时间:2023-05-29 18:02:39
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物理教材,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.概念型教材分析方法
物理学科中有着前人丰富的研究理论,比如力学、电磁学、热力学、相对论、量子力学等。每种物理学内容都有着不同的概念,尽管概念不相同,但概念的引入、建立、应用以及发展等环节都十分相似。因此针对概念建立的教材,其分析方法应在生活实例和实验的基础上,对其共性及本质抽象化地给予科学概括及表述。
2.规律型教材分析方法
物理学科中展示无数物理量之间必然存在外在联系及内在联系,因此规律型教材必须使用实验归纳法、演绎推理法、假说法、理想实验法等进行分析。其中实验归纳法即从物理相关实验的观察和测量的基础上使用逻辑和数学对其进行分析和归纳,以此重现物理规律的建立过程;而演绎推理法则是以已知物理知识为出发点,演绎物理现象和过程,在原有基础上得到新的物理规律。
3.实验型教材分析方法
实验型教材侧重于实验过程,并从结果中得出物理科学方法。其过程首先是观察教材所叙述的实验方法,分析其如何根据实验目的设计构思思路和具体实验操作,再归纳和整理出实验结果的方法。
4.应用型教材分析方法
应用型教材较为侧重利用现今已得出的物理理论知识来解释和说明问题。应用型物理教材较常使用的物理科学方法主要有假设物理情境下建立物理模型的方法、数学方法、分析及综合方法等。
二、深入挖掘物理教材,优化教学过程
物理新教材相对于老教材而言,它使抽象的问题更加具象化,物理教材主要的教学内容包含力学、电磁学、热学、光学、原子物理以及运动学,每个知识点都有相匹配的插图,每一课内容后都有新增的“做一做”“思考与讨论”“阅读教材”“旁批”等。“做一做”主要集中于物理实验,以锻炼学生的动手能力,从实验过程中掌握具体细节,在教学过程中应积极组织学生观察、理解物理实验,以让学生对知识点理解得更加深入。“思考与讨论”部分主要集中于对知识点的基本理论进行梳理,学生在思考教材所提出问题时在脑中回想了一遍刚刚课上的知识点内容,并将知识点内容和已经掌握的知识相联系,使学生通过“思考与讨论”W会分析、讨论问题。“阅读材料”则为延伸至实际和相关方法等。“旁批”则提示教材中知识点的相关方法、补充、资料以及解题指导等。教师应在讲解完知识点后,重点分析相关例题和课后习题,提出适当的问题引起学生的思考和讨论,在讨论的过程中将问题逐渐深入,提高学生对知识的理解程度,并引导学生在潜意识里自行去探究相关物理问题。
三、深入结合物理教材设计物理题
高中物理题应把握教材的科学方法脉络,根据物理知识的方法论特点来设计题目;题目模拟相关情境,探讨如何解决某种物理问题,由认知冲突中考查相关物理知识点,让学生如科学家探索一般自主突破问题;以物理习题教学及复习为目的设计物理题。习题教学可设计具有代表性的某个知识点的物理习题,着重于教材中物理学习方法的设计。复习习题则是将教材中的知识点进行综合运用;实验题则是根据教材中的物理实验方法,设计物理实验题,重点侧重于物理理论的形成。物理教材在物理题设计方面必须全面结合重要知识点,且符合学生所掌握的知识背景、思想现状以及思维特点。问题的设计必须非常明确,使内涵外延精要,使题目所考范围尽量小而精准,让学生在做题的过程中深入知识点,做到对物理题的举一反三和触类旁通。
参考文献:
关键词:教材 物理思维方法 物理教学
全日制义务教育《物理课程标准》指出“通过科学想象与科学推理方法的结合,发展学生的想象力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯,敢于质疑,勇于创新。”因此重视思维能力的培养是物理教学的重要目标之一;另一方面,物理思维方法也是人们对物理研究和实践中采取的思考方式和科学方法的总结与概括。不仅可以提高物理学习效率、促进物理知识的学习,还可以培养科学的世界观、发展学生独立思考问题和解决问题的能力。笔者在多年的物理教学工作中发现,教材中蕴含的物理思维方法很多,可以充分利用教材来开展物理教学活动,渗透物理思维方法教育。
一、教材中蕴含的主要物理思维方法
1.物理模型思维法
物理模型思维方法是指在学习物理的过程中,充分利用物理模型进行分析综合的思维方法。所谓模型,就是为便于专注本质,解决问题,把复杂的物理过程与研究对象取其枝干,归结为一些简单的模型进行研究。物理模型有两类:一类是把研究对象看作抽象的理想模型。这类模型有质点、理想气体、弹簧振子、单摆、点电荷、点光源等;另一类是把物理过程抽象为理想模型。此类模型有匀速直线运动、完全弹性碰撞、稳恒电流等。同一物体可以分成好几种物理模型。例如太阳,研究它与其他天体之间的引力时看作质点;研究其转动时看作刚体;研究其照射地球表面时,看作平行光源。
对同一问题,取用不同的物理模型,会得到不同结论。选取模型的原则是,按照所给条件,尽可能简单。各类物理教材中,有时明确说明讨论的是哪一种模型,如质点、光线。但是多数场合不加说明,需要教师自己来思考。如力学范围内,石头、小球、子弹等不言而喻作为质点。在转动部分,杠杆、飞轮等应看作刚体。高中必修1第10页:“在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是这种物理模型之一。”3-2册第41页也说明理想变压器也是一个理想化模型。
2.物理演绎思维法
物理演绎思维法是归纳和演绎思想在物理学研究中的运用。比如将万有引力导出过程中,讲到海王星的发现。19世纪40年代,法国天文学家研究天王星的观察资料时,发现它的位置与天文学计算的结果不一样。他就用万有引力定律这个一般规律,进行演绎推理,推测出这种偏离现象,是由于有一颗未知的行星在吸引着天王星。他把推算出未知行星的轨道和预测的位置告诉了柏林天文台。后来,德国天文学家加勒观察到这个行星,就是海王星。
3.物理类比思维法
物理学研究过程中,许多结论的得出都是依据物理学家的类比思维。在讲到这些地方时,可以结合教材中的事例进行讲解。例如,在讲到单摆的时候,知道在摆角小于5度条件下,摆长一定的单摆震动周期与振幅和摆球无关。这叫做单摆振动的等时性,摆的等时性是伽利略通过类比的方法得出的结论。青年时代的伽利略,观察教堂悬挂的油灯在摆动,发现吊灯的摆动幅度尽管越来越小,但那时每一次所摆的时间似乎是相等的。当时还没有钟表,伽利略就用他的脉搏跳动一般是有规律的特征,他一面按照自己的脉搏,一面注视着吊灯的摆动,应用类比推理,观察的结果是正确的。
4.等效原理思维法
高一物理中知道了匀速直线运动。但在讨论变速运动时,运动的快慢不均匀了。引入平均速度时,一个变速运动,在一段时间里,经历了一段位移,跟一个同样的时间通过相同的位移的匀速直线运动效果相当,粗略地描述变速运动快慢,还是用位移跟时间的比值。不过,这不叫速度而是平均速度。因此,在讨论平均速度时,一定要阐明哪一段时间,哪段距离效果才算数。换另一段距离,另一段时间,就可能不是等效的。
5.量纲验证思维法
基本量和导出量。事先选定几个物理量作为基本量。由于基本量根据物理公式导出其他物理量的单位,叫做导出单位。国际上制定的一种通用的适合一切计量领域的单位量叫做国际单位制。力学范围内,国际单位制规定长度、质量和时间为三个基本量,它们用米、千克、秒作为基本单位。速度、加速度、力、动量、功都是导出量。它们的单位米/秒、米/秒、牛顿、千克·米/秒、焦耳都为导出单位。笔者认为量纲验证思维法常常不被部分教师和学生重视,而事实上其在物理学习和解题过程中起到重要作用。
