鄒萬(wàn)全

摘 要：以“學(xué)案”為載體，基于江蘇省東廬中學(xué)的“教學(xué)全一”、江蘇省洋思中學(xué)的“先學(xué)后教、當(dāng)堂練習(xí)”、山東省杜郎口中學(xué)的“預(yù)習(xí)、展示、反饋”、四川省龍泉十中的“導(dǎo)學(xué)講評(píng)式”四種有影響力的教學(xué)模式，從另一視角創(chuàng)構(gòu)出“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式。該模式包括“導(dǎo)學(xué)、講解、評(píng)價(jià)、練習(xí)、反問(wèn)”五要素，并合理嵌入在“情景導(dǎo)學(xué)、建構(gòu)新識(shí)、鞏固新知、小結(jié)新知、反思提問(wèn)”五個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)之中，該模式的實(shí)施目標(biāo)是在學(xué)生獲取知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生能力、滲透德育思想?；谠撃Ｊ揭浴洞髮W(xué)物理》中“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”為題進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式；建構(gòu)；牛頓運(yùn)動(dòng)定律；學(xué)案；教案

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）7-0072-9

1 “導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式提出的背景

學(xué)案即學(xué)生學(xué)習(xí)的方案，它出現(xiàn)在二十世紀(jì)90年代末，主要目的是為了突出學(xué)生的學(xué)而提出的。而學(xué)案的姐妹篇還有教學(xué)案、講學(xué)案、講學(xué)稿、導(dǎo)學(xué)案等[1]。

美國(guó)實(shí)用主義哲學(xué)家、教育家和心理學(xué)家杜威提出的教材“心理化”和“從做中學(xué)”的教育理念暗含著一個(gè)觀點(diǎn)：學(xué)生的學(xué)習(xí)需要有一個(gè)引導(dǎo)與幫助的學(xué)習(xí)方案。

20世紀(jì)80年代初，為了扭轉(zhuǎn)那種為了追求升學(xué)率為主的教學(xué)局面，在課堂教學(xué)改革目標(biāo)的指引下，提出了“加強(qiáng)基礎(chǔ)、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力”的要求。一時(shí)間，各種形式的教學(xué)法陸續(xù)出現(xiàn)，具有代表性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)有黎世法提出的“6課型單元教學(xué)法”、上海育才中學(xué)提出的“讀讀、議議、練練、講講”等。這些教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思想是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

最初提出用“學(xué)案”進(jìn)行教學(xué)改革的是浙江省金華一中，教師在教學(xué)中，關(guān)注到了“學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容（教材）”三個(gè)核心要素。他們認(rèn)為“教學(xué)內(nèi)容（教材）、教師、學(xué)生”的教學(xué)鏈條是不合理的。教師上課時(shí)，學(xué)生更多的是在做筆記，學(xué)生根本無(wú)法消化知識(shí)、理解知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)，這樣，無(wú)疑增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。他們大膽提出：應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)生的學(xué)，于是產(chǎn)生了“學(xué)案”。

到了21世紀(jì)，學(xué)案迎來(lái)了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。目前，在全國(guó)范圍內(nèi)，影響力較大的有江蘇省南京市東廬中學(xué)的“教學(xué)全一”[2]教學(xué)模式，江蘇省泰興市洋思中學(xué)的“先學(xué)后教、當(dāng)堂練習(xí)”教學(xué)模式，山東省聊城市杜郎口中學(xué)的“預(yù)習(xí)、展示、反饋”教學(xué)模式，以及四川省成都市龍泉十中的“導(dǎo)學(xué)講評(píng)式”教學(xué)模式等。

目前，以上四種教學(xué)模式僅在中小學(xué)層面上推廣應(yīng)用，在大學(xué)層面上還是一片空白?；谝陨纤姆N教學(xué)模式，本文從另一視角提出“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式，并作為四川省內(nèi)江師范學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目被批準(zhǔn)立項(xiàng)。該模式主要在大學(xué)層面上針對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行理論與實(shí)踐探索，在取得良好的教學(xué)效果之后，在大學(xué)層面上及中小學(xué)層面上，在物理學(xué)科領(lǐng)域及其他學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行逐步推廣應(yīng)用。

2 “導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式的建構(gòu)

