前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的中學(xué)物理主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關(guān)鍵詞】物理概念;認(rèn)識;學(xué)習(xí)
中圖分類號:G62
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1006-0278(2015)06-176-01
中學(xué)物理教學(xué)大綱明確指出:中學(xué)物理基礎(chǔ)知識主要是指物理概念和物理規(guī)律。物理概念是物理知識的一個(gè)重要組成部分。物理概念反映了大量物理事實(shí)及復(fù)雜物理現(xiàn)象中最本質(zhì)的、最抽象的東西。而物理規(guī)律本身就表達(dá)了有關(guān)物理概念間的相互聯(lián)系和數(shù)量依存關(guān)系,物理概念是建立物理規(guī)律的基礎(chǔ)。學(xué)生只有掌握好物理概念,才能正確理解物理事實(shí)、掌握物理規(guī)律和原理,提高分析和解決問題的能力。
物理概念是由二大要素組成的:一是概念形成的基礎(chǔ)(感知活動、觀察實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)事實(shí));二是概念形成的形式(概念結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu));二是概念形成的方法(問題解決、科學(xué)方法、觀察證實(shí))。
正確理解物理概念是學(xué)好物理的關(guān)鍵,我們都知道。我認(rèn)為,首先要弄清物理概念的特點(diǎn),不知道吃飯,怎么飽肚子?認(rèn)識記住概念,必須要求有一個(gè)過程,自己要沉入條件之中,反復(fù)求真。
要認(rèn)識、觀察、體驗(yàn)、思索。站在地球上看太陽,太陽隨時(shí)間的變化,不斷更換位置。例如,我們觀察到下列一些現(xiàn)象:天體在運(yùn)行,車輛在前進(jìn),機(jī)器在工作,人在行走等等。盡管這些現(xiàn)象的具體形象不同,但是我們可以撇開它們的具體形象,從它們的共性去考慮時(shí),就會發(fā)現(xiàn)其共同特征,即一個(gè)物體相對另一個(gè)物體的位置,隨時(shí)間變化。于是,我們把這個(gè)從一系列具體現(xiàn)象中提煉出來,又反映著這一系列具體現(xiàn)象本質(zhì)特征的抽象,叫做機(jī)械運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動就是一個(gè)物理概念??傊?,任何一個(gè)物理概念,都是觀察,實(shí)腧與科學(xué)思維相結(jié)和的產(chǎn)物。
定量的物理概念,是可以用教學(xué)和測量聯(lián)系起來的。如力、質(zhì)量、速度、溫度――都具有定量的表示,如某個(gè)力是100牛,某物體的質(zhì)量是1千克一一然而,也有許多物理概念,表而看來是不定量的,實(shí)際上,它們也具有定量的含義。如“平”的概念,其定量含義是:如果研究對象是質(zhì)點(diǎn),則意味著質(zhì)點(diǎn)的加速度等于零,故其平條件為合外力等于零。
中學(xué)物理涉及的概念約四百余個(gè),大致可以分為以下四類;第一類是反映物質(zhì)屬性的。如;運(yùn)動、慣性、質(zhì)量、能量、電、磁、波粒二象性等,這類概念的特點(diǎn)是;其含義深刻.富有哲理性,很難從其字而定義上獲得深刻理解。只有隨著知識的積累和發(fā)展才能由表及里,由淺入深地加深對概念的理解。第二類反映物質(zhì)及其性質(zhì)的。如;速度、加速度、密度、功率、比熱、電場強(qiáng)度、電勢、電動勢、電阻、電容等。它們的共同特點(diǎn)是;用兩個(gè)或幾個(gè)物理量的比值來表示它們的定義。第二類是反映物質(zhì)部的相互作用關(guān)系的。如;力、力矩、壓強(qiáng)、沖量、功、熱量。這些概念的特點(diǎn)是;與物質(zhì)間相互作用密切關(guān)聯(lián),對開單個(gè)物質(zhì)是毫無意義的。第四類是一些描述物理現(xiàn)象的名稱。如;勻速直線運(yùn)動、圓周運(yùn)動、形變、熔解、反射、折射、干涉、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、反射性、核反應(yīng)、質(zhì)量虧損等。這類概念的特點(diǎn)是;就其概念本身而言,并不難理解;難理解的是這些物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,條件及規(guī)俸。
感知是感覺和知覺的總稱。感知的方式有兩種;直接感知和間接感知。直接感知是通過觀察、實(shí)、參觀、生產(chǎn)勞動等活動,讓學(xué)生直接接觸學(xué)習(xí)對象,對有關(guān)事物和現(xiàn)象有一個(gè)明晰的印象,形成概念。間接感知是通過教師形象化的Z言描繪,或利用各種形象化的直觀教具,使學(xué)生對有觀事物和現(xiàn)象有一個(gè)明晰的印象,形成概念。
理解是對事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識過程。它是指在感知的基礎(chǔ)上,通過分析、比較、綜合、概括、想象等思維活動,對事物的認(rèn)識不斷深化,能夠突出事物的重要的、本質(zhì)的特征,能夠區(qū)分相似的事物,能夠比較確切地得出概括性得結(jié)論。這是屬于抽象思維階段、
選作比較分析的新教材是《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物理教科書》,此教材是2004年人民教育出版社出版;舊教材是《全日制普通高級中學(xué)物理教科書(必修)》,此教材是經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會2002年審查通過,人民教育出版社出版.
1.1整體結(jié)構(gòu)
模塊式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高中物理課程變化最為突出的特點(diǎn),新的高中物理課程由12個(gè)模塊構(gòu)成,其中物理l和物理2為共同必修模塊,其他為選修模塊.學(xué)生在學(xué)習(xí)2個(gè)共同必修模塊后,可以在選修1、選修2和選修3系列中任選一個(gè)模塊學(xué)習(xí)[6-9].
