牛頓運動定律的應(yīng)用+作業(yè)設(shè)計方案 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

《牛頓運動定律的應(yīng)用》作業(yè)設(shè)計方案一、作業(yè)設(shè)計的目標牛頓運動定律在高中物理里那可是相當重要的內(nèi)容，就像蓋房子的地基一樣。作業(yè)設(shè)計的主要目標呢，首先是讓學(xué)生能夠熟練掌握牛頓運動定律的公式，像F=ma這些，并且能準確地把它們應(yīng)用到各種實際問題里去。其次呢，要培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，讓他們看到一個物理場景，就能知道用哪個定律來解決。最后，希望能激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，讓他們覺得物理不是干巴巴的公式，而是能解釋生活中很多有趣現(xiàn)象的魔法。我以前教過一個學(xué)生叫小李，這孩子特別聰明，但是對物理的興趣不是很大。有一次上課講牛頓第二定律的時候，我拿了個小推車，在推車上放了不同重量的東西，然后讓同學(xué)們分析我用多大的力能讓車達到一定的加速度。別的同學(xué)都在那兒熱烈討論，就小李在那兒發(fā)呆。我就問他怎么回事，他說覺得這些公式太枯燥了，不知道學(xué)了有啥用。所以我就想啊，作業(yè)要是設(shè)計得好，像小李這樣的學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)物理的樂趣。二、作業(yè)類型與內(nèi)容1.基礎(chǔ)型作業(yè)(1)公式記憶與簡單計算-默寫牛頓三大運動定律的公式，并且寫出每個字母代表的物理量和單位。比如牛頓第二定律F=ma，F(xiàn)代表力，單位是牛頓（N），m代表質(zhì)量，單位是千克（kg），a代表加速度，單位是米每二次方秒（m/s2）。這就像記電話號碼一樣，得先把這些基本的東西牢牢記住。-做一些簡單的計算題目。例如：一個物體質(zhì)量為5kg，受到一個10N的力，求它的加速度。這種題目就是直接套公式，讓學(xué)生熟悉公式的運用。我給學(xué)生們講的時候就說，這就好比你知道了鑰匙（公式），現(xiàn)在要去開一扇簡單的門（題目）。(2)概念理解填空-關(guān)于牛頓運動定律的概念填空。比如：牛頓第一定律表明，一切物體在沒有受到力的作用時，總保持（靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)）。這有助于加深學(xué)生對定律基本概念的理解。2.拓展型作業(yè)(1)情境分析題-給出一些實際的物理情境，讓學(xué)生分析其中涉及的牛頓運動定律。比如說，汽車突然剎車的時候，車上的人會向前傾，這是為什么呢？這就需要學(xué)生用牛頓運動定律來解釋。我記得有一次，我給同學(xué)們講這個例子的時候，還現(xiàn)場表演了一下，假裝在汽車里突然剎車的樣子，同學(xué)們都笑得不行，但是也都記住了這個知識點。-一個小球在光滑的斜面上滾動，分析小球的受力情況以及它的運動狀態(tài)變化符合哪個牛頓運動定律。這種題目就比基礎(chǔ)型的稍微難一點，需要學(xué)生在腦海里構(gòu)建物理模型。(2)實驗設(shè)計題-設(shè)計一個驗證牛頓第二定律的實驗方案。要求寫出實驗器材、實驗步驟、需要測量的數(shù)據(jù)以及如何根據(jù)測量數(shù)據(jù)得出結(jié)論。這可就考驗學(xué)生對定律的理解和動手能力了。我給學(xué)生們講的時候就說，這就像你要當一個小科學(xué)家，自己去探索牛頓定律的奧秘。小李剛開始的時候覺得特別難，但是在我的指導(dǎo)下，他慢慢發(fā)現(xiàn)其實也挺有趣的。3.探究型作業(yè)(1)生活中的物理現(xiàn)象探究-讓學(xué)生去觀察生活中與牛頓運動定律有關(guān)的現(xiàn)象，然后寫一篇小報告。比如說，觀察跳遠運動員起跳和落地的過程，分析其中牛頓運動定律的應(yīng)用。小李對這個作業(yè)特別感興趣，他去操場看了好多跳遠的同學(xué)，還回來跟我說，他發(fā)現(xiàn)運動員起跳的時候，腳用力蹬地，地給腳一個反作用力，這就是牛頓第三定律的體現(xiàn)。他寫的報告特別詳細，還畫了圖來解釋呢。-探究電梯啟動和停止時人的感受與牛頓運動定律的關(guān)系。這個作業(yè)可以讓學(xué)生更深入地理解牛頓運動定律在日常生活中的無處不在。