歐姆定律的局限性范文
時間:2023-07-31 17:44:04
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篇1
關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實驗歸納出結(jié)論,或在實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學(xué)的出發(fā)點,不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗,海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
(4)機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結(jié)出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。(5)動量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導(dǎo)出來,主張從實驗直接總結(jié)。但是實驗要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實驗條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實驗并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質(zhì)點系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
篇2
關(guān)鍵詞:電磁;教學(xué)方法;學(xué)科體系
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)17-0064-02
一、電磁學(xué)
電磁運動是物質(zhì)的一種基本運動形式,電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用。其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)。對此,在教學(xué)實踐中,應(yīng)從以下幾個方面來認(rèn)真分析處理教材。
1.電磁學(xué)的兩種研究方式。整個電磁學(xué)的研究可以分“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式在中職教材里均有體現(xiàn)。只有在明確它們各自的特征及相互聯(lián)系的基礎(chǔ)上,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法。場是物質(zhì)與物質(zhì)的相互作用的特殊方式。中職汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修教材中的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中職教材電學(xué)部分的各章內(nèi)容?!奥贰笔恰皥觥钡囊环N特殊情況??梢赃@樣理解,整個教材結(jié)構(gòu)是以“路”為線的大骨架,其思路可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的,而“場”是電磁運動的實質(zhì),因此可以這樣去定義即“場”是實質(zhì)而“路”是方法。
2.教學(xué)知識規(guī)律。教材知識內(nèi)容可歸結(jié)為物理范疇。物理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律,以及它們的相互聯(lián)系。物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系,并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是,物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的,在實驗基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。該部分內(nèi)容所遵循的是電學(xué)部分的重要物理規(guī)律即庫侖定律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結(jié)果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。在物理學(xué)范疇中,恒定電流是重要的物理規(guī)律。它的內(nèi)容有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用,但對氣體導(dǎo)電是不適用的。歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系,電阻是電路的物理性質(zhì),適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體。“磁場”這一部分內(nèi)容闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性,用研究電場的方法進(jìn)行類比,可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強度的概念。
“電磁感應(yīng)”這部分內(nèi)容,重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本部分以電流、磁場為基礎(chǔ),它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面,是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”內(nèi)容是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐,進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場,對場的認(rèn)識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。
