《静止和运动》教学设计范文（精选6篇）
教学内容： 六年级上册第三单元9课 静止和运动 教学目标： 知识目标：
1．理解参照物的的含义，能够根据实际情况选择合适的参照物。2．学会描述物体的运动与静止状态，知道运动和静止的相对性。能力目标：
1．能用简单器材作简单的模拟实验。
2．能选择自己擅长的方式表述研究过程和结果。
3．能提出探究活动的大致思路，能倾听和尊重其他同学的不同观点和评议。情感目标：
1．使学生意识到科学探究需要尊重证据。2．引导学生自觉运用合作与交流的学习方法。
3．引导学生培养想知道，爱提问，喜欢大胆想象的习惯。
教学重点：学会描述物体的运动与静止状态，知道运动和静止的相对性。教学难点：如何教学生选择参照物。教学准备：
教师：运动与静止的相关的相关图片、视频、文字等。学生：课前搜集运动与静止的相关资料 教学过程：
一．创设情境，提出问题
师：（出示课件：操场上学生活动场景；也可把课本中的图实物投影）师：这些事物中哪些是动的，哪些是不动的？ 学生发表自己的看法。
师：他们幸福的在操扬上自由的奔跑玩耍，刚才动的物体我们用一个恰当的词来描述，可以说它们是——运动的，这些不动的物体则称它们是——静止的。师：今天，就让我们一起来研究物体的运动和静止。板书课题并齐读。二．小组合作，解决问题 活动一：运动的定义
1、师问：刚才同学们也通过大屏幕看到了一些运动与静止的物体，请同学们找出它们的共同点。运动的物体有什么特征呢？下面请同学们找出一个运动的物体，并说明这个物体发生了什么变化？ 学生交流、讨论。
2、师：下面我请一名同学像刚才的行人一样到前面来跑一跑，谁想来？ 生跑。
师：这名同学运动了吗？你为什么说他动了？（引导生说出相对地面他的位置发生了变化，相对于桌子他的位置发生了变化，相对于黑板他的位置发生了变化）
3、教师让生拿一个凳子再跑一次
师：现在这句同学运动了吗？你为什么说他运动了？ 生说。
师：可是老师却说他没有运动，有没有同学同意老师的观点？想想老师为什么会这么说？
师：看他手中的凳子，刚才他在凳子的左面，跑完了他还在凳子的左面，所以我说他没有运动。老师是相对于什么说他没有运动？（凳子）他还相对于什么也是不动的？（指导生说出相对于衣服，相对于鞋子）
师：我们一起来看一下什么是运动，如何来判断物体的运动呢。（出示运动的定义）
4、教师总结：我们所说的物体的运动，是指这一物体相对于另一物体来说，它的位置发生了变化。
严格地说，自然界中的一切物体，从微观粒子到宇宙中的天体，都在不停地运动着。一切物体都是运动的。
出示课件：飞奔的汽车，路上的行人、地球等。这些都是运动的物体。活动二：参照物
1、参照物
教师引导学生观察课本图画（实物投影）：一个小朋友正坐在路旁的一棵大树下乘凉，此时一辆公共汽车从他身旁经过，车内的售票员正在走向车门。教师提问：行驶的车内，谁是静止的？谁的位置发生了变化？
学生自由发言，相互讨论：“内的乘客都在运动”、“车内只有一人在运动”、、、、、、、、教师总结：我们在判断物体的静止和运动时，事先都选择了一个标准，然后观察所要研究的对象相对于这个标准是否发生了位置的变化，最后做出了判断。这个事先被选定的标准物体，我们通常称它为参照物。（出示文字）
2．描述物体的静止和运动
（1）谁能起来找几个生活中运动和静止的例子，可不准重复别人说的啊。生举例。
（2）师：来，我们一起来分析一个事例。（课件出示：太阳和云因为参照物不同运动和静止也不同）师：看大屏幕，发现了什么
师：他们说的都对。因为他们选择了不同的参照物，太阳和云因为参照物不同运动和静止也不同，（3）出示课件。
师：《闪闪的红星》主题曲中有两句歌词是“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”请大家先判断这两句歌词中哪个物体是我们需要研究的物体，参照物又分别是什么？
生：第一句中的竹排是我们研究的物体，我们可以选择河岸、青山、树木、河水等作为参照物。
第二句中青山是我们研究的物体，我们可以选择竹排、船桨、竹排上的人和椅子作为参照物。
师总结：通过刚才的讨论，同学们都已经明白了描述物体的静止或运动状态时，首先需要选好一个参照物；所选的参照物不同，则物体和运动和静止的情况就可能不同。
（4）实物投影出示课本中俄多个情景（游人乘坐过车山；商场内乘坐电梯上下楼；小船在河里顺流而下；„„）
让学生描述谁是运动的？谁是静止的？，（注意描述时要选好参照物。）
3．小组模拟实验，进一步体验并描述运动与静止。
（在课桌上缓缓推动书本，书本上放一块橡皮，使橡皮与书本的相对位置不发生变化）
师：请确定研究对象与参照物，并判断哪些物体是运动的，哪些物体是静止的。小组汇报。
