牛頓第二定律的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、“牛頓第二定律”的教學(xué)解決策略一 、對(duì)教材和學(xué)情的分析教材中的地位作用：“牛頓第二定律”是力學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容，在中學(xué)物理教學(xué)中占有非常重要的地位，同時(shí)牛頓第二定律的應(yīng)用與學(xué)生前面所學(xué)靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)等知識(shí)相關(guān)聯(lián)，對(duì)學(xué)生的能力和綜合素質(zhì)要求較高。本節(jié)課的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于利用現(xiàn)在比較流行的DIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖像分析，得出牛頓第二定律。在探究這三個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí)，通過控制變量法，來研究物理規(guī)律這是一種非常重要的研究方法。本節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，也是整個(gè)力學(xué)部分的核心內(nèi)容，乃至整個(gè)高中物理的重點(diǎn)。對(duì)學(xué)生情況的分析：在牛頓第一定律學(xué)習(xí)之后，學(xué)生已定性知道力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，從而較易得到加速度與力有一

2、定關(guān)系，但很難認(rèn)識(shí)到加速度與質(zhì)量也有關(guān)系。此外在分析兩個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，學(xué)生也不易聯(lián)想到用圖像法。關(guān)于研究方法：用控制變量法研究三個(gè)物理量間的關(guān)系，初中在研究電流與電壓和電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有一定基礎(chǔ)。通過回憶和提問解決問題。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)：根據(jù)二期課改要求，教學(xué)應(yīng)該重視知識(shí)獲取的過程，而不是簡(jiǎn)單的把知識(shí)直接傳授給學(xué)生。所以本課的學(xué)習(xí)不僅是讓學(xué)生正確理解牛頓第二定律，更重視如何通過實(shí)驗(yàn)控制變量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件啟發(fā)學(xué)生思考，把牛頓第二定律的得出，探索事物的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力，作為教學(xué)目的之一。重點(diǎn)：1、牛頓第二定律的探究過程；     

3、     2、得出牛頓第二定律。難點(diǎn)：1、圖像法尋求物理規(guī)律；      2、牛頓第二定律的理解。三、 教學(xué)目標(biāo): 1、知識(shí)與技能1)        理解力是產(chǎn)生加速度的原因；2)        探究得出牛頓第二定律；3)        知道國(guó)際單位

4、“牛頓”的定義。2、過程與方法1)        通過DIS實(shí)驗(yàn)對(duì)F、m、a三個(gè)物理量進(jìn)行研究，感受實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的基本過程，體會(huì)控制變量的研究方法；2)        分析數(shù)據(jù)表格，利用圖像尋求物理規(guī)律。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1)        實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神；2)      

5、;  通過DIS實(shí)驗(yàn)操作過程，養(yǎng)成合作意識(shí)。四、本節(jié)課的整體分析：本節(jié)課的教學(xué)主線是圍繞加速度展開的，首先引導(dǎo)學(xué)生找出影響加速度的因素，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究加速度和力的關(guān)系、加速度和質(zhì)量的關(guān)系，最后利用圖像分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這節(jié)課的容量很大，教學(xué)中要十分緊湊并且實(shí)驗(yàn)不得出半點(diǎn)差錯(cuò)，才能完成教學(xué)任務(wù)。具體活動(dòng)有：一、在引導(dǎo)學(xué)生感悟到加速度與質(zhì)量有關(guān)時(shí)，突破難點(diǎn)設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生吹乒乓球的活動(dòng)。二、在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，做了雙軌小車的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。三、較為精確的DIS實(shí)驗(yàn)探究加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系。四、DIS得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，然后繪出圖像分析后從而得出牛頓第

