《牛顿运动定律》教材分析及对大学物理力学部分的教学启示--《重庆师范大学》2015年硕士论文
《牛顿运动定律》教材分析及对大学物理力学部分的教学启示
【摘要】：牛顿运动定律无论是在经典力学体系还是在中学物理教学中,都占据着非常重要的地位。通过调查发现中学生进入大学后学习大学物理时暴露出许多问题:1)学生眼高手低的学习态度。2)教师为赶进度的满堂灌课堂。3)学生仍停留在使用初等数学解决物理问题的观念中。因此,基于教材分析的重要意义、牛顿运动定律的重要地位以及大学物理教学中出现的问题,本文采用文献资料分析法、访谈法以及对比分析法,对人教版《物理1》中“牛顿运动定律”一章教材进行分析,提出了相应的教学和评价建议,在此基础上探讨了大学物理力学部分的教学方法。1.在建构主义基本理论和加德纳多元智能理论的基础之上对“牛顿运动定律”一章教材内容进行分析。从整个物理教学的发展趋势、教师教学素质提升以及课堂教学等方面来研究教材分析的意义,按照树立正确教材观,深刻理解课标,细致分析教材内容、结构、设计意图等?骤研究如何科学分析中学物理教材,总结出中学物理学科的学科特点:中学物理不仅是知识性极强的学科,而且还是集实践性、实用性于一身的综合性学科。并提出了高中物理教材分析时应保持的综合性、实践性、思想性及发展性原则,以更好地提升教材分析的效果。2.根据教材分析结果以及物理学科特点,结合中学生心理特点对本章教学和评价提出相关建议,主要体现在:1)教学形式多样化。教师在教学中尽可能开发和应用多种教学资源,实现教学形式多样化,以达到培养学生多元智能的目标。2)教学内容生活化。教师在教学过程中应避免枯燥乏味的知识传授,应该设置合适的教学情境,让知识拥有灵魂、拥有活力,充分体现物理学实践性和应用性的特点,促进学生在原有知识结构之上主动的通过同化、顺应的方式构建新的知识体系。3)教学模式综合化。教师在教学过程中应注意摒弃传统“传递----接收”这种“填鸭式”的教学模式,尽可能采取启发诱导、实验探究、合作讨论等多种教学模式,增强学生学习动机,培养学生科学素养和科学态度。3.对中学教材和大学教材相关知识进行对比分析,基于大学物理和中学物理在教学内容、学生基础和教学方法上的区别,对大学物理力学部分教学提出建议:1)教学模式多样化。在教学过程中采用研究性学习模式、自学--辅导模式、探究式、抛锚式教学等多种教学模式,从而激发学生学习的兴趣,达到提高学习效率的目的。2)做好相关内容的衔接工作。中学物理教学中由于学生缺乏高等数学相关知识,在学习物理概念时理解过于片面和单一。大学物理教学过程中教师应该在学生原有的知识结构上进行知识重新构建和组合,一般采用微分-积分的模式进行相关的分析解释,同时注意和高中所学物理意义进行对比分析。强调量纲法则的使用:中学物理学习中,学生受数学计算的影响出现将已知物理量直接带数值到物理计算过程中的现象,而忽略物理量之间的运算,故大学教学中教师在课堂讲解量纲法则时,应重点强调如何进行物理量推演,引导学生在解题过程中养成先进行物理量推导,再进行数值计算的习惯。中学物理主要涉及的矢量大多方向都在直线方向,学生并未对矢量的方向加以关注。建议在中学教学中教师应提醒学生注意矢量和标量的正确表示方法。最后对本研究进行总结,提出展望:1)在此基础上对教学方法进行更深层次的研究;2)对本文研究结果做大量实践研究;3)对各地区学生情况进行调研,设计更具普遍性的教学建议。
【关键词】：
【学位授予单位】：重庆师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：G633.7【目录】：
中文摘要5-7英文摘要7-121 引言12-20 1.1 研究背景12-17
1.1.1 教材分析的重要性12-14
1.1.2 牛顿运动定律的重要地位14-16
1.1.3 大学物理力学部分教学存在问题16-17 1.2 研究现状分析17-18
1.2.1 教材分析的研究17-18
1.2.2 物理教材分析的研究18 1.3 研究目的和方法18-20
1.3.1 研究目的18-19
1.3.2 研究方法19-202 教材分析的理论基础20-23 2.1 建构主义基本理论20-21
2.1.1 建构主义基本理论观点20-21
2.1.2 建构主义基本理论对本文研究的启示21 2.2 加德纳多元智力理论21-23
2.2.1 加德纳多元智能理论基本观点21
2.2.2 加德纳多元智能理论对本文研究的启示21-233 人教版《物理 1》“牛顿运动定律”教材分析23-35 3.1 正确的教材观23-25
3.1.1 物理教材价值观23-24
3.1.2 物理教材分析的重要性24-25 3.2“牛顿运动定律”教材分析25-35
3.2.1 新课程标准中本章内容的研读分析26-27
3.2.2 教材中本章内容结构分析27-28
3.2.3 《牛顿运动定理》教材分析28-354 “牛顿运动定律”教学和评价35-53 4.1 第一节牛顿第一定律35-37
4.1.1 教学目标分析35
4.1.2 教学重难点分析35
4.1.3 课时安排35
4.1.4 教学建议35-36
4.1.5 评价建议36-37 4.2 第二节实验：探究加速度与力、质量的关系37-39
4.2.1 教学目标分析37
4.2.2 教学重难点分析37
4.2.3 课时安排37
4.2.4 教学建议37-39
4.2.5 评价建议39 4.3 牛顿第二定律39-44
4.3.1 教学目标分析39-40
4.3.2 教学重难点分析40
4.3.3 课时安排40