1.2教學(xué)內(nèi)容
新教材較之舊教材主要有三方面的變化:(1)章節(jié)順序不同.例如:舊教材第一冊章節(jié)順序是“力”、“直線運(yùn)動”、“牛頓運(yùn)動定律”、“物體的平衡”;而新教材必修一是“運(yùn)動的描述”、“勻變速直線運(yùn)動的研究”、“相互作用”、“牛頓運(yùn)動定律”.這種順序安排使學(xué)生感到困難的受力分析內(nèi)容移到運(yùn)動學(xué)之后,此時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力已經(jīng)有所提高,難度相對降低.(2)新教材按知識內(nèi)容整合模塊化.如舊教材第二冊中的電磁場單獨(dú)構(gòu)成選修3-1、3-2模塊;舊教材第二冊分子熱運(yùn)動、能量守恒、固體、液體和汽體構(gòu)成選修3-3模塊;舊教材第二冊中的動量守恒和第三冊中的近代物理部分構(gòu)成選修3-5模塊;新教材把機(jī)械波由第二冊移到選修3-4模塊,并把幾種形式相同而實(shí)質(zhì)不同的波動——機(jī)械波、電磁波和光波進(jìn)行類比,有利于學(xué)生加深對波的理解.(3)刪舊增新.新教材在系統(tǒng)地介紹物理基本知識的同時(shí),刪減了一些“難、偏、舊”的知識,新加了與實(shí)際聯(lián)系比較大的內(nèi)容.如選修3-1中增加了“邏輯電路與自動控制”;選修3-2增加了“傳感器及其應(yīng)用”等.
1.3教學(xué)要求
高中實(shí)行學(xué)分制,選修內(nèi)容不要求學(xué)生全部都進(jìn)行學(xué)習(xí).知識結(jié)構(gòu)上以定性分析為主,定量分析為輔,省去復(fù)雜的公式推導(dǎo)和數(shù)學(xué)計(jì)算.如在選修3-3中,對理想氣體狀態(tài)方程也沒有了定量計(jì)算;在選修3-5中,僅僅對動量和沖量有要求定量計(jì)算,其他內(nèi)容都只是要求定性了解.新的高中物理課程在結(jié)構(gòu)上更重視共同基礎(chǔ),同時(shí)體現(xiàn)課程的選擇性,針對學(xué)生的興趣與能力,設(shè)計(jì)供學(xué)生選擇的選修模塊,以滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)要求,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),并對舊教材進(jìn)行了刪減.這些變化在一定程度上影響了物理知識的系統(tǒng)性和連續(xù)性,這直接導(dǎo)致了學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后在物理知識基礎(chǔ)上存在差異,進(jìn)而在大學(xué)物理教學(xué)過程中出現(xiàn)中學(xué)物理與大學(xué)物理知識銜接問題.如有關(guān)動量的內(nèi)容從必修移到了選修模塊3-5,沒有選修3-5的學(xué)生就會覺得質(zhì)點(diǎn)力學(xué)這部分內(nèi)容比較難學(xué)[6-9].
2大學(xué)物理與高中物理知識點(diǎn)的比較與銜接處理
要做好大學(xué)物理與中學(xué)物理的順利銜接,首先要了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)情況.哪些知識是要求學(xué)生熟練掌握的,而哪些內(nèi)容只要求了解,以及大學(xué)中出現(xiàn)的知識點(diǎn)在中學(xué)學(xué)到了什么程度,尤其要正確處理好與高中物理的關(guān)系,使大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容有適當(dāng)?shù)纳顝V度,盡量避免內(nèi)容的重復(fù)或知識跨度太大.
2.1針對高中“重復(fù)知識點(diǎn)”,提高教學(xué)內(nèi)容起點(diǎn),做到有繼承有發(fā)揚(yáng)
力學(xué)是大學(xué)新生入學(xué)后首先學(xué)習(xí)的內(nèi)容,對于這部分內(nèi)容,高中接觸的知識點(diǎn)很多,如質(zhì)點(diǎn)、參考系、加速度、牛頓定律、功、動能定理等;電磁學(xué)中,高中接觸的知識點(diǎn)也很多,如電場強(qiáng)度、電勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電磁感應(yīng)等.對這些熟悉的知識點(diǎn),要提高教學(xué)內(nèi)容起點(diǎn),重視物理學(xué)的思想、研究方法和基本精神[10-13].如對加速度的講解,大學(xué)物理與中學(xué)物理是有區(qū)別的,中學(xué)教材加速度的定義為:tvaΔΔ=,加速度是矢量,在直線運(yùn)動中,如果速度增加,加速度的方向與速度的方向相同;如果速度減小,加速度的方向與速度的方向相反.而大學(xué)教材中:質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動時(shí),速度的大小和方向都可能變化,因此引入加速度這個(gè)物理量來描述速度的變化.質(zhì)點(diǎn)在Δt時(shí)間內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),速度由Av變?yōu)锽v,速度增量為BAΔv=vv,則質(zhì)點(diǎn)的平均加速度定義為平均加速度只能粗略描述Δt時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度的變化情況,如同討論速度時(shí)的情況類似,當(dāng)把Δt0時(shí),平均加速度的極限值叫做瞬時(shí)加速度。加速度概念的講解,大學(xué)與中學(xué)有較大的不同,微分極限思想的運(yùn)用使概念的引入更嚴(yán)謹(jǐn),這正是微分思想和極限思想的精髓之處,通過微分極限思想順理成章地將平均加速度遷移到簡單的瞬時(shí)加速度,從而在思維上形成一個(gè)系統(tǒng)框架,就是如何將“平均”的問題遷移到“瞬時(shí)”的問題上.大學(xué)物理從質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)到剛體轉(zhuǎn)動,從功到能,從電場到磁場,都要用到微分極限思想來定義物理量,所以要盡快地讓學(xué)生理解和掌握微分思想.
2.2針對高中“未學(xué)知識點(diǎn)”,重在建立信心
1轉(zhuǎn)換法
轉(zhuǎn)換法是當(dāng)遇到無法直接計(jì)量時(shí)才使用的一種實(shí)驗(yàn)方法,通過各變量之間的相互關(guān)系找到相互之間可以替換的量,將求一個(gè)量變?yōu)榍罅硪粋€(gè)量或其他幾個(gè)量間的某種關(guān)系.這對于學(xué)生而言也是一種思維能力的鍛煉,要求學(xué)生要有發(fā)散性的思維,多角度的思考問題,同時(shí)要求學(xué)生具有靈活性,能及時(shí)地應(yīng)變外界因素導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果的變化,要能及時(shí)地反映將不便于測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果變換為另一種形式.例如,學(xué)習(xí)力的概念時(shí),對于測量力的大小的器材是彈簧秤或握力計(jì)等都是把力的大小轉(zhuǎn)換成對彈簧的伸長量的測量或?qū)χ羔樀钠D(zhuǎn)角度的測量;研究水在受熱的過程中的對流現(xiàn)象,由于水是無色的液體,不便于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的觀察,可能借助高錳酸鉀等,將其溶解到水中,將無色液體轉(zhuǎn)換為有色液體,便于觀察,這樣就解決了觀察的難題,熱傳遞也清楚地表示出來了.