6.科学猜想思维法
把日常生活经验跟探索物理规律结合起来,进行科学猜想。例如,学习阿基米德定律时,联系到井里提水。水桶离开水面过程中,感到桶逐渐变重,可以推出浮力大小可能与物体浸入液体里的体积大小有关。还可以联系在河水中游泳和海水中游泳有何不同。猜想浮力大小可能和液体密度有关。观察探索性实验,获得定性的认识后,进行科学猜想。例如,初中物理做研究液体的压强与深度的关系探索实验时,首先获得液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。然后,认识到液体的内部压强随深度而增大,科学猜想液体的压强可能与深度的关系。
7.比值法和反证法
教材中多次体现了比值法和反证法在物理学科中的运用。高中教材必修1中15页:在这里,我们用两个物理量(位移和时间)的比值定义了一个新的物理量(速度),它的物理意义与原来的两个物理量完全不同。在物理学中,常常用比值定义物理量来研究对象的某种新知,例如物质的密度、运动速度、压强等。事实上这个方法在其他领域也经常使用,例如人均耕地面积、人均收入、货物的单价等等。高中物理3-1册19页讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法,反证法是科学研究中重要的逻辑方法。
二、结合教材渗透物理思维方法教育的途径和方法
高职教育目的是培养专业技术较强综合素质性的人才。高职学生所学专业都不相同,并且都具有较强的专业性,要将所学的知识运用于实际中。但目前高职物理教师往往不理解学生的学习能力和专业学科,只是将书本教材上的知识讲解一遍,并不能帮助学生将理论运用于所学专业中。
将理工类的基础物理学科与专业学科分离,这不仅仅导致学生的科学素质降低,更是影响到学生的专业学科学习。在物理学科的学习中,教师必须理解学生学习的专业科学,并将教学内容与专业知识完成具体科学的统一,使物理知识真正成为学生学习专业知识的基石。
二、改革的思路理念和解决办法
改革的思路可以从以下几个方面考虑:
①从高职教育的物理课程安排入手,保证学生所学的物理知识可以真正运用到实际专业学科。
②从教材编排入手:加强对教材编排的改进,听取专业学科教师的意见。对教材内容进行创新,不能仅仅局限于原有的体系。
③从物理学科教师入手:教师在授课中应加强实践应用和对学习的专业知识融入。具体可以从以下几个方面着手:
(一)改变物理教材课程设计体系
现行的物理教程无论从内容还是结构来说,都不符合现有的高职教育体系。想要使教材与教育体系实现统一,第一必须先从教材编排者入手,在教材编排过程中,物理教师虽然是编排主体,但各专业学科的教师也要参与其中,保证教材的实际应用价值;第二从课程设计进行改革,在课程设计过程中,要保证学生在教材中学习到的知识与实际应用相结合,使物理教学内容和专业教学内容建立有效统一的有机联系;第三从教师的授课方式进行改革,教师必须了解学生所学专业,进行对现有教学计划的完善与修改,对不同专业进行设计不同的授课方式和方法,不能拘泥于一种授课体系。
(二)学校应对基础科学素质教育的重视程度
造成现在高职教育目前状况的原因之一就是高职学校对基础科学素质教育的不重视。现在大部分高职学校都注重专业课,轻视了基础科学素质教育。学校必须保证基础科学素质教育的学习时间、教学条件、学习内容等,不能以牺牲基础科学素质教育为前提来保护专业课。只有学好了基础的科学知识,学生才能更轻松容易的学习专业课。反之则是事半功倍,不仅没有学习好基础科学,而且专业课的知识也没有精通。所以,高职学校必须保证学生的基础科学素质教育。
三、结语
一、利用物理实验激发学生的学习兴趣
兴趣是自信与勇气的源泉,是创造的基础。任何创造和发明往往都来源于对问题的浓厚兴趣,有了兴趣,学生的学习积极性就会更高,学习的效果就会更好。Physics principle and problem一书中为了使学生学好基础知识,培养探究能力,达到良好的教学效果,引入了一些生动刺激的小实验,以激发学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,使学生产生强烈的求知欲。
例如,本书第8章介绍“质心与稳定性”这一知识点时,就引入了一个旋转陀螺的迷你小实验。先用硬纸板剪两个圆,直径分别为10 cm和15 cm。取一支带有橡皮头的铅笔,橡皮头为支点,转动铅笔。重复几次,记录结果。然后小心地将铅笔插入半径为10 cm的圆纸板中心,仍旧以橡皮头为支点转动装有圆纸板的铅笔。将圆纸板固定于铅笔的不同位置上转动并记录观察结果。再用半径为15 cm的圆形重复以上步骤。通过该小实验学生能够自行分析出圆纸板所在位置对铅笔转动的稳定性的影响。通过这些有趣生动的小实验课堂会充分活跃起来,学生们想得到理论解释的欲望难以压制,于是就进入主动要求探求新知识的境界。原本枯燥无味的教学内容会变得妙趣横生。
二、利用理论联系实际的教学内容激励学生
Physics principle and problem一书为了激励学生对物理科学的热爱,尽可能地做到理论联系实际,开发与教学内容相关的各种教学资源,用于教学情景的创造。例如,本书的第28章“原子的量子模型”一节中,就介绍了物理学激光技术在眼部外科手术中的应用。当学生了解到身边的很多同学通过准分子激光手术治愈近视眼原来其原理是来源于物理学中光子的能量时,不得不感慨物理学对于人类的健康是多么重要。再比如,本书第11章谈到“能量守恒和动量守恒”问题时,就引入跑鞋进行分析。当学生了解到原来小小的跑鞋竟然凝结了如此多的物理原理,才能既保护趾骨又提高成绩时,不禁要感谢物理学理论和研究者。其崇敬之心也会激励学生努力学习物理知识,并应用于生活。
与此同时,教材中引入大量的互联网链接,引导学生通过互联网,拓展学习资源和知识面。据不完全统计,仅仅在物理实验方面就引入了18个网络链接的地址,以帮助学生更好地了解生活中的物理现象及原理。这些网络资源同时又是对课本理论的一个补充,激励学生通过各种途径获取知识。
正是因为教材坚持尽量选取与所学内容密切相关的,理论联系实际的素材,展示应用物理知识的情境,促使学生对所学的内容产生兴趣和亲切感,从而激励了学生的物理学习动机和行为。
三、利用物理学前沿技术激励学生
Physics principle and problem这一教材相比较于国内教材最大的特点是引入大量篇幅,设计专栏介绍物理学前沿技术。例如,该书第3章介绍了“高速下的时间膨胀”,第7章介绍了“黑洞的直接和间接证据”,第13章介绍了“世间的第五种物态玻色——爱因斯坦凝聚”,第15章介绍了“太阳的超低频声波及测量”,第18章描绘了“引力透镜”,第29章介绍了“人工智能”,等等。这其中很多都是我们物理专业教师大学时期所学的内容。该书运用了深入浅出的语言带高中生进入了神秘的物理世界,带他们感受物理学科的博大精深。这些物理学前沿技术的魅力使得美国高中生对物理学产生了崇敬和向往之心,也是激励他们学习物理知识和理论的力量源泉。
1建构主义强调学习的自主性
建构主义认为,学生获得知识应当有一个过程,这个过程犹如他的机体吸收营养,只有他自己才能完成,别人是不可能替代的.别的学生能帮他做习题、写作文,但他本人不会因此而获得知识;教师可以讲解、答疑和指导,但也必须通过学生有意义的自我活动,才能完成获得知识过程.