4.3.4 教学建议40-43
4.3.5 评价建议43-44 4.4 力学单位制44-46
4.4.1 教学目标分析44
4.4.2 教学重难点分析44-45
4.4.3 课时安排45
4.4.4 教学建议45
4.4.5 评价建议45-46 4.5 牛顿第三定律46-48
4.5.1 教学目标分析46
4.5.2 教学重难点分析46
4.5.3 课时安排46
4.5.4 教学建议46-48
4.5.5 评价建议48 4.6 用牛顿定律解决问题（一）48-50
4.6.1 教学目标分析48
4.6.2 教学重难点分析48-49
4.6.3 课时安排49
4.6.4 教学建议49
4.6.5 评价建议49-50 4.7 用牛顿定律解决问题（二）50-53
4.7.1 教学目标分析50
4.7.2 教学重难点分析50
4.7.3 课时安排50
4.7.4 教学建议50-51
4.7.5 评价建议51-535 对大学物理力学部分的教学启示53-59 5.1 大学物理和中学物理的区别53-57
5.1.1 教材的区别53
5.1.2 学生基础知识的区别53-54
5.1.3 教学方法的区别54
5.1.4 力学部分内容知识点的对比54-57 5.2 大学物理力学部分的教学启示57-59
5.2.1 教学模式的多样化57
5.2.2 教学内容的衔接57-596 结论和展望59-61 6.1 结论59-60 6.2 展望60-61参考文献61-64致谢64
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从“”到载人航天1、 重大成就如下：2、 2、科技进步在现代化建设中的重大作用A、两弹一星打破了美苏对中国的核垄断和核威胁,展示了自己的实力,提高了中国的国际地位,为我国现代化建设创造安定的环境；B、杂交水稻的发明不仅解决了中国人民的温饱问题,也为解决世界粮食短缺问题提供了战略思路C、载人航天工程成为高新技术及相关领域发展的强大动力,将为中国带来上千亿元的经济效益,推动我国现代化建设。拓展：两弹一星功勋科学家----;思考：什么是载人航天精神？
伽利略和牛顿的主要成就，经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。1、哥白尼（波兰天文学家）：提出日心说，根本动摇宗教神学的理论基础；2、伽利略（意大利物理学家和天文学家、近代科学之父）①发现了木星的四颗卫星，为日心说找到了证据。用自制望远镜证实日心说的正确性。②开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。③为牛顿经典力学的创立奠定了基础。是经典力学的奠基者。3、牛顿：（微积分＋经典力学）。发现了和牛顿力学三定律。4、牛顿经典力学（1）内容：1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出了万有引力定律和牛顿力学三定律，，建立起一个完整的力学理论体系。实现了物理学史上的第一次大飞跃。海王星的发现是对其最成功的证明。（2）历史地位：①是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。②标志着人类科学时代的开始。③引发了以英国为起点的第一次技术革命，使人类进去了。④为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。（3）局限：无法解决物质热辐射现象＋物质传播媒介问题思考：牛顿简介;牛顿经典力学体系的主要内容;牛顿经典力学的意义
相对论（Relativity）的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。（Special Relativity）和广义相对论（General Relativity）的区别是，前者讨论的是的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年（在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文）。　　由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难，即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此，在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。　　狭义相对论最著名的推论是质能公式，它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量，但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，与有些天文观测到的现象符合。　　根据质能方程，人们很容易推出 “ 光速是宇宙中最快速度 ”。因为，当物体达到光速时，其质量将变得无穷大，与事实不相符。然而，还有人提出，存在着两种宇宙，即 “快宇宙 ” 和 “ 慢宇宙 ”。所有基本粒子在快宇宙中比光速快，即快子，因此，他们所组成的物质也比光速快，反之亦然。此外，有天文学家惊人观测到超光速现象，包括星系相离的速度、类星体膨胀的虚度等等。 但是，至今没有一种说法令人信服，也没有一种说法推翻相对论。思考：爱因斯坦相对论的启发源于;爱因斯坦相对论内容;爱因斯坦相对论揭示的是
