以“牛頓第二定律”為例探究深度教學策略

◇ 江蘇 戴市群

高中物理深度教學是教師為學生設(shè)置真實的教學情境,設(shè)置引導性強、質(zhì)量高的物理問題,注重高中物理知識的整合,培養(yǎng)學生思維的一種教學方式,也是最能體現(xiàn)高中物理學科核心素養(yǎng)的教學方式.有效的高中物理深度教學可以促進學生較好地理解所學物理知識,在學習過程中感悟物理學科思想,進而提高他們的物理學科核心素養(yǎng).現(xiàn)以“牛頓第二定律”的教學為例,簡單闡述深度教學策略.

1 以問題為主線串聯(lián)課堂始終

在高中物理課堂上,教師為學生創(chuàng)設(shè)恰當?shù)膯栴}情境,使學生在問題情境中探究所學知識、構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)、總結(jié)反思學習過程,進而完成生成問題—探討問題—解決問題—衍生問題的過程,幫助學生深化物理知識,形成物理思維,達成物理學科核心素養(yǎng)目標.以問題為主線的物理課堂所設(shè)問題要具有激趣性、引導性、層次性,從而使學生積極主動地在課堂上與教師和同學互動,闡述自身的觀點和想法,主動探究已知與未知的聯(lián)系,不斷完善物理知識框架.此外,學生處于充滿問題的空間中更容易激發(fā)問題意識,在深化物理知識的同時產(chǎn)生新的問題,使課堂得到延伸.

“牛頓第二定律”在“牛頓第一定律”和實驗“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”之后.學生在正式進入“牛頓第二定律”的學習之前已經(jīng)對牛頓運動定律有了基本的了解.本節(jié)課的重點是把握加速度、力、質(zhì)量之間的關(guān)系,難點是理解公式F＝kma中系數(shù)k＝1及牛頓第二定律的物理意義.在教學開始,可設(shè)置問題：在實驗“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”中涉及哪些物理量? 它們之間是否存在一定的關(guān)系? 我們能否用固定的公式來表示這種關(guān)系? 教學過程中設(shè)置問題：國際上統(tǒng)一規(guī)定k＝1,為什么? 已學的知識中(所有學科)還有哪些常數(shù)或系數(shù)? 牛頓第二定律具備哪些特有的性質(zhì)? 教學即將結(jié)束時設(shè)置問題：解答相關(guān)問題時,一般有哪些解題步驟? 這些問題囊括了本節(jié)課的所有重點,學生在解答問題的過程中實現(xiàn)了對知識的深入理解,同時問題的設(shè)置也有助于學生精力的集中,從而實現(xiàn)高質(zhì)量的物理教學.

2 把握相關(guān)知識體系

物理知識是一個龐大的體系,高中階段主要分為力學、電磁學、熱學、光學和原子物理學,牛頓第二定律屬于力學中的動力學知識,教師在進行牛頓第二定律教學時要把握知識的系統(tǒng)性和整體性.教師要在課前了解學生的認知基礎(chǔ),設(shè)計以牛頓運動定律知識體系和學生已有知識體系為基礎(chǔ)的教學模式,分析牛頓第二定律在力學中所處的位置和意義,把所要學習的知識融入力學體系之中,使學生在掌握牛頓第二定律的同時,理解力學體系的構(gòu)建過程,完善已有的知識體系,形成新的、更全面的知識框架,進而逐步完成整個力學體系的建構(gòu).

“打鐵還需自身硬.”為了更好地幫助學生把握知識體系,理解整體和局部的密切關(guān)系,保證學生構(gòu)建科學合理的知識框架,教師本身需要具備更強的結(jié)構(gòu)意識,對整個知識體系具有大局觀.教師在設(shè)計牛頓第二定律的教學內(nèi)容時,不可只局限本節(jié)課的內(nèi)容,還要對整個單元甚至整個力學知識體系有明確的認知,特別是前一節(jié)課已講的和后一節(jié)課即將要講的知識,做好課時之間的銜接,并在教學中潛移默化地把這種大局觀傳授給學生,培養(yǎng)學生的整體意識,實現(xiàn)深度教學目標.總之,在牛頓第二定律的教學活動中,教師要保證學生能把此定律的相關(guān)知識融入力學的知識體系中,“改造”原有的知識系統(tǒng).

3 實現(xiàn)本質(zhì)與經(jīng)驗的共同發(fā)展

牛頓第二定律不僅在整個力學體系中占據(jù)重要的地位,還是每年高考必考的知識點.因此,教師在教學中要實現(xiàn)本質(zhì)與經(jīng)驗的共同發(fā)展,讓領(lǐng)悟知識內(nèi)涵與提高解題能力同步實現(xiàn).牛頓第二定律具備因果性、矢量性、瞬時性、獨立性、相對性、同一性等特點,主要應(yīng)用于連接體問題、瞬時性問題和臨界問題的解決,是學生學習的難點.為了降低學生的學習難度,實現(xiàn)課堂教學的有效性,教師在教學中可先以牛頓第二定律產(chǎn)生的時代背景或牛頓的研究歷程為素材,讓學生盡可能地貼近定律的本質(zhì);然后,基于定律本質(zhì)設(shè)置層次性的問題,師生互動探究問題,在解決問題的同時遞進地接觸定律的本質(zhì);最后,師生共同歸納總結(jié),對牛頓第二定律及其相關(guān)知識進行縱向及橫向的比較,實現(xiàn)對知識的深度學習.

深度教學的方式改變了淺嘗輒止的傳統(tǒng)課堂形式,實現(xiàn)了學生物理學科核心素養(yǎng)的提升,加深了學生對定律本質(zhì)的認知,培養(yǎng)了他們的思維能力和問題意識.