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第一节 几个基本概念
一、教学目标
（一）知识目标
1、知道参考系概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同，同时知道，在比较不同物体的运动情况时，必须选择同一参考系才有意义。
2、知道通常选择参考系时，要考虑到狮运动的描述尽可能简单。
3、理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，是一种理想化的模型，知道这种科学抽象是物理学的一种普遍的研究方法。通过具体事例弄懂物体在什么情况下可以看作质点。
4、知道时刻和时间间隔的含义以及它们的区别，知道时间的法定计量单位及符号，知道在实验室测量时间的方法。
5、知道位移的概念，知道它是描述质点位置改变的物理量，知道它是矢量，并且知道用正、负表示位移的含义。
6、知道位移和路程的区别
（二）能力目标
1、通过质点的教学，渗透物理学中一种重要的研究方法——科学抽象、理想化模型。
2、通过位移的学习，加深对矢量的理解。
（三）情感目标
1、通过本节的教学，培养学生在处理问题时，抓住主要特征，忽略次要因素的思想。
2、培养学生运动是相对的唯物主义思想。
二、教学用具
幻灯片、多媒体
三、教学过程
1、机械运动
引入：到上节课为止我们已经把第一章《力》内容学完了，从今天开始我们将学习第二章的内容《直线运动》，这节课我们先来了解几个于运动有关的基本概念。下面先来看一段录像。（播放录像45秒）
提问：同学们在画面中都看了哪些物体？
学生回答：河水、海鸥、树枝„„
（用幻灯片投出表格，列出六个物体）
提问：这些物体有什么特点？
学生回答：都在运动。
提问：什么时运动呢？
我们今天就来学习“运动”这个概念。
板书：1、机械运动 物体相对于其它物体位置的变化，简称运动。
联系机械运动概念与学生一起解释，为什么说影片中的物体时运动的。
2、参考系
引入：除了我们刚才录像中看到的运动物体之外，我们生活中还有哪些运动的物体呢？ 提问一个坐在后排的学生（可以看到转动的电扇和静止的电扇）
学生回答：手表指针、跑步的人、被风吹动窗帘、电扇
提问：你说的是哪一台电扇？
学生回答：转动的那台电扇？
提问：那我们看到没有转动的那台电扇有没有在运动呢？
学生回答：有
提问：那我们平时为什么总认为这样的电扇是静止的呢？
学生回答：我们选择的参照物不同
提问：我们平时认为这个电扇静止是以什么为参照物，认为电扇是运动的又是以什么为参照物？
学生回答：认为静止以天花板为参照物，认为运动可以是以太阳为参照物
教师总结：我们发现在描述一个物体运动的时候，如果参照物选择的不一样，描述的结果就有很大的差别，所以我们在描述一个物体的运动时，先要选择一个参照物。
在物理学中，我们把。
板书：2、参考系——在描述物体时，认为不动而选来作为标准的物体叫做参考系 国庆快要到了，可能有同学要去北京感受国庆节的喜庆气氛，可以坐火车去。
提问：如果我们要描述火车从温州到北京的运动，我们可以选择什么物体为参考系？ 学生回答：地面
提问：可不可以选择太阳为参考系？
学生回答：可以
请一个学生站起来回答：你会选择哪个物体为参考系？
学生回答：地面
提问：问为什么不选择太阳为参考系？
学生回答：不好描述
我们在描述物体运动的时候，可以选择任何一个物体做参考系，但是我们到底应该选择怎么选择参考系？刚才xx同学说了，在描述火车的时候不选择太阳为参考系是因为，不好描述，所以我们在选择参考系的时候，要使描述尽量的简洁、方便
板书：（1）选择参考系的原则：使描述尽量的简洁、方便
板书：（2）在比较两个物体的运动时，要选择同一个参考系（并简单说明）
3、质点
引入：继续上次引入，幻灯片投出从温州到北京的列车时刻表
出发时间： 8点50分
到站时间： 第二天14点10分
运行时间：29小时20分
经过路程： 2042公里
问：在看列车时刻表的时候，有没有考虑是火车头出站的时间，还是火车尾进站的时间 （学生回答）
再问：我们在考虑这个问题的时候，为什么没有把火车的长度考虑进去
（学生回答）
总结：当物体的形状、大小对研究的问题可以忽略的时候，我们就把物体当成一个点 板书：3、质点 忽略形状、大小，把物体当成具有物体全部质量的点
看几个问题，让学生讨论下列情况能不能把物体看成质点
研究火车穿过隧道的时间
研究地球自转引起昼夜更替
研究地球绕太阳公转时的快慢
研究地球绕太阳公转导致四季的更替
研究乒乓球的旋转
总结：要看，物体的形状、大小对研究的问题影响的大小
板书：看成质点的条件：物体的形状、大小对研究的问题影响很小时
板书：质点是一个理想模型
建立理想模型是物理学中很常用的方法，建立理想模型是抓住主要的因素，忽略次要的因素，可以使研究简单化。我们在处理很多问题的时候都要建立理想模型，比如说：轻杆，轻弹簧、轻绳等等
4、时间和时间间隔
引入：继续上面的引入，我们在把火车看成质点以后就可以对从温州到北京的火车进行描述了，幻灯片投出从温州到北京的列车时刻表
出发时间： 8点50分
到站时间： 第二天14点10分【几个基本概念教案,,】
运行时间：29小时20分
经过路程： 2042公里
问：有没有发现对三个时间的描述不同
板书：时刻和时间间隔
用幻灯片投出上面提到的三个时间在坐标轴上的表示，时刻在坐标轴上是一点，时间间隔是两个时刻间的线段。
幻灯片投出下列时间表述，让学生讨论并发表看法
1、第一秒、第二秒、第三秒……
2、第一秒初、第二秒初、第三秒初……
3、第一秒末、第二秒末、第三秒末……
