时间:2023-06-14 16:19:06
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篇初中物理实验推理法,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。
关键词: 微课 初中物理 实验教学
随着教育技术的发展,教育方式发生了较大的变化,这对学生的学习方式产生一定的影响,其中一种学习方式就是微课,将知识的学习转化为教学视频,然后辅助相关文字解释,提高学生对知识学习的兴趣,尤其是在物理实验教学中,这一方式能够达到更好的效果,通过微课模式将物理实验知识及操作方式加以优化,使得物理实验提高有效性。
一、微课程通过再现实验情景,提升学生对实验的掌握能力
在物理学习中,包含着大量具有抽象性的实验内容,这与物理研究的内容具有密切的关系,物理学中的较大部分是研究物质的结构、相互作用及运动的规律等,而这些知识又离不开具体实验,由此在物理教学中,要通过实验方式加以学习,传统物理教学中,由于教育技术及设备的缺乏,教师对物理知识的教学只能采取简单的口头讲述或者在有限的条件下模拟物理实验,从而使得学生对物理实验的学习没有获得较好的效果[1],而现在的微课则可以改变这一状况,帮助学生在物理实验学习中有所获。如探究对摩擦力的影响因素的实验中,由于摩擦力的基本概念通过文字加以描述,学生是难以感受到的,而通过实验方式解释其中的原因,使学生更深刻地了解这一知识点,教师可以通过微课的方式将实验过程录制下来,从而使学生在观察实验的过程中认知与理解摩擦力。在这一实验中,需要使用的原理是摩擦力大小是与接触面承担的压力及粗糙的程度有关,然后通过具体实验步骤呈现出它们之间的具体关系,由此学生可以通过具有动态性的实验的观察与理解,便于学生理解摩擦力与其接触面的粗糙程度有关,即接触面越粗糙,摩擦力越大(在压力相同的情况下);在粗糙度相同时,压力越大,则摩擦力越大[2],通过微课的方式便于学生对这一关系的理解。
二、微课在物理实验中能够满足学生的个性化的要求
由于物理知识学习中出现许多实验内容,对初中学生学习而言是一个较重要的部分,因此教师需要对物理实验知识进行优化,主要体现在物理实验教育方法中,通过微课的方式提升学生对物理实验课堂的兴趣,从而使得物理实验知识在形象化及生动化的方式中传达给学生,进而帮助学生提高对物理实验知识的兴趣,同时微课在学习环境方面体现出较好的优势,学生可以不受时间、地点及空间的限制[3],从而利用一切时间学习物理实验的知识,让学生因进行实验操作或者掌握实验中的内容而取得较好的效果,如在初中物理学习中,有一些知识是学生难以接受的,而学生不能较好地解释其中原因,从而使学生个性化的学习要求难以得到满足。微课可以解决这一问题,如真空中是否能够传声,解释可以借助微课方式通过具体实验及推理法展示其原因,将闹钟置于密封玻璃罩中,当抽走空气时,闹钟的声音变小,推理出真空中不能传声,而学生可以在观看视频时模仿实验操作。
三、通过微课提高学生对物理学习的自主性
初中生在物理学习中需要加强对自主学习能力的培养,即学生能够主动地发现、研究及解决物理中的问题,这种自主学习能力不仅对学生学习物理实验产生积极的作用,而且对学生学习其他学科具有重要的作用,因此在物理实验教学中,教师可以借助微课方式达到这一目的,如教师在讲授平面镜成像的原理时[4],可以将整个实验过程通过一定设备及制作方式录制成为微课的形式,然后将其上传至学习平台,从而供学生自行下载学习,然后学生在自学过程中模拟实验,或者对这一实验的内容进行思考,在实验指导下使得学生解释其原因:对光的反射这一定律的运用,在反射光线、入射光线及法线这三者处于同一水平面上,而反射光线、入射光线则分居于法线两侧,从而得到反射角与入射角之间相等的关系,通过这一实验的学习,学生可以模拟实验,从而解释平面镜中成像的原因。但是需要注意的是,在平面镜中形成的光线是通过延长线所得的,因此,平面镜中形成的图像是虚像,它与物体大小及距离是相同的。通过这节知识的学习,对学生形成自主学习能力具有重要的意义。
把微课这一新型教学模式应用在初中物理实验教学中,可以帮助教师在物理实验课教学中提高有效性,还可以使物理实验课在教学中得到较好地创新,不断丰富物理实验教学模式,从而使得初中生在这一学习方式中获得更好的物理实验知识;再者就是微课以其短小精悍及能够实现移动学习的目标,而获得初中学生的喜爱,尤其物理实验教学中,能够带给学生耳目一新的感受,从而使物理实验课题不再那么死板,同时通过这样的方式帮助提高初中物理实验课的有效性,因此微课方式在初中物理实验课中可以大力推广与应用。
参考文献:
[1]王玉龙,陈奕如.我国中小学微课开发与应用现状的内容分析研究――以中国微课网的微课资源为例[J].中国远程教育,2015,04(30):56-62.
[2]李平,张学军.基于“微课导学”模式的初中物理实验课堂重构――以“电流与电压、电阻的关系”为例[J].现代中小学教育,2015,09(20):89-92.