2近似法
近似法是為了簡化物理實(shí)驗(yàn)繁瑣的驗(yàn)算過程,但要確保實(shí)驗(yàn)的有效性,要不在影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下進(jìn)行的.物理實(shí)驗(yàn)采用近似法一般只為達(dá)到這一目的,在簡化實(shí)驗(yàn)測量時(shí)突出實(shí)驗(yàn)的物理意義.一般而言,近似法實(shí)驗(yàn)方法可分為對象近似法和結(jié)果近似法.中學(xué)階段的一些實(shí)驗(yàn)只是側(cè)重于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,只是對實(shí)驗(yàn)過程的一種學(xué)習(xí),對實(shí)驗(yàn)的精度要求不是很高,所以中學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在無明顯偏差的情況下多數(shù)采用的還是一種近似法.例如,用“伏安法”測電阻時(shí),這一過程中忽略了電流表、電壓表本身還帶有的阻值,就簡單地將其近似地作為理想儀表,將電流表內(nèi)阻看作零,將電壓表內(nèi)阻視為無窮大.
3比較法
比較法在物理實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常被用到,它主要是通過實(shí)驗(yàn)過程的比較或是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,而得出相關(guān)的結(jié)論.如實(shí)驗(yàn)過程中自變量的變化對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,只有通過比較實(shí)驗(yàn)的過程、結(jié)果加以綜合分析才會得出結(jié)論.就物理實(shí)驗(yàn)而言,比較法分為條件比較法、過程比較法、狀態(tài)比較法三種.在物理實(shí)驗(yàn)中,利用對比法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),便于找出物理現(xiàn)象之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),從而可以深入地了解到這一物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律.例如,在焦耳定律實(shí)驗(yàn)中,可在電阻不同的電阻絲上用黃油粘上火柴桿,通過通電后觀察粘在電阻絲上的火柴梗,誰先脫落就說明該電阻絲發(fā)熱多,功率大.
4模擬法
力是物體對物體的作用,任何兩個(gè)物體之間都存在相互作用的力,大到宇宙里的行星,小到分子、原子之間的相互作用。浮力是力的一種表現(xiàn)形式,要想學(xué)好浮力,首先必須對力有深刻的了解。力是怎么產(chǎn)生的呢?力的產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件:①必須有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體。②物體間必須有相互作用(可以不接觸)。知道了力的產(chǎn)生,那么力具有那些性質(zhì)呢?物體間力的作用是相互的(相互作用力在任何情況下都是大小相等,方向相反,作用在不同物體上)。兩物體相互作用時(shí),施力物體同時(shí)也是受力物體;反之,受力物體同時(shí)也是施力物體。通過上述敘述我們應(yīng)該了解到,任何兩個(gè)物體之間都有相互的作用力,只不過是大小不同,這就是我們所說的萬有引力。那么,力又是怎么表現(xiàn)出來的呢?力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài),力可以改變物體的形狀。也就是說,如果一個(gè)物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化,或者形狀發(fā)生了變化,那么該物體一定受到了力的作用,這是學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)必須掌握的前提基礎(chǔ)。
力的概念是本節(jié)的重點(diǎn),阿基米德原理是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。學(xué)生在生活中及小學(xué)的自然課上對浮力認(rèn)識已有一定的基礎(chǔ),教師在教學(xué)時(shí)要考慮學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ),通過直觀形象的教學(xué)工具加深學(xué)生對知識的理解和掌握,通過進(jìn)行試驗(yàn)操作來提高學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣。例如,讓學(xué)生通過操作“造船比賽”“雞蛋能在水中浮起來嗎”等實(shí)驗(yàn),使他們能直觀地理解什么是浮力,并要求學(xué)生思考:浮力的大小與哪些因素有關(guān)?最后,教師通過課件展示,得出阿基米德原理。
一、設(shè)置懸念,激發(fā)興趣
首先,我對兩個(gè)經(jīng)常會看到的現(xiàn)象設(shè)置了疑問:“樹葉落到河里,為什么總飄浮在河面上?”“幾個(gè)小朋友玩耍皮球,不小心把皮球掉進(jìn)了樹洞里,聰明的小朋友把樹洞灌滿水,皮球就漂浮上來,這是為什么?”這些問題并不讓學(xué)生馬上回答,給學(xué)生留下懸而未解的問題?!皩W(xué)源于思,思源于疑”,為突出本課的重點(diǎn)起到了作用,同時(shí),也激起了學(xué)生求知的欲望。
二、玩中探究,獲得新知
玩是孩子的天性,看著實(shí)驗(yàn)桌上的水槽浮著這么多東西,學(xué)生早己按捺不住了,于是,我抓住他們的心理,對他們說:“浮著的是什么?想不想玩?我們一起來試一種新的玩法。先用手按住塑料泡沫。慢慢向下壓,壓到水底慢慢松手,反復(fù)幾次,體會手的感覺。在玩的過程中,發(fā)現(xiàn)了什么?”話音剛落,學(xué)生就玩了起來,盡情地用這四種浮著的物體實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生很自然地回答出來:“把這些東西按到水底再輕輕松手時(shí),感覺到水里有什么東西向上頂手……”然后,教師通過演示平衡尺變化的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地感覺到水的浮力的存在。事實(shí)讓學(xué)生信服,水的浮力確實(shí)存在,而且其方向是向上的。在盡情地“玩”的過程中有所體驗(yàn),有所發(fā)現(xiàn),學(xué)生的動手能力和探究能力也隨之得到培養(yǎng)。
三、自主設(shè)計(jì),探究新知
在水中浮著的物體都受到水的浮力,那么在水中下沉的物體是否也受到水的浮力呢?對這一教學(xué)難點(diǎn),我是采用這樣的辦法突破的。我拿著鉤碼、鉛片、球形橡皮泥一一呈給學(xué)生,并問學(xué)生:“既然水是有浮力的,那么把這些物體放在水中會怎樣?為什么?”同學(xué)們大膽猜測,有的說鉤碼會沉,橡皮泥會浮,有的說這些東西都會沉,說法不一。我要求學(xué)生把這些物體放入水中,并說:“誰的猜測是正確的呢?讓我們一起看看?!睂W(xué)生把這些材料輕輕放入水中,鉤碼、橡皮泥立刻沉入水中,鉛片先浮在水中,用手一碰,也漸漸沉入水中。學(xué)生紛紛舉手發(fā)言,有的說鉤碼、橡皮泥不受水的浮力,有的認(rèn)為它們在水中都受到了浮力,爭論的氣氛十分濃厚。這時(shí),我不失時(shí)機(jī)地追問:“現(xiàn)在大家說的都只是猜想,事實(shí)究竟怎樣呢?你們說說怎么辦?怎樣設(shè)計(jì)?用什么材料?”同學(xué)們開始討論,提出設(shè)計(jì)方案,他們有不懂之處時(shí)就參閱課本,看到測力計(jì)、鉤碼時(shí),通過討論很快想出辦法:用測力計(jì)去稱,先稱出鉤碼在空氣中的重量,然后再稱出鉤碼在水中的重量,這兩個(gè)重量一比較,重量減輕了,說明鉤碼受到水的浮力。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生親自證明了水中下沉的物體也受到水的浮力,突破了本課的難點(diǎn)。