4、前一秒、 前两秒、前三秒
用坐标轴投出上述时间在坐标轴上的表示
5、位移和路程
引入：通过上面几个概念的学习，我们可以很好的描述温州到北京的火车了，但是又有一个问题出来了，同学可能会发现，如果坐火车去温州的话肯定赶不上10月1日在北京过节了。可能有些同学要选择坐飞机去北京
用幻灯片投出地图片断，表示出从温州到北京的不同路径
路径不同路程一般也不同，但是不同的路径有一个共同点（提问学生）
共同点是初位置与末位置相同，路程就表示不出这个相同点，所以我们定义一个新的物理量——位移。在地图中画出从温州指向北京的有向线段。
板书：5、位移——用从初位置指向末位置的有向线段表示
线段大小表示位移的大小
箭头方向表示位移的方向
位移是一个矢量
用动画演示位移和路程的区别
6、小结
1、机械运动——物体相对于别的物体的位置变化
2、参考系
– 描述物体时，假定不动而作为标准的物体
– 选择参考系要使描述简洁、方便
3、质点
– 把物体看成具有物体全部质量的点
– 看成质点的条件：对于研究的问题，物体的形状和大小可以忽略
4、时刻和时间间隔
– 时刻——状态
– 时间间隔——过程
5、位移与路程
– 从初位置指向末位置的有向线段
7、练习
1、当人坐船行使在河中观看两岸青山时，常有“看山恰是走来迎”的感觉，而变化一下目光，又感到“仔细看山山不动”，试说明原因。
2、分析下列运动，研究对象能否当作质点？
做花样滑冰的运动员
运行中的人造地球卫星
3、一列火车从上海开往北京，下列叙述中，表示时间的是：
A、早6时10分，列车从上海站出发
B、列车一共运行了12h
C、列车在9时45分到达途中南京站
D、列车在南京站停车10min
4、一质点由位置A向北运动了4m，有向东运动了3m到达B点，在这过程中质点运动的路程是多少？运动的位移是多少？
附：ppt课件，两个动画，一个视频
几个基本概念的建立
──质点、参考系、坐标系、时间和位移
浙江省苍南县教育局教研室 吴招德
一、教材分析（地位、编排及意义）
这一章直线运动是从最基本、最简单的概念入手，引导学生认识运动的基本规律和对运动状态的描述方法，而本节是本章第一节，内容看似简单实际每个概念都是运动学的基础。质点和位移是运动学重要概念，要让学生理解各个概念的准确含义；通过学习建立起学生对基本概念的科学认识，同时渗透物理学中的重要研究方法──通过科学抽象，建立理想模型，为进一步学习运动学和动力学知识埋下较好的铺垫。
从教材的编排意图上看，既注重科学方法又注意学生的认知规律。在本节概念的形成描述中本非罗列实例让学生机械记忆，而是针对实践问题的矛盾点而导出的，这种编排结构和设计思想能较好地突出理论与实践的统一，使学生明白物理概念既源于实践又用之于实践，有利于学生在学习中主动唤起探究和联系生活的意识，充分体现新课改理念，同时渗透抽象、对比的思想方法对培养学生的优质思维具有重要的意义。
二、学生分析（学习者分析）
本节教材知识的接受对象是高一新生，已初步接受过初中新课程教育理念的熏陶，但学生头脑陈述性知识多、还处于形象、直观的思维水平。浙江高中新课程实施在2006年下半年才开始，高中教材依旧是新课程前的教材，因此初中原有知识结构与高中阶段的物理学知识、教与学的方式跨度较大，学生对于抽象的概念学习普遍感到困难；对质点这一理想模型，学生还是第一次接触，科学抽象的能力尚难具备；尽管学生已有参考系、路程、时间和时刻的概念，但属粗略的表述，头脑中原有对这些概念表述、测量方法缺乏科学性；概念的引出重结果、轻过程，概念归纳也缺少科学思维特征：对比引出位移、时间这一具体概念，忽视次要矛盾引出质点模型，用感官去接触和感知概念的属性，等等。
另外，高一新生对学习信息加工过程没有相关的原有知识，缺乏联系，尚难形成有意义的学习思维风格。学生学习动机往往只满足于记住概念的定义，而对于怎样运用规则去做事却不很关心，因此遇到实际问题解决不了，难免出现焦虑心理，时间一长就会失去学习物理的兴趣。依据认知规律，最好启发学生自己进行讨论、鉴别，从感性认识到理性认识，丰富程序性知识，避免形成“高分低能、眼高手低”的毛病。
三、教学目标（根据教材和学生分析确定教学目标，表达精确、规范，可观察和测量） 知识和技能目标：
①能说出参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同，参考系可以任意选择，但在研究中应考虑方便性。
②理解质点的概念，知道它是一种科学抽象。对提供的实例，会分析出何时能看成质点，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
③知道时间和时刻的含义。会在实例中对比两者异同，知道实验室测量时间的方法。 ④理解位移概念。知道它是表示质点位置变动的矢量，可以用有向线段来表示； ⑤知道位移和路程的区别，对提供的实例，能正确判断出位移与路程的表示结果。 过程与方法目标：
①学生要充分联系生活实际，抓住生活中物理问题的矛盾点，参与归纳几个概念的形成过程，展示自己的优质思维过程。
②通过多个实例的分析讨论，逐渐让学生领会这样的科学思维方法：抓住主要特征忽略次要因素的科学抽象法；通过观察比较正反例证发现概念本质特征的方法。
情感价值目标：
①培养学生严谨认真的态度，敢于坚持正确的观点和修正错误，形成实事求是的科学观。
②形成善于观察生活物理的习惯，培养学生科学兴趣，渗透具体问题具体分析的哲学思想。
四、教学任务分析（对照教学目标，这里用加涅和对学习结果分类和结构层次分析，并确定教学重点和难点）