4、描述星体的运动情况。
师：前面的练习我们研究的都是地面上的一些事物，我们再来看宇宙中星体的运动情况。
出示课件：太阳、地球、月球的运动情况。
师：请同学们根据刚才的画面，选择合适的参照物描述这些星体的运动情况。生发表看法。
师总结：这由可见，世间没有不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的。（出示课件理解绝对运动，相对静止）生讨论交流。
三、生活实践与应用（1）海上航行 师：学会判断物体的运动状态跟我们的生活是密切相关的，在指南针发明之前，船在茫茫大海中经常迷失方向，为什么呢？
师引导学生得出结论：因为在茫茫大海中找不到合适的参照物，所以很难把握物体的运动方向和运动情况。由此可见，参照物对我们研究物体的运动和静止是多么的重要啊。（2）空中加油机 课件出示空中加油机。
师：我们再来看一个物体运动状态在生活中应用的例子。这是飞机在空中加油，为什么飞机可以实现在空中加油呢？ 生讨论交流。（3）空中抓子弹
谁听说过一个类似的故事，二战中，一名飞行员在空中抓到了一颗子弹，他为什么能轻易抓到子弹？
四、小结整理
师：这节课同学们学得很认真，老师非常高兴。谁来谈谈你都有哪些收获？（两三个）
四、拓展延伸
师：地球同步卫星虽然绕地球运动，但是地球上的人却认为它在空中静止不动，这是为什么呢？请同学们课下查阅相关资料解释其中的原因，下一节课我们比一比谁说得最好。（出示课件让学生欣赏）
五、板书 静止和运动
运动
物体的运动状态
参照物
描述物体的运动和静止
运动是绝对的，静止是相对的
教学反思：这节课较好地发挥了多媒体课件对课堂教学的辅助功能。课前根据教科书上呈现的活动情景制成了课件，课堂教学中呈现给学生，不但直观形象还激发起了学生探究的兴趣。另外教材中提到了太阳月亮地球之间的运动，单从课本种的插图学生很难理解，我便从网络中搜集相关图片，制成了多媒体课件。通过课件的播放，学生较好地理解了以不同的物体为参照物，判断同一个物体的运动，会出现不同的结论。只有用同一参照物进行分析，才有统一的结论。在本堂课教学中，恰如其分地发挥了信息技术的优势，实现了信息技术与科学课堂教学的有机整合。
永安乡
黄庄中心小学
关键词：自动导引车,相机标定,图像校正,图像失真
0 引言
自动引导车(automated guided vehicle,AGV)是一种轮式移动机器人,广泛用于工厂自动化生产线、仓储物流、机场和港口中的物料传送[1]。视觉导引方式是通过安装在AGV上的摄像机采集铺设导引路径图像,通过计算机视觉测量算法实时测量AGV相对导引路径的距离偏差和角度偏差。摄像机标定(camera calibration,CC)是计算机视觉测量的一个关键问题,精确的视觉标定能够消除视觉测量的系统误差[2]。
摄像机标定方法主要有传统标定法、主动视觉标定法和自标定法。传统的摄像机标定是将精密制作的立体或平面标靶放置在场景中,利用几何成像原理建立场景中世界坐标点与图像中观测点之间的关系模型,采用线性、非线性法计算摄像机的内外部参数和畸变参数,具有标定精度高的特点[2]。基于主动视觉的标定方法需要控制摄像机做特定运动,如相互正交的平动[3]和绕光轴的旋转运动[4]等,利用参考点的图像坐标变化实现摄像机的内部参数标定。该方法对摄像机运动精度要求苛刻,主要用于工业机器人手眼标定,不适用于摄像机运动自由度受限的场合。
在镜头和摄像机位置均不变的被动视觉导引AGV中,摄像机内外部参数和畸变参数均不变[2]。传统标定法虽然可以获得摄像机的外部参数,但是其计算的外部参数只是标靶坐标系与摄像机坐标系之间的关系。在AGV视觉导航应用中,还需要获得摄像机与AGV坐标系之间的关系,而不借助其他精密测量设备则很难将标靶相对机器人坐标系精确地放置。根据现场标定的要求,本文提出一种基于静止和运动两种状态的AGV视觉标定方法。首先采用静止状态下的平面模型标定法计算内部参数、畸变参数和AGV相对模板的外部参数,建立对三种图像失真进行图像校正的联合模型,再在运动状态下标定出AGV坐标系相对失真校正后图像坐标系的参数。
1 视觉系统模型
