人教版新课标高中物理教材“质点参考系和坐标系”教学设计与教学反思

一．教材分析

本教学设计选自人教版新课标高中物理教材第一章第一节《质点参考系和坐标系》，要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型——质点模型。由于运动的相对性，描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动，还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材中逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。本节介绍质点、参考系和坐标系，不仅是这一章学习的基础知识，也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。

二．学生分析

学生在初中已经接触到了参考系的概念，但理解不够深入。对于坐标系只是在数学中进行了学习，还没有被应用到物理问题的解决中。初中学习了的概念：参照物、机械运动。

三．三维目标

1.知识与技能

● 理解质点的概念，能明确物体在什么情况下可以看作质点。知道质点是一种科学的抽象的理想模型，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。

● 理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。

● 会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。

2.过程与方法

● 领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。

● 了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法。

● 通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性。

● 通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用。

3.情感态度与价值观

● 认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性。培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神。

● 不同的参考系中现象不同，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。

● 体验物理学研究问题的一种方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题总突出主要矛盾的哲学价值观。

四．教学重点、难点

教学重点及其教学策略

重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立。

教学策略：通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。

教学难点及其教学策略

难点：理想化模型——质点的建立，及其相应的思想方法。

教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点。

五．教学资源

1.教具

乒乓拍、乒乓球。

2.课件

飞机空投，地月系、太阳系运行，地球公转和四季变化，火车运行的模拟动画。

3.音像文件

“神舟”5号发射、运行、返回过程；鸽子飞行；第28届雅典奥运会上张伊宁发球。

图片资料

4.学校平面图、“神舟”5号发射控制中心、GPS定位器、汽车、火车过桥、火箭等图片。

5.文字资源

六．课时安排与教学过程

1课时

（一）引入新课

在上一次课中，我们一起去领略了物理学的魅力，知道了物理是有趣的，也是有用的。它与我们的日常生活和人类文明的进步息息相关。通过对物理学前沿成果的展示，相信大家都燃起了学好物理、探索未知世界的激情。但是我们不能一开始就去学习前沿的物理知识，我们只能从最简单的现象的入手，一步一个脚印去攀登物理学的高峰。

所以从本章开始我们将一起来研究我们身边简单的运动。而今天这节课我们要学习的是基础的基础，三个重要的概念。这三个概念对于我们理解和描述运动至关重要，它们就是（板书：1质点、参考系、坐标系）。

（二）新课讲解

1.机械运动

宇宙万物都处在不停的运动变化之中，不同的人对运动会有不同的描述。“飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”是诗人在描绘气势磅礴的瀑布；听过著名的二胡独奏《赛马》，就可以感受音乐家用起伏变化的旋律来表现赛马的飞奔；喜欢漫画的同学都知道漫画作家用速度线来表示物体的运动。那么物理学怎样来描述运动呢？这就是我们这学期物理课要解决的主要内容。运动有各种各样形式，刚才我提到的都属于什么运动啊？

生：机械运动

初中我们就学习了机械运动的概念，能告诉我什么是机械运动吗？

生：……

是的，我们把物体位置的变化的叫机械运动。飞机飞、洗车跑、人行走等等都是机械运动。

2.质点

现实生活中的运动都是复杂的，想要把它们描述出来可不是一件简单的事。比如我们熟悉的火车，它在轨道上前行，我们该怎样来描述它呢？它的轮子在转动，车身在向前，发动机既在转动又在向前。太复杂了，困难在哪里呢？因为火车又有大小，还有形状。再看下一种情形，我们说火车从重庆出发，经过5小时到达成都。如果这里是重庆，这里是成都，这是铁轨，我们怎样来表示刚才的过程啊？是不是刚开始火车在重庆这点，最后过了几个小时，火车就到达了成都这个点啊？

生：是

为什么我这样就把火车的运动描述清楚呢？我为什么没管火车的每个轮子是怎么动的呢？在这里我是不是忽略了火车的形状和大小，把它看作一个点来处理啊，这样就让我们把问题简化了。物理学中，用来代替物体的有质量的点叫质点。质点忽略了物体的大小和形状，突出了物体的质量，所以质点是一个点，没有大小，但有质量。虽然质点是假想的一种物理模型，在现实生活中找不到这样的点，但这种方法在物理中很常用，它能用来简化问题，而又不会对结果有太多影响。在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学方法。

那是不是什么情况下都可以把物体看作质点呢？比如我们在研究一列火车经过一个路口要用多少时间，还能把火车当作质点吗？

生：不能

为什么同是一列火车在不同的情况下却可以当作质点或不可以当作质点呢？接下来我给大家5分钟的时间，结合教材上的例子进行小组讨论：什么情况可以把物体当作质点。请总结出把物体当作质点的条件。好开始

生：……

好，大家都讨论得出了个自的结果。那下面我来考考大家看大家是不是真的明白了。

提问：

（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？

（2）研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？

（3）评价体操运动员的动作，可以把它当做一个质点吗？

（4）研究长跑运动员的运动，可以把它当做一个质点吗？

（5）物理中的“质点”与几何学中的点有什么相同和不同的地方？

人教版新课标高中物理教材“质点参考系和坐标系”教学设计与教学反思