参考系、质点、时间时刻、位移等这几个目标概念，根据加涅的学习结果分类，都属于智慧技能中的具体概念。依据奥苏伯尔的学习理论，这些概念可作为陈述性知识水平来学习，要求学生能说出这些概念的名称、含义或关键特征，再在习得陈述性知识基础上进行程序性知识水平学习，提示学生把生活中原有知识概念的例子呈现出来，举例同一物体对不同参考系下的结果、位移与路程概念的正反例子，引导学生比较与对照，发现新概念的共同特征，同时为概念的学习提供情景设计和练习反馈。
1．对于参考系概念学习侧重于陈述性知识学习，用奥苏伯尔的同化论分析比较合适。学习的必要条件是机械运动概念，支持性条件是对生活中相对运动的感知程度和观察态度，推知学生起点能力是已知运动的相对性以及有观察和辨别相对位置改变的基本能力。
2．质点是学生第一次接触要建立的理想模型，比较抽象，属本节重点，其科学思维方法也是本节教学中的难点。依据加涅学习理论，必要条件是辨别理解各种运动情景，掌握科学抽象的研究方法，支持性的条件是具备抓主要略次要的能力，可知起点能力是具有具体问题具体分析的认知策略。
3．时间和时刻概念是学生生活中较容易理解的概念，因此可以紧密结合生活，主动探讨用时间数轴表示概念的科学方法，并实物展示测量时间和时刻的工具。
4．位移是运动学的重要概念，是本节课学习的另一重点，而理解惟一性特征是位移概念引出之关键。根据加涅的分类，属智慧技能中的具体概念、规则的学习，侧重于程序性知识；学习的必要条件是学生原有的路程概念、力的矢量概念（迁移），支持性条件是对位移和路程概念的比较研究寻找特征的策略、能用言语科学表述概念定义的能力，起点能力是运动轨迹的认知策略。在教学中结合具体情景进行变式练习，着力引导学生比较观察位移和路程的区别，及时对位移概念的形成进行反馈。
五、教学设计思想（理念、策略、教学流程）
黄恕伯老师说过新课程实施教学的思路是什么？是“重过程”，“重情感”，“重生活”，其中“重过程”就是重视“过程与方法”的教学，同时紧密联系学生生活，使抽象的物理概念教学变成生动、形象；依据认知规律，在初中认知结构上深化拓宽，鼓励尝新，做到知识的同化、顺应和不断上升的平衡，最大限度地调动学生积极参与教学活动，体现教学新思维。
教学流程：
本节课设计采用“以生活例子为主线、寻找概念特征为关键的讨论式教学模式”策略，综合运用“问题、探究、交流、归纳、讲解”的教学能力，展开教学过程。这些问题的设计都是学生在课堂思维过程中自然提出的，不仅使整节课体现出很强的解决问题的探索性，又能让学生不断地在问题面前扮演探索者和研究者，激发学生的学习动机；同时对习得的概念通过练习反馈及时深化或补救，准确体现形成性评价的功能。
六、教学过程设计（本内容已充分展开，媒体运用、策略点评、形成性评价到位） 教学过程分新课引入、新课教学、练习反馈三个教学环节进行。
[新课引入]
学生：举例说明哪些物体在运动，如汽车在飞驰、地球公转自转、分子在运动、心脏在跳动、血液在流动等等。
教师：万物都在运动，上面所举的例子都有一个共同的特点，即物体相对于其他物体的位置变化，我们把这种现象叫做机械运动，简称运动。自然界中的运动形式是多样的，本章我们研究最基本最简单的直线运动入手，开始我们的研究。
文人常用“气势磅礴”来描述江水的运动，自古有“惊涛拍岸，卷起千堆雪”的诗句；画家则运用简笔线条来描述汽车的运动；那我们在物理中应该如何科学准确地描。述物体的运动呢？
（策略点评：进入新课之前，激活对原有的生活知识例子的回忆，以利于表明概念的关键特征，同时回忆一些描述运动的“违法”概念，以作为同化科学新概念的基础）
[新课教学]
（一）概念之一：参考系
1．意义
问题：课桌在运动吗？并回忆生活中运动的相对性例子。
（简单的问题却引起学生的短暂的争论，并举出更多的问题）
课件演示：从匀速飞行的飞机上向地面空投物资的过程，演示选择不同的参考系看同一个物体的运动情景有所不同。
学生讨论诊断：选择的参考系不同，结论也不同，自然过度到新概念──参考系。 教师言语后板书：研究一个物体运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。
2．性质
问题：描述车厢的运动一定要选择地面为参考系吗？比较木星和火星的运动时，一个以地球为参考系，一个以太阳为参考系，这样的比较有意义吗？
（学生短暂讨论，找到协调办法）
教材中总结：参考系的选取具有任意性；选择不同的参考系，描述物体运动的繁简程度不同；一般我们选地面为参考系。
课件视听：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中各物体以什么作为参考系？ （形成性评价反馈教学是否继续，必要时预备制作FLASH动画展示出效果。）
3．言语描述研究性问题：第一次世界大战期间，一飞行员驾机飞行时，发现座舱外有一黑色小物体，他伸手抓过来一看，竟是一颗子弹头！飞行员为何没被子弹击伤？如果飞行员站在地面上，他还敢抓飞行中的子弹吗？
（实践证明，让学生不断地在问题面前扮演探索者和研究者，将极大激发学生学习的动机。）
（二）概念之二：质点
1．问题探讨：（投影展示）假设一列火车从某火车站出发，以10米每秒匀速直线前进，求10秒钟后火车离车站多远？一个小时后火车离车站多远？对于前一问，会出现：生甲，10×10 =100 m；生乙，不能确定，因为未指定是研究车头还是车尾。而对于第二问，学生会得出36 000 m。
教师提出问题的焦点：这是如何将答案确定下来的？我指定车头或车尾了吗？火车现在就没有自身长度了吗？
（这样教学容易引起争论，学生感到问题的“复杂性”，自然会想到火车长度相对36 000米来说已经很小了，足够可以忽略火车形状大小。）
