以“牛顿第二定律”为例探究高中物理教学策略

摘 要：文章立足于当前高中物理学科教学特点，分析了高中物理学习特征及教学基本原则，并基于以上分析，以“牛顿第二定律”教学实践问题为具体案例，系统论述了物理学科教学的实践策略，希望可以为高中物理学科教学工作的进一步优化和创新提供新的思路.

关键词：高中物理；牛顿第二定律；教学策略

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）21-0068-03

收稿日期：2023-04-25

作者简介：林马忠（1967.6-），男，福建省漳浦人，本科，中学高级教师，从事高中物理教育教学研究.

受传统教育思想的影响，在高中物理学科的教学过程中，以教师讲授教学为主的课堂模式仍旧是学生学习的主要途径.这种传统的教学方式虽然可以在较短的时间内完成课程教学既定的教学任务，但是就学生实际学习能力的发展和学科素养培育来说，并不利于学生自主学习能力的提高.基于此，教师在推进物理学科教学活动的过程中，要与时俱进地转变传统教育思想和教学方式，立足物理学科学习特征，关注学生综合学习能力的发展需求，多元化设计课堂教学活动，促进学科教学方式转变的同时，为学生学科综合素养的全面发展创造良好的外部学习环境［1］.

1 高中物理学习特征及教学原则

首先，学科知识难度大幅提升.不同于初中阶段物理知识，高中物理知识需要学生对物理知识本质进行深入探究并准确理解，在有效掌握学科知识规律的基础之上进行迁移应用.其次，学科知识涉及面更广.在初中物理的学习过程中，对于学科知识学习主要涉及物理公式的应用及生活实践应用两方面，通过熟记物理公式就可以有效解决许多物理问题.高中阶段的物理学习在原有基础之上增加了知识内容的深度和广度，生活中常见的力的分解、光现象等内容变得更加抽象，单纯用语言很难解释清楚.因此，基于以上特征，在教学实践过程中要针对性地設计教学活动，科学提高教学活动的有效性.在具体教学实践过程中，所涉及到的教学原则主要体现在以下几个层面.

一是主体性原则.当前，新课程改革已经实行多年，在实际教学过程中，教师也在尝试不断创新和转变传统的教育思想，将学生作为课堂教学的主体不仅能够提高课堂教学的效率，同时对学生学习能力和综合素质的全面发展也能起到促进作用.因此，在高中物理学科教学的过程中，教师应当进一步强化学生的主体地位，借助多样化的课堂教学活动吸引学生积极主动地参与，在发现问题、分析问题和解决问题的过程中循序渐进地发展学生物理思维.

二是启发性原则.高中阶段的学生通过长期学习锻炼，已经具备了一定自主学习的能力和意识，加上自我管理能力的不断强化，突出教学过程中的启发性原则是优化物理学科教学创新工作的重要举措.基于这一实际教学特征，教师在开展物理学科教学过程中，应当立足学科教学内容的实际特性，在物理实验以及实践活动的开展过程中适当留白，为学生自主参与、探究和探索创造良好的学习空间和平台.

三是层次性原则.在新课程标准中明确指出，教师在开展教学活动时，要突出以人为本的基本教学理念，关注学生自身学习能力和情感态度，渗透知识与技能教学的同时，帮助学生养成良好的学科学习观念.由于每一个学生都是一个独立的个体，在物理学科的学习过程中，对于知识的理解和掌握情况各不相同，具有显著的差异性特征.基于此，教师在优化课堂教学设计的实践过程中，要从实际学情出发，关注学生学习差异化特点，在规划教学内容和导学问题时，突出层次性特征，面向全体同学进行授课的同时，兼顾因材施教的基本要求，最大化满足不同学生个性化的学习需求，确保不同学习基础的学生都可以在课堂学习的过程中得以进步.

2 基于“牛顿第二定律”的物理课堂教学策略2.1 立足学生实际学情，做好教学衔接备课

高中物理教师备课优劣直接影响课堂教学质量.对于高一新生来说，面对抽象的物理学科知识会形成一种畏惧的学习心理，直接影响后续课程学习的质量［2］.相较于高中物理知识体系而言，学生在初中阶段所学的物理知识大多是根据定性分析的方式去解决相应的问题，定量计算内容少、学习难度低，学生在熟练掌握基础公式后都可以灵活应对.步入高中以后，定性和定量分析相结合的问题屡见不鲜，学习内容的转变无疑加大学生学习理解的难度.另外，初中物理问题大多以形象思维为主，课程内容也侧重从生活化角度出发，在具体问题的解决过程中，培养学生物理学科学习的兴趣.高中物理问题多数需要学生进行系统的分析和论证，学习过程侧重学生抽象思维能力的应用.因此，在开展高中物理学科教学活动之前，教师要立足学生实际做好教学衔接工作，随着学生理解能力和思维能力的不断提升，逐步深化课程难度.

例如，在《牛顿第二定律》这一章节知识的教学设计阶段，为了让学生更好地掌握定律中加速度和力之间的关系以及相关物理量的意义，教师应当将力的概念、合力、分力、加速度等基础概念进行系统的归纳和总结，在学生熟练掌握基础概念和“牛顿第一定律”的基础上，逐步渗透“牛顿第二定律”的实验和相关理论知识，最后，循序渐进地开展有效课堂教学.