3.電磁場物質(zhì)屬性的表現(xiàn),使學(xué)生建立世界是物質(zhì)的觀點。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量的科學(xué)實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其他電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場,磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?,F(xiàn)在的科學(xué)實驗和廣泛的社會生產(chǎn)實踐完全肯定了場的客觀存在,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。運動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對其他運動的電荷(電流)有磁場力的作用。所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象并取得如下結(jié)論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。從場的觀點來闡述路即電荷的定向運動形成電流。產(chǎn)生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導(dǎo)體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、學(xué)科體系的系統(tǒng)性貫穿始終,知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題。電場強度、電勢、磁場磁感應(yīng)強度是反映電、磁場具有物質(zhì)性的實質(zhì)性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段,要進(jìn)行比較,找出兩種曲線的共性和區(qū)別以加強對場的理解。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭取T陔妶鲋杏秒妶隽ψ龉?,說明場具有能量。通常說電荷的電勢能是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就無從談起電荷的電勢能了。
3.演示實驗和學(xué)生實驗,使得抽象的概念形象化。把各種實驗做好,不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。安排學(xué)生自己動手做實驗,加強對實驗現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力。從物理學(xué)的特點與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看,應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力,使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上。
4.培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識去分析和解決問題的綜合能力。學(xué)習(xí)電磁學(xué)首先要抓住場和路這兩個方面,解答綜合題時,首先應(yīng)搞清不同的運動形式或不同的物理過程是怎樣聯(lián)系在一起的。一般聯(lián)系渠道有兩條:一是力,二是能,從而形成兩條解題思路。從力的角度考慮,全面分析受力情況(三種性質(zhì)的力和電磁場力)并和運動狀態(tài)的改變聯(lián)系起來。從能的角度來考慮,緊緊扣住能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,從而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的正確性和普遍性。經(jīng)過教學(xué)實踐使學(xué)生明確:能量的不同形式,就是物質(zhì)運動的不同形式;能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式就是物質(zhì)運動由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式;能量不能創(chuàng)生也不能消滅,就是運動的不可消滅性。
三、結(jié)語
篇3
關(guān)鍵詞:物理 電工 電磁學(xué) 學(xué)習(xí)
一、認(rèn)識中學(xué)電磁學(xué)整體結(jié)構(gòu)
電磁學(xué)包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,中學(xué)物理的重要組成部分,電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用,其具體內(nèi)容包括電磁輻射和電磁場等。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的,在學(xué)習(xí)時應(yīng)透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,不能孤立地、分散地學(xué)習(xí)。對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析。
1. 電磁學(xué)的兩種研究方式。
整個電磁學(xué)的研究是以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行的,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來。只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地增強思維能力。
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法。場是物質(zhì),是物質(zhì)的相互作用的特殊方式。中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來:靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的內(nèi)容。
“路”是“場”的一種特殊情況。中學(xué)物理以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的?!皥觥笔请姶胚\動的實質(zhì),因此可以說“場”是實質(zhì),“路”是方法。
2. 物理知識規(guī)律。
物理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律,以及它們的相互聯(lián)系。
物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進(jìn)行分析和比較,找出它們相互之間存在著的關(guān)系,并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來。物理定律的形成也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是,物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的,在實驗基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。
庫侖定律是重要的物理規(guī)律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結(jié)果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用,但對氣體導(dǎo)電是不適用的。歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系。電阻是電路的物理性質(zhì),適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性,用研究電場的方法進(jìn)行類比,可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強度的概念。
