“万有引力定律”一课教学模式的探讨

刘进华

摘 要：在《万有引力定律》一节的教学中，笔者通过编写导学案，创设情境及问题，让学生利用网络资源在课前查找材料，课堂上充分讨论及体验，采用小组合作学习模式教学探讨出突破概念规律教学的基本有效方法。

关键词：概念规律;小组合作学习;问题引领;有效方法

笔者在平常物理教学中，对概念规律方面教学，如加速度、瞬时速度、向心力及万有引力等概念规律教学，多采用讲授模式教学，效果不明显，学生课上能听懂，但理解不深刻，对相关概念往往停留在死记硬背的层面，应用相关概念规律解决实际问题的能力不够理想。笔者在物理人教版必修二，第三章第三节《万有引力定律》这节课的教学上，通过编写导学案，创设情境及问题，让学生利用网络资源在课前查找材料，课堂上充分讨论及体验，采用小组合作学习模式教学，效果显著，下面就这节课探讨一下有效的律教学模式，具体的教学模式可从以下四个方面展开探讨：教学目标确定、教学设计、教学重难点突破、教学归纳。

1.教学目标确定：要求简洁、鲜明，内容尽量简单突出。

《万有引力定律》这节课的教学参考书设定的目标如下：

1.1了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

1.2知道万有引力是存在于所有物体间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

1.3会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

1.4了解万有引力发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。

就参考书设定的教学目标而言，内容过多，重难点不突出，难以把握教学方向，研究分析后简化成：1.了解万有引力定律发现的思路和过程。2、万有引力定律，引力常量的测定实验及意义。这两点，内容重点突出，目标明确，方便笔者能较好的把握教学方向，设计问题突破教学重难点。

2.教学设计：要求详略得当、便于重难点突出。

笔者在教授本节课时，利用学案设计了三大环节，分别是新课预习、课堂探究、课内反馈，各环节要解决的问题核心如下：

【新课预习】——解决初级问题、记忆及简单应用问题

【课堂探究】——深层次问题、理解及综合应用问题

【课内反馈】——问题反馈，知识回顾

在上述三环节中，突出了【课堂探究】部分，具体内容分为以下几点：

（1）万有引力定律发现的思路和过程（2）猜想的验证：月-地检验

（3）万有引力定律（4）引力常量的测定

每个内容具体教学设计是这样的：

（1）万有引力定律发现的思路和过程-----------问题引领，老师引导;

（2）猜想的验证：月-地检验-----------创设情境，问题引领，学生讨论，总结归纳;

（3）万有引力定律-----------略讲，一笔带过;

（4）引力常量的测定-----------创设情境，问题设计，课前准备，学生讨论，总结归纳;

笔者在上述四点教学上又做了具体安排：略讲第三点，突出第二及第四点，目的实现详略得当、突出重点。

3、教学重难点突破：笔者设计思路主要从创设情境、问题引领、充分体验、合作探究，这几方面实现突破教学内容。

3.1创设情境：笔者在教授本节课“月-地检验”部分创设了以下情境：牛顿的设想：如右图将物体沿水平方向抛出，速度越大，抛射越远。当速度大到一定值，物体将落到哪里？

这个情境是牛顿当时真实的思想模型，本情境切合学生实际，是解决相关问题的关键。

3.2问题引领：设计的问题必须要有梯度，适合学生思维，便于思考。

如在上述验证“月-地检验”情境中，笔者第一次设计的问题是：牛顿的思考，将物体水平抛出，速度越大，抛射越远。当速度大到一定值，物体将落到哪里？证明上述两种力是同性质的力，得找一个物理量来证明，找哪个物理量呢？

这样的问题设计，难度大，思维跳跃度高，学生难以用已有知识解决实际问题，笔者思考后在同样情境下做了以下有梯度的问题设计：

牛顿的设想：將物体沿水平方向抛出，速度越大，抛射越远。当速度大到一定值，物体将落到哪里？

答：______________________________.

思考1：假如物体离开地球表面后做圆周运动，它的向心力由谁来提供？大小与地球半径应该满足什么条件？向心加速度与半径呢？

答：______________________________.

思考2：月亮围绕地球做圆周运动，它的向心力由谁来提供？大小与绕地球运动的轨道半径应满足什么条件？向心加速度与轨道半径呢？

答：______________________________.

思考3：思考1与思考2中，无论是物体还是月亮都围绕地球做圆周运动，它们的向心加速度大小应该满足什么关系？

答：______________________________.

这样有梯度的问题设计，大大提升了学生解决问题的能力，同时也提升他们学习物理的兴趣，问题设计适合学生的认知过程，有效的突破本节课的教学难点。

3.3充分体验、合作探究：本节课在最终验证“月-地”检验部分，笔者给出以下数据设计问题：

在牛顿时代，已经观测到的天文数据有地表重力加速度：g=9.8m/s2;地球半径：R=6400×103m;月球周期：T=27.3天≈2.36×106s;月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m根据上述数据，请同学分组讨论，利用上述数据证明苹果受到的重力与月亮受到地球的引力是同一种力？

在本问题上，笔者以学案形式预先印发给同学们，利用一节自学课要求他们独立思考相关问题，在正式上课的课堂上，笔者设定5分钟时间，让他们以小组形式充分讨论交流，设定3分钟时间，让他们在黑板上展示各种讨论结果，然后按组进行交流点评，在分享知识中，老师适当引导让他们形成思想冲突，然后引导学生总结归纳出重力与月亮受到地球的引力是同一种力的结论，本环节着重让学生充分体验及交流分享，让学生在合作学习中突破本节知识的重点障碍。

本节课在探讨卡文迪许实验设计思路有什么巧妙之处这问题上，笔者在课前已经安排学生利用网络资源，查找相关知识，在课堂上请各小组讨论交流，组长收集意见反馈。在本节这一重点知识的突破上，笔者也采用相同做法，效果也相对明显。

4、教学归纳：设计必须条理清晰，已达到帮助学生回顾知识加深理解的目的。本节课归纳主线是：猜想理论推导实践检验规律得出。具体思维历程是：开普勒提出行星运动三大定律——法国科学家提出“引力说”猜想引力与距离平方成反比——牛顿进行月—地检验——牛顿总结出万有引力定律——卡文迪许测出引力常量万有引力定律真正具有现实意义价值。这些归纳，是在老师的引导下及学生回忆思考得出的，帮助他们非常清晰的了解本节课具体内容。

笔者通过对本节课的教学设计及分析，总结出突破概念规律教学的五步骤：一、突出重点、难点;二、设计合理的物理情境;三、设计有梯度、符合学生思维的问题引导;四、充分讨论及体验;五、总结反思。正是因为有上述五方面内容合理规划设计，本节课课堂气氛热烈，学生课堂参与度高，对提出的问题，小组间相互展示、点评且相互质疑，引发思维冲突，课堂生成的东西很多，课后马上安排课堂小测，從测试反馈看，学生基本掌握相关知识，且对万有引力定律的理解也达到深刻理解的程度。

参考文献

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[3]林众，冯瑞琴，罗良.自主学习合作学习探究学习的实质及其关系[J].北京师范大学学报（社会科学版），2011，（6）：30.