本学期,华中师大学人工智能教育学部开物科教团队和武汉经济技术开发区实验小学合作开展HPS系列综合实践课程教学项目。开物科教团队预计开展为期十六周覆盖五年级十个班级的综合实践课程教学活动。
4月22日和4月23日,华中师范大学人工智能教育学部开物科教团队的罗丽思、张金芳、刘凌雪、金安安、李馥婷老师来到武汉市经济技术开发区实验小学,进行了《力的科学史》第七课时[牛顿的大炮]的课程教学活动。
教学过程
01
落点探究
课程开始前,五位老师组织学生对上节课所学的的内容进行回顾,引导学生梳理抛体运动的相关知识,进一步强化学生对平抛运动分解方法的理解:平抛运动可分解为水平方向的运动与竖直方向的运动,且两个分运动相互独立、互不干扰,为本节课的内容奠定基础。

紧接着五位老师引导学生结合上节课 “抛粉笔” 游戏,猜想影响粉笔落点的因素,经交流与引导,学生得出用力大小和投掷高度是关键因素。老师指出科学猜想需经过实验验证,指导学生运用控制变量法,将影响因素转化为实验变量并设计实验方案。

考虑到真实实验环境中空气阻力等因素难以消除,会对实验结果产生干扰,教师提出借助PHET 虚拟仿真实验软件开展探究,并引导学生学会在PHET软件中设置参数。

02
实验探究
老师播放视频请学生根据视频中的数据填写表格,通过对表格中数据进行观察,让学生自主探究保持发射速度不变时,发射高度、时间和射程之间存在的关系以及保持发射高度不变时,发射的初速度、时间和距离三者之间的关系。

通过自主探究,学生明晰用力大小和投掷高度两个因素对于“粉笔”落点位置的影响。即初速度相同时,发射高度越高,运动时间越长,落点越远;发射高度相同时,运动时间相同,发射速度越快,落点越远。

03
平抛运动解密
老师们结合平抛运动的分解以及刚刚的实验探究,引导学生观察在水平方向上,“所用时间”、“发射初速度”和“射程”之间的关系,观察得到初速度*时间=射程,总结得出在水平方向上物体做匀速直线运动。

接着老师继续引导学生探究在竖直方向上,“发射高度”和“时间”之间存在的关系?通过对平方知识的拓展,学生能够得出在竖直方向上,发射高度与时间的平方成正比的关系。
最后老师讲解牛顿的大炮思想实验和卫星空间站等拓展内容,加深学生对本节课所学知识的理解。



撰文 张金芳
插图 张金芳
编辑 张金芳
审核 黄姝瑜