(2)物理模型構(gòu)建與分析-給定一個復(fù)雜的物理場景，比如一個游樂園里的過山車，讓學(xué)生構(gòu)建物理模型，分析過山車在運行過程中各個階段涉及的牛頓運動定律。這需要學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，并且要有很強的邏輯思維能力。三、作業(yè)難度分層1.對于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生-重點放在基礎(chǔ)型作業(yè)上。在公式記憶與簡單計算方面，可以多做一些類似的練習(xí)題，直到熟練掌握公式的運用。對于概念理解填空，允許他們參考課本，但是要逐漸減少依賴，提高自己的理解能力。在做簡單計算題目時，如果遇到困難，可以向老師或者同學(xué)請教。2.對于中等學(xué)習(xí)能力的學(xué)生-在完成基礎(chǔ)型作業(yè)的基礎(chǔ)上，認真完成拓展型作業(yè)。在情境分析題中，要能夠準確地找出物理情境中的關(guān)鍵信息，運用牛頓運動定律進行分析。在實驗設(shè)計題方面，要保證實驗方案的合理性和可行性?？梢院屯瑢W(xué)合作完成，互相交流想法，提高自己的能力。3.對于學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生-要高質(zhì)量地完成基礎(chǔ)型、拓展型作業(yè)，并且在探究型作業(yè)中有更深入的探索。在生活中的物理現(xiàn)象探究中，除了觀察現(xiàn)象和分析定律的應(yīng)用，還可以嘗試從定量的角度去分析，比如計算運動員起跳時的力大概是多少。在物理模型構(gòu)建與分析作業(yè)中，可以對模型進行優(yōu)化，考慮更多的因素，并且能夠用簡潔明了的語言解釋復(fù)雜的物理過程。四、作業(yè)評價方式1.教師評價(1)對于基礎(chǔ)型作業(yè)-在公式記憶與簡單計算方面，主要檢查公式的默寫是否正確，計算結(jié)果是否準確。如果公式默寫正確且計算無誤，就給予表揚，比如在作業(yè)后面寫上“很棒，公式掌握得很扎實！”如果有錯誤，就指出錯誤的地方，并且讓學(xué)生重新做一遍。-在概念理解填空作業(yè)中，檢查概念的填寫是否準確。如果準確，給予肯定，要是不準確，要詳細解釋概念的含義，讓學(xué)生重新思考并填寫。(2)對于拓展型作業(yè)-在情境分析題中，評價學(xué)生對物理情境的分析是否合理，是否準確地運用了牛頓運動定律。如果分析合理且邏輯清晰，給予高分，并且可以在課堂上分享優(yōu)秀的答案。如果分析存在問題，要指出問題所在，引導(dǎo)學(xué)生正確分析。-在實驗設(shè)計題方面，評價實驗方案的完整性、合理性以及創(chuàng)新性。如果實驗方案完整、合理且有一定的創(chuàng)新性，就給予表揚，并且可以讓學(xué)生在實驗室里按照自己的方案進行實驗。如果存在不足，要提出改進的建議。(3)對于探究型作業(yè)-在生活中的物理現(xiàn)象探究作業(yè)中，評價學(xué)生觀察的細致程度、對現(xiàn)象的分析是否深入以及報告的撰寫質(zhì)量。如果觀察細致、分析深入且報告撰寫有條理，就給予優(yōu)秀的評價。如果存在不足，要引導(dǎo)學(xué)生如何進一步觀察和分析。-在物理模型構(gòu)建與分析作業(yè)中，評價模型構(gòu)建的準確性、對物理過程分析的全面性以及解釋的清晰度。如果這些方面都做得很好，就給予肯定和鼓勵，要是有問題，要幫助學(xué)生完善模型和分析。2.學(xué)生自評-在完成基礎(chǔ)型作業(yè)后，讓學(xué)生自己檢查公式的默寫和計算結(jié)果，找出自己的錯誤并分析原因。在拓展型和探究型作業(yè)中，讓學(xué)生思考自己在作業(yè)過程中的優(yōu)點和不足。比如在情境分析題中，自己是否準確地抓住了關(guān)鍵信息，在實驗設(shè)計題中，自己的方案有沒有可以改進的地方等。3.學(xué)生互評-組織學(xué)生進行作業(yè)互評。讓學(xué)生交換作業(yè)，互相評價。在互評的過程中，他們可以學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點，同時也能發(fā)現(xiàn)自己的不足之處。比如在情境分析題中，有的同學(xué)可能會有獨特的分析角度，其他同學(xué)就可以學(xué)習(xí)。在實驗設(shè)計題中，同學(xué)們可以互相交流實驗器材的選擇和實驗步驟的合理性等。通過這樣的作業(yè)設(shè)計方案，希望能夠讓不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)牛頓運動定律的應(yīng)用這部分內(nèi)容時，都能有所收獲。