時間:2023-07-02 09:37:46
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一、多媒體及交互式電子白板技術的應用
多媒體手段集影視功能之長,它能以二維的形式全方位地把聲音、畫面(動態)、場景氛圍直接呈現給學生,其最為顯著的特點是動畫效果的設置,它有效地突出了課堂環節中學生在知識與能力方面應學習的重難點。教師在進行教學時,可根據需要進行場面的選擇和變換、某一特定部位(如:橫截面)的動態呈現、物體運動狀態的模擬仿真(如物體間的碰撞場景),給學生以更多的感性與理性相結合的想象和理解上的引導。如:利用二維動畫中路徑動畫和變形動畫技術以及與聲音相結合所開發的物理實驗教學系統,可以較為理想地把串并聯電路的差別與原理、電路中電流的真實流向以動態的形式呈現給學生在眼前,同時還可以配以聲音,使學生有一種身臨其境的體驗式感覺。
交互式電子白板軟件中為展開課堂教學提供了內容豐富的素材庫的同時,也為課堂上的“教”與“學”及時充分地展開互動提供了便捷。物理學科的學習很大程度上建立在實驗的基礎之上,如果教師能把電子白板集掛圖資源庫、注釋庫、超鏈接庫、動畫庫及動畫效果于一體的功能利用好,從時間、空間、色彩、聲音、動感方面始終給學生以新鮮感,讓課堂從始至終處在高效、快捷的狀態之下,讓學生借此主動地觀察和實驗,輔以用電子白板將學生學習的片段或整個過程隨時進行回放,進行復習鞏固和調用。那么,這樣的課堂,必然是高效率、大容量、快節奏的課堂。如:教師在進行串并連電路實驗教學時,教師可以讓每一位學生通過調用白板資源庫相應的圖案在白板上親自操作、反復演示電流在串聯和并聯兩種電路中的真實流向的整個過程,以動畫的形式完整地展示出來,并對原理進行簡要的解說;之后,對練習過程中的錯誤通過回放進行必要的分析,最終形成理性認識。這樣,學生就會在積極參與的前提下對這部分知識形成深刻映像。
二、多媒體及交互式電子白板技術應用于實驗教學
教學中,應用多媒體和交互式電子白板并不沖突,只要我們能各取其長,適時而又恰當地發揮各自的功能,就能收到理想的效果。
多媒體比起交互式電子白板功能來,其顯著的特點一是體現在呈現真實情境。如:機械能、動能、熱能的產生過程。這些過程在現實中我們不是沒有條件就是無法完成,如果能通過二維動畫及其相應的效果呈現(必要時,可以反復再現),讓學生在反復觀察中不斷地去思考,再輔以教師的語音或動作提示、點撥,學生就可以很快地弄清楚其中的原理。二是體現在仿真或模擬實驗方面。如:可以較為理想地呈現不易觀察、具有危險性、無法或沒有條件進行的實驗。對于那些不易觀察的實驗,教師可以采用像影視作品中的特寫鏡頭一樣的課件讓學生反復觀察,在觀察中結合畫面來領悟規律和原理。如:對于極具危險性的碰撞實驗、核能產生和釋放實驗,多媒體課件以其獨特的仿真情境呈現,讓學生得出結論。三是多媒體課件有利于學生突破重難點、歸納知識并形成體系。多媒體可以通過較大容量的圖片、聲音、動畫效果,使學生較好地把握住重點、時時向難點挑戰。如:學習凹透鏡成像規律、歐姆定律時,學生完全可以脫開死記硬背的學習方式,不必接觸那么多的實驗儀器,通過對直觀的課件觀察,快速形成具體而深刻的映像。
交互式電子白板最顯著的特點體現在:便于課堂上師生、生生交互活動,彌補了多媒體所不具備的“局部放大功能”“存儲功能”“探照燈功能”“編輯、批注功能”“回放功能”“繪圖功能”。
首先,針對于“交互”的特點,教師在研究教材、教法、學生方面應比以往更加注重對學生狀態、學法指導的研究,要充分地了解學生的知識結構、能力結構,要更加注重設計便于全員互動的教學過程及其貫穿始終所選用的各種教學手段。只有這樣,課堂才會更加鮮活起來,才能真正實現電子白板的“交互”功能。
【關鍵詞】高職;剛體定軸轉動;教學探索
剛體的定軸轉動作為高職高專物理教學中的必修內容,因其原理在社會生產活動中應用廣泛,受到了廣大教師和學生的普遍重視。但因現階段高職學生接受和理解能力的差異,導致該部分內容的學習似是而非,缺乏明晰而正確的認識,沒有取得預期良好的效果。針對這種情況,筆者利用自己學習和教授普通物理數年的經驗,嘗試尋找一種類比的方法,力爭在降低學習起點的同時,使同學們對普通物理中該部分的內容有一個較為清晰的認識。
牛頓三大運動定律貫穿著普通物理學產的始終,而同學們經過初中、高中數年物理知識的學習,對質點的運動公式了如指掌。剛體的定軸轉動作為大學物理才開始學習的內容,如果突兀地對這一章節開始講授,對于基礎薄弱、接受能力較弱的同學而言,無異于是一場痛苦經歷的開始。我們能否找到一種方法,讓剛體定軸轉動的學習不必另起爐灶,而是借助于同學們已有的知識儲備,較為輕松地順利地接受和學習這章內容。牛頓三大運動定律的適用對象是宏觀低速運動的物體,我們可以把它理解為它不僅適用于宏觀低速的質點運動,滿足這兩個條件的剛體的定軸轉動同樣也可以寫出自己的牛頓運動定律或者類似公式,只不過因為是剛體的定軸轉動,公式中的有些符號或量值會以另外的一種形式出現。也就是說,剛體定軸轉動的公式也可以寫成質點運動里一樣簡潔類似的樣子。下面我們嘗試著從質點運動學公式的角度去找尋定軸轉動剛體各公式的對照。
對于一個質點而言,我們只需要知道這個物體的質量m,受力,初始位置矢量0和初始時刻速度0即可以描述出這個質點運動速度,即:
