29跨學(xué)科實踐“探究游樂設(shè)施中的功與能”（教學(xué)設(shè)計）2024-2025學(xué)年初中物理項目化課程案例課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計意圖本節(jié)課旨在通過跨學(xué)科實踐，讓學(xué)生在探究游樂設(shè)施中的功與能的過程中，運(yùn)用物理知識解決實際問題，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維。通過實際操作和數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生更好地理解功與能的概念，并認(rèn)識到物理知識在生活中的應(yīng)用價值。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、問題解決能力和創(chuàng)新思維。通過設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，學(xué)生將學(xué)會運(yùn)用物理知識解釋現(xiàn)象，提高實驗操作技能，增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，同時激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，促進(jìn)其跨學(xué)科知識的整合與應(yīng)用。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識。

學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)的基本概念，如力、運(yùn)動、功、能等，對功的計算公式W=Fs有所了解。同時，學(xué)生對能量轉(zhuǎn)換和守恒有一定的認(rèn)識，但具體到游樂設(shè)施中的功與能的應(yīng)用，學(xué)生的知識儲備相對有限。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

學(xué)生對游樂設(shè)施充滿好奇，學(xué)習(xí)興趣濃厚。在能力方面，學(xué)生具備一定的觀察能力和初步的實驗操作技能。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于動手實踐，通過實驗操作來加深理解；另一部分學(xué)生則更偏向于理論分析，喜歡通過公式和計算來解決問題。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)。

學(xué)生在探究游樂設(shè)施中的功與能時，可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：一是對功的計算公式的理解不夠深入，難以應(yīng)用于實際情境；二是實驗操作過程中可能遇到誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析困難；三是跨學(xué)科知識整合能力不足，難以將物理知識與數(shù)學(xué)、工程等其他學(xué)科知識相結(jié)合。此外，學(xué)生在表達(dá)觀點和展示成果時，可能存在邏輯性和條理性不足的問題。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：游樂設(shè)施模型、計時器、測力計、滑輪組、杠桿、彈簧測力計、計算機(jī)、投影儀

-課程平臺：學(xué)校物理實驗室管理系統(tǒng)、教學(xué)課件平臺

-信息化資源：物理教學(xué)軟件、在線實驗平臺、視頻資料庫

-教學(xué)手段：實物展示、多媒體演示、小組討論、實驗操作、數(shù)據(jù)分析軟件五、教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求，如讓學(xué)生預(yù)習(xí)游樂設(shè)施中功的計算方法和能量轉(zhuǎn)換的基本原理。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“探究游樂設(shè)施中的功與能”，設(shè)計問題如“如何測量游樂設(shè)施中的功？”、“能量轉(zhuǎn)換在游樂設(shè)施中有哪些表現(xiàn)形式？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀相關(guān)資料，理解功與能的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過自主閱讀和思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺和微信群，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解功與能的概念，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過游樂設(shè)施的視頻或現(xiàn)場演示，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點：詳細(xì)講解功與能的計算方法，結(jié)合游樂設(shè)施的實際例子，如過山車和旋轉(zhuǎn)木馬的能量轉(zhuǎn)換。

組織課堂活動：設(shè)計小組實驗，讓學(xué)生測量游樂設(shè)施中的功，如計算滑梯上滑下時所做的功。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，思考功與能的計算和能量轉(zhuǎn)換過程。

參與課堂活動：學(xué)生積極參與實驗，測量并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：教師通過講解，幫助學(xué)生理解功與能的計算方法。

實踐活動法：通過實驗活動，讓學(xué)生在實踐中掌握測量和計算功與能的技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解功與能的計算方法，掌握在游樂設(shè)施中如何應(yīng)用這些概念。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設(shè)計游樂設(shè)施中能量轉(zhuǎn)換方案的作業(yè)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計并解釋其工作原理。

提供拓展資源：提供與游樂設(shè)施設(shè)計相關(guān)的書籍、網(wǎng)站和視頻，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生設(shè)計并完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)知識。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，深入探討游樂設(shè)施的設(shè)計和能量轉(zhuǎn)換。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，提升自主學(xué)習(xí)能力。

反思總結(jié)法：學(xué)生通過反思作業(yè)過程，總結(jié)經(jīng)驗，提出改進(jìn)建議。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的功與能的知識和技能。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）游樂設(shè)施的歷史與發(fā)展