摄像机前倾安装方式的AGV[5]视觉系统因其视场较大,精度较低,其标定通常采用基于消失点(vanishing point,VP)的方法[6],这种线性方法只能标定出摄像机安装的俯角和高度,忽略了其他自由度上与理想姿态的误差。本文研究的双向型AGV结构如图1所示。AGV的驱动系统由左右两个独立驱动的驱动轮和前后两个起支撑作用的万向轮组成。这种机构可以通过调节两个驱动轮的速度和转向,实现直线运动和任意转弯半径的圆弧运动[7],两驱动轮轴线的中点称控制中心点。根据AGV的运动学模型,采用最优控制方法,将AGV相对导引路径的距离偏差和角度偏差同时消除到零[7]。根据AGV的机械结构和控制模型,定义AGV坐标系OAXAYA的原点OA为控制中心点在地面的投影,XA为AGV直线前进方向,YA平行于驱动轮轴线。摄像机的理想位姿是使摄像机位于控制中心点的上方且垂直于地面。图像行向量、列向量分别与XA、YA平行。摄像机这种安装方式的AGV具有测量精度高、实时性强的特性,且AGV能够双向运动。
1.CCD摄像机 2.环形光源 3.万向轮 4.驱动轮 5.摄像机视野
给定一个一般空间平面与图像平面之间的单应矩阵,如果空间平面在世界坐标系的坐标已知,则该单应矩阵可以提供关于摄像机内部参数的两个线性约束。但是仅知道某一个场景中的两幅图像间的单应矩阵不能对摄像机内部参数构成任何约束[8]。由于AGV只能在地面做二维刚体运动,因此无论AGV以何种方式运动,地面参考点均在一个平面内,不能获得足够的约束以求解出所有的内部参数。标定模板与图像平面平行时的摄像机标定方法[9]必须借助辅助测量设备才能满足平行条件,不易在现场实施。
摄像机实际位姿相对理想位姿存在三个角度误差和两个平移误差,在肉眼下微调摄像机姿态能够将这些误差控制在较小的范围内。根据相机成像原理,一个不垂直于主光轴的平面视场在垂直于主光轴的成像平面上的成像会存在倾斜失真;普通镜头由于制造工艺的缺陷会形成图像径向畸变失真;成像物理平面在行列两个方向上的单位长度的像素数不一定相等,会形成图像比例失真[2]。这三种图像失真会给基于平面矢量图的视觉测量引入系统误差,因此必须建立图像失真的联合模型,对三种图像失真作图像校正。AGV坐标系的原点OA和XA方向分别作为控制策略的参照基准,也必须精确标定。
2 静止状态摄像机标定及图像校正
2.1 静止状态摄像机标定
包含安装误差的摄像机实际成像模型如图2所示。设摄像机坐标系为OcXcYcZc,图像坐标系为(u,v)。根据理想透视模型有
式中,A为含有4参数的内部参数矩阵;u0、v0为摄像机的主点在图像中的像素坐标;kx、ky分别为摄像机焦距归一化后,像素相对成像平面物理坐标在u、v方向的放大系数。
摄像机坐标系OcXcYcZc与世界坐标系OwXwYwZw在欧氏空间的坐标变换可以通过三维旋转矩阵和平移矩阵表示:
式中,R为3×3坐标旋转矩阵;T为3×1坐标平移矩阵。
一般情况下,仅仅考虑径向畸变已经足够描述由于镜头引起的非线性畸变,径向畸变关于主点是中心对称的[4]。Zhang等[10]提出的由理想坐标参数化实际坐标的模型与Tasi[11]提出的由实际坐标参数化理想坐标的模型类似,但后者在对畸变图像校正时,能够直接使用标定出的模型参数。设成像平面上的理想物理坐标为(Xu,Yu),畸变后的实际物理坐标为(Xd,Yd),采用Tasi[11]提出的畸变参数模型,有
r2d=X2d+Y2d
式中,k1、k2为径向畸变参数。
设实际像素点(u,v)经图像径向畸变校正后的像素点为(ud,vd),摄像机内部参数模型中,kx、ky分别是像素相对成像平面物理坐标在u、v方向的放大系数,由式(3)可得
要求解的模型参数包括摄像机内部参数u0、v0、kx、ky,畸变参数k1、k2和外部参数R、T。这是一个非线性最优问题,通常采用先不考虑畸变的线性模型,估计出每个参数的初值,再用最大似然估计法计算非线性模型下参数的精确值。Zhang等[10]提出的平面模板标定法比Tasi[11]提出的三维模板标定法更易在工业现场实现,具有较高的柔性。对于平面模板坐标系,有Zw=0,令旋转矩阵R=[r1r2r3],平移矩阵T=[txtytz]T,由式(1)、式(2)可得
H=A[r1r2T] (6)
式中,H为3×3单应矩阵。
将精确打印的有N个方格交点的模板以不同的姿态拍摄M幅图像(其中一幅为模板放置在地面上),这些不同位姿的模板不在同一平面内且不是纯平动的,平面模板之间的运动参数不需要知道。采用Harris角点检测算法提取图像中方格的交点,根据图像方格交点与世界坐标系中模板真实坐标的一一对应关系,由式(5)消去Zc,每个方格点可以确定两个约束方程。因此,当N≥5时,即可采用最小二乘法计算出第i(i=1,2,…,M)幅图像对应的单应矩阵Hi。
旋转矩阵R是一个单位正交矩阵,可以建立两个约束条件[10]:
由式(6)、式(7)可以得到内部参数矩阵的两个约束方程。当M≥3时,即可采用最小二乘法计算出内部参数矩阵A的4个内部参数的初值。已知内部参数矩阵A和单应矩阵Hi,代入式(6)可以得到每幅图像对应的r1i、r2i和Ti。r3i可以由下式得到:
r3i=r1i×r2i (8)
