 加速度
1.结合教学内容分析和学情分析可知，质点模型是高中物理学提出的第一个理想化模型。建立理想化模型是突出研究对象的主要方面，忽略次要因素。这样不仅将千差万别的运动物体简化成简单对象模型质点，使描述和研究运动成为可能，同时为人们提供了把握事物的本质的基本思路和方法。通过建构质点模型的过程让学生体会建构物理模型的必要性，了解建构物理模型的思维方式，了解物理学研究中物理模型的特点，认识到理想化模型是未来物理学乃至其他科学研究的基础。质点模型的建立承载重要的科学思想方法，且其具有一定抽象思维能力要求，故被确定为本单元的重点和难点。
2.瞬时速度概念是科学定量地描述生活中物体运动的重要概念，内容分析中已经指出，瞬时速度概念的建立过程渗透着极限的思想方法，这一思想方法在进一步的物理学习中有着重要的意义。但是由于学生没有极限的概念，又因其抽象水平较高，难以理解，所以确定为本单元重点和难点。
3.加速度概念在力学体系中有着重要的意义：从机械运动描述的角度看，加速度是描述速度变化快慢的物理量，从动力学的视角看，它是描述力对质点作用效果的物理量。因此加速度概念的引入既是对运动描述的深入与精确，也建立了质点机械运动与受力的关联，是发展学生力和运动的物理观念的重要概念，因此是教学的重点，又由于高度抽象的特征和学生现有的抽象思维能力不足的矛盾使其同时成为教学的难点。赵凯华教授曾经明确指出：“这是人类史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不容易正确掌握的概念”。因为加速度概念涉及矢量变化量和变化率，这两个概念对学生来讲既是陌生的又是重要的，速度变化Δv为末速度和初速度的矢量差，学生对于矢量的认识刚刚开始，只知道矢量既有大小又有方向， 对于矢量的运算法则还不了解，矢量差的运算存在困难。另外加速度是描述“速度”的“变化率”对学生也是难以理解的，速度概念已经有些抽象，但学生对于速度快慢有一些生活经验，而速度变化量无法直接观察得到，速度变化快慢更是难以感知得到，加上学生现有的抽象思维能力水平较低，所以学习加速度存在很大困难。
（三）重难点的突破策略：
用认知冲突的教学策略纠正错误的前认知，类比的策略发展前认知中有利的概念，基于真实多样的物理情境，采取循序渐进、实验、归纳、演绎等教学策略建构新概念。
1.通过设置问题序列引导学生思考：当时间逐渐缩短时，一个过程的平均速度越来越接近某个时刻（某个位置）对应的瞬时速度，培养学生逻辑推理能力和抽象思维能力。
2.通过光电门实验技术，利用物体携带不同宽度的遮光片的方法，改变物体通过光电门的挡光时间，帮助学生理解在测量精度允许的范围内，挡光时间越短，测量得到的平均速度越接近瞬时速度。通过实验数据分析，归纳得出时间越来越短，平均速度越来越接近瞬时速度，帮助学生理解极限的思想方法，建构具体情境和抽象概念之间的联系，培养学生分析、归纳及推理能力。
3.对于速度变化量的理解：首先通过大量的实例或视频说明速度是一个既有大小又有方向的物理量，让学生体验速度的矢量性，理解大小不变而方向变化时速度也发生了变化。进而对于速度的变化从方向不变而大小增加开始讨论，到方向不变而大小减小的情境，再到方向反向的情景，逐步深入理解矢量的一维运算，在一维运算的基础上可以利用类比位移矢量的方法,适当从一维拓展到二维的速度变化进行讨论，让学生逐步区分速度与速度变化两个概念的不同，理解速度变化的大小和方向的物理意义。