t=0+at 速度公式
a= 牛頓運動第二定律
也可以描述出物體的運動狀態量,即:
t=0+0t+at2
既然剛體的定軸轉動與質點運動均適用于牛頓三大定律,那么定軸轉動也應該存在一個和上述式子形式相似的表達,只不過因為它是轉動,每一個量可能會有所變化,就像披了層面紗,化了妝一樣,重新出現在剛體定軸轉動的牛頓運動三大定律的宏偉大廈下。
在剛體的定軸轉動中,描述一個剛體的轉動變化用角位移θ,角位移的變化率可用角速度ω=來表示,角速度的變化量可以用角加速度α=來表示。同時,對于定軸轉動的剛全而言,它也存在著一個量使其正比于角加速度α,由剛體的定軸轉動得知這個量為力矩Me=?d,d為作用力對轉動軸的力臂。
仿照質點運動學a=,在轉動里也應該存在一個類似質點動動中質量地位的物理量,這一點我們可以用轉動物體的動能表達公式來尋找。剛體定軸轉動物體的動能表達式Ek=∑mv2=Jω2,因轉動物體的每一質量元它的線速度與角速度之間大小由=ωr來聯系,所以每一個轉動物體的動能都可以寫成Jω2,即每一個轉動物體的J=∑(mr2)都可以找出來,我們稱之為轉動慣量。我們發現剛體定軸轉動中的動能Jω2與質點平動的動能mv2有類似之處,而剛體定軸轉動中的轉動慣量J也和質點平動動能中的質量m地位相當,即披了面紗的質量。
至此,我們找出了剛體定軸轉動的幾個基本物理量,力矩Me,轉動慣量J,以及角位移θ,角速度ω,角加速度α。仿照質點運動學公式可以寫出:
ωt=ω0+at角速度公式
α=剛體定軸轉動的轉動定律
θt=θ0+ωt+αt2
也可以寫出:
L=Jω角動量表達式Met=L=J(ω2-ω1)
角沖量定理
Medθ=Ek2-Ek1=J(ω22-ω12)
動能定理
總結
不管是質點運動還是剛體的定軸轉動,只要都滿足宏觀低速的條件,那么我們都可以寫出它們自己的牛頓第二定理,以及由牛頓第二定理所推導出來的一系列公式。對于教學而言,只需要大家知道牛頓第二定理的形式,而代入轉動物體有所變化的量值后,即可以寫出牛頓第二定理在剛體定軸轉動里的公式表達。同樣基于相同的表達公式,我們也可以輕而易舉地寫出其它諸如角速度公式、角位移公式、角動量定理和動能定理在剛體定軸轉動中的表達,相信學生對剛體的定軸轉動也會有如質點運動里一樣的深刻認識。
【參考文獻】
[1]趙建彬主編.物理學.第一版.北京:機械工業出版社,2004
[2]李伯主編.物理學.第三版.北京:高等教育出版社,2011
關鍵詞:中等;衛生;教材;銜連;編寫
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2007)8(S)-0025-2
作為全國中等衛生職業學校教材《物理》(人民衛生出版社 2001第1版)(本文簡稱教材),應與時俱進,從實際出發,筆者提出應完全徹底地重新編寫教材的建議,理由如下:
1 與初中物理的銜接不理想
1.1 脫離與全日制初中物理教材難度的銜接
九年義務教育全日制初中物理教學大綱,初中物理教材難度大大降低,目前全日制高中物理教材也已經降低難度。而教材的難度較大,與初中物理教材已經降低難度的銜接有一定的困難。例如,公式的推導過程過于簡化,例如,P40關于射程的公式推導學生就不知是怎么得出的。
1.2 不夠注意新舊知識銜接 在教材的編寫中,編者應該了解學生在初中已學習了哪些基礎知識,并且認真分析學生已掌握知識的程度如何。把教材研究的問題與全日制初中物理教材研究的問題在文字表述、研究方法、思維特點等方面進行對比,明確新舊知識之間的聯系與差異。選擇恰當的編寫方法,使學生比較容易利用舊知識來學習新知識,才會達到事半功倍的效果。教材不夠注意新舊知識的銜接,涉及的講授法也比較陳舊,有些還是20世紀70~80年代的教材模式。學生感覺教材的難度較大,多數學生反映自己看書基本上看不懂,更不會做練習題。
2 直觀性教學不足、例題與習題脫節
2.1 直觀性教學不足 演示實驗內容不多。教材的演示實驗不多,有的也比較陳舊。目前,規范的物理教材基本上都配備了多媒體光盤,對改進教學工作起到的作用是十分顯著的,教師和學生均欲罷不能。另外,例題的圖示幾乎沒有,例如:力矩平衡的例題2-2 (P23~24)沒有圖示,基礎差的學生基本上看不懂這道例題。教師講這道例題時,圖示起到了非同小可的作用,基礎差的學生也可聽懂。還有,教材應注意矢量圖示。比如,動量及動量的改變量均沒有圖示,學生對它們方向性理解非常困難。
2.2 有些例題與習題脫節 剛進入中等衛生職業學校的初中畢業生,對物理知識理解不深,綜合運用知識解決問題的能力較弱。如果例題與習題脫節, 問題就顯得非常嚴重。針對這種情況,編寫教材應加強解題方法和技巧的示范,注意解決例題與習題脫節問題。
現在略舉幾例,如:
例題2-8沒有與之對應習題;例題2-9沒有與之對應習題;例題5-2沒有與之對應習題。
這樣,會造成學生看了例題,沒有對應的習題可做,形成仍然不會做練習題的尷尬局面。
3 不妥與錯誤
教材中還有些地方不妥,乃至錯誤.現在略舉幾處:
3.1 不妥之處 在第二章例題2-2中,用字母x作為解題時的未知量,很像初中學生列物理方程設未知量的方法,對此現象感覺是不太妥當!比較明顯的不妥是P7上把加速度的單位讀為:“米每秒平方”。