至此,模型参数中的u0、v0、kx、ky、Ri和Ti的初值均已得出。令畸变参数k1、k2的初值为0,在非线性模型下,采用最大似然估计法对模型参数进行优化。
对有N个方格交点的M幅图像,最大似然估计可以通过最小化距离函数获得:
其中,mi j(A,k1,k2)是由式(4)获得的畸变校正后的像素点;
2.2 图像失真校正
由视觉成像模型可知,图像相对地面真实场景存在三种失真,即径向畸变引起的畸变失真,kx与ky不相等引起的比例失真,以及摄像机主光轴不严格垂直于地面引起的倾斜失真。为了方便基于矢量图的视觉测量算法的实现,需要事先对这三种图像失真进行校正,使校正后的图像与地面真实场景成比例。畸变失真参数和比例失真参数通过摄像机标定已经确定。
设在摄像机标定中,标定模板放置在地面时,对应的外部参数为Rg和Tg,令Tg=[tg xtg ytg z]T,tg x、tg y、tg z为三个坐标轴上的平移分量。Rg是隐式的旋转矩阵,用欧拉角表示时,根据坐标旋转的次序有多种形式[12]。设模板所在的世界坐标系为OwXwYwZw,顺序绕Zw轴旋转γ、Yw轴旋转β、Xw轴旋转α后,与摄像机坐标系平行,即
Rg=Rx(α)Ry(β)Rz(γ) (10)
其中,Rx(α)、Ry(β)、Rz(γ)为欧拉角旋转矩阵,它们的逆矩阵分别为自身的转置。由Rg计算α、β、γ可以参考文献[12]。
首先由式(4)对图像作径向畸变校正,得到像素点(ud,vd)。再作比例失真校正,以摄像机主点为中心,作以u轴为基准的比例拉伸,由式(1)可得
最后作倾斜失真校正,如图2所示,对图像平面分别以y、x为转轴,作RTy(β)、RTx(α)的顺序旋转变换,令(U,V)为对三种图像失真校正后的图像,则
校正后的成像模型可以简化为
其中,s=kx/tg z为像素相对标定模板的比例因子。式(13)表明,失真校正后的图像相对地面上的平面模板是一个含有比例因子s的二维旋转平移变换。由于AGV坐标平面OAXAYA是作为控制策略的基准定义的,考虑到机械安装误差等因素,在不借助精密仪器测量的情况下,很难精确地将标定模板放置在与AGV坐标平面完全一致的位置,图像与AGV坐标平面OAXAYA满足比例因子同为s的二维旋转平移变换。因此有
式中,ψ、tAx和tAy分别为校正后AGV坐标系OAXAYA的旋转角和两个平移分量。
解出ψ、tAx和tAy即可得到校正后的图像相对AGV坐标系的参数。
3 运动状态AGV标定
3.1 直线运动状态下的标定
根据AGV的机械结构和控制策略,当两驱动轮的速度相等方向相同时,不考虑驱动轮滑动的条件下,AGV做匀速直线运动,地面上的场景点沿XA方向平动。采集AGV匀速直线运动状态下连续时间序列视频,地面参考点t时刻在AGV坐标系中的坐标为(X(t)A,Y(t)A),图像失真校正后的像素坐标为(Ut,Vt),有ΔXA=vAΔt,ΔYA=0,其中,vA为AGV的速度。由式(14)可得
式(15)表明,参考点在图像序列中的坐标呈线性分布,ψ与参考点的初始位置及AGV的速度无关,标定方法具有较好的柔性。采用最小二乘法直线拟合,如图3所示,拟合直线与图像坐标系U轴的夹角即为ψ,顺时针为正。由最小二乘法得ψ的估计为
式中,F为采集的视频帧数。
受图像随机噪声和可能存在的驱动轮滑动影响,Ut与Vt并不一定是完全线性相关的,线性相关系数r可以用来分析它们的线性相关度(理想状况下|r|=1):
3.2 自转状态下的标定
当两驱动轮的速度相等方向相反时,不考虑驱动轮滑动的理想状况下,AGV绕控制中心点自转。采集AGV自转状态下连续时间序列视频,假设在t时刻参考点在AGV坐标系中的坐标为(X(t)A,Y(t)A),有
式中,ω为AGV的角速度;φ0、RA分别为参考点的初始位置角和到AGV坐标原点的距离。
由式(18)和式(14)可得
(Ut-tAx)2+(Vt-tAy)2=s2R2A (19)
式(19)表明,参考点的像素坐标在以(tAx,tAy)为圆心、以sRA为半径的圆上,并且与参考点的初始位置角和AGV的角速度无关。对图像序列中的参考点采用最小二乘法圆弧拟合,如图4所示,拟合圆弧的圆心即为AGV坐标系相对图像坐标系的平移向量。
圆是一种非线性模型,为了便于计算,设图像坐标系下圆的方程为
x2+y2+a1x+a2y+a0=0
令d=-(x2+y2),e为估计误差,则估计圆弧模型参数就近似转化为二元线性回归问题:
d=a0+a1x+a2y+e
根据最小均方误差法,有
则
其条件是B的秩R(B)≥3,由于样本数量较大,故很容易满足。圆弧圆心坐标为
圆弧半径为
同样考虑随机噪声和可能存在的驱动轮滑动的影响,圆弧拟合均方差为