“電磁感應(yīng)”這一章,重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎(chǔ),它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面,是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐,進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場,對場的認(rèn)識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機械波推進(jìn)到電磁波,而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。
3. 通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性,在學(xué)習(xí)中建立“世界是物質(zhì)的”的觀點。
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場。磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?,F(xiàn)在,科學(xué)實驗和廣泛的生產(chǎn)實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。
運動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用。所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象,得出結(jié)論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。
從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流。產(chǎn)生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處。導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導(dǎo)體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終,使知識學(xué)習(xí)與實驗融合于一體
1. 場的客觀存在及其物質(zhì)性是電磁學(xué)學(xué)習(xí)中一個極為重要的問題。
場是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。電場強度、電勢、磁感應(yīng)強度是反映電、磁場是物質(zhì)的實質(zhì)性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段,要進(jìn)行比較,找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強對場的理解。
2. 電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。
認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別,比如場不是力、電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭?。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
3. 認(rèn)真做好演示實驗,使場抽象的概念形象化。
演示實驗是非常重要的措施。把各種實驗做好,不僅易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。自己動手做實驗,加強對實驗現(xiàn)象的分析,從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力。從物理學(xué)的特點與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看,應(yīng)著力培養(yǎng)獨立實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力,使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使自己真正掌握科學(xué)知識體系上。
4. 培養(yǎng)綜合運用所學(xué)物理知識去分析和解決問題的能力。
篇4
關(guān)鍵詞:初中物理;新課標(biāo);創(chuàng)設(shè)情境
探究式教學(xué)不是某一種具體的教學(xué)方法,而是一種范圍較廣的教學(xué)方式。它可以有許多種類型。例如,我們用理論探究的方式學(xué)習(xí)知識是探究;學(xué)生自選課題,設(shè)計實驗,解決問題也是探究。物理探究式教學(xué)的課堂具有明確的研究目標(biāo)目的,它是為了達(dá)到某種結(jié)果或某種目的而精心設(shè)計的,教師可以根據(jù)活動的難易程度以及學(xué)生知識和能力水平,進(jìn)行程度不同的指導(dǎo)。例如,問題的來源,可以是學(xué)生自己提出的,也可以是教師通過特殊的問題情境引導(dǎo)學(xué)生提出的,甚至可以是教師或教材提出的。
一、合作探究,解決問題
當(dāng)學(xué)生從創(chuàng)設(shè)的情境中發(fā)現(xiàn)問題后,我們可根據(jù)實際需要,選擇恰當(dāng)?shù)慕谭ê蛯W(xué)法,例如,指導(dǎo)學(xué)生尋找、收集資料,讓學(xué)生來實驗、研究,組織學(xué)生討論猜想、主題探究活動等,讓學(xué)生滿懷興奮與激情,尋找解決問題的途徑和方法。如在 “物質(zhì)密度”教學(xué)中,學(xué)生借助已有認(rèn)識知道:水和酒精可由氣味鑒別,銅塊和鋁塊可由顏色鑒別;而對水和鹽水、涂了白漆的銅塊和鋁塊的鑒別方法,我們可先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想,通過有針對性的指導(dǎo),使學(xué)生獲得解決問題的策略。如有的學(xué)生提出用質(zhì)量來鑒別涂了白漆的銅塊和鋁塊,理由是銅的質(zhì)量比鋁的大。這時教師讓學(xué)生測量桌上銅塊和鋁塊的質(zhì)量,結(jié)果否定了上述猜想。問題出在什么地方?學(xué)生經(jīng)過思考,很快發(fā)現(xiàn):應(yīng)該規(guī)定物質(zhì)的體積。物體質(zhì)量不僅和構(gòu)成它的物質(zhì)有關(guān),而且還和物體的體積有關(guān),在此基礎(chǔ)上,再引導(dǎo)學(xué)生假設(shè):同種物質(zhì)的物體質(zhì)量與體積有關(guān):體積大的質(zhì)量大,體積小的質(zhì)量??;同體積的不同物質(zhì)的物體質(zhì)量一般不相等。然后將學(xué)生按座位分成4人一組進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,分別探究兩個假設(shè):為了研究上述猜想,你需要測量哪些量?