“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)的具體含義以“學(xué)案”為載體，引導(dǎo)和幫助學(xué)生在自主閱讀教材的基礎(chǔ)上，通過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、交流討論、問(wèn)題講解、師生評(píng)析、課內(nèi)練習(xí)、反思提問(wèn)等過(guò)程，獲得對(duì)知識(shí)的深入理解，最終讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、提問(wèn)、探究、思考、交流、評(píng)價(jià)、應(yīng)用等教與學(xué)的活動(dòng)。

“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)的五個(gè)環(huán)節(jié)并不是截然分開的，而是相互融合、互為補(bǔ)充，并且都圍繞著學(xué)生的“學(xué)”而展開；“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”五個(gè)要素貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程始終，只是每個(gè)學(xué)習(xí)階段的側(cè)重點(diǎn)不同，其框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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圖1 “導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式的框架結(jié)構(gòu)

（1）導(dǎo)學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)都是教師先講解，然后學(xué)生進(jìn)行練習(xí)鞏固。傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是知識(shí)系統(tǒng)、節(jié)約時(shí)間、課堂容量大，缺點(diǎn)是學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，不利于學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。“導(dǎo)學(xué)”將所學(xué)的知識(shí)與已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)形成連結(jié)，能夠?yàn)閷W(xué)生預(yù)習(xí)提供有效的幫助。學(xué)生在“學(xué)案”的幫助下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、建構(gòu)新知、理解新知和應(yīng)用新知時(shí)，相當(dāng)于學(xué)生自己身旁有老師形影不離的指導(dǎo)和幫助，這樣便能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

（2）講解

學(xué)生通過(guò)自學(xué)“導(dǎo)學(xué)案”，在各小組討論交流的基礎(chǔ)上，確定出基于問(wèn)題的所要講解的主題、內(nèi)容、方法和手段，同時(shí)提出疑問(wèn)。各組選出代表依次進(jìn)行“對(duì)話性講解”并提出疑問(wèn)，以尋求他組的幫助并解決問(wèn)題。由于學(xué)生要進(jìn)行“對(duì)話性講解”，所以學(xué)生不僅要認(rèn)真閱讀教材，根據(jù)“導(dǎo)學(xué)案”的引導(dǎo)去鉆研教材，而且還要組織好“對(duì)話性講解”的具有邏輯思維性的語(yǔ)言。學(xué)生“對(duì)話性講解”不僅充分展示了自己，而且還提高了語(yǔ)言表達(dá)能力，更為重要的是加深了對(duì)知識(shí)的理解。同時(shí)，還促進(jìn)了學(xué)生思維，發(fā)展了學(xué)生智力，培養(yǎng)了學(xué)生能力，滲透了德育思想。把過(guò)去教師的“一言堂”變成了現(xiàn)在學(xué)生的“群言堂”，把課堂真正地歸還給了學(xué)生，教師僅僅只是一個(gè)組織者、引導(dǎo)者、參與者、合作者和促進(jìn)者。

（3）評(píng)價(jià)

“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式中的評(píng)價(jià)實(shí)屬“學(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)”，“學(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)”不是一種獨(dú)立于學(xué)習(xí)活動(dòng)之外的單純的價(jià)值判斷活動(dòng)，而是一種學(xué)習(xí)本身所固有的、在學(xué)習(xí)活動(dòng)之中產(chǎn)生的、滿足學(xué)習(xí)自身需要的認(rèn)識(shí)性實(shí)踐活動(dòng)，它是學(xué)習(xí)的一項(xiàng)基本屬性，是與學(xué)習(xí)過(guò)程融為一體的，既在學(xué)習(xí)中評(píng)價(jià)，也在評(píng)價(jià)中學(xué)習(xí)?！皩W(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)”的目的是認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的價(jià)值，不是拿預(yù)設(shè)的價(jià)值去判斷，而是通過(guò)判斷去認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)、生成、感悟價(jià)值，即通過(guò)評(píng)價(jià)創(chuàng)生意義與價(jià)值，發(fā)揮的是評(píng)價(jià)的認(rèn)知功能和生成功能[3]。

“學(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)”是一種生成知識(shí)意義的有效方式，它是“創(chuàng)造性的而非總結(jié)性的，其重點(diǎn)在于學(xué)生運(yùn)用獲得的知識(shí)能做什么而不在于獲得的知識(shí)如何適應(yīng)他人設(shè)定的框架”[4]。通過(guò)評(píng)價(jià)評(píng)出意義、評(píng)出理解、評(píng)出價(jià)值、評(píng)出情感、評(píng)出自信、評(píng)出生命活動(dòng)的狀態(tài)，最終能夠?qū)W到新的東西。