一、重视转换法,帮助学生发现物理运动规律
在物理学习中,我们常常会遇到一些摸不着与看不见的抽象化的微观现象,当我们对其运动等规律进行研究时,则可以通过转换法将其转化为我们所熟悉的、摸得着、看得见的宏观现象,然后对其进行认知.如电流的存在、分子的运动等.在动能与何因素相关的回答中,学生会回答:平面上小球,其滑动越远,动能则越远,即把动能大小变为小球运动远近.这都是运用了转换法的科学方法.
例如,分子运动的研究,分子运动是摸不着、看不见的,不容易研究,而科学家则是以墨水的扩散现象的研究来认识这一内容的,这一方法则于科学上成为转换法.
在学习中,学生遇到如下研究问题,也可运用转换法进行解决:①电流是看不见且摸不着的,当判断电路中是不是存在电流时,可利用电路中灯泡能否发光进行确定;②通过磁感应线对磁场问题进行研究;③在电流与电阻、电压之间的关系研究中,首先让电阻保持不变研究电流和电压之间的关系,然后使电压保持不变研究电流和电阻之间的关系;④电流的研究,可将其比喻成水流;等等.
二、把握类比法,启发学生对知识进行比较与联系
在学习抽象化的物理量时,因难以理解,教师有时会拿出学生比较熟知的、看得见的、与其类似的量加以对比,以帮助学生学习.
例如,电流形成的教学,教师则可用学生所熟知的水流展开对比,进而获得结论:电流形成的原因是电压的作用.在教学电学知识时,教师可引导学生进行联想:水在水压的迫使下而沿一定方向流动,水管中则形成水流. 展开类比,自由电荷在电压的迫使下而定向移动,电路中则形成电流;抽水机是水压的提供水装置,当水流于涡轮经过时,所耗水能则转为涡轮动能.展开类比,电流于电灯中通过时,所耗电能则转为内能.
同样的,在分子动能的学习中,可类比于物体动能;在功率的学习中,可将功率类比于速度.
三、注重推理法与理想化物理模型,引导学生掌握知识
推理与模型建立
推理法即以逻辑推理法来说出因果关系获得结果的一种方法.通常我们对某一观察现象加以解释时就是在展开推理,抑或作出推论.在物理学习中,通过合理推理可以揭示出规律本质.如“真空能否传声”、“牛顿第一定律”的研究等.
在物理学习中,其现象与过程通常较为复杂,涉及的因素较多,通过模型法可以简化与纯化物理学习与研究.但在简化后,其模型必须体现原型中反映的知识与特点.同时,模型法的灵活性是较大的,每一模型有其限定的运用范围与条件.在初中物理课本中,有些知识采用了这一方法,如求液体对某一容器底的压强,可选一液柱为研究对象进行简化,简化后物理模型仍保留原特点与知识.
四、注重积累法与放大法,帮助学生观察实验现象与效
果
在科学方法中,积累法也是比较常见的一种方法.在微小量的测量时,可把一微小量进行积累而得到较大的量.如对一张纸厚度的测量,可先对一百张纸的厚度加以测量, 然后把结果除以100, 会让测量结果与真实值更为接近.这一策略就是运用了积累法.此外,测量导线直径、每次心跳的时间、一张邮票的质量等,都可以利用积累法完成.
在物理教学中,有些实验现象虽能看见,却不清晰,这时我们需将其效果加以放大,然后展开研究.这一方法称为放大法.
例如,对于声音的震动,常常难以观察,我们可借助小泡沫放大其现象.
又如,压力作用于玻璃瓶,在观察中,可把玻璃瓶形变导致液面变化进行放大,使其成为小玻璃管的液面变化.
这样,有利于学生更好地观察实验现象与效果,并体验实验的乐趣.
初中物理课程是以科学探究为主线,以物理现象、概念和规律为载体,强调实验和科学方式,以培养全体学生科学素养为目标的一门基础性课程。探究式教学作为一种新的教学方式,在培养学生的探究能力方面有着独特的不可替代的价值。科学探究的目标在于将学习的重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的主体意识、科学探究能力和敢于创新的探索精神。
一、初中物理课堂教学中培养学生学习物理的兴趣
(1)从生理角度来讲,兴趣是学习的内部驱动力学习犹如一辆汽车,兴趣则是汽车上的发动机,没有发动机,汽车则开不动,只有发动机马力大,汽车才能跑得快。怎样才能使学生对物理学习产生兴趣?最好的办法是:首先使学生感到这个学科有价值,即有用。因此,在具体的课堂教学中,我都致力于体现物理知识“有用”。如我在进行“密度测量”教学时,提前让学生了解密度的应用。目的是使学生先了解密度的应用不仅可以计算质量,而且还可以计算体积,还能鉴别物质。这时有学生提出:可以鉴别金银首饰吗?我给予了肯定的回答,能!这节课就是要让同学们学习“密度测量”,从而掌握鉴别物质的方法。
(2)学习物理有趣。由于物理知识抽象,而初中学生年龄小,抽象思维尚未形成,因此,大多数学生感到在学习过程中困难较大。为了克服这一困难,在实际教学中形式要新,即融知识性于趣味性之中,寓教于乐,也就是要求教师在教学中要充分利用教材所蕴含的极大的吸引力,每章节都有新的知识、概念、规律,特别是概念、原理、定律之间的相互联系和因果关系都会使学生产生疑问,引起强烈的好奇心、求知欲。如何利用其求知欲望、好奇心而又有系统、有目的地结合起来,从而达到激发学生学习兴趣的目的。
二、初中物理实验教学中的探究式方法运用