需要什么材料?如何利用它們測量需要的量?各組同學(xué)相互交流各自對問題的認(rèn)識和思考,形成合作學(xué)習(xí)的群體,相互啟發(fā),合作設(shè)計解決問題的框架和思路,并把自己小組研究的情況介紹給其他小組,再接受其他小組同學(xué)的質(zhì)疑和咨詢,在各小組交換意見之后,我們再和學(xué)生一起共同設(shè)計實驗步驟和記錄表格,然后由學(xué)生進(jìn)行實驗操作,最后各小組匯報、交流自己的學(xué)習(xí)成果,教師適當(dāng)進(jìn)行點撥評價,并引導(dǎo)學(xué)生分析綜合,得出結(jié)論,:同種物質(zhì)的物體,體積大的質(zhì)量大;體積小的質(zhì)量小。質(zhì)量與體積之比是一個不變量(即質(zhì)量與體積成正比);不同物質(zhì)的物體,體積相同時,質(zhì)量一般不相同,質(zhì)量與體積之比一般不相等。某物質(zhì)單位體積的質(zhì)量是一定的,它反映了物質(zhì)的一種特性,我們用密度表示這種特性,進(jìn)而得出密度的定義和密度的公式。
二、營造有利探究的情境氛圍,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究動機
首先,要努力創(chuàng)設(shè)一種“教師與學(xué)生”、“學(xué)生與學(xué)生”之間的“民主、平等、寬容、和諧”的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生消除探索學(xué)習(xí)過程中的恐懼心理,全身心投入到學(xué)習(xí)探索與創(chuàng)造之中。在學(xué)生做實驗進(jìn)行探究的過程中,教師在教室里巡視,與各小組進(jìn)行交流,傾聽學(xué)生的問題和想法,及時評價學(xué)生的探究進(jìn)程并確定適合學(xué)生學(xué)習(xí)的下一步計劃。
其次,要改變傳統(tǒng)的“學(xué)生被老師牽著走”的做法。教師要充分相信每個學(xué)生都有探究學(xué)習(xí)的潛能,激勵學(xué)生去探究,教師要尊重學(xué)生的觀點和思維。建立師生間、學(xué)生間的密切合作關(guān)系,讓學(xué)生進(jìn)行充分的溝通、交流與合作。
最后教師還要充分利用學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心、神秘感,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究動機,充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性、參與性和實踐性。必要時,教師可把學(xué)生集中起來,通過演講、示范或討論等形式提供其他相關(guān)信息。
在整個探究過程中,教師在引導(dǎo)學(xué)生獨立探究的基礎(chǔ)上,必須重視引導(dǎo)學(xué)生開展討論和交流活動。讓學(xué)生發(fā)表自己的探究成果和方法、傾聽他人的探究經(jīng)驗,并進(jìn)行客觀的比較和鑒別,從不同的角度改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,提高認(rèn)識,克服獨立探究中的片面性和局限性,正確理解所獲得的知識。除此之外,在教學(xué)中讓探究小組對所提出的問題進(jìn)行充分討論,交流意見,不但能調(diào)動學(xué)生思維的積極性,還能培養(yǎng)和提高學(xué)生的物理表述能力。
三、通過物理實驗實現(xiàn)探究的自然過程
在物理學(xué)中,許多自然事物的本質(zhì)屬性要通過實驗才能揭示。對于實驗現(xiàn)象以及實驗中數(shù)據(jù)的變化,要善分析,要透過現(xiàn)象看本質(zhì),通過數(shù)據(jù)的變化來抽象出概念或規(guī)律。因此,探究實驗的過程,往往就是獲取知識的自然過程。如在歐姆定律教學(xué)中開展探究式學(xué)習(xí),在掌握電流、電壓和電阻三個物理概念基礎(chǔ)上,根據(jù)實際引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量法,分別研究電流與電壓的正比關(guān)系;電流與電阻的反比關(guān)系,分析實驗數(shù)據(jù)歸納得出歐姆定律,并在應(yīng)用中加以鞏固和深化。如果沒有實驗配合來學(xué)習(xí)是很抽象的,若通過實驗數(shù)據(jù)的變化來分析,定律的內(nèi)容就容易理解了。
四、充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段展現(xiàn)探究過程
在探究式教學(xué)的引導(dǎo)過程中,教師可以借助多媒體教學(xué)手段,讓學(xué)生更加清楚地觀察實驗現(xiàn)象,增強學(xué)生的感性認(rèn)識,有助于幫助學(xué)生進(jìn)行理性思考,從而通過現(xiàn)象歸納出基本規(guī)律。例如,在研究“凸透鏡成像”的實驗中,學(xué)生很容易通過實驗清楚地觀察到凸透鏡成像的各種情況,實驗為學(xué)生掌握凸透鏡成像規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。但對凸透鏡成實像大小的變化規(guī)律就難以理解,因為前者處于靜態(tài),而后者則是一個動態(tài)變化過程,在實驗的基礎(chǔ)上,利用多媒體演示代替實物演示,化靜為動,大大增強了實驗效果。
篇5
[關(guān)鍵詞] 信息技術(shù) 實驗課程 整合
信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的普及滲透,使我國教育領(lǐng)域發(fā)生著日新月異的變化。實驗教學(xué)作為實踐能力培養(yǎng)的重要手段,隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,信息化速度大大加快。現(xiàn)今實驗教學(xué)過程中已很少有單純的傳統(tǒng)教學(xué)儀器,一般都用計算機做終端,形成新一代智能化實驗教學(xué)儀器,以彌補傳統(tǒng)教學(xué)儀器的不足,本文就信息技術(shù)與實驗課程的有效整合作一簡略探討。
一、信息技術(shù)與實驗課程整合的現(xiàn)狀
1.學(xué)生實驗的個性化需求與實驗教學(xué)“一齊化”的矛盾
在實驗教學(xué)中,學(xué)生的個性需求是多樣的,而現(xiàn)行教材的實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗原理、實驗過程等都是統(tǒng)一的,所以得出的實驗結(jié)論必然是一致的,導(dǎo)致很多學(xué)生失去了對實驗的興趣,到實驗室做實驗變成了“走過場”,形成了“做實驗不如講實驗,講實驗不如看實驗”的局面。
2.學(xué)生實驗操作的渴望和實驗條件局限的矛盾
學(xué)生對實驗操作普遍具有好奇心理,都渴望進(jìn)行自主操作??墒怯捎趯W(xué)校實驗條件和有些實驗內(nèi)容本身的限制性,不可能滿足所有學(xué)生任意操作。
3.學(xué)生活動的局限性和研究內(nèi)容廣泛性的矛盾
實驗研究內(nèi)容十分廣泛,而學(xué)生的可以操作的范圍是有限的,因此對絕大部分的實驗缺乏直接經(jīng)驗。