教師在教學(xué)時(shí)采用半扶半放的方法,首先要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,產(chǎn)生疑問,而后進(jìn)行預(yù)測,再讓學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)下沉物體是否受到水的浮力。通過探索性實(shí)驗(yàn),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的,同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生了勇于質(zhì)疑和創(chuàng)造性思維,并通過學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。我為了鞏固學(xué)生對浮力知識的掌握,讓他們各抒己見,聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際說說浮力的廣泛應(yīng)用。學(xué)生都踴躍發(fā)言,課堂氛圍很活躍。
在教學(xué)中,教師要求學(xué)生從經(jīng)驗(yàn)、生活和實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象猜測,要避免猜測的盲目性。由于學(xué)生個(gè)體的差異及實(shí)驗(yàn)的自主選擇,教師要避免“整齊劃一”,保證多樣性,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用。同時(shí)教師應(yīng)有充分的準(zhǔn)備來應(yīng)對學(xué)生猜測的“意外”,例如,猜浮力與深度有關(guān)等。學(xué)生并沒有從生活中或已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),這樣猜測就有一定的局限性,此時(shí)教師可加以引導(dǎo)。
四、教學(xué)反思
通過讓學(xué)生猜測,然后通過操作實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的猜測,這種教學(xué)方法能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí),不僅能提高學(xué)生的動手能力,還加深了學(xué)生對知識的掌握程度。
一、中學(xué)物理教師應(yīng)更新教育思想,樹立全新的教育理念目前,全國各地正在進(jìn)行著轟轟烈烈的教育改革,即從傳統(tǒng)的應(yīng)試教育轉(zhuǎn)變到素質(zhì)教育上來,但這種改革的步伐緩慢,實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展不明顯,究其原因是多方面的,但教育思想嚴(yán)重滯后,對于傳統(tǒng)的教育觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法偏愛至深,形成了一種強(qiáng)大的傳統(tǒng)慣性,以至難以轉(zhuǎn)向,不能不說是主要的原因之一。目前世界各國的理科教育,特別是物理教育,明顯的特征是:從強(qiáng)調(diào)知識內(nèi)容向獲取知識的科學(xué)過程轉(zhuǎn)變;從強(qiáng)調(diào)單純積累知識向探求知識轉(zhuǎn)變;從強(qiáng)調(diào)單科教學(xué)向注重不同學(xué)科相互滲透轉(zhuǎn)變。相比之下,我國的中學(xué)物理教學(xué)忽視科學(xué)歸納,忽視發(fā)散思維、形象思維和創(chuàng)造性的直覺思維,忽視主動獲得信息與信息交流的訓(xùn)練,忽視學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)與思考的訓(xùn)練,忽視開發(fā)學(xué)生非智力因素的訓(xùn)練。這些弊端由來已久。
我國中學(xué)物理教學(xué)傳統(tǒng)的講課風(fēng)格是細(xì)嚼慢咽式的,教師把知識組織得井井有條,滴水不漏,對課程內(nèi)容的每一個(gè)細(xì)節(jié)都作詳盡的解說,對學(xué)生可能出現(xiàn)的問題一一予以告誡,久而久之,學(xué)生養(yǎng)成了唯書、唯師的學(xué)習(xí)習(xí)慣,缺乏創(chuàng)造的熱情和競爭的態(tài)勢。同樣,我國的中學(xué)物理教師長期在統(tǒng)一的教學(xué)大綱,統(tǒng)一的教材,統(tǒng)一的考綱,統(tǒng)一的考試下,已習(xí)慣于把自己的思想和興趣局限于這統(tǒng)一的框架內(nèi)。教師的創(chuàng)造性逐漸地被磨滅,多數(shù)教師不敢輕易地將有爭議的尚未定論的或正處于發(fā)展之中的科技新成就,科學(xué)新思想介紹給學(xué)生,將物理學(xué)的前沿知識排斥于教育之外。在這樣的物理教育思想指導(dǎo)下,只讓中學(xué)生了解物理學(xué)的昨天,而不懂得重要的是應(yīng)讓中學(xué)生知道物理學(xué)的今天,更不會讓他們?nèi)ヌ剿魑锢韺W(xué)的明天。出現(xiàn)這一系列現(xiàn)象的根源是陳舊的教育觀念。
教育部長陳至立最近強(qiáng)調(diào):必須轉(zhuǎn)變教育只為分?jǐn)?shù)服務(wù)的目標(biāo)觀,樹立教育為提高人民素質(zhì),為社會主義現(xiàn)代化服務(wù)的目標(biāo)觀。我們的中學(xué)物理教學(xué)一定要給學(xué)生日后接受各種新觀念、新思想作好鋪墊,而不能將中學(xué)物理講得太“絕對”,太“確定”,太“線性”。應(yīng)當(dāng)讓中學(xué)生體驗(yàn)到物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué),是現(xiàn)代前沿科學(xué)中最為激勵人心的學(xué)科之一。這就要求我們每個(gè)中學(xué)物理教師不盲從權(quán)威,不迷信教條,敢于大膽想象,大膽創(chuàng)新。同時(shí),我們必須要對物理學(xué)現(xiàn)代進(jìn)展的各個(gè)前沿領(lǐng)域,如超導(dǎo)技術(shù)、同步輻射、遙感技術(shù)、核磁共振、可燃冰、新材料、納米技術(shù)等,有一概括的清晰的了解。中學(xué)物理教師應(yīng)樹立全新的教育理念。