2．得出概念：什么情况下，火车可以看成一点？研究地球自转可看作质点吗？研究地球绕太阳转可看作质点吗？
教师根据学生的回答可总结出物体可看成质点的条件：质点是没有大小没有形状但具有物体所有质量的点，当物体自身的尺寸对研究的问题没有影响，已经可以忽略时，就可以看成质点。
学生归纳，老师板书定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。
引导学生再进行分析并充分体会科学概括的过程：实际中不存在质点，它是一种科学抽象，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，强调这种思想在科学研究中非常重要。
（这种重视过程教学的设计，是渗透科学抽象法最好的途径。）
3．目标反馈（投影）
关于质点，下列说法正确的是( )
A．质点一定是体积、质量极小的物体
B．计算火车过桥时所用时间，火车可当成质点
C．研究地球公转时可作为质点
D．运动员在百米赛跑时不可作为质点，在马拉松比赛时可作为质点
（针对目标评价，若结果不理想，依据教学流程要及时返回进行补救教学）
（三）概念之三：时刻和时间
1．生活引入
图文资料（投影）：28届雅典奥运会110米栏决赛在北京时间2004年8月28日凌晨3时30分开赛，我国选手刘翔以12秒91第一个冲过终点，获得该项目的金牌，全球为之震动。
提出问题：两组数据2004年8月28日凌晨3时30分，12秒91的含义一样吗？ 让学生讨论结果：不一样，前者表示在某一瞬间，而后者表示一段时间。
2．阅读课本
学生归纳教师板书：在时间轴上表示时刻是一个点，而时间是一段；单位是秒、分、时；符号是s、min、h。
(实践证明这段处理开门见山，对学生自习能力的培养和认识时间概念更为有利。）
3．目标评价（投影展示）：
A．小王问小张：“现在的时间是几点钟”？
B．物理题：“物体从斜面滑下的时间是多少？”【几个基本概念教案,,】
C．列车时刻表还是列车时间表？
D．我们经常还会遇到这样的语句：第Is内的平均速度，第Is内是时刻还是时间间隔？3s末的速度中3s末呢？
4．测量工具（实物展示）：停表（秒表）；打点计时器（记录比较短的时间）
（四）概念之四：位移与路程
1．引入情景
师：有了时间上的量，我们再来看空间上的描述（这里衔接要自然）。
设计情景一：一个同学从操场中心A点出发，走了20米，请确定他现在的位置。 设计情景二：一个同学从操场中心A出发，向正东走了20米，请确定他现在的位置。 （先回忆原有概念的例子──路程，再同时呈现以上两个设问，形成对照，引出质点运动的轨迹和位移概念的初步含义。）
学生归纳：运动质点通过的路线叫做质点运动的轨迹，轨迹是直线叫直线运动，轨迹是曲线叫曲线运动。描述物体位置的变化，只有轨迹距离是不够的，还需要指定方向。我们用一个新的物理量来描述，叫位移。
又是一个问题出来：如何科学表达位移的概念？
2．位移概念
引导回忆力、速度矢量的定义并做出迁移：位移也包含了大小和方向，是矢量，用来描述位置变化。
问题提出：俗话说“条条大路通罗马”，不同路径从温州到杭州，它们的运动轨迹和位移一样吗？应如何解决无数条问题？如何来表示位移矢量呢？
引发学生讨论比较事例，发现位移概念的惟一性特征（学生发现这一点很重要），得出位移概念的描述是：用有向线段来表示位移矢量（板书）。
目标反馈（投影展示）：一小球从离地面5m高的地方自由落下，碰地后又弹起，在离地高3m处被接住，则碰地时位移的大小和路程分别是多少？整个过程的位移的大小和路程分别是多少？
（通过练习，用位移概念解决实际问题，丰富学生的程序性知识。）
3．位移与路程的异同
对上例变式探讨，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，进一步理解位移概念，比较出位移与路程的异同，用表格的形式通过投影进行展示：
概念：
教学系统设计(Instructional SystemDesign,简称ISD)，也称作教学设计(Instructional Design,简称ISD)是以传播理论、学习理论和教学理论为基础，运用系统论的观点和方法，分析教学中的问题和需求从而找出最佳解决方案的一种理论和方法。
教学设计构成要素：一份完整的教案一般来说主要包括以下几部分：
1、基本情况：主要包括：课程名称、授课内容、教学日期，授课教师姓名、职称、授课对象、授课时数以及教材名称及版本等。
2、教学目标：即，对应每堂课设计明确的教学目标。这种目标制定要符合大纲和学生的实际，要在50分钟里实现的实“在”的具体目标要求，既包括知识、能力的要求，也包括德育、智育的要求。根据这种目标要求确定每堂课的重点、难点。
3、教学过程即教学步骤：这部分内容是教案设计的重点。主要指教学活动的整个流程。包括课堂提问的顺序、内容，课件的演示等细节。为掌握好时间的进度，有时还需要标记每个环节所需要的时间。
教学过程一般从复习检查导入新课开始，这阶段重点要设计如何导入？导入时引导学生参与那些活动？如何给学生创设良好的学习氛围。进入学习新课阶段后，突出问题和情景的设计，如设计怎样的问题或情景让学生对新课内容进行探究，如何探究？如何激发学生的学习兴趣？这部分又是教案设计中教学过程中的难点。第三阶段是对新课的巩固练习，主要靠设计些练习题，让学生动手练，是所学知识得以迁移巩固，最后布置作业。
教学过程也没有固定的模式，关键是在讲与练的处理上，练习不仅是一个教学环节，更是一种教学方法。讲中有练，练中有讲，讲练结合，效果更好些。