又如,例題與公式無對應。在第二章例題2-2中,用初中杠桿平衡的方法,列出的物理方程,完全與教材P23講“M1+M2+M3+…=0”的公式(2-6)無對應。學生根本不知道公式(2-6)該怎么用。
另外,教材P24對牛頓第一定律的理解也是不妥的,是與目前規范的物理教材相左的。
3.2 錯誤之處 最明顯的錯誤是P57上關于動能公式的推導。在2001年9月第1版和在2002年9月第1版第7次印刷是:先出現了
(注:按教材文意,此處v=v0)的公式表達(P57倒數第18行);顯然,添負號是不對的,這是忽略了阻力產生的加速度的方向與初速度的方向相反,在這里為負值。隨后,又把阻力做的功的負號理解成為方向,用“克服阻力所做的功”替代“阻力做的功”(P57倒數第16行、倒數第17行),來湊動能的公式的符號不為負。顯然是把矢量式F=ma與標量式W=Fscosα中的矢量與標量的正負號混為一談,這種錯誤本不應該出現的,仿佛是一種疏忽;然而,對于教材而言,居然重復以前全國中等衛生學校教材《物理學》的錯誤,這是不應該再出現的錯誤,竟然在教材(更新的衛生部規劃教材,全國中等衛生職業學校教材《物理》)中又出現了??梢?,教材編者在概念(矢量與標量),定律(牛頓第二定律中F與a的矢量性),公式(功的公式W=Fscosα 中,F、s只取絕對值)等方面的含糊。
4 內容多、學時少,不太切合使用學校實際
教材內容共五篇計18章,還有18個學生實驗。它幾乎包括了全日制普通高級中學物理課的全部內容。在中等衛生職業學校要學完比全日制普通高級中學《物理》的必修加選修物理課的內容還多的教材是完全不可能的。因為要系統學完,按衛生部大綱要求,教材的基礎模塊96學時、選修模塊54學時,而重慶市中等衛生學校的實際只有36~54學時。教材為16開、共379頁、印張:25 、字數:563千字,這么多的內容,顯然是不切合中等衛生職業學校實際的。
5 結論
教材于2001年9月出版,我們經過幾年來的使用,初步感覺教材與目前規范物理教材和文獻有較大出入,內容的取舍和編排不近合理,甚至出現明顯錯誤,使用效果不理想,建議完全徹底地與時俱進,重新編寫,以利教學質量的提高。
參考文獻:
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2014)18-0051-02
初中物理和高中物理雖然都是學習物理知識,但有很大的不同,主要表現在:初中學習由于教學的進度比較慢,對概念規律反復討論,變化不多;初中生的學習方法也比較簡單、機械,不習慣于復雜計算;也不習慣于獨立思考,只要記住公式,把題中的已知條件代入就可以知道答案;初中物理涉及的公式、定理、定律,少、簡單、容易記,而高中物理涉及公式、定理、定律多,可從不同的角度分析應用。因此,初中物理學習的物理現象和物理過程,大多是“看得見,摸得著”,與日常生活現象的聯系很直接。學生在學習過程中的思維活動,大多屬于以生動的自然現象和直觀實驗為依據的具體形象思維,較少要求應用科學概念和原理進行邏輯思維、抽象思維等思考。
高中教學進度明顯加快,課堂教學密度大大提高,概念多,公式多,物理規律復雜,物理規律表達方法靈活,對數學能力和思維能力要求比較高,常常要用到分析、比較、抽象、概括、類比、等效等思維方法,要求學生對感性材料進行思維加工,抓住主要因素,忽略次要因素,抽象概括出事物的本質屬性和基本規律,建立科學的物理概念。高中物理在研究復雜的物理現象時,為使問題簡化,常只考慮其主要因素,忽略次要因素,建立物理模型,使物理問題抽象化。
剛剛進入高中的學生很難進入高中物理的學習狀態,原因是多方面的,做好初高中物理教學的銜接是當務之急。初高中物理教學的銜接包括教育觀念的銜接、物理知識的銜接、物理方法的銜接、物理實驗的銜接、物理語言的銜接、教法學法的銜接以及數學工具的銜接等。通過對初高中物理的學習對象、學習策略、學習過程、教學方法、教材等方面的比較,筆者結合在初、高中物理教學中的實踐,就提出一些具體做法。
1.研究教材,知識的銜接要注意新舊知識的同化和順應。同化是把新學習的知識整合到原有的認知結構中,從原有的認知結構中提升、擴展,通過對比分析使學生的認知結構變得更加豐富,但認知結構的本質沒有發生根本變化。順應是認知結構的更新或重建,當新學習的知識不能為原有的認知結構所容納時,就需要改變原有的認知結構或重建新的認知結構。
從知識層面上對比,高中物理要求上明顯加深加寬,有以下顯著特點:從直觀到抽象,初中講物體的運動,高中講質點的運動;從單一到復雜,二力平衡到多力平衡,從初中的勻速直線運動到高中變速運動和圓周運動;從標量到矢量,初中的代數運算到高中的矢量運算;在語言上從淺顯表達到比較嚴謹的表達,物理量從定性討論到定量的計算。
2.必須注意下面的初中教學要求和高中教學銜接七個方面:
(1)機械運動。
初中教學要求:能根據日常經驗或自然現象粗略估計時間。能通過日常經驗或物品粗略估測長度。會使用適當的工具測量時間、長度。了解測量誤差、誤差和錯誤的區別。能用實例解釋機械運動及其相對性。了解勻速直線運動、變速運動、平均速度。能用速度描述物體的運動,能用速度公式進行簡單的計算。 能從相關的圖表獲取信息。