(1)重视控制变量法运用,引导学生在科学探究中掌握知识所谓控制变量法,就是指研究两个物理量之间的关系时,要保持影响前一个物理量的其它物理量不变,从而研究变化的这个物理量与要研究的物理量之间的变化关系。这种研究方法,被称之为控制变量法。
教师在需要运用控制变量法进行解题时,需要引导学生理解“控制什么?改变什么”,“如何控制?如何改变?”等,这些都是帮助学生研究和解决问题的关键。如在进行导体中的电流与电压、电阻的关系实验中,如果引导学生探究导体的电流与电压的关系,就需要在保持电阻不变的情况下改变导体两端的电压,以观察电流随电压的变化关系。在此实验中,如何改变导体两端的电压呢?办法就是调节滑动变阻器,改变导体两端的电压。如果让学生去探究导体中的电流与电阻的关系,需要控制导体两端的电压不变。教师在实验中要换用不同大小的电阻(即改变电阻),以使学生观察电流随电阻的变化情况。那么,又如何保持导体两端的电压不变呢?办法就是要调节滑动变阻器,使导体两端的电压保持不变。
(2)重视类比法运用,引导学生在逻辑推理中掌握知识所谓物理类比法,是指在物理实验教学过程中,教师引导学生将研究的物理对象与熟悉的物理对象相比较,找出它们的某些共同点、相似点或有联系的特征,从而据此推测出待研究的对象还可能具有熟知对象的另一些特征。物理类比法是一种逻辑推理的方法,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理方法。
(3)重视比较法运用,引导学生在规律分析中掌握知识所谓比较法,就是教师引导学生通过比较事物间的相同特征或相异特性,进而去发现事物之间的内在联系和根本区别。
初中物理教学中,教师要让学生切实学懂每个知识点,就要帮助他们掌握“是什么?”、“怎么样?”、“为什么?”的问题;对一些相近似易混淆的知识,要使能说出它们的联系和本质区别;能用学过的概念和规律分析解决一些具体的物理问题。在初中物理教材中,有许多物理量和物理规律之间具有可比性。教师运用比较法,可以帮助学生加深对新的概念、新的定律等方面的理解,从而帮助他们在学习中对可能存在的错误加以对比分析,有效地避免错误的发生。如通过超声波与次声波的比较,压力与重力的比较,蒸发与沸腾的比较,晶体与非晶体的比较,光的反射规律与折射规律的比较,漫反射与镜面反射的比较,凸透镜与凹透镜的比较,近视眼与远视眼的比较,质量和重量的比较,电流表和电压表的比较,串联电路特点与关联电路特点的比较,交直流发电机与交直流电动机结构及工作原理的比较,汽油机与柴油的比较,伏安法测电阻与伏安法测功率的比较……等等,引导学生迅速、顺利地做出正确的分析和简答,从而起到事半功倍的教学效果。此外,教师还可运用其他方法,如运用等效替代法解决长度特殊测量“化曲为直法”的应用,用替代法使用电阻箱间接地测量电器的电阻,运用推理法推理真空不能传声,运用推导法解决串并联电路电流、电压特点及欧姆定律推导串、并联电路中电阻特点……等等,帮助学生掌握科学的思维方法,不断提高推理能力、分析综合能力,把复杂问题化为简单问题的能力,从而有效地提高课堂学习的效率。
物理中考实验探究的素材虽然取材较广,但绝大部分还是集中于电学与力学内容.而本学期的探究内容涉及质量与密度、物质的物理属性、牛顿第一定律与二力平衡、压强和浮力等力学核心知识,集中了很多力学典型实验,涉及天平与量筒、弹簧测力计、压强计等基本仪器的使用,同时也关联到控制变量法、转换法、实验推理法等科学实验方法的理解与应用,所以本学期进行的实验探究是中考命题考查的热点.力学实验命题考查的能力重点体现在以下几方面:观察分析实验现象、处理实验数据和资料,归纳总结实验结论;能够独立设计实验,使发散性思维和独创性思维得到发展;能真实再现实验的全过程,会撰写实验报告,能完成实验报告分析;能够将物理实验和其他学科知识综合,根据实验现象分析、推理科学结论的能力.
二、解题策略
初中物理力学探究实验题具有如下特点:基础知识、基本技能必不可少;经典内容考查不断创新;探究性实验成为亮点;侧重设计实验方案、评估实验的合理性、处理信息数据概括结论的实验题将占考查的主流.
1.实验仪器和测量工具的使用
测量工具使用的共同点:要求正确“调、放、看、读、记”(测量工具中只有刻度尺的测量中需用估读).
2.演示实验
弄清实验的设计、实验对象、实验的现象和相应的结论及实验的注意点.要做到“会看图说话”
3.对学生的探究性分组实验要求掌握
①实验的目的;②实验原理;③实验器材;④实验步骤;⑤实验现象;⑥设计实验表格;⑦归纳实验结论;⑧作出必要的评估等.
4.自主性实验设计
(1)建立正确的“等效替代”思想.充分运用各种仪器,明确直接测量的物理量与间接测量的物理量之间的关系.
(2)实验设计中要注意:科学性(设计原理要正确,量与量关系要正确);可行性(设计步骤要具有可操作性);准确性(选取最佳方案,使实验误差最小).
三、题型归类
1.探究摩擦力的特点
探究摩擦力的大小与什么因素有关等实验,这些实验渗透着科学方法与创新方法,如 “控制变量法”和“转换法”,这些都是中考命题考查的热点问题.