4 实验及分析
本文采用的实验设备为维视VS-818HC工业相机(3.5～8mm手动变焦镜头VS-0358M),标定流程如图5所示。静止状态下采集不同姿态网格模板图像16幅,图像分辨率为720×576像素,采用平面模板标定法标定出摄像机的内部参数、
径向畸变参数和每个模板对应的外部参数。由放置在地面的平面模板对应的外部参数计算得到摄像机相对地面的两个倾斜角和物距。通过三种图像失真校正的联合模型对图像进行校正,也确定了图像相对地面真实场景的比例因子。静止状态各参数标定结果如表1所示,大部分参数的标定均方差都在0.5%以内,ky比kx大近10%,比例失真严重。图像相对地面场景的比例因子为2.72,视觉测量精度较高。
分别采集AGV匀速直线运动和原地自转视频各4次,对视频图像先进行失真校正,提取参考点在图像中的坐标,再对参考点像素序列分别采用直线和圆弧进行拟合,获得失真校正后图像坐标系相对AGV坐标系的旋转和平移参数。如表2所示,直线运动状态下参考点的线性相关性高且非常稳定,说明并没有出现非理想的滑动。如表3所示,自转运动状态下标定出的圆心坐标也非常稳定,也没有出现非理想的滑动,换算到实际物理坐标下的均方差小于1mm。
5 结论
本文提出了一种基于静止和运动两种状态的视觉导引AGV视觉标定方法,该方法能够在不借助其他辅助测量设备的条件下,精确标定出摄像机的内部参数、径向畸变参数和相对AGV控制模型坐标系的外部参数。经三种图像失真联合模型校正后的图像能够应用于基于平面矢量图的视觉测量。本文提出的现场标定方法具有柔性好、精度高、实用性强的特点。
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一、相对运动简介
某一物体对另—物体而言的相对位置的连续变动，即此物体相对于固定在第二物体上的参考系的运动。牛顿运动定律只适用于惯性参考系。研究相对于非惯性参考系的运动，通常采用两种方法：
1、通过坐标变换，把相对于惯性坐标系的已知运动规律变换成相对于非惯性坐标系的运动规律;
2、直接写出相对于所考察的非惯性坐标系的运动微分方程，然后求积分。这时如果希望利用牛顿第二定律的形式，就必须对作用于质点的力附加惯性力。
二、相对静止简介
没有任何方法可以证实一个物体是在绝对静止之中。绝对静止的物体是不存在的。静止只是一个物体对于它周围的另一个参照物保持位置不变，所以也只能是相对运动和相对静止，运动和静止是相对的。
没有发生质变。即从事物本身来看，事物仍然保持着自己的性质，仍然处于不显著的.量变阶段而没有变成别的事物，暂时显现为静止状态。但是，即使在这种情况下，物体也进行着运动和变化，并迟早要失去原有的性质而变成别的事物。
三、哲学与相对运动
我说课的课题是《静止和运动》，本课选自九年义务教育青岛版小学科学六年级上册的第三单元第九课，下面我从教材分析、教法、学法、教学过程和板书设计5个方面进行说课：
一、教材分析
科学课程主要以科学知识和探究为主要内容，本课选自“物体的运动”这一单元系列，属于观察探究方面的内容，从能力培养方面来看，本课属于培养学生科学观察探究能力的培养系列。
从学生实际来看，静止和运动是学生熟悉的生活现象，但这些现象却往往使学生视而不见。他们这个年龄，只能感知现象而缺少相关的科学解释。因此，根据教材内容和学生的实际，我确定本节课的教学目标为： 能力目标：能提出探究活动的大致思路，能倾听和尊重其他同学的不同观点和评议；能用简单的模拟试验；能选择自己擅长的方式表述研究过程和结果。知识目标：学会描述物体的运动和静止，知道运动和静止的相对性。利用所学知识和技能判断实际生活环境中物体的运动情况，解决在实践中遇到的问题。情感目标：想知道，爱提问，喜欢大胆想象；尊重证据；愿意合作与交流。
其中教学重点、难点是：运动、静止含义及描述（课件出示）
二、说教法
本节课我主要采用活动探究、讨论与直观教学想结合的教学法：依据本节课的教学目标及思路，联系学生的生活实际，利用视频和讨论的方法，激起学生的兴趣，利用图片投影等手段进行直观有效地教学，让学生从实践中的感性认知到科学解释的理论升华。利用讨论互动，让学生参与积极地知识储备中，体验获取知识的过程，享受学习的快乐。从而达到解决重点，分散难点的目的。
三、说学法
本节课我强调主动参与，小组合作，以观察探究为主的学习方式，大量的时间让学生参与观察探究，用观察实验交流的方式获取信息。根据教学需要分成4-6个小组，利用评价手段激励着学生讨论交流，让评价贯穿于课堂教学的全过程。这样设计可以达到体验中感悟情感、态度、价值观；活动中归纳知识；参与中培养能力；合作中学会学习的目的。