4、课后要求：主要设计如何获得必要的反馈信息。即教学评价，为教师反思教学提供重要的依据。
代表人物及观念思想
.加涅的教学系统设计理论 加涅（1965，1985）提出了一个关于知识与技能的描述性理论，认为学校学习的知识与技能可以分为五种类型：言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。他又进一步根据其学习的信息加工理论提出了一个关于教学策略的描述性理论。由此观点出发，他根据学习过程中包含有多个内部心理加工环节，从而推断出相应教学过程应由九个教学事件构成：引起注意、告诉学习者目标、刺激对先前学习的回忆、呈现刺激材料、提供学习指导、诱导学习表现（行为）、提供反馈、评价表现、促进记忆和迁移。加涅特别指出，以上九个教学事件的展开是可能性最大、最合乎逻辑的顺序，但也并非机械刻板、一成不变的，也就是说，并非在每一堂课中都要提供全部教学事件。加涅在分析学习的条件时，
根据实验研究和经验概括，详尽地区分了不同学习结果对不同教学事件的要求。这就是加涅的规定性教学理论。
2.瑞奇鲁斯的教学系统设计理论框架及其细化理论 瑞奇鲁斯（1983）把教学理论的变量分为教学条件、教学策略和教学结果，并进一步把教学策略变量细分为教学组织策略、教学管理策略和教学传输策略。他还就教学内容的宏观组织问题提出了自己的理论，这就是教学的细化理论（The Elaboration Theory of Instruction，简称ET）。他认为这种理论综合了布鲁纳的螺旋式课程序列、奥苏贝尔的逐渐分化课程序列、加涅的分层序列和斯坎杜拉的最短路径序列，是一种通用的课程序列化的理论。 瑞奇鲁斯等人的细化理论（ET）和梅瑞尔（1983）的成分显示理论（Component Display Theory，简称CDT）一起构成了一个完整的教学系统设计理论。
3.梅瑞尔的成分显示理论（CDT） 梅瑞尔的CDT理论主要是认知领域的教学系统设计理论，对教学策略进行了较详尽的规定。他首先提出了一个有关知识的描述性理论，认为知识由行为水平和内容类型构成了两维分类。梅瑞尔还提出了一个有关教学策略的描述性理论，认为策略有基本呈现形式（PPF）、辅助呈现形式（SPF）和呈现之间的联系（IDR）。基本呈现形式由讲解通则、讲解事例（例子）、探索通则（回忆）、探索事例（实践）构成。辅助呈现形式（SPF）由附加的促进学习的信息构成，如使注意集中的措施、记忆术和反馈；呈现之间的联系（IDR）则是一些序列，包括例子－非例子的配对序列、各种例子的分类序列和例子难度的范围。对于每一个行为－内容类别，CDT都规定了PPF、SPF、IDR之间的组合，这些组合就构成了最有效的教学策略。
4.史密斯和雷根的教学系统设计理论 史密斯和雷根的教学系统设计理论是对90年代以前教学系统设计的一个总结，真正把教学系统设计的重点从教学系统设计过程模式转移到教学系统设计理论和教学模式上来，着眼于具体教学问题，对设计教学策略给予了前所未有的关注。他们首先总结并综合运用了加涅（1965，1985）、布鲁姆（1956）和安德森（1985）有关学习结果的理论。认为学习结果包括：陈述性知识、概念、规则（关系型规则、程序型规则）、问题解决、认知策略、态度和心因动作技能。同时，他们借鉴了瑞奇鲁斯（1983）有关教学策略的分类框架，把教学策略分为教学组织策略、教学管理策略和教学传输策略。然后，对加涅的一般教学策略模型进行了扩展。在此基础上，史密斯和雷根提出了自己的教学事件理论，认为一般教学过程包括以下15个教学事件,并由此对各种不同的学习结果提出了相应的教学策略，这就形成一个与加涅的教学系统设计理论相类似的教学系统设计理论框架
5、何克抗的教学系统设计理论
初步建构了以学为主的教学设计理论体系，并在此基础上提出了“主导一主体”教学设计模式。第一，注重教学系统设计理论的研究。第二，构建了以学为主的教学设计理论和方法体系，使教学系统设计理论和方法能够更加深刻和贴切地反映社会转型与技术进步所提出的实际需求。由于教学系统设计以多学科理论为基础，与技术发展息息相关，因此，相关学科理论和技术的每一发展和变化必然对教学系统设计产生重大影响。近年来，由于信息技术的发展，特别是多媒体、超媒体、人工智能、网络技术、虚拟现实技术所具有的多种特性适合于实现建构主义理论所要求的学习环境，同时由于建构主义主张的以学为中心、在学习过程中充分发挥学生的主动性和首创精神的思想符合世界教育改革的主流及社会发展对新型人才培养的需求，使建构主义愈来愈显示出其强大的生命力。第三，提出了“主导一主体”教学设计理论。“主导一主体”教学系统设计模式是以教为主和以学为主这两种教学系统设计相结合的产物。该模式在深入分析了以教为主的教学系统设计和以学为主的教学设计模式
各自的优缺点的基础上，结合我国教育实际和社会对新型人才培养的需求，将两种模式取长补短，提出了在教学中既要充分发挥教师的主导作用，又要创设有利于学生主动探索、主动发现，有利于体现学生的主体地位和创新人才培养的新型学习环境的“双主”教学系统设计思想，初步建构了具有中国特色的教学设计理论体系。
第四，注重将教学系统设计理论与实践相结合。
6、戴尔的经验之塔
戴尔将人们获得的经验分为三大类--做的经验,观察的经验和抽象的经验,并将获得这三类经验的方法分为十种.
"经验之塔"理论要点 塔的底层的经验，该经验是直接,具体的,学习时最容易理解,也便于记忆.塔的顶层经验最抽象,易获得概念,便于应用.学习方法
教育应从具体经验入手,逐步过渡到抽象,这是较有效的学习方法.学习经验教育不能止于直接经验,不能过于具体化,而必须上升到理论,发展思维,形成概念.
