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2019 人教版高中物理必修第一册《第一章 运动的描
述》大单元整体教学设计[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《第一章 运动的描述》是高中物理必修第一册的开篇章节,内容涵盖了质
点、参考系、时间、位移、速度、加速度等基本概念和物理量,是学生学习力
学乃至整个物理学的基础。这些概念不仅是描述物体运动状态的基本工具,也
是后续学习动力学、能量学等内容的基石。
质点与参考系:质点是物理学中的一个理想化模型,它忽略了物体的大小
和形状,只考虑其质量,从而简化了问题的处理。参考系则是描述物体运动时
所选择的参照物或参照系,不同的参考系下物体的运动状态可能不同。这两个
概念是描述物体运动的基础,也是物理学中建立模型、简化问题的重要方法。
时间与位移:时间是描述物体运动过程的重要物理量,它分为时刻和时间
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间隔两种。位移则是描述物体位置变化的物理量,它是一个矢量,既有大小又
有方向。通过时间和位移的描述,我们可以定量地了解物体的运动情况。
速度:速度是描述物体运动快慢的物理量,它等于位移与时间的比值。速
度也是一个矢量,既有大小又有方向。在匀速直线运动中,速度保持不变;在
变速直线运动中,速度则随时间变化。
加速度:加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,它等于速度的变化量
与时间的比值。加速度也是一个矢量,其方向与速度变化量的方向相同。加速
度是描述物体运动状态变化的重要物理量,也是牛顿第二定律等动力学规律的
基础。
(二)单元内容分析
本单元内容紧密围绕物体运动的描述展开,从质点和参考系这一基本假设
出发,逐步引入时间、位移、速度、加速度等物理量,形成了描述物体运动状
态的完整体系。这些概念之间既相互独立又相互联系,共同构成了物理学中描
述物体运动的基础框架。
概念之间的逻辑关系:质点和参考系是描述物体运动状态的基础假设,它
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们为时间和位移的描述提供了前提条件。时间和位移则是描述物体运动过程的
基本物理量,它们为速度和加速度的定义提供了基础。速度和加速度则是描述
物体运动状态和运动状态变化的重要物理量,它们之间也存在紧密的联系(如
加速度是速度变化的原因)。
知识点的难度层次:本单元的知识点难度逐渐递增。质点和参考系的概念
相对简单,学生容易理解;时间和位移的描述则需要学生具备一定的空间想象
能力和数学运算能力;速度和加速度的定义则需要学生具备更强的抽象思维能
力和逻辑推理能力。
教学重点和难点:本单元的教学重点是质点、参考系、时间、位移、速度、
加速度等基本概念和物理量的理解和应用。教学难点则在于如何帮助学生建立
正确的物理模型(如质点模型),以及如何将抽象的物理概念与具体的物理现
象相结合。
(三)单元内容整合
为了帮助学生更好地理解和掌握本单元的内容,我们需要对单元内容进行
整合和优化。具体来说,可以从以下几个方面入手:
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建立知识体系:将本单元的知识点按照逻辑关系进行梳理和整合,形成一
个完整的知识体系。例如,可以将质点和参考系作为描述物体运动状态的基础
假设,将时间和位移作为描述物体运动过程的基本物理量,将速度和加速度作
为描述物体运动状态和运动状态变化的重要物理量。
注重实例教学:通过具体的物理实例来帮助学生理解和应用所学的知识点。
例如,可以通过分析汽车行驶、运动员跑步等实际运动过程来引入和讲解速度、
加速度等概念。
强化实验探究:通过实验探究来 培养 学生的动手能力和 科 学思维。例如,
可以通过 打 点 计 时 器 实验来 测 量物体的速度和加速度,通过 自由落 体实验来验
证 重力加速度的存在等。
加强 练 习 巩固 :通过大量的 练 习题来帮助学生 巩固 所学的知识点。 练 习题
应涵盖选择题、 填 空题、 计 算题等 多 种题型,以 全 面考 查 学生的理解和掌握情
况。
二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
(一)物理 观 念
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物质 观 念:通过质点模型的学习,帮助学生理解物质是 由 大量 微观粒子组
成的, 但 在 某 些情况下可以将其简化为一个具有质量的点来处理。这种简化不
仅有助于我们更容易地描述物体的运动状态,也是物理学中建立模型、简化问
题的重要方法。
运动与相互作用 观 念:通过参考系、时间、位移、速度、加速度等物理量
的学习,帮助学生理解物体在空间中的位置随时间的变化规律,以及物体之间
的相互作用对运动状态的 影响 。例如,通过分析物体在不同参考系下的运动状
态,帮助学生理解运动的相对 性 ;通过分析物体 受 力情况与运动状态变化之间
的关系,帮助学生理解牛顿第二定律等动力学规律。
能量 观 念: 虽然 本单元 没 有直 接涉 及能量的概念, 但 加速度作为描述物体
速度变化快慢的物理量,与物体的动能变化密 切 相关。在教学过程中可以 适当
引入能量的 观 念,帮助学生理解加速度与动能变化之间的关系。
(二) 科 学思维
模型建构:通过质点模型的学习,帮助学生理解物理学中模型建构的重要
性 。质点模型是一种理想化的物理模型,它忽略了物体的大小和形状等次要因
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素 ,只考虑其质量这一 主 要因 素 ,从而简化了问题的处理。这种模型建构的思
想在物理学中具有重要 意 义,可以帮助学生更好地理解和解 决复杂 的物理问题。
科 学推理:通过速度、加速度等物理量的学习,帮助学生掌握 科 学推理的
方法。例如,可以通过分析物体在不同时间 段 的位移和速度变化来推理出物体
的加速度;可以通过分析物体 受 力情况与加速度之间的关系来推理出物体的运
动状态变化等。
科 学 论证 :通过实验探究来 培养 学生的 科 学 论证 能力。例如,可以通过 打
点 计 时 器 实验来 测 量物体的速度和加速度, 并 通过数 据 分析来验 证 理 论 推 导 的
正确 性 ;可以通过 自由落 体实验来验 证 重力加速度的存在, 并 通过 误差 分析来
评估 实验结 果 的可 靠性 等。
质 疑创新 : 鼓励 学生 勇 于质 疑 和 创新 。例如,在学习质点模型时,可以引
导 学生思考为 什么 在 某 些情况下可以将物体简化为质点 ? 在其 他 情况下为 什么
不能 ? 在学习加速度时,可以引 导 学生思考加速度的大小和方向与 哪 些因 素 有
关 ? 如何 改 变物体的加速度等 ?
