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2019 人教版高中物理选修第一册《第一章动量守恒
定律》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
《动量守恒定律》是高中物理选修第一册的重要章节,它不仅是经典力学
的基本定律之一,也是联系力学、热学、电磁学、原子物理学等领域的重要桥
梁。动量守恒定律作为自然界中最普遍的规律之一,广泛应用于工程设计、航
空航天、体育运动等多个领域。本章节的教学内容主要包括动量的概念、动量
定理、动量守恒定律、实验验证动量守恒定律、弹性碰撞和非弹性碰撞、反冲
现象以及火箭的发射原理等。
动量的概念:动量是描述物体运动状态的物理量,是质量与速度的乘积,
具有矢量性。通过引入动量的概念,可以帮助学生更好地理解物体运动状态的
改变与受力之间的关系。
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动量定理:动量定理揭示了物体动量变化与所受合外力冲量之间的关系,
即物体在一个过程中所受合外力的冲量等于其动量的变化。动量定理是牛顿第
二定律的推论,但它在处理变力作用过程和曲线运动问题时更为方便。
动量守恒定律:动量守恒定律指出,在一个封闭系统中,如果没有外力作
用或外力的矢量和为零,则系统的总动量保持不变。这是自然界中普遍存在的
守恒定律之一,对于理解和分析物理现象具有重要意义。
实验验证动量守恒定律:通过实验验证动量守恒定律,可以加深学生对定
律的理解,提高他们的实验设计和数据分析能力。实验过程中,学生需要选择
合适的实验装置,测量相关物理量,并对数据进行处理和分析。
弹性碰撞和非弹性碰撞:碰撞是自然界中常见的现象之一,根据碰撞过程
中动能是否守恒,可以将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞。通过学习和分析不
同类型的碰撞现象,学生可以更好地理解动量守恒定律的应用。
反冲现象:反冲现象是动量守恒定律的一个重要应用实例,它广泛存在于
生活和科技领域。通过学习反冲现象,学生可以了解动量守恒定律在解决实际
问题中的应用。
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火箭的发射原理:火箭的发射原理是基于反冲现象和动量守恒定律的。通
过学习火箭的发射原理,学生可以了解动量守恒定律在高科技领域的应用,激
发他们的学习兴趣和探索精神。
(二)单元内容分析
本单元的教学内容涵盖了动量的基本概念、动量定理、动量守恒定律以及
它们的应用实例。这些内容之间相互联系、相互支撑,共同构成了动量守恒定
律的知识体系。
动量的基本概念:动量是描述物体运动状态的物理量,是引入动量守恒定
律的基础。通过理解动量的概念,学生可以更好地理解物体运动状态的改变与
受力之间的关系。
动量定理:动量定理是动量守恒定律的推论,它揭示了物体动量变化与所
受合外力冲量之间的关系。通过学习动量定理,学生可以掌握分析物体运动状
态改变的方法,为后续学习动量守恒定律打下基础。
动量守恒定律:动量守恒定律是本章节的核心内容,它揭示了封闭系统中
动量守恒的规律。通过学习动量守恒定律,学生可以掌握分析物体运动状态改
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变和相互作用问题的方法,提高他们的物理思维能力。
实验验证动量守恒定律:实验是物理学的重要组成部分,通过实验验证动
量守恒定律可以加深学生对定律的理解。在实验过程中,学生需要选择合适的
实验装置、测量相关物理量、处理和分析数据,从而提高他们的实验设计和数
据分析能力。
弹性碰撞和非弹性碰撞:碰撞是自然界中常见的现象之一,通过学习和分
析不同类型的碰撞现象,学生可以更好地理解动量守恒定律的应用。这也有助
于培养他们的观察能力和分析能力。
反冲现象:反冲现象是动量守恒定律的一个重要应用实例,通过学习反冲
现象,学生可以了解动量守恒定律在解决实际问题中的应用。这也有助于培养
他们的创新思维和实 践 能力。
火箭的发射原理:火箭的发射原理是基于反冲现象和动量守恒定律的,通
过学习火箭的发射原理,学生可以了解动量守恒定律在高科技领域的应用。这
也有助于激发他们的学习兴趣和探索精神。
( 三 )单元内容 整 合
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本单元的教学内容相互联系、相互支撑,共同构成了动量守恒定律的知识
体系。在教学过程中,应 注 重 各 知识 点 之间的 整 合和 衔接 ,帮助学生 建立完整
的知识 结 构。
注 重基础概念的 讲 解:动量、动量定理和动量守恒定律是本单元的基础概
念,应 注 重它们的 讲 解和理解。通过生动的实验和实例,帮助学生掌握这些基
础概念,为后续学习打下基础。
加 强 实验教学的 比 重:实验是物理学的重要组成部分,通过实验可以加深
学生对定律的理解。在教学过程中,应加 强 实验教学的 比 重, 让 学生 亲 自动 手
做 实验、观察实验现象、处理和分析数据。这不仅可以提高他们的实验设计和
数据分析能力, 还 可以培养他们的创新思维和实 践 能力。
注 重知识的应用和实 践 :动量守恒定律在生活和科技领域有 着 广泛的应用,
应 注 重知识的应用和实 践 。通过分析和解决实际问题, 让 学生了解动量守恒定