替代经验位于塔的中部的是替代经验,它能冲破时空的限制,弥补学生直接经验的不足,且易于培养学生的观察能力.形成科学的抽象在学校中,应用各种教育媒体,以使教育更为具体,从而形成科学的抽象
7.结构主义心理学派 ——皮亚杰
主要观点:
a)同化(assimilation),顺应(accommodation),平衡(balance)是他提出的三个基本概念: 同化:个体感受刺激时,将它们纳入到原有认知结构中的过程;
顺应:有机体调节自己内部结构以适应特定刺激情境的过程;
平衡:个体通过自我调节机制使认知发展从一个平衡状态向另一个较高的平衡状态过度的过程.
b)学习是认知结构的组织与再组织,S-AT-R(A代表同化,T代表主体的认知结构),客体的刺激只有被主体同化于认知结构中,才能引起对刺激的行为反应.
c)学习从属于发展(只有当儿童达到一定的认知发展阶段时,他们才能通过心理运演来推断) d)学习是一种能动的建构
使用范围
教学系统设计的应用范围
教学系统设计发展的历史告诉我们，教学系统设计最早萌芽于军队和工业培训领域；到60年代才逐渐被引入到学校教育当中。并作为一门独立的知识体系得到迅速的发展；目前，教学系统设计在正规的学校教育、全民的社会教育和继续教育以及工业、农业、金融、军事、服务等各行业、各部门的职业教育和培训领域中都得到了广泛的应用。国外如美国、加拿大和澳大利亚的职业培训，英国的开放大学以及美国、日本等国的中小学教育中均在课程设置、培训计划和教材资源等方面开展了教学系统设计，取得了许多成功的经验。我国在九年义务教育的文字教材与声像教材的编制中，在全国中小学计算机辅助教学软件的开发中，在职业高中、高等院校的部分课程设置和多媒体教材设计中，以及大、中、小学的课堂教学中，教学系统设计的理论和思想也在逐步被接受，教学系统设计的实践正愈来愈为人们所重视。
根据《教育技术国际百科全书》的描述，在学校教育中，教学系统设计常常以现存的课程文献或一个待完成的课程为出发点。在职业环境里，工作岗位是教学系统设计的参考和出发点，教学系统设计从具体的工作任务描述和分析开始，使职业岗位培训中的教学目标非常明确和有的放矢。某些教学系统设计者企图把教育和职业培训作同样处理，就容易忽视遍布于教育决策中的政治和道德因素以及很重要但却难以具体化、任务化的基本思维方式和情感、道德教育。因此学校教育中教学系统设计的应用更加复杂，难度也相对更大。 研究的基本内容第八页
教学系统设计的学科性质
一、在庞大的教育科学体系中，教学系统设计是一门应用性很强的桥梁性学科
教育、教学理论是发展历史比较悠久的学科，它着重研究教育、教学的客观规律，通过一套范畴（概念）如教育、教学的任务、内容、过程、原则、方法、组织形式和效果等，建立从“教”的角度出发的本理论体系，揭示了教学机制，但它并不研究学生学习的内部机制。而学习理论则是探索人类学习的内部心理机制，着重研究学生学习的内部因素。这两方面的基本理论为解决教育、教学问题，为制定和选择教学方案提供了关于教学机制和学习机制的科学依据。教学系统设计为了追求教学效果的最优化，不仅关心如何教，更关心学生如何学，因此在系统分析、解决教学问题的过程中注意把人类对教与学的研究成果和理论综合应用于教学实践。教学系统设计起到连接学科的作用一方面是指教学理论与学习理论在设计实践中的相连接，另一方面尤为重要的，就是教学系统设计把教与学的理论与教学实践活动紧密地连接起来。
作为应用学科，教学系统设计在其科学实践中，又不断地检验和发展学与教的理论，因此有许多教育心理学家致力于教学系统设计的研究并成为教学系统设计的专家。另外，教学系统设计自身的理论和方法也都是操作性、实践性很强的用于分析、解决教学实际问题的理论和方法。
二、教学系统设计也是一门设计学科
设计的本质在于决策、问题求解和创造。教学系统设计的实质就是教学问题求解，并侧重于问题求解中方案的寻找和决策过程。它不是发现客观存在的、还不曾为人所知的教学规律，而是要运用已知的教学规律去创造性地解决教学问题。面向实际，正是教学系统设计的一个突出标志。
教学系统设计和所有的设计科学一样，虽然应用了大量的科学原理、科学知识，但其基本出发点是要告诉人们应当怎样做才能达到目的，应当如何行事才能更有效。理论按性质可分为规定性理论和描述性理论两大类。描述性理论是揭示事物发展的客观规律，用数学语言来表达便是：在条件a(a1,a2,„„an)下，如果实施教学策略A(A1、A2„„Am)，对出现的结果a(a1、a2„„an)进行描述；规定性理论一般是以描述性理论揭示的客观规律为依据，关注达到理想结果所采用的最优策略与方法，即在条件a(a1、a2„„an）下，为获得理想结果a(a1,a2,„„an)，需要执行的策略A(A1、A2„„Am)是什么。教学系统设计理论正是以达到教学目标作为出发点，在一定的教学条件下去选择和确定最好的教学策略，所以它是一种规定性理论。但这种策略的制定是以学习理论、教学理论等描述性理论作为科学依据的。
一切设计科学的强大生命力在于它抓住了设计活动最根本的因素--人类设计技能。教学系统设计也是从这种智慧和技能上去描述一般设计过程，提出了普遍适用的教学系统设计过程模式。这样就为恰当应用已总结出来的现有设计方法和开发更加有效的设计方法提供了可靠依据。
发展历史
几个基本概念——教案
教学目标
（1） 理解参考系的概念，知道在不同参考系中对同一个物体的描述可能不同。
（2） 深刻理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型。能在具体的情
境下知道能否把物体当做一个质点。
（3） 知道时刻与时间间隔的区别和联系，会在具体的情境下识别时刻与时间间
隔。
（4） 理解位移的概念，知道位移是矢量，能在具体的情境下认识到位移和路程
的区别和联系。
教材分析
（1） 参考系
参考系学习的重点是如何让建立参考系对物体运动的描述，在不同的参考系中描述同一个物体的运动，使学生认识到参考系对描述物体运动的重要性。 物体与质点