19世纪末20世纪初，学处于新旧交替的时期。生产的发展和技术的提高，导致了物理实验上一系列重大发现，使当时的经典物理理论大厦越发牢固，，而唯一不协调的只是物理学天空上小小的"两朵乌云"。但是正是这两朵乌云却揭开了物理学革命的序幕：一朵乌云下降生了量子论，紧接着从另一朵乌云下降生了相对论。量子论和相对论的诞生，使整个物理学面貌为之一新。思考：量子论的提出者;量子论和相对论的矛盾表现在哪
整理教师:&&
举一反三（巩固练习，成绩显著提升，去）
根据问他()知识点分析，
试题“阅读下列材料，回答问题。1905年爱因斯坦发表《论动体的电动...”，相似的试题还有：
1905年爱因斯坦发展《论动体的电动力学》，为物理学的发展带来了革命性的变化。为纪念这一成果诞生100周年，2005年被定为“世界物理年”。请回答：(1)19世纪以来物理学取得了巨大成就。结合所学知识，完成下表。(2)新中国成立后，物理学理论的应用推动了中国国防和空间科技的发展。以下两图分别反映了我国哪两大科技成就？有何意义？________________________________________________________________________________(3)就科技发展对人类社会的影响，简要谈谈你的看法或认识。________________________________________________________________________________
科学是指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。它既能改变人的主观世界，也能改造人的客观世界，科学的发展对人类社会产生了广泛而深远的影响。阅读下列材料，回答问题。材料一 世界近代自然科学是从中世纪的神学束缚中解放出来而发展的，并对教会神学产生了极大冲击。材料二 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论，不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。……伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这、就是伽利略的发现的重大意义。----爱因斯坦《物理学的进化》材料三早在19世纪50年代，马克思就曾预言“蒸汽大王在前一个世纪中翻转了整个世界，现在它的统治已到末日，另外一种更大无比的革命力量----电力的火花将取而代之。”----威廉?李卜克内西：《忆马克思》材料四 材料五20世纪初，相对论和量子理论出现，它们掀起了物理学革命，构成了现代物理学的两大支柱，并对其他学科产生了历史性的影响。人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度。请回答：(1)依据材料一，列举近代自然科学“对教会神学产生了极大冲击”的两个例子。___________________________________________________________________________________________(2)依据材料二，结合所学知识指出爱因斯坦所说伽利略的发现是什么？分析这一发现的意义。___________________________________________________________________________________________(3)根据相关知识说明“电力火花”取代“蒸汽大王”的过程中，最关键的科学发现和发明有哪些？___________________________________________________________________________________________(4)结合材料四中图一二和图四五，说明蒸汽机和发电机的发明过程最大的不同点是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5)结合所学知识指出相对论和量子理论出现的历史背景。分别说明为什么这两大支柱的形成使人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
阅读下列材料：材料一 恩格斯说：“自然研究用来宣布其独立的一个革命行动便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书来向自然事物方面的教会权威挑战。从此自然科学便开始从神学中解放出来……，科学的发展从此便大踏步地前进。”材料二 1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文，为物理学的发展作出了重要贡献。为纪念这一“奇迹年”100周年，全球物理学界一致呼吁2005年为“世界物理年”。日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。请回答：(1)“自然科学便开始从神学中解放出来……，科学的发展从此便大踏步地前进。”结合在近代生物学、物理学领域的主要表现说明这一评论。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)为什么在纪念“奇迹年”100周年时将2005年定为“国际物理年”？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________