例1 摩擦是一种常见的现象,在运动和生活中有着重要的作用.下面我们用实验来研究摩擦力.实验室提供下列器材:A. 带钩的长方体木块;B. 带钩的正方体木块;C.表面平整的长方体木块;D.几条毛巾;E.直尺;F. 弹簧测力计;G.几支钢笔.
(1)下表是研究滑动摩擦力得到的数据,请分析数据回答下列问题.
实验次数接触面压力弹簧测力计的读数
1木板面4N0.5N
2木板面6N0.75N
3毛巾面4N1.5N
①比较第1、2次实验得出结论:.
②比较第1、3次实验得出结论:.
(2)因为物体间接触面积有大小,那么滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有无关系呢?
请你利用上面的器材设计一个探究实验进行研究.
①实验器材:(选填上面器材的字母)
②主要探究.
2.探究二力平衡的条件
本实验通过改变不同的实验条件,从而得出不同的实验结果,然后通过对实验条件和结果的分析,得出问题的结论,这是考查的热点.
例2 小丽同学在探究二力平衡条件的实验中,将系于卡片两对角的线,分别跨过左右支架上的滑轮,并在两个线端挂上相同的钩码,观察卡片在什么情况下处于平衡状态.
(1)如图1,在纸片处于平衡状态后,小丽把小卡片转过一个角度,使小卡片受到的两个拉力大小相等,方向相反.松手后,卡片却不能保持平衡.她这样做是为了说明不在上的两个力不平衡.
(2) 该实验中,为了说明不是作用在同一物体上两个力也不平衡,小丽可以怎么做?
(3)事实上,小丽的实验并不是十分严谨的,因为小卡片本身还有重力.这对小丽的实验结论影响(选填“有”或“没有”),因为 .
物理规律是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。物理规律的教学既是物理知识教学的核心内容,也是新课标强调的培养学生实验探究能力,锻炼学生思维能力的重要途径。怎样才能搞好规律教学呢?本人自参加工作十几年以来一直从事物理教学工作,对物理规律的教学有了一些自己的看法和认识,现总结如下:
一、了解物理规律的类型
1.实验规律。物理学中的绝大多数规律,都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。如欧姆定律、焦耳定律、法拉第电磁感应定律、光的反射定律、光的折射定律、阿基米德原理、液体内部压强特点等都属于这一类。
2.理想规律。有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实,如果把这些经验事实进行整理分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,我们把它叫做理想规律。如牛顿第一定律。
3.理论规律。有些物理规律是以已知的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律。如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的。
二、物理规律教学的基本方法
在物理规律的教学工程中,不仅要让学生掌握规律本身,还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解,更重要的是要了解如何应用规律来解决具体问题。为此,对不同的物理规律采用不同的教学方法。下面分别对以上三类规律的教学谈一下自己的认识。
1.实验规律的教学方法。在物理学的建立和发展过程中,物理实验既是归纳物理规律、产生物理假说的实验基础,也是验证物理预言和物理假设的主要依据。观察和实验既是形成物理概念和认识物理规律的基础,又是学习物理学的基本方法,而初中物理学科主要是让学生在观察、实验的基础上初步了解物理学的一些基本知识。具体方法大致有以下几种:
①由日常经验或实验结果进行直接归纳得出结论。如研究影响蒸发快慢的因素,我让学生思考生活中自己晒衣服的体会得出;光的反射定律是通过演示实验得到的等。
②先从实验结果或从对实例的分析中得出定性的结论,再进一步通过实验寻求严格的定量关系,得出定量化的结论。如研究液体内部的压强时,我先通过演示实验:底部和侧壁有橡皮膜的玻璃管,装满水,观察橡皮膜凸出且底部凸出明显,让学生知道液体压强跟深度有关,再进一步实验研究得到它们成正比的定量关系。
③引导学生在观察实验或分析推理的基础上进行猜想,然后通过实验来验证、修正自己的猜想,得出结论。如在焦耳定律的教学中,我先让学生观察并思考两个实验事实:第一,灯泡热的发光,而与之相连的导线却察觉不到发热,这说明电流产生的热量与什么有关?第二,同样的导线,在并入用电器很多时,就会察觉到导线发热,这又说明了什么?然后利用焦耳定律演示器进行实验验证。
2.理想规律的教学方法。理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”。如在牛顿第一定律的教学中,引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验,发现平面越光滑,摩擦阻力越小,小车滑得越远。如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下,小车则将永远运动下去,且速度不变,做匀速直线运动,从而总结出牛顿第一定律。
三、运用物理规律解决实际问题
