以“牛顿第二定律”为例探究深度教学策略

◇ 江苏 戴市群

高中物理深度教学是教师为学生设置真实的教学情境,设置引导性强、质量高的物理问题,注重高中物理知识的整合,培养学生思维的一种教学方式,也是最能体现高中物理学科核心素养的教学方式.有效的高中物理深度教学可以促进学生较好地理解所学物理知识,在学习过程中感悟物理学科思想,进而提高他们的物理学科核心素养.现以“牛顿第二定律”的教学为例,简单阐述深度教学策略.

1 以问题为主线串联课堂始终

在高中物理课堂上,教师为学生创设恰当的问题情境,使学生在问题情境中探究所学知识、构建知识网络、总结反思学习过程,进而完成生成问题—探讨问题—解决问题—衍生问题的过程,帮助学生深化物理知识,形成物理思维,达成物理学科核心素养目标.以问题为主线的物理课堂所设问题要具有激趣性、引导性、层次性,从而使学生积极主动地在课堂上与教师和同学互动,阐述自身的观点和想法,主动探究已知与未知的联系,不断完善物理知识框架.此外,学生处于充满问题的空间中更容易激发问题意识,在深化物理知识的同时产生新的问题,使课堂得到延伸.

“牛顿第二定律”在“牛顿第一定律”和实验“探究加速度与力、质量的关系”之后.学生在正式进入“牛顿第二定律”的学习之前已经对牛顿运动定律有了基本的了解.本节课的重点是把握加速度、力、质量之间的关系,难点是理解公式F＝kma中系数k＝1及牛顿第二定律的物理意义.在教学开始,可设置问题：在实验“探究加速度与力、质量的关系”中涉及哪些物理量? 它们之间是否存在一定的关系? 我们能否用固定的公式来表示这种关系? 教学过程中设置问题：国际上统一规定k＝1,为什么? 已学的知识中(所有学科)还有哪些常数或系数? 牛顿第二定律具备哪些特有的性质? 教学即将结束时设置问题：解答相关问题时,一般有哪些解题步骤? 这些问题囊括了本节课的所有重点,学生在解答问题的过程中实现了对知识的深入理解,同时问题的设置也有助于学生精力的集中,从而实现高质量的物理教学.

2 把握相关知识体系

物理知识是一个庞大的体系,高中阶段主要分为力学、电磁学、热学、光学和原子物理学,牛顿第二定律属于力学中的动力学知识,教师在进行牛顿第二定律教学时要把握知识的系统性和整体性.教师要在课前了解学生的认知基础,设计以牛顿运动定律知识体系和学生已有知识体系为基础的教学模式,分析牛顿第二定律在力学中所处的位置和意义,把所要学习的知识融入力学体系之中,使学生在掌握牛顿第二定律的同时,理解力学体系的构建过程,完善已有的知识体系,形成新的、更全面的知识框架,进而逐步完成整个力学体系的建构.

“打铁还需自身硬.”为了更好地帮助学生把握知识体系,理解整体和局部的密切关系,保证学生构建科学合理的知识框架,教师本身需要具备更强的结构意识,对整个知识体系具有大局观.教师在设计牛顿第二定律的教学内容时,不可只局限本节课的内容,还要对整个单元甚至整个力学知识体系有明确的认知,特别是前一节课已讲的和后一节课即将要讲的知识,做好课时之间的衔接,并在教学中潜移默化地把这种大局观传授给学生,培养学生的整体意识,实现深度教学目标.总之,在牛顿第二定律的教学活动中,教师要保证学生能把此定律的相关知识融入力学的知识体系中,“改造”原有的知识系统.

3 实现本质与经验的共同发展

牛顿第二定律不仅在整个力学体系中占据重要的地位,还是每年高考必考的知识点.因此,教师在教学中要实现本质与经验的共同发展,让领悟知识内涵与提高解题能力同步实现.牛顿第二定律具备因果性、矢量性、瞬时性、独立性、相对性、同一性等特点,主要应用于连接体问题、瞬时性问题和临界问题的解决,是学生学习的难点.为了降低学生的学习难度,实现课堂教学的有效性,教师在教学中可先以牛顿第二定律产生的时代背景或牛顿的研究历程为素材,让学生尽可能地贴近定律的本质;然后,基于定律本质设置层次性的问题,师生互动探究问题,在解决问题的同时递进地接触定律的本质;最后,师生共同归纳总结,对牛顿第二定律及其相关知识进行纵向及横向的比较,实现对知识的深度学习.

深度教学的方式改变了浅尝辄止的传统课堂形式,实现了学生物理学科核心素养的提升,加深了学生对定律本质的认知,培养了他们的思维能力和问题意识.