高中物理：超重与失重现象研究案例

（一）合作学习任务

研究超重和失重现象的条件和本质。

（二）合作原因

本节内容是人教版高中物理必修1的最后一节，前一节已经构建了力与运动关系的知识体系，并应用牛顿运动定律解决了一些实际问题。学生已经具备了应用牛顿运动定律的知识与技能，期盼通过这节课能更熟练地应用牛顿运动定律去解析生活中的超重和失重现象。教师若采用传统的讲授式教学，很容易就能把本节内容讲完，但教学效果较差，学生没有经历亲身探究的过程，容易遗忘。而本案例采用切块拼接法进行合作学习，通过观察和分析电梯内的超、失重现象，学生经历了思考、提问、质疑、合作、交流、归纳、总结、建构、操练、评价与评估等过程，学习动机增强，学习能力得到了锻炼与提升。

（三）合作目标

1.学业目标

（1）通过观察和分析实例，知道什么是超重和失重现象，并探究出产生超重和失重现象的条件。

（2）熟练运用牛顿运动定律解决超重和失重问题。

2.社会技能目标

（1）小组成员间能彼此提供有效的帮助，交流、分享所需的资源和信息，在学习中学会与他人交流与合作，掌握一定的社会交往技能，提高合作兴趣。

（2）彼此提供反馈信息，以提高合作的绩效，增强分析问题、解决问题、应用实践的能力。

（3）建立积极关系，与同学关爱互信。

（4）促进心理健康，改善自我认知。

（四）合作方法

切块拼接法。

（五）合作类型

正式的大合作。

（六）合作时间

15分钟。(www.xing528.com)

（七）合作步骤

第一步：组建基组。按异质分组原则，每4人编为一小组并编号1、2、3、4，选出本小组的组长，小组长负责管理本小组，分配学习任务。

第二步：观看视频。观看老师播放的电梯在上升与下降过程中的哪个阶段是失重状态，注意观察和记录台秤示数相对于电梯静止时的示数是如何变化的，并判断哪个阶段是超重状态，结果记录在表3-2-1中。

第三步：独立研究。视频中将一台秤置于电梯的水平地面上，台秤上放一质量为m的物体，当电梯以大小恒定的加速度做表3-2-1中的4种匀变速运动时，请小组成员按编号1、2、3、4独立分析物体的运动情况，并在图上画出物体受力分析的示意图，应用牛顿运动定律求解不同情况中物体受到的支持力FN（即物体对台秤的压力）。并思考：①产生超重和失重现象的条件和本质是什么？②发生超重或失重现象时，物体自身的重力有没有变化？

第四步：同号同学组成专家组交流。前后4组中相同编号的人（不得少于4人，不多于6人）聚集在一起进行集中交流（见图3-2-1），并确保本专家组每一个同学都掌握这一探究。

图3-2-1

第五步：回基组汇报。组内每位同学学会后回到原来基组，轮流向组内其他组员汇报、讲解你学到的，其他同学倾听、理解和记录。汇报讲解时简洁明了，不要说与问题无关的话，直到全组成员都理解你的讲解为止。

第六步：汇报合作成果。教师随机抽查某一组某个学生汇报本组研究结果，可以以答题板、黑板板书、PPT（演示文稿）、视频等形式与全班同学分享答案。教师点评。

第七步：合作学习的评价与评估

表3-2-1　合作学习小组任务

【教学参考】

表3-2-2　预期合作成果参考

（八）教学中应注意的问题

（1）任务中的电梯运动视频，是教师或学生课前录制的比较清晰的视频，上升或下降的楼层需不少于4层，不多于10层。

（2）由于生活中的失重和超重现象的过程一般很快，所以本任务中通过在电梯中的视频把失重、超重的过程“延长”，学生可以“慢”下来观察5种不同过程的视重变化，把示数变化和运动过程结合在一起分析。

（3）考虑到有些基础比较差的学生难分析没有具体数据的情况，教师可在任务要求时给出具体的数据，例m＝1 kg，a＝2 m/s2等，再由特殊情况总结出一般情况的结论。