“學(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)”作為“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)的一個(gè)基本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，與“對(duì)話性講解”密不可分，它們相互交叉，互為基礎(chǔ)。在實(shí)際教學(xué)中，它是由三個(gè)評(píng)價(jià)階段組成的：一是自我評(píng)價(jià)階段，學(xué)習(xí)者通過(guò)反思，審查自己按照學(xué)案進(jìn)行的自主學(xué)習(xí)過(guò)程，以確定對(duì)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)是否正確、合理以及所存在的問(wèn)題。二是小組評(píng)價(jià)階段，通過(guò)組內(nèi)同學(xué)間的交流溝通，補(bǔ)充與完善出對(duì)知識(shí)意義的建構(gòu)，確定本小組具有代表性的思路、觀點(diǎn)與方法，以便在全班進(jìn)行對(duì)話性講解。三是全班評(píng)價(jià)，基于對(duì)話性講解的內(nèi)容，通過(guò)師生的比較、鑒別、質(zhì)疑、辯論、協(xié)商，發(fā)表各種批判性的觀點(diǎn)或看法，在各種視域的融合與碰撞中，提煉知識(shí)要點(diǎn)、完善知識(shí)意義、分享學(xué)習(xí)成果，明確自己以及他人在完成任務(wù)過(guò)程中的作用，從而認(rèn)識(shí)知識(shí)的價(jià)值、自身的價(jià)值、他人的價(jià)值、合作的價(jià)值以及學(xué)習(xí)的價(jià)值等。

（4）練習(xí)

在每一節(jié)課的鞏固新知環(huán)節(jié)，必須及時(shí)“對(duì)話性的講解”“導(dǎo)學(xué)案”上的練習(xí)題?！皩?dǎo)學(xué)案”上的練習(xí)題應(yīng)包括一些基本練習(xí)、變式練習(xí)、對(duì)比練習(xí)等。讓學(xué)生利用所學(xué)新知去分析解決日常生活、實(shí)際生產(chǎn)、科技應(yīng)用等相關(guān)問(wèn)題，最終達(dá)到學(xué)以致用的目的。練習(xí)不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本概念、基本規(guī)律（定律、定理、原理、公式、法則）的進(jìn)一步理解、掌握、鞏固和應(yīng)用；而且可以促成學(xué)生將基本技能（實(shí)驗(yàn)、測(cè)量、畫示意圖、解題等）轉(zhuǎn)化成為熟練的技能技巧。

（5）反問(wèn)

基于老大綱背景下的傳統(tǒng)式教學(xué)模式，倡導(dǎo)“教材中心、教師中心、教案中心”，因此，課堂教學(xué)中一定是“教師提問(wèn)、學(xué)生答問(wèn)、教師評(píng)價(jià)”的教學(xué)形式?；谛抡n標(biāo)背景下的現(xiàn)代式教學(xué)模式，倡導(dǎo)“學(xué)生中心、學(xué)案中心、學(xué)習(xí)中心、建構(gòu)中心”，教師只是學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者、參與者、合作者和促進(jìn)者。因此，在課堂教學(xué)中，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、建構(gòu)新知、理解新知、應(yīng)用新知等學(xué)習(xí)活動(dòng)之后，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生反思提問(wèn)，讓教師答問(wèn)，以解決學(xué)生心中生成的新疑問(wèn)，達(dá)成教師“授業(yè)解惑”之目的。真正體現(xiàn)“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的作用，體現(xiàn)教師教與學(xué)生學(xué)的過(guò)程中“反思問(wèn)答”的雙向交流性和師生地位公平性。

3 “導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式目標(biāo)

在教學(xué)過(guò)程中，實(shí)施“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式，能改變過(guò)去的“教材—教師—學(xué)生”教學(xué)方式為現(xiàn)在的“學(xué)生—教材—教師” 教學(xué)方式；能改變過(guò)去的“教材中心、教師中心、教案中心”為現(xiàn)在的“學(xué)生中心、學(xué)案中心、學(xué)習(xí)中心、建構(gòu)中心”。通過(guò)學(xué)生學(xué)與教師教的教學(xué)形式，讓學(xué)生以“教學(xué)內(nèi)容”為背景、以“導(dǎo)學(xué)案”為載體、以“導(dǎo)學(xué)、講解、評(píng)價(jià)、練習(xí)、反問(wèn)”為教學(xué)路線，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)“自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)”等學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生自己去獲取知識(shí)、理解知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，通過(guò)反思生長(zhǎng)出新的問(wèn)題。