就像小李一樣，從對物理不感興趣，到慢慢發(fā)現(xiàn)物理的樂趣，最后能夠積極主動地去探究物理現(xiàn)象背后的奧秘。這樣不僅能提高學(xué)生的物理成績，還能讓他們真正愛上物理這門神奇的學(xué)科呢。再來說說小李這個孩子的另一個有趣的事情。在做關(guān)于電梯啟動和停止時人的感受與牛頓運動定律關(guān)系的探究作業(yè)時，他為了更準確地體驗?zāi)欠N感覺，專門在電梯里上上下下了好多次，還拿著一個小本子記錄自己的感受。他回來跟我說，他發(fā)現(xiàn)電梯啟動的時候，人會感覺變重，這是因為加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律，人受到的支持力大于重力；電梯停止的時候，人會感覺變輕，這是因為加速度向下，支持力小于重力。他說得頭頭是道，我都覺得這孩子像個小專家了。這個事情也讓我更加堅信，好的作業(yè)設(shè)計真的能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。繼續(xù)說這個作業(yè)設(shè)計的一些細節(jié)。在基礎(chǔ)型作業(yè)里，公式記憶這塊，我還會讓學(xué)生們自己制作一些小卡片，一面寫公式，一面寫解釋，這樣他們就可以隨時隨地復(fù)習(xí)。對于那些容易混淆的概念，比如牛頓第一定律中的慣性和牛頓第二定律中的加速度的關(guān)系，我會讓學(xué)生們畫一些簡單的思維導(dǎo)圖來梳理。在拓展型作業(yè)的情境分析題里，我會給學(xué)生們提供一些思考的方向。比如說，分析汽車在彎道行駛時的情況，我會告訴他們先考慮汽車的受力，有重力、支持力、摩擦力，然后再看這些力是怎么影響汽車的運動狀態(tài)的，是符合牛頓第二定律的。這樣可以幫助學(xué)生們更快地找到解題的思路。在探究型作業(yè)的生活中的物理現(xiàn)象探究方面，除了前面提到的跳遠和電梯，我還會鼓勵學(xué)生去觀察其他的現(xiàn)象，比如投籃的時候籃球的運動軌跡，騎自行車的時候用力蹬踏板車子加速的過程等。并且要求他們不僅僅是簡單地描述現(xiàn)象，還要深入地分析其中的物理原理。在作業(yè)的時間安排上，基礎(chǔ)型作業(yè)我預(yù)計學(xué)生們在課堂上可以完成一部分，課后再花30分鐘左右就可以全部完成。拓展型作業(yè)可能需要花費1個小時左右的時間，探究型作業(yè)由于需要觀察和思考，我給學(xué)生們2-3天的時間去完成。這樣既不會讓學(xué)生覺得作業(yè)負擔(dān)過重，又能保證他們有足夠的時間去認真思考和探究。在作業(yè)的趣味性方面，我還想了一些小點子。比如在基礎(chǔ)型作業(yè)里，如果學(xué)生連續(xù)三次公式默寫全對，我就會給他們一個小獎勵，像是一個物理小徽章之類的。在拓展型作業(yè)的實驗設(shè)計題里，我會讓學(xué)生們想象自己是一個偉大的物理學(xué)家，正在設(shè)計一個改變世界的實驗，這樣可以增加他們的積極性。在探究型作業(yè)里，對于那些觀察特別細致、分析特別深入的學(xué)生，我會讓他們在課堂上做一個小小的分享會，就像一個小科學(xué)家在做報告一樣，這可以讓他們很有成就感。在作業(yè)的反饋方面，除了前面提到的評價方式，我還會定期收集學(xué)生們對作業(yè)的意見。有一次，學(xué)生們跟我說基礎(chǔ)型作業(yè)里的計算題目有點太單一了，我就根據(jù)他們的意見增加了一些不同類型的計算題目，比如涉及多個物體受力的計算。這樣可以讓作業(yè)更加符合學(xué)生們的學(xué)習(xí)需求。在基礎(chǔ)型作業(yè)的概念理解填空方面，我還會采用一些趣味的方式來幫助學(xué)生記憶。比如把概念編成一些小口訣，像“牛頓第一有慣性，靜止勻速它來定”這樣的，學(xué)生們都覺得很有趣，記憶起來也更容易了。在探究型作業(yè)的物理模型構(gòu)建與分析方面，我會給學(xué)生們提供一些參考資料，像一些物理模型的書籍或者網(wǎng)站。這樣可以讓學(xué)生們在構(gòu)建模型的時候有更多的思路，不至于無從下手。同時，我也會鼓勵學(xué)生們自己去尋找更多的資料，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力。對于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，我還會額外給他們安排一些輔導(dǎo)時間。比如在基礎(chǔ)型作業(yè)里，如果他們對公式的理解有困難，我會在課間或者放學(xué)后給他們單獨講解。