建构主义的这个观点确定了学生在教学过程中的地位,学生是主体.教师在教学中只能起指导和组织作用.教学的过程不应当是学生跟着老师转,而应当是教师如何在教学上调动和发挥学生的主动性,创造条件做好服务工作.教育从本质上讲是认知个体在一定环境中的自我发展,真正意义上的教育是“自我”教育,是最终只决定一个自变量的函数.
普通高中《物理课程标准》的课程基本理念中就明确提出:“应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”,“帮助学生学习物理知识与技能”.这里的“促进自主学习”,表明了学生是学习的主体,教材、教师等只能对“主体”起到“促进”的作用,只有主体能“积极”、“乐于”、“勇于”和“勤于”进行有意义的活动,才能获得“知识与技能”.
《物理通报》编写的物理教材中,精心设计了观察、思考、推理、猜想、测量、计算、制作、上网和社会调查等多种学生的自主性活动,从教材的结构就促使学生处于自主学习的地位而成为学习的主体.在初中教材中,就有“我的设计”、“我的制作”、“自我评价”等多种自主性活动;在高中教材的第一个模块的第一章中就有学生要参与的各种活动30多个.
2建构主义认为主体的认知过程是一个新知识结构的构建过程
建构主义认为,在基础教育中,认知主体在获得新知识前,已有的经验和知识就构成了学生自己原有的认知结构,这是他能获得新知识的基础.当他遇到新的情况时,会用这个认知结构与新情况发生联系,用这个结构去认同(应顺、适应、平衡)新的知识,逐步建构新的认知结构.这是建构主义确认的主体的认知过程,这就是所谓的“建构”.
按照这种观点,学生原有的认知结构对于他学习新东西是非常重要的,影响学生学习最重要的因素就是学生已经知道了什么.每个人的知识,都是在自己原有的知识、经验的基础上慢慢地构建起来的,无论是正确的还是错误的,都只有这样一个途径.
因此,学生具备一个好的认知结构对于他获得新知识是非常重要的.一个良好的认知结构应当具备三个条件:存储的信息量大;有序化程度高;开放性好.一个学生在学习某一物理教材之前,他脑子里原有的物理知识内容及其组合,就构成了关于物理的认知结构,是学习这本新教材的起点,也是他个人认知结构的一部分.
中学物理普遍反映难学,一方面可能是学科本身的原因,它不会像小说、电影那样直接对人的情感和感官产生共鸣或冲击,很快把人吸引住.因为物理学的魅力和美丽要通过学习者的努力(对有些人可能是烦恼)才能看到.另一方面是教材的原因,传统的教材普遍缺乏学生的活动.老师讲,学生记,单一的教学方法,扼杀了学生学习的主动性.还有一个重要原因是教师在教学活动中忽视了对学生原有的物理认知结构的研究,未把这个结构作为教学的起点,而这个结构恰恰是决定学生学习效率最直接和最重要的因素.
《物理课程标准》的基本理念第二条中就指出“应重视全体学生的共同基础,同时应针对学生的兴趣、发展潜能和今后的职业需求,设计供学生选择的物理课程模块,以满足不同学生的学习需求,促进学生自觉地、富有个性地学习.”这条基本理念首先就注意到了全体学生的共同的认知结构;其次是考虑到不同类型的学生由于各种不同原因而形成的不同认知结构,可以选择不同的物理模块进行学习.在内容的选择上,提出了“要精选学生终身学习必备的基础知识与技能”,就是为了给学生构建一个良好的物理认知结构.
《物理通报》编写的物理教材中,非常重视学生原有的物理认知结构,强调初、高中物理知识的衔接.差不多在每节教材的开始,精心设计了各种情景,这些情景通过一些现象和提问,来激活学生已经具备的知识和经历,引起学生的好奇心和求知欲,并把它与即将要学的新知识联系起来.
在教材编写中,为满足不同学生的学习要求,除了考虑各模块应有的不同特点外,在同一模块中,还设有“小资料”、“课外阅览”、“物理在线”、“发展空间”等学生活动栏目,充分满足具有不同认知结构的各类学生富有个性的学习.
3建构主义认为学习是主体主动的探究过程
建构主义认为,学生的学习不应当是单纯的输入和接收,而应当是从他原有的认知结构出发,先是对新知识发生质疑,进而产生猜测、思考、观察、测量、分析等一系列有意义的活动,然后到理解和认同.这个过程是对原有认知结构的调整和改变,是新、旧知识之间双向互动的相互作用的过程.
这个过程不仅使学生获得了知识,而且能使学生获得能力和方法.这对于学生走进现代社会、对于学生的今后发展将是非常重要的.因为学生有了这种能力和方法,就可以按照自己的需要,有了继续扩充知识的本领,并有可能进行各种创造性的活动.所以建构主义认为,探究问题的过程,要比知道问题的答案重要得多.
一个学生在学校里应当掌握多少知识?一个教师应当教给学生多少知识?这是一个很难确定的数量.科技的发展和进步让我们越来越看到,某些知识会过时,某些知识有局限性,有的专业知识在面世后的头三年,一半都变了样.现代科技知识的更新更快,计算机的书籍二三年就更新换代了.经验表明,任何一个人不可能记住他在学校学过的全部概念、定理、公式等知识.因此,建构主义认为对速变化着的现代社会来说,人的能力往往比他存储的知识重要得多.