4.學(xué)生直接經(jīng)驗的缺乏和實驗原理抽象性的矛盾
許多實驗的原理非常抽象,如《科學(xué)》中的《動物的生命周期》單元中蠶的一生的變化,《地球的運動》單元中的關(guān)于地球運動的模擬實驗,《聲音》單元中聲音的傳播與音高的變化等問題;再如,《光現(xiàn)象》中紅外線和紫外線,《光的折射》單元中的光路圖的制作,《壓強和浮力》單元中液體壓強和大氣壓強的原因及物理現(xiàn)象等問題;又如,《能量》單元中關(guān)于磁場、磁化、電磁鐵等知識。學(xué)生缺乏這方面的直接經(jīng)驗,對這些實驗原理的理解比較困難。
5.學(xué)生記憶的短暫性和實驗現(xiàn)場不可恢復(fù)性的矛盾
每一次實驗操作完成后都無法再現(xiàn)同樣的實驗現(xiàn)場,而學(xué)生不可能完全記住實驗信息,而這些信息對整個實驗是非常重要的,特別是當(dāng)實驗記錄出現(xiàn)錯誤時,再恢復(fù)實驗現(xiàn)場是不可能的。
6.對實驗分析的任意性要求與實驗過程連續(xù)性的矛盾
為了便于學(xué)生理解,有時我們希望在分析實驗時可以進(jìn)行任意暫停,在任意位置和角度觀察實驗,而真實的實驗是連續(xù)的,是不可能實現(xiàn)上述要求的。
7.對信息化環(huán)境的需求和實驗環(huán)境單調(diào)性的矛盾
例如,在《光的折射》中凸透鏡的成像原理很難用實驗室環(huán)境一一展示出來,這就出現(xiàn)了信息化環(huán)境的需求與實驗環(huán)境單調(diào)性之間的矛盾。此時,為了讓學(xué)生們更加直觀的感受凸透鏡的成像過程,可以用信息技術(shù)做出不同類型凸透鏡的光路圖,方便學(xué)生的理解。
二、課程整合關(guān)鍵點判斷的基本方法
一節(jié)課的整合關(guān)鍵點應(yīng)從這節(jié)課的教學(xué)重點、難點所對應(yīng)的教學(xué)步驟中診斷,其他目標(biāo)所對應(yīng)的教學(xué)步驟中即便有整合點,利用信息技術(shù)解決了這些整合點的問題,對一節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量和效率提高所起的作用也是很有限的。一節(jié)課教與學(xué)的質(zhì)量和效率主要取決于重點、難點的解決程度。對于其他的教學(xué)目標(biāo)所對應(yīng)的教學(xué)步驟,是否分析整合點,要根據(jù)這節(jié)課的具體情況而定。
整合點的診斷,首先要解決的問題是理想狀態(tài)的教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式及教學(xué)步驟,即針對一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容、教師和學(xué)生情況,確定什么樣的教學(xué)結(jié)構(gòu),選擇什么樣的教學(xué)模式,安排哪些教學(xué)步驟。在此基礎(chǔ)上,診斷常規(guī)教學(xué)手段在支撐教學(xué)活動時,哪些步驟中存在的困難,確定出可能的整合點。
整合點的診斷是信息技術(shù)與課程整合的基礎(chǔ),診斷的準(zhǔn)確與否直接決定著整合的方向。整合點診斷的基本步驟如下。
步驟一,從教與學(xué)可能具有共性規(guī)律的角度對課程內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)分類,將具有共性規(guī)律的內(nèi)容分為一類,根據(jù)課程內(nèi)容的具體情況,不同類型可以進(jìn)一步分為子類或多級子類。
步驟二,系統(tǒng)研究每種內(nèi)容類型有效的教學(xué)結(jié)構(gòu)確定、教與學(xué)模式設(shè)計、教與學(xué)過程安排、教與學(xué)策略選擇等方法。
步驟三,系統(tǒng)分析運用常規(guī)手段實施所安排的教與學(xué)活動過程中可能存在困難步驟,并進(jìn)行系統(tǒng)歸類。
步驟四,分析哪些困難步驟信息技術(shù)能夠支撐,確定出整合點。
三、信息技術(shù)與實驗課程整合問題解決對策
1.建立實驗?zāi)P?/p>
實驗?zāi)P褪菑膶嶋H中抽象出來的,學(xué)生對它缺少感性認(rèn)識,―般只是憑教師的講解讓學(xué)生去想象。利用信息技術(shù)模擬可使這些模型直觀化,有利于學(xué)生頭腦里形成形象化的概念。例如,《工具和機械》單元中杠桿中省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿的原理,可以用Flash制作動畫,模擬省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿的特點。畫面既簡潔,對比性又強,對于學(xué)生在頭腦中建立杠桿模型給予了很大幫助。
2.瞬間發(fā)生的實驗過程的慢放
演示實驗是實驗現(xiàn)象的真實反映,它可使要研究的現(xiàn)象重現(xiàn)在課堂上,但對于一些瞬間發(fā)生的復(fù)雜實驗現(xiàn)象,只能觀測到其結(jié)果,而無法觀察其變化的具體過程。采用Flash制作成的動畫課件,可以形象逼真地模擬實驗現(xiàn)象瞬間發(fā)生的變化過程,使學(xué)生在頭腦中描繪出清晰的實驗圖像。
3.實驗細(xì)節(jié)的展示
有些實驗的現(xiàn)象、讀數(shù)和結(jié)果細(xì)小而不易觀察,給教學(xué)帶來了一定的難度,運用多媒體教學(xué)課件,通過大屏幕投影放大展示,可以彌補這類實驗的不足,教學(xué)效果較好。例如,在天平或游標(biāo)卡尺的使用及其讀數(shù)的教學(xué)中,學(xué)生需要注意的細(xì)節(jié)多,儀器小、刻度細(xì)微、精度高,給教學(xué)演示帶來較大難度,運用計算機的人機交互性及智能性,設(shè)計課件來模擬游標(biāo)卡尺的測量過程,測量值隨機多變,具有真實感,并將儀器尺寸和刻度線充分放大,方便了講解和學(xué)生學(xué)習(xí)。
4.實驗情景創(chuàng)設(shè),實驗現(xiàn)象模擬
為了克服對實驗分析的任意性要求與實驗過程連續(xù)性的矛盾,可利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)實驗情景,模擬實驗現(xiàn)象。例如,歐姆定律的應(yīng)用模型,磁體、磁極模型,粒子在電、磁場中的運動等都無法直接用實驗演示,可采用計算機技術(shù)進(jìn)行模擬演示實驗,增強實驗教學(xué)效果。
5.歷史實驗的重現(xiàn)
一些在科學(xué)發(fā)展史上起重要作用的實驗,有的受條件限制,在教學(xué)中只能靠講解與圖形來描述,對學(xué)生的說服力不強,可以通過計算機來模擬實驗的過程,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。另外,還可利用計算機模擬危險性的演示實驗,既能避免事故發(fā)生,又能收到良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 初中物理實驗教學(xué) 觀察能力 培養(yǎng)方法
