对高三物理《牛顿运动定律的应用》的教学反思
新晃一中 陈美珍
反思牛顿运动定律的教学过程,有几点做法对加强学生对重点知识的理解,知识难度的降低,起到了一定的效果。从观察实验到数据分析归纳,进行物理抽象,得出物理定律;从解释大自然物理现象,科学技术知识的应用到揭示物理思想和物理本质,并以此提出“牛顿运动定律”的适用范围和存在的局限性,指出物理学的研究方向,从而实现合作探究的教学目标,使学生亲身体验科学探究的过程,理解科学探究思想,并使学生投入研究性学习之中。
一、学生根据课本内容,查阅有关资料,归纳物理学史的年代方框图,掌握“牛顿运动定律”建立的过程史
老师引导学生在预习后, 查阅有关资料,然后,在课堂上进行交流,得到牛顿运动定律的建立过程,首先是十七世纪前期亚里士多德的观点,然后是伽利略理想斜面实验,但没总结出牛顿定律,后来是笛卡尔的观点,最后牛顿在前人的基础上总结出了牛顿运动定律。
二、利用由浅入深、循序渐进的原则,使学生更好的理解“整体法”和“隔离法”
在连结体问题确定研究对象时,主要采取“整体法”和“隔离法”。在教学中只告诉学生:求整体加速度时用“整体法”,求物体间相互作用力时用“隔离法”,学生很难理解透彻,尤其遇到多个物体相互作用时,就更难办了。在这部分教学中,我采取这样的办法:①先让学生求光滑水平面上两个靠在一起的物体A、B在水平力F作用下前进时,它们之间的相互作用力。这是连结体中最简单的问题,这个问题彻底弄明白后。②再把两个物体换成力F推四个物体在光滑水平面上前进,求每个物体间的相互作用力。我引导学生对照①的做法来理解“隔离法”中到底如何确定隔离对象,有①的基础,学生很容易就明白了。继而再把物体换成几个质量为m的环连成的链,研究力F拉链在光滑水平面上前进时,任意两个环之间的相互作用力,学生也很容易就弄明白了,这么做的结果知识得到了理解,同时也降低了难度,很难的问题就变的简单了。
三、巧妙设疑,老问题有了新思考,使知识得以延伸,使问题得以简化
在上面解决①问题时,让力F分别推A和B,求两种情况下A、B间相互作用的大小,然后比较两种情况,相互挤压力的大小关系,利用结论学生都能明白:力F推质量小的物体,它们一起前进时,相互挤压力大;而力F推质量大的物体一起前进时,相互挤压力则小。在此结论得出后,马上设疑:若A、B是两个表面怕挤压的物体,则推它们一起前进时,推那个物体会更好一些?学生不加思索的回答:推重的物体更好。因为此时他们之间挤压力小,物体表面不会受损。此时学生的思维已被激起,我有设疑,启发学生:若两物体间固定一轻弹簧,则力F推哪个物体前进时,弹簧长度会更短?学生就很容易就回答对了。在上面的做法中,由于设疑巧妙知识很容易得到了延伸迁移,也为学生今后解题中如何利用结论,起到了搭桥引路的作用。
四、注意习题归类,从而达到降低难度的作用
在牛顿运动定律教学中,我采取先总后分的教学方法。先让学生总体系统理解牛顿运动定律,总的来说可以分为已知受力求运动和已知运动求受力两类,又把这部分知识分为正交分解方向选取、连结体问题、临界问题、超重和失重问题等几大专题;然后,利用习题课,逐一研究每个专题的处理方法。在研究每个专题的解题方法时,把涉及到的类型题归类到一起,这样便于学生对知识的理解与记忆,同时也降低了难度。例如:在讲授正交分解方向选取的特殊问题时,应打破常规保留加速度方向而分解力的方法,采取保留力的方向而分解加速度的方法,我把这类题都归纳到一起,包括:人随电梯运动、光滑斜面上两物块下滑、人乘高口缆车等问题。通过习题处理,使学生明确当物体受力在两个互相垂直方向,而加速度不在这两方向时,就要采取分解加速度的方法解题,归类解题便于学生对知识理解,同时也使问题简单化。最后,再把下面问题展示给学生,学生马上又有一种豁然开朗的感觉,知识又得到了更深层次的理解。问题是:升降级的板上固定一斜面,斜面上放一物块随升降机一起运动。分析:斜面对物体的支持力和摩擦力与斜面倾角及升降机加速度的关系?在这个问题中因为支持力和摩擦力相互垂直,采用分解加速度方法处理,解题更简便。
五、实验定律反思,明确定律局限性
自17世纪以来,以牛顿定律为基础的经典力学不断发展,取得了巨大的成就。经典力学在科学研究和生产技术中有其广泛的应用。它和天文学相结合,建立了天体力学。它和工程实际相结合,建立了应用力学,还有水利学、材料力学、结构力学……,从地面上的各种物体的运动到天体的运动;从大气的流动到地壳的演变;从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动;从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船——所有这些都服从牛顿运动定律。牛顿运动定律的内容在如此广阔的领域里与实际相符合,证明了牛顿运动定律的正确性。但牛顿运动定律与一切物体定律一样,也有一定的适用范围,具有局限性。特别是当今科技迅猛发展,不能盲目套用,要弄清它的适用范围,它只适用宏观低速运动物体,不能适用高速、微观物体。还可以引导学生课后去阅读有关爱因斯坦的相对论的科谱读物,写有关高速、微观物体的运动小论文。以增加学生的学习兴趣及为以后的学习作准备。
六、规律应用,例证研究求解
总结出来的实验规律要用于实际生活、科技之中,学以致用。现以下面范例加以探究和指导。
[例题]如图1所示:三个物体质量分别为M1、M2、M3,带有定滑轮的物体放在水平地面上,各处摩擦及绳子的质量均不计,为使三个物体无相对运动,水平推力F应等于多少?
例证的教学方法要打破常规,由老师讲解,学生听,再模仿练习,机械的消化。现在先用屏幕展示例证内容,学生讨论,发言后,再根据学生发言,展示例证求解提纲,学生思考、再次根据提纲发言,分析求解过程,它可采用哪几种思维方法求解,由此例证还可引出哪些问题来?要通过本例证教学能够以一引群,以一法解多问题,以题解来思考它与现实生活、医疗、科技……等有哪些联系,使学生关注社会生活问题。附例证提纲:
1、例题函盖哪些物理知识?
2、题中隐含哪些物理过程?三者具有哪些相同的物理量?
3、本例可采用几种方法求解?在求解过程中必须注意什么?
4、本例求解需要哪几步完成?
5、用本例求解值来反思的是什么?
物理规律的发展是螺旋式、跳跃式前进、不断深化的过程,这就需要我们培养学生养成不断学习、不断探索,力求真善美的科学研究能力。
高中阶段,物理确实是比较难的学科,只要教师讲课中采取恰当的教学方法,难题也会变得简单。
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