學科教育論文-如何進行力的教學設計研究摘要：本人根據全日制普通高級中學物理教材，結合新課程改革的精神以及自己的教學經驗，通過分析高中物理新課程改革、分析教材、分析學生，并附以實際教學方案，淺談對高一第一章力的教學設計。關鍵詞：高中物理，力，教學設計一、教材分析：1、本章的地位：力學是高中物理的基礎。本章學習力的基本概念以及力的合成和分解的知識，這些知識是力學的基礎內容。物理學研究物質的運動，由于力影響運動，所以在高中的物理力學知識以及后續內容，都跟本章的知識有密切的聯系。因此，學好力的基本概念，學習研究力的基本思維方法，是為學習高中物理打基礎，本章在高中物理知識的深廣度比初中要上一個臺階，但限于學生的知識基礎和思維能力，這個臺階不能太大。另外，受知識結構本身的制約，本章的教學不能一次到位。學生對物理概念和物理規律的理解要逐步深化，這是個漸變的過程。因此，教學要求要逐步達到，應該在不同階段提出不同層次的教學要求。否則，不僅欲速不達，還會挫傷學生學習的積極性。教師在本章的教學中要注意把握分寸，既要使學生對力的基本概念的認識得到提高，體會研究矢量問題的思維方法，又要不脫離學生的知識水平和思維能力的實際。在教學過程中，要堅持“因材施教”新教材把力矩的知識移到第四章物體的平衡中介紹。這樣安排突出了對力的基本知識的理解，避免由于頭緒過多對學習的干擾。2、教材分析：（1）關于力的概念。初中為“物體對物體的作用”強調了“受力者”的狀態，效果是形變和運動狀態的改變。而新教材強調了力是物體間的作用，較為全面地說明力的相互性，為牛頓第三定律的教學打下伏筆，并擴展了思路。新課本從施力者的受力情況入手，分析得出受力者的受力狀況，符合人們的生活經驗，容易為學生接受。教學中更能注意調動學生的興趣。（2）關于重力。新教材在初中的基礎上對重力問題進行了概括。重新提出了“重量”一詞，重量就是重力的大小。教材介紹了用實驗求重心的方法(懸掛法)，這個實驗會引起學生興趣。教師在這里可以多講兩句，為“質點”概念打下基礎。新教材把原必修本中的萬有引力部分去掉了，移到后面講，因為此時無法給學生講清為什么重力不是萬有引力，而是由于萬有引力產生的。這樣的安排，使得教材體系順暢了。（3）關于彈力的概念。初中不專門講彈力，只是在力的測量時，用彈簧的伸長和外力的關系引入的，所以學生對彈力的認識是很膚淺的，在這里是一個臺階。高中物理不僅要認識彈力，還要會判斷彈力的方向，為力的分析奠定基礎。要學習彈力，就要知道彈力產生的原因形變；知道產生形變的條件接觸；還要知道形變的大小和方向。彈力的引入采用了傳統的例子。新教材把原必修本中的壓瓶實驗移到課文后面，使得教師講課順暢多了。壓瓶實驗可以留給學生自己去做，以提高學生的興趣和動手能力。胡克定律作為探索性實驗，應該讓學生親自去做。通過實驗，可以得出相應的規律。F=kx的式子還是要介紹的，為后面簡諧運動的學習打下知識的基礎。（4）關于滑動摩擦。在初中講滑動摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度有關，只作定性介紹，在高中給出了定量計算公式。為了突出重點，教材編寫與原必修本不同，是先講滑動摩擦，后講靜摩擦，并引入靜摩擦因數作為選學內容。要學習摩擦力，就要知道摩擦力產生的條件與其他物體相互接觸，并有相對運動或相對運動趨勢；還要知道摩擦力的計算公式；學會方向的判斷。（5）關于力的合成。在初中只討論在一條直線上二力的合成。這節內容是本章的重點，在原必修本的基礎上作了較大的修改，減去了初中二力合成的內容，強調了作圖法解題。而在“思考與討論”中加深了對力的合成的理解。這是一節留有余地、充分調動學生積極性的教材，教學中要注意不要上成注入式的課。（6）關于力的分解。這是初中物理未曾涉及的內容。從字面的含義上看力的分解是力的合成的逆過程(逆運算)，但實際上，力的分解比力的合成要復雜得多。因為力合成的解是唯一的，而力分解的解是無數的，要按照實際情況來決定，這就形成了高中物理的一個難點，學生往往在一些力的分解的題上束手無策。教材基本上是分力夾角為直角的分解，減小了教學的難度。