幾個基本概念的建立 ──質點、參考係、座標系、時間和位移
一、教材分析（地位、編排及意義）這一章直線運動是從最基本、最簡單的概念入手，引導學生認識運動的基本規律和對運動狀態的描述方法，而本節是本章第一節，內容看似簡單實際每個概念都是運動學的基礎。質點和位移是運動學重要概念，要讓學生理解各個概念的準確含義；通過學習建立起學生對基本概念的科學認識，同時滲透物理學中的重要研究方法──通過科學抽象，建立理想模型，為進一步學習運動學和動力學知識埋下較好的鋪墊。
從教材的編排意圖上看，既注重科學方法又注意學生的認知規律。在本節概念的形成描述中本非羅列例項讓學生機械記憶，而是針對實踐問題的矛盾點而匯出的，這種編排結構和設計思想能較好地突出理論與實踐的統一，使學生明白物理概念既源於實踐又用之於實踐，有利於學生在學習中主動喚起**和聯絡生活的意識，充分體現新課改理念，同時滲透抽象、對比的思想方法對培養學生的優質思維具有重要的意義。
二、學生分析（學習者分析） 本節教材知識的接受物件是高一新生，已初步接受過初中新課程教育理念的薰陶，但學生頭腦陳述性知識多、還處於形象、直觀的思維水平。浙江高中新課程實施在2023年下半年才開始，高中教材依舊是新課程前的教材，因此初中原有知識結構與高中階段的物理學知識、教與學的方式跨度較大，學生對於抽象的概念學習普遍感到困難；對質點這一理想模型，學生還是第一次接觸，科學抽象的能力尚難具備；儘管學生已有參考係、路程、時間和時刻的概念，但屬粗略的表述，頭腦中原有對這些概念表述、測量方法缺乏科學性；概念的引出重結果、輕過程，概念歸納也缺少科學思維特徵：對比引出位移、時間這一具體概念，忽視次要矛盾引出質點模型，用感官去接觸和感知概念的屬性，等等。
另外，高一新生對學習資訊加工過程沒有相關的原有知識，缺乏聯絡，尚難形成有意義的學習思維風格。學生學習動機往往只滿足於記住概念的定義，而對於怎樣運用規則去做事卻不很關心，因此遇到實際問題解決不了，難免出現焦慮心理，時間一長就會失去學習物理的興趣。依據認知規律，最好啟發學生自己進行討論、鑑別，從感性認識到理性認識，豐富程式性知識，避免形成「高分低能、眼高手低」的毛病。
三、教學目標（根據教材和學生分析確定教學目標，表達精確、規範，可觀察和測量）
知識和技能目標：①能說出參考係的概念。知道對同一物體選擇不同的參考係時，觀察的結果可能不同，參考係可以任意選擇，但在研究中應考慮方便性。
②理解質點的概念，知道它是一種科學抽象。對提供的例項，會分析出何時能看成質點，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。③知道時間和時刻的含義。
會在例項中對比兩者異同，知道實驗室測量時間的方法。 ④理解位移概念。知道它是表示質點位置變動的向量，可以用有向線段來表示；⑤知道位移和路程的區別，對提供的例項，能正確判斷出位移與路程的表示結果。
過程與方法目標： ①學生要充分聯絡生活實際，抓住生活中物理問題的矛盾點，參與歸納幾個概念的形成過程，展示自己的優質思維過程。②通過多個例項的分析討論，逐漸讓學生領會這樣的科學思維方法：
抓住主要特徵忽略次要因素的科學抽象法；通過觀察比較正反例證發現概念本質特徵的方法。
情感價值目標：①培養學生嚴謹認真的態度，敢於堅持正確的觀點和修正錯誤，形成實事求是的科學觀。
②形成善於觀察生活物理的習慣，培養學生科學興趣，滲透具體問題具體分析的哲學思想。
四、教學任務分析（對照教學目標，這裡用加涅和對學習結果分類和結構層次分析，並確定教學重點和難點）
參考係、質點、時間時刻、位移等這幾個目標概念，根據加涅的學習結果分類，都屬於智慧型技能中的具體概念。依據奧蘇伯爾的學習理論，這些概念可作為陳述性知識水平來學習，要求學生能說出這些概念的名稱、含義或關鍵特徵，再在習得陳述性知識基礎上進行程式性知識水平學習，提示學生把生活中原有知識概念的例子呈現出來，舉例同一物體對不同參考係下的結果、位移與路程概念的正反例子，引導學生比較與對照，發現新概念的共同特徵，同時為概念的學習提供情景設計和練習反饋。 1．對於參考係概念學習側重於陳述性知識學習，用奧蘇伯爾的同化論分析比較合適。
學習的必要條件是機械運動概念，支援性條件是對生活中相對運動的感知程度和觀察態度，推知學生起點能力是已知運動的相對性以及有觀察和辨別相對位置改變的基本能力。2．質點是學生第一次接觸要建立的理想模型，比較抽象，屬本節重點，其科學思維方法也是本節教學中的難點。依據加涅學習理論，必要條件是辨別理解各種運動情景，掌握科學抽象的研究方法，支援性的條件是具備抓主要略次要的能力，可知起點能力是具有具體問題具體分析的認知策略。
