有效教學(xué)方法在高中物理牛頓第二定律教學(xué)中的應(yīng)用

江蘇省蘇州市昆山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)高級(jí)中學(xué) 王 雪

牛頓第二定律作為高中物理學(xué)習(xí)的重要概念，從整體上看是高中物理知識(shí)體系建立和學(xué)生物理素質(zhì)提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高中物理教學(xué)中，教師需引導(dǎo)學(xué)生理解好牛頓第二定律，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律解決考試和生活中的問題的能力。其內(nèi)容中含有許多物理模型，知識(shí)含量比較高，教學(xué)難度大，而在學(xué)生角度，牛頓第二定律的學(xué)習(xí)甚至直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心，所以教師要給予相應(yīng)的重視。

一、物理課堂教學(xué)案例

（一）教學(xué)目標(biāo)

（1）學(xué)生要熟練掌握影響物體加速度的因素，梳理好加速度、質(zhì)量、力之間的關(guān)系。

（2）學(xué)生在技能層面要針對(duì)設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重點(diǎn)鍛煉，能準(zhǔn)確測(cè)量題目相關(guān)的物理量，教師帶領(lǐng)學(xué)生探究相應(yīng)內(nèi)容，嘗試多種解題方式，根據(jù)體驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究原理，控制相應(yīng)變量?jī)?nèi)容，學(xué)習(xí)中應(yīng)用多種學(xué)習(xí)方法，如圖像法、幾何法等。

（3）教師培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣，讓學(xué)生能主動(dòng)投入物理相關(guān)題目的研究。培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使之總結(jié)自己學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，改正錯(cuò)誤，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，建立物理知識(shí)學(xué)習(xí)信心。

（二）課堂教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容

（1）學(xué)生了解影響物體加速度的因素。

（2）教師課堂教學(xué)中應(yīng)用合理的方式，首先需要讓學(xué)生能明確加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)等多種方式，探究其中的定量關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生獲得知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

（3）課堂教學(xué)的重點(diǎn)，是學(xué)生對(duì)加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系進(jìn)行了解，在具體探究和研究過程中，滲透科學(xué)學(xué)習(xí)方式。

（三）具體課堂教學(xué)過程

（1）教師在教學(xué)之前進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備，根據(jù)教材中的內(nèi)容，將牛頓第二定律分為兩個(gè)階段進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生提高對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重視。階段1：教師帶領(lǐng)學(xué)生研究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系。階段2：學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的具體應(yīng)用。

（2）課堂教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入。教師在課堂教學(xué)中介紹牛頓第二定律在生活中的具體體現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)方式單純依靠教師講解和教材上的圖片，這種枯燥的方式不利于學(xué)生直觀地了解牛頓第二定律和生活的密切聯(lián)系。教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際情況，結(jié)合信息技術(shù)，以視頻和圖片的形式直觀將知識(shí)展示給學(xué)生。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，教師和學(xué)生都能接收到大量的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，從而提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，保障學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如，教師在課堂教學(xué)中向?qū)W生展示運(yùn)動(dòng)員在奧運(yùn)賽場(chǎng)上的比賽視頻，教師提出問題：“在田徑比賽中，運(yùn)動(dòng)員會(huì)將自己佩戴的手表、項(xiàng)鏈等摘下來，然后穿著最輕的跑鞋，為什么要這么做？”讓學(xué)生討論之后，教師講解：質(zhì)量越小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易獲得改變。在相同的情況下，質(zhì)量越小的物體獲得加速度的程度就越大，以視頻為基礎(chǔ)教師為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)良好的物理知識(shí)學(xué)習(xí)情境，學(xué)生在這種情境中潛移默化地受到影響。

（3）課堂教學(xué)中設(shè)置以牛頓第二定律為內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)是以教師主動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)為主，新課改后，教師轉(zhuǎn)變這種教育方式，在課堂教學(xué)中落實(shí)以學(xué)生為主的探究實(shí)驗(yàn)方式，從而培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，保障學(xué)習(xí)質(zhì)量。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和研究過程中，互相監(jiān)督，當(dāng)出現(xiàn)問題之后及時(shí)調(diào)整。教師教學(xué)方法是，宏觀上調(diào)控整體教學(xué)；微觀上，讓學(xué)生有組織、按學(xué)習(xí)計(jì)劃開展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效率。

二、課堂教學(xué)內(nèi)容

牛頓第二定律通過加速度將物體運(yùn)動(dòng)和受力有效結(jié)合，并且與之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)合成一個(gè)整體，從而使得學(xué)生對(duì)定義內(nèi)容掌握得更加深入。針對(duì)牛頓第二定律，教師在課堂教學(xué)中需避免重公式輕文字的情況，數(shù)學(xué)語言能清晰地表達(dá)物理定律，而且便于學(xué)生記憶相應(yīng)內(nèi)容，但是不能取代文字表述，因?yàn)槲淖直硎鰧⒍嘧兊倪\(yùn)動(dòng)形式和力之間的復(fù)雜關(guān)系有效概括出來，避免將活的公式內(nèi)容變成死的公式內(nèi)容。

