视频简介：
视频标签：物理实验教学,说课比赛视频,平抛运动
所属栏目：高中物理说课视频
视频课题：2017年浙江省高中物理实验教学说课比赛视频《平抛运动》创新实验教学设计-徐忠岳-浙江省舟山
教学设计、课堂实录及教案：2017年浙江省高中物理实验教学说课比赛视频《平抛运动》创新实验教学设计-徐忠岳浙江省 舟山市东海中学（杨羲纪念中学）高中物理
《平抛运动》创新实验教学设计
徐忠岳
（舟山市东海中学； 浙江 舟山 316000）
一、使用教材
人教版高中《物理必修2》第五章第二节。
二、实验器材
自制教具：
（演示实验）---自制光影平面计时器1套。
（学生分组实验）---频闪光源12只，平抛运动轨道（附水准泡）和支架12套。
其它：相机，三脚架，白板笔12支，塑料纸12张等。
三、实验创新要求/改进要点
突破传统打点计时器和频闪摄影技术的纸带牵阻和操作麻烦等缺点。
自制的光影平面计时器经济实用，它结合了频闪摄影、DIS和打点计时器的优点，大大提高了实验效率。相比频闪摄影，它更加方便，不需要极端黑暗的环境，不需要拍照就能直接看到运动轨迹；相比无线位移传感器，它显然更加形象直观；相比打点计时器，它没有纸带牵阻，而且是二维的，还能加深学生对传统打点计时器的理解。
四、实验原理/实验设计思路
如图1和2所示，自制频闪光源可以发出紫光，频率由单片机控制，可以充电、调焦和调频。当做平抛运动的光源经过光影画布时会留下一串反映物体运动规律的点迹，可以用描点法和相机连拍的方式获取并分析物体的运动轨迹，定量研究平抛运动水平和竖直方向上的运动规律。
如图3所示，通过轨迹坐标分析，得到如下结论：
在竖直方向上， ,忽略一次和零次项得 ，所以光源在竖直方向上做 a=g≈9.79m/s2的自由落体运动。在水平方向上， ，忽略零次项得 ，即在水平方向上光源做初速度为0.7922m/s的匀速直线运动。
五、实验教学目标
物理观念：掌握平抛运动的规律（轨迹、位移、速度、加速度）。
科学探究：培养发现问题、设计方案、验证猜想的探究能力。
科学思维：掌握“化曲为直”、“化繁为简”（利用“运动的合成与分解”分析平抛运动）和数理结合解决实际问题的思维方法。
科学态度与责任：体验科学探究的严谨、曲折、艰辛和喜悦；培养学生科学探究的兴趣和勤于思考的良好品质，以及善于交流、乐于承担和分享的团队精神。
六、实验教学内容
利用描点法或相机连拍的方式获取平抛运动的轨迹。利用轨迹分析软件获取物体的位置坐标，分析实验数据，交流、归纳实验结果。
七、实验教学过程
（一）发现问题
通过实验，学生发现光影画布的留迹时间比较短（在黑暗的环境中可以保留2-5分钟，但在比较亮的环境中只能保留几秒钟）。
（二）讨论实验方案
学生提出的实验方案可以归纳为描点法和拍照法两种。学生通过自主设计和讨论，不断完善各自的方案。比如学生用白板笔在塑料纸上描点，再利用坐标纸来读取坐标；利用相机高速连拍，以捕获清晰的照片。
最后确定采用了拍照和软件分析相结合的方案，因为很多软件都有读取坐标的功能，比如运动轨迹分析软件和windows自带的画图软件。我认为对高中学生来说，读取坐标只是一种机械性的劳动，应该把时间尽可能地用于创造性的探究。
（三）实验验证
现场拍摄平抛运动轨迹，利用运动轨迹分析软件定量研究平抛运动规律。
（四）总结归纳平抛运动规律
（五）课外拓展性实验研究
包括运动的合成与分解、过山车、线速度与角速度的关系、单摆和弹簧振子等。
八、实验效果评价
（一）提高了实验效率
光影平面计时器经济实用，它结合了频闪摄影、DIS和打点计时器的优点，大大提高了实验效率。相比频闪摄影，它更加方便，不需要极端黑暗的环境，不需要拍照就能直接看到运动轨迹；相比无线位移传感器，它显然更加形象直观；相比打点计时器，它没有纸带牵阻，而且是二维的，还能加深学生对传统打点计时器的理解。如图4所示，利用光影平面打点计时器几乎可以完全代替传统打点计时器和频闪摄影技术，可广泛应用于单摆、弹簧振子、牛顿第二运动定律、机械能守恒定律等一维和二维运动的定量实验研究，极具推广价值。
（二）有利于培养学生的科学素养
我认为做实验很重要，实验为什么这样做更重要。所以我们用大量的时间用于发现问题和设计实验方案。通过曲折的、一步步地深入探究，培养学生良好思维品质和态度。另外，本实验综合应用物理、数学知识和“单片机、3D打印和激光雕刻”等现代信息技术，充分体现了STEM和创新教育的理念。
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