介紹游樂設(shè)施的歷史背景，從早期的簡單游樂設(shè)備到現(xiàn)代高科技的游樂設(shè)施，讓學(xué)生了解游樂設(shè)施的發(fā)展歷程，以及其中涉及的物理原理和技術(shù)進(jìn)步。

（2）不同類型游樂設(shè)施的物理原理

詳細(xì)介紹不同類型游樂設(shè)施（如過山車、旋轉(zhuǎn)木馬、摩天輪等）的物理原理，包括重力、慣性、摩擦力、能量轉(zhuǎn)換等，幫助學(xué)生理解物理知識在實際中的應(yīng)用。

（3）游樂設(shè)施的安全設(shè)計

探討游樂設(shè)施的安全設(shè)計原則，如材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)等，讓學(xué)生認(rèn)識到物理知識在保障人民生命財產(chǎn)安全方面的作用。

（4）游樂設(shè)施對環(huán)境的影響

分析游樂設(shè)施對環(huán)境的影響，如能源消耗、廢棄物處理、噪音污染等，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)環(huán)保意識。

（5）游樂設(shè)施在科學(xué)教育中的應(yīng)用

探討如何利用游樂設(shè)施開展科學(xué)教育活動，如設(shè)計科學(xué)實驗、舉辦科普展覽等，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和好奇心。

2.拓展建議：

（1）閱讀相關(guān)書籍

推薦學(xué)生閱讀《游樂設(shè)施物理》、《物理實驗與科學(xué)探究》等書籍，深入了解游樂設(shè)施中的物理原理和實驗方法。

（2）參觀游樂設(shè)施

鼓勵學(xué)生參觀游樂設(shè)施，實地觀察并了解其工作原理，提高對物理知識的感性認(rèn)識。

（3）開展小組研究

組織學(xué)生開展小組研究，選擇一種游樂設(shè)施，探究其物理原理，撰寫研究報告，并制作成PPT進(jìn)行展示。

（4）參與科學(xué)實驗

鼓勵學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的物理實驗活動，如制作簡易游樂設(shè)施、設(shè)計科學(xué)實驗等，提高動手能力和創(chuàng)新思維。

（5）關(guān)注科技新聞

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技新聞，了解游樂設(shè)施領(lǐng)域的最新科技動態(tài)，拓寬知識視野。

（6）撰寫科普文章

鼓勵學(xué)生撰寫科普文章，介紹游樂設(shè)施中的物理知識，提高學(xué)生的科普寫作能力。

（7）參加科學(xué)競賽

推薦學(xué)生參加物理學(xué)科競賽，如科技創(chuàng)新大賽、青少年科技創(chuàng)新大賽等，鍛煉學(xué)生的綜合能力。七、板書設(shè)計①本文重點知識點：

-功的定義：力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。

-功的公式：W=Fs

-功的單位：焦耳（J）

-能量的轉(zhuǎn)換：動能、勢能、機(jī)械能

②重點詞句：

-功是物體由于力的作用而發(fā)生的位移所做的功。

-功的計算公式W=Fs，其中F為力的大小，s為物體在力的方向上移動的距離。

-功的單位焦耳（J）是國際單位制中的能量單位。

③游樂設(shè)施中的功與能：

-游樂設(shè)施中的能量轉(zhuǎn)換：動能與勢能的相互轉(zhuǎn)換。

-游樂設(shè)施中的功的應(yīng)用：計算游樂設(shè)施運(yùn)行過程中所做的功。

-游樂設(shè)施中的安全與效率：分析游樂設(shè)施的設(shè)計對安全性和效率的影響。八、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）閱讀材料：《物理世界中的能量轉(zhuǎn)換》

這本書詳細(xì)介紹了能量轉(zhuǎn)換在各種物理現(xiàn)象中的應(yīng)用，包括日常生活中的例子和科學(xué)實驗。通過閱讀，學(xué)生可以更深入地理解能量轉(zhuǎn)換的原理和重要性。

（2）視頻資源：《過山車的物理原理》

這是一段科普視頻，通過動畫和實際演示，向?qū)W生展示過山車運(yùn)行過程中涉及的物理原理，如重力、加速度、能量轉(zhuǎn)換等。

（3）實驗指導(dǎo)：《家庭簡易能量轉(zhuǎn)換實驗》

提供一系列家庭實驗，讓學(xué)生利用簡單的材料（如滑輪、重物、彈簧等）進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換實驗，觀察和記錄實驗結(jié)果。