6、二定律的內(nèi)容。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)學(xué)生活動(dòng)很費(fèi)時(shí)間。其中實(shí)驗(yàn)的器材要介紹，原理要交待，實(shí)驗(yàn)要操作，數(shù)據(jù)要記錄，圖像要分析。再加上多媒體的切換，為了讓學(xué)生參與DIS實(shí)驗(yàn)，并且在課前學(xué)生未經(jīng)訓(xùn)練，課內(nèi)表現(xiàn)為操作不熟練，此外DIS軟件又會(huì)出現(xiàn)莫名故障，影響著上課的流暢性，因此要真正把這節(jié)課上好著實(shí)不易。本節(jié)課主體框架經(jīng)歷了三次變更：第一次的流程圖：  2流程圖說明：創(chuàng)設(shè)情景 火箭升空錄像，     設(shè)問1、錄像中火箭的速度在變化嗎？怎么變？（速度增大）     設(shè)問2、那么從火

7、箭升空時(shí)加速度跟什么因素有關(guān)呢？活動(dòng) 實(shí)驗(yàn)方法、原理和設(shè)計(jì)        控制變量法、如何測(cè)量加速度和力以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?；顒?dòng) 學(xué)生定性探究實(shí)驗(yàn)：根據(jù)各組的設(shè)計(jì)結(jié)果，動(dòng)手用實(shí)驗(yàn)來探究，從而得出加速度和力、加速度和質(zhì)量之間的定性關(guān)系?；顒?dòng) DIS探究實(shí)驗(yàn)：控制變量物體質(zhì)量m一定，定量研究加速度a與力F間關(guān)系；控制變量力F一定，定量研究加速度a與物體質(zhì)量m間關(guān)系。然后應(yīng)用DIS對(duì)探究實(shí)驗(yàn)1、2所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像處理，再通過對(duì)圖像的分析、歸納，總結(jié)出牛頓第二定律?；顒?dòng) 鞏固牛頓第二定

8、律通過簡(jiǎn)單的實(shí)例，鞏固所學(xué)知識(shí)。活動(dòng)  對(duì)牛頓第二定律的小結(jié)。教學(xué)實(shí)施后發(fā)現(xiàn)：教學(xué)效果與預(yù)期的相差太大，學(xué)生觀看火箭升空錄像后，由于火箭在升空過程中沒有參照物，學(xué)生難以說出火箭在作加速運(yùn)動(dòng)。而后續(xù)的提問：如火箭的加速度與哪些因素有關(guān)？這個(gè)問題學(xué)生往往不能回答。教學(xué)一開始就陷入困境。在第一次的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我認(rèn)為火箭在作加速運(yùn)動(dòng)理所當(dāng)然，加速度產(chǎn)生由于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力也容易想到，另外加速度與火箭的質(zhì)量有關(guān)這個(gè)問題，想通過火箭燃燒掉燃料后，質(zhì)量必定減小來引導(dǎo)學(xué)生，另外學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)過學(xué)案的話，應(yīng)該也能夠聯(lián)想到。但事實(shí)不如我所料。在得出加速度與力和質(zhì)量有關(guān)后，接著的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，由于高一學(xué)生知

9、識(shí)的運(yùn)用與實(shí)踐能力沒有達(dá)到一定的層次，在給予一段時(shí)間內(nèi)和未經(jīng)指導(dǎo)的情況下，學(xué)生漫無目的的實(shí)驗(yàn)，既浪費(fèi)時(shí)間，又沒有得到應(yīng)有的教學(xué)效果。如果在課內(nèi)實(shí)施有效的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的話，經(jīng)歷此次教訓(xùn)后我認(rèn)為應(yīng)該在學(xué)生動(dòng)手之前作充分準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)的方法、實(shí)驗(yàn)器材的搭建、測(cè)量哪些數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)如何測(cè)量等一系列活動(dòng)，至少讓學(xué)生有目的，在有可實(shí)現(xiàn)的方法指導(dǎo)下面去做，此外要考慮學(xué)生的具體能力情況，并且給予足夠的時(shí)間去完成。由于學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)造成后面的時(shí)間不夠，僅完成DIS實(shí)驗(yàn)得到加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，而且實(shí)驗(yàn)原理的講解和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理等都比較籠統(tǒng)，教學(xué)計(jì)劃中的牛頓第二定律的得出和課堂討論和課內(nèi)小結(jié)等教學(xué)內(nèi)容都未完成

