大学物理教学设计：牛顿定律.docx

第四届山东省高校青年教师教学比赛教学设计
教学设计3：牛顿定律
【授课内容】：牛顿定律
【所在章节】：第二章：牛顿定律//第1节：牛顿定律
【授课对象】：学校理工科专业本科学生（一年级下学期）
【教学学时】：1学时（50min）
一、学情分析

（一）教材内容分析
本节段内容是《大学物理》教材第二章牛顿定律中的内容，属于质点动力学的开篇内容，主要是介绍牛顿三大定律的内容及物理实质。该部分知识主要以定律内容和典型例题分析为主，属于对质点运动学的递进学习，即在明白了质点如何运动以后，重点分析质点为何运动。牛顿运动定律内容在整个教材中占据着重要的地位，是学生全面系统学习力学的基础，对于质点运动的分析及后续质点动量、能量的学习都具有重要的意义。
（二）学生特征分析
本节课授课对象是大学一年级学生，开设时间为大一下学期，前节内容已学习了质点运动学，掌握了描述质点运动的速度、加速度等。牛顿运动定律是高中所学的内容，所以关于定律的表达高中都已经学习过。大学物理中对于牛顿定律更偏重于数学思维，不仅讲述定律的语言描述，而且用数学符号表达力和物体运动的关系，三大定律全部以物理公式表达，并且重点诠释定律的物理实质。学生学习该部分内容时，由于具有前述知识的基础，故而理解相对容易；但是由于过去知识体系的根深蒂固，也使得学生容易思维定式，不易掌握牛顿定律的数学表达、定性和定量分析，在教学中以原有知识为基础，以牛顿定律物理实质为突破，以微积分为手段，全方位进行授课教育。
二、教学目标设计

（一）知识与技能
1、了解牛顿三大定律内容、数学表达形式及物理实质，能够正确分析物体受力情况。
2、培养学生了解新定义、串联旧知识、综合理解运用及数学思维解决物理问题的能力。
3、培养学生运用所学知识对物体进行受力分析的能力，并能够根据受力情况和定律内容，列出物体受力分析方程。
（二）过程与方法
通过现象观察、知识回顾、课件演示等形式，培养学生知识理解运用和创新提高的能力。
（三）情感与价值观
1、将生活中问题物理化，培养学生综合联想和思维发散能力，将所学知识生活化，培养学生利用物理知识解释生活现象和解决实际问题的能力。
2、通过牛顿三大定律的学习和认识，了解伟人探索世界的方式方法，学习牛顿锲而不舍、开拓创新的钻研精神。在学习中逐步培养学生知识的交叉融合，促进学生综合素质的全面提升。
三、教学内容设计

（一）内容纲要
1、牛顿第一定律，质点的受力于运动的变化；
2、牛顿第二定律，质点受力和加速度的对应；
3、牛顿第三定律，质点作用力与反作用力。
（二）教学重点
1、牛顿运动定律的内容及物理实质；
2、牛顿第二定律的理解及应用。
（三）教学难点
速度、加速度的理解。
四、教学策略分析

（一）教学策略方法

1、演示法
授课开端，采用动画的形式向学生演示物体运动中急停的现象，引发学生思考相关原因，进而对物体运动的惯性、物体运动的成因进行分析，讲述牛顿运动定律。在演示法的过程中，重点是通过演示引发学生思考，由现象入手深入去探索现象背后的实质。
2、板书标示教学法
本节段内容主要讲授牛顿运动定律的内容和物理实质，因此关键公式如牛顿第二定律的表达式需要推导强调，此时应选用板书推导教学。在板书推导的过程中，加深学生对知识的理解和掌握。
3、迁移教学法
由于牛顿运动定律在高中物理中已学，所以对于定律的基本表述和理解学生都有一定的知识构架和基础。在授课的过程中，要重点做好学生知识的迁移，在高中知识的基础上进一步延伸。通过基本的概念理解深入到对牛顿运动定律所诠释的物理实质的掌握，在知识的对比中学习牛顿运动定律。
（二）教学手段
1、课堂讲授
对重点和难点问题通过公式推导分析、物理意义对比来说明问题，注重课堂气氛的调节和学生学习兴趣的培养。
2、多媒体辅助
利用多媒体课件（PPT）进行视频、动画的展示，将复杂问题现象更形象的展示给学生。
3、板书
本节课有重要概念和公式的讲授和理解，结合授课过程中重点和难点，进行板书公式的推导和讲解，进一步促进学生对相关知识的理解。
五、教学过程设计

（一）教学过程
索引
师生活动
教学内容
设计意图
一、动画展示 导入新课 
◎观看小车运动受阻小动画，询问学生物块从小车上滑落的原因？
◎演示小车斜面下落在不同材质斜面时滑落距离的区别。
学生分析物块滑落时由于惯性、棉布板面滑落近，木块板面滑落远