4.对于加速度概念的建构流程如下：真实的问题情境讨论→加速度概念的物理意义→比值定义加速度→在具体情境中理解概念的内涵（大小和方向的物理意义）→从图像看加速度→拓展至跨学科概念“变化率”。具体过程是：首先以真实问题情境为基础展开速度变化快慢的讨论，让学生体会加速度概念建构的物理意义。具体建构过程如下：在理解并会计算一维速度变化的基础上，给出大量的具体情境讨论在一维条件下速度变化不同但所用时间相同、速度变化相同但所用时间不同、速度变化和所用时间均不同的各种情景，引导学生讨论分析如何比较速度变化的快慢，并类比速度概念的建立过程，建立加速度概念。利用实际情景利用对比的方法讨论比较一维运动情况下加速度大小和方向的物理意义，然后在v-t图像中讨论加速度，最后在“科学漫步”中拓展至跨学科概念“变化率”。建议根据学生情况可适当提出问题：如果加速度与速度方向不共线，物体将如何运动？引发学生讨论和思考，拓展加速度概念外延，为后续学习埋下伏笔。
《第一章 运动的描述》章小结：如何描述质点的运动？
《第一章 运动的描述》
章小结：如何描述质点的运动？
导语：
本章我们学习了如何描述运动。根据机械运动的定义，想要描述清楚物体的运动，需要解决以下几个问题：
研究谁？相对于谁的运动？
如何表示时间？如何表示地点？
怎样精确地描述物体的运动状态？
一、本章主要知识网络梳理如下：
从网络图可知，本章知识的学习过程体现了人类对事物认知的一般思路：现象→感知→粗略→精确→确定各物理量之间关系→研究事物的本质属性。（本章知识只限于对运动的描述部分，后续部分将继续完成）
二、本单元知识网络解读：
1.研究对象——质点
生活中做机械运动的物体有各种各样、不尽相同，研究和描述其运动十分困难。聪明的物理人创造了一个非常重要的研究方法——建立理想化模型，把研究对象的主要因素凸显出来——质量，把次要因素忽略掉——大小和形状，这样就建立了“质点”这一理想化模型。
2.描述运动的基础概念——参考系、坐标系、时间、时刻、位移
我们知道静止是相对的，运动是绝对的。想要描述清楚物体做怎样的运动，需要一个假定为不动的参照物——参考系，这样就可以确定物体是否运动、做怎样的运动了。但这仍停留在现象感知、感性认识的层面，还处在粗略的定性描述阶段。
为了定量描述物体运动，物理学家们选择了用坐标系这一数学工具来确定质点的空间位置和位置变化（位移），类比坐标轴建立了时间轴来表示时间和时刻。这样某个运动状态的描述对应时刻和该位置坐标，某个运动过程的描述对应时间与位移。
3.精确地描述运动的物理量——速度、加速度
初中用路程和速率粗略地描述运动，高中借助数学工具实现了由粗略的定性描述向精确的定量表达的升级。用位移与所用时间的比值定义速度来描述物体运动的快慢和方向，用速度变化与所用时间的比值定义加速度来描述速度变化的快慢和方向。利用位移、速度、加速度来更加清晰、精确地描述运动，实现了对运动认识由具体到抽象、由标量到矢量的进阶。
4.关注物理量的表达方式和跨学科概念
路程、位移、速度、加速度的学习让我们了解了对事物的认识和研究可以从多角度进行，其实物理量的表达方式也是多样的，例如位移、速度、加速度这些物理量的表达方式有语言文字、公式符号、图形图像等，我们可以选用恰当的角度和方式对不同的问题进行研究和描述。
比值定义物理量的方法在高中物理学中将会经常用到。其实在各个学科中，都会用到某个变化量与所对应的另一个变化量的比值来描述事物变化的快慢，即变化率的概念，这一概念是更具有普遍性和实用性的跨学科大概念。
5.重视体会本单元蕴含的物理思想方法
为了更精准地描述物体某一位置、某一时刻的运动情况我们在学习平均速度的基础上，用极限思想方法定义了瞬时速度、瞬时加速度的概念。极限的思想方法是研究物理量瞬间变化和过程积累的基本思想方法，在后续的学习中将会进一步拓展和应用。
本章不仅学习了如何定量、精准地描述物体的运动，更重要的是体会这一过程中所蕴含的物理学思想方法，如建构质点概念所用到的理想化模型的方法、比值定义物理量的方法、极限的思想方法等……这些思想方法会贯穿我们整个高中物理的学习，会影响我们在学习、生活中处理问题的思考方式，甚至会影响我们未来的世界观、人生观和价值观！