学生在经历获得知识的过程中,新、旧知识之间的相互作用的强度会决定认知主体获得知识的质量.我们可以举一个例子来说明这个问题.比如,先在一个盒子里装上东西,不告诉学生装的是什么,而是让学生通过掂量、晃动、听声、测量等各种方法,经历一个过程,再说出盒子里可能装的是什么东西,并说明他猜测的理由.这个过程对学生会有深刻印象,他对盒子里究竟装着什么,会念念不忘,总要想方设法把这个结论找出来.但如把盒子里装了什么直接告诉学生,学生会觉得意思不大,不会引起他多大的兴趣,他的好奇心、探索精神、探究的能力都一概被扼杀了.主体的主动性没有了,他不能体验和了解真实世界的丰富与刺激,他不可能进入知识探索者的角色,不能体验到获得成功的愉悦.他很快就会忘记盒子里装的是什么.如把盒子里装的“东西”当作是“知识”,由于上述两种情况相互作用过程的强度不同,学生获取知识的质量显然有很大的差异.我们也一定会有这样的经验:对于某件事情的认识,听到的不如看到的,而看到的总不如亲身经历的.传统的教育观念,主张记忆和背诵,注重的是知识的量.而建构主义教育理念,主张学生经历过程来获得知识,重视的是知识的质.学生在学校学习的有限时间里,不是记住的知识越多越好,而是获得能从教材上、从老师那儿通过自己的努力,获得属于自己的能带得走的知识.
《物理课程标准》在教科书编写建议中就明确提出:“高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会,让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等,体验探究过程的曲折和乐趣,发展科学探究能力,增强对科学探究的理解.”并提出了“在知识技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上……来构思教学内容和教学活动的安排”.在教材的编写上又指出“在内容选择、呈现方式等方面为科学探究活动的实施创造机会和条件.”
《物理通报》编写的物理教材,以《物理课程标准》提出的三维教学目标为基础,确定教材基本结构和内容,重视过程与方法,突出了实验探究这个栏目,它包括“提出问题、对问题进行猜想、设计实验方案、选定实验器材、进行实验、立表作图、写出实验结论、对实验结论进行分析”等完整的探索过程.这种探究几乎每章都有,具有探究性质的各式活动,几乎每节都有.
4建构主义强调学生之间的合作、交流,调整个人的认识偏差
建构主义认为,虽然建构知识是由认知个体来完成的,但由于认知的经验和对外部世界理解的不同,原有的认知结构会因人而异,所以必须在建构知识的同时,要与别人讨论、协商、合作、竞争,进行多方面的接触,从而使自己的认识更为准确,更加全面.因此在进行教学设计时要采取多种形式的学习方式,使学生之间发生认知上的接触和碰撞.在老师的引导下,在对某一问题的探究中,相互交流、讨论,促进学生与学生之间、学生与老师之间的合作互动.这样做,能超越一个学生自我的认识,获得更准确的理解.这种互助交流的学习,比学生封闭学习,然后进行单一的书面考试重要得多.
在《物理课程标准》教学建议中,就提出“根据内容选择恰当的形式,进行交流”,并提出“教学中要提供学生当众交流的机会”,在教学案例的分析中,提倡“集体智慧是学习的共同财富”,而不提倡“学生封闭式地学习”.
1 控制变量法
在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,只改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.在教材中运用控制变量法有11处:
(1)研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系.
(2)研究蒸发快慢与液体温度、液体的表面积和液体上方空气的流动快慢的关系.
(3)研究导体电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系.
(4)研究电流与电阻、电压之间的关系即欧姆定律.
(5)研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系.
(6)研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流的大小的关系.
(7)研究滑动摩擦力与压力和接触面之间粗糙程度的关系.
(8)研究压力的作用效果(压强)与压力和受力面积的关系.
(9)研究液体的压强与液体的密度和深度的关系.
(10)研究物体的动能与质量和速度的关系.
(11)研究物体的重力势能与质量和高度的关系.
要注意在很多探究性实验中经常用到此法.
2 建立理想模型法
把复杂问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理,构建理想化的物理模型,这是一种重要的物理思想.在教材中运用建立理想模型法有4处:
(1)匀速直线运动,就是一种理想模型.在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的,但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动,按匀速直线运动来处理,大大简化了难度,得出的结果又具有极高的精度,在允许的误差范围内与实际相吻合.
(2)杠杆也是一种理想模型,杠杆在实际使用时,由于受力的作用,都会引起或大或小的形变,可忽略不计,因此,我们就把杠杆理想化,认为它无形变.
(3)汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,“管涌”的物理模型是连通器.
(4)光线、磁感线都是虚拟假定出来的,但它们却直观、形象地表述物理情境与事实,方便地解决问题.通过磁感线研究磁场的分布,通过光线研究光的传播路径和方向.
理想模型分为:对象模型,如杠杆、连通器和光线;过程模型,如匀速直线运动,匀速圆周运动;另外还有环境模型,如匀强磁场.
3 等效(替代)法
在物理学中,将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程用另一个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程来替代,得到同样的结论,这样的方法称为等效(替代)法,运用这样的方法可以使所要研究的问题得到方便地解决.在教材中的运用等效(替代)法有4处:
(1)在力的合成中,若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力;相反,一个力也可以分解为作用效果相同的若干分力.
(2)在电路中,若干个电阻,可以等效为一个合适的电阻;反之亦可,如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想.
(3)在“曹冲称象”中用石子等效替换大象,效果相同.
(4)在研究平面镜成像实验中,用两根完全相同的蜡烛.
4 转换法
有些物理现象和物理量,不便于直接观察和测量,通过转换为其他方式来确定和认识所研究的问题.在教材中运用转换法有5处:
(1)电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定.即根据电流产生的效应来判断.
(2)分子运动看不见、摸不着,不好研究,但可以通过研究扩散现象认识它.
(3)磁场运动看不见、摸不着,判断磁场是否存在时,用小磁针放在其中看是否转动来确定.
(4)判断电磁铁的磁性强弱时,用电磁铁吸引大头针的多少来确定.
(5)用手捏一个厚玻璃瓶,判断玻璃瓶发生弹性形变,就是瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,用手轻捏厚玻璃瓶,观察细管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变.
5 类比法
为了把要表述的物理问题说得清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比那些抽象的、无形的、陌生的事物.通过类比,使人们对所要揭示的事物有一个直接的、具体的形象的认识,再逐步达到从理论上认识的高度.在教材中运用类比法有3处:
(1)研究电流时用水流类比作电流.
(2)用“水压”类比“电压”.
(3)用抽水机类比电源.
要注意类比的两个或两类对象要有相同或相似处.
6 实验推理法
实验推理法是以大量的可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出结论,深刻地揭示物理规律的本质,是物理学研究的一种重要的思想方法.在教材中运用实验推理法有3处:
(1)研究牛顿第一定律.