亦達(dá)目標(biāo)：首先，通過(guò)教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生會(huì)學(xué)、樂(lè)學(xué)、活學(xué)。其次，通過(guò)教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生終生的可持續(xù)發(fā)展的能力，比如：觀察能力，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，分析處理?shí)驗(yàn)證據(jù)能力，收集處理信息能力，自主學(xué)習(xí)能力，合作探究能力，討論交流能力，多維度評(píng)價(jià)能力，用數(shù)學(xué)知識(shí)表達(dá)學(xué)科知識(shí)能力，用學(xué)科知識(shí)分析處理實(shí)際問(wèn)題能力，邏輯推理能力，多維度思維能力，語(yǔ)言表達(dá)能力和創(chuàng)新能力，另外，還要滲透德育思想。

4 基于“導(dǎo)學(xué)講評(píng)練問(wèn)”教學(xué)模式的《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)案設(shè)計(jì)（表1）

學(xué)習(xí)過(guò)程

【一】情景導(dǎo)學(xué)

首先，回憶與“運(yùn)動(dòng)”有關(guān)的知識(shí)。

運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有 和存在方式；運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)所固有的根本 。

沒有不運(yùn)動(dòng)的 ；也沒有離開物質(zhì)的 。

其次，回憶與“力”有關(guān)的知識(shí)。

在力學(xué)中，物體與物體間的 稱之為力。

在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，以牛頓定律為代表所描述的力具有 ；以三大守恒定律（動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、角動(dòng)量守恒定律）所描述的力在時(shí)空中具有 。

【二】自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)建構(gòu)新知并理解新知

§2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

（一）慣性定律 慣性系

閱讀 2.1.1“慣性定律 慣性系”（P24）條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。

問(wèn)題1：什么是慣性定律？

問(wèn)題1.1：什么是孤立質(zhì)點(diǎn)？請(qǐng)舉例說(shuō)明。

問(wèn)題1.2：請(qǐng)回答書上P24圖2在加速運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)慣性定律還成立嗎？為什么？

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圖2 P24圖

問(wèn)題2：什么是慣性系？

問(wèn)題2.1：慣性系的確定方法有哪些？

問(wèn)題2.2：地球、太陽(yáng)是慣性系嗎？

問(wèn)題2.3：什么是非慣性系？

預(yù)習(xí)后回答以上問(wèn)題。

（二）牛頓第二定律 慣性質(zhì)量 引力質(zhì)量

閱讀2.1.2“牛頓第二定律 慣性質(zhì)量 引力質(zhì)量”（P25）條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。

問(wèn)題1：什么是牛頓第二定律？

中文表達(dá)、數(shù)學(xué)表達(dá)、性質(zhì)、意義。

問(wèn)題2： 慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量的區(qū)別是什么？

預(yù)習(xí)后回答以上問(wèn)題。

（三）牛頓第三定律

閱讀 2.1.3“牛頓第三定律”條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。

問(wèn)題1：什么是牛頓第三定律？

問(wèn)題2：對(duì)于牛頓第三定律，應(yīng)注意哪三點(diǎn)？

問(wèn)題3：牛頓第三定律的適用范圍和條件是什么？

預(yù)習(xí)后回答以上問(wèn)題。

（四）練習(xí)題

1.單選題

（1）物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件錯(cuò)誤的是（ ）

A.該物體可視為孤立質(zhì)點(diǎn)

B.物體不受任何外力

C.物體所受到的合外力為零

D.慣性

（2）牛頓第二定律的適用范圍和條件是（ ）

A.宏觀、低速 B. 宏觀、高速

C.微觀、低速 D. 微觀、高速

（3）光滑水平桌面上有A、B兩物體，當(dāng)A物體沿水平方向去撞擊B物體的過(guò)程中，A物體對(duì)B物體的力和B物體對(duì)A物體的力是（ ）

A.平衡力 B. 作用力與反作用力

C.非平衡力 D. 非作用力與反作用力

......

