概念图进行单元复习案例解析
--《运动的描述》单元复习
南京市金陵中 徐学 锐
概念图就是将知识形成一个结构网络关系与逻辑关系,它极大地提高了人们的理解和
记忆能力,它对于逻辑思维和创造性思维都有巨大帮助!通过使用概念图,学生不再被动
地去设法记下教师的每句话和阅读一串串长长的句子,而是积极地对关键字进行加工、分
析和整理,对知识进行系统化,并和教师积极地对话,另外,它还非常有利于开发学生的
空 间 智 能 。
高中物理复习课教学是师生双方从新的视角对所学知识进行系统梳理、深化、拓宽及灵
活应用的教学过程。为了使学生对所学物理知识概括化、网络化,并能灵活地迁移,将概
念图引入到高中物理复习的教与学中,会收到了较好的效果。
高中物理必修 1 第一章《运动的描述》单元复习案例与分析:
【教学目标】
1.理解并掌握质点、参考系、坐标系、时间、时刻、位置、位移、平均速度、瞬时速
度、加速度基本概念;
2.掌握速度测量仪器的使用,会分析实验数据
3.构建知识网络,了解各知识点间的逻辑关系
【教学过程】
本章的重点围绕“描述”物体的运动,但知识点较多,有质点、参考系、坐标系、时
间、时刻、位置、位移、平均速度、瞬时速度、加速度、速度的测量等。如果按内容的顺
序逐条复习,学生不易记忆与理解,更谈不上知识网络的形成。在复习过程中将这些知识
点按照一定的关系联系在一起,组成如下图所示的概念图,再通过概念图进行复习,会起
到事半功倍的效果。
教师:请同学们大概浏览本章内容,本章知识大致可以分成几块,几块之间又存在什
么关系?
这个问题对学生比较难,但提出问题的目的不一定要学生能得出答案,而是让他们知
道单元复习的方法,不要将知识独立开来,将一章所有知识编织成知识网络,寻找其逻辑
关系,从整体把握全章内容。
教师:我对本章的理解用如下一幅图(概念图)表达出来,请同学通过图回答下面的问
题。
教师:本章的核心问题是什么?
学生:描述物体的运动。
教师:对,重点在“描述”,而描述物体运动描述的物理量是什么?
学生:速度。
教师:对,速度是描述运动物体的快慢,而速度又是根据那些物理量定义的?
学生:位移与时间。
教师:平均速度与瞬时速度间有什么联系与区别?
学生:一个是一段时间或一段位移内的平均快慢,另一个是某一时刻或某一位置的运
动快慢;在时间极短的情况下,平均速度可以近似为瞬时速度。
教师:位移通过什么来确定?
学生:坐标。
教师:坐标是建立在静止的物体上还是运动的物体上?
学生:均可以。
教师:对,因为运动是相对的,建立坐标的系统就是参考系。
教师:物体总是有体积,要确定物体的坐标,以那一点为准?
学生:在一定的情况下可以将物体看成一个有质量的点。
教师:在什么情况下可以看成一个点?如下列那些运动可以看成一个点? (A)比如做花
样滑冰的运动员、(B)研究地球绕太阳转动、(C)研究地球的自转、(D)测定火车通过南京长
江大桥的时间。
学生:B(也有很多同学得出不同的答案)
教师:很好,请说明理由。
学生:做花样滑冰运动员,人们关心的不是速度,而是运动员的动作,身体各部分的
习调性,因此无法用一点来替代。同样研究地球的自转过程中,地球各点的速度大小与方
向均不相同,因此也无法用一点去替代各点的运动。而同样是地球,如果研究它绕太阳的
转动,并不关注地球各点的速度,只是研究绕太阳转动情况,可以用一点去替代。火车较
长,与桥相比,它的长度不能忽略不计,因此不能看成质点,如果研究火车从北京开往南
京的时间,就可以将火车看成质点。
教师:(总结)通过此例题,为了能精确手描述物体位置,将物体看成一个理想的点。
质点是一种理想的物理模型。当物体能用点来代表它的运动,就可以将物体看成质点。
教师:实际运动物体瞬时速度的测量的最大困难是什么?
学生:时间,由于要求时间比较短。
教师:打点计时器、闪光照像、位移传感器、光电门它们分别是如何解决这个问题的?
学生:(此问题的难度比较大,教师可以帮助学生共同回顾)打点计时器是电磁原理,
应用了交流电的周期较小,在每格 0.02s 记录下物体的运动位置;闪光照像是利用光的频闪
时间短,同相在相等的极短时间记录物体的位置;位移传感器是通过光与声在空气中的速
度差得到了接受的时间差计算运动物体到接收器的距离;光电门是通过光电传感器记录遮
光板通过光电门的极短时间。
教师:加速度是描述物体运动快慢吗?
学生:不是,是描述物体速度变化快慢。
教师:加速度方向是描述物体运动方向吗?
学生:不是,是表达速度的为化方向。
根据概念图,师生通过对话的方式,不仅复习每一个知识点,而且将所有知识点连接
成一个知识网络结构,学生了解知识点的逻辑关系。
学生能清楚地了解质点是替代运动物体,质点在带有坐标的参考系中运动,因为运动
是相对的,所以要有参考系,为了确定物体的位置的变化,又必须要有坐标系。这是概念
图的第一部分,说明了质点、参考系、坐标系之间的关系。
机械运动是物体的空间位置随时间的变化,要描述物体的运动快慢,用位移与时间同
时描述比较麻烦,而且不能描述某一时刻或某一位移的快慢,因某一时刻没有位移。因此
要定义物体的运动快慢,必须要有空间与时间的变化量,即位移与时间的比值定义为速度
速度是一个状态量(即某一时间或在某一位置物体有运动快慢),而这个比值只能反映在这
段时间或这个位移物体运动的平均快慢(平均速度),在时间极短的情况下,可以近似认为
瞬时速度。这是概念图的第二部分,同时可以看出是建立在第一部分的基础上。
所有速度的测量仪器均是通过速度的定义原理所设计的,但它们的共同特点,可以精
确测定极短时间,便于测定运动物体的瞬时速度。速度的测定是为了研究实际运动的物体
有利于物体运动规律的研究。这是概念图的第三部分,原理是建立在第二部分的基础上,
所解决的问题是实际物体运动速度的测量。
加速度是建立在速度的基础上,由速度的变化量与时间的比值所定义的,它是为了描
述运动状态变化的物体,与速度描述物体的运动并不相同。这是概念图的最后一部分,还
是围绕对运动物体的描述。
概念图将多个零散的知识点集合在一起,帮助学生从纷繁的信息中找到信息间的联系。
学生可以利用概念图来分析复杂知识的结构。而且还有利于对概念的理解与记忆。
为了增加学生学习自主性,在单元复习过程上,也可以由学生来制作概念图,这样能
够激发他们的学习兴趣,促使学生积极思考,加强对知识的理解,也增强了他们的成就感
促进学生学习能力的提高。另外,也使他们在制作概念图的过程中体会、观察知识间的关
系,甚至发现自己从来没有注意和意识到的各个知识间的关系,从而产生一些具有创新性
的理解,同时达到创新性的学习之目的。