在他們完成作業(yè)的過程中，我也會隨時關(guān)注他們的進度，及時給予幫助。對于中等學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，我會鼓勵他們參加一些物理小組活動。在這些活動中，他們可以和其他同學(xué)一起討論拓展型作業(yè)里的一些難題，互相學(xué)習(xí)，共同提高。我還會在小組活動中設(shè)置一些小挑戰(zhàn)，比如看哪個小組能最快地設(shè)計出一個驗證牛頓第二定律的創(chuàng)新實驗方案，這樣可以激發(fā)他們的競爭意識和團隊合作精神。對于學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生，我會給他們推薦一些更深入的物理學(xué)習(xí)資料，像一些大學(xué)物理的入門書籍或者科普文章。這樣可以滿足他們的求知欲，讓他們在物理的知識海洋里暢游得更遠。同時，我也會讓他們擔(dān)任小老師的角色，幫助其他同學(xué)解決在作業(yè)中遇到的問題，這樣可以讓他們更好地鞏固自己的知識，同時也能提高自己的溝通能力。在作業(yè)的整體設(shè)計上，我希望能夠讓學(xué)生們通過不同層次的作業(yè)，逐步提高自己的物理能力。從基礎(chǔ)的公式記憶和概念理解，到能夠分析實際的物理情境，再到深入探究生活中的物理現(xiàn)象和構(gòu)建復(fù)雜的物理模型。就像搭積木一樣，一塊一塊地把物理知識的大廈建立起來。再講講小李的進步吧。隨著這些作業(yè)的進行，小李對物理的態(tài)度發(fā)生了很大的變化。他從最開始覺得物理枯燥，到后來主動去尋找生活中的物理現(xiàn)象。在考試的時候，他在牛頓運動定律這部分的成績也有了很大的提高。以前他總是在這部分丟分，現(xiàn)在他不僅能準確地回答基礎(chǔ)的題目，還能在一些拓展和探究類的題目上拿到高分。他還經(jīng)常在課堂上分享他的發(fā)現(xiàn)，帶動了其他同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。在基礎(chǔ)型作業(yè)的公式記憶與簡單計算中，我還會讓學(xué)生們進行一些小競賽。比如說，在規(guī)定的時間內(nèi)，看誰能最快最準確地完成一定數(shù)量的計算題目。獲勝的同學(xué)可以得到一些小獎品，像物理實驗小器材之類的。這樣可以增加作業(yè)的趣味性，同時也能提高學(xué)生們的計算速度和準確性。在拓展型作業(yè)的實驗設(shè)計題里，我會引導(dǎo)學(xué)生們考慮實驗的誤差來源以及如何減小誤差。這也是物理實驗中非常重要的一部分。我會讓他們在設(shè)計實驗方案的時候，專門列出可能存在的誤差以及對應(yīng)的解決辦法。這樣可以讓學(xué)生們的實驗設(shè)計更加科學(xué)合理。在探究型作業(yè)的生活中的物理現(xiàn)象探究中，我會要求學(xué)生們盡量用多種方法來驗證自己的分析結(jié)果。比如說，在分析跳遠運動員起跳和落地過程中的牛頓運動定律應(yīng)用時，除了理論分析，還可以通過拍攝運動員的動作，然后用軟件進行分析，這樣可以讓學(xué)生們的探究更加深入和全面。在作業(yè)的難度調(diào)整方面，我會根據(jù)學(xué)生們的整體學(xué)習(xí)情況進行動態(tài)調(diào)整。如果發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生在某個層次的作業(yè)上都有困難，我會適當?shù)亟档碗y度，增加一些提示或者示例。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對某個層次的作業(yè)都完成得很好，我會增加一些難度，比如在探究型作業(yè)里增加更多的變量或者更復(fù)雜的物理場景。在作業(yè)的批改方面，除了前面提到的教師評價、學(xué)生自評和學(xué)生互評之外，我還會對學(xué)生們的作業(yè)進行詳細的記錄。比如記錄每個學(xué)生在不同類型作業(yè)中的錯誤類型和頻率，這樣可以更有針對性地對學(xué)生進行輔導(dǎo)。同時，我也會把這些記錄作為調(diào)整作業(yè)難度和內(nèi)容的依據(jù)，讓作業(yè)更加適合學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況。在基礎(chǔ)型作業(yè)的概念理解填空里，我還會設(shè)置一些陷阱題。這些陷阱題看起來和普通的概念題很相似，但