律在实际问题中的应用 价值 ,激发他们的学习兴趣和探索精神。
培养学生的物理思维能力:物理思维能力是学生学习物理的重要能力之一,
应 注 重培养学生的物理思维能力。在教学过程中,应 注 重引 导 学生分析问题、
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解决问题的方法和思 路 ,提高他们的 逻辑 思维和推理能力。
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
物质观念:通过学习动量的概念,学生可以了解 到 动量是描述物体运动状
态的物理量,是质量与速度的乘积。这有助于他们 形 成对物质运动状态的 正确
认 识和理解。
运动与相互作用观念:动量定理揭示了物体动量变化与所受合外力冲量之
间的关系,即物体在一个过程中所受合外力的冲量等于其动量的变化。这有助
于学生理解物体运动状态改变与受力之间的关系, 形 成 正确 的运动与相互作用
观念。
能量观念:在学习弹性碰撞和非弹性碰撞时,学生需要了解碰撞过程中动
能的变化 情况 。这有助于他们理解能量守恒定律在碰撞问题中的应用, 形 成 正
确 的能量观念。
(二)科学思维
模 型 建 构:在解决动量守恒定律相关问题时,学生需要 建立 物理 模 型进行
分析和 求 解。例如,在解决碰撞问题时,可以将碰撞过程 简 化为 两 个物体在碰
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撞 瞬 间的相互作用过程,从而 建立 碰撞 模 型进行分析。这有助于培养学生的 模
型 建 构能力。
科学推理:动量守恒定律的推 导 过程 涉 及科学推理的运用。学生需要通过
逻辑 推理和数学推 导来 理解和验证动量守恒定律的 正确 性。这有助于培养他们
的科学推理能力。
科学论证:在实验验证动量守恒定律的过程中,学生需要对实验数据进行
处理和分析,并通过科学论证 来 证 明 实验 结 果与动量守恒定律的一 致 性。这有
助于培养他们的科学论证能力。
质 疑 创新:在学习过程中,学生应 勇 于质 疑 和创新。例如,在实验设计过
程中,他们可以 尝试 改进实验装置或测量方法,以提高实验的 准确 性和可 靠 性。
这有助于培养他们的质 疑 创新能力。
( 三 )科学探 究
问题提出:学生应能 够 根据动量守恒定律的相关知识提出有探 究价值 的问
题。例如,他们可以探 究 不同 条件 下碰撞过程中动量的变化 情况 ,或探 究 反冲
现象中动量守恒定律的应用等。
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证据 收集 :在探 究 过程中,学生需要通过实验或 查阅资料 等方 式收集 相关
证据 来 支持他们的探 究结 论。例如,他们可以通过实验测量碰撞 前 后物体的速
度和质量等物理量 来 计 算 动量的变化 情况 ,或 查阅 相关 资料来 了解反冲现象在
科技领域的应用等。
解 释交流 :学生应能 够 对 收集到 的证据进行解 释 和 交流 。他们可以通过 撰
写 实验 报告 或进行 口头汇报 等方 式来展 示自 己 的探 究 过程和 结 论,并与他 人 进
行 交流 和 讨 论。这有助于培养他们的 表达 能力和 交流 能力。
反思 评估 :在探 究 过程中,学生需要不 断 反思和 评估 自 己 的探 究 过程和 结
论。他们可以通过对 比 实验 结 果与理论 预期 之间的 差异来找 出可能存在的问题
或 误差来源 ,并 尝试 进行改进和修 正 。这有助于培养他们的反思 评估 能力。
( 四 )科学态度与 责任
科学本质:通过学习动量守恒定律的相关知识,学生可以了解 到 科学 研究
的本质和过程。他们可以了解 到 科学定律是通过实验验证和 逻辑 推理 得 出的 结
论,并非 凭 空 臆想 或主观 臆断 。这有助于他们 形 成 正确 的科学本质观。
科学态度:在学习过程中,学生应 始终 保持 严谨认真 、实 事求 是的科学态
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度。他们应 尊 重实验 事 实和数据 结 果,不主观 臆断 或 随 意 篡 改实验 结 果。他们
还 应保持好 奇 心和 求 知 欲 , 勇 于探索 未 知领域和解决问题。
社会责任 :动量守恒定律在生活和科技领域有 着 广泛的应用 价值 。学生在
学习过程中应了解 到 科学技 术 对 社会 发 展 和 人 类进 步 的重要作用,并 承担起 相
应的 社会责任 。例如,他们可以关 注 科技领域的最新进 展 和热 点 问题,积 极参
与科技创新和实 践 活动等。他们 还 应关 注 科技发 展 可能 带来 的 社会 问题和 伦 理
挑战 ,并 尝试 提出解决方 案 和 建议 。
环境 保 护 :在学习反冲现象和火箭发射原理时,学生可以了解 到 这些现象
和技 术 对 环境 可能 产 生的 影响 。他们应关 注环境 保 护 问题,并 尝试 提出 减少环
境污染 和生态 破坏 的 措施 和 建议 。例如,在设计和实 施 火箭发射计 划 时,应 尽
量 减少 对 环境 的 影响 和 破坏; 在推广和应用反冲技 术 时,应 考虑 其可能 带来 的
环境 问题和 风险 。
三、学情分析
(一) 已 知内容分析
在进入高中物理选修第一册《第一章动量守恒定律》的学习之 前 ,学生 已