“萬有引力定律”一課教學模式的探討

劉進華

摘 要：在《萬有引力定律》一節的教學中，筆者通過編寫導學案，創設情境及問題，讓學生利用網絡資源在課前查找材料，課堂上充分討論及體驗，采用小組合作學習模式教學探討出突破概念規律教學的基本有效方法。

關鍵詞：概念規律;小組合作學習;問題引領;有效方法

筆者在平常物理教學中，對概念規律方面教學，如加速度、瞬時速度、向心力及萬有引力等概念規律教學，多采用講授模式教學，效果不明顯，學生課上能聽懂，但理解不深刻，對相關概念往往停留在死記硬背的層面，應用相關概念規律解決實際問題的能力不夠理想。筆者在物理人教版必修二，第三章第三節《萬有引力定律》這節課的教學上，通過編寫導學案，創設情境及問題，讓學生利用網絡資源在課前查找材料，課堂上充分討論及體驗，采用小組合作學習模式教學，效果顯著，下面就這節課探討一下有效的律教學模式，具體的教學模式可從以下四個方面展開探討：教學目標確定、教學設計、教學重難點突破、教學歸納。

1.教學目標確定：要求簡潔、鮮明，內容盡量簡單突出。

《萬有引力定律》這節課的教學參考書設定的目標如下：

1.1了解萬有引力定律發現的思路和過程，知道地球上的重物下落與天體運動的統一性。

1.2知道萬有引力是存在于所有物體間的吸引力，知道萬有引力定律的適用范圍。

1.3會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題，知道萬有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測定在科學歷史上的重大意義。

1.4了解萬有引力發現的意義，體會在科學規律發現過程中猜想與求證的重要性。

就參考書設定的教學目標而言，內容過多，重難點不突出，難以把握教學方向，研究分析后簡化成：1.了解萬有引力定律發現的思路和過程。2、萬有引力定律，引力常量的測定實驗及意義。這兩點，內容重點突出，目標明確，方便筆者能較好的把握教學方向，設計問題突破教學重難點。

2.教學設計：要求詳略得當、便于重難點突出。

筆者在教授本節課時，利用學案設計了三大環節，分別是新課預習、課堂探究、課內反饋，各環節要解決的問題核心如下：

【新課預習】——解決初級問題、記憶及簡單應用問題

【課堂探究】——深層次問題、理解及綜合應用問題

【課內反饋】——問題反饋，知識回顧

在上述三環節中，突出了【課堂探究】部分，具體內容分為以下幾點：

（1）萬有引力定律發現的思路和過程（2）猜想的驗證：月-地檢驗

（3）萬有引力定律（4）引力常量的測定

每個內容具體教學設計是這樣的：

（1）萬有引力定律發現的思路和過程-----------問題引領，老師引導;

（2）猜想的驗證：月-地檢驗-----------創設情境，問題引領，學生討論，總結歸納;

（3）萬有引力定律-----------略講，一筆帶過;

（4）引力常量的測定-----------創設情境，問題設計，課前準備，學生討論，總結歸納;

筆者在上述四點教學上又做了具體安排：略講第三點，突出第二及第四點，目的實現詳略得當、突出重點。

3、教學重難點突破：筆者設計思路主要從創設情境、問題引領、充分體驗、合作探究，這幾方面實現突破教學內容。

3.1創設情境：筆者在教授本節課“月-地檢驗”部分創設了以下情境：牛頓的設想：如右圖將物體沿水平方向拋出，速度越大，拋射越遠。當速度大到一定值，物體將落到哪里？

這個情境是牛頓當時真實的思想模型，本情境切合學生實際，是解決相關問題的關鍵。

3.2問題引領：設計的問題必須要有梯度，適合學生思維，便于思考。

如在上述驗證“月-地檢驗”情境中，筆者第一次設計的問題是：牛頓的思考，將物體水平拋出，速度越大，拋射越遠。當速度大到一定值，物體將落到哪里？證明上述兩種力是同性質的力，得找一個物理量來證明，找哪個物理量呢？

這樣的問題設計，難度大，思維跳躍度高，學生難以用已有知識解決實際問題，筆者思考后在同樣情境下做了以下有梯度的問題設計：

牛頓的設想：將物體沿水平方向拋出，速度越大，拋射越遠。當速度大到一定值，物體將落到哪里？

答：______________________________.

思考1：假如物體離開地球表面后做圓周運動，它的向心力由誰來提供？大小與地球半徑應該滿足什么條件？向心加速度與半徑呢？

答：______________________________.

思考2：月亮圍繞地球做圓周運動，它的向心力由誰來提供？大小與繞地球運動的軌道半徑應滿足什么條件？向心加速度與軌道半徑呢？

答：______________________________.

思考3：思考1與思考2中，無論是物體還是月亮都圍繞地球做圓周運動，它們的向心加速度大小應該滿足什么關系？

答：______________________________.

這樣有梯度的問題設計，大大提升了學生解決問題的能力，同時也提升他們學習物理的興趣，問題設計適合學生的認知過程，有效的突破本節課的教學難點。

3.3充分體驗、合作探究：本節課在最終驗證“月-地”檢驗部分，筆者給出以下數據設計問題：

在牛頓時代，已經觀測到的天文數據有地表重力加速度：g=9.8m/s2;地球半徑：R=6400×103m;月球周期：T=27.3天≈2.36×106s;月球軌道半徑：r≈60R=3.84×108m根據上述數據，請同學分組討論，利用上述數據證明蘋果受到的重力與月亮受到地球的引力是同一種力？

在本問題上，筆者以學案形式預先印發給同學們，利用一節自學課要求他們獨立思考相關問題，在正式上課的課堂上，筆者設定5分鐘時間，讓他們以小組形式充分討論交流，設定3分鐘時間，讓他們在黑板上展示各種討論結果，然后按組進行交流點評，在分享知識中，老師適當引導讓他們形成思想沖突，然后引導學生總結歸納出重力與月亮受到地球的引力是同一種力的結論，本環節著重讓學生充分體驗及交流分享，讓學生在合作學習中突破本節知識的重點障礙。

本節課在探討卡文迪許實驗設計思路有什么巧妙之處這問題上，筆者在課前已經安排學生利用網絡資源，查找相關知識，在課堂上請各小組討論交流，組長收集意見反饋。在本節這一重點知識的突破上，筆者也采用相同做法，效果也相對明顯。

4、教學歸納：設計必須條理清晰，已達到幫助學生回顧知識加深理解的目的。本節課歸納主線是：猜想理論推導實踐檢驗規律得出。具體思維歷程是：開普勒提出行星運動三大定律——法國科學家提出“引力說”猜想引力與距離平方成反比——牛頓進行月—地檢驗——牛頓總結出萬有引力定律——卡文迪許測出引力常量萬有引力定律真正具有現實意義價值。這些歸納，是在老師的引導下及學生回憶思考得出的，幫助他們非常清晰的了解本節課具體內容。

筆者通過對本節課的教學設計及分析，總結出突破概念規律教學的五步驟：一、突出重點、難點;二、設計合理的物理情境;三、設計有梯度、符合學生思維的問題引導;四、充分討論及體驗;五、總結反思。正是因為有上述五方面內容合理規劃設計，本節課課堂氣氛熱烈，學生課堂參與度高，對提出的問題，小組間相互展示、點評且相互質疑，引發思維沖突，課堂生成的東西很多，課后馬上安排課堂小測，從測試反饋看，學生基本掌握相關知識，且對萬有引力定律的理解也達到深刻理解的程度。

參考文獻

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