2.判斷題

（1）慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但不能改變物體的慣性，慣性的量度是質(zhì)量，慣性與力是兩個(gè)截然不同的概念。 （ ）

（2）牛頓第二定律：當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體所受到的合外力大小與物體獲得的加速度大小成正比，與物體的質(zhì)量成正比，合外力的方向與加速度的方向相同，數(shù)學(xué)表達(dá)式：■=m■。 （ ）

（3）牛頓第二定律中，F(xiàn)、a只有因果關(guān)系而沒有先后關(guān)系，當(dāng)F發(fā)生變化，a同時(shí)發(fā)生變化，即牛頓第二定律具有同時(shí)性。（ ）

（4）牛頓第三定律只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，且只適合于慣性參考系。（ ）

......

3.計(jì)算題

（1）一滑雪運(yùn)動(dòng)員從傾角α=30 °的積雪平直山坡頂端由靜止開始勻加速下滑，如圖3所示，經(jīng)過(guò)10 s下滑的距離s=250 m。若該運(yùn)動(dòng)員與滑雪裝置的總質(zhì)量為50 kg，g取10 m/s2，求下滑過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員所受到的阻力。

■

圖3 滑雪 圖4 v-t圖

（2）用力拉住繩子將一質(zhì)量為10 kg的物體豎直下放，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖如圖4所示，g取10 m/s2，試求：

①前2 s內(nèi)繩子的拉力大??；

②第3 s內(nèi)繩子的拉力大小。

......

4.2 牛頓運(yùn)動(dòng)定律教案設(shè)計(jì)（表2）

§2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

教學(xué)過(guò)程

【一】情景導(dǎo)學(xué)

首先，回憶與“運(yùn)動(dòng)”有關(guān)的知識(shí)。

運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有 性質(zhì) 和存在方式；運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)所固有的根本 屬性 。

沒有不運(yùn)動(dòng)的 物質(zhì) ；也沒有離開物質(zhì)的 運(yùn)動(dòng) 。

其次，回憶與“力”有關(guān)的知識(shí)。

在力學(xué)中，物體與物體間的 相互作用 稱之為力。

在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，以牛頓定律為代表所描述的力具有 瞬時(shí)效應(yīng) ；以三大守恒定律（動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、角動(dòng)量守恒定律）所描述的力在時(shí)空中具有 積累效應(yīng) 。

力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系是人類幾千年來(lái)不斷探索的課題。力和運(yùn)動(dòng)之間究竟存在何種關(guān)系，這就是本節(jié)課要討論的問(wèn)題。今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)《大學(xué)物理》第2章第1節(jié)《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》。

【二】自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)建構(gòu)新知并理解新知

§2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

在運(yùn)動(dòng)的描述中，各種參考系都是等價(jià)的。但實(shí)驗(yàn)表明：動(dòng)力學(xué)規(guī)律并非是在任何參考系中都成立。這就引出了慣性參考系的問(wèn)題。

一、慣性定律 慣性系（板書 一、慣性定律 慣性系）

請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅慰焖匍喿x 2.1.1“慣性定律 慣性系”（P24）條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。（問(wèn)題呈現(xiàn)在上）

問(wèn)題1：什么是慣性定律？

問(wèn)題1.1：什么是孤立質(zhì)點(diǎn)？請(qǐng)舉例說(shuō)明？

問(wèn)題1.2：請(qǐng)回答書上P24圖5在加速運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)慣性定律還成立嗎 ？為什么？

■

圖5 P24圖

問(wèn)題2：什么是慣性系？

問(wèn)題2.1：慣性系的確定方法有哪些？

問(wèn)題2.2：地球、太陽(yáng)是慣性系嗎？

問(wèn)題2.3：什么是非慣性系？

教學(xué)思路：基于“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)原則，首先，學(xué)生以“教師角色”、教師以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”；然后，教師以“教師角色”、學(xué)生以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”。在這個(gè)過(guò)程中，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展和延伸。

問(wèn)題1：什么是慣性定律？（板書 1.慣性定律：P24）

一孤立 質(zhì)點(diǎn) 將永遠(yuǎn)保持其原來(lái)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

問(wèn)題1.1：什么是孤立質(zhì)點(diǎn)？舉例說(shuō)明。（板書 1.1孤立質(zhì)點(diǎn)P24）

不受其他物體 作用 或離其他物體都 足夠遠(yuǎn) 的質(zhì)點(diǎn)。

例如： 太空中一個(gè)遠(yuǎn)離所有星體的飛船 。

問(wèn)題1.2：請(qǐng)回答書上P24圖2.1在加速運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)慣性定律還成立嗎 ？為什么？

