以“牛頓第二定律”為例探究高中物理教學策略

摘 要：文章立足于當前高中物理學科教學特點，分析了高中物理學習特征及教學基本原則，并基于以上分析，以“牛頓第二定律”教學實踐問題為具體案例，系統論述了物理學科教學的實踐策略，希望可以為高中物理學科教學工作的進一步優化和創新提供新的思路.

關鍵詞：高中物理；牛頓第二定律；教學策略

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）21-0068-03

收稿日期：2023-04-25

作者簡介：林馬忠（1967.6-），男，福建省漳浦人，本科，中學高級教師，從事高中物理教育教學研究.

受傳統教育思想的影響，在高中物理學科的教學過程中，以教師講授教學為主的課堂模式仍舊是學生學習的主要途徑.這種傳統的教學方式雖然可以在較短的時間內完成課程教學既定的教學任務，但是就學生實際學習能力的發展和學科素養培育來說，并不利于學生自主學習能力的提高.基于此，教師在推進物理學科教學活動的過程中，要與時俱進地轉變傳統教育思想和教學方式，立足物理學科學習特征，關注學生綜合學習能力的發展需求，多元化設計課堂教學活動，促進學科教學方式轉變的同時，為學生學科綜合素養的全面發展創造良好的外部學習環境［1］.

1 高中物理學習特征及教學原則

首先，學科知識難度大幅提升.不同于初中階段物理知識，高中物理知識需要學生對物理知識本質進行深入探究并準確理解，在有效掌握學科知識規律的基礎之上進行遷移應用.其次，學科知識涉及面更廣.在初中物理的學習過程中，對于學科知識學習主要涉及物理公式的應用及生活實踐應用兩方面，通過熟記物理公式就可以有效解決許多物理問題.高中階段的物理學習在原有基礎之上增加了知識內容的深度和廣度，生活中常見的力的分解、光現象等內容變得更加抽象，單純用語言很難解釋清楚.因此，基于以上特征，在教學實踐過程中要針對性地設計教學活動，科學提高教學活動的有效性.在具體教學實踐過程中，所涉及到的教學原則主要體現在以下幾個層面.

一是主體性原則.當前，新課程改革已經實行多年，在實際教學過程中，教師也在嘗試不斷創新和轉變傳統的教育思想，將學生作為課堂教學的主體不僅能夠提高課堂教學的效率，同時對學生學習能力和綜合素質的全面發展也能起到促進作用.因此，在高中物理學科教學的過程中，教師應當進一步強化學生的主體地位，借助多樣化的課堂教學活動吸引學生積極主動地參與，在發現問題、分析問題和解決問題的過程中循序漸進地發展學生物理思維.

二是啟發性原則.高中階段的學生通過長期學習鍛煉，已經具備了一定自主學習的能力和意識，加上自我管理能力的不斷強化，突出教學過程中的啟發性原則是優化物理學科教學創新工作的重要舉措.基于這一實際教學特征，教師在開展物理學科教學過程中，應當立足學科教學內容的實際特性，在物理實驗以及實踐活動的開展過程中適當留白，為學生自主參與、探究和探索創造良好的學習空間和平臺.

三是層次性原則.在新課程標準中明確指出，教師在開展教學活動時，要突出以人為本的基本教學理念，關注學生自身學習能力和情感態度，滲透知識與技能教學的同時，幫助學生養成良好的學科學習觀念.由于每一個學生都是一個獨立的個體，在物理學科的學習過程中，對于知識的理解和掌握情況各不相同，具有顯著的差異性特征.基于此，教師在優化課堂教學設計的實踐過程中，要從實際學情出發，關注學生學習差異化特點，在規劃教學內容和導學問題時，突出層次性特征，面向全體同學進行授課的同時，兼顧因材施教的基本要求，最大化滿足不同學生個性化的學習需求，確保不同學習基礎的學生都可以在課堂學習的過程中得以進步.

2 基于“牛頓第二定律”的物理課堂教學策略2.1 立足學生實際學情，做好教學銜接備課

高中物理教師備課優劣直接影響課堂教學質量.對于高一新生來說，面對抽象的物理學科知識會形成一種畏懼的學習心理，直接影響后續課程學習的質量［2］.相較于高中物理知識體系而言，學生在初中階段所學的物理知識大多是根據定性分析的方式去解決相應的問題，定量計算內容少、學習難度低，學生在熟練掌握基礎公式后都可以靈活應對.步入高中以后，定性和定量分析相結合的問題屢見不鮮，學習內容的轉變無疑加大學生學習理解的難度.另外，初中物理問題大多以形象思維為主，課程內容也側重從生活化角度出發，在具體問題的解決過程中，培養學生物理學科學習的興趣.高中物理問題多數需要學生進行系統的分析和論證，學習過程側重學生抽象思維能力的應用.因此，在開展高中物理學科教學活動之前，教師要立足學生實際做好教學銜接工作，隨著學生理解能力和思維能力的不斷提升，逐步深化課程難度.

例如，在《牛頓第二定律》這一章節知識的教學設計階段，為了讓學生更好地掌握定律中加速度和力之間的關系以及相關物理量的意義，教師應當將力的概念、合力、分力、加速度等基礎概念進行系統的歸納和總結，在學生熟練掌握基礎概念和“牛頓第一定律”的基礎上，逐步滲透“牛頓第二定律”的實驗和相關理論知識，最后，循序漸進地開展有效課堂教學.