为了提高课堂效率，更好的实现教学目标，课前我需要做以下几个方面的工作：
（一）教师准备：滑板车、模拟小人、视频资料
（二）学生准备：之前观察记录的各种物体运动情况
四、说教学过程
一、创设情境，导入新课。（本环节大约用时5分钟）本环节我分为两小步
1、观察视频，故事导入
我会先出示视频，让学生在观察的基础上我再用故事导入，讲述法国飞行员的故事：在惊愕的同时，我们也要思考这样一个问题：飞行员为什么能顺手抓住一颗子弹呢？相信通过这节课的探究学习之后，我们便可以解释这个问题了。
2、激发兴趣，引导质疑：
让学生在思考的基础上表达对这件事的看法，引出并板书课题。
板书课题，导入新课。（板书：静止与运动）这个环节我是这样设计的，通过这个环节主要是创设问题情境，引起学生的思考，引发学生的兴趣，使学生产生学习的欲望并能主动的投入到下面的学习活动中去。】
二、探究活动（本环节用时30分钟）
1、说一说，想一想，生活中静止的物体和运动的物体。
静止和运动，大家并不陌生。平时，大家都见到过许多静止的和运动的物体，让学生举几个例子
把时间交给学生去交流讨论，我再小结。
2、看一看，猜一猜，说一说，谁是运动的谁又是静止的。（1）看一看，播放情景录像：谁是运动的，谁又是静止的。
这个小环节让学生讨论交流后我适时总结：我们所说的物体的运动，是这一物体相对于另一物体来说，它的位置发生了改变。
（2）猜一猜，播放刘翔跨栏运动录像：谁是运动的，谁又是静止的。这个小环节让学生观察、猜想并交流后我再适时总结：你在判断物体的运动和静止时，事先都自觉或不自觉地选择了一个标准，这个被事先选定的标准物体，我们通常称它为参照物。
（3）说一说，再次播放情景录像：让学生选择研究对象和参照物，并判断谁是运动的，谁是静止的？
这样设计可以充分调动学生已有的经验，把生活中司空见惯的现象进行理性的归纳，初步感知科学就在身边。
3、模拟实验，体验运动和静止的相对性。
实验是学生进行科学探索的重要途径，学生在动手实验中可以发现问题，探讨规律。这个环节教师启发引导：选择不同的参照物，物体的运动情况有什么不同？引导学生自己想办法证明表象认识的科学性，那就是做模拟实验。
让学生拿出他们的玩具汽车，以小组为单位，玩一玩，并分析谁是运动的，谁是静止的。让学生先来确定参照物，以自己或以其他物品都可以。
通过师生交流，把实验材料，步骤，注意事项进行规范。让学生在小组合作中实验，这样设计意在提高学生的团体合作意识，调动学生主动参与的积极性，让学生在获得科学发现的同时，感受合作的愉悦。
4、理解相对静止，解释生活现象。（出示飞机空中加油场景的图片）
我会和学生讨论交流谁是运动的？谁是静止的？
并让学生思考交流这种加油方式在怎样的条件下才可进行? 我适时小结：也就是两架飞机保持相对静止。
接着引导学生现在能不能解释开始上课时那个法国飞行员的故事呢？ 最后让学生思考交流还知道生活中还有哪些地方用到了相对静止？
[这个环节的目的是为加深学生对参照物、运动和静止相对性的理解，设计了飞机的相对运动情景图，还紧扣主题、展开环环相扣的情景对话：让学生积极思考，自主想办法解决如何让运输机给直升机加油的实际问题，通过自己的努力轻松解释较难理解的“同步、相对静止”等问题。
5、描述生活中的静止和运动。
这个小环节里我会先和学生一起欣赏几幅图片，然后让学生运用今天所学的知识来描述他们是静止的还是运动的，并提示学生要选好参照物！
[这个环节的设计意图是要通过描述生活中常见的静止和运动现象，更能激发学生探究的兴趣，培养学生爱科学、爱自然的良好情感。]
三、学生汇报，结束本课。（本环节用时5分钟）
这个环节让学生把本节课学到的科学知识在小组内相互交流，把问题装在问题库里。问题中开始科学探究，又在问题中延续科学探究，使学生感受到科学探究的无止境：只要保持好奇心，结合多种手段，主动探究，就会有更多的收获。
最后师生对各小组的表现进行客观的评价，每个组奖励一个飞机资料卡，把静止和运动有关知识或者问题进行积累。帮助学生课后继续探究
我记得有句话说的很好，课堂教学的时间是个常量，而探究学习的活动是个变量，下课了，学生的学习活动应该是个问号，感叹号，省略号，而不应该是个句号。最后我的板书设计是这样的： 板书：
9、静止与运动
参照物不同——运动和静止的相对性
