优化高中物理牛顿运动定律教学的实践研究

发表时间:2020/10/15   来源:《教育学文摘》2020年6月18期   作者:杨厅厅
[导读] 动定律是经典力学的核心内容,高级中学物理教育的重点和难点也是历年高考必修考试的知识点。
        杨厅厅  
        安徽省宿州市灵璧中学  234200
        摘要:动定律是经典力学的核心内容,高级中学物理教育的重点和难点也是历年高考必修考试的知识点。牛顿运动定律上有很多实际应用。其对学生有关运动学和功能知识的学习具有承上启下的重要作用。牛顿运动定律对学生情感和思维等也具有不可替代的教育功能。本文主要分析高中物理牛顿运动定律教学的实践研究。
关键词:高中物理;顿运动定;教学实践研究
引言
1687年,牛顿发表了科学巨著《自然哲学数学原理》,详细叙述了牛顿运动的三大定律。现在的牛顿运动定律是熟悉某高级中学毕业学生的。高级中学物理的知识体系从关于物体运动和力的学习开始,牛顿运动定律深刻揭示了力与运动的关系,是高级中学物理知识体系中力学和能量的两个茄子基础之一。同时,应用力分析、运动分析、数学等具体方法处理相关力学问题,这就是解决高级中学物理问题的基本科学方法。由于牛顿运动定律知识内容的核心地位和方法运用的基础地位、应用于生产生活的广泛程度,成为牛顿运动定律高级中学物理的核心内容之一和高考的必修考试点。
1、概述
1.1基于课程标准的分析
《义务教育小学科学课程标准》《义务教育物理课程标准(2011年版)》和《普通高中物理课程标准(2017年版)》对学生不同阶段学习“牛顿运动定律”提出了最基本的要求.小学阶段,要求学生能描述常见运动的形式和特征.高中阶段,要求学生了解伽利略物理实验,初步形成物理极限思想,构建惯性的初步概念,初步理解牛顿运动定律.高中阶段,强调基于学生已有的经验,要求学生进一步认识伽利略等人的探索历程,从对力与运动的关系的定性认识,到理解加速度和力、质量的定量关系,形成对牛顿定律相关知识的物理观念、科学思维方法和科学探究意识。
1.2牛顿运动定律的进阶框架构建
牛顿运动定律相关概念在中学阶段具有跨度大、灵活性强的特点,根据皮亚杰“认知发展阶段理论”“布鲁姆教育目标分类”相关理论,考虑到学生认识结构发展水平,针对学生在不同学习阶段呈现的概念理解水平的描述,可以将牛顿运动定律的学习进阶分为5个水平,如表1所示.
   
2、高中物理牛顿运动定律教学的实践研究
2.1循由浅入深的教学原则
除了中学生学习知识和理解知识的实际情况外,教师在教学过程中必须遵循浅而深的教学原则,教学过程要有相应的铺垫,符合新知识的学生认知特点。例如,牛顿第一定律的教导,牛顿第一定律描述了物体在无助的情况下如何行动,揭示了物体的本质属性,不能通过实验验证。教学中,教师应利用伽利略理想倾斜实验的一个茄子事实、三个茄子推论,从生活的单一事实到科学的理想状态,引导浅而深的学生,使物体无助,感知物体的惯性。另外,在探讨牛顿第二定律的教学中,A,F,M之间的关系时,教师也要浅深入地引导学生,确定采用控制变量法的前提下,如何分别测量A,F,M分别如何测量呢?尤其F弹簧秤直接测量是不行的。因为在小车运动过程中不能总是保持力的大小不变,所以学生引导可以用质量不变的小物体的重力代替吗?当然,该方法比用弹簧测量好得多,学生们肯定满意,在前面的课程中,学生接触是平衡问题,所以我认为绳子提供的张力等于小物体的重力。牛顿第二定律出台后,教师推进继续教育,应提出以下问题。绳子不能伸展,小车和小物体的位移总是像大小,速度大小始终如一,自然加速大小也一样,所以绳子提供的张力等于小物体的重力吗?要把已经得到的牛顿第二定律的知识结合起来,粗略地认为绳子提供的牵引力等于小物体的重力。但前提是小物体的质量比小汽车的质量小得多。实践证明,教师要掌握教学中学生的现有知识结构,根据浅埋深的教学原则不断指导,不断深入,不断提升,才能更好地提高教学效果。
2.用探究式的教学模式
新课程改革概念的高级中学物理教室教学目标是注重学生探究能力的培养和提高。为此,教师必须首先全面细致地理解学生现有的研究能力,重视研究能力对学生学习效果的影响,在日常教育中培养学生探究意识,培养学生研究能力。因此,在进行高级中学物理牛顿运动定律教学活动时,教师本身只是教学活动的承担者,应充分强调教学活动中学生主体的地位,细心设计教学过程和相关部分,积极准备参与学生教学活动的平台,学生积极投入课堂,不断提高思维和研究中积极研究的意识和能力,从而加深对牛顿运动定律核心内容的理解,特别是教牛顿运动定律相关基础知识的教师,要大胆提问,积极探索,有意识地积极探索学生。
          例如,在探讨“加速度与力、质量的关系”的实验课上,学生完成研究“加速度与力的关系”的实验时,教师必须完全放手。要学生自主设计、讨论、操作,然后进行“研究加速与质量的关系”。A-M图像不是直线,“加速度与质量的关系”等无法可视化。教师指导学生思维、讨论、持续研究,不断深入理解实验原理,不断取得问题解决正确的结果。教师要大胆放手,相信学生能力。不断引导学生疑问、思考、自行研究、老师、同学交流、讨论,有助于进一步了解牛顿运动定律相关知识,有效提高思考力和探索能力。用学生应用牛顿运动定律指导解决生活实际问题时,为了强调学习过程中的学生主体性,教师可以设计一系列启发性的问题,而不是直接扔问题解决方法或思维。要引导学生主动反思牛顿运动定律学习过程中涉及的相关知识或技术,探索正确的问题解决方法。教师还可以在此基础上,根据不同水平的学生认知特性,进行学生更新定制训练练习。在学生应用知识问题解决过程中逐步总结牛顿运动定律应用技巧和问题解决例程,最终能真正掌握教材中的相关内容,提高具体知识的应用能力。例如,在学习牛顿第二定律应用的超失重问题时,首先要对学生进行重量过剩、失重、生活中是否接触过、学生是否检测、研究。然后提出问题。超失重现象的本质是什么?如何利用牛顿运动定律知识进行说明。这也为今后我们的万有引力定律和航天航空问题的教学奠定了基础。
结束语
总之,研究和实践的过程,笔者深刻认识到优化高级中学物理牛顿运动定律教育的实践研究的必要性和可行性,作为一线初中物理教师,在以后的教育过程中,结合继续理论和实践,进一步深化、扩大、加强思考和研究,为培养全面发展的人才做出应有的贡献。
参考文献
[1]杨艳玲.基于物理学史的“牛顿运动定律”教学研究[D].闽南师范大学,2019.
[2]黄小敏.基于核心素养的中美高中物理教材比较研究[D].湖北师范大学,2019.
[3]沈志辉.学科核心素养视域下高中物理单元教学设计的研究——以第三单元“牛顿运动定律”为例[J].物理通报,2019(04):62-65.
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