2.拓展要求：

（1）鼓勵學(xué)生閱讀《物理世界中的能量轉(zhuǎn)換》，重點關(guān)注能量轉(zhuǎn)換的類型、過程和實例分析。

（2）觀看《過山車的物理原理》視頻，思考視頻中提到的物理原理在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

（3）根據(jù)《家庭簡易能量轉(zhuǎn)換實驗》的指導(dǎo)，選擇一個實驗進(jìn)行嘗試，記錄實驗步驟、觀察結(jié)果和數(shù)據(jù)分析。

（4）學(xué)生可以記錄實驗中的疑問，并在課堂上或通過郵件向老師提問，尋求解答。

（5）鼓勵學(xué)生將實驗結(jié)果和思考整理成小報告，分享給同學(xué)或參加學(xué)校的科學(xué)展覽。

（6）教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的拓展學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)知識的交流和深化。

（7）對于有進(jìn)一步興趣的學(xué)生，推薦閱讀《現(xiàn)代物理實驗教程》等書籍，進(jìn)一步探索物理實驗的技巧和方法。

（8）鼓勵學(xué)生關(guān)注科學(xué)雜志和在線科學(xué)論壇，了解最新的科學(xué)研究成果和物理知識的應(yīng)用進(jìn)展。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括功的定義、計算公式、單位，以及能量轉(zhuǎn)換在游樂設(shè)施中的應(yīng)用。

2.強(qiáng)調(diào)功與能的關(guān)系，以及能量轉(zhuǎn)換在游樂設(shè)施中的重要性。

3.總結(jié)本節(jié)課的實驗操作步驟和數(shù)據(jù)分析方法。

4.引導(dǎo)學(xué)生思考如何將物理知識應(yīng)用于實際生活，提高學(xué)生的實踐能力。

當(dāng)堂檢測：

一、選擇題

1.功的計算公式是（）

A.W=Fs

B.W=Fv

C.W=Fh

D.W=Fθ

2.下列哪種情況不會做功？（）

A.提著水桶上樓

B.用力推門，但門沒有動

C.拉動彈簧，彈簧伸長

D.滑雪者從山上滑下來

二、填空題

1.功的單位是______，表示物體在力的作用下發(fā)生的位移所做的功。

2.能量轉(zhuǎn)換在游樂設(shè)施中表現(xiàn)為______和______的相互轉(zhuǎn)換。

三、計算題

一物體質(zhì)量為2kg，受到一個大小為5N的力，物體在力的方向上移動了4m，求物體所做的功。

四、簡答題

1.簡述功的定義及其計算公式。

2.能量轉(zhuǎn)換在游樂設(shè)施中有哪些表現(xiàn)形式？

五、應(yīng)用題

設(shè)計一個簡單的實驗，驗證功的計算公式W=Fs，并記錄實驗數(shù)據(jù)。教學(xué)反思十、教學(xué)反思

今天上了關(guān)于“探究游樂設(shè)施中的功與能”的物理課，總體來說，我覺得這節(jié)課進(jìn)行得還算順利。但是，在回顧和反思這節(jié)課的教學(xué)過程時，我也發(fā)現(xiàn)了一些值得改進(jìn)的地方。

首先，我覺得在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過游樂設(shè)施的視頻和圖片引起了學(xué)生的興趣，這對我來說是一個很好的開始。然而，我也意識到，在接下來的講解過程中，我可能過于依賴視頻和圖片，而沒有充分地引導(dǎo)學(xué)生通過文字和公式來理解概念。我覺得在未來的教學(xué)中，我需要更加注重讓學(xué)生自己從文字和公式中提取信息，這樣可以提高他們的閱讀和理解能力。

其次，在實驗環(huán)節(jié)，我安排了小組合作，讓學(xué)生通過實際操作來探究功與能。我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們在實驗過程中非常投入，但同時也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，有的小組在記錄數(shù)據(jù)時不夠精確，有的小組在分析數(shù)據(jù)時缺乏深度。這說明我在實驗設(shè)計上可能需要更加細(xì)致，同時也要在實驗前提供更詳細(xì)的指導(dǎo)，確保每個學(xué)生都能在實驗中有所收獲。

然后，我在課堂上嘗試了一些互動環(huán)節(jié)，比如小組討論和問題解答，但感覺效果并不理想。有些學(xué)生參與度不高，有的學(xué)生在討論時顯得有些拘謹(jǐn)。我覺得這可能是因為我對課堂氛圍的營造還不夠到位，或者是對學(xué)生的參與度引導(dǎo)不夠。在今后的教學(xué)中，我需要更加注重創(chuàng)造一個