以物理核心素養為導向的高中物理《牛頓第三定律》的教學案例分析

賈志恩

摘要：在高中物理教學中，物理學科素養是指在學生學習物理的過程中，慢慢具備的滿足社會發展和個人需要的能力和素養，是利用物理知識的學習，逐漸把所學內化為學科能力和品質，是學生獲得綜合素質提升的重要部分。本文以物理核心素養為導向，以人教版“牛頓第三定律”為例，對教學過程進行了分析，然后進行總結和反思，希望能給同學科的老師以啟迪，在今后教學中提高課堂效率，增強學生物理核心素養的培養。

關鍵詞：物理核心素養;高中物理;教學案例分析

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

作為一門較為基礎的自然學科，高中物理教學不但承擔著為科學事業得發展和傳承做貢獻的使命，同時還肩負著提高學生個人能力和核心素養的重任。就物理核心素養而言，主要由物理觀念、實驗探究、科學思維、科學態度與責任構成，是學生核心素養的一個重要組成，在提高學生的思考能力、實驗能力、分析能力等方面發揮著重要作用。

一、案例背景

前幾天作者剛上完“牛頓第三定律”這節課，由于作者認為在初中時學生已經接觸過力的內容，已經具備了一定的基礎知識，再加上必修1部分知識的學習，對于自然現象和實際問題所涉及的這一定律有著一定的理解和認識，所以就把課本涉及的探究實驗進行了演示，同時播放視頻演示了用力的傳感器探究相互作用力，繼而得出牛頓第三定律，并且做了總結，區分了與二力平衡的區別。但是課后學生做練習題時還是出現了問題，表現在：（1）與二力平衡混淆。（2）不清楚運動狀態是否影響相互作用力的大小比較。

二、案例主題

“牛頓第三定律”基于物體間的相互作用，對作用力和反作用力的概念進行了闡述，不但是對物體間相互作用規律的有效闡釋，同時還提供了一定的理論基礎用于研究對象的轉換和解決實際問題。如何給學生進行探索性實驗來得出相互作用力的特點，以及這些特點與運動狀態是否有關？如何能讓學生清楚與二力平衡的質的區別？是需要研究的主題。

三、教學設計的改進與再實踐

在第一個班授課出現以上問題后，作者改進了教學設計，在所帶的另一個班進行了再實踐。

（一）創設情景，導入新課

借助教材上的問題——大人小孩掰手腕，引入牛頓第三定律的教學內容，在這個過程中注意引導學生對相互作用力的特點進行探究，猜想力之間的關系，使學生快速投入到學習狀態中。

（二）實驗探究，教學新課

1.對力的大小的探究

演示與提問：

（1）左右手分別輕輕地拉橡皮筋的兩端，這時兩邊的拉力是相互作用力嗎？（其實這是二力平衡）

（2）再用兩個力傳感器相互拉，從靜止到運動都給學生做演示，觀察現象說明了什么？（研究運動狀態是否影響相互作用力的大小比較）

（3）區分二力平衡與相互作用力。（可以引導畫出簡易受力分析圖進行區分，主要是受力對象有質的區別）

引導學生通過體驗探究和觀察演示，使其真切感受到相互作用力大小的特點。

2.對共線關系的探究

引導與演示：

在探究共線關系時，借助比較分析法，首先對重力、摩擦力、彈力等學生比較熟悉的相互作用力的共線進行理論研究，然后通過實驗，用彈簧測力計或力的傳感器探究相互作用力的共線關系。

3.對性質關系的探究

引導與提問：

（1）手在桌面上按壓，手的壓力和桌面支撐力是一對什么力？

（2）把小球放在桌面上，它受到了哪幾種力，反作用力分別是什么？這其中哪些是平衡力？哪些是相互作用力？

（3）把練習冊上的有關問題放到課堂進行分析練習。

通過學生的分析討論，教師多加引導得出正確結論。

通過實驗內容和上課所預設受力情景以及所做練習，引導學生對力的不同運動狀態和作用效果進行觀察分析，通過提問的方式，加深學生對相互作用力的理解。

（三）兩種情境的基本運用

1.同桌手拉手“拔河”

2.馬拉車情況的具體分析

引導與提問：車拉馬和馬拉車的力一樣大，但是車被拉動了，這是為什么？ 與拔河情況一樣嗎？

把牛頓第三定律與貼近生活的現象結合起來，解決部分人存在的誤區，借助比較分析，既可以使學生加深理解并學會運用。

四、再實踐效果反饋

由于牛頓第三定律與現實生活密切相關，涉及到生活、科技、軍事、航天等各個領域，因此改進后的教學設計主要運用了探究式的教學方法，即“探究——體驗——內化——外延”，旨在提高學生的學習興趣和探究能力，通過實驗探究，使學生切身參與到探究過程中，同時教師進行了全面細致的引導分析，通過課堂評價反饋學生課后都能很好掌握兩個重點知識，（1）與二力平衡的區別;（2）相互作用力的大小比較與運動狀態是否有關的問題;給學生樹立正確的有關力的相互作用和和規律意識，不斷提升了學生的物理核心素養。

五、教學評析及啟示

在教學設計改進后的教學過程中，通過創設教學情境，特別是認真做了實驗，讓學生反復觀察，得出結論，再通過教師的引導反復練習實現了重難點的突破，不僅能夠使學生不斷增強探索欲，促進其形成正確的物理觀念和科學思維，同時在引導學生自主思考和合作實驗探究的過程中，增強對牛頓第三定律的理解和認識，充分感受到物理學科的魅力，進而培養其科學的態度和責任。最后，結合定律來對生活問題和自然現象進行解釋，增強其學以致用的能力。

啟示：雖然初中學生接觸過相互作用力，但那是很膚淺表面的，今后老師們上這節課一定要記住我的第一堂課的教訓——太高估學生水平，以至于沒能認真細致完成實驗，沒能給學生創設多的情景進行分析，導致重難點不突出。今后老師們一定要認真實驗，多創設情景，才能達到預設課堂效果，學生物理核心素養才能得到提升。

參考文獻

[1]葉帥帥. 基于中學物理教學案例下課堂情境的有效創設與導入[J]. 試題與研究：高考版， 2020（11）：1.

[2]齊培植. 中學物理課堂情境型導入的有效創設分析[J]. 中學時代， 2018（28）：1.