质点是一个理想化的物理模型。建立理想化的物理模型是突出研究对象的主要方面，忽略次要因素。建立质点的概念，需要明确两个问题：为什么要建立质点的概念？什么情况下可以把物体当做一个质点？
让学生理解到‚质点只是一个只有质量没有大小的‘点’‛，建立质点的目的是为了准确描述物体的运动。一个物体能否看成质点是由研究问题的性质决定的，与物体的大小、形状无关。在这里主要举例说明‚研究问题的性质‛。
（2） 时刻与时间间隔
虽然学生生活中常使用这两个概念，但是却没有区分。在物理课中应该用坐标来区别时刻与时间间隔，明确时间是一条线段，是一个过程量；时刻是一个点，是一个状态量。注意例举生活中的时间与时刻加以区别，并列举5S内，5S末，第5S在坐标轴上区别开来。
（3） 位移和路程
着重阐述位移的概念，在说明位移的概念时说明其矢量性。在图中把位移和路程
区别开来。
学情分析【几个基本概念教案,,】
在学习了第一章和第四章之后，学生已具备较强的理解能力。参考系的建立不应该是难点；何时才能把物体当做一个质点？这才是学生感到困惑的地方，在这些方面应该多举例，归纳，总结。时间间隔与时刻理解的难点在5S内，5S末，第5S等，这里主要在时间轴上表示出来。由于之前已学习过矢量，所以位移概念的理解不难，但要着重强调位移的定义，并注意位移与路程的区分。
重点：如何建立质点模型，时间间隔与时刻的区别，位移的概念
难点：如何建立质点模型
课时安排：40分钟 教学用具：多媒体PPT，教学所用三角板
教学过程
【引入机械运动】 在我们的周围，到处都可以看到物体的运动。汽车在公路上飞驰，江水咆哮的奔向远方，鸟儿在飞翔，树叶在摇晃，甚至我们认为静止的教室此时此刻也在随地球一起转动，世间万事万物都处于相对运动之中。物体相对于其他物体位置的变化，叫做机械运动。这一章我们研究最简单最基本的运动——直线运动。
请同学们翻开课本19页，我们今天学习几个基本概念。
【学生活动】翻开课本
参考系
【引入参考系】(PPT图片)这是一列高速运行的火车，火车上面的乘客认为自己坐在自己的座位上没有动，但是地面上的人却看到乘客与火车朝着远处运动。车上的乘客和地面上人，他们到底谁正确呢？
【学生活动】回答（有对有错）
【讲解】 现在我们来分析这个问题。地面上的人认为乘客是运动的，那是他以
地面作为标准来说的；火车上的乘客认为自己没有动，那是他以车厢为标准来说的。
同一个物体，以不同的标准来描述，他的运动状况不同。在描述一个物体的运动状态时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。
【解释】 参考系实际上就是初中学习过的参照物，只不过参考系这一说法更为科学。从现在开始，我们称它为参考系。
被认定为参考系的物体，必须假定他是静止的。但是不管物体是运动的还是静止的，他都可以作为参考系。
在上面的例子中，以火车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的。选择不同的参考系，物体的运动状态并不相同。
【举例提问】我站在讲台上，如果以地球为参考系，我的运动状态是静止还是运动？
【学生活动】回答（静止）
【举例提问】如果以太阳为参考系，我的运动状态又是静止的还是运动的？
【学生活动】回答（运动）
【讲解】 如果以地球为参考系，我相对于地球是静止的；如果以太阳为参考系，我和地球一起绕太阳运动，那么我相对于太阳是运动的。所以，参考系的选取不同，物体的运动状态可能不同。
所以，要描述一个物体的运动状态，我们首先要选定一个参考系，如果没有参考系，就谈物体的运动状态就没有意义了。
【归纳】（PPT归纳总结）在实际问题中，参考系的选取是任意的，但是，实际选取参考系的时候，需要考虑到使运动的描述尽可能简单。研究地面物体的运动，通常我们以地球或相对于地球静止的物体作为参考系。
物体与质点
【过渡】在建立了参考系的概念之后，我们需要进一步描述物体的运动。
【设疑】（PPT图片） 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，足球在绿茵场上翻滚，在这些都是司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动，但是谁又能准确的描述雄鹰上各个点的位置是如何变化的呢？雄鹰的身体在向前运动，翅膀在向前运动
的同时还在上下运动。足球在向前运动的同时，足球自身也在滚动，可见要准确的描述物体上每一个点是如何运动，并不是一件很容易的事。困难出现在哪里？如何解决我们现在所面临的问题？
【学生活动】疑惑。。。。。。
【引导】这个时候我们稍加分析就可以知道，因为任何物体都有大小和形状，物体上各个部分的运动情况一般来说都是不一样的，我们想要描述物体上每一个点的运动情况当然很困难了。但是，假如我们把物体当做一个没有大小和形状的‚点‛的话，这些困难是不是就解决了吗。这个时候我们是不是很容易描述雄鹰的运动了呢？
【引出概念】所以，为了更简单的描述物体的运动，当物体的大小、形状与我们所研究的问题相比可以忽略不计时，这时候，我们可以把物体当做一个只有质量而没有大小和形状的‚点‛。我们用一个有质量无大小、形状的‚点‛来代替这个物体。用来代替物体的这个有质量的‚点‛叫做质点。
【讲解】质点并不是真实存在的，而是我们为了更方便的研究问题，忽略了物体的大小和形状，只考虑物体的质量而假想的一个点。质点是一个理想化的物理模型。
在物理学当中，理想化的物理模型是我们研究物理问题的一种重要方法，如同前面我们所学的‚光滑‛的水平面，绝对光滑的水平面存在吗？
【学生活动】（不存在）
【讲解】绝对光滑的水平面是不存在的，但是为了更方便的研究问题，我们可以假设水平面是光滑而无摩擦的。同样，要描述物体上每一个点的运动是如此复杂，这时候我们可以忽略物体的大小和形状，把物体当作一个有质量的‚点‛，我们就可以用这个点的运动情况来代替整个物体的运动情况。这个用来代替物体的有质量的‚点‛，就是质点。所以说，质点是一个理想化的物理模型。
【设问】什么时候才能忽略物体的大小和形状，把物体当作一个‚点‛ ？
