有效教学方法在高中物理牛顿第二定律教学中的应用

江苏省苏州市昆山经济技术开发区高级中学 王 雪

牛顿第二定律作为高中物理学习的重要概念，从整体上看是高中物理知识体系建立和学生物理素质提升的关键环节。高中物理教学中，教师需引导学生理解好牛顿第二定律，培养学生应用牛顿第二定律解决考试和生活中的问题的能力。其内容中含有许多物理模型，知识含量比较高，教学难度大，而在学生角度，牛顿第二定律的学习甚至直接影响到学生学习物理的信心，所以教师要给予相应的重视。

一、物理课堂教学案例

（一）教学目标

（1）学生要熟练掌握影响物体加速度的因素，梳理好加速度、质量、力之间的关系。

（2）学生在技能层面要针对设计和操作实验进行重点锻炼，能准确测量题目相关的物理量，教师带领学生探究相应内容，尝试多种解题方式，根据体验过程发现科学研究原理，控制相应变量内容，学习中应用多种学习方法，如图像法、几何法等。

（3）教师培养学生自主探究的学习习惯，培养学生对物理知识的兴趣，让学生能主动投入物理相关题目的研究。培养学生良好的学习习惯，使之总结自己学习过程中遇到的问题，改正错误，从而提高学习质量，建立物理知识学习信心。

（二）课堂教学重点内容

（1）学生了解影响物体加速度的因素。

（2）教师课堂教学中应用合理的方式，首先需要让学生能明确加速度、力和质量之间的关系，通过实验等多种方式，探究其中的定量关系，培养学生获得知识和设计实验的能力。

（3）课堂教学的重点，是学生对加速度、力和质量之间的关系进行了解，在具体探究和研究过程中，渗透科学学习方式。

（三）具体课堂教学过程

（1）教师在教学之前进行了充分的准备，根据教材中的内容，将牛顿第二定律分为两个阶段进行讲解，引导学生提高对学习内容的重视。阶段1：教师带领学生研究加速度和力、质量之间的关系。阶段2：学生对牛顿第二定律的具体应用。

（2）课堂教学内容导入。教师在课堂教学中介绍牛顿第二定律在生活中的具体体现，传统教学方式单纯依靠教师讲解和教材上的图片，这种枯燥的方式不利于学生直观地了解牛顿第二定律和生活的密切联系。教师根据学生学习实际情况，结合信息技术，以视频和图片的形式直观将知识展示给学生。通过互联网技术的应用，教师和学生都能接收到大量的数据信息内容，从而提高学生对物理知识的理解，保障学生学习质量。例如，教师在课堂教学中向学生展示运动员在奥运赛场上的比赛视频，教师提出问题：“在田径比赛中，运动员会将自己佩戴的手表、项链等摘下来，然后穿着最轻的跑鞋，为什么要这么做？”让学生讨论之后，教师讲解：质量越小，运动状态越容易获得改变。在相同的情况下，质量越小的物体获得加速度的程度就越大，以视频为基础教师为学生构建了一个良好的物理知识学习情境，学生在这种情境中潜移默化地受到影响。

（3）课堂教学中设置以牛顿第二定律为内容的实验。传统物理实验是以教师主动演示实验为主，新课改后，教师转变这种教育方式，在课堂教学中落实以学生为主的探究实验方式，从而培养学生自主探究能力，保障学习质量。学生在自主学习和研究过程中，互相监督，当出现问题之后及时调整。教师教学方法是，宏观上调控整体教学；微观上，让学生有组织、按学习计划开展实验内容，提高课堂教学效率。

二、课堂教学内容

牛顿第二定律通过加速度将物体运动和受力有效结合，并且与之前学习的内容结合成一个整体，从而使得学生对定义内容掌握得更加深入。针对牛顿第二定律，教师在课堂教学中需避免重公式轻文字的情况，数学语言能清晰地表达物理定律，而且便于学生记忆相应内容，但是不能取代文字表述，因为文字表述将多变的运动形式和力之间的复杂关系有效概括出来，避免将活的公式内容变成死的公式内容。

通过实验探究的方式，分析研究牛顿定律，根据实验内容，借助学校实验设备，教师带领学生练习使用打点计时器，测定匀变速物体直线加速度。物体质量不变，改变力，然后进行5次实验，学生根据实验得到的数据内容，计算每次实验中运动速度和力的比值，对比数据内容是否相同，然后利用物理实验中最常见的方式，利用图像，以横坐标表示力，纵坐标表示加速度，根据实验结果将点标记在上面，从而更加直观地了解相应内容，从而使学生能直观地看出加速度和力是正比例关系。

三、牛顿第二定律理论应用教学

在上节课实验的基础上，本节课通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体概念，得出牛顿第二定律的数学表达式。首先加速度、力、质量之间的关系是客观存在的，而且直观反映自然界的规律，而且这个是牛顿在前人的研究基础上，分析总结出来的。公式中物体受到的是合外力，其中需要强调的内容是，教师可以进一步指出，不能将一个力作为该力之外的另一力。如果具有初始速度，不能将其当作是物体向前的冲力。本节课中题型分析，是重要的内容，（1）已知物体的受力情况，求物体的运动情况。根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F＝ma求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式可以求出物体的运动情况——物体的速度、位移或运动时间。（2）已知物体的运动情况求物体的受力情况。根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。这其中蕴含了丰富的知识与技能、过程与方法目标，因此，更要注重对学生思想观念和心理的影响，即让学生感受到物理学在认识自然方面的本质性、深刻性、有效性。教科书突出了力的单位的物理意义，它为后面学习单位制的内容做了准备。最后通过例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路，也是学习、理解牛顿第二定律的基本组成部分的过程。为了巩固学生对知识点的理解，教师在举例和练习过程中，需配合学生分析遇到的问题，培养学生解决问题的能力，使得学生能学习和了解解决力学问题的办法，初步掌握力学方法和步骤，总结和应用牛顿第二定律基本解题思路和方法，熟练分析物体受力情况，在分析问题的基础上，应用运动学公式内容和牛顿第二定律，将数据和学生学习内容有效结合，从而得到正确的结论。而且这个学习阶段学生面对的习题比较多，学生可以做一些应用牛顿第二定律的简单习题，然后教师通过运动学分析综合例题，调整学生练习习题难度。

四、协同教育方式的应用

物理教师在课堂教学中讲解相应内容，作为协同教学样本班级，统一协调教学内容，协同课务，3个班级中采用统一的教学进度和相应教学内容，利用1周3个课时讲解理论知识内容，然后再用3个课时，带领学生练习知识内容。教师可以规避传统教育中的授课方式，采用更加灵活机动的课表。教师之间统一规划，明确课时以及教师各自分工，主讲教师掌握课堂教学环节，协助教学教师进行任务分工，发挥各自的特点。共同研究确定每课时教学方式，针对定律的应用，结合小组教学方式，提高学生学习质量。

五、结语

牛顿第二定律在高中物理教材中占有重要位置，作为经典力学的基础内容，教师应将教学目标和课堂教学内容有效落实，根据学生学习实际情况，在课堂教学中利用多种方式，保障学生学习质量和学习效率。