牛顿第二定律的教学设计.doc

“牛顿第二定律”的教学解决策略一 、对教材和学情的分析教材中的地位作用：“牛顿第二定律”是力学知识的核心内容，在中学物理教学中占有非常重要的地位，同时牛顿第二定律的应用与学生前面所学静力学和运动学等知识相关联，对学生的能力和综合素质要求较高。本节课的设计重点在于利用现在比较流行的DIS实验数据作图像分析，得出牛顿第二定律。在探究这三个变量之间的关系时，通过控制变量法，来研究物理规律这是一种非常重要的研究方法。本节内容是本章的重点内容，也是整个力学部分的核心内容，乃至整个高中物理的重点。对学生情况的分析：在牛顿第一定律学习之后，学生已定性知道力是物体运动状态改变的原因，从而较易得到加速度与力有一定关系，但很难认识到加速度与质量也有关系。此外在分析两个物理量之间的关系时，学生也不易联想到用图像法。关于研究方法：用控制变量法研究三个物理量间的关系，初中在研究电流与电压和电阻的关系的实验已经有一定基础。通过回忆和提问解决问题。二、重点和难点：根据二期课改要求，教学应该重视知识获取的过程，而不是简单的把知识直接传授给学生。所以本课的学习不仅是让学生正确理解牛顿第二定律，更重视如何通过实验控制变量，根据实验条件启发学生思考，把牛顿第二定律的得出，探索事物的规律，培养学生动手动脑能力，作为教学目的之一。重点：1、牛顿第二定律的探究过程； 2、得出牛顿第二定律。难点：1、图像法寻求物理规律； 2、牛顿第二定律的理解。三、教学目标:1、知识与技能1)理解力是产生加速度的原因；2)探究得出牛顿第二定律；3)知道国际单位“牛顿”的定义。2、过程与方法1)通过DIS实验对F、m、a三个物理量进行研究，感受实验探究物理规律的基本过程，体会控制变量的研究方法；2)分析数据表格，利用图像寻求物理规律。3、情感、态度与价值观1)实验探究激发学生的求知欲和创新精神；2)通过DIS实验操作过程，养成合作意识。四、本节课的整体分析：本节课的教学主线是围绕加速度展开的，首先引导学生找出影响加速度的因素，进一步实验探究加速度和力的关系、加速度和质量的关系，最后利用图像分析实验数据得出结论。在教学实践中发现，这节课的容量很大，教学中要十分紧凑并且实验不得出半点差错，才能完成教学任务。具体活动有：一、在引导学生感悟到加速度与质量有关时，突破难点设计了一个学生吹乒乓球的活动。二、在探究加速度与力和质量的关系时，做了双轨小车的对比实验。三、较为精确的DIS实验探究加速度和质量之间的关系。四、DIS得到的实验数据处理，然后绘出图像分析后从而得出牛顿第二定律的内容。两个实验和一个学生活动很费时间。其中实验的器材要介绍，原理要交待，实验要操作，数据要记录，图像要分析。再加上多媒体的切换，为了让学生参与DIS实验，并且在课前学生未经训练，课内表现为操作不熟练，此外DIS软件又会出现莫名故障，影响着上课的流畅性，因此要真正把这节课上好着实不易。本节课主体框架经历了三次变更：第一次的流程图：2流程图说明：创设情景火箭升空录像，设问1、录像中火箭的速度在变化吗？怎么变？（速度增大）设问2、那么从火箭升空时加速度跟什么因素有关呢？活动实验方法、原理和设计 控制变量法、如何测量加速度和力以及设计实验内容。活动学生定性探究实验：根据各组的设计结果，动手用实验来探究，从而得出加速度和力、加速度和质量之间的定性关系。活动DIS探究实验：控制变量物体质量m一定，定量研究加速度a与力F间关系；控制变量力F一定，定量研究加速度a与物体质量m间关系。然后应用DIS对探究实验1、2所获得的实验数据，进行图像处理，再通过对图像的分析、归纳，总结出牛顿第二定律。活动巩固牛顿第二定律通过简单的实例，巩固所学知识。活动 对牛顿第二定律的小结。教学实施后发现：教学效果与预期的相差太大，学生观看火箭升空录像后，由于火箭在升空过程中没有参照物，学生难以说出火箭在作加速运动。而后续的提问：如火箭的加速度与哪些因素有关？这个问题学生往往不能回答。教学一开始就陷入困境。在第一次的教学设计中，我认为火箭在作加速运动理所当然，加速度产生由于火箭发动机的推力也容易想到，另外加速度与火箭的质量有关这个问题，想通过火箭燃烧掉燃料后，质量必定减小来引导学生，另外学生认真预习过学案的话，应该也能够联想到。但事实不如我所料。在得出加速度与力和质量有关后，接着的学生探究实验，由于高一学生知识的运用与实践能力没有达到一定的层次，在给予一段时间内和未经指导的情况下，学生漫无目的的实验，既浪费时间，又没有得到应有的教学效果。如果在课内实施有效的学生探究实验的话，经历此次教训后我认为应该在学生动手之前作充分准备：实验的目的、实验的方法、实验器材的搭建、测量哪些数据、数据如何测量等一系列活动，至少让学生有目的，在有可实现的方法指导下面去做，此外要考虑学生的具体能力情况，并且给予足够的时间去完成。由于学生探究实验造成后面的时间不够，仅完成DIS实验得到加速度与力和质量的关系，而且实验原理的讲解和实验的数据处理等都比较笼统，教学计划中的牛顿第二定律的得出和课堂讨论和课内小结等教学内容都未完成。第一次尝试性的教学践以失败告终。