3．時間和時刻概念是學生生活中較容易理解的概念，因此可以緊密結合生活，主動**用時間數軸表示概念的科學方法，並實物展示測量時間和時刻的工具。4．位移是運動學的重要概念，是本節課學習的另一重點，而理解惟一性特徵是位移概念引出之關鍵。根據加涅的分類，屬智慧型技能中的具體概念、規則的學習，側重於程式性知識；學習的必要條件是學生原有的路程概念、力的向量概念（遷移），支援性條件是對位移和路程概念的比較研究尋找特徵的策略、能用言語科學表述概念定義的能力，起點能力是運動軌跡的認知策略。
在教學中結合具體情景進行變式練習，著力引導學生比較觀察位移和路程的區別，及時對位移概念的形成進行反饋。
五、教學設計思想（理念、策略、教學流程） 黃恕伯老師說過新課程實施教學的思路是什麼？是「重過程」，「重情感」，「重生活」，其中「重過程」就是重視「過程與方法」的教學，同時緊密聯絡學生生活，使抽象的物理概念教學變成生動、形象；依據認知規律，在初中認知結構上深化拓寬，鼓勵嘗新，做到知識的同化、順應和不斷上公升的平衡，最大限度地調動學生積極參與教學活動，體現教學新思維。
教學流程：
本節課設計採用「以生活例子為主線、尋找概念特徵為關鍵的討論式教學模式」策略，綜合運用「問題、**、交流、歸納、講解」的教學能力，展開教學過程。這些問題的設計都是學生在課堂思維過程中自然提出的，不僅使整節課體現出很強的解決問題的探索性，又能讓學生不斷地在問題面前扮演探索者和研究者，激發學生的學習動機；同時對習得的概念通過練習反饋及時深化或補救，準確體現形成性評價的功能。
六、教學過程設計（本內容已充分展開，**運用、策略點評、形成性評價到位）教學過程分新課引入、新課教學、練習反饋三個教學環節進行。 [新課引入]學生：舉例說明哪些物體在運動，如汽車在飛馳、地球公**轉、分子在運動、心臟在跳動、血液在流動等等教師：
萬物都在運動，上面所舉的例子都有乙個共同的特點，即物體相對於其他物體的位置變化，我們把這種現象叫做機械運動，簡稱運動。自然界中的運動形式是多樣的，本章我們研究最基本最簡單的直線運動入手，開始我們的研究。 文人常用「氣勢磅礴」來描述江水的運動，自古有「驚濤拍岸，捲起千堆雪」的詩句；畫家則運用簡筆線條來描述汽車的運動；那我們在物理中應該如何科學準確地描。
述物體的運動呢？
（策略點評：進入新課之前，啟用對原有的生活知識例子的回憶，以利於表明概念的關鍵特徵，同時回憶一些描述運動的「違法」概念，以作為同化科學新概念的基礎）
[新課教學]（一）概念之一：參考係1．意義問題：課桌在運動嗎？
並回憶生活中運動的相對性例子。（簡單的問題卻引起學生的短暫的爭論，並舉出更多的問題） 課件演示：從勻速飛行的飛機上向地面空投物資的過程，演示選擇不同的參考係看同乙個物體的運動情景有所不同。
學生討論診斷：選擇的參考係不同，結論也不同，自然過度到新概念──參考係教師言語後板書：研究乙個物體運動時，選來作為標準的另外的物體，叫做參考係。
2．性質問題：描述車廂的運動一定要選擇地面為參考係嗎？比較木星和火星的運動時，乙個以地球為參考係，乙個以太陽為參考係，這樣的比較有意義嗎？
（學生短暫討論，找到協調辦法） 教材中總結：參考係的選取具有任意性；選擇不同的參考係，描述物體運動的繁簡程度不同；一般我們選地面為參考係。 課件視聽：
「小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走」中各物體以什麼作為參考係？ （形成性評價反饋教學是否繼續，必要時預備製作flash動畫展示出效果。）
3．言語描述研究性問題：第一次世界大戰期間，一飛行員駕機飛行時，發現座艙外有一黑色小物體，他伸手抓過來一看，竟是一顆子彈頭！飛行員為何沒被子彈擊傷？
如果飛行員站在地面上，他還敢抓飛行中的子彈嗎？
（實踐證明，讓學生不斷地在問題面前扮演探索者和研究者，將極大激發學生學習的動機。）
（二）概念之二：質點 1．問題**：（投影展示）假設一列火車從某火車站出發，以10公尺每秒勻速直線前進，求10秒鐘後火車離車站多遠？
乙個小時後火車離車站多遠？對於前一問，會出現：生甲，10×10 =100 m；生乙，不能確定，因為未指定是研究車頭還是車尾。
而對於第二問，學生會得出36 000 m。
教師提出問題的焦點：這是如何將答案確定下來的？我指定車頭或車尾了嗎？火車現在就沒有自身長度了嗎？