(2)研究真空中能否传声.
【关键词】初中物理 教材 深度挖掘
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)03A-0086-01
一、类比相似,区别相异
物理学科的特点是以实验为基础,是紧密联系生活生产实际的综合性较强的学科。教师在引入新课的阶段,需要注重知识点之间的衔接,可以“类比相似,区别相异”――通过比较异同的方法,让学生深刻地掌握一个知识点。初中阶段的学生,他们的“可塑性”强,对世界充满好奇,教师要加强引导,尽最大可能提起学生的学习兴趣。
例如在学习《电流和电路》这一章节的时候,这节课的教学重点就是区别串、并联电路的特点并能将串、并联电路熟练应用。教师在上这几节内容的时候,首先可以有意地引导学生回忆以前学过的电学知识,为新知识的教学做好准备,激发学生的求知欲。其次,教师可以引导学生结合课本及课件,认识串、并联电路,并积极主动地找出串、并联电路的特点及识别方法,并联系生活中的串、并联电路感受物理电学知识在生活中的价值。在此期间,教师可以让学生分组进行实验:通过使用两节干电池及电池夹、两个小灯泡及灯泡座、三个开关、导线若干等实验器材,在动手实验中探究串、并联电路的特点。教师再提问:有一个电源和两个灯泡,要使两个灯泡同时发光,有几种接法?教师变换条件让学生进行实验,让学生在实验中发现不同。最后,学生就会得出并牢固掌握“两个灯泡首尾连接叫串联,两个灯泡并列接入叫并联”等串、并联电路的知识。通过类比、区别知识点,提高了课堂效率。
二、注重教学方法的选择与使用
问题导入是教师在教学过程中常用的导入方式,教师可根据不同的教学内容,提出不同的问题导入课堂。例如,在学习《机械运动》这一章节的时候,第一节学习的是长度和时间的测量,第三节学习的是运动的快慢。在学习第一节时,教师通过问题导入新课:速度的计算公式是怎样的?要计算速度必须知道什么量?怎样利用公路上的里程碑大致测出汽车的速度?师生在经过讨论后得出答案:必须要测出相应的时间,看来测量时间对于生活和科学研究非常重要。于是,教师开始测量时间的教学。问题导入的方式既能帮助学生回忆以前学过的知识内容,又能提高学生学习的积极性,让学生的注意力高度集中,提高课堂效率。在运动快慢一节的学习导入时,教师可以提问:运动有快有慢,怎样来描述物体运动的快慢呢?若路程不相同,时间也不相同时,如何去比较运动的快慢呢?面对这一系列的问题,学生的注意力会高度的集中。
三、横向拓展,纵向延伸
在物理的教学过程中,教师不能简单地以教会学生课本内容为教学目标,而应该立足于学生,依据学生的认知特点和思维发展过程,创造学生所能理解、接受的学习情境,在课本原有的内容上拓展相应的知识,引导学生探究解决问题的方法、途径,让学生在探究的过程中掌握知识。
在教学牛顿第一定律时,教师可以将牛顿在苹果树下被苹果砸中的故事讲给学生听,目的不是要让学生觉得牛顿发现“万有引力定律”靠的是运气,而是鼓励学生有一双善于发现的眼睛,善于思考、探索,物理学习,不能局限于课本的公式,而是应该了解更多更广的知识,拓展自己的视野。
在教学“牛顿第一定律”的时候,教师还可以以一个问题导入:运动需要靠力来维持吗?在不断学习的过程中,学生总结出结论:物体的运动不需要靠力来维持,小车会停下来是因为受到了阻力的作用。教师可以适时补充一些物理历史的知识,从伽利略到笛卡尔,从笛卡尔到牛顿,伟人们不断地完善,概括出了一条重要的物理规律――一切物体在没有受到力的作用时,总是保持静止或匀速直线运动状态。在此基础上,教师对这一定律进行深化:在这个规律中,“一切”适用于所有物体;“没有受到力的作用”是定律成立的条件;“牛顿第一定律”是在大量经验事实的基础上,用推理的方法概括出来的。通过教师对知识的解读,学生对这一定律成立的条件有了一个更深刻的理解,也对这一定律的历史背景有了更充分的了解,知识网络构建得更加全面。
关键词:高中物理 教材特点 教学策略
一、 高中物理教材特点概述
高中生对物理的学习与所用教材直接相关,在对物理教学策略进行分析之前,本文首先对物理教材的特点进行说明,如此以来,才能够更好地利用物理课本深刻地、有效地学习物理知识。
教材引入了生活中大量的实例作为物理教学的导学部分,并以图片或漫画的方式呈现出来,不仅使学生在学习物理时有更加形象的认识,而且激起了学生学习物理的兴趣,让学生感受到物理知识实际应用性的强大。更加地注重物理基础的教学,结合专题进行透彻地分析,并给出了实践探究活动,理论与实践的完美结合使得学生不仅在学习时印象深刻,理解充分到位,而且培养了自主学习能力,激发学习潜能。
整体来说,人教版高中物理教材具有以下特点:
1.更加地贴近生活实例,直观易懂,体现出时代性。生活中处处伴随着超重与失重的现象,人们在做蹲起运动、乘坐电梯时,都会有身体有超重和失重的感觉;关于弹性势能的导学部分,给出一个人在拉弓箭,另一个人在拉橡皮绳的图画;圆周运动中引入火车转弯时脱轨的现象等,使得学生迅速地联系实际生活中现象,形象具体,生动有趣。
2.物理知识呈现方式多,图文并茂,激发学习兴趣。插图是表达规律的重要方式之一,诸如坐标图、结构图、示意图等。如图1所示,“磁感线的分布”安培定则,用其来表示安培定则简明扼要,令人印象深刻。
图1
3.注重基础知识的教学,难易结合,提高物理理解。在进行抛体运动的学习时,先进行了平抛运动规律的讲解,后对斜抛运动进行了分析。体现出物理教学由易到难,互相结合的特点,对物理规律的理解会更上一层楼。
4.专题研究实验和习题,渗透性强,优化教学过程。在探究向心力与半径的关系时,进行了如图2所示的实验,实验时,令rB=2rA,操作一:手握A,每秒1周;操作二:手握B,每秒1周;操作三:手握A,每秒2周;通过三个操作之间的两两比较,可以得到角速度相同时,向心力与半径成正比,线速度相同时,向心力与半径成反比的关系。
图2
5.重视科学探究的活动,形式多样,提升物理能力。例如:一人想一次携带三个相同质量的铁球过独木桥,可是独木桥的最大承受力,只有人和一个铁球的重力之和。他灵机一动,用如图3的方法过桥,使任意时刻手上只有一个铁球,你认为可以吗?