高中教學銜接: 學生對刻度尺的使用已基本掌握,知道有估讀位,初步學會根據參照物進行估測。能判斷簡單的相對運動問題。由于初中描述物體運動狀態的物理量是速度(實際指速率)、路程和時間;高中描述物體運動狀態的物理量是速度、位移、時間和加速度,其中速度、位移和加速度是矢量。教師應及時指導學生順應新知識的特點,通過引導學生對比分析,使學生能正確辨析速度和速率、位移和路程的區別,掌握建立坐標系和選取正方向,再列運動學方程的研究方法,用新知識和新方法來調整、替代原有的認知結構。
(2)質量和密度。
初中教學要求:一是初步認識質量的概念。會用托盤天平測量固體和液體的質量,了解其他測量質量的常用工具;二是理解密度的概念,能用密度知識解釋、說明、計算,解決簡單的問題,能解釋生活中的一些與密度有關的物理現象,會用天平、量筒測量固體、液體的密度。
高中教學銜接:學生已初步認識質量的概念和測量方法,知道如何測定物體的密度,在高中階段不再重復學習這一部分內容,需要時可以直接加以應用。
(3)力。
初中教學要求:了解力的概念、力的作用效果、力的三要素;會畫力的示意圖;了解重力、彈力和摩擦力及影響因素;會正確使用彈簧測力計。
高中教學銜接:學生已知道力的作用效果。但在多個力作用而平衡時,學生因看不到效果而影響對力的作用效果的理解。已基本掌握G=mg 的關系、重力的方向及重心的概念,高中階段通過這些知識來同化重力隨地理位置及高度的變化等。初中已通過自制彈簧測力計了解彈簧測力計的結構和原理,高中應以此同化胡克定律。初中只是通過實驗探究影響摩擦力大小的因素,沒有深入認識摩擦力。高中應當順應新知識,調整對摩擦力的認知結構,理解靜摩擦和動摩擦,并會計算它們的大小,會判定它們的方向。
(4)力和運動。
初中教學要求:了解物體運動狀態變化的原因,理解物體的慣性,能表述牛頓第一定律;了解合力與分力的概念,知道什么是平衡狀態,知道二力平衡的條件。
高中教學銜接:對力與運動的關系,初中從亞里士多德的觀點到伽利略理想實驗再到牛頓第一定律已有較深刻的認識,理解了物體的慣性,并能以此解釋有關生活與自然現象。高中應以此同化有關力與運動的新知識。初中雖然沒有引入矢量的概念,但已會處理同一直線上二力的合成。對于力的平衡,實際上不僅掌握了二力平衡的條件,還會處理同一直線上三力平衡、合成的問題。
(5)簡單機械。
初中教學要求:學會使用簡單機械改變力的大小和方向;了解杠桿,會用杠桿平衡條件進行簡單計算,會畫杠桿的示意圖;學會使用定滑輪、動滑輪、滑輪組,并能計算拉力的大小。
高中教學銜接: 這部分內容高中不再單獨學習,在高中力學中可以將滑輪和杠桿運用到靜力學和動力學習題中。
(6)壓強與浮力。
初中教學要求:學習了壓強的概念后,能用P =F/S 和P =ρgh 公式進行簡單計算;知道增減壓強的方法,初步了解流體壓強與流速的關系,了解測量大氣壓強的方法;認識浮力,知道物體的浮沉條件,知道阿基米德原理。能用浮力知識簡單解釋有關問題,會用彈簧測力計測量浮力,會用F浮=G-F 拉及其相關知識進行簡單計算。
高中教學銜接:壓強與浮力在高中不再學習,在高中力學中可以進行適當的聯系,但要明白初中新教材對浮力的要求比以前有較大的降低,有阿基米德原理“浸在液體中的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力”,但沒有給出F浮=ρ液gV排公式。
(7)功和能。
初中教學要求:理解功的概念,會用W=FS計算功的大?。焕斫夤β实母拍?,會用P=W/t進行簡單計算;理解機械效率,了解提高機械效率的途徑和意義;知道動能和勢能,了解動能和勢能的轉化;知道機械能和其他形式的能的轉化;知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。
高中教學銜接:初中學習功的概念“力乘以物體在力的方向上通過的距離”,但沒有給出W=FScosθ。高中階段要以初中所學的有關功的舊知識來同化高中所學的關于功的新知識。初中學生已知道物體的質量越大、速度越大,物體所具有的動能就越大;知道物體被舉得越高、質量越大,物體具有的重力勢能就越大。但是都沒有給出具體的公式。高中教學應注意跟初中已有的基礎相銜接,讓學生對此部分知識的認識從定性提升到定量。
【關鍵詞】類比法 初中物理
物理概念 遷移
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)03A-0109-01
眾所周知,舊知是學習新知的基礎,物理新概念的生成是學生在舊概念的基礎上進行的遷移和重構。類比作為一種重要的思維學習方法,對促成學生物理概念的遷移,完成物理概念體系的建構具有至關重要的作用。教師可以結合具體的初中物理概念,探究新概念與舊概念的結合點,引導學生進行類比和推理,主動地發現新概念,建立物理知識結構。
一、深入挖掘學習內容,設計類比實例
在學習新的物理概念時,學生只有在原有的知識基礎上進行主動地建構,才能真正掌握新概念。為了幫助學生運用舊知識來學習新知識,教師在課前準備階段就應該深度解析新概念,從概念的內涵、外延進行全面地剖析,尋找已經學過的物理概念中與之相似的概念,為學生通過類比的方法由舊概念向新概念遷移創造條件。