在S參考系上觀察：（S參考系是地面參考系，是靜止參考系，是慣性參考系）

■=0，■=0，說(shuō)明：牛頓第一定律成立。

在S'參考系上觀察：（S'參考系是車廂參考系，是加速運(yùn)動(dòng)參考系，是非慣性參考系）

■=0，■≠0，說(shuō)明：牛頓第一定律不成立。

可見，牛頓第一定律只適用于慣性系。（板書 1.2只適用于慣性系）

問(wèn)題2：什么是慣性系？（板書 2.慣性系P25）

相對(duì)于 孤立質(zhì)點(diǎn) 靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系稱為慣性系。

或相對(duì)于 已知慣性系 靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系也是慣性系。

問(wèn)題2.1 慣性系的確定方法有哪些？（板書 2.1慣性系的確定）

只有通過(guò) 力學(xué) 實(shí)驗(yàn)來(lái)確定慣性系。

即首先選取某一參照系，通過(guò)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，若能得到物體的運(yùn)動(dòng)遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，則該參照系是慣性系。否則，不是。

根據(jù)天文觀察，以太陽(yáng)系作為參照系研究行星運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)遵守 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 ，所以太陽(yáng)系是一個(gè) 慣性系 。

問(wèn)題2.2 地球、太陽(yáng)是一個(gè)近似程度很好或精度很高的慣性系？（板書 2.2地球、太陽(yáng)可視為慣性系P25）

地球是一個(gè)近似程度很好的慣性系

以地球?yàn)?坐標(biāo)原點(diǎn) ，以地球到太陽(yáng)的連線作為 坐標(biāo)軸 的參考系稱為地球慣性系。

但因a公=5.9×10-3 m/s2，a白=3.4×10-2 m/s2都很小，可忽視。在這種情況下，地球可視為一個(gè)近似程度很好的慣性系。

太陽(yáng)是一個(gè)精度很高的慣性系

以太陽(yáng)為 坐標(biāo)原點(diǎn) ，以太陽(yáng)到其他某恒星的連線作為 坐標(biāo)軸 的參考系稱為太陽(yáng)慣性系。

太陽(yáng)和銀河系中其他所有恒心一起都繞 銀河系中心 旋轉(zhuǎn)。

但因a日銀=10-10 m/s2，更小，可忽視。在這種情況下，太陽(yáng)可視為一個(gè)精度很高的慣性系。

拓展——馬赫認(rèn)為：所謂慣性系，其實(shí)質(zhì)應(yīng)是相對(duì)于整個(gè)宇宙的平均加速度為零的參照系。因此，慣性系只能無(wú)限逼近，而無(wú)最終的慣性系。

問(wèn)題2.3：非慣性系是什么？（板書 2.3非慣性系P25）

一切相對(duì)于已知慣性系做加速運(yùn)動(dòng)的參照系為非慣性系（見書上P24圖2.1）。

我們知道：牛頓運(yùn)動(dòng)定律包括牛頓第一定律（慣性定律）、牛頓第二定律、牛頓第三定律。前面，我們介紹了牛頓第一定律，接下來(lái)，學(xué)習(xí)牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí)。

（二）牛頓第二定律 慣性質(zhì)量 引力質(zhì)量 （板書 二、牛頓第二定律 慣性質(zhì)量 引力質(zhì)量）

請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅慰焖匍喿x2.1.2“牛頓第二定律、慣性質(zhì)量、引力質(zhì)量”（P25）條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。（問(wèn)題呈現(xiàn)在上）

問(wèn)題1： 什么是牛頓第二定律？

中文表達(dá)、數(shù)學(xué)表達(dá)、性質(zhì)、意義。

問(wèn)題2： 慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量的區(qū)別？

教學(xué)思路：基于“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)原則。首先，學(xué)生以“教師角色”，教師以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”；然后，教師以“教師角色”，學(xué)生以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”。在這個(gè)過(guò)程中，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展和延伸。

問(wèn)題1：什么是牛頓第二定律？（板書 1.牛頓第二定律P25）

中文表達(dá)：當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體獲得的加速度的大小與物體所受到的合外力的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。（板書 1.1中文表達(dá)：P25）