1.培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题。如学生学完密度这一节后,可以出这样一题“用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的”,通过测量铅球的质量和体积,求出铅球的密度,再与纯铅的密度比较后进行判断,得出结论。可以各设计一个典型例题,指导学生运用实际问题,从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。
一、初中物理课堂现状
中国历年来实行的教育模式,即教师讲台上授课,学生讲台下听讲的形式,已经成为许多教育者统一的教育手段,影响了中国大部分人。然而,对于初中物理这样一门实践性较强的科目,在教学时,课堂上还是不可避免地出现了“教师讲、学生听”现象。在这样的教学制度下,中国初中生一般养成了对教材、对教师的依赖性。很少有学生会对教科书提出质疑或者对教师的授课内容提出疑问,他们盲目相信权威,没有自己的想法。学生总是坐在自己的座位上,看着教师在讲台上口若悬河地讲述着教学内容。这样的教学过程主要是要求学生对教学内容接受、理解。但是,事实上,在这样的教育模式下,学生没有机会独立思考,甚至失去了提出意见的权利。因此,这就极大程度上扼杀了学生学习的积极性和主动性,限制了学生思维的多向性。学生在创新思维的指导下提出的观点得不到认可,严重打击了学生的自信心。
二、新课改下物理课堂的要求
在课程改革的新环境下,物理教师不仅要传授给学生物理的基本原理和规律,了解物理的基本思想、方法,掌握物理实验内容,更要注重对学生的智力开发,加强他们的创新思维能力,引导他们将物理知识应用于实际。
1.课堂的计划性
无论是任何一门科目的授课,教师都应该认真、负责地备课,认真研究教学标准、目的及内容。教师的备课过程的详细与否,直接影响教学质量的好坏。教师在走向课室进行授课之前,应该对课堂教学内容有一个整体的把握,拿捏好教学进度,避免对学生进行灌输式的教育,导致学生难以接受课堂内容。
2.课堂的灵活性
在授课过程中,教师可以根据学生的接受程度调整自己的教学进度,提高教学质量水平。物理知识具备严谨性和逻辑性,它需要学生具有一定的想象力。因此,教师应该适当预留时间给学生思考。在课堂上,教师应该充分掌握学生的思想,了解学生是否能够理解教材内容,在课堂中可以穿插一些提问、答疑的环节,使教学更具灵活性。
三、物理课堂渗透创新思想的方法
1.转变学生固有思想
要在新课程改革下实行初中物理教育,在课堂上向学生渗透创新思想是关键。中国教育体制下的初中生,已经把被动接受教学内容视为一种很平常的事。他们大体缺乏一种好奇心以及创新能力。这主要是因为他们在受教育过程中,没有形成一种批判性的思维,而是养成了盲目接受教师安排和教学内容的习惯。要从真正意义上指导学生成为适应新时势要求的人才,初中物理教师应该积极鼓励学生进行抽象性思维,培养他们的创新能力。我们要鼓励学生敢于质疑,激发他们的创新意识。
2.依托生活经验,创设物理情境
物理与我们的生活息息相关。看似平常的生活事物,都可能蕴涵丰富的物理知识。这就为学生提供了大量的现实材料。在物理的学习过程中,我们要合理巧妙地运用身边的事物,激发学生的创新灵感,丰富学生的想象,让他们了解物理、掌握物理。例如,在讲述物体的运动过程时,我们可以引用日常过程中的汽车或者船之类的事例,帮助学生理解。又如,在讲解地心引力过程时,我们可以随手拿起一支粉笔,直接在空中松手,让学生观察粉笔的降落过程。物理教学要灵活运用生活中的一切物体,不能依赖于教材,拘泥于教材。
3.培养学生动手操作能力
在进行实验的探究过程,我们应该适当增加学生自主做实验的机会。在实验教学中,我们不仅要教会学生基本的实验原理,还要正确引导学生探究研究物理问题的实验方法,如“控制变量法”“比较法”以及“推理法”等等。如果有条件,我们更可以让学生自行安排实验内容,设计一套实验步骤,在课堂中进行演示。这样既能较好地引导学生培养自主思考能力、探究能力以及创新能力,又能帮助活跃课堂气氛。这可谓是一举多得。
4.使用多媒体辅助教学
由于物理常常需要学生发挥想象和联想,教师可根据物理讲课的需求,采用多媒体辅助教学,就可以化抽象为具体、化微观为宏观,帮助学生理解物理知识。例如,在讲解“反射定律”时,我们可以采用一些视频教学,在学生的视觉上造成冲击,加速学生对物理知识的吸收。另外,在讲述电场、磁场的微观运动时,多媒体可以通过图文声像并茂,模拟这些现象,让学生观看粒子间的相互作用。我们还可以通过视频向学生介绍物理学家,告诉他们物理学家们是如何发现物理原理的,让他们学习物理学家的创新精神。多媒体辅助教学可以使课堂趣味性加强,激发学生学习兴趣,有效提高教学质量。
5.开展物理课外活动
为了加强学生的创新意识,我们应该根据学生所学的物理知识,开展研究性调查活动,让学生加强课外动手能力。例如,我们可以让学生调查附近家庭的用电情况,通过探究活动提出节电措施。我们还可以开办实验操作比赛活动或者科技制作小发明比赛,丰富学生的生活,同时加强学生对物理知识的了解,促进学生创新能力的培养。
四、结语
总而言之,作为初中物理教师,我们有责任、有义务把学生培养成适应科技发展的人才。我们要在当前的物理教育现状下,大胆创新,积极探索教育新方案,综合培养学生的实践能力和创新能力,不断提高教学质量。我们要发挥学生的主体作用,以学生为本,开展物理课堂教学,激发学生的求知欲望。
参考文献:
[1]吴秋瑛.初中物理实验教学的探究思想[J].中学物理:初中版,2011(29).
[2]郁海荣.巧设探究实验培养创新能力[J].实验教学与仪器,2009(7).
