以“牛頓第二定律”為例探究深度教學策略

◇ 江蘇 戴市群

高中物理深度教學是教師為學生設置真實的教學情境,設置引導性強、質量高的物理問題,注重高中物理知識的整合,培養學生思維的一種教學方式,也是最能體現高中物理學科核心素養的教學方式.有效的高中物理深度教學可以促進學生較好地理解所學物理知識,在學習過程中感悟物理學科思想,進而提高他們的物理學科核心素養.現以“牛頓第二定律”的教學為例,簡單闡述深度教學策略.

1 以問題為主線串聯課堂始終

在高中物理課堂上,教師為學生創設恰當的問題情境,使學生在問題情境中探究所學知識、構建知識網絡、總結反思學習過程,進而完成生成問題—探討問題—解決問題—衍生問題的過程,幫助學生深化物理知識,形成物理思維,達成物理學科核心素養目標.以問題為主線的物理課堂所設問題要具有激趣性、引導性、層次性,從而使學生積極主動地在課堂上與教師和同學互動,闡述自身的觀點和想法,主動探究已知與未知的聯系,不斷完善物理知識框架.此外,學生處于充滿問題的空間中更容易激發問題意識,在深化物理知識的同時產生新的問題,使課堂得到延伸.

“牛頓第二定律”在“牛頓第一定律”和實驗“探究加速度與力、質量的關系”之后.學生在正式進入“牛頓第二定律”的學習之前已經對牛頓運動定律有了基本的了解.本節課的重點是把握加速度、力、質量之間的關系,難點是理解公式F＝kma中系數k＝1及牛頓第二定律的物理意義.在教學開始,可設置問題：在實驗“探究加速度與力、質量的關系”中涉及哪些物理量? 它們之間是否存在一定的關系? 我們能否用固定的公式來表示這種關系? 教學過程中設置問題：國際上統一規定k＝1,為什么? 已學的知識中(所有學科)還有哪些常數或系數? 牛頓第二定律具備哪些特有的性質? 教學即將結束時設置問題：解答相關問題時,一般有哪些解題步驟? 這些問題囊括了本節課的所有重點,學生在解答問題的過程中實現了對知識的深入理解,同時問題的設置也有助于學生精力的集中,從而實現高質量的物理教學.

2 把握相關知識體系

物理知識是一個龐大的體系,高中階段主要分為力學、電磁學、熱學、光學和原子物理學,牛頓第二定律屬于力學中的動力學知識,教師在進行牛頓第二定律教學時要把握知識的系統性和整體性.教師要在課前了解學生的認知基礎,設計以牛頓運動定律知識體系和學生已有知識體系為基礎的教學模式,分析牛頓第二定律在力學中所處的位置和意義,把所要學習的知識融入力學體系之中,使學生在掌握牛頓第二定律的同時,理解力學體系的構建過程,完善已有的知識體系,形成新的、更全面的知識框架,進而逐步完成整個力學體系的建構.

“打鐵還需自身硬.”為了更好地幫助學生把握知識體系,理解整體和局部的密切關系,保證學生構建科學合理的知識框架,教師本身需要具備更強的結構意識,對整個知識體系具有大局觀.教師在設計牛頓第二定律的教學內容時,不可只局限本節課的內容,還要對整個單元甚至整個力學知識體系有明確的認知,特別是前一節課已講的和后一節課即將要講的知識,做好課時之間的銜接,并在教學中潛移默化地把這種大局觀傳授給學生,培養學生的整體意識,實現深度教學目標.總之,在牛頓第二定律的教學活動中,教師要保證學生能把此定律的相關知識融入力學的知識體系中,“改造”原有的知識系統.

3 實現本質與經驗的共同發展

牛頓第二定律不僅在整個力學體系中占據重要的地位,還是每年高考必考的知識點.因此,教師在教學中要實現本質與經驗的共同發展,讓領悟知識內涵與提高解題能力同步實現.牛頓第二定律具備因果性、矢量性、瞬時性、獨立性、相對性、同一性等特點,主要應用于連接體問題、瞬時性問題和臨界問題的解決,是學生學習的難點.為了降低學生的學習難度,實現課堂教學的有效性,教師在教學中可先以牛頓第二定律產生的時代背景或牛頓的研究歷程為素材,讓學生盡可能地貼近定律的本質;然后,基于定律本質設置層次性的問題,師生互動探究問題,在解決問題的同時遞進地接觸定律的本質;最后,師生共同歸納總結,對牛頓第二定律及其相關知識進行縱向及橫向的比較,實現對知識的深度學習.

深度教學的方式改變了淺嘗輒止的傳統課堂形式,實現了學生物理學科核心素養的提升,加深了學生對定律本質的認知,培養了他們的思維能力和問題意識.