小结：对这节课的前期策划，未经实践前自认为，神五升空录象的引入、学生的自主探究实验，以及DIS实验等比较能够体现学生的动手和动脑能力，这节课的探究气氛应该比较浓，符合二期课改的理念。在得出了牛顿第二定律以后，再对火箭升空过程提几个问题，除了练习和巩固当堂的知识，还起到了首尾呼应的效果。然而在第一次的教学过程中，出现了自己预料之外的情况后，失望很大，失去了后续教学的热情，课内的心情很抑郁，可以说这节课的气氛和教学效果比平时相比都差了许多。通过这节课的教学，我感觉一节课的成败在于前面的几分钟，头开好了，那么这节课可以说已经成功一半了。对教学设计中的引入部分要设计好，最简单的就是复习前知，然后提出问题与设疑，简练并且有效，所以第二次的教学设计在此做了修改。对于学生自主体验的实验，权衡时间和实际效果决定舍弃。听取了组内老师的建议，加入小车双轨对比实验，取代学生自主探究实验，在结合DIS实验，可以说这节课是传统实验和现代实验的融合。第二次的流程图：教学实施后感觉：在放弃了录像播放和学生开放式自主实验活动以后，通过牛顿第一定律引入加速度和力有关，感觉比较顺，一来复习前知，二来引入课题，有一个承上启下的效果。但是加速度与质量有关这个问题学生反应不出，花了许多时间去引，接着把大部分时间投放在双轨小车和DIS两个实验上，课内注重把实验的原理和现象等讲清，使学生清楚地了解实验内容。在讲实验的原理时，对于平衡摩擦，以及小车的受到的拉力是否就是跨过定滑轮的悬挂物的重力大小这两个问题，由于在学生头脑里没有一定的知识储备，没有办法讲清楚，如果要作解释，一来颇费口舌，二来学生不易理解，更容易冲淡主题，只能避而不谈。但由于要完成两个实验所以时间仍然是紧的。最后也只能得到最基本的结果。小结：这节课上下来，对课的整体架构比较满意，问题有1、没能成功突破加速度和质量有关系这一难点 。2、时间的把握仍然不够紧凑，部分教学目标没有达成。课后得到了备课组长顾老师和胡校长的帮助，1、改进实验策略，由于在双轨实验理已比较准确得出加速度和力的关系，那么在DIS实验里不必重复做这个关系。2、双轨小车实验的实验不能仅做一次就得到结论。3、如何引导学生得到加速度和质量有关系。第三次，区内公开课这次课的流程图基本同第二次，因为课的主体结构框架已经不再变化了，只在几个细节上面作些修改，一、加入两学生站在滑板上互推，从而引导学生了解加速度还与质量这个因素有关。二、在双轨小车对比实验中，研究加速度和力的关系时，仅做一次力是2倍，加速度是2倍，不能得出正比关系，再加入一次力是3倍，加速度是3倍关系，从而引导学生得出加速度与力成正比关系。并且应该说明:在大量的实验结果证实，加速度和力成正比。同时听取了顾老师的建议，把DIS中的探究加速度和力的关系实验砍掉，这是由于在双轨小车的实验中效果比较理想，不必重复，从而节约了不少宝贵的时间。由于这次在曙光中学借班上课，一开始就向该校老师要了上课班级的名单，并迅速熟记几个学生的名字，课前在门口就找几位学生谈话，以及向学生表达合作愉快的愿望、做了个看照片猜名字的课前小游戏等手段，进行情感交流、鼓动学生拉近师生距离。实践下来，感觉不是在借班上课，克服先前担心的学生课堂内不配合的问题，这是我上课感触最深的。在课上实验仪器的装配和调试只用了5分钟，桌面上面有部分是突起的，所以不好放置两个装置，DIS只能在课中作快速调试，平衡摩擦的垫块由于先前准备匆忙，竟然没有拿出来，情急之中用自己手头的两本书垫起木板，另外在实验时看到细线竟然缠绕着小车上面，我只有耐着性子，镇静而快速地把线理开来，在一个实验结束后转换器材又耗时。最后还算比较顺，由于省略了DIS实验里的一个，挤出的时间完成了前几次都是来不及讲的内容，但是遗憾的是一方面由于铃声的原因，导致我以为拖课了许多时间。另一方面后面的内容前几次都没有涉及到，所以怎么讲这些内容，自己没有仔细的推敲过。根据前几次的教学实践我把这节课完成的目标定在得出牛顿第二定律的公式。从这点上讲，应该说基本完成教学任务。课后反思：这节课的准备工作整整花了两个多星期，从前期的收集相关教学资料和图片、录像等素材。在讨论和听取了组内具有丰富开课经验的周世平老师的意见，这节课的安排重点是要达到区物理教研员汪老师的要求，从而大致确定了本节课的框架和内容。主体思路要体现二期课改的精神，让学生动起来，综合多方面意见从而制定了最初的教学设计，但是究竟效果如何，对学生听课过程中出现什么状况也不能作准确的猜测，所以自己心里也没有底，经过第一次试讲，暴露出原设计方案的诸多问题。体会到教学设计优劣只有在经过实践的检验之后得出结论。教学中要尽量克服自身的心理因素，调整自己的心态。通过这节课的几番修改，给我最大的收获是：一个好的教学设计必定要经过实践的检验，一定要听取和吸收集体的智慧，教学无止境，不管是校内还是校外的同行之间有许多东西值得借鉴，另外对于不同学生应该有不同的教法，教学过程的展开一定要经过仔细推敲，充分考虑学生的学情。教学中的语言力求简练，一针见血。教学中问题也要问得清晰明白，并且留给学生思考的时间。给我的最大感触是：要上好一节课真难，更加对“台上一分钟，台下十年功”这句话深有感触。