數(shù)學(xué)表達(dá)：（板書 1.2 ，P25）

性質(zhì)：同一性；矢量性；瞬時(shí)性；獨(dú)立性；同時(shí)性；局限性；統(tǒng)一性。（板書 1.3性質(zhì)，P25）

意義：（板書 1.4意義）

定量的確定了 力和運(yùn)動(dòng) 的關(guān)系。

拓展：力的疊加原理

若一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用，則合力產(chǎn)生的加速度，等于這些力單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的加速度之矢量和。

拓展：物體之間存在四種（基本）相互作用力。

兩種長(zhǎng)程相互作用力——引力、電磁力；

兩種短程相互作用力——強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力。

問(wèn)題2： 慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量的區(qū)別是什么？（板書 2.慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量）

問(wèn)題2.1慣性質(zhì)量： 牛頓第二定律 中的質(zhì)量稱為慣性質(zhì)量。（板書 2.1. 慣性質(zhì)量）

問(wèn)題2.2引力質(zhì)量： 萬(wàn)有引力定律 中的質(zhì)量稱為引力質(zhì)量。（板書 2.2. 引力質(zhì)量）

■=-G■■■

G=（6.51±0.12）×10-11 N.m2/kg2

“-”表示m1對(duì)m2的引力方向總是與m2對(duì)m1的矢徑方向相反。

問(wèn)題2.3：慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量之間的關(guān)系？[板書 2.3慣性質(zhì)量=引力質(zhì)量（在經(jīng)典力學(xué)中）]

牛頓等許多人通過(guò)實(shí)驗(yàn)都證明了慣性質(zhì)量 等于 引力質(zhì)量。因此，在經(jīng)典力學(xué)的討論中， 不需區(qū)分 慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量。

慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量 等價(jià) 是廣義相對(duì)論的出發(fā)點(diǎn)之一。

前面已學(xué)習(xí)了牛頓第一定律（慣性定律）、牛頓第二定律。接下來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)牛頓第三定律及其相關(guān)知識(shí)。

（三）牛頓第三定律 （板書三、牛頓第三定律）

請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅慰焖匍喿x2.1.3“牛頓第三定律”條目下的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。（問(wèn)題呈現(xiàn)在上）

問(wèn)題1：什么是牛頓第三定律？

問(wèn)題2：運(yùn)用牛頓第三定律，應(yīng)注意三點(diǎn)是什么？

問(wèn)題3：牛頓第三定律的適用范圍和條件有哪些？

教學(xué)思路：基于“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)原則。首先，學(xué)生以“教師角色”，教師以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”；然后，教師以“教師角色”，學(xué)生以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”。在這個(gè)過(guò)程中，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展和延伸。

問(wèn)題1：什么是牛頓第三定律？（板書 1.牛頓第三定律P26）

當(dāng)物體A以力F1作用在物體B上時(shí)，物體B也必定同時(shí)以力F2作用在物體A上，F(xiàn)1、F2大小 相等 ，方向 相反 ，且力的作用線在 一條直線上 。

■1=-■2

問(wèn)題2：運(yùn)用牛頓第三定律，應(yīng)注意哪三點(diǎn)？（板書 2.注意三點(diǎn)P26）

（1）作用力與反作用力總是 成對(duì) 出現(xiàn)，且作用力與反作用力之間的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)。

（2）作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)物體上的，因此絕對(duì)不是一對(duì) 平衡力 。

（3）作用力與反作用力一定是屬于 同一性質(zhì) 的力。

問(wèn)題3：牛頓第三定律的適用范圍和條件是什么？（板書 3.適用范圍和條件）

牛頓第三定律只在 實(shí)體物體 之間，且運(yùn)動(dòng)速度 遠(yuǎn)小于 光速時(shí)才成立。

拓展：當(dāng)速度增大到一定值，產(chǎn)生的“相對(duì)論效應(yīng)”是不可忽視時(shí)，再這種情況下，牛頓第三定律的表達(dá)就失效了。此時(shí)，取而代之的是動(dòng)量守恒定律。因此，有人說(shuō)，牛頓第三定律只是動(dòng)量守恒定律在經(jīng)典力學(xué)中的一個(gè)重要推論。

【三】鞏固新知

例題 如圖6所示，質(zhì)量為m的方形物體置于水平地面上，并對(duì)該物體施予水平向右的拉力F，使該物體在水平向右的方向上做加速度為a勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)該物體與水平桌面之間的摩擦系數(shù)為μ。

求：（1）進(jìn)行受力分析；（2）判定哪些力是平衡力；哪些力是作用力和反作用力；（3）在哪一個(gè)方向上，可視為物體不受任何外力作用，保持其靜止?fàn)顟B(tài)，遵循牛頓第一定律；（4）運(yùn)用牛頓第二定律，寫出加速度a的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

解 ：（1）受力分析如圖7所示。

■

圖6 題圖 圖7 受力分析

（2）平衡力：N與G，且N=G

作用力與反作用力：N與N'，且N=N'

（3）在豎直方向上，可視為物體不受任何外力作用，保持其靜止?fàn)顟B(tài)，遵循牛頓第一定律。

（4）對(duì)物體而言，在水平方向上，運(yùn)用牛頓第二定律得，

a=■=■ ■ =■

......

