屠旭滨 梁旭
摘要：以核心素养为目标，通过任务分解、情境创设和问题设计，将“运动的合成与分解”的素养目标落实在具体的学习活动中，并就思维引导、实验、教学活动方式提出了建议.
关键词：核心素养；教学设计；运动的合成与分解
作者简介：屠旭滨（1976-），男，浙江金华兰溪人，本科，中学高级教师，研究方向：高中物理学科教学；
梁旭（1962-），男，浙江上虞人，本科，中学特级教师，浙江省高中物理教研员，研究方向：中学物理教学目标、方法和策略.
1设计思路
任务1：探究合运动与分运动的关系.
任务2：利用平面直角坐标系定量研究蜡块运动的速度、位移和轨迹.
任务3：探究合运动的性质和轨迹.
任务4：应用运动的合成与分解研究曲线运动.
3教学活动
任务1：探究合运动与分运动的关系.
问题情景：蜡块的运动（图1），蜡块运动的视频截图（图2），问题如表1所示.
教学建议：
（1）思维引导建议：为了更自然地引入合运动和分运动，可以先介绍同一直线上的运动合成和分解，例如，人在电动扶梯上走动（同向或反向）时，地面观察者看到此人的位移和速度有什么变化，再提出如果不是同一直线上的两个运动，如运动的船上正在升旗，地面观察者看到旗的位移和速度又是怎样的，从而引入蜡块实验.
位移的合成与分解同力的合成与分解一样，都遵循矢量的平行四边形定则，这可以通过实验清晰地得到，结合运动的等时性，可以让学生证明速度也存在同样的关系.但加速度不能通过实验得到，教师不宜在本课中把有关结果强加给学生.
（2）实验操作建议：考虑到学生观察实验时注意力只能集中在某一处，而分析合运动与分运动的关系时需要不断变换观察的对象，所以做蜡块实验要分三步（管子不动， 蜡块在管中运动；蜡块随管子运动；蜡块同时参与两个运动），要向学生指出每次实验观察对象都是蜡块，要观察蜡块的运动方向和运动轨迹，要思考蜡块的运动性质.
（3）教学活动建议： 对问题1、2、3、4，可让学生独立思考后回答；对问题5，对基础较好的学生，可让学生独立思考后回答，教师适当点拔；对基础一般的学生，可让学生进行小组讨论后回答，教师进行引導.对问题6、7，应注重对规范的要求，让学生独立回答，引导学生画出速度的合成与分解示意图后求解与分析.
任务2：利用平面直角坐标系定量研究蜡块运动的速度、位移和轨迹.
问题情景：如图3、图4、图5所示，问题如表2所示.
教学建议：
（1）思维引导建议：根据学生在前面任务1中得到的位移、速度合成的规则，先进行合速度、合位移的研究是符合学生的思维发展规律的.为了描述物体运动的位置和获得轨迹方程，才需要引入坐标系，写出任意时刻位置坐标的方程，进而得到轨迹方程，在具有合速度、合位移和轨迹方程的基础上，再让学生考虑两个互相垂直的匀速直线运动的合运动是什么运动.
（2）教学活动建议： 对问题1、2，可让学生独立思考、求解并回答的方式；对问题3、4，可让学生进行小组讨论后回答；问题5、6，对基础较好的学生，可先让学生自己独立进行分析推理，教师进行点评和完善，对基础一般的学生，可由教师讲解；对问题7，可让学生独立思考后回答，其他同学进行补充完善.
任务3：探究合运动的性质和轨迹.
问题情景： 运动合成演示仪中笔尖的运动（如图6、图7、图8），问题见表3所示.
教学建议：
（1）思维引导建议：这里的研究分成三步进行，保持一个方向的运动为匀速运动，另一个方向的运动分
别为匀速运动、分两段的匀速运动和速度逐渐变化的运动，第一种情况虽然与蜡块运动相似，考虑到实验装置的变化和复杂性，可以为第二种情况打好基础，第二种情况是承前启后的，第三种情况可以在第二种情况的基础上，采用分割成多段的方法进行定性分析，在定性分析的基础上，采用数学方法写出轨迹方程，验证定性分析.
（2）实验操作建议：通过运动合成演示仪可以画出笔尖运动的三种轨迹（直线、折线和曲线），考虑到运动合成演示仪的原实验装置中只有竖直方向电机可以调速且水平竖直两个电机共用一个电源，速度可以连续变化的时间很短，导致画出的曲线效果不理想，因此要把实验装置稍加改进，水平电机和竖直电机分别接两个独立的学生电源，一边转动竖直方向速度调节旋钮，同时不断改变两个电机所接电源的电压，这样就可以画出连续的曲线运动轨迹.
（3）教学活动建议： 对问题1，可让学生独立回答；对问题2，要求学生在独立思考的基础上回答，其它同学和老师进一步完善；对问题3，要求学生在独立思考的基础上小组讨论，在小组讨论的基础上回答，教师再引导分析；对问题4，学生在独立思考的基础上回答，学生相互补充，教师总结.
任务4：应用运动的合成与分解研究曲线运动.
问题情景：如图9、图10、图11所示，问题如表4所示.
教学建议：
（1）思维引导建议：先用合成的方法研究，让学生感受两个方向的已知运动可以合成为曲线运动，为后面的运动分解打好基础.对问题3，从照片上能看出这种曲线运动有什么特点？有同学可能会说，运动具有对称性.教师可以进一步引导学生，你是否能确定两次闪光中间时刻小球的位置？依据是什么？你有什么办法确定小球的运动规律？引导学生运用分解的方法探究两个相互垂直方向上的运动规律.
（2）教学活动建议： 对问题1，可让学生在独立运算的基础上展示自己的结果；对问题2，要求学生画出轨迹图并展示，同学相互评价与优化；对问题3，可让学生回答，其他同学补充，教师引导；对问题4，要求学生先独立探究，再进行小组讨论，在交流的基础上学生和教师共同总结.