[关键词] 物理 实验教学 三维目标
物理教学的“三维目标”是由“知识与技能”,“过程与方法”,“情感态度与价值观”三个维度组成。它以提高全体学生的科学素养,促进学生全面发展为主要目标。学生通过对科学知识的探索去获得研究、学习、思维的方法,并体验探究过程,同时在这一过程中逐渐使学生形成正确的情感态度与价值观。物理是一门实验学科,重视实验教学能很好地落实新课标要求的三维目标。笔者在此谈点自己教学中的做法。
一、通过实验激发好奇心,培养学习物理的兴趣
采用新颖的、奇特的、生动的和富有悬念的实验有利于学生萌发热爱物理学的情感,产生旺盛的求知欲。根据学生好奇心强的特点,为学生创设情境,设置悬念,作为触发学生创造思维的动力。我在上第一堂物理课时,就把初中阶段几个有趣的实验演示给学生看,如“瓶吞鸡蛋”、“水淹蜡烛”、“纸锅烧水”、“利用大气压使小试管在盛满水的大试管里倒立上升”,等等,在演示的过程中用生动流畅的语言将学生引入一个新奇而丰富的物理天地。学生们都睁大了好奇的眼睛,不时发出感叹声,一幅跃跃欲试的架势,有效地激发了学生学习物理的浓厚兴趣和进一步学习的愿望。曾有位同学在日记中写到“老师,您第一堂课的神秘和您那些神秘的实验,让我对物理产生了强烈的好奇,现在我已爱上了这门课”。
课堂学习活动,不论实验大小,都极利于学生主动动手动脑,有些小实验容易被教师忽视,其实做好小实验恰恰是培养学生持久的学习兴趣的一个途径。而且学生不仅能意识到实验可以在课堂上做,课后也能利用简易材料自己做,并且还能从中发现不少问题,进一步调动学习的积极性,并把这种兴趣贯穿于学习过程的始终乃至终生。只要教师树立一种为学生的终生发展服务的思想,充分利用物理实验教学的特点,就能培养学生对物理、对自然、对科学的兴趣和终生学习意识,使其成为终身的学习者和科学探究者。
二、通过实验培养学生观察能力和发现问题的能力
对实验的观察要有一定的目的,只有有目的的观察才能深入、细致、有效。观察过程是感知和思维结合的智力活动过程,通过观察,要能够发现问题、提出问题,能够对不同的对象进行比较找出异同,能对同一观察对象的要素进行分解,分清主次并找出各部分之间的联系,对观察的结果能够进行分析概括,发现事物的现象与本质之间的关系等,所以观察能力与思维能力密切相关。如我在做”气体膨胀对外做功内能减少”的实验时,让学生说说观察到的现象。他们多数只听到“澎”的一声,瓶塞跳得很高,但忽视了透明的大塑料瓶内的酒精烟雾的产生。因此教师必须引导学生将兴趣与观察目的融为一体,才可能保持和发展观察的兴趣,使观察真正成为学生学习物理入门的导航器。再如沸腾是几乎每个学生都曾接触的现象,但绝大多数的学生并未有意识地去观察过这些现象,他们只能很粗略地描述沸腾现象。因此,有必要让学生仔细观察开始沸腾前后的整个过程,首先不必给学生提出什么要求,让学生自己去观察和发现沸腾的主要特征,然后教师再进行引导,让学生经历这样一次小小的发现物理规律的过程,通过实验培养正确地描述观察的现象,进而从观察中发现问题和提出问题,这是观察的目的任务所决定的。
三、通过实验发展学生个性,培养创新能力
人的个性和创造性思维,只有在自由的氛围中才能得到充分的发展。学生是学习的主体,教学的重要任务是怎样引导学生有效参与、自主学习和积极实践。首先,是教师要尊重学生的人格,尊重学生的个性差异,建立民主和谐的课堂气氛,使学生有情绪上的安全感。其次,是建立一个温暖的、学生能彼此接纳的和相互欣赏的学习场所,让学生有个安全的心灵港湾。我的实验课堂恰好为学生创造了这样一个平台,我尽力为每个学生提供自我发挥和自我表现的机会。例如,学生在实验安装电路时,我鼓励他们在遵守操作规程的前提下,自行设计和安装一些教材规定以外的电路,学生的设计非常新颖。在做“用天平和量筒测液体的密度”实验时,我让学生以小组为单位,充分发挥主观能动性,大胆设计。有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……对学生肯动脑筋现象,我及时给以表扬。在步骤上,肯定学生将盐水全部倒入的合理性,并让学生充分讨论先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法是否可取,学生通过分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还残留有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。学生经过讨论,最终找到好办法,在这个思考、分析、设计、评估的过程中培养发散维思维。
四、在实验中培养科学精神和科学方法
一、注重物理课堂教学中的情感因素
(1)课堂教学中教师的主导情绪应该是快乐的。教师的情绪是极易感染学生的。当教师由于种种原因拉长着脸或烦燥不安地走进教室,打开书本进行课文教学或操作实验时,学生会感到情绪压抑,从而使得学生心理闭锁,阻碍了新信息的输入。而当教师面带微笑,怀着喜悦的心情进入课堂教学时,学生会倍感亲切,快乐之情油然而生。以教师自己快乐情绪来影响和引发学生的快乐情绪,会使学生思维活跃,更有效地接受信息的输入。