【四】練習(xí)題（將導(dǎo)學(xué)案上的練習(xí)題再次呈現(xiàn)在PPT上）

1.單選題

（1）物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件錯(cuò)誤的是（ ABC ）

A.該物體可視為孤立質(zhì)點(diǎn)

B.物體不受任何外力

C.物體所受到的合外力為零

D.慣性

（2）牛頓第二定律的適用范圍和條件是（A）

A.宏觀、低速

B.宏觀、高速

C.微觀、低速

D.微觀、高速

（3）光滑水平桌面上有A、B兩物體，當(dāng)A物體沿水平方向去撞擊B物體的過(guò)程中，A物體對(duì)B物體的力和B物體對(duì)A物體的力是（ B ）

A.平衡力

B.作用力與反作用力

C.非平衡力

D.非作用力與反作用力

......

2.判斷題

（1）慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但不能改變物體的慣性，慣性的量度是質(zhì)量，慣性與力是兩個(gè)截然不同的概念。（ √ ）

（2）牛頓第二定律：當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體所受到的合外力大小與物體獲得的加速度大小成正比，與物體的質(zhì)量成正比，合外力的方向與加速度的方向相同，數(shù)學(xué)表達(dá)式：■=m■。（×）

（3）牛頓第二定律中，F(xiàn)、a只有因果關(guān)系，而沒有先后關(guān)系，當(dāng)F發(fā)生變化，a同時(shí)發(fā)生變化，即牛頓第二定律具有同時(shí)性。（ √ ）

（4）牛頓第三定律只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，且只適合于慣性參考系。（ √ ）

......

3.計(jì)算題

（1）一滑雪運(yùn)動(dòng)員從傾角α=30 °的積雪平直山坡頂端由靜止開始勻加速下滑，如圖8所示，經(jīng)過(guò)10 s下滑的距離s=250 m。若該運(yùn)動(dòng)員與滑雪裝置的總質(zhì)量為50 kg，g取10 m/s2，求下滑過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員所受到的阻力。（解：略）

（2）用力拉住繩子將一質(zhì)量為10 kg的物體豎直下放，其運(yùn)動(dòng)v-t的圖如圖9所示，g取10 m/s2，試求：

①前2 s內(nèi)繩子的拉力大小；

②第3 s內(nèi)繩子的拉力大小。（解：略）

......

■

圖8 滑雪 圖9 v-t圖

教學(xué)思路：基于“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)原則。首先，學(xué)生以“教師角色”，教師以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”；然后，教師以“教師角色”，學(xué)生以“學(xué)生角色”進(jìn)行“講解—評(píng)價(jià)”。

【五】反思提問(wèn)

預(yù)設(shè)學(xué)生提問(wèn)

1. 基于牛頓第二定律，加速度與合外力之間具有因果性，因此，加速度與合外力應(yīng)具有先后性。前面又說(shuō)：加速度與合外力具有同時(shí)性。顯然矛盾，如何理解？

2. 什么是相對(duì)性效應(yīng)？

......

【六】布置作業(yè)

P65：本章習(xí)題——2.2. 填空題（2）； 2.3.計(jì)算題；2.4.計(jì)算題。

【七】課后反思

參考文獻(xiàn)：

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[2]何善亮，徐文彬.東廬中學(xué)“講學(xué)稿”教學(xué)改革探索與啟示[J].中國(guó)教育學(xué)刊，2009，（10）：46.

[3]王新民，王富英.學(xué)習(xí)內(nèi)評(píng)價(jià)的含義及其基本特征[J].教育科學(xué)論壇，2011，（5）：5.

[4][美]小威廉姆E·多爾.后現(xiàn)代課程觀[M].北京：教育科學(xué)出版社，2000：182.

（欄目編輯 鄧 磊）