1. 觀察法 觀察是有目的、有計(jì)劃、較持久的視覺。觀察能力的最可貴品質(zhì)是從平凡的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不平凡的東西, 從表面上貌似無關(guān)的東西發(fā)現(xiàn)其因果關(guān)系。在中學(xué)物理教學(xué)中, 要培養(yǎng)學(xué)生觀察的全面性。即對事物的一切方面都要進(jìn)行觀察, 以求對事物有全面的、徹底的了解。在全面觀察時(shí), 要先觀察事物的各方面的各種特性, 然后再觀察它們之間的區(qū)別和聯(lián)系, 從而對事物有一個(gè)全面的認(rèn)識。為此, 要確定觀察計(jì)劃。如在觀察水的沸騰時(shí), 觀察提綱為: (1)水的初溫是多少? (2)水在被加熱的過程中溫度怎么變化? (3)水沸騰時(shí)的溫度是多少?(4)你在水沸騰的過程中看到了什么現(xiàn)象? (5)水在沸騰的過程中溫度是否變化? (6)對沸騰的水停止加熱,水是否繼續(xù)沸騰? (7)把停止沸騰的水移至低壓玻璃罩內(nèi), 你會看到什么現(xiàn)象? 通過列提綱觀察水的沸騰, 學(xué)生能夠較全面地掌握有關(guān)水沸騰的知識。
2. 實(shí)驗(yàn)法 物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科, 這就需要我們尊重實(shí)驗(yàn)、尊重事實(shí)、尊重物理現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中決不能湊合,因?yàn)椋`差是客觀存在的,減小誤差要從實(shí)驗(yàn)原理和步驟分析原因, 讓學(xué)生從小養(yǎng)成尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。中學(xué)物理教師在演示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)強(qiáng)化訓(xùn)練, 要求學(xué)生對物理現(xiàn)象進(jìn)行搜索性觀察,在實(shí)驗(yàn)過程中,要求學(xué)生嚴(yán)密注視實(shí)驗(yàn)過程中物理現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展、結(jié)束的細(xì)節(jié), 并用準(zhǔn)確的語言描述。
在中學(xué)物理教學(xué)中, 有目的地讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的訓(xùn)練。一是針對教材內(nèi)容中學(xué)生缺乏感性認(rèn)識的部分, 認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn), 引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察; 二是針對學(xué)生在日常生活中所形成的直觀錯(cuò)誤,設(shè)計(jì)針對性的實(shí)驗(yàn), 有的放矢地消除疑慮, 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力; 三是演示實(shí)驗(yàn)要教給學(xué)生科學(xué)、準(zhǔn)確的觀察方法; 四是演示實(shí)驗(yàn)中, 不僅要學(xué)生觀察現(xiàn)象, 而且要觀察實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造; 五是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn), 要引導(dǎo)學(xué)生集中注意力觀察實(shí)驗(yàn)中的主要現(xiàn)象以及在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象, 并有重點(diǎn)的記錄下來。
3. 邏輯思維法 比較與分類、分析與綜合、歸納與演繹、理想化方法、類比方法、物理假說、科學(xué)想象等都是邏輯思維方法。而中學(xué)物理中常用到的基本邏輯思維方法是比較、分析、綜合、歸納、演繹、物理模型和假說等。
比較是確定研究對象之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維過程和方法, 比較是抽象與概括的前提。各種物理現(xiàn)象和過程都可以通過比較確定它們的差異點(diǎn)和共同點(diǎn), 因此,比較法是物理學(xué)研究中經(jīng)常應(yīng)用的主要方法。物理運(yùn)動形態(tài)的種類無論怎樣繁雜,怎樣千變?nèi)f化,它們總是相互區(qū)別又相互聯(lián)系的,這就是比較法在物理學(xué)中得以應(yīng)用的客觀基礎(chǔ)。不僅如此,物理學(xué)研究的需要是它發(fā)展的動力??v觀物理學(xué)發(fā)展史, 無論經(jīng)典物理學(xué)還是現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展, 都需要比較方法。這是因?yàn)槿祟愐J(rèn)識物理世界, 建立物理理論, 必須形成物理概念, 發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。而形成物理概念就要比較、鑒別各種物理現(xiàn)象。為了對本來是相互聯(lián)系的物理現(xiàn)象和過程分別地進(jìn)行研究, 就必須把其中的各種物體、因素、作用區(qū)分開來, 以便分別地研究它們的不同性質(zhì)與作用, 從中找出最主要的、最本質(zhì)的、帶決定性的東西。
演繹法是根據(jù)一類事物都有的屬性、關(guān)系、本質(zhì)來推斷該類中個(gè)別事物也具有此屬性、關(guān)系和本質(zhì)的思維方法和推理形式。在中學(xué)物理教學(xué)中, 培養(yǎng)學(xué)生建立合理的物理模型的能力具有十分重要的意義。例如質(zhì)點(diǎn)、單擺、理想氣體等等都是中學(xué)物理中常用到的物理模型。在中學(xué)階段要教育中學(xué)生認(rèn)識到物理模型對物理學(xué)研究的重要性, 要著重培養(yǎng)中學(xué)生對較復(fù)雜的物理問題進(jìn)行具體分析、區(qū)分主要因素和次要因素、正確運(yùn)用科學(xué)抽象的方法、進(jìn)行合理簡化的能力, 認(rèn)識到任何物理模型都有一定的適用條件。在中學(xué)物理教學(xué)中, 使學(xué)生了解物理假說向物理理論發(fā)展過程, 對培養(yǎng)他們的邏輯思維能力具有一定的意義。例如, 從地心說、日心說、牛頓定律到相對論的時(shí)空觀, 就是很好的例證。
【關(guān)鍵詞】:中學(xué)物理教學(xué) 實(shí)驗(yàn) 能力
中學(xué)物理教學(xué)法是一門由物理科學(xué)、教育科學(xué)、心理哲學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的綜合性的邊緣科學(xué),它是理論與實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物。然而,做為一名學(xué)生學(xué)生,在學(xué)校的時(shí)間是有限的,無論教材體系如何完善、教育法如何改進(jìn),學(xué)生總會碰到許多并不熟悉的新知識、新技術(shù)、新問題,這就要求在教學(xué)過程中必須足夠重視學(xué)生能力的培養(yǎng),如:培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力、分析能力和解決實(shí)際問題的能力等。只有這樣,學(xué)生才能在科技迅猛發(fā)展的今天處于不敗之地。
從物理學(xué)(特別是經(jīng)典物理學(xué))的發(fā)展及其研究方法可以看出,物理學(xué)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
一、物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)
