高中物理“萬有引力定律”教學策略之研究

朱 蘊

(江蘇省徐州市新沂市第一中學 221400)

物理是高中教育的重要課程之一，特別是物理實驗，具備操作性、典型性以及普遍性特點，理論知識以生活知識為主，通過物理知識的學習，可以培養學生的探究能力和思維能力.但就目前而言，高中物理教學有效性不高，受高考壓力的影響，在長期應試教育的環境下，沒有重視到學生探究能力，使得學生探究能力和物理素養不高.對此，以“萬有引力定律”教案為例，創新教學模式和教學理念，重視學生物理核心素養的培養，重視知識技能、能力素養以及情感價值等方面的培養，提高高中物理教學的有效性，進而完成教學任務.

一、《萬有引力定律》教學目標

在人教版高中物理教材中，《萬有引力定律》課程起到承上啟下的作用，承上為勻速圓周運動，后接衛星運動規律，這節課是本章的核心，也是教學重點.從學生角度上看，通過牛頓定律、圓周運動以及開普勒定律，學生已經具備萬有引力定律的學習能力.對此，教師結合教材分析和學情分析，制定教學目標：第一，知識與技能，明確地球與太陽引力的相關研究，根據圓周運動，構建行星繞日運動規律，推廣這一引力規律，構建萬有引力定律，寫出數學表達式，利用這一定律解決實際問題，讓學生掌握萬有引力定律的意義.第二，過程與方法，讓學生掌握科學探究方法，即為“猜想、證明、檢驗”.第三，情感態度與價值觀，在探究萬有引力定律的過程中，讓學生認同科學家的貢獻，根據萬有定理作出評價，了解科學有效的研究方法，利用萬有引力定律解決實際問題.

二、高中物理“萬有引力定律”教學策略

在高中物理“萬有引力定律”教學中，為了實現教學目標，要加強學生的探究能力和物理綜合素養，引導學生大膽猜想，這是保證教學效果和提高教學質量的前提.事實上看，偉大的發明都是來源于猜想，只有獲得猜想后，利用科學實驗的方式進行驗證，最終獲得結論.對此，在本節課的教學中，教師要重視學生探究能力的提升，以此為目標，從猜想入手，進而完成教學任務.

1.根據已有知識，大膽猜想

科學研究起源于合理猜想，為了提高高中物理教學的有效性，要從猜想入手，調動學生在課堂教學中的積極性.在《萬有引力定律》課堂教學中，教師先從太陽和行星之間引力規律入手，追尋牛頓的足跡，逐步發現萬有引力定律，多媒體展示課堂教學中牛頓蘋果樹圖片，講述事情經過.觀察牛頓和蘋果的圖片，思考：地球和月球之間的吸引力會不與地球吸引蘋果的力是同一種力？即使在最高的建筑物上和最高的山頂上，重力都不會有明顯的減弱．那么地球表面的重力能否延伸到很遠的地方，會不會作用到月球上？并提出以下猜想：第一，地球和月球之間的吸引力使月球沒有做離心運動，地球吸引蘋果的力使蘋果落地，它們可能是同一種力.第二，高山上也有蘋果樹，蘋果熟了也會下落.地球表面的重力會延伸至很遠，也會作用到月球上.第三，猜想是同一種力，都遵從相同規律.通過猜想，引導后面的實踐研究，使得學生全身投入到物理知識中，自主獲得知識，提高教學效果.

2.構建符合猜想的探究模型

猜想并不是通過真實情況進行驗證，而是通過構建符合猜想要求的理想模型進行驗證，精確計算，將計算結果對比現實情況，進而引導學生驗證猜想.假設上述猜想成立，地球對月球的力與地球對蘋果的力應該同樣遵從“平方反比”律，提出：月球做什么運動？符合什么規律？物體在地面附近受到的地球的吸引力表達式是怎樣的？月球的加速度是重力加速度g的幾分之一？給出月球周期T、月球軌道半徑r、地球半徑R，計算出月球向心加速度，用數據說明上述設想的正確性，牛頓的猜想經受了事實的檢驗，地球對月球的力，地球對地面物體的力真是同一種力.

3.知識總結和鞏固

在證實猜想后，教師要進一步引導，設想若任何物體間均出現這種力，提出問題：第一，什么是萬有引力？在實際教學中，引出這一問題后，教師要學生進行初步討論和分析，以尊重歷史事實為基礎，設下邏輯思維鋪墊，引導學生通過現有知識探究和發現萬有引力定律過程.第二，萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規律？其數學表達式如何？第三，萬有引力定律的適用條件是什么？投入第一個問題，深入第二個問題，讓學生進入深層次探索，在不斷合作學習中，提高探究合作能力，發表自己的看法，和組內成員的交流，回答和解決問題，提高學生的綜合物理能力.在探究過后，反思“拉住月球使它繞地球運動的力，與拉著蘋果使它下落的力，以及眾行星與太陽之間的作用力也許真的是同一種力，遵循相同的規律?”引導學生進行知識總結和鞏固，讓學生全面認識到萬有引力定律宏觀性、相互性以及普遍性，完成教學目標.

三、教學經驗總結

在《萬有引力定律》教學中，首先，教師要拓展學生的解題思路，讓學生掌握科學有效的解題方法，促進物體抽象化，將地球、月球或是其他衛星看成有質量的質點，構建萬有引力、向心力以及重力之間的關系，抓住問題本質，進而解決問題.其次，在實際教學中，教師要從生活現象入手，激發學生對物理知識的求知欲與好奇心，不斷強化學生的學習興趣，實現高中物理教學的最終目標.最后，在實際教學中，教師要將多媒體技術與教學內容有效融合，為學生的物理學習提供更多直觀的學習內容，幫助學生構建抽象化思維體系，提高高中物理教學的有效性.

綜上所述，在高中物理教學中，為了提高教學水平和教學質量，教師要明確教學目標，利用教學目標引導整個教學過程，引導學生大膽猜想，深入到實際探究中，自主獲得知識，教師要不斷總結教學經驗，優化教學流程，進而提高高中物理教學的綜合質量水平.