10、。第一次嘗試性的教學(xué)踐以失敗告終。小結(jié)：對(duì)這節(jié)課的前期策劃，未經(jīng)實(shí)踐前自認(rèn)為，神五升空錄象的引入、學(xué)生的自主探究實(shí)驗(yàn)，以及DIS實(shí)驗(yàn)等比較能夠體現(xiàn)學(xué)生的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，這節(jié)課的探究氣氛應(yīng)該比較濃，符合二期課改的理念。在得出了牛頓第二定律以后，再對(duì)火箭升空過程提幾個(gè)問題，除了練習(xí)和鞏固當(dāng)堂的知識(shí)，還起到了首尾呼應(yīng)的效果。然而在第一次的教學(xué)過程中，出現(xiàn)了自己預(yù)料之外的情況后，失望很大，失去了后續(xù)教學(xué)的熱情，課內(nèi)的心情很抑郁，可以說這節(jié)課的氣氛和教學(xué)效果比平時(shí)相比都差了許多。通過這節(jié)課的教學(xué)，我感覺一節(jié)課的成敗在于前面的幾分鐘，頭開好了，那么這節(jié)課可以說已經(jīng)成功一半了。對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)中的引入部分要設(shè)計(jì)好

11、，最簡(jiǎn)單的就是復(fù)習(xí)前知，然后提出問題與設(shè)疑，簡(jiǎn)練并且有效，所以第二次的教學(xué)設(shè)計(jì)在此做了修改。對(duì)于學(xué)生自主體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，權(quán)衡時(shí)間和實(shí)際效果決定舍棄。聽取了組內(nèi)老師的建議，加入小車雙軌對(duì)比實(shí)驗(yàn)，取代學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)，在結(jié)合DIS實(shí)驗(yàn)，可以說這節(jié)課是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)的融合。第二次的流程圖： 教學(xué)實(shí)施后感覺：在放棄了錄像播放和學(xué)生開放式自主實(shí)驗(yàn)活動(dòng)以后，通過牛頓第一定律引入加速度和力有關(guān)，感覺比較順，一來復(fù)習(xí)前知，二來引入課題，有一個(gè)承上啟下的效果。但是加速度與質(zhì)量有關(guān)這個(gè)問題學(xué)生反應(yīng)不出，花了許多時(shí)間去引，接著把大部分時(shí)間投放在雙軌小車和DIS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)上，課內(nèi)注重把實(shí)驗(yàn)的原理和現(xiàn)象等講清，

12、使學(xué)生清楚地了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在講實(shí)驗(yàn)的原理時(shí)，對(duì)于平衡摩擦，以及小車的受到的拉力是否就是跨過定滑輪的懸掛物的重力大小這兩個(gè)問題，由于在學(xué)生頭腦里沒有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，沒有辦法講清楚，如果要作解釋，一來頗費(fèi)口舌，二來學(xué)生不易理解，更容易沖淡主題，只能避而不談。但由于要完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所以時(shí)間仍然是緊的。最后也只能得到最基本的結(jié)果。小結(jié)：這節(jié)課上下來，對(duì)課的整體架構(gòu)比較滿意，問題有1、沒能成功突破加速度和質(zhì)量有關(guān)系這一難點(diǎn) 。2、時(shí)間的把握仍然不夠緊湊，部分教學(xué)目標(biāo)沒有達(dá)成。課后得到了備課組長(zhǎng)顧老師和胡校長(zhǎng)的幫助，1、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)策略，由于在雙軌實(shí)驗(yàn)理已比較準(zhǔn)確得出加速度和力的關(guān)系，那么在DIS實(shí)驗(yàn)里不必重復(fù)