通過實(shí)驗(yàn)探究的方式，分析研究牛頓定律，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，借助學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備，教師帶領(lǐng)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)定勻變速物體直線加速度。物體質(zhì)量不變，改變力，然后進(jìn)行5次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)速度和力的比值，對(duì)比數(shù)據(jù)內(nèi)容是否相同，然后利用物理實(shí)驗(yàn)中最常見的方式，利用圖像，以橫坐標(biāo)表示力，縱坐標(biāo)表示加速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將點(diǎn)標(biāo)記在上面，從而更加直觀地了解相應(yīng)內(nèi)容，從而使學(xué)生能直觀地看出加速度和力是正比例關(guān)系。

三、牛頓第二定律理論應(yīng)用教學(xué)

在上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本節(jié)課通過分析說明，提出了牛頓第二定律的具體概念，得出牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。首先加速度、力、質(zhì)量之間的關(guān)系是客觀存在的，而且直觀反映自然界的規(guī)律，而且這個(gè)是牛頓在前人的研究基礎(chǔ)上，分析總結(jié)出來的。公式中物體受到的是合外力，其中需要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容是，教師可以進(jìn)一步指出，不能將一個(gè)力作為該力之外的另一力。如果具有初始速度，不能將其當(dāng)作是物體向前的沖力。本節(jié)課中題型分析，是重要的內(nèi)容，（1）已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的合外力，然后應(yīng)用牛頓第二定律F＝ma求出物體的加速度，再根據(jù)初始條件由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求出物體的運(yùn)動(dòng)情況——物體的速度、位移或運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，然后再用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進(jìn)而求出某些未知力。這其中蘊(yùn)含了豐富的知識(shí)與技能、過程與方法目標(biāo)，因此，更要注重對(duì)學(xué)生思想觀念和心理的影響，即讓學(xué)生感受到物理學(xué)在認(rèn)識(shí)自然方面的本質(zhì)性、深刻性、有效性。教科書突出了力的單位的物理意義，它為后面學(xué)習(xí)單位制的內(nèi)容做了準(zhǔn)備。最后通過例題介紹牛頓第二定律應(yīng)用的基本思路，也是學(xué)習(xí)、理解牛頓第二定律的基本組成部分的過程。為了鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，教師在舉例和練習(xí)過程中，需配合學(xué)生分析遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，使得學(xué)生能學(xué)習(xí)和了解解決力學(xué)問題的辦法，初步掌握力學(xué)方法和步驟，總結(jié)和應(yīng)用牛頓第二定律基本解題思路和方法，熟練分析物體受力情況，在分析問題的基礎(chǔ)上，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式內(nèi)容和牛頓第二定律，將數(shù)據(jù)和學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容有效結(jié)合，從而得到正確的結(jié)論。而且這個(gè)學(xué)習(xí)階段學(xué)生面對(duì)的習(xí)題比較多，學(xué)生可以做一些應(yīng)用牛頓第二定律的簡(jiǎn)單習(xí)題，然后教師通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析綜合例題，調(diào)整學(xué)生練習(xí)習(xí)題難度。

四、協(xié)同教育方式的應(yīng)用

物理教師在課堂教學(xué)中講解相應(yīng)內(nèi)容，作為協(xié)同教學(xué)樣本班級(jí)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)教學(xué)內(nèi)容，協(xié)同課務(wù)，3個(gè)班級(jí)中采用統(tǒng)一的教學(xué)進(jìn)度和相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，利用1周3個(gè)課時(shí)講解理論知識(shí)內(nèi)容，然后再用3個(gè)課時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生練習(xí)知識(shí)內(nèi)容。教師可以規(guī)避傳統(tǒng)教育中的授課方式，采用更加靈活機(jī)動(dòng)的課表。教師之間統(tǒng)一規(guī)劃，明確課時(shí)以及教師各自分工，主講教師掌握課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，協(xié)助教學(xué)教師進(jìn)行任務(wù)分工，發(fā)揮各自的特點(diǎn)。共同研究確定每課時(shí)教學(xué)方式，針對(duì)定律的應(yīng)用，結(jié)合小組教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

五、結(jié)語

牛頓第二定律在高中物理教材中占有重要位置，作為經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，教師應(yīng)將教學(xué)目標(biāo)和課堂教學(xué)內(nèi)容有效落實(shí)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際情況，在課堂教學(xué)中利用多種方式，保障學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。