二、學生學習本章的困難分析：1.1、物理前概念在學生頭腦中根深蒂固：物理學概念是學生學習物理知識的背景材料，它對新知識的接受和理解起著至關重要的作用。正確的前物理概念，對學生在物理學習中形成概念和掌握規律無疑是大有益處的。但學生頭腦中的前物理概念一般來源于生活經驗，是在觀察和思考基礎上自發形成的，并未經過嚴密的科學分析與實驗證明，因此物理前概念中不乏有對物理現象膚淺的、片面的、甚至錯誤的理解。在本章中：關于力，學生總認為只有相互接觸的物體才會存在力的作用；關于重力方向，他們總認為重力的方向是垂直于地面；關于彈力，學生總認為只要物體相互接觸就會存在彈力；進而，關于摩擦力，學生就會認為只要物體相互接觸就會存在摩擦力。這些不正確、甚至錯誤的物理前概念，在學生正式學習物理前已在他們心中埋藏多年，印象極為深刻。這將學生正確認識物理現象的本質、掌握科學的物理規律起著巨大的阻礙作用。特別值得注意的是，學生頭腦中的錯誤物理前概念具有很強的頑固性，例如：學生普遍認為兩個相互基礎的物體就一定存在摩擦力。在學習新知識過程中是很難徹底放棄的，尤其遇到復雜問題時，總是在暗中起作用。2.2、數學知識先入為主，忽視物理意義：（1）用數學方法代替物理概念：由于學生在學習物理前，頭腦中已有一定量的關于函數的知識，在學習物理時他們往往表現出用已有的數學基礎與所學的物理知識相結合。在本章中：在學習力的失量的問題時，對于力的正負往往就會運用數學的方法來進行加減。即使教師一再引導他們從各種相關的事實出發，試圖借用他們頭腦中已有的正確經驗或前物理概念，但他們的表現卻是不愿放棄已經掌握純熟的數學方法。這樣就會由于學習新知識時所借用的認知基礎的不當，而影響在頭腦中建立正確的知識結構。（2）考慮問題脫離實際：由于物理學是一門定量科學，所以許多物理問題同數學問題有相似之處都需要進行數量運算。因學生頭腦中數學內容要比物理的豐富、充實得多，所以學生極易用數學的方法解決物理問題，而不顧及物理問題的實際意義。在本章中：學生對摩擦力公式F=FN的理解，往往只停留在僅僅是一個數學公式，而忽略了它的物理意義。3.3、對一些知識缺乏必要的知識基礎：由于物理學研究的領域遠超出了一般中學生在日常生活中所能視聽到的物理現象的范圍，所以有很多知識學生在學習時頭腦中缺少必要的認知基礎。在本章中：關于彈力的微小形變就缺乏必要的知識基礎，這就要求教師要借用學生熟悉的事物去比喻，或進行模擬實驗，以豐富學生的原認知結構，為新認知結構的建立奠定基礎。三、教學設計：（一）教學目標：針對本章的知識重點，并結合以培養學生的自學能力為主要目標，設計教學目標入下：1.1、知識方面：第一節力：知道力是物體對物體的作用，力不能單獨存在，一定存在施力物體和受力物體。知道力的三要素、力的單位。知道力是矢量。會畫力的圖示。知道力的作用效果，知道力的名稱可按力的性質和力的作用效果來命名。第二節重力：知道重力的概念，重力的大小與質量的關系，知道重力的方向。知道重心。第三節彈力：知道形變的概念。知道彈力的產生條件。正確判斷彈力的有無和方向。第四節摩擦力：知道滑動摩擦力產生的條件，會判斷滑動摩擦力的方向。會利用公式F=FN計算滑動摩擦力的大小，知道滑動摩擦的因素與什么有關。知道靜摩擦力產生的條件，會判斷摩擦力的方向。知道什么是最大靜摩擦力，知道最大靜摩擦力跟來年感物體間的壓力成正比。第五節力的合成：知道合力和分力的概念。理解兩個互成角度的共點力的合成遵守平行四邊形定則。知道矢量和標量的含義及區別。第六節力的分解：知道分力的概念及力的分解的含義。知道力的分解遵守平行四邊形定則。理解力的分解的方法。知識方面主要通過由教師講授的方式來實現。2、能力方面：訓練學生的觀察力，培養學生的觀察、概括能力。訓練學生用控制變量法研究問題的能力。培養學生實驗、探索、總結規律的能力，應用數學工具處理物理問題的能力，滲透等效思想。培養運用數學工具解決物理問題的能力。能力方面主要通過由學生動手實驗和獨立完成解決具體物理問題的方式來實現。3、德育、美育方面：滲透辨證唯物主義觀點，使學生享受到物理圖像的形式美，培養學生觀察事物總結問題的能力，使學生領悟到在自然規律中隱含的邏輯美，培養學生實事求是的世界觀。