物理學(xué)是在不斷追求認(rèn)識統(tǒng)一性的探究過程中發(fā)展的,在科學(xué)探究過程中尋求事物的本質(zhì)特征及統(tǒng)一規(guī)律的思想方法是物理學(xué)的本質(zhì)特征,是中學(xué)物理教學(xué)首先要體現(xiàn)的。中學(xué)生對物理的理解和認(rèn)識是通過親身經(jīng)歷的學(xué)習(xí)過程而逐漸形成的,物理課不應(yīng)當(dāng)是聽課、記筆記、做習(xí)題的結(jié)合,而應(yīng)當(dāng)是在教師的指導(dǎo)和幫助下不斷探究物理現(xiàn)象的本質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系的過程,將科學(xué)探究作為物理教學(xué)改革的指導(dǎo)思想,這是體現(xiàn)物理學(xué)的本質(zhì)與促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展相統(tǒng)一的要求,是國際物理教育發(fā)展的共同趨勢。
二、物理學(xué)是由一些基本概念、基本規(guī)律和理論組成的體系嚴(yán)謹(jǐn)、精密定量的科學(xué)
物理學(xué)的完整體系就是由力、質(zhì)量、動量、能量、場、量子等反映物質(zhì)運(yùn)動的基本特點(diǎn)的物理概念和與這類概念相聯(lián)系的基本定律,以及運(yùn)用邏輯推理得到的一系列結(jié)論所組成。物理學(xué)的基本概念及定律是通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過定量分析及邏輯推理得出的。在中學(xué)物理教學(xué)中,教師對此也是不夠重視,他們則是把大量時(shí)間放在大搞"題海戰(zhàn)術(shù)"上,他們認(rèn)為:只有做大量習(xí)題才有助于學(xué)生對概念的理解。但是,他們忽視了物理場景在學(xué)生腦海中的形成。教師要從科學(xué)發(fā)展的角度認(rèn)真研究教學(xué)內(nèi)容,分析科學(xué)家提出解決問題的研究方法;在充分了解學(xué)生的原有認(rèn)識和思維方式的基礎(chǔ)上,從學(xué)生發(fā)展的角度把握每一個(gè)重要物理問題的提出、研究和解決過程,針對學(xué)生的實(shí)際將大問題分解成小問題,最后轉(zhuǎn)化為學(xué)生感興趣而又能夠解決的問題,而不是通過"題海戰(zhàn)術(shù)"來加深對理論的理解。固然"題海戰(zhàn)術(shù)"不失為一種好辦法,但加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān),以致部分學(xué)生為物理課所累。因?yàn)榻處焸兒鲆暳宋锢韺?shí)驗(yàn),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)物理理論性的唯一標(biāo)準(zhǔn),也是將理論運(yùn)用于實(shí)踐的途徑。中學(xué)物理教師們也一直反感學(xué)生死記定理、定律,誠然這是有一定道理的,部分學(xué)生對定理、定律不求甚解,見題就套也鬧出不少笑話。我個(gè)人認(rèn)為:要學(xué)好物理就必須足夠重視實(shí)驗(yàn)、善于觀察、理解和總結(jié),這樣可以將理論與實(shí)踐很好的結(jié)合起來,學(xué)生可以通過做習(xí)題將概念加以鞏固,但做題要少而精,做到舉一反三、觸類旁通。這樣學(xué)生就能從緊張的學(xué)習(xí)中解放出來,從而做到快樂學(xué)習(xí)的目的。
三、物理學(xué)與哲學(xué)關(guān)系密切
物理,一門既經(jīng)典又前沿的學(xué)科。它將在新時(shí)代中扮演重要的角色。我個(gè)人認(rèn)為:中學(xué)物理教學(xué)要基于實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行正確的引導(dǎo)、科學(xué)的分析。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示:國外發(fā)達(dá)國家中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)課在全部教學(xué)課時(shí)中占有很大比例,例如:英國占70%,美國占63%,日本占50%,我國只有20%左右,即使在這20%的時(shí)間,也得不到普遍的真正保證。無論是演示實(shí)驗(yàn),還是學(xué)生實(shí)驗(yàn),目前均有相當(dāng)一部分教師不能完成教材規(guī)定的教學(xué)任務(wù)。教師在黑板上講實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在下面背實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象依然存在。很多學(xué)生表達(dá)了同樣的一個(gè)愿望:平時(shí)學(xué)習(xí)中,學(xué)生動手操作少,學(xué)生實(shí)驗(yàn),總不能很成功地完成就草草收兵,對于有些物理現(xiàn)象真想親眼見一下,有些小實(shí)驗(yàn)真想親手做一下。對此,學(xué)校和教師們應(yīng)該盡量滿足學(xué)生的愿望,讓學(xué)生們親身體驗(yàn)一下做實(shí)驗(yàn)給學(xué)生們帶來的樂趣,讓學(xué)生們真正的從物理課上學(xué)到"一技之長",而不是空有一套理論。對此,教師可以運(yùn)用這個(gè)策略來進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué):
1.準(zhǔn)備:教學(xué)干預(yù)之前的過程,包括準(zhǔn)備儀器和相關(guān)概念。
2.開始:提出一個(gè)開放性問題。
3.實(shí)施:包括下列內(nèi)容:提出問題或形成假設(shè)、設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察、
理論、討論,總結(jié)發(fā)現(xiàn)。
4.對結(jié)果進(jìn)行討論:全班討論。
5.與科學(xué)的結(jié)論進(jìn)行比較:把學(xué)生的發(fā)現(xiàn)與相似的歷史上的理論或者現(xiàn)代觀
念進(jìn)行比較,找出不同之處,并討論產(chǎn)生這些差異的原因。
6.反思:鼓勵學(xué)生回顧實(shí)施過程,并思考出現(xiàn)的特殊問題或困難。
這種教學(xué)策略的后三個(gè)步驟體現(xiàn)了科學(xué)知識的社會建構(gòu)過程,將學(xué)生、教師、科學(xué)家視為一個(gè)大群體,學(xué)生通過探究只能得出個(gè)別結(jié)論,而不是普遍性的結(jié)論。通過與科學(xué)的結(jié)論進(jìn)行比較和反思,將學(xué)生個(gè)體或小團(tuán)體的認(rèn)識發(fā)展為一般的認(rèn)識,從而使發(fā)展科學(xué)思維和建構(gòu)知識的統(tǒng)一。這樣中學(xué)物理教學(xué)才能有條不紊的進(jìn)行,從而使中學(xué)生從"陰暗的角落"中重新呼吸到"新鮮的空氣",讓學(xué)生的綜合素質(zhì)得到發(fā)展和提高。
關(guān)鍵詞:中學(xué)物理;力學(xué);教學(xué)法
