非凡的物理

Phabulous Physics

非凡的物理

单元概述 / Unit Summary

在 这个单元当中,学生将全面研究、学习直线运动。在复习了基本的数学概念之后,用教师制作的演示文稿为学生介绍运动定律,速度,加速度,向量和牛顿定律。当 学生掌握了基本概念之后,可用小册子描述现实生活中与力相关的问题并回答单元问题:如何用牛顿定律描述日常生活中的事件?学生描述问题,演示如何使用物理 概念解决问题,利用电子表格输入数据、制作图表,表达他们的解决方案。在各小组对这些概念具备了基础之后,让学生创建调查计划、收集社区中关于高速公路危 险事故的信息。这些数据可用来为城市规划负责人准备演讲用的演示文稿。演讲的目标是说服领导人在交叉路口的危险路段做一些改进。

课程框架问题 / Curriculum-Framing Questions

  • Essential Question: 基本问题
    可以预测或解释发生在我们身边的所有事情吗?
  • Unit Questions: 单元问题
    我们可以预知物体的运动吗?
    理解自然定律能使让我们的生活更美好、更安全吗?
    如何运用牛顿定律描述日常生活中的事件?
  • Content Questions: 内容问题
    速度和速率有什么关系?
    牛顿定律是什么?

评价过程 / Assessment Processes

观察在“非凡的物理”单元中一共采用了多少种不同的以学生为中心的评价方式。这些评价方式将有助于学生和教师设立目标;监控学生进步情况;提供反馈;评价思维、过程、表现以及成果;在整个学习周期中反思学习。

教学过程 / Instructional Procedures

单元准备
该单元假设学生具备了稳固的数学知识。学生需要通过家庭作业安排(doc) 复习他们的知识。答案 (doc)用于班级复习。家庭作业可达到双重目的,一方面是复习换算知识;另一方面是为教师与学生提供反馈,了解学生开展本单元学习是否准备就绪。如果有必要,提供额外的练习。

介绍直线运动
通过介绍演示文稿:速度,加速度(ppt),向量(ppt)和牛顿定律(ppt)(介绍物理的直线运动。这些演示文稿覆盖了单元问题的知识,力的定律是如何描述日常生活中的事件的?和我们可以预知一些物体的运动吗?这个演示文稿同样回答了内容问题:速度和速率间的关系是什么?和牛顿定律是什么?

在每一个演示文稿中,通过提问评估学生知识的掌握情况。如果有必要的话,可从教科书或者网络中搜集资料为学生提供额外的案例以加强这些基础概念的理解。

在这个问题上,给出一个简短的测验(doc)评估学生的换算能力,向量分析和力。同时提供测验答案(doc)(测验的目的是复习物理概念,为学生和老师提供反馈,了解学生是否掌握本单元知识并可开始下一步学习— 制作别册。如果有必要,提供额外的练习。

制作出版物
通过一节实践课示范即将开始的独立物理学项目。引导学生学习直线运动问题及相关的火车滑动问题。直到学生使用火车滑动的数据,制作电子数据表并创建图表表示他们的数据(例如:看电子数据图表)。如果学生不知如何使用电子制表软件输入数据创建图表,在班级中利用投影仪为他们介绍电子制表帮助(doc)页面。

在学生完成这些活动后,在班级中演示火车问题手册(doc)给他们一个最终完成的报告范例。

让学生结对成组,指导每一对学生创建一个手册描述现实生活中与运动相关的问题,并回答单元问题:力的定律是如何描述日常生活中的事件的?,以及基本问题:发生在我们身边所有的事情都是可以被预知并解释的吗?

确保学生理解分配的任务以及他们将如何进行评估,分发手册得分向导(doc),详细讨论项目细节标准。在小组中,要求学生使用表格评估火车问题手册(doc)。然后以班级为单位,讨论学生的评分等级,并尝试通过讨论对学生的各种特点做出评定。

让学生们在发射问题范例(doc)中选择一个问题,或物理课本中选择一个问题。要求他们用纸笔解答,并描述检验问题和解决方案—根据需要修改数学。最后,让学生完成手册,其中需包括以下内容:

  • 解释说明问题
  • 描述问题(分步骤仔细检查最初的解答方法)
  • 关键的物理学运动方程式和数学解决方法
  • 用图表演示数学问题
  • 对问题提出建议并具备洞察力

让学生准备五分钟关于问题和解答方法的演讲。使用他们的手册支持演讲。务必阐明或涵盖至关重要的附加知识或没有在个别的介绍中回答的问题。

要求学生使用口头表达表 (doc)对同学们的演讲填写反馈。允许各小组同伴间有时间回顾反馈并合作讨论下一步的演讲内容。

开始学习
要求学会完成个人日志描述在项目学习中收集到的信息。在整个单元的学习中,不断复习日志确认是否掌握了知识,提交学习反馈,并根据需要调整学习方案。

要求学生扮演高速公路安全保障小组成员。他们的任务是创建演示文稿并为当地城市规划员演讲,建议改变道路或十字路口的安全隐患。回答单元问题:如何改变道路或十字路口的安全隐患?和基本问题:我们可以预知一些物体的运动吗