(三) 科 学探究
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问题提出:通过实际情 境 或实验现象来引 导 学生提出问题。例如,在 观看
运动员跑步比 赛 时,可以引 导 学生思考如何描述运动员的运动状态 ? 在 观看自
由落 体实验时,可以引 导 学生思考物体下 落 的速度与 哪 些因 素 有关等 ?
证据收集 :通过实验探究或数 据测 量来 收集证据 。例如,可以通过 打 点 计
时 器 实验来 测 量物体的速度和加速度;可以通过 测 量不同物体的重力加速度来
验 证 重力加速度的存在等。
解 释交流 :通过解 释 和 交流 来分 享 探究成 果 。例如,可以 让 学生分 组 进行
实验探究, 并 在实验结 束 后进行小 组汇报 和 交流 ;可以 让 学生 撰写 实验 报告 或
论文 来 总 结探究过程和结 果 等。
反 思 评估 :通过 反 思和 评估 来 改 进探究方法。例如,在实验探究结 束 后,
可以 让 学生 反 思实验过程中存在的问题和不 足 , 并 提出 改 进 意见 ;可以 让 学生
评估 实验结 果 的可 靠性 和有 效性 , 并 提出进一步探究的方向和 目标 等。
( 四 ) 科 学态度与 责任
科 学本质:通过物理学 史 的 介绍 和物理实验的 演示 来帮助学生理解 科 学的
本质。例如,可以 介绍伽利 略的 自由落 体实验和牛顿的 万 有引力定律等 经典 实
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验和理 论 , 让 学生 感受科 学 家 们的探究 精神 和 创新精神 ;可以通过 演示 实验来
展 示 物理现象的 奇妙 和规律之 美 , 激 发学生对 科 学的 兴趣 和 热爱 等。
科 学态度:通过 科 学探究的过程来 培养 学生的 科 学态度。例如,在实验探
究过程中要 求 学生保持 严谨认真 的态度,如实 记录 实验数 据 和现象;要 求 学生
尊 重实验结 果 和 事 实 真 相,不 弄虚 作假或 篡改 数 据 等。
社会责任 :通过物理学知识的应用来 培养 学生的 社会责任感 。例如,可以
让 学生了解物理学在工程 技术 、 医疗卫 生、 环境 保 护 等 领域 的应用和 贡献 ;可
以 让 学生思考如何 利 用物理学知识来解 决 实际问题或 改善人类 生 活 等。也可以
引 导 学生关注 科技 发展对 人类社会 和 环境 的 影响 , 培养他 们的 环 保 意 识和可持
续发展 观 念等。
三、学情分析
(一) 已 知内容分析
在进入高中物理必修第一册《第一章 运动的描述》的学习之前,学生 已经
具备了一定的物理基础知识和思维能力。学生在 初 中 阶段已经 学习了基本的 机
械 运动概念,如速度、 路 程、时间等, 并且 通过 观察 和实验,对物体的运动有
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了直 观 的 认 识。这些知识为学生进一步学习高中物理中的运动描述 奠 定了基础。
具体来说,学生在 初 中 阶段已经 了解:
运动的基本概念:学生能 够区 分匀速直线运动和变速直线运动,知 道 速度、
路 程、时间之间的关系, 并 能 使 用 公式 进行 计 算。
简单的物理实验:学生 已经接触 过一些基本的物理实验,如 使 用 秒表测 量
时间、 使 用刻度 尺测 量 距离 等,这些实验 技 能为后续的物理学习提供了必要的
实 践 基础。
基本的数学工具:学生 已经 掌握了基本的 代 数运算和一次 函 数的 图像表示
方法,这些数学工具在后续学习位移 - 时间 图像 ( x-t 图像 )和速度 - 时间 图像
( v-t 图像 )时将发 挥 重要作用。
初 中 阶段 的物理知识相对 浅显 , 主 要 侧 重于现象的描述和简单的 计 算, 缺
乏 对物理概念 深 入理解和抽象思维能力的 培养 。在高中 阶段 ,学生需要进一步
提 升自己 的物理 素养 ,学 会 从更抽象的 角 度理解和描述物体的运动。
(二) 新 知内容分析
本章《运动的描述》是高中物理的入 门 章节, 旨 在通过质点、参考系、时
间、位移、速度和加速度等概念,帮助学生建立对物体运动的基本 认 识, 并初