(2)教师的情绪状态应该始终是饱满和振奋的。唯有这样,才能感染学生,使学生的情绪也兴奋起来,整个课堂气氛也随之充满应有的生气和活力。德国教育家第斯多惠十分强调教师的这种情绪状态的重要性。他指出:“我们认为教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。而没有兴奋的情绪怎么能激励人,没有主动性怎么能唤醒沉睡的人,没有生气勃勃的精神,怎么能鼓舞人呢?只有生气才能产生生气,死气只能从死气而来。所以你要尽可能使自己习惯于蓬勃的生气。”这位伟大的教育家的话非常适合高中物理课堂教学。因为高中学生的思维已逐步转向逻辑型思维,在课堂教学中不象初中生那样活跃、主动地参与课堂教学训练活动。这就更需要教师以饱满的热情来调动学生的情绪,振作他们的精神。兴奋的情绪和振作的精神是提高学习效率的必要条件。
二、注重物理课堂教学中科学方法的教育
1、物理学科科学方法的基本内容
物理学的研究主要是以观察、实验为先导,经过科学抽象,运用数学工具概括总结出经验规律,再经过实验实践的检验,上升为理论。如此循环往复,使物理学理论不断丰富、深化和完善。因此,中学物理教学中对学生进行科学方法教育的基本内容有:学会观察法、实验法、科学抽象法、数学工具法等研究方法;同时掌握探究法、等效法、模型法、隔离法和近似处理法等。
2、物理学科科学方法的三个层次
(1)科学方法的第一层次称为具体方法,如观察法,使用仪器法,实验法。高水平的观察往往能透过事物的现象发现本质;通过物理实验,学生可学会不少基本仪器的使用,同时在实验中,也应向学生归纳小结实验研究的各种方法,如控制变量法、比较法、等效法、逐差法、外推法等。
(2)科学方法的第二层次称为逻辑方法,即进行物理思维,通过分析、综合、抽象、概括等过程,最后上升到思维的三个形式,即概念、判断和推理。在中学物理教学中,要求学生有归纳推理和演绎推理两种科学方法的能力。
(3)科学方法的第三层次为分析、解决问题的方法,这是一个较高的层次。纵观中学物理教学,在这一层次上,等效法的思想渗透于很多章节;近似方法在教材中也比比皆是;而物理模型法则是中学物理教学中分析、解决问题方法中最重要的一种科学方法。
3、物理学科科学方法教育的实施途径
(1)结合物理概念进行科学方法教育。物理概念是从大量同类物理现象和物理过程中抽象出来的,所提示的是客观事物的共同性质和本质特征,是构成物理理论的细胞。因为每一物理概念的形成都必然包含着科学方法的因素,形成概念的过程就是应用物理科学方法思维的过程。所以,教师在概念教学中应按照学生的认知规律教给学生形成概念的科学方法。提出问题观察实验分析、比较、抽象、概括、演绎形成物理概念。
观察就是充分利用人的各种感觉器官,对自然界的物理现象(包括实验现象)的知觉过程。伽利略通过观察吊灯的摆动,认识了摆的等时性。伦福德在从事枪炮制造时,观察到钻孔地下的金属碎屑具有极高的温度,他认为这么多的热并不是金属提供的,并做了一系列金属钻孔的实验,根据实验结果,伦福德断言热质说不足为信,应当把热看成是一种运动形式。后来,英国的戴维做了更加严格的实验,为热是物质微粒的一种运动形式奠定了实验基础。人们对客观世界的正确认识,是在反复观察,实验的基础上形成的。观察既然如此重要,在学习物理知识时,应掌握哪些具体的观察方法和要求呢?
1.1观察的方法和步骤
①充分做好观察前的准备工作。即准备好观察工具和记录的必备之物。
②要集中注意力,不放弃偶然目标,不轻易放过那些你甚至觉得毫无关系的现象。长期训练,使之形成一种一丝不苟的科学习惯。
③反复观察,找出实验中产生某种现象的原因,透过现象看本质。
④作好观察后的总结,对观察到的现象和记录的数据进行认真分析,以便形成物理概念,建立物理规律。例如,观察凸透镜成像实验,首先要明确在实验主要观察蜡烛和屏的位置变化以及屏上像的变化。本实验过程中,注意力应集中在蜡烛的位置、屏的位置和像的情况上。为了更准确地观察这些现象,可进行多次实验,最后总结出物距、像距、焦距以及像的虚实、放大、缩小等现象之间的关系。
1.2观察的要求
①迅速。物理实验中,有很多实验要求在很短的时间内准确读出两个或两个以上的数据,这就要求有很快的观察速度。
②准确。就是要缩小由于观察带来的误差。
③深刻。就是要抓住那些往往是比较隐蔽的现象,而往往又是本质的物理过程。例如,浮沉子实验中,当用手压下瓶口的橡皮膜时,浮沉子会下沉。而下压引起下沉的本质是下压使浮沉子上部的空气柱的体积减小,所受浮力减小所至。
④仔细。有些物理现象的变化不明显,要求仔细观察,并能分辨出细微差别。
2思维
思维,是人脑对客观世界的一种间接的、概括的反映,是将观察、实验所取得的感性材料进行思维加工,上升为理性认识的过程。学习过程就是一种思维活动,而思维活动也有一定的程序和方法。
2.1物理思维的程序
物理思维是将物理现象与物理实验所得到的感性认识,上升为理性认识,并从已有的理性认识上获得新的理性认识。物理思维的主要程序是质疑与释疑。
①质疑:质疑不是一般地提出不懂的问题,而主要指观察者在充分运用了自己的知识却仍不能解释的,带有一定难度的问题。因此,正确的质疑,对进一步学习和研究带有方向性和启发性。质疑的途径很多,但质疑的深度却与观察者的观察能力密切相关。例如,观察沉浮子实验,有的人只发现下压与下沉的简单关系。有的人则能发现下压造成下沉的本质原因。
②释疑。释疑的前题是质疑,已有的知识是释疑优先考虑使用的内容,当已有的知识对质疑的解释明显有困难时,对困难的那一部分就要进行创造性活动。释疑应从物理学的基本概念,基本规律出发,先分析物理现象,找出产生这些现象的本质因素,再选择适当的物理知识来解答物理问题。
质疑:三个温度计都指示在20℃的位置,但有一个温度计的刻度不准确,因此肯定有一个温度计测量到的温度与实际温度不符,是什么原因导致(a)(b)(c)三个图中的实际温度出现偏差呢?