危险排名
帮助学生比较、区分优先次序,分析各个地区危险的差异性,介绍视觉排序工具。在你的学生使用视觉排序工具之前,对视觉排序网站进行测试并预先熟练使用该工具。

建 立项目,在教师工作空间中创建工作组。分配学生到各小组中,通过讨论安全驾驶引导班级学习。在班级中提问:从你开始驾驶以来,你经历过几次交通事故或你所 知道的朋友曾经经历过的交通事故数量?在经过讨论后,让学生提交他们认为不安全的各公路路段或十字路口的名称。在对5到7条高速公路进行头脑风暴之后,在 教师空间中的视觉队列中输入这些信息。让各小组在他们的视觉空间学生工作空间中 登陆并对事故从最危险到最不危险进行排序。学生小组需要对他们推荐的选项提供选择理由。当各学生小组在讨论时,教师在课堂中来回走动了解学生学习情况,对 轶事趣闻作记录,对学生提问以了解知识的掌握情况,如果有需要的话对疑问进行解答。在所有小组列出他们对危险状况的次序排列之后,要求每个小组与其它小组 比较他们排列的次序。引导学生讨论为什么大家列出的次序各不相同。学生应在各自的日志中记录资料。如果可能的话,邀请高速公路公共安全部门主管参加该项课 程活动,与同学们一起讨论交通危险的范围和排序的结果。

创建危险的高速公路调查
给学生分配任务,或者让各小组在前面我们列出的危险状况排名表中选择一个道路或十字交叉口的危险部分。 各小组将设计并创建各自的信息收集表,用它记录学生在社区中收集到的关于公路危险的公共信息。让学生利用调查助手,例如:调查猴子*,或者博客Blogger*,开展各自的调查进行问题的发布和问题的收集。在本单元中可参考调查*或者Blog*。 和学生一起回顾网站内容,演示参考范例并回答学生问题。给学生的家长写信并取得家长们的支持。如果可能的话,请当地的报纸对班级活动进行一个简单的报道, 可将该链接放入博客网站或调查中。告诉同学们他们通过调查收集到的信息最终将全部收集在演讲中。要求学生在日志中记录数据,反馈意见是非常重要的!

危险的高速公路调查开始
允许学生有时间研究他们选择的危险的公路问题。让同学们通过阅读当地报纸和网络资源搜集信息。要求学生在各自的日志中记录他们收集到的信息。

在学生们进行调查并回答问题时,安排会议监控学生学习过程并根据需要提供帮助。

创建因果关系图
帮助学生研究因果关系,为学生介绍寻找原因工具。在你和你的学生使用寻找原因前,先自行测试寻找原因网站并熟练掌握使用方法。

在教师工作空间中设立项目,确认为各小组分配任务。让学生看一看在寻找原因中的交通因果关系图样,我们不难发现影响交通安全的因素非常多。提醒学生他们的图表看起来可能和这个表区别很大。这是因为我们是集中研究公路和交叉路口的物理问题。让每个小组登陆他们的寻找原因学生工作空间。要求各组学生为他们的公路或十字路口问题创建因果关系表。在学生网站收集到信息之后,让他们调整他们的因果关系图,并添加学生日志日期。鼓励学生进行更多的研究,并使用因果关系图中更多的附加资料。使用注释工具提供小组反馈,记录他们在这个部分的学习情况。

创建演讲
要求学生使用演示文稿(ppt)进行10-15分钟的演讲,介绍某高速公路路段或某一交叉路口的情况。让学生使用动力学等式解释问题和他们针对高速公路的危险情况提出的解决 方案。演讲需回答单元问题:力的定律是如何描述日常生活中的事件的?我们可以预知一些物体的运动吗?和基本问题:发生在我们身边所有的事情都是可以被预知 并解释的吗?确保学生理解各自需要完成的任务以及任务评估方法,解释项目得分指南(doc)和演讲指南(doc)。在班级中详细讨论项目瞄准。提醒学生逐一他们将在高速公路安全保障小组中扮演的角色。他们的任务是创建演示文稿并为当地城市规划员就道路安全问题进行演讲。务必澄清项目问题并提醒学生在他们的演讲中需与同学合作完成反馈,用于修订最终的演讲内容。

完成演讲
在 演讲当天,告诉学生他们将轮流完成演讲并对每个小组的高速公路危险情况和幕后的调查研究进行提问。在观众提问环节,他们将扮演城市规划员的角色尝试决定解 决高速公路安全问题的最佳方法。在问题解答环节,演讲者将扮演高速公路安全保障小组成员的角色。邀请管理员和教师参加演讲。

在所有的演讲完成后,听取活动回报并总结建议。提出单元问题:如何理解自然定律让我们的生活更美好,更安全?和更加宽泛的基本问题:发生在我们身边所有的事情都是可以被预知并解释的吗?推动班级讨论:对公路问题和交叉路口问题的研究。此后完成项目总结报告。

进行学习反思,要求学生完成小组自评 (doc) 表,帮助他们规划将来的学习工作。

前需技能 / Prerequisite Skills

  • 固体单位换算和数学技能
  • 熟悉公式的变换(用于小册子和演讲)

区别教育 / Differentiated Instruction

需要帮助的学生 / Resource Student

  • 分发项目结构表和指南,帮助指导学生的工作,并定期监督学生学习进度。
  • 为学生提供更多的模板或支架,以确保项目成功
  • 提倡学生团体合作,学习互助
  • 必要的时候允许有更多时间进行学习

天才学生 / Gifted Student

  • 挑战:鼓励学生运用已知知识开发新的工作模式,并解释日常生活现象
  • 为学生提供选择的替代品,或在项目中的部门问题提高难度

英语学生 / English Language Learner

  • 为学生提供词汇表并注明学习期限
  • 提供教学内容方面的视觉图片演示资料
  • 允许学生选择示范对学术理念的理解,可借助模型、图片、图表、 等等
  • 提供学生更多的模板或支架,以确保项目成功

致谢 / Credits

Steve Owens参加了英特尔®教育并完成单元计划,一个教师团队把该计划充实为你现在看到的范例。

非凡的物理

简介 (At a Glance)

年级:11-12
学科:物理
主题:直线运动
高级思维能力:
综合、分析、解决问题
关键词:
牛顿定律、加速度、发射运动、力、向量、速度、动力
时间:
4 周,每天2课时

所需材料 (Things You Need)

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