例如,在學習九年級物理《功和機械能》第三節功率的相關內容時,為了讓學生可以順利地掌握“功率”這個重要的物理概念,教師通過對這個概念的內涵和外延進行分析,發現這個概念與前面所學的“速度”的概念有相似之處,而且考慮到學生在小學數學學習中就已經接觸到了“速度”的問題,對這個概念非常熟悉,所以在學習“功率”這個概念之前,先讓學生回憶“速度”的定義,大部分學生都能說出“速度是物體在單位時間內所通過的路程?!薄八俣鹊扔诼烦毯蜁r間的比值。”“沒錯,速度是一個用來描述物體運動的物理量,用路程和時間的比值下的定義。今天我們學習的新物理量――功率,也是采用這種方式下定義的,功率是物體單位時間內所做的功,是用來描述物體工作狀態的?!边@樣教學,教師選擇了恰當的舊概念,為學生的類比遷移提供支持,促成了學生運用類比學習新知。
二、恰當提出思考問題,發現類似之處
學生能夠運用類比遷移的方式學習新的物理概念的重要基礎是能夠發現新舊兩個物理概念的相同之處。為了實現這一點,不但要求學生對于已經學過的物理概念比較熟悉,而且教師也要及時地給予恰當的點撥,讓學生能夠積極地開動腦筋,認真思考,主動發現舊概念與新概念在研究的問題、揭示的本質規律等方面的共同之處,為類比遷移做好鋪墊。
例如,在學習九年級物理“密度”的概念時,教師借助八年級物理學習的“電阻”的概念進行類比。教師先讓學生說出電阻的定義和公式:“導體對電流的阻礙作用表示為電阻,計算公式R=[UI]?!贝藭r教師出示了“密度”的定義和計算公式:“密度是單位體積的某種物質的質量,公式是ρ=[mV]?!苯又處熥寣W生觀察兩個定義和公式的相同之處,學生發現兩個公式都是比值的形式,密度是物體質量與體積之比,而電阻是電壓與電流之比。教師引導學生思考:“電阻與導體兩端的電壓和電流有關系嗎?”“沒有,電阻是導體的一種性質,不會隨著導體兩端的電壓、電流的改變而改變?!睂W生回答。“那物體的密度呢?”教師問?!拔矬w的密度也與物體的質量和體積沒關系,是一個固定值。”通過設計巧妙的問題啟發學生圍繞著物理概念的內涵和外延進行思考,尋找到新舊概念的相似點。
三、科學組織學習活動,引導類推結論
在學習物理概念時,為了讓學生正確地進行類比,實現舊知向新知的正向遷移,教師還要對學習過程進行指導,設計不同形式的學習活動,利用學生集體的智慧,引發學生積極參與討論和互動,從而通過類比促進遷移,最終形成新的概念。
例如,在學習“內能”的概念時,教師引導學生回憶已有的與“能量”有關的概念,學生們很快地回答出了“動能”“勢能”“機械能”等?!澳鞘裁词菣C械能呢?”教師提問。學生回答:“物體所具有的動能和勢能的總和?!薄拔覀円部梢园褭C械能理解為物體在做機械運動時儲存的能量。由此類推,‘內能’可以怎樣下定義呢?”教師引導學生進行類比?!皬奈⒂^角度來看,物體是由分子、原子、離子等微粒組成的,而且這些微粒都在不停地運動?!薄拔抑懒?,內能是物體內部由于分子運動所具有的能量。”有學生快速地反應?!昂馨簟T儆脵C械能的構成類比一下,給出內能的定義?!苯處燑c評。學生們由“機械能是動能和勢能的總和”想到了“內能”是“分子動能、分子勢能的總和”。在教師啟發點撥下,學生逐步通過類比推理,由“機械能”的概念得到了“內能”的概念,完善了自己的知識結構。
一、幫助高一學生樹立起學好物理的信心
面對這些對高中物理的難度已略有耳聞的高一新生,第一節物理課,老師就不要再過分強調高中物理如何難學了,避免給學生當頭一棒,使學生一開始就對物理產生恐懼心理。同時,在高一剛開始的教學過程中,教師一定要做好高中和初中的銜接,適當的降低難度,降低“臺階”,保護學生物理學習的積極性,使學生從一開始就樹立起學好物理的信心。
二、物理也需要一定的識記
對剛剛進入高一的學生,老師會在教學過程中經常強調,高中物理的學習重在理解,以至于有些學生就認為高中物理不需要識記,其實這是一個認識的誤區。物理不能靠去死記硬背、亂套公式,但并不是說物理就不需要識記。如果學生連課本中基本的概念、定理和定律的內容都沒有記住,而只是記住了公式、表達式,理解也就無從談起。學生要想完全掌握一個概念,首先就一定要能用自己的語言把它表述出來。例如,學習“功”這個概念時,不能僅僅記住公式W=FLcosθ,學生必須知道功等于物體上的力和受力點沿力的方向的位移的乘積,只有先記住功的概念,才能正確理解功的計算公式。
三、物理重在理解
物理的學習需要一定的識記,但物理學科又不能僅僅靠死記硬背、生搬硬套公式,而重在理解,具體應該做到:要求學生理解物理概念,同時掌握相應定義式中各個物理量的具體含義;理解物理規律的內容及適用條件,能夠清楚物理定理、定律的具體表達形式;能夠鑒別關于概念和規律似是而非的說法;理解相關知識的區別和聯系。在平常和學生的交流中,有些學生常常抱怨道,上課認真聽講了也聽懂了,可是一遇見題就不會做,考試成績也總是不理想。我就發現這些學生在理解這一關出了問題。
另外,對物理知識和規律的理解,還需要注意,不能搞題海戰而脫離了課本,不要一味的認為學生只有做題才能鞏固、加深對物理知識的理解。萬變不離其宗,要引導學生認真閱讀課本,不僅要求學生掌握物理規律的內容、一些重要結論,還要弄清楚規律的得出過程、規律的適用范圍(或條件),知道結論是如何推導出來的。比如功的計算公式W=FLcosθ,不僅要知道公式中每個物理量的含義,還要弄清楚推導過程,知道了推導過程,我們就不難總結出恒力做功的計算方法:可以直接利用計算公式W=FLcosθ,也可以用力乘以在力的方向的位移(把位移分解,如重力做功),還可以用位移乘以在位移方向上的分力(把力分解)。所以,關于功的計算公式W=FLcosθ,只有我們清楚了其推導過程,才能靈活運用。