2.2 围绕教材知识体系，优化整合教学资源

物理学以牛顿运动定律基础知识为教学起点，科学整合课程单元知识，深入剖析“牛顿第二定律”在力学知识体系中的价值和意义，引导学生将所学知识自然地融入力学知识体系中去.在新旧知识融合过程中循序渐进地推进课堂教学活动，理解“牛顿第二定律”的同时，帮助学生逐步构建系统的力学知识体系，提高学生理解和系统掌握物理知识的能力.为了有效达成教学目标，科学提升教学质量，教师必须具备过硬的教学技能，能够立足教学基础知识，系统整合教学资源，对单元整体知识体系有一个全面地了解，然后基于“牛顿第二定律”内容，对课堂教学以及教学进度进行有效地预设.首先，根据教材明确教学目标，有序推进课堂教学活动；其次，科学平衡单元教学目标和课时教学主题之间的关系.在具体教学中，除了要有明确的教学目标之外，还要根据学生实际和接受情况将系统的力学知识体系进行分解，理解整体和局部之间的关系.在潜移默化中渗透单元学习意识，提高学科知识之间的有机融合.借助系统化的教学设计，帮助学生将零碎的力学知识系统地梳理和归纳，提升学生对知识理解能力的同时，发展他们的整体学习意识［3］.

2.3 以问题导向为主线，贯穿课堂教学始终

在教材中，“牛顿第二定律”设置在“牛顿第一定律”和实验探究加速度与力、质量的关系之后.在新课导学环节，基于学生对牛顿运动定律有了一定学习基础的前提下，课堂教学重点和难点在于帮助学生熟练掌握加速度、力、质量之间的关系，深入理解公式F=kma中各物理量的意义.在导学问题的设计环节可以做出如下设计：

（1）在探究加速度与力和质量关系的物理实验中涉及到了哪些物理量？它们之间存在什么样的关系？这种关系能否有固定的公式来进行表示？

（2）在物理公式F=kma中，为什么国际惯例统一规定系数k=1？“牛顿第二定律”在运用中还具有哪些特有的性质？

（3）解决“牛顿第二定律”相关问题时一般解题步骤是什么？通过逐步递进的问题串设计，将导学问题贯穿课堂教学的始末，保障学生在明确问题驱动下高效参与课堂学习活动，熟练掌握课本基础知识的同时活化学生物理学习思维.

2.4 巧设课后巩固习题，发展学生创新思维

课后习题作为课堂教学活动的延伸和补充，对于提高学生课程学习质量和强化学以致用的能力具有十分重要的促进作用.在完成一系列的教学工作之后，教师也要关注课后习题的设计和优化情况，通过针对性的经典例题帮助学生活化所学知识，逐步学会从多角度、多层次去思考问题和解决问题，发展学生创新性的物理思维能力.

例如，如图1所示，一辆小车在水平方向做匀变速直线运动，在车厢顶部悬挂一个质量为1 kg的铁块，此时悬线和竖直方向夹角为37°，铁块和车厢相对静止.（g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：①车厢此时的加速度，并简要概述车厢的运动情况.②悬线对铁块的拉力.

在这一习题的分析和解决过程中，教师可以引导学生先用合成法进行解决：通过分析后可以发现铁块在这一运动过程中的受力情况如图2所示，根据所学知识可以轻松计算出铁块所受合力为F=mgtan37°，根据牛顿第二定律F合=ma可以进一步计算出铁块的加速度a.通过图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.此时车厢可能做水平向右的匀加速直线运动，也可能做水平向左的匀减速直线运动.而悬线对铁块的拉力也可以通过公式FT=mgcos37°求出.

然后在以上有效解题教学的基础之上，从另一角度对问题进行剖析，启发学生还可以通过正交分解方法进行解题，布置以小组合作方式进行任務探究.通过这种教学活动的设计，引领学生逐步学会从不同角度分析问题，活化学生学习思维的同时提高对所学知识灵活运用的能力，在实践与应用中发展学生创新性物理思维.

综上所述，物理学科作为高中阶段学生学习的重要课程，在实际学习过程中对学生抽象思维能力具有较高的要求，教师在教学实践过程中，要善于总结传统教学经验，围绕科学的教学原则对物理课堂教学活动进行优化和设计，帮助学生更好地理解和掌握基础知识，比如“牛顿第二定律”这一部分内容.要善于借助经典例题的解析和教学活动充分活化学生学习思维，循序渐进地提升课堂教学质量.

参考文献：

［1］ 陈严玲.基于核心素养的高中物理教学设计：以“牛顿第一定律”教学为例［J］.高中数理化，2021（22）：43-44.

［2］ 陈品.高中物理教学对中学生创造性思维的培养策略［J］.新课程，2022（20）：150-151.

［3］ 周和建.核心素养下高中物理教学设计方法的研究：以“牛顿第二定律”教学为例［J］.湖南中学物理，2020，35（05）：43-45.

［责任编辑：李 璟］