图3
二、高中物理教学策略
结合上述的教材特点,笔者认为高中物理教学策略应从采取以下几个方面的措施。
1. 提高学生对物理的认知
物理学主要研究力学、光学、电学等,其研究的内容与人们的生活密切相关,能够引导人们对生活中的基本现象进行分析,理解,判断;能够推动人类科学的进步;能够更好地为人们的生活服务,可以说,一切都离不开物理学。教师在课堂教学过程中,应该着重强调物理学在生活中的实际应用性,应将实际生活中物理基本现象融入课堂,以此使得学生在学习物理的过程中深刻感受到物理的实际应用价值,从而重视物理的学习,并因此而产生浓厚的学习兴趣。
2. 注重物理概念教学
概念是学习物理的基础,教师在课堂教学中应结合教材特点引入生活中的现象对注重物理概念的解释,强调学生在学习物理时进行课前的预习,课前预习能够提高听课的针对性,提前发现难点,重点,带着疑问进行课堂听讲的效率更高。课堂中教师应主动提问学生对于物理概念的理解,使学生能够正确地表述物理的概念,并举例分析,将易混淆的概念进行类比,帮助学生巩固学习物理概念,同时与学生做好互动工作,促进相互间的学习。
例如:在学习加速度的概念时,对以下描述进行判断。
(1)加速度是增加出来的速度。
(2)速度越大,加速度越大;速度增大,加速度增大。
(3)速度的大小不变,加速度为零。
分析:此类问题主要对物理基本概念的考察,需要学生理解基本知识规律,并对相互概念类比。加速度的概念为:加速度是表示速度改变快慢的物理量,数值上等于单位时间内速度改变的大小,用符号a表示。通过此概念,我们应该认识到加速度a是矢量,既有大小又有方向,且a=(vt-vo)/t。那么,判断(1)、(2)、(3)的表述全部错误。除此之外,对于本题还应该对与加速相关的诸如匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等的加速度规律进行总结分析,不能只就体做题,应该从题中获取更多的知识,对其相关的概念规律等进行类比理解,将更多的知识概念比较总结,做到物理知识更上一层楼。教师在教学中尤其要注意知识的总结与类比,在课堂上,课后习题练习中帮助学生夯实基础。
3. 实验是物理教学的灵魂
物理学是建立在实验的基础上的,物理的教学离不开实验,实验是物理学的灵魂。实验能够夯实基础知识,能够激发学生学习物理的兴趣,能够培养学生自主探究的能力,增强学习物理的意识,能够得到综合运用知识能力的提升。那么教师在教学中,不仅要通过实验演示解释物理现象,而且更多地让学生们亲自动手进行实验,让学生从中体会并总结,可成立讨论小组,进行实验的探究活动。
4.教学中合理应用激励策略
物理的往往具有抽象性,枯燥性,据相关统计,高中生在学习物理时普遍感到乏味、困难,因而导致学生学习的主动性差,基础不扎实,不注重知识的积累以及方法的提炼和总结,形成不良的学习习惯,甚至形成心理障碍。教师在课堂教学时应适时地活跃课堂氛围,调动学生学习的学习主动性、积极性。可采取以下激励策略。
(1)对学生的进步及时地表扬和鼓励。
(2)对待学生应扬长促短,实现学科间的相互促进。
(3)适当地给学生们出一些生活中的物理趣味问题,激发其学习兴趣,引导其自主地学习物理。
(4)讲授一些物理趣史,让学生们感受到学习物理知识的乐趣,培养良好的学习精神。
教师在处理教材当中的这部分内容时,不要觉得因为是阅读性的材料而忽略了它的价值性,物理学史中的重要事件和重要人物事迹往往是我们对学生思想道德和价值观教育很好的事例,同时它还可以调剂学生课堂氛围,感受物理学的发展以及人类认识自然界规律的曲曲折折的过程,身临其境般的感受物理的伟大之处。比如我们书上在讲到人造卫星时,对人类认识天体运行的发展过程当中的时间年代,人物事迹,几十年观察实验的艰辛,卡文迪许测引力常量的实验的巧妙等都能让学生感受到物理学的魅力之处。
摘要:新教材中种类繁多,生动活泼的插图不只是用来美化教材。这些插图中,有些形象生动地讲述教学内容,有些本身包含着重要的知识点,有些则能拓宽学生的视野。新课程理念下的初中物理教学中,应该充分利用好教材中的插图来服务于物理教学,以吸引学生注意力并激发其学习积极性。
关键词:新课程 物理教学 插图
随着新一轮基础教育课程改革的逐渐深入,我们成都地区的初中物理教材从人教版到北师大版,再到沪科版。但是,无论是哪个版本,在实际的教学中,我们越来越明显地感觉到:新教材中增加了大量插图,也增加了诸如“加油站”“信息窗”等小栏目;每一章节从文字方面看,学生可以自行通过阅读学到并巩固的的东西越来越少。美国现代心理学家布鲁纳曾说过:“学习最好的刺激,乃是对所学材料的兴趣。”因此,利用好教材中种类繁多,生动活泼的插图能够为我们的教学提供很大的帮助。如何在教学过程中充分挖掘教材,利用好教材中的插图服务于初中物理教学成为我一直以来都在思考的问题。经过这几年的不断尝试,我就自身的实践与认识,谈谈插图在教学中利用,以飨同行。
一、在课题的引入中充分利用一些章节的插图,激发学生学习知识的兴趣。我们知道:“兴趣是最好的老师”。一旦学生对物理知识产生了浓厚的兴趣,他就会积极进入学习互动环节。物理这门学科,以它特有是方式展现着物理情景。如在《探究声音的产生与传播》中,通过P34的4幅插图给学生展现了这样的情景:潺潺的流水把我们带到了美丽的大自然中,聆听到了自然和谐的声音;而悠扬的琴声又将我们带入了美丽的音乐世界。在我们感受着美妙与和谐的时候,忽然被飞机的轰鸣声和建筑工地的吵杂声打扰,而进入一种烦躁的状态。学生因此进入了声音的世界,有了探究声音是怎么产生与传播的兴趣。再如,在研究光的传播中,映入同学们眼帘的有美妙的山水画,阳光透过树林图,五光十色的夜灯装点的城市画面, X光下的手指图。光的神奇自然而然的吸引着学生,同时也深切体会到光是大自然化妆师!同时,老师也可以给学生介绍,人类由感觉器官接收到的信息中有百分之九十以上是眼睛获得的。这样,学生求知欲很容易就被调动起来。