四、培養學生的審題、解題能力
物理解題的難點在審題與過程分析上,只要學生能夠把物理過程劃分清楚,也就能夠根據每個物理過程的特點選擇相應的物理規律來解題。例如學生在應用動能定理和機械能守恒定律解題時,由動能定理和機械能守恒定律列出的表達式比較簡單,難點就在過程的劃分和每個過程特點的分析。因此,教師在課堂上進行例題分析時,尤其是多過程問題,應把重點放在物理過程的分析上,要引導學生建立正確的物理模型,形成清晰的物理過程,要求學生能夠把每個過程中的受力情況及力的做功情況弄清楚,符合機械能守恒條件的應用機械能守恒定律解題,不符合機械能守恒條件的應用動能定理解題。
五、要求學生規范解題過程
物理規范化解題要做到以下幾點:1.力學中要畫完整的受力分析示意圖。力學問題中必須畫出完整的受力分析圖,受力分析是正確解決力學問題的關健。比如有的同學在應用動能定理解題,認為問題很簡單,畫圖不完整,或根本就不畫受力圖,從而導致在求總功時漏掉一些力做的功或功的正負弄錯。2.物理量符號的書寫要規范。在萬有引力部分,中心天體的質量一般用M表示,環繞天體的質量一般用m表示,天體的半徑用R表示,天體間的距離和環繞天體的軌道半徑一般用r表示。比如,在求中心天體的密度時,由GMmr2=mr2πT2和V=43πR3可求得ρ=3πr3GT2R3,有的同學出現把R和r約去的錯誤,出現這樣的錯誤就是因為學生沒有按照平常的習慣規范書寫,而把天體的半徑用r來表示。3.解題過程中要有必要的文字說明。必要的文字說明是題目完整解答過程中不可缺少的文字表述,它能使解題思路表達得清楚明了,解答有根有據,流暢完美。平常要求學生養成解題過程中有必要的文字說明的習慣,不僅可以提高學生的審題意識和審題能力,還可以加深學生對基本概念、基本定理、基本定律的理解,更有利于培養學生正確的解題思路。4.方程式的書寫要規范。方程式是主要的得分依據,寫出的方程式必須是能夠反映出所依據的物理規律的基本式,不能以變形式、結果式代替方程式。比如,要應用動能定理解題,方程式的左邊是合力所做的功,右邊是物體動能的變化量,要用機械能守恒定律解題,方程式的兩邊分別是初末狀態的機械能,不能把動能定理和機械能守恒弄混淆。并且方程式應該全部用字母、符號來表示,不能字母、符號和數據混合。
一、獲得必要的感性認識,是形成概念和掌握規律的基礎
在物理教學中,如果學生對所學習的物理問題還沒有獲得必要的感性認識,還沒有認清必要的物理現象,教師就急于向學生講解概念和規律,這種“填鴨式”的教學得來的“概念”和“規律”猶如空中樓閣。其實,當學生對教師介紹有關的物理現象和物理事例有了比較充分的感性認識,而用已學的知識又無法合理地說明和解釋這些現象與事例時,便會有強烈的求知欲。例如,當一個壯漢碰你,倒的可能是你;一個小孩碰你,倒的可能是小孩??梢?,當我們考慮一個物體的運動效果時,只考慮運動速度是不夠的,還必須把物體的質量考慮進去。物理學上把物體的質量和速度的乘積叫物體的動量,每一個物理概念和規律都包含著大量的具體事例。因此,在物理教學中,為了幫助學生能在感性認識的基礎上進行分析,教師必須精選一些典型事例,才能收到預期的效果。
二、吃透課本,以不變應萬變
課本,是根據全日制教學大綱系統闡述學科內容的教學用書,它也是聯系師生的重要媒體。尤其是物理教材,物理現象、概念、規律、公式、實驗,包括一些擴展學生知識面的閱讀小材料無不包含其中。可以說整個教學活動都是圍繞教材內容而展開的??荚囶}側重于考查學生對基本概念的理解和基本理論的掌握,尤其體現在選擇、填空題,萬變不離其宗。因此,必須充分利用教材,發揮教師的主導作用和學生的主體作用。在這里,教師的主導作用體現在根據考綱對教學內容的選擇、教學進度的掌握等方面。學生的主體地位在教材上的體現是對于教材的學習。這種學習一方面是在教師教的作用下的學習,可以說這種學習是被動的,另一方面是學生對教材的自學,二者應是相互促進的。但是在教學中我們發現,離開了教師的“教”,學生對于教材很少津津有味地“自學”。舉一個例子,考試中經常遇到一些物理學史和一些史實的東西,學生往往由于不重視課本的閱讀而造成失分。還有類似的一些判斷也是如此?!坝行┪矬w是不向外輻射紅外線的”,這句話是否正確?有些同學對這句似是而非的話感到茫然,課本明明白白的,一切物體都在不停地輻射紅外線的。我分析產生這種現象的原因有二:一是學生三年來天天與教材打交道,早已失去了新鮮感,殊孰不知,“書讀百遍,其義自現”。二是教材似乎適合于教師的“教”,而不適合于學生的“學”。這樣,就形成了在學生的心目中教材的地位在某種程度上還不如一些“習題集”,離開了教師,教材便沒有更大價值的狀況,有的學生甚至于已經“拋棄”了課本,與課本“BYEBYE”了。這是一個很嚴重的現實問題,它實際上也是一些教師的誤區。
三、掌握初、高中物理學習中銜接過渡的難點,降低臺階