1 引言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,初中課程改革的進(jìn)一步加強(qiáng),新的教材體系展露出時(shí)代氣息,使人們更重視理論與實(shí)際的聯(lián)系,重視物理知識在現(xiàn)代生活、現(xiàn)代產(chǎn)生、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)等方面的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)學(xué)生能力的培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練。力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的一門學(xué)科,是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ),它的一些基本概念和規(guī)律是物理學(xué)最重要、最基本的概念和規(guī)律,貫穿著物理學(xué)的始終。在整個(gè)中學(xué)物理教材中力學(xué)占有很重要的地位,它既是中學(xué)物理教材中重要的組成部分,又是中學(xué)物理的難點(diǎn)所在。本文準(zhǔn)備從力學(xué)在中學(xué)物理教材中的地位力學(xué)部分的教學(xué)幾個(gè)方面進(jìn)行探討。
本文有助于教師從全局觀點(diǎn)分析中學(xué)教材中力學(xué)部分的知識,揭示物理學(xué)的最基本的規(guī)律;有利于教師根據(jù)力學(xué)部分的特點(diǎn)采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行教學(xué);也有利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握與力學(xué)相關(guān)的概念和規(guī)律。
2 中學(xué)物理力學(xué)的教學(xué)方法
2.1 注重科學(xué)方法的教育
物理力學(xué)的教學(xué)不僅要搞好力學(xué)基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)技能的教學(xué),同時(shí)也應(yīng)擔(dān)當(dāng)起科學(xué)方法和思維方式的教育。力學(xué)作為物理學(xué)的一個(gè)重要分支,它主要研究物體機(jī)械運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用。力學(xué)內(nèi)容一般位于物理教材的開始章節(jié),物理學(xué)中的一些基本概念,如速度、力、功和能等,都是在力學(xué)中首先提出的。正如美國著名物理教育家杰拉耳德?霍耳頓所指出的:“無論是從邏輯上還是從歷史上講,力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ),也是物理學(xué)和其他科學(xué)的典范,力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體?!睆牧W(xué)教學(xué)開始,如能讓學(xué)生從中領(lǐng)悟一些基本的科學(xué)方法,對幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)的其他內(nèi)容,以及學(xué)習(xí)自然科學(xué)的其他學(xué)科都是有益的。下面就是一些力學(xué)教學(xué)中開展的科學(xué)的教育方法:
2.1.1 經(jīng)驗(yàn)歸納方法和實(shí)驗(yàn)歸納方法
經(jīng)驗(yàn)來自實(shí)踐,是客觀事物在人們頭腦中的反映,是認(rèn)識的開端。但經(jīng)驗(yàn)有待于深化,有待于上升到理論。人們在與客觀事物打交道的過程中,通過感官所獲得的關(guān)于客觀事物的現(xiàn)象和對外部聯(lián)系的認(rèn)識,這就是經(jīng)驗(yàn)。在歷史上,人們都普遍地認(rèn)為“靜止”是物體的自然狀態(tài),要使物體保持運(yùn)動必須對物體施力;如果撤去力,物體就會自然地停止下來。但這個(gè)經(jīng)驗(yàn)是錯(cuò)誤的。
伽利略對理想斜面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析歸納,他認(rèn)為當(dāng)一個(gè)物體在光滑斜面上運(yùn)動時(shí),物體由于受到重力作用而做加速運(yùn)動;如果減小斜面的傾角,物體的加速度將變小;如果斜面的傾角減小到零而變成水平面時(shí),重力對物體的運(yùn)動將不再產(chǎn)生作用,物體則保持其勻速直線運(yùn)動狀態(tài)不變。伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的,它是經(jīng)驗(yàn)與思維的結(jié)晶。牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上,提出了他的第一定律。但由于不受力的物體是不存在的,所以不可能直接用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證牛頓第一定律。但人們發(fā)現(xiàn),由牛頓第一定律推導(dǎo)出的所有結(jié)論都是與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相符的。因此,人們確信,在一個(gè)水平面上,在摩擦力為零的理想情況下,物體必將保持勻速直線運(yùn)動。這正如伽利略所指出的“沿斜平面向下有加速因素,向上有減速因素,可見在水平面上的運(yùn)動是永久的,不會慢下來,更不會停止,因而是勻速的”。牛頓第二定律和牛頓第三定律的建立,則是來自對實(shí)驗(yàn)的歸納。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,其結(jié)果都符合上述定律;通過定律推導(dǎo)出的結(jié)論也與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致。兩者形成相互印證。
2.1.2 推理方法
推理的前提與結(jié)論之間的聯(lián)系,反映了事物之間的必然聯(lián)系。功和能的概念,以及機(jī)械能守恒定律等,都采用了推理方法。功和能的表達(dá)式,可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)知識推導(dǎo)得出;而動能定理和機(jī)械能守恒定律既可通過牛頓定律來推導(dǎo),也可通過功和能的表達(dá)式來推導(dǎo)。由推理得出的動能定理和機(jī)械能守恒定律又在分析和解決問題中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn),它們都是物體運(yùn)動的過程關(guān)系,不必涉及瞬時(shí)關(guān)系,因而使問題得以簡化。
2.2 充分考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的困難
2.2.1 學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的困難
(1)力學(xué)知識容量大與學(xué)生知識結(jié)構(gòu)殘缺的矛盾
例如:力學(xué)中“直線運(yùn)動”這一章涉及的物理量有:質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間與時(shí)刻、位移與路程、速度(又有平均速度與瞬時(shí)速度)等;這一章中勻變速直線運(yùn)動規(guī)律用公式表示就有:速度公式、位移公式和導(dǎo)出公式等;用圖象研究有速度圖象;而解運(yùn)動學(xué)習(xí)題還需應(yīng)用數(shù)學(xué)知識:列方程、求解方程、應(yīng)用比例求解、求極值等。一章的內(nèi)容量幾乎是初中物理半個(gè)學(xué)期的總量,而且實(shí)際應(yīng)用這些知識往往要進(jìn)行多方位的轉(zhuǎn)換才能解決問題。學(xué)生由于知識結(jié)構(gòu)的殘缺,一時(shí)難以駕馭各方面的知識。