动画演示和小实验思考，引入教学内容。
通过动画展示和一个简单的实验模型引发学生思考，并通过现象去总结问题，进而构建物理模型导入新课内容，此举有利于促进学生对现象的观察，提高对课程的兴趣。
二、内容推演 概括知识
◎由刚才的事例，启发学生去思考是什么促进和阻碍进物体运动？
物体具有惯性，从而出现了上述现象，最早是牛顿提出来的
1、牛顿第一定律，质点的受力于运动的变化；
2、牛顿第二定律质点受力和加速度的对应；
3、牛顿第三定律，质点作用力与反作用力。
学生是学习的主体，引入课堂内容后，引导学生提出问题，促使学生对进一步学习的内容进行思考。讲解相关知识。
三、内容精讲 对比分析
首先简要介绍牛顿生平，鼓励学生要有刻苦钻研精神。详细阐述三大定律内容、表达式、反映物体运动的关系。应用三大定律对物体的运动进行受力分析。授课过程中，通过互动的方式不停的引导学生思考和讨论。
1、牛顿第一定律：时，恒矢量，
对质点惯性的解读以及物体运动本质的理解；
2、※牛顿第二定律：
定律实质揭示：改变物体运动状态的原因。
说明：因果性、瞬时性、独立性、矢量性、相对性；
3、牛顿第三定律：
物体间相互作用规律。
4、牛顿定律适用范围：惯性系、运动速度远小于光速、宏观物体运动、系统内且物体距离较近。
5、牛顿定律求解问题步骤：
讲授重点难点内容，促进学生的理解和吸收。通过公式推导、定理再现，加深学生对重难点知识的掌握。
四、例题精析 知识应用
给出常见的阿特伍德机的模型，引导学生对其中物体进行受力分析，思考和求解相关的力

在理解讲解的过程中，明确例题中已知物理量，通过学生提问的方式，引发学生对物体受力分析的思考，自觉地利用牛顿第二定律列出物体受力方程，从而求解。
消化所学新知识，并做到学以致用。通过所学知识对该例题进行分析求解，掌握利用知识解决物体受力问题。
五、知识拓展 创新提高
结合当下科技发展，介绍牛顿定律在宇宙飞船对接、设计瞄准等方面的应用。
激发学生对知识的兴趣，课堂中请学生发言举出类似的应用实例。
学生认识和了解当下科技发展进步中，对课堂所学知识的应用。在神舟系列飞船对接及射击瞄准系统中，对物体受力分析及其运动状态。

总结牛顿定律解决的两大基本问题：

通过将课堂知识和科技前沿应用相结合，提高学生学习的兴趣和积极性。在知识总结过程中，进一步加深学生对知识的理解应用。
六、课后思考 夯实知识
将课堂例题进一步改变模型，供学生课下思考讨论。给学生布置一定的练习题和思考题，对课堂内容进行练习总结，及时解答学生遇到的问题。

思考1：课堂例题中的模型如果至于电梯中呢？
思考2：空间站中的宇航员“没有质量”，如何分析他们的受力情况？
作业：布置作业本与本节知识对应的习题作业。
课堂讲解内容争取当堂让学生吸收消化，但是仍需要课后的练习加深对知识的巩固，思考题有利于学生查阅资料，增强对知识的兴趣。
（二）教学板书设计

六、教学评价

评价
项目
评  价  标  准
等级（权重）分
自评
教师评
优秀
良好
一般
较差
知
识
理
解
掌
握
1、理解牛顿三大定律的内容、表达式、物理本质。
10
8
5
3

2、能够根据牛顿运动定律分析物体的受力和运动的关系，求解相关问题。
10
8
5
3

3、理解牛顿运动定律的适用条件，知晓惯性系的范畴。
10
8
5
3

思
维
锻
炼
提
升
4、通过对生活现象的分析提出问题、解决问题。
10
8
5
3

5、能够利用所学知识求题目中物体不同运动状态下力和加速度、速度的对应关系。
10
8
5
3

6、学会微积分思想（数学思维）解决物理问题。
10
8
5
3

情
感
态
度
7、课堂上积极参与，积极思维，积极动手、动脑，发言次数多
10

8
5
3

8、学习过程中能够紧跟教学思路，拓展思维，愉悦的接受新知识
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8
5
3

9、对牛顿运动定律兴趣浓厚，提出了有深度的问题。
10
8
5
3

 10、课堂调查：书面写出你在学习本节课时所遇到的困难，向教师提出较合理的教学建议。 
10
8
5
3

七、教学反思

本节段重点讲述牛顿运动定律的内容和应用。由于该部分知识在高中物理中已有所接触，所以在对学生进行授课讲解的时候一定要在原来的基础上引导学生做好知识的迁移转化，将语言描述物理化、公式化，深入理解牛顿运动定律的物理实质。在利用牛顿运动定律对物体进行受力分析的过程中，要多注重推导，给予学生时间思考。
本节课的教学设计主要有2个特点：
（一）教学流程设计上符合认知规律
通过动画演示和生活事例出发，引发学生对现象的思考，并且由此提出问题，从而开始本节课程的学习，利于学生积极的学习兴趣的培养，对于促进教学效果提升大有裨益。
（二）引入新知识时注重知识迁移
同样是学习牛顿运动定律，高中更注重现象的理解，而大学则注重本质的探索。在教学中要引导学生透过现象看本质，深入理解牛顿运动定律所反应的物体运动和受力的关系。授课过程中注重引导学生做好知识的迁移，这样对于学生学习新知识、利用新知识具有更多的帮助。
（三）注重数学表达式的应用
学习牛顿定律的过程中，应注重数学表达式的推导和呈现。每一个定律都对应相应的数学表达式，在教学的过程中，注重将数学思维和数学方法传授给学生，从而对学生物理思维的培养有较大的作用和意义。
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