13、做這個(gè)關(guān)系。2、雙軌小車實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)不能僅做一次就得到結(jié)論。3、如何引導(dǎo)學(xué)生得到加速度和質(zhì)量有關(guān)系。第三次，區(qū)內(nèi)公開課這次課的流程圖基本同第二次，因?yàn)檎n的主體結(jié)構(gòu)框架已經(jīng)不再變化了，只在幾個(gè)細(xì)節(jié)上面作些修改，一、加入兩學(xué)生站在滑板上互推，從而引導(dǎo)學(xué)生了解加速度還與質(zhì)量這個(gè)因素有關(guān)。二、在雙軌小車對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，研究加速度和力的關(guān)系時(shí)，僅做一次力是2倍，加速度是2倍，不能得出正比關(guān)系，再加入一次力是3倍，加速度是3倍關(guān)系，從而引導(dǎo)學(xué)生得出加速度與力成正比關(guān)系。并且應(yīng)該說明:在大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，加速度和力成正比。同時(shí)聽取了顧老師的建議，把DIS中的探究加速度和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)砍掉，這是由于在雙軌小車的實(shí)驗(yàn)

14、中效果比較理想，不必重復(fù)，從而節(jié)約了不少寶貴的時(shí)間。由于這次在曙光中學(xué)借班上課，一開始就向該校老師要了上課班級(jí)的名單，并迅速熟記幾個(gè)學(xué)生的名字，課前在門口就找?guī)孜粚W(xué)生談話，以及向?qū)W生表達(dá)合作愉快的愿望、做了個(gè)看照片猜名字的課前小游戲等手段，進(jìn)行情感交流、鼓動(dòng)學(xué)生拉近師生距離。實(shí)踐下來，感覺不是在借班上課，克服先前擔(dān)心的學(xué)生課堂內(nèi)不配合的問題，這是我上課感觸最深的。在課上實(shí)驗(yàn)儀器的裝配和調(diào)試只用了5分鐘，桌面上面有部分是突起的，所以不好放置兩個(gè)裝置，DIS只能在課中作快速調(diào)試，平衡摩擦的墊塊由于先前準(zhǔn)備匆忙，竟然沒有拿出來，情急之中用自己手頭的兩本書墊起木板，另外在實(shí)驗(yàn)時(shí)看到細(xì)線竟然纏繞著小車上

15、面，我只有耐著性子，鎮(zhèn)靜而快速地把線理開來，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后轉(zhuǎn)換器材又耗時(shí)。最后還算比較順，由于省略了DIS實(shí)驗(yàn)里的一個(gè)，擠出的時(shí)間完成了前幾次都是來不及講的內(nèi)容，但是遺憾的是一方面由于鈴聲的原因，導(dǎo)致我以為拖課了許多時(shí)間。另一方面后面的內(nèi)容前幾次都沒有涉及到，所以怎么講這些內(nèi)容，自己沒有仔細(xì)的推敲過。根據(jù)前幾次的教學(xué)實(shí)踐我把這節(jié)課完成的目標(biāo)定在得出牛頓第二定律的公式。從這點(diǎn)上講，應(yīng)該說基本完成教學(xué)任務(wù)。      課后反思：這節(jié)課的準(zhǔn)備工作整整花了兩個(gè)多星期，從前期的收集相關(guān)教學(xué)資料和圖片、錄像等素材。在討論和聽取了組內(nèi)具有豐富開課經(jīng)驗(yàn)的周世平老師的意見，這節(jié)課的安排重點(diǎn)是要達(dá)到區(qū)物理教研員汪老師的要求，從而大致確定了本節(jié)課的框架和內(nèi)容。主體思路要體現(xiàn)二期課改的精神，讓學(xué)生動(dòng)起來，綜合多方面意見從而制定了最初的教學(xué)設(shè)計(jì)，但是究竟效果如何，對(duì)學(xué)生聽課過程中出現(xiàn)什么狀況也不能作準(zhǔn)確的猜測(cè)，所以自己心里也沒有底，經(jīng)過第一次試講，暴露出原設(shè)計(jì)方案的諸多問題。體會(huì)到教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)劣只有在經(jīng)過實(shí)