2017年10月26日，炼化小学拉开了第34届秋季学生运动会的序幕。我校校长谢永波致运动会开幕词，并隆重宣布运动会开幕，运动员和裁判员代表分别作了宣誓。开幕式上每个班在主席台前30秒的展示活动成了一道靓丽的风景线，各班都集思广益、各出奇招，把展示发挥得淋漓尽致，场内的掌声、喝彩声络绎不绝。比赛中，各位小选手们在跑步、跳远、跳高、投掷等项目中展开了紧张激烈的角逐，在同学、家长和老师们的呐喊助威声中，到处是热火朝天的比赛景象。啦啦队们使劲为运动员加油呐喊，运动员们奋勇拼搏，团结协作，赛出了水平，赛出了风格。本次运动会上共计打破了五项校运会记录，其他各项目的成绩皆有了不小的进步，不仅锻炼了炼化学子的身体素质和克服困难的意志品质，还充分展示了各班同学团结一心的凝聚力以及全校师生积极进取、奋发向上、勇争第一的旺盛斗志和顽强拼搏精神，同时也突显了我校，炼心志于斯，化万物于胸的宗旨和理念。
摘 要：本文归纳了体育教学中常见的运动损伤，分析了运动损伤的意义及提出了相应的预防措施，提出了相应的建议，以期为运动损伤的预防提供相应的参考。关键词：体育教学； 运动损伤 ； 预防 体育教学中的运动损伤
1.1运动损伤的概述
体育运动中，造成人体组织或器官在解剖上的破坏或生理上的紊乱，称之为运动损伤。运动损伤不同于一般的工农业生产或日常生活中的损伤，它多与体育项目及技、战术动作特点密切相关。研究总结运动损伤发生的原因、规律、治疗效果、康复时间等问题、不仅可以有效的预防运动损伤，也为改善运动条件，改进教学和训练方法、提高运动成绩提供科学依据和指导。1.2体育教学中常见的运动损伤
首先，开放性损伤：伤后皮肤或粘膜的完整性遭到破坏，受伤组织有裂口与体表相通。如擦伤、刺伤、切伤、撕裂伤及开放性骨折等。二是闭合性损伤：伤后皮肤或粘膜仍保持完整，受伤组织无裂口与体表相通。例如，挫伤、关节韧带扭伤、中暑、肌肉拉伤，闭合性骨折等。1.2.1出血
健康成人全身血液总量在4000~5000ml左右，平均血液分配量为75ml/kg。若急性大量出血达全身血液总量20%左右，人即可出现乏力、头晕、口渴、面色苍白、心跳加快等全身贫血症状。若出现量达30%即可出现休克，甚至危及生命。1.2.2骨折
骨折在体育运动中是常见的损伤。发生骨折当时疼痛较轻，随后疼痛较重。活动时受伤肢体则更疼，若持续疼痛，可引发休克。骨折时骨及周围软组织的血管破裂，发生局部出血和肿胀。若软组织较薄骨折的部位表浅，血肿渗入皮下，形成青紫的皮下瘀斑，亦可因血液沿肌间隙向下流注。在远离骨折处出现瘀斑。四肢长骨完全骨折时，骨折处会出现类似关节的异常活动，移动肢体时因断骨端相互摩擦而出现摩擦音，这是完全骨折的现象。1.2.3关节脱位
直接暴力打击引起关节脱位者较为少见，多为间接暴力引起关节脱位。如跌倒时，只要是肩关节处于上臂外展位，用手或肘部着地都有可能发生肩关节前脱位。体育运动中，最常见的是肘关节后脱位和肩关节前脱位。任何外力只要使肘关节过伸或外展致使肘关节内侧副韧带断裂，都能引起肘关节后脱位。如常见的，肘关节过伸，尺骨鹰嘴又猛烈冲击肱骨鹰嘴窝，使肱骨下端前移尺骨鹰嘴后移，引起典型的肘关节后脱位。1.2.4中暑
中暑是指在高温和热辐射的长时间作用下，机体体温调节障碍，水、电解质代谢紊乱及神经系统功能损害的症状的总称。发现自己和其他人有先兆中暑和轻症中暑表现时，首先要做的是迅速撤离引起中暑的高温环境，选择阴凉通风的地方休息；并多饮用一些含盐分的清凉饮料。还可以在额部、颞部涂抹清凉油、风油精等，或服用人丹、十滴水、藿香正气水等中药。如果出现血压降低、虚脱时应立即平卧，及时上医院静脉滴注盐水。预防运动损伤的意义
参加体育锻炼是为了增强体质，增进身心健康。如果在体育锻炼时不重视运动损伤的预防工作，就有可能发生各种伤害事故，轻度影响学习，重者残疾，甚至危及生命，对国家、家庭、个人都带来不应有损失。因此，积极预防运动损伤，对开展课内体育活动，对增进身心健康都具有重大意义。预防运动损伤的措施
运动损伤与一般的工作或日常生活中的损伤有所不同，它与运动项目、技术特点、身体状况等有着密切关系。中学生由于在生理和心理上尚未发育成熟，就更容易在运动过程中受到伤害。如何预防呢？ 3.1认真贯彻预防为主方针，克服麻痹思想
体育锻炼中发生运动损伤，常因体育教师或锻炼者对预防运动损伤的意义认识不足，或麻痹大意有关，他们存在某些片面认识，不重视安全教育，没有采取有效措施。因此，要加强安全教育，克服麻痹思想。3.2培养稳定心理状态
锻炼者心理状态与运动损伤发生有一定关系，如心情不好，情绪低落，或急躁、恐惧、害羞、急于求成等，都可能成为运动损伤发生原因，某些中学生缺乏锻炼知识和经验，好奇心大，好胜心强，不顾主客观条件，盲目地或冒失地参加运动，也容易发生运动损伤。因此，要克服上述不良心理状态，以积极心理状态去参加体育锻炼。
3.3体育场地、器材、服装要符合卫生和安全要求