觀察能力是學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要組成部分,也是學(xué)生的重要心理特征之一。楊振寧先生在談到物理教學(xué)時指出:“很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成一種印象,以為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分,但不是最重要的部分。物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的?,F(xiàn)象是物理學(xué)的根源。”學(xué)生的觀察能力作為一種心理品質(zhì),是在成長中通過學(xué)習(xí)逐漸形成的。物理學(xué)發(fā)展史上,不乏由于細(xì)心觀察與思考而有重大發(fā)現(xiàn)的例子。伽利略由于觀察研究吊燈擺動而發(fā)現(xiàn)了單擺振動的規(guī)律,奧斯特因細(xì)心觀察而發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)……那么,如何在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察能力呢?
一、激發(fā)觀察興趣,養(yǎng)成觀察習(xí)慣
興趣可以使學(xué)生自覺自愿地接受知識、探索知識。培養(yǎng)學(xué)生的觀察興趣可以有多種渠道。最基本的就是使學(xué)生對所觀察的對象感到好奇。因此教師在觀察活動開始時,就應(yīng)創(chuàng)設(shè)種種情境,使觀察活動帶有一種極強的誘惑感和神秘感、趣味性和新奇性,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生全身心地投入其中。例如:在小試管在大試管中“自動”上升等實驗中,學(xué)生所看見的現(xiàn)象與他們?nèi)粘=?jīng)驗或想象完全不一樣,從而產(chǎn)生極大的好奇心。這樣他們會帶著極大的好奇注意觀察教師的演示。
僅僅滿足學(xué)生喜歡看物理實驗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還必須使學(xué)生的興趣進(jìn)一步升華,從停留在表面一掠而過的廣泛興趣轉(zhuǎn)化為專注的觀察習(xí)慣。如:要求學(xué)生每天寫觀察日記,觀察的內(nèi)容可以是當(dāng)天的天氣變化情況,也可以是家中各種用電器的牌名及使用狀況等。做好觀察筆記,以便進(jìn)一步歸納、概括、分析和總結(jié)。
二、明確觀察目的,掌握觀察順序
要使學(xué)生明確觀察的目的,并用這個目的有意識地支配觀察的全過程,這樣才能使他們的注意力集中在細(xì)致的觀察上。例如,在講串聯(lián)和并聯(lián)電路時,可做演示實驗,在演示時必須使學(xué)生明確觀察兩種電路中的電流電壓有何不同?然后用兩個分別標(biāo)有“220V 40W”、“220V 60W”的燈泡,使學(xué)生觀察它們串聯(lián)到電路中時哪個亮?并聯(lián)到電路中時哪個亮?這樣學(xué)生對串聯(lián)和并聯(lián)的不同點就有了深刻的印象,然后用所學(xué)的知識進(jìn)行解釋。
對物理實驗的觀察,應(yīng)遵循一定的合理的順序,這有利于搞清實驗過程中的各個方面,把握前后變化的聯(lián)系,找出其中的關(guān)系和規(guī)律,保證觀察的全面性。如測定小燈泡額定功率實驗觀察順序為:(1)先觀察小燈泡的額定電壓,再確定電源電壓,電源電壓應(yīng)略高于小燈泡的額定電壓;(2)觀察電流表,電壓表的指針是否指在“零”刻度線及它們的量程和最小刻度;(3)觀察滑動變阻器允許通過的最大電流和最大阻值;(4)按要求連接電路前電鍵是否斷開,滑動變阻器的滑片是否在阻值最大位置;(5)電壓表是否并聯(lián)在小燈泡兩端,量程是否選得合適;(6)電流表是否串聯(lián)在電路中,量程是否選得合適;(7)實驗開始時,閉合電鍵,調(diào)動滑動變阻器,重點觀察電壓表示數(shù),同時觀察電流表示數(shù)。通過以上的有順序觀察,獲得實驗數(shù)據(jù),測出小燈泡的額定功率。
三、獲取觀察信息,得出觀察結(jié)論
通常反映事物本質(zhì)的東西并不顯見,而非本質(zhì)的現(xiàn)象卻常常布下迷霧,有時物理實驗或物理現(xiàn)象中會出現(xiàn)許多現(xiàn)象,或眼花繚亂,或稍縱即逝不引人注目,如果不能在觀察中細(xì)致入微抓住本質(zhì),就會上當(dāng)受騙,因此要讓學(xué)生通過分析對比,抓住事物的主要特征。例如:在觀察反射定律的實驗中,使學(xué)生注意觀察:入射光線從哪里入射?反射光線從哪里射出?反射光線是怎樣隨入射光線的改變而改變的?反射光線和入射光線是否在同一平面上?等等。這樣能夠使學(xué)生觀察到事物發(fā)生變化的本質(zhì)因素,從而做出科學(xué)的判斷。
四、學(xué)會觀察方法,培養(yǎng)觀察能力
由于學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗和獨立、系統(tǒng)的觀察能力,教師要指導(dǎo)學(xué)生觀察的方法,擬定觀察順序,告訴學(xué)生先觀察什么,后觀察什么,再觀察什么。
1.全面觀察
對物理現(xiàn)象和過程進(jìn)行觀察時,往往需要學(xué)生全面而系統(tǒng)地觀察,不要只局限于某一個點上看問題,而應(yīng)該全面地進(jìn)行考慮,這是觀察事物重要的環(huán)節(jié)。有關(guān)現(xiàn)象可按如下步驟進(jìn)行觀察:(1)觀察分析結(jié)果出現(xiàn)的若干場合,獲得結(jié)果變化的有關(guān)情況;(2)觀察分析這些場合中的先行情況,獲得其中的變化因素和不變因素。
例如,阿基米德從跨入浴盆洗澡發(fā)現(xiàn)水從浴盆中溢出而受到啟發(fā),從而發(fā)現(xiàn)浮力定律。又如力學(xué)中的例子:在雜技表演中,演員平躺在沉重的鋼板下,兩個大力士用鐵錘輪番敲擊置于鋼板上的磚塊,結(jié)果磚碎,人卻絲毫未受損傷。對以上現(xiàn)象,我們?nèi)娴赜^察整個過程,而不只看局部,就可以利用動量定理,揭示雜技表演的秘密。
2.重點觀察
既要全面觀察,又要抓住重點。觀察的片面性必然導(dǎo)致思維的局限性,必須防止“掛一漏萬”、“只見樹木不見森林”的傾向。觀察時,盡量調(diào)動多種器官參加活動,比較其異同點,得出正確結(jié)論,形成完整概念。物理學(xué)中很多規(guī)律都是在對大量個別現(xiàn)象進(jìn)行觀察和研究的基礎(chǔ)上,通過歸納總結(jié)而獲得的。例如,牛頓在總結(jié)了伽利略等前輩對自然界機械運動的觀察與實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,歸納出了著名的牛頓運動三定律。同時還要注意抓住重點要素進(jìn)行觀察分析,防止眉毛胡子一把抓。有的實驗現(xiàn)象不很明顯,有的實驗現(xiàn)象稍顯即逝或多種現(xiàn)象并存,教師應(yīng)讓學(xué)生由局部到整體,使學(xué)生有重復(fù)觀察的機會,也可以根據(jù)實驗的特定要求,重點觀察實驗中的某一方面或幾個方面,要求學(xué)生集中注意力,準(zhǔn)確捕捉瞬間變化。
3.對比觀察
一般教師在開始進(jìn)行探究實驗教學(xué)時,就要教會學(xué)生實驗觀察的一般方法,從變化前、變化時、變化后三個不同階段進(jìn)行對比。對比觀察法是抓住事物的特點比較其異同的方法,包括異部對比、異物對比、前后對比及分類對比等。這是判斷哪一種因素對現(xiàn)象或過程起支配作用的有效方法。
