有效教學方法在高中物理牛頓第二定律教學中的應用

江蘇省蘇州市昆山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)高級中學 王 雪

牛頓第二定律作為高中物理學習的重要概念，從整體上看是高中物理知識體系建立和學生物理素質(zhì)提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高中物理教學中，教師需引導學生理解好牛頓第二定律，培養(yǎng)學生應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，知識含量比較高，教學難度大，而在學生角度，牛頓第二定律的學習甚至直接影響到學生學習物理的信心，所以教師要給予相應的重視。

一、物理課堂教學案例

（一）教學目標

（1）學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）學生在技能層面要針對設計和操作實驗進行重點鍛煉，能準確測量題目相關(guān)的物理量，教師帶領(lǐng)學生探究相應內(nèi)容，嘗試多種解題方式，根據(jù)體驗過程發(fā)現(xiàn)科學研究原理，控制相應變量內(nèi)容，學習中應用多種學習方法，如圖像法、幾何法等。

（3）教師培養(yǎng)學生自主探究的學習習慣，培養(yǎng)學生對物理知識的興趣，讓學生能主動投入物理相關(guān)題目的研究。培養(yǎng)學生良好的學習習慣，使之總結(jié)自己學習過程中遇到的問題，改正錯誤，從而提高學習質(zhì)量，建立物理知識學習信心。

（二）課堂教學重點內(nèi)容

（1）學生了解影響物體加速度的因素。

（2）教師課堂教學中應用合理的方式，首先需要讓學生能明確加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系，通過實驗等多種方式，探究其中的定量關(guān)系，培養(yǎng)學生獲得知識和設計實驗的能力。

（3）課堂教學的重點，是學生對加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系進行了解，在具體探究和研究過程中，滲透科學學習方式。

（三）具體課堂教學過程

（1）教師在教學之前進行了充分的準備，根據(jù)教材中的內(nèi)容，將牛頓第二定律分為兩個階段進行講解，引導學生提高對學習內(nèi)容的重視。階段1：教師帶領(lǐng)學生研究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系。階段2：學生對牛頓第二定律的具體應用。

（2）課堂教學內(nèi)容導入。教師在課堂教學中介紹牛頓第二定律在生活中的具體體現(xiàn)，傳統(tǒng)教學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)學生學習實際情況，結(jié)合信息技術(shù)，以視頻和圖片的形式直觀將知識展示給學生。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，教師和學生都能接收到大量的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，從而提高學生對物理知識的理解，保障學生學習質(zhì)量。例如，教師在課堂教學中向?qū)W生展示運動員在奧運賽場上的比賽視頻，教師提出問題：“在田徑比賽中，運動員會將自己佩戴的手表、項鏈等摘下來，然后穿著最輕的跑鞋，為什么要這么做？”讓學生討論之后，教師講解：質(zhì)量越小，運動狀態(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)教師為學生構(gòu)建了一個良好的物理知識學習情境，學生在這種情境中潛移默化地受到影響。

（3）課堂教學中設置以牛頓第二定律為內(nèi)容的實驗。傳統(tǒng)物理實驗是以教師主動演示實驗為主，新課改后，教師轉(zhuǎn)變這種教育方式，在課堂教學中落實以學生為主的探究實驗方式，從而培養(yǎng)學生自主探究能力，保障學習質(zhì)量。學生在自主學習和研究過程中，互相監(jiān)督，當出現(xiàn)問題之后及時調(diào)整。教師教學方法是，宏觀上調(diào)控整體教學；微觀上，讓學生有組織、按學習計劃開展實驗內(nèi)容，提高課堂教學效率。

二、課堂教學內(nèi)容

牛頓第二定律通過加速度將物體運動和受力有效結(jié)合，并且與之前學習的內(nèi)容結(jié)合成一個整體，從而使得學生對定義內(nèi)容掌握得更加深入。針對牛頓第二定律，教師在課堂教學中需避免重公式輕文字的情況，數(shù)學語言能清晰地表達物理定律，而且便于學生記憶相應內(nèi)容，但是不能取代文字表述，因為文字表述將多變的運動形式和力之間的復雜關(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。

通過實驗探究的方式，分析研究牛頓定律，根據(jù)實驗內(nèi)容，借助學校實驗設備，教師帶領(lǐng)學生練習使用打點計時器，測定勻變速物體直線加速度。物體質(zhì)量不變，改變力，然后進行5次實驗，學生根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容，計算每次實驗中運動速度和力的比值，對比數(shù)據(jù)內(nèi)容是否相同，然后利用物理實驗中最常見的方式，利用圖像，以橫坐標表示力，縱坐標表示加速度，根據(jù)實驗結(jié)果將點標記在上面，從而更加直觀地了解相應內(nèi)容，從而使學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用教學

在上節(jié)課實驗的基礎(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)學表達式。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，其中需要強調(diào)的內(nèi)容是，教師可以進一步指出，不能將一個力作為該力之外的另一力。如果具有初始速度，不能將其當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，求物體的運動情況。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)初始條件由運動學公式可以求出物體的運動情況——物體的速度、位移或運動時間。（2）已知物體的運動情況求物體的受力情況。根據(jù)物體的運動情況，應用運動學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，進而求出某些未知力。這其中蘊含了豐富的知識與技能、過程與方法目標，因此，更要注重對學生思想觀念和心理的影響，即讓學生感受到物理學在認識自然方面的本質(zhì)性、深刻性、有效性。教科書突出了力的單位的物理意義，它為后面學習單位制的內(nèi)容做了準備。最后通過例題介紹牛頓第二定律應用的基本思路，也是學習、理解牛頓第二定律的基本組成部分的過程。為了鞏固學生對知識點的理解，教師在舉例和練習過程中，需配合學生分析遇到的問題，培養(yǎng)學生解決問題的能力，使得學生能學習和了解解決力學問題的辦法，初步掌握力學方法和步驟，總結(jié)和應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，應用運動學公式內(nèi)容和牛頓第二定律，將數(shù)據(jù)和學生學習內(nèi)容有效結(jié)合，從而得到正確的結(jié)論。而且這個學習階段學生面對的習題比較多，學生可以做一些應用牛頓第二定律的簡單習題，然后教師通過運動學分析綜合例題，調(diào)整學生練習習題難度。

四、協(xié)同教育方式的應用

物理教師在課堂教學中講解相應內(nèi)容，作為協(xié)同教學樣本班級，統(tǒng)一協(xié)調(diào)教學內(nèi)容，協(xié)同課務，3個班級中采用統(tǒng)一的教學進度和相應教學內(nèi)容，利用1周3個課時講解理論知識內(nèi)容，然后再用3個課時，帶領(lǐng)學生練習知識內(nèi)容。教師可以規(guī)避傳統(tǒng)教育中的授課方式，采用更加靈活機動的課表。教師之間統(tǒng)一規(guī)劃，明確課時以及教師各自分工，主講教師掌握課堂教學環(huán)節(jié)，協(xié)助教學教師進行任務分工，發(fā)揮各自的特點。共同研究確定每課時教學方式，針對定律的應用，結(jié)合小組教學方式，提高學生學習質(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)典力學的基礎(chǔ)內(nèi)容，教師應將教學目標和課堂教學內(nèi)容有效落實，根據(jù)學生學習實際情況，在課堂教學中利用多種方式，保障學生學習質(zhì)量和學習效率。