新高考物理情境化模块作业设计——无人机作业设计研修方案

新高考物理情境化模块作业设计——无人机作业设计研修方案

吴培军

（上海市朱家角中学 上海 青浦  201713）

【摘要】情境化模块作业作为新高考改革的一项重要举措，旨在通过真实的情境问题，引导学生将所学知识运用到实际生活中，从而提高学生的问题解决能力和创新思维。情境化模块作业要有明确主题、研修方案、过程记载、反思跟进。

【关键词】情境化模块作业

随着上海市新高考改革的不断深入，物理学科的考试内容更加注重学生对知识的理解和应用能力。情境化模块作业作为新高考改革的一项重要举措，旨在通过真实的情境问题，引导学生将所学知识运用到实际生活中，从而提高学生的问题解决能力和创新思维。无人机作为现代科技的代表，其设计、制造和操控过程涉及众多物理知识，因此，将围绕无人机作业设计，展开一次物理情境化模块作业的研修方案。

一、研修目标

通过对无人机作业的设计和实施，加深学生对物理知识的理解和应用，提高学生的解决问题的能力和创新思维。培养学生的团队合作精神和实践能力，让学生在实践中体验物理知识的魅力和价值。探索物理情境化模块作业的有效实施方法，为今后的教学改革提供借鉴和参考。

二、研修过程记载

1、确定研修主题：无人机作业设计。

2、收集资料：收集无人机各种运动、遥控相关的物理知识和技术资料。

3、设计作业内容：包括无人机的遥控设计、动力系统设计、控制系统设计等。

  下面以无人机为例：

 某学校在操场进行庆典活动，由旋翼无人机进行直播摄像和播放音乐烘托氛围。

问题1：已知红外线不能使锌板产生光电效应，你认为用此无人机遥控器发出的无线电波能否使锌板产生光电效应？_____（选填“能”或“不能”），理由是。

考察物理知识：光电效应；

问题2：当你站在地面上听到无人机播放音乐的音调（频率）比悬停时变高了：

（1）可知无人机与你的距离（       ）

A．在变大      B. 在变小      C. 不变        D. 无法确定

（2）出现此情形的原因是波的（       ）

A．干涉现象    B. 衍射现象    C. 折射现象    D. 多普勒效应

考察物理知识：多普勒效应；

问题3：（多选）如图所示为无人机表演时竖直上升过程的v-t图像，则无人机（  ）

A. 4～7s内处于悬停状态

B. 在第2s末与第8s末的加速度大小之比为1：2

C. 上升的最大高度为36m

D. 在上升过程中的平均速度大小为3m/s

   考察物理知识：v-t图求速度、位移、加速度；

问题4：已知此无人机质量为m，重力加速度为g，当其以恒定速率v、沿半径为R的圆周在空中水平面内盘旋时：

（1）空气对无人机的作用力的大小为__________；

（2）无人机运动一周过程中，空气对无人机的作用力的冲量大小为____________。

考察物理知识：匀速圆周运动求力、冲量；

问题5：如图所示，无人机正好悬停在空中，假设该无人机质量为，其螺旋桨把空气以速度向下推，重力加速度为，求

（1）无人机对空气的作用力为多大？

（2）螺旋桨每秒钟所推动的空气质量为多少？

（3）无人机的发动机输出功率为多大？

（4）假设无人机在离地面高为的位置悬停时突然一质量为的零件掉落，则当其落到地面瞬间时无人机离地高度为多少？

（5）在实际生活中无人机想要实现水平方向的匀速直线运动，则无人机的机身平面必须与地面保持。（填“水平”或“倾斜”）

   考察物理知识：平衡求力、动量定理、能量守恒、系统动量守恒、运动学公式

三、反思跟进

在完成了物理情境化模块作业设计——无人机作业设计之后，我深感这一教学模式对学生学习的深远影响。通过反思这次作业设计的过程，我发现了几点值得跟进和优化的地方。

首先，情境的选择对学生的学习效果至关重要。无人机作为现代科技的代表，其设计和操控过程涉及了众多物理知识，能够很好地激发学生的兴趣。然而，如何确保情境与学生的实际生活和学习经验相结合，使其更具针对性和实用性，是我们需要进一步思考的问题。

其次，作业设计的难度需要更加合理。在设计作业时，我们要充分考虑到学生的知识水平和能力差异，确保作业难度适中，既能让学生感到挑战，又能保证他们通过努力能够完成。过难或过易的作业都会降低学生的学习效果。

再者，教师的角色在情境化模块作业设计中需要更加明确。教师应该成为学生学习的引导者和支持者，而不是简单的任务发布者。在作业设计过程中，教师需要给予学生足够的指导和帮助，引导他们自主思考、解决问题，从而真正提高他们的问题解决能力和创新思维。

最后，评价体系的完善也是我们需要关注的重点。我们应该建立一个全面、客观、公正的评价体系，既能够评价学生的知识掌握情况，又能够评价他们的创新能力和实践能力。同时，我们还应该注重学生的反馈意见，不断改进和优化评价体系。

综上所述，物理情境化模块作业设计是一种有效的教学模式，但在实施过程中还需要我们不断地反思和跟进，以确保其能够更好地服务于学生的学习和发展。

四、结语

本次无人机作业设计研修活动是一次非常有意义的教学实践。通过真实的情境问题，引导学生将所学知识运用到实际生活中，不仅提高了学生的问题解决能力和创新思维，也培养了学生的团队合作精神和实践能力。同时，本次研修活动也为今后的教学改革提供了有益的借鉴和参考。我们相信，在未来的教学实践中，情境化模块作业将会发挥越来越重要的作用，为培养具有创新精神和实践能力的人才做出更大的贡献。