例如:為判斷引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的因素是否為原磁場的變化,就要用磁場雖強但無變化的情形與原磁場雖弱但有變化的情形對比,從而判明哪一種因素在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中起決定作用。又如:在河邊玩耍時,觀察到兩位女士在河邊散步,一位穿高跟鞋,另一位穿平跟鞋,盡管她們體重看起來相當(dāng),但她們留在河邊濕地上的腳印深淺有明顯的差異,由此自然聯(lián)想到壓強的概念,對正確理解壓強的物理意義有很大的幫助。
利用對比觀察法,使各項觀察點既清楚明白又容易記憶,避免觀察內(nèi)容的混亂。
4.循序觀察
循序觀察法是按照一定的排列順序進(jìn)行觀察的方法。例如,對部分電路歐姆定律實驗的觀察就是這樣。第一步,先定性觀察電阻變化或電壓變化都能引起電流的變化;第二步,固定電阻,定量觀察電壓變化對電流的影響;第三步,固定電壓,定量觀察電阻變化對電流的影響。循序觀察法是對整個過程進(jìn)行全面觀察,觀察詳盡而條理清晰,避免遺漏觀察點的現(xiàn)象。
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關(guān)鍵詞:新課程理念;高中物理;概念教學(xué)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2017)05-0085
眾所周知,學(xué)習(xí)物理的過程就是不斷地建立物理概念的過程。李政道在回答怎樣才能學(xué)好物理這一問題時就曾強調(diào):學(xué)習(xí)物理的首要問題是要弄清物理學(xué)中的基本概念。那么,我們應(yīng)該如何進(jìn)行物理概念教學(xué)呢?鑒于此,筆者現(xiàn)結(jié)合多年的教學(xué)實踐撰寫此文,僅供參考。
一、高中物理概念的特點
1. 物理概念是觀察、實驗與科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物
一個概念的建立,常常需要在觀察和分析等一系列事實或?qū)嶒灥幕A(chǔ)上,抽象概括一系列具體現(xiàn)象的共同特征,進(jìn)而判斷哪些因素是相關(guān)因素,從而抓住共同的本質(zhì)特征。對于所做出的判斷是否正確,還需要通過實驗來檢驗。在復(fù)雜概念的形成過程中往往還需要有一定的科學(xué)推理。因此,可以說,物理概念是觀察、實驗與科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物。
2. 物理概念具有定量的性質(zhì)
物理概念除了具有反映物體的物理性質(zhì)(即定性概念),如機械運動、干涉、衍射等;許多物理概念還能反映物體性質(zhì)改變的變化量,也就是說,它還具有質(zhì)的規(guī)定性,這些概念被稱作定量性物理量,如速度、溫度、質(zhì)量、電流強度、電場強度等。這種能反映物理概念量的規(guī)定性的概念,就是所說的物理量。
二、高中物理概念課堂教學(xué)的一般程序
鑒于物理概念在中學(xué)物理教學(xué)中的重要地位。物理概念教學(xué)程序一般分為概念的引入、概念的形成、概念的鞏固與深化三個階段:
1. 概念的引入
在物理概念教學(xué)中,教師必須給學(xué)生營造適應(yīng)教學(xué)要求,借以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、探索事物本質(zhì)屬性的物理環(huán)境,從而使學(xué)生明確為何要引入這個概念,引入它的作用是什么,這樣才能把教學(xué)目的轉(zhuǎn)化成學(xué)生的學(xué)習(xí)目的,從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(1)從學(xué)生日常生活經(jīng)驗引入概念
教師要善于利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗,創(chuàng)設(shè)良好的物理環(huán)境。這種引入方法易使學(xué)生感到親切,容易接受。同時,從生活經(jīng)驗引入概念,有助于培養(yǎng)學(xué)生注意觀察、勤于思考、善于分析問題的能力。這也符合讓學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)物理的現(xiàn)代教育理念。
需要注意的是,每一個物理概念都包含大量的具體事例,教師在選擇具體事例時,為克服經(jīng)驗中形成的不正確觀念的干擾,既要選擇與概念有明顯本質(zhì)聯(lián)系的事例,又要選擇與日常經(jīng)驗矛盾突出的事例。
(2)通過實驗引入概念
從認(rèn)識論角度來說,實驗?zāi)転閷W(xué)生提供符合認(rèn)識規(guī)律的最優(yōu)化的學(xué)習(xí)物理的情境。運用實驗展示物理現(xiàn)象和過程,不但可以使學(xué)生對物理現(xiàn)象及過程產(chǎn)生必要的感性認(rèn)識,而且還能集中學(xué)生的注意力,引起學(xué)生積極思考。因此,實驗不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力和思維能力,還可以使學(xué)生對物理現(xiàn)象和過程獲得生動、深刻的印象,這對形成和理解物理概念有積極意義。
值得注意的是,運用實驗創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)概念的環(huán)境,既要有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲,更要引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中到被研究的對象和現(xiàn)象上來,并注意觀察它的變化及其產(chǎn)生條件,以便從中發(fā)現(xiàn)它的本質(zhì)屬性。
2. 概念的形成
學(xué)生從日常生活經(jīng)驗及物理現(xiàn)象和過程中獲得了豐富的感性材料,這些都是學(xué)生形成概念的基礎(chǔ),但學(xué)生自己很難從對感性材料的感知中直接形成概念,這就需要教師采用靈活的方法引導(dǎo)學(xué)生通過積極的思維,對大量的感性材料進(jìn)行“去偽存真,由表及里”進(jìn)行整理加工,從而區(qū)分和辨別出現(xiàn)象的本質(zhì)和非本質(zhì)的屬性,把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,以形成概念。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生用精練的語言把概念的內(nèi)涵表達(dá)出來,這是教學(xué)過程中最關(guān)鍵的階段。
(1)揭示事物本質(zhì)屬性,使學(xué)生形成清晰的認(rèn)識