二、在某些原理教学时充分利用插图,加深学生对知识的记忆。如果你给学生描述一幢楼是如何如何美妙,即使这幢楼真正出现在他们面前,他们也不一定认识。但是,如果你把图片给他们看,再次看见这幢楼房时,他们自然就认出了它。所以,学生对图片的记忆往往深于对文字的记忆。对于一些物理原理,如果单一的记忆,学生很容易遗忘,我们可以利用插图,让学生一想到这个知识点就能联想到这组插图,从而清晰的回忆出相关的想物理知识。例如,在汽油机工作原理讲解中,可以充分利用插图12-22,并配合汽油机模型的工作来介绍其四冲程工作循环过程,这样,可以给学生留下比较深刻的印象。再比如,在讲解发电机原理时,利用好17-19展现发电机的工作工程,并分析每个特殊位置有无感应电流和电流方向问题。这样,枯燥的原理学习会因为有了插图而形象起来,也更容易被学生理解和掌握。
三、在强化教学知识的理解上充分利用插图,从视觉上刺激学生,加强学生对知识点的理解。例如,在讲述“力的作用是相互的”时,教材78页的插图足以说明问题。“运动员用力举杠铃”的插图充分表现出了运动员吃力的模样,“渔翁用力拉起鱼网”的插图中,表现出老渔翁向后用力的场面。老师若能指导学生仔细观察学生这些图,学生获得的知识比老师直接讲述来得更轻松,也理解得更到位。再比如,在压强的增大与减小中,可以通过140页的图8-16让学生痛心的感觉到路面的破坏原因是汽车超载增大了对地压力,从而增大了对大压强,导致路面损坏;而图8-6则告诉学生笨重的坦克能够在沙丘地带如履平地,是因为它的两条履带增大了受力面积,从而减小了对地压强。为此,加强了学生对影响压强大小因素的理解。
四、在某些实验讲解过程中充分利用教材中的插图,为后面的物理教学做好铺垫。如,在讲解气体对浸在其中的物体也有浮力时,如果没有条件演示,可以引导学生观察图7-19。(a)(b)图中杠杆两边物体的质量均不变,但(b)中气球中充入较多空气,气球在空气中受到向上的浮力,所以导致杠杆不再在水平位置平衡。再比如,在机械效率一节中,研究机械效率时,可以引导学生观察图9-30,并配合旁边的内容,体会出研究机械效率时必须“匀速”向上提升重物。另外,介绍伽利略理想实验时,图6-5就用极其简单的线条勾勒出不同的斜面,并以等高线告知学生在没有阻力作用下,小球在不同斜面上会运动到与原来等高的地方,从而顺理成章的推出如果斜面变为平面,小球永远达不到原来的高度,所以会一直运动下去,从而为学生正确理解力和运动的关系做好铺垫。
五、利用“迷你实验室中”的插图鼓励学生动手做实验,通过动手、动脑参与实验,将知识应用于实践,在实践中感受物理学习的乐趣,并体会成功的喜悦。比如,利用图3-22学做橡皮筋吉他;利用图4-38做水三棱镜;利用图9-46制作抛掷装置;利用图5-17制作橡皮筋测力计等等。
六、利用“信息窗”的插图增强情感教育,拓展学生视野。新课改下,学校对学生的教育不单是知识上的传授,而且还要注重对学生进行人文教育和情感教育。因此,教学中可通过我国古代大型编组乐器――编钟的展现,葛洲坝泄洪插图,我国“神舟五号”载人飞船升空等图片,让学生产生民族自豪感,深切感受到祖国的强大,从而激发学生的爱国热情。同时有的插图又能拓展视野,如图14-27,14-28告诉学生荧光灯组成及工作原理,体育场出现的新型节能灯――高压气体放电灯等。
总之,在教学中灵活运用 “插图”,可以使初中物理课堂教学锦上添花,提高课堂教学效率,同时也能为教师省时、省力,从而起到事半功倍的效果。但是如何更加充分利用插图帮助我们教学还有待我们共同去探究。
“探究前置,教材后移”的物理教学模式,就是让探究实验前置,教材后移,使教材居于探究的其次地位,重心在于探究的过程和方法,这样才能真正锻炼学生探究能力.下面以笔者设计的苏科版物理八年级第二章第4节《升华和凝华》研讨课为例,抛砖引玉,以期与同行共同探讨.
1.预习
(1)猜想一下日常生活中见到的露、雾、冰、雪、霜各是怎样形成的?
(2)在表演文艺节目的舞台上,经常可以看到“白雾”,猜想它是怎样形成的?
2交流预习成果,并用视频展示台展示
3奇事激趣引入
4活动
学生动手探究,观察碘的物态变化. (将演示实验改为学生实验)
(1)猜想:碘微微受热,会发生怎样的物态变化?
(2)实验过程中给碘微微加热,然后使其冷却,分别观察到什么现象?
(3)实验中产生的现象是怎样形成的?
(4)本实验说明固态和液态能否直接转化?
学生仿照前面所学的汽化、液化、熔化、凝固给升华、凝华概念下定义.
5活动
列举生活中冰发生升华凝华现象的例子
6生活•物理•社会
(1)应用实例:冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨
(2)阅读课本:(p43)人工降雨
7讨论
8课堂巩固
在整个教学设计和教学过程中,始终坚持“先动手实验探究,后使用教材”,弱化教材的知识体系的引领和依托,抛弃形式主义的“伪探究”,运用“实验前置,教材后移”的物理课堂教学模式,实现真探究.