体育课上的一些事故，不少是因组织工作不当造成的，因此，教师要认真钻研教材充分备课，从安全角度出发，做好体育课教学的组织工作。清理一节课所用运动场地的杂物、浮沙、尘土等，以免出现意外事故。要选择空气新鲜、环境安静，符合卫生要求的场所或体育场馆进行教学。严格检查上课时所用的体育器材，教师示范时，提前向学生讲清楚器材的功能、以及危险性，提醒学生注意，以防伤害事故发生。规定学生穿运动鞋和运动衣上课，以免滑倒摔伤和不必要的拉伤。运动服要选择宽松、柔软、有弹性的运动衣，还要色彩明快、吸水性能好的服装。冬季寒冷要穿质地较厚的运动衣，夏季炎热要穿轻而薄或半袖运动衣。如果直射日光强还要戴帽。总之要避免中暑、感冒及紫外线的损害。运动鞋要选择透气性能好、尺寸合适，鞋底有弹性，鞋面要平滑柔软，结实耐用，落地稳定好等。此外还要穿棉线袜。3.4认真做好准备活动
准备活动的目的是提高中枢神经系统的兴奋性，克服内脏器官惰性，增强各器官系统功能，使人体由相对安静状态过渡到紧张活动状态。准备活动的内容要根据锻炼内容或比赛项目而定，既有一般性又有专门性准备活动，对运动中负担较大和易伤部位要特别做好准备活动。准备活动要根据学生特点，气象条件和锻炼或比赛情况而定。一般兴奋性低，锻炼者水平较高，运动时间短的项目或天气寒冷等，准备活动强度可稍大，时间稍长。相反锻炼者年龄小，基础差，运动时间长或天气炎热，准备活动的强度宜小，时间可短些。总之，准备活动以身体感到发热，微微出汗为宜。3.5掌握动作要领和遵守纪律
技术动作错误，违反人体结构、功能的特点及力学原理，很容易发生运动损伤，如前滚翻时，因没有低头而引起颈部扭伤；接排球时，因手形不准确而引起手指扭、挫伤。因此，教师要认真钻研教材，根据学生特点估计那些动作不容易掌握，那些动作容易受伤，事先采取相应预防措施。规范动作要领、严明练习纪律，明确运动信号（如手势、哨声、口令等），以免出现因为技术动作的变形、组织教学的失误和纪律性差造成学生拉伤、擦伤、脱臼等伤害事故。3.6运动项目和运动负荷要适合学生特点
合理安排运动负荷，尤其是要注意运动器官局部负担量和伤后、病后的体育活动安排，防止局部负担过大。中学生活泼好动，既使出现疲劳，仍然表现出对体育活动强烈愿望，对此要特别注意，给予适当调整。要贯彻循序渐进和个别对待原则，动作要由简到繁、由易到难、运动强度和重复练习次数要根据学生情况区别对待。
3.7掌握运动要领，加强保护和帮助。
体育课中发生意外事故是难以避免的，所以，我们体育教师要倍加小心，加强保护，确保安全。尽量让事故减少到零，在教学科目中，要针对教学内容，重点加强保护。例如：在“山羊”或跳箱上做腾越动作时，教师要思想集中，站位合理，方法正确，保护及时。教师一般站在器械左前或右前方，一手握学生大臂，另一手扶其背腾越，落地时帮其臂上举，保证平稳落地。在球类及游戏教学中要教会学生自我保护，如身体失去平衡时，要立即顺势向前或向后跨出一大步，以防摔倒；当快要跌倒时，要立刻低头、曲肘、团身，以背部着地，以肩背着地前滚翻，切不可直臂撑地。从高处跳下时，要用前脚掌着地，并同时屈髋、屈膝。不要在高低不平的场地上进行活动。如没有合适的场地，活动的节奏要放慢。青少年处在生长发育的关键期，不宜在坚硬的地面上反复进行跑、跳练习。因长时间在坚硬的地面上跑、容易引起过早骨化或骺软骨的损伤，从而影响骨的正常生长发育。
3.8加强医务监督，提高自我保护意识
要定期对学生进行体格检查，了解他们身体健康状况，以便确定参加锻炼的禁忌证。例如，患心脏、肾脏病者不宜参加剧烈体育锻炼，如比赛、快跑等。此外疾病发作期，如感冒或扁桃体炎仍发热的病人也不宜锻炼，否则对恢复健康不利。
在教学中教师要善于观察学生的身体情况，面部表情；如学生面红耳赤，大口喘气，满头大汗，说明运动负荷大了，应立即调节，采取减少练习次数，降低练习强度，缩短练习时间和距离等措施。如个别学生面色发白，虚汗满面，走路摇晃，说明他体力不支，应让其休息，并注意观察他的变化；在上下午的最后一节课，特别应注意学生的身体变化，此时学生大都是腹空肚饿，精力体力均不充沛了，所以要控制运动总量。
因此，总体来说，我们对待运动损伤所采取的基本态度应当是：预防为主、抓早抓小（抓损伤的早期症状，抓思想麻痹的倾向和苗头）。这样我们就能有效的预防运动损伤的发生。小结
4.1根据科学化预防原则，针对该运动损伤的特点进行正确的预防和处理。4.2根据运动项目的不同与运动损伤的不同采取合理的预防措施。4.3要以合理而有效的预防手段进行预防，使运动员在运动训练中提高自我保护意识，创造出优异的成绩。参考文献：
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体育教学中应高度重视安全问题[J].中国学校体育
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