【举例分析】一列火车从南宁开往北京，火车的车身长度与南宁与北京的之间距离相比，火车自身的长度可以忽略不计，这时候我们可以把火车当做一个质点。当火车通过一个长度为火车车身长度三倍的隧道时，计算火车通过隧道所需要的时间，这时候与隧道的长度相比，火车的长度就不能忽略了，这时候火车就不能
当做一个质点了。
【强调】一个物体能否当做质点，并非依据物体自身的大小、长度、形状来判断，而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是属于主要因素还是次要因素。也就是说，物体的大小和形状对所研究的问题影响大不大。
物体很大，有时也可以看做一个质点。研究地球绕太阳的运动，地球的半径跟日地距离之比可以忽略不计，这时候我们可以把地球当做一个质点。有的物体很小，但他却不能看做质点，例如研究齿轮的转动时，齿轮的转动跟齿轮的大小形状密切相关。这时候我们不能把齿轮当做一个质点了。
下面我们几个例题：
【例1】
【例1】
以下运动可以视为质点的是 （ ）
A. 研究汽车发动机内齿轮的运转情况
B. 研究汽车由竹溪立交开往二中凤岭校区所需要的时间
C. 研究火车通过某一路标所需要的时间
D. 研究篮球运动员正确的投篮姿势
【提问】这个题选择哪一个选项？
【学生活动】回答（B或其他）
【讲解】先看A，研究齿轮的运转情况，涉及到物体自身的转动，假如我们把齿轮看作一个质点，我们还能研究齿轮的转动情况吗？显然无法研究，所以这时候，我们不能把齿轮当作一个质点。
再看B，汽车由竹溪立交开往二中凤岭校区所需要的时间，与竹溪立交到二中凤岭校区相比，汽车的长度实在是微不足道，所以我们可以忽略汽车的长度，把汽车当作一个质点来处理。
C，研究火车通过某一路标所需要的时间，假如我们把汽车当作一个质点来处理，我们还能研究汽车通过路标所经历的时间吗，显然不能研究一个点通过另一个点所经历的时间。所以这时候我们不能忽略火车自身的长度，我们也就不能把火车当做一个质点来处理。
几个基本概念
一、 学习目标
1. 知道参考系的概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，结果有可能不同，通常选择参考系时，要考虑研究问题的方便。
2. 理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道物体在什么情况下可以看作质点。 3. 知道时间和时刻的概念以及它们的区别。知道实验室中测量时间的仪器。
4. 理解位移的概念，知道它是矢量，能在具体的情境下认识到位移与路程的区别和联系。
二、 知识点
【机械运动】
1. 定义：物体相对于其他物体的2. 运动是 【参考系】
1. 定义：在描述物体的运动时，选来作为2. 选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果可能例如：坐在行驶的汽车上的乘客，如果以汽车为参考系，则他是果以地面为参考系，则他是
3．通常选择参考系时，要考虑【质点】
1．定义：无（说明：质点是一种2．物体可看作质点的条件：对于所研究的问题，物体的的或不起作用的 例1：研究短跑运动员百米跑的时间或速度，运动员果研究运动员的起跑姿势，运动员能”）
例2：讨论火车从北京开往天津的时间，火车某一站牌的时间，火车
3. 质点运动的轨迹是直线——运动。
【时刻和时间间隔】通常我们用一个数轴来表示时间，如：
1. 时刻对应于时间轴上的的 。时间的单位有2. 实验室测量时间的仪器：的变化。 。（选“绝对的、相对的”）
。
的；如 的。（选“运动”或“静止”） 的方便。
，具有物体的的点。 的模型，实际上并不存在。）
_________看做质点；而如
_________看做质点。（选“能”或“不看做质点；讨论火车经过
看做质点（选择“能”或“不能”）
运动；质点运动的轨迹是曲线——
，对应于时间轴上 、 、
和静止是 ，无大小。
【路程和位移】
1、位移：从 2、路程与位移的区别：
a、路程：物体____________的长度,只有______ 没有______，是b、位移（符号： ）：由______指向______的______线段。用来描述物体的______变化的物理量，不仅有______还有______；是 量。
c、位移与路程的联系：当物体做________________运动时，位移与路程的______相等。
课堂练习1、“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”描述了几个物体的运动？分别是以什么物体作为参考系的？
2. 在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（A.研究地球的自转效应B.研究乒乓球的旋转效应C.研究火车从南京到上海运行需要的时间D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间
3. 第1秒初、第属于时刻概念的有哪些，4. 以下说法中正确的是（ A 两个物体通过的路程相同，则它们的位移大小也一定相同 B 两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能都相同 C 一个物体在某一运动中，其位移大小肯定大于所通过的路程 D 若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程的大小 5. 一个小球从离地面分别为多少？（A.15m和
作业
第 21
1
15m
2秒初、第其中哪些说法表示同一时刻？属于时间概念的又有哪些？ ）
10m的高处下落，碰到地面又弹起 ）
B.5m和15m （1）题 、（ 2秒内、前2秒内„„ C.15m和10m 2）题 、（3）题、（ 5m，则物体的路程和位移 D.15m和5）题
5m 三、：）秒末、第
四、页课后练习一
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