要使學(xué)生形成正確的概念,就必須在概念引入后,按照物理學(xué)研究方法,引導(dǎo)學(xué)生運用比較、分析、綜合、概括、判斷等思維方法,對感性材料進(jìn)行思維加工,進(jìn)而抽象概括出事物的本質(zhì)屬性,使學(xué)生形成清晰的認(rèn)識。新課程倡導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由他主學(xué)習(xí)向自主學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,其目的是要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,突出學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的自發(fā)性探究和研究的認(rèn)知過程。新課程理念下的教學(xué)目的不只是要求學(xué)生通過自主探索學(xué)習(xí)獲得知識,更重要的是要求學(xué)生學(xué)習(xí)掌握新的研究問題和解決問題的方法,開發(fā)學(xué)生的智力,以促進(jìn)學(xué)生全面自主發(fā)展。在這個過程中,教師起引導(dǎo)與啟發(fā)的作用,教師的講解是很有必要的,但要注意靈活性、啟發(fā)性和邏輯性,教師的參與是為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供平臺。例如,對“慣性”這一概念的教學(xué),教師在提供了大量的感性材料后,創(chuàng)設(shè)出問題情境,可讓學(xué)生展開討論。討論中教師引導(dǎo)的關(guān)鍵在于使學(xué)生認(rèn)識到“物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運動狀態(tài)”這一本質(zhì)屬性,而這一本質(zhì)屬性被許多非本質(zhì)的聯(lián)系掩蓋著,如力是維持物體運動狀態(tài)的原因等。討論中要設(shè)法摒棄學(xué)生在日常生活中所形成的非本質(zhì)聯(lián)系的干擾,這樣,學(xué)生就會形成正確的“慣性”概念。
(2)給概念下定義
每個物理概念形成后,都需要用簡潔的語言把它確切地表達(dá)出來,這就是給概念下定義。對概念下定義要掌握在適當(dāng)?shù)臅r候進(jìn)行。給概念下定義應(yīng)該注意三點:一是在條件成熟時提出概念的定義;二是敘述概念的定義必須確切;三是明確概念定義的局限性。物理概念定義法有以下幾種:①直接定義法,即根據(jù)物理現(xiàn)象直接下定義,如質(zhì)量概念。②比值定義法,即物理概念的定義式是一個比值,如密度、電場強度等概念。③乘積定義法,即物理量的定義式是幾個物理量的乘積,如功、電功率等概念。④差值定義法,即物理量的定義式是幾個物理量的差,如電勢差、速度改變量等概念。⑤極限思維定義法,即物理概念的定義式是幾個物理量的數(shù)學(xué)O限表達(dá)式,如瞬時速度、瞬時加速度等。
(3)討論概念的物理意義和使用范圍
學(xué)生只有弄清了物理概念定義式的物理意義和使用范圍,才能真正掌握概念。例如,對于歐姆定律R=U/I,學(xué)生只有認(rèn)識到,對于同一導(dǎo)體的電阻R,可由相關(guān)的U、I兩個物理量的比值計算出電阻R的值,但R本身又不隨U、I變化,是一個定值。只有這樣,才算學(xué)生初步形成了導(dǎo)體的電阻這個概念。
3. 概念的鞏固與深化
學(xué)生初步形成某個概念后,要用概念分析和解決實際問題,也只有在分析和解決問題的過程中,才能真正掌握概念,才能使概念鞏固與深化。
根據(jù)人的記憶規(guī)律,如果把所學(xué)概念納入一個網(wǎng)絡(luò),就不容易遺忘,而且在解決問題時也更容易快速檢索出所需的概念。概念圖是表示概念和概念之間相互關(guān)系的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。概念圖包括概念、分支和層次、概念間的連接線和連接語等部分。制作一個較完整的概念圖,一般有以下步驟:(1)選取一個熟悉的知識領(lǐng)域,羅列出盡可能多的概念;(2)確定關(guān)鍵概念和概念等級;(3)初步擬定概念圖的縱向分層和橫向分支;(4)建立概念之間的連接,并在連線上用連接詞標(biāo)明兩者之間的關(guān)系。
三、在新課程理念下,高中物理概念教學(xué)如何實施
1. 精心創(chuàng)設(shè)物理情境
《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。它要求物理教學(xué)要貼近學(xué)生生活,加強課程與學(xué)生生活和現(xiàn)實社會的聯(lián)系,這意味著教學(xué)要直接面向社會,與生活融為一體,激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并將物理知識運用于生活實際。因此,概念教學(xué)的首要任務(wù)就是讓物理教師努力創(chuàng)設(shè)生動的物理情境,以生動形象的直觀感知,推動學(xué)生求知的內(nèi)在力量。在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)努力創(chuàng)造能使學(xué)生帶有情緒體驗的教學(xué),根據(jù)相關(guān)內(nèi)容設(shè)置合理的教學(xué)環(huán)境,并根據(jù)相關(guān)內(nèi)容設(shè)置生動的教學(xué)情境,使學(xué)生產(chǎn)生對新知識的探索欲望,使教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生的潛能。
2. 積極地引導(dǎo)學(xué)生提出問題
眾所周知,在學(xué)生頭腦中產(chǎn)生一個問題比得出一個問題的結(jié)論更重要,因為提出一個新問題需要帶有創(chuàng)造性的想象力。新課程提出讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)。這就要求V大物理教師在概念教學(xué)中不僅僅是自己準(zhǔn)備問題,更重要的是要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生提出問題,鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中大膽提出問題,讓學(xué)生體會到提出問題的成功感,努力使積極思考和大膽提問成為課堂教學(xué)中一道亮麗的風(fēng)景。作為教師,我們要教育學(xué)生不迷信書本、權(quán)威,要有懷疑心,要敢于持有不同的意見,要敢于“標(biāo)新立異”。
3. 重視培養(yǎng)科學(xué)探究意識
由于物理學(xué)科的特點,科學(xué)探究是這門課程的主線,“推動學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,強調(diào)科學(xué)探究的過程”是物理新課程理念之一。在概念教學(xué)中,學(xué)生自主探索是建立概念的重要環(huán)節(jié),教師要針對教材中的關(guān)鍵處、疑難點,精心設(shè)計出符合學(xué)生實際能力的自主探究活動。新教材中有不少科學(xué)探究活動,對這些活動,教師不僅要讓學(xué)生自主探索,更重要的是要讓學(xué)生學(xué)會自主探索。概念教學(xué)中的自主探索本意不僅在于正確建立某一具體概念,更重要的是要讓學(xué)生掌握自主探索的方法,使學(xué)生學(xué)會探索。