向學生滲透突出主要矛盾，忽略次要因素以無關因素的哲學思想，體現物理現象貫穿于自然的自然美，培養認真、仔細、實事求是的科學態度。使學生體會到幾何中的對稱美，培養研究周圍事物的習慣。使學生了解到物理規律與數學規律之間存在的和諧美。德育、美育方面主要結合教師授課和學生實驗及自己解決具體物理問題的方式來實現。綜上所述，要實現以學生為主體的教學目標，充分培養學生自己解決實際物理問題的能力，需要教師和學生共同努力。（二）教學設計：本章分五個課時進行授課。第一節和第二節共1個課時、第三節1個課時、第四節1個課時、第五節1個課時、第六節1個課時，具體教學設計如下：1、知識方面：第一節力：用兩個由磁鐵和小車組成的物體系等一系列演示實驗來演示物體之間的相互作用，讓學生理解物體對物體的作用，力不能單獨存在，一定存在施力物體和受力物體。結合課本講述力的三要素以及力的單位；力是矢量；力的作用效果，知道力的名稱可按力的性質和力的作用效果來命名。讓學生通過預習課本自己學會畫力的圖示，教師在進行更正講解。第二節重力：結合課本及學生的生活經驗講述重力的大小與質量的關系，通過演示實驗使學生知道重力的方向。通過演示懸掛法講解重心的概念和尋找不同形狀物體的重心的方法。第三節彈力：結合課本及學生的生活經驗講述知道形變的概念和彈力的產生條件。通過演示實驗形象分別演示明顯形變和微小形變，使學生可以感知到兩種形變都是在他們身邊存在的。通過講解具體實例培養學生判斷彈力的有無和方向的能力。第四節摩擦力：演示手推毛刷運動，通過對物體進行受力分析讓學生知道滑動摩擦力產生的條件，并結合具體實例使學生會判斷滑動摩擦力的方向。結合課本使學生學會利用公式F=FN計算滑動摩擦力的大小，知道滑動摩擦的因素與什么有關。通過例舉生活中的實例和課本中的例子知道靜摩擦力產生的條件，并會判斷摩擦力的方向。通過演示用較小里推物體，物體不動；再用較大里推物體，物體運動讓學生知道什么是最大靜摩擦力，并結合課本知道最大靜摩擦力跟兩物體間的壓力成正比。第五節力的合成：通過對具體實例進行受力分析并結合課本讓學生知道合力和分力的概念。通過講解“等效代替”的物理方法讓學生理解兩個互成角度的共點力的合成遵守平行四邊形定則。結合課本讓學生知道矢量和標量的含義及區別。第六節力的分解：結合課本讓學生知道分力的概念并通過理解力的合成用逆向思維的方法讓學生理解力的分解的含義。通過理解力的合成遵守平行四邊形定則用逆向思維的方法知道力的分解遵守平行四邊形定則。結合課本講解具體實例讓學生理解力的分解的方法。2、能力方面：第一節力：使學生學會怎樣通過力的圖示，形象描述抽象的物理概念的方法。通過對力的分類內容的教學，滲透分類方法，使學生對分類的必要性以及分類要有缺點的標準等問題，有進一步的認識。并使學生掌握畫力的圖示的正確方法。第二節重力：通過重心的概念的引入滲透等效方法。第三節彈力：通過實驗訓練學生的觀察力。第四節摩擦力：通過觀察演示實驗，概括出摩擦力產生的條件及摩擦力的特點，培養學生的觀察、概括能力。訓練學生用控制變量法研究問題的能力。第五節力的合成：通過實驗，培養學生實驗、探索、總結規律的能力，應用數學工具處理物理問題的能力，滲透等效思想。第六節力的分解：強化“等效替代”的方法。培養觀察、實驗能力。培養運用數學工具解決物理問題的能力。能力方面主要通過由學生動手實驗和獨立完成解決具體物理問題的方式來實現。3、德育、美育方面：第一節力：通過分析力是物體的作用，滲透辨證唯物主義觀點。通過對力的圖示的學習，使學生享受到物理圖像的形式美。第二節重力：通過觀察和親身感受，培養學生觀察事物總結問題的能力。通過對物理概念的學習，使學生領悟到在自然規律中隱含的邏輯美。第三節彈力：從任何事物都能發生形變入手，培養學生實事求是的世界觀。通過具體可感，生動有形象的演示實驗來來體現美引真的原則。第四節摩擦力：在研究摩擦力時，向學生滲透突出主要矛盾，忽略次要因素以無關因素的哲學思想。通過摩擦力的研究，體現了物理現象貫穿于自然的自然美。第六節力的分解：培養認真、仔細、實事