（這樣教學容易引起爭論，學生感到問題的「複雜性」，自然會想到火車長度相對36 000公尺來說已經很小了，足夠可以忽略火車形狀大小。）
2．得出概念：什麼情況下，火車可以看成一點？研究地球自轉可看作質點嗎？研究地球繞太陽轉可看作質點嗎？
教師根據學生的回答可總結出物體可看成質點的條件：質點是沒有大小沒有形狀但具有物體所有質量的點，當物體自身的尺寸對研究的問題沒有影響，已經可以忽略時，就可以看成質點。 學生歸納，老師板書定義：
用來代替物體的有質量的點叫做質點引導學生再進行分析並充分體會科學概括的過程：實際中不存在質點，它是一種科學抽象，研究中抓住主要矛盾，弱化了次要因素，它是理想化的物理模型，強調這種思想在科學研究中非常重要這種重視過程教學的設計，是滲透科學抽象法最好的途徑。）
3．目標反饋（投影） 關於質點，下列說法正確的是( )a．質點一定是體積、質量極小的物體b．計算火車過橋時所用時間，火車可當成質點c．研究地球公轉時可作為質點d．運動員在百公尺賽跑時不可作為質點，在馬拉松比賽時可作為質點 （針對目標評價，若結果不理想，依據教學流程要及時返回進行補救教學）
（三）概念之三：時刻和時間 1．生活引入**資料（投影）：28屆雅典奧運會110公尺欄決賽在北京時間2023年8月28日凌晨3時30分開賽，我國選手劉翔以12秒91第乙個衝過終點，獲得該項目的金牌，全球為之震動。
提出問題：兩組資料2023年8月28日凌晨3時30分，12秒91的含義一樣嗎？
讓學生討論結果：不一樣，前者表示在某一瞬間，而後者表示一段時間。
2．閱讀課本學生歸納教師板書：在時間軸上表示時刻是乙個點，而時間是一段；單位是秒、分、時；符號是s、min、h。(實踐證明這段處理開門見山，對學生自習能力的培養和認識時間概念更為有利。
）3．目標評價（投影展示）：a．小王問小張：「現在的時間是幾點鐘」？
b．物理題：「物體從斜面滑下的時間是多少？」c．列車時刻表還是列車時間表？
d．我們經常還會遇到這樣的語句：第is內的平均速度，第is內是時刻還是時間間隔？3s末的速度中3s末呢？
4．測量工具（實物展示）：停表（秒錶）；打點計時器（記錄比較短的時間）
（四）概念之四：位移與路程1．引入情景師：有了時間上的量，我們再來看空間上的描述（這裡銜接要自然）。
設計情景一：乙個同學從操場中心a點出發，走了20公尺，請確定他現在的位置。
設計情景二：乙個同學從操場中心a出發，向正東走了20公尺，請確定他現在的位置。（先回憶原有概念的例子──路程，再同時呈現以上兩個設問，形成對照，引出質點運動的軌跡和位移概念的初步含義。
）學生歸納：運動質點通過的路線叫做質點運動的軌跡，軌跡是直線叫直線運動，軌跡是曲線叫曲線運動。描述物體位置的變化，只有軌跡距離是不夠的，還需要指定方向。
我們用乙個新的物理量來描述，叫位移。
1 1 質點參考係和座標系
第一節 三維目標 知識與技能 認識建立質點模型的意義和方法能根據具體情況將物體簡化為質點，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。理解參考係的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考係。認識一維直線座標系，掌握座標系的簡單應用。過程與方法 體會物理模型在探索自然規律中的作用，初步...
1 1質點參考係和座標系
1.1質點參考係和座標系 主備課知識與技能 認識建立質點模型的意義和方法能根據具體情況將物體簡化為質點，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。理解參考係的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考係。認識一維直線座標系，掌握座標系的簡單應用。過程與方法 體會物理模型在探索自然規律...
1 1質點 參考係和座標系教案
教學目標 一 知識與技能 1 理解質點的概念，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。2 理解參考係的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考係。3 會用座標系描述物體的位置和位置的變化。二 過程與方法 1 體會物理模型在探索自然規律中的作用，讓學生將生活實際與物理概念相聯絡，通...