2.2 圍繞教材知識體系，優化整合教學資源

物理學以牛頓運動定律基礎知識為教學起點，科學整合課程單元知識，深入剖析“牛頓第二定律”在力學知識體系中的價值和意義，引導學生將所學知識自然地融入力學知識體系中去.在新舊知識融合過程中循序漸進地推進課堂教學活動，理解“牛頓第二定律”的同時，幫助學生逐步構建系統的力學知識體系，提高學生理解和系統掌握物理知識的能力.為了有效達成教學目標，科學提升教學質量，教師必須具備過硬的教學技能，能夠立足教學基礎知識，系統整合教學資源，對單元整體知識體系有一個全面地了解，然后基于“牛頓第二定律”內容，對課堂教學以及教學進度進行有效地預設.首先，根據教材明確教學目標，有序推進課堂教學活動；其次，科學平衡單元教學目標和課時教學主題之間的關系.在具體教學中，除了要有明確的教學目標之外，還要根據學生實際和接受情況將系統的力學知識體系進行分解，理解整體和局部之間的關系.在潛移默化中滲透單元學習意識，提高學科知識之間的有機融合.借助系統化的教學設計，幫助學生將零碎的力學知識系統地梳理和歸納，提升學生對知識理解能力的同時，發展他們的整體學習意識［3］.

2.3 以問題導向為主線，貫穿課堂教學始終

在教材中，“牛頓第二定律”設置在“牛頓第一定律”和實驗探究加速度與力、質量的關系之后.在新課導學環節，基于學生對牛頓運動定律有了一定學習基礎的前提下，課堂教學重點和難點在于幫助學生熟練掌握加速度、力、質量之間的關系，深入理解公式F=kma中各物理量的意義.在導學問題的設計環節可以做出如下設計：

（1）在探究加速度與力和質量關系的物理實驗中涉及到了哪些物理量？它們之間存在什么樣的關系？這種關系能否有固定的公式來進行表示？

（2）在物理公式F=kma中，為什么國際慣例統一規定系數k=1？“牛頓第二定律”在運用中還具有哪些特有的性質？

（3）解決“牛頓第二定律”相關問題時一般解題步驟是什么？通過逐步遞進的問題串設計，將導學問題貫穿課堂教學的始末，保障學生在明確問題驅動下高效參與課堂學習活動，熟練掌握課本基礎知識的同時活化學生物理學習思維.

2.4 巧設課后鞏固習題，發展學生創新思維

課后習題作為課堂教學活動的延伸和補充，對于提高學生課程學習質量和強化學以致用的能力具有十分重要的促進作用.在完成一系列的教學工作之后，教師也要關注課后習題的設計和優化情況，通過針對性的經典例題幫助學生活化所學知識，逐步學會從多角度、多層次去思考問題和解決問題，發展學生創新性的物理思維能力.

例如，如圖1所示，一輛小車在水平方向做勻變速直線運動，在車廂頂部懸掛一個質量為1 kg的鐵塊，此時懸線和豎直方向夾角為37°，鐵塊和車廂相對靜止.（g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：①車廂此時的加速度，并簡要概述車廂的運動情況.②懸線對鐵塊的拉力.

在這一習題的分析和解決過程中，教師可以引導學生先用合成法進行解決：通過分析后可以發現鐵塊在這一運動過程中的受力情況如圖2所示，根據所學知識可以輕松計算出鐵塊所受合力為F=mgtan37°，根據牛頓第二定律F合=ma可以進一步計算出鐵塊的加速度a.通過圖2可以看出合力的方向是水平向右，加速度方向也是水平向右的.此時車廂可能做水平向右的勻加速直線運動，也可能做水平向左的勻減速直線運動.而懸線對鐵塊的拉力也可以通過公式FT=mgcos37°求出.

然后在以上有效解題教學的基礎之上，從另一角度對問題進行剖析，啟發學生還可以通過正交分解方法進行解題，布置以小組合作方式進行任務探究.通過這種教學活動的設計，引領學生逐步學會從不同角度分析問題，活化學生學習思維的同時提高對所學知識靈活運用的能力，在實踐與應用中發展學生創新性物理思維.

綜上所述，物理學科作為高中階段學生學習的重要課程，在實際學習過程中對學生抽象思維能力具有較高的要求，教師在教學實踐過程中，要善于總結傳統教學經驗，圍繞科學的教學原則對物理課堂教學活動進行優化和設計，幫助學生更好地理解和掌握基礎知識，比如“牛頓第二定律”這一部分內容.要善于借助經典例題的解析和教學活動充分活化學生學習思維，循序漸進地提升課堂教學質量.

參考文獻：

［1］ 陳嚴玲.基于核心素養的高中物理教學設計：以“牛頓第一定律”教學為例［J］.高中數理化，2021（22）：43-44.

［2］ 陳品.高中物理教學對中學生創造性思維的培養策略［J］.新課程，2022（20）：150-151.

［3］ 周和建.核心素養下高中物理教學設計方法的研究：以“牛頓第二定律”教學為例［J］.湖南中學物理，2020，35（05）：43-45.

［責任編輯：李 璟］