关键词:物理教学 德育 渗透 二次开发
在初中物理教学中加强德育渗透,是物理教育改革和发展的需要,也是促进学生全面发展的需要。根据中学物理新课标的要求,中学物理的教学一方面要使学生比较系统地掌握物理学的基础知识,了解这些知识的应用,培养学生的能力和智力;另一方面要根据物理学科的特点,对教材二次开发时结合教材中的思想教育因素,对学生进行思想教育。将物理课程目标的智育目标和德育目标相互渗透,实现和谐统一。因此,物理教师在教学工作中要树立德育观念,注意捕捉物理教学中的德育因素,并将其融入物理备课教学中。
一、在二次开发教材过程中提高教师自身道德修养,为学生树立良好榜样
教师作为教育的实施者、课堂教学的组织者、学生学习的合作者,其自身的道德品质对学生有着最直接而重要的影响作用。因此,在物理教学中对学生进行德育教育的首要条件就是提高教师自身道德品质,使老师成为学生学习的榜样、效仿的楷模,真正做到教书育人。著名教育家苏霍姆林斯基说过:“理想、原则、信念、兴致、趣味、好恶、伦理、道德等方面的准则在教师言行上到得一致、和谐,这就是吸引青少年心灵中的火花。”这指出了教师道德品质对学生道德品质形成的重要影响作用。作为教师要不断提高自身道德修养,既要言传又要身教,真正做到教书育人。教师要热爱教育工作,奉献自己的一片爱心,具有“鞠躬尽瘁,死而后已”的决心,想学生之所想,以更大的工作热情与激情参与到教育教学工作中来,为学生的发展、教育事业的发展贡献自己的力量。教师还要有认真踏实的求实精神。光是工作的热情是不够的,还需要有踏实的求实精神,不断学习,紧跟时代步伐,做到专业基础知识扎实,认真求知,不断探索,不畏艰险,勇攀知识高峰。同时既要做到专又要博,认真学习其他领域的知识,做一个创新型、求知型的现代教师。总之,教师是人类灵魂的工程师,是学生心灵的塑造者,我们要不断提高道德品质,真正做到为人师表,赢得学生的尊重,成为学生学习的榜样。
二、二次开发实验,培养学生科学严谨的求学态度
物理是一门以实验为基础的自然学科,实验对实验步骤、实验数据等方面都有着严格的要求,其中一个环节出现错误,哪怕是一个数据的不准确都会造成实验现象不明显,结果不准确,因此我们要充分利用实验来培养学生科学严谨的求学态度。任何一个成功的实验都不是偶然的,都是科学家经过无数的实践与探索,在经历无数次的失败后才成功的。如英国著名的物理学家,自学成长的科学家法拉第经过十年的不懈努力在经历了无数次的失败后,最终得出电磁感应的条件。
物理史就是一部科学家探索自然,追求真理的求学史,我们要向学生讲述科学家为求得真理所作出的努力与牺牲,学习他们捍卫真理、不懈努力、严谨认真、无私奉献的科学精神。如十八世纪美国最伟大的科学家和发明家本杰明・富兰克林在电学方面成就卓越,他曾尝试用几个莱顿瓶电死一只火鸡,但不慎他自己碰及瓶子,被电流击昏。他不但没有被困难吓倒而放弃研究,相反他冒着生命危险进行了空前的“风筝试验”。他风趣地说:“当时,我本想电死一只火鸡,结果差点电死一个傻瓜。”在他的不懈努力下最终发明了避雷针,并获得了英国皇家协会科普利奖章。这样的实例还有许多,从中我们可以看到科学家们不屈不挠的高尚品质,不畏艰险、奋不顾身的精神及严谨的求学态度,从而使学生受到良好的德育教育,激起学生追求真理的精神。
三、二次开发教材中体现物理方法和辩证唯物主义思想
自然科学是哲学的基础。物理学是研究自然界中物质的结构,以及物质最普遍、最基本的运动形式及其规律的科学。物理学研究的内容可以用两个字概括,即“物”和“理”。“物”即物质,是物理学研究对象。物质存在的形态是多种多样的,可以归结为实体物质和场两种形态。结合教材内容,使学生懂得判断物质客观存在的根据,明确物质和运动是不可分割的,世界是由物质构成的,就为学生形成唯物主义的认识论打下了基础。“理”是指物质运动和变化的规律,物理学中大量的实验和研究,说明物质的运动和变化遵循一定的客观规律。这些规律是符合辩证法的观点的。因此只要教师在物理教学中把教材中的科学内容与思想内容有机结合起来,运用辩证唯物主义观点去分析、阐述物理现象和规律,注意将哲学思想运用于物理教学之中,就不仅能使学生正确而深刻地理解物理知识,而且对科学世界观的形成,方法论的掌握都有积极作用。例如,在讲授牛顿第一运动定律时,可概述亚里士多德差不多二千年来一直得到人们公认的说法被伽利略的小车实验所否定,以后科学家又进一步发展了伽利略的思想,最后由牛顿概括了伽利略等人的研究成果,总结出了牛顿第一运动定律的过程,通过这一规律得到逐步认识过程的教学,向学生渗透实践和认识的辩证关系,使学生认识到,实践是认识的来源,认识又必须回到实践中去,才能得到检验和发展,实践、认识、再实践、再认识,循环往复,以至无穷,而实践和认识的每一循环,其内容都将进到高一级的程度。
在物理教学的二次开发中德育因素的深入挖掘和契机的随时捕捉,是一种 创造性的劳动,也是一种艺术。在教学中渗透德育内容,从局部看是细微的,一个概念,一道习题、一个探究活动,都能启发学生情感,启迪学生思维。只要在教学中我们注意德育渗透的相关原则,在教学中充分吃透教材,实行德育的有机渗透和目标控制,做到优化教材中的思想因素,使一个观点、一种思想在学生的心灵中逐步培养和建立起来,就会获得良好的整体效应,真正做到德育与智育的有机融合。
参考文献:
一、 控制变量法
控制变量法――就是把多因素影响某一物理量的问题,通过控制其他因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的研究方法。这种方法在实验数据的表格上反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的物理量与某一因素是否有关,只让该因素不同,而其他因素都相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法,教材中涉及这种方法的内容较多。例如,根据生活经验分析影响蒸发快慢的几个因素;实验研究电流与电压、电阻的关系等。在教材中还有:(1)探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。(2)研究液体内部压强的规律。(3)探究压力作用效果与哪些因素有关。(4)研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关。(5)研究电流做功多少与哪些因素有关。
二、转换法
从效果相当的角度,借助于力、热、光、电、机械等方法之间的转换,对一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,转换成看得见、摸得着、便于研究的现象或问题,实现可观察、易观察或观察效果明显的目的。这种研究方法叫做转换法。例如,微小压强计是把压强的变化转换为连通器中两边液面高度差的变化;电流表测电流、电压表测电压以及盒式气压计等,都是把电学量、力学量转换为指针的偏转来进行观察的。
三、等效替代法
等效是指不同的物理现象、模型、条件或过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的,它们之间可以相互替代,而效果、结论不变。这种研究方法主要是针对一些较为复杂的问题,用一个化繁为简的替代思路,使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,得到解决。例如,曹冲称象的方法,把不可分割的大象,用可以加减变化的石块来替代,大象重就等于等效时(同船同水印)船中石块总重;托里拆利实验的原理是:大气压强等于它支持的水银柱的压强,计算出水银柱的压强就知道了当时的大气压强。用等效替代法使托里拆利成为最早测出大气压强的科学家。这种方法在教材中还有一些:(1)平面镜成像实验。(2)引入“合力”概念的实验。(3)“捞铁牛”的故事中,铁牛替代船中扔出的部分沙子。(4)推导串、并联电路中等效电阻。(5)做功与热传递在改变内能上是等效的。
四、类比法
类比就是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推理它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在建立概念时常用这种方法。例如,用水流类比电流、水压类比电压。这种方法教材中还有:(1)以运动快慢(速度)类比做功快慢(功率)。(2)用水波类比电磁波。(3)液体压强类比大气压强。(4)用水流做功类比电流做功。
五、理想模型法
通过建立模型来揭示事物本质或主要特征的研究方法。把研究对象具有的特征理想化,突出研究对象主要特征或某些方面特征,忽略其他方面特征或次要特征。目的在于集中研究对象某些方面本质特征或运动规律。例如,光线、力的图示、电路图、手摇发电机、分析浮力产生的原因、牛顿第一定律实验条件等。
六、比较法
通过对实验条件、过程、现象、结论等进行观察、对比、分析,找出研究对象的相同点和不同点,是初中物理的常用方法,凡是观察或实验,都要用比较法。例如,研究物体浮沉条件时,用重力相同的铅盒与铅团作比较;研究物体吸热本领时,用形状相同的黑白物体作比较。