在教學過程中,我們首先要從思維方法入手,要求學生從形象思維進入抽象思維,完成認識能力的一大飛躍。初中研究力學問題,僅是力的初步概念,重力的常識,摩擦力只作為阻力的形式介紹而已。而進入高中后,一開始就要對較抽象的彈力、摩擦力進行全面的定量研究,還要選定研究對象,采取正確的方法受力分析,等等。這些是橫在新生面前的第一個臺階,跨不過它,高中物理將很難過關。
其次,從能力要求上,高中物理教學應使理解能力、推理能力、應用數學工具處理物理問題的能力、分析綜合能力、觀察和實驗的能力得到提高。在初中,物理規律大部分是由實驗直接得出的;在高中,如牛頓運動定律則要經過推理得出,而且在處理問題中要較多地運用推理和判斷,因此推理和判斷能力要求大大提高。科學思維能力不提高,就學不好高中物理。初中階段以常識性介紹、說明為主要學習內容,對數學工具的應用只是簡單地涉及;進入高一,在學習和掌握力的合成和分解時,就體現了數學能力的培養和要求。學生要善于把數學知識運用于計算合力、分力的大小及方向。這對剛進入高一的新生來說,無疑是第二大臺階。高中階段的學習,要對物理量和物理規律進行全面深入的定量研究,需要運用數學簡明確切地表達問題,綜合運用數學進行推理和運算。物理知識不是公式的堆積,不作物理分析,亂套公式,不是數學本身的過錯,而是不會運用數學。學生要善于把數學知識運用于物理,學會運算,直至最后得到物理結論,這是在高中階段應逐步培養和提高的能力之一。
四、整體結構教學,理解規律
布魯納提出:“結構的理解,能使學生從中提高他直覺處理問題的效果。”無結構零亂的信息難以形成直覺思維,當有秩序、有結構的信息從提供的信息中忽隱忽現時,就會活躍思維,從而快速解答問題。物理學科的基本結構是指物理學的基本概念、基本原理和基本方法、觀念,以及它們之間的相互聯系所構成的理論框架。心理學上的格式塔學派認為:知識的整體由部分構成,但整體比部分之和的意義更大。要幫助學生理解物理概念和物理規律的內涵、外延,以及它們之間的聯系,將新知識納入原有的認知結構;經常幫助學生建立起單元、章節及全書的整體框架,使物理知識系統化,形成合理的物理學科的認知結構,積累組塊思維的材料,就更好地理解物理規律,并借此獲得直覺的判斷和聯想,進而提高學生思維敏捷性,提高教學有效性。整體結構教學可從以下兩方面進行。
關鍵詞: 初中物理 實驗教學 教學策略
在初中物理教學中,實驗教學是一個非常重要的環節。為了著重提高初中生對于物理實驗教學的認識,許多中學對實驗教學條件做出了不少改進,這就為初中生進一步提高實驗動手操作能力、觀察實踐能力和合作探究能力奠定了堅實的基礎。但是,目前實驗教學中還是出現了各種各樣的問題。如物理老師相對乏味的口講教學,學生做實驗不負責任的態度,老師與學生之間缺乏溝通等,在一定程度上阻礙了物理實驗的進行。因此,進一步優化實驗教學顯得勢在必行。
一、做好物理實驗演示,培養學生觀察能力
為了保證初中物理實驗比較順利地進行,需要物理老師在實驗之前做好演示實驗,使初中生對將要進行的物理實驗過程有明確、直觀的認識。這種演示實驗能引發初中生的興趣,利用他們的觀察能力進一步分析物理實驗,合理應用物理知識解決實際問題。在一定程度上提高了物理實驗的質量和初中生的綜合素質,在優化物理實驗教學中起著不小的實踐作用。
在“研究氣泡在充水玻璃管中運動規律”的實驗中,物理老師就設計了詳細的演示實驗方法:物理老師先取一只內徑一厘米并帶有一個小氣泡的玻璃管,通過翻轉玻璃管,讓學生觀察氣泡在水中上升的情況。但是,由于玻璃管的內徑較大,出現了不符合氣泡是勻速運動的現象。因此我們再取第二只玻璃管的時候,進行了實驗優化:在玻璃管上每隔十厘米做一個記號,然后翻轉玻璃管,通過記錄氣泡通過每一小段距離所用的時間,就可以得知其是否勻速向上運動。最后根據第二只玻璃管記錄下的數據和物理公式算出速度。在這樣的實驗優化之后,初中生很直觀地掌握了勻速直線運動的概念、測物體運動速度的方法和速度的計算等物理知識點的具體應用。
二、引導物理實驗創新,培養學生自主能力
現在初中進行的大部分物理實驗,都是根據已知的理論或結論進行下一步的實驗教學設計,使物理實驗在一定程度上缺少探究性的成分,讓初中生的創新思維受到了限制,不利于同學們求知欲望發揮。所以,需要老師們發動同學們設計一些探究性物理實驗的實驗過程,進一步培養同學們的創新思維,在探索中不斷獲取新的知識。
在做“探究決定動能大小的因素”的物理實驗時,按照傳統教學方式做實驗,不僅耗時耗力,而且同學們沒有真正理解實驗的目的所在。所以,優化實驗的時候,老師不主動提供實驗方案,而是先引導同學們猜想動能大小與物體質量和速度有關,然后讓同學們自己想辦法進行實驗探究。隨后就有同學應用控制變量的方法,控制小鋼球推動木快做功的多少,即分別在控制速度不變和高度不變的情況下,測量木塊到達斜面底端時速度大小,進而驗證了自己的猜想。通過實驗之后的總結和歸納,同學們很容易發現物體動能與質量和速度有關,并且速度越大動能越大,質量越大動能也越大的理論。
三、建立物理實驗合作,培養學生實踐能力
進行物理實驗的時候,同學們之間的合作訓練更有利于物理實驗進行,一定程度上提高同學們的實踐動手能力。進行完演示和探索性實驗設計之后,接下來就需要同學們彼此之間建立良好的合作關系,合作完成主動學習探究、獲取與物理實驗相關的知識,領悟物理科學的研究。這樣的合作形式有利于每個初中生都能發揮出自己的動手實踐能力,在興趣的指引下初步形成實際性探究的能力。