(2)知識的嚴(yán)密性與學(xué)生學(xué)前概念的矛盾
例如:用繩懸掛著小球在擺動過程中經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力,學(xué)生總錯(cuò)認(rèn)為一直線上兩個(gè)反方向的力總是等量的,而不是按牛頓第二定律建立它們的大小關(guān)系。又如:要使物體運(yùn)動或維持物體運(yùn)動總要在力的方向上施力,所以學(xué)生在畫受力圖時(shí),往往錯(cuò)誤地在速度方向上畫一個(gè)力。此外,如摩擦力總是跟運(yùn)動方向相反等等,都是日常感覺上的錯(cuò)誤帶來學(xué)力學(xué)的困難。
(3)知識的抽象與學(xué)生感性認(rèn)識少的矛盾
例如:學(xué)生對機(jī)械能這一章中能的概念、功和能的關(guān)系沒有感性認(rèn)識,頭腦中表象模糊,難以上升到理性認(rèn)識的階段,如要學(xué)生判定以下說法是否正確:(A)功就是能、能就是功;(B)功可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟?,能可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ?C)通過做功過程,可以達(dá)到功和能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移;(D)物體沒有做功,物體就沒有能。學(xué)生就感到困難。
(4)物理思想方法與學(xué)生思維習(xí)慣的矛盾
物理學(xué)從現(xiàn)象到本質(zhì),從具體到抽象,有一套完整的科學(xué)體系、獨(dú)特的思維方法和處理方法,如實(shí)驗(yàn)、物理模型、類比、等效、分析綜合、應(yīng)用數(shù)學(xué)等思維方法。又有如用隔離法、整體法、控制變量法等處理問題的方法。而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不善于掌握這些方法,而比較多地死記公式、亂套公式、憑空想當(dāng)然,從而造成學(xué)習(xí)困難。
2.2.2 解決困難的措施
(1)放慢進(jìn)度,講講練練,示范歸納小結(jié),使學(xué)生逐步適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí)要求。
(2)講清物理概念、規(guī)律,使學(xué)生掌握完整的基礎(chǔ)知識
例如:加速度的概念可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué):(1)目的性教學(xué):從實(shí)際需要出發(fā)揭示研究加速度的必要性和重要性,導(dǎo)出加速度的物理意義。(2)發(fā)現(xiàn)性教學(xué):應(yīng)用幾組變速運(yùn)動教學(xué)實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些實(shí)例中的共同特征:時(shí)間相同、不同勻變速運(yùn)動速度增量不同;同一勻變速運(yùn)動,時(shí)間間隔不同,速度增量不同。(3)歸納性教學(xué):把學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的研究對象的特征,用科學(xué)方法進(jìn)行歸納總結(jié)并導(dǎo)出加速度的定義、定義式,初步認(rèn)識加速度的內(nèi)涵和外延。(4)鞏固性教學(xué):由公式導(dǎo)出其單位,舉例應(yīng)用。(5)發(fā)展教學(xué):與相關(guān)量速度、速度增量的區(qū)別。
(3)由感性到理性、由淺入深,提高對事物認(rèn)識的深刻性和科學(xué)性
如關(guān)于摩擦力方向,可以通過簡便實(shí)驗(yàn):把一物體放在桌面的一張紙上,用手向右拉紙,觀察到物體隨紙向右運(yùn)動,由此得到它受到的靜摩擦力方向向右,由事實(shí)否定摩擦力方向跟運(yùn)動方向相反的錯(cuò)誤觀點(diǎn),從而得到靜摩擦力方向跟相對運(yùn)動趨勢方向相反的結(jié)論,進(jìn)一步再引導(dǎo)學(xué)生討論運(yùn)動趨勢方向如何判斷,可以從“假如沒有摩擦,物體將怎樣運(yùn)動”中推得。至于分析隨水平轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動的物體所受摩擦力的方向,則可在學(xué)生學(xué)了運(yùn)動和力、圓周運(yùn)動后再討論。
參考文獻(xiàn):
[1] 婁溥仁,陳子正.中學(xué)物理教法[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,1988.
[2] 閻金鐸.中學(xué)物理教法[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,1984.
一、表示矢量的方向,且僅表示方向
“+”號表示某矢量的方向與規(guī)定的正方向(或已默認(rèn)的正方向)相同,這里的“+”一般省略不寫;“-”號表示某矢量的方向與規(guī)定的正方向(或已默認(rèn)的正方向)相反,如果某矢量為零矢量,則無方向可言。此類“+”、“-”號只會出現(xiàn)在矢量性物理量中,如位移、速度、力、加速度、動量、電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等矢量,以及這些矢量的變化量。
二、表示比規(guī)定的“零”大或小
“+”號表示比“零”大,“+”號一般省略不寫;“-”表示比“零”小,這里的“零”具有相對性。此類“+”、“-”出現(xiàn)在具有相對性的標(biāo)量性物理量中,如溫度、電勢、重力勢能、電勢能、分子勢能等標(biāo)量性物理量。
三、表示兩個(gè)物理量的相對大小
這里的“+”號也表示比“零”大,“+”號一般省略不寫;“-”表示比“零”小,此類“+”、“-”也出現(xiàn)在具有相對性的標(biāo)量性物理量中,如高度差、電勢差、重力勢能的變化。若UAB>0,表示φA>φB;若UAB
四、表示物理學(xué)中事物對立統(tǒng)一的兩個(gè)方面
“+”號(一般不寫)可表示:某力做正功、正電荷、電流的流入,以及某物理量的增量度;“-”號可表示:克服某力做功(某力做負(fù)功),負(fù)電荷,電流的流出以及某些物理量的減少等。這里的零表示沒有。
順便指出,某些物理量只取正值和零,沒有負(fù)值,不會涉及到“一”號問題。如時(shí)間、質(zhì)量、動能、彈性勢能、路程、振幅、速率、電動勢、電阻、電容等物理量,這些物理量無論是在參與運(yùn)算過程中,還是所求結(jié)果中均不可能出現(xiàn)“-”號。如果求以上這些物理量的變化量時(shí)出現(xiàn)負(fù)號,只表示該物理量減少。這里的零表示沒有。
練習(xí):以下說法正確的是( )
A、電場中a點(diǎn)的電勢φa=-1V,b點(diǎn)的電勢φb=-5V,則φa> φb
B、某一重物在a點(diǎn)的重力勢能EPa=-1J, 在b的重力勢能EPb=-5J, 則EPa > EPb
C、已知某力在兩段位移內(nèi)所做的功分別為W1=-1J、W2=-5J,則W1>W2
D、電場中a點(diǎn)的場強(qiáng)Ea=-1V/m,b點(diǎn)的場強(qiáng)Eb=-5V/m,則Ea > Eb