在做“研究晶體與非晶體的熔化過程”實驗的時候,老師把本來只需要一個人完成的實驗項目,改變成了同學之間的小組合作實驗,增加了許多新的合作實驗內容。雖然試驗之前,同學們做了大量的準備工作和實驗預習,但是還是有相當多的同學們在實踐過程中犯了不少實驗失誤。比如,在實驗過程中容易走神,觀察晶體熔化現象時就忘了實驗溫度的記錄;在加熱熔化過程中非晶體不能均勻受熱等失誤。雖然出現的失誤還是比較低級的,但是通過與小組各個同學之間的合作實驗過程中,同學們不僅對這次實驗產生了深刻的理解,還通過合作完成了一個人完成不了的實驗內容,并且增強了自己的實踐動手能力。
四、拓展物理實驗知識,培養學生創新能力
學習物理實驗,不應該僅局限于書本中,更應該貼近現在生活,生活才是物理實驗真正的課堂。面對這樣的教學要求,老師要鼓勵同學們不斷獲取課外知識,豐富自己的物理實驗經驗。同時,每次實驗過程中,同學們還要不斷激發自己的創新思維,發揮出自己的創新能力,進一步培養自己勇于探索、追求創新等優良科學品質。
在進行課外物理實驗“發光的冰糖”的時候,就體現了以上觀點。由于這個實驗運用的物理知識較多,因此需要老師實驗之前,給予充分的指導工作,而實驗的進行還是要求同學們自己探索。同學們需要將冰糖放入透明厚塑料袋中,并扎緊袋口,然后將冰糖袋放在桌面上,拉上房間窗簾,再用一搟面杖來回搟壓冰糖袋,仔細觀察袋里的冰糖,不久之后就會慢慢發光。這個實驗不僅豐富了同學們的課外物理知識,而且在一定程度上發揮了自己的創新創造能力,更貼近生活,讓同學們在課外實驗過程中,不斷發揮出自己的創新創造能力。
在初中物理實驗應用中,進一步優化實驗教學,具有非常重要的意義,不僅在一定程度上促進初中生對物理的學習興趣,而且能引導他們的創新思維和探索能力,實驗的同時不斷增強自己的實際動手能力。
參考文獻:
在初中物理教學中不難發現,一些學生在課堂中總表現得死氣沉沉,上課不認真聽,作業不能很好地完成。究其原因并不是學生學不懂,而是學生不愿意學,即學生對這門學科不感興趣。因此,在教學中,培養學生的探究興趣是很關鍵的。要培養學生的探究興趣,首先,要創設以情境來引導學生進行探究。如在“光的色彩、顏色”的教學中,教師讓學生關閉教室的門窗并拉上窗簾后問學生:“如果你們要看見我怎么辦?”有的學生就拿出了電筒照射,教師接著追問:“電筒會發光,還有什么會發光?”學生列舉了大量生活中能發光的物體后,教師問:“我們如何給正在發光的物體進行定義?”從而引入光源概念,再根據學生所列舉的光源來進行分類。其次,要注重通過實驗來激發學生的興趣。在“色光的混合”的學習中,教師以問題“將紅、綠、藍中任意兩種色光射到白紙上,相互重疊的區域是什么顏色”來引導學生思考實驗方法,并組織學生進行實驗,實驗后總結三原色知識點。
二、注重方法引導,引導學生探究
學習過程是學生主動構建知識的過程,在這個過程中學生要不斷經歷發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的思維過程。因此,在教學中,教師要大膽鼓勵學生提出問題并對問題進行分析、探究。首先,要鼓勵學生大膽提出問題。很多學生都已經習慣了被動接受知識而不愿提出問題,在教學中,教師不僅要通過建立良好的師生關系鼓勵學生提出問題,還要通過創設探究氛圍來鼓勵學生提出問題。如在“動能”的教學中,為讓學生更好地理解動能的概念并理解動能的大小與運動物體的質量和速度的大小有關的知識點,教師引導學生做實驗,并提出問題:“同一個小球從不同的高度滾下時,滾到斜面下端時的速度有什么不同?說明了什么問題?”引導學生思考:“將不同質量的小球從相同的高度滾下時,將小紙盒推動的距離又有什么不同?又說明了什么問題?”讓學生在探究中理解動能概念。在“重力勢能”的探究中,既然學生理解了動能的概念,那么如果物體被舉高后落下又會有什么樣的效果?借助對動能的探究而引導學生圍繞物體的質量、高度等因素進行猜想,然后再用實驗驗證,讓學生經歷從猜想到實驗,從實驗到結論的探究過程。在教學中,教師要注重引導學生在自主學習中采用“猜想—驗證”的方法來進行探究,通過猜想進行假設,借助實驗來證明自己的假設,從而獲得知識。
三、加強師生互動,合作參與探究
在教學中,教師是課堂的組織者和學生探究的引導者,只有充分發揮好教師的主導作用,突出學生的主體性,師生形成互動,引導學生主動探究,才能更好地促進學生探究能力的培養。以“研究杠桿的平衡條件”的教學為例,教師首先提出問題:“為什么要調節杠桿兩端的螺母使杠桿在水平位置平衡?為什么在杠桿兩邊掛上不同數量的鉤碼,調節鉤碼位置,使杠桿在水平位置重新平衡?”學生交流后,教師總結杠桿只有在水平位置平衡,從支點到動(阻)力作用線的距離,即力臂的長度,才可從杠桿上的刻度值直接讀出。接著提出問題:“實驗器材中一個鉤碼的質量是多少克?它受到的重力是多少牛?課本記錄實驗數值的表格中力和力臂的單位是什么?”引導學生探究后得出杠桿的平衡條件公式,教師以精講方式對公式中涉及的物理量進行解釋,再以生活中簡單的杠桿來引導學生對該公式進行理解。在師生互動過程中,教師要注重引導學生圍繞問題進行討論,討論中要注重引導學生表達出自己的探究結果,同時也要發揮教師的主導作用,對涉及的重點和難點以精講釋疑方式進行引導。
四、聯系生活應用,動手實踐探究