释疑:在实验室中,图二(c)杯中的酒精与空气相通,由于蒸发吸热,使得它的温度低于室温,而图二(b)瓶中虽然也装满了酒精,但不会蒸发,因此它的温度应和室温相同,于是可以判断图二(c)的温度计刻度不准确。
2.2物理思维的基本方法
物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象、概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为主,而分析、综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中。特别是解决物理问题时,分析、综合方法应用更为普遍,如下面介绍的顺藤摸瓜法和发散思维法就是这些方法的具体体现。
①顺藤摸瓜法,即正向推理法,它是从已知条件推论其结果的方法。
②发散思维法,即从某条物理规律出发,找出规律的多种表述。这是形成熟练的技能技巧的重要方法。例如,从欧姆定律以及串并联电能的特点出发,推出如下结论:串联电路的总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻;串联电路中,阻值大的电阻两端[摘要]本文针对中学物理的特点,提出“观察、思维、实验、迁移”的学习方法,并举例说明了具体要求。
[关键词]物理学习方法观察思维实验迁移
物理学习方法与物理规律的发现有着密切的关系。纵观物理学发展史,物理学家的每一次发现都离不开观察、实验、思考和迁移。在物理学习时,观察是学习的开始,思维是学习的关系,实验是学习的手段,迁移是学习的目的。
1观察
观察就是充分利用人的各种感觉器官,对自然界的物理现象(包括实验现象)的知觉过程。伽利略通过观察吊灯的摆动,认识了摆的等时性。伦福德在从事枪炮制造时,观察到钻孔地下的金属碎屑具有极高的温度,他认为这么多的热并不是金属提供的,并做了一系列金属钻孔的实验,根据实验结果,伦福德断言热质说不足为信,应当把热看成是一种运动形式。后来,英国的戴维做了更加严格的实验,为热是物质微粒的一种运动形式奠定了实验基础。人们对客观世界的正确认识,是在反复观察,实验的基础上形成的。观察既然如此重要,在学习物理知识时,应掌握哪些具体的观察方法和要求呢?
1.1观察的方法和步骤
①充分做好观察前的准备工作。即准备好观察工具和记录的必备之物。
②要集中注意力,不放弃偶然目标,不轻易放过那些你甚至觉得毫无关系的现象。长期训练,使之形成一种一丝不苟的科学习惯。
③反复观察,找出实验中产生某种现象的原因,透过现象看本质。
④作好观察后的总结,对观察到的现象和记录的数据进行认真分析,以便形成物理概念,建立物理规律。例如,观察凸透镜成像实验,首先要明确在实验主要观察蜡烛和屏的位置变化以及屏上像的变化。本实验过程中,注意力应集中在蜡烛的位置、屏的位置和像的情况上。为了更准确地观察这些现象,可进行多次实验,最后总结出物距、像距、焦距以及像的虚实、放大、缩小等现象之间的关系。
1.2观察的要求
①迅速。物理实验中,有很多实验要求在很短的时间内准确读出两个或两个以上的数据,这就要求有很快的观察速度。
②准确。就是要缩小由于观察带来的误差。
③深刻。就是要抓住那些往往是比较隐蔽的现象,而往往又是本质的物理过程。例如,浮沉子实验中,当用手压下瓶口的橡皮膜时,浮沉子会下沉。而下压引起下沉的本质是下压使浮沉子上部的空气柱的体积减小,所受浮力减小所至。
④仔细。有些物理现象的变化不明显,要求仔细观察,并能分辨出细微差别。
2思维
思维,是人脑对客观世界的一种间接的、概括的反映,是将观察、实验所取得的感性材料进行思维加工,上升为理性认识的过程。学习过程就是一种思维活动,而思维活动也有一定的程序和方法。
2.1物理思维的程序
物理思维是将物理现象与物理实验所得到的感性认识,上升为理性认识,并从已有的理性认识上获得新的理性认识。物理思维的主要程序是质疑与释疑。
①质疑:质疑不是一般地提出不懂的问题,而主要指观察者在充分运用了自己的知识却仍不能解释的,带有一定难度的问题。因此,正确的质疑,对进一步学习和研究带有方向性和启发性。质疑的途径很多,但质疑的深度却与观察者的观察能力密切相关。例如,观察沉浮子实验,有的人只发现下压与下沉的简单关系。有的人则能发现下压造成下沉的本质原因。
②释疑。释疑的前题是质疑,已有的知识是释疑优先考虑使用的内容,当已有的知识对质疑的解释明显有困难时,对困难的那一部分就要进行创造性活动。释疑应从物理学的基本概念,基本规律出发,先分析物理现象,找出产生这些现象的本质因素,再选择适当的物理知识来解答物理问题。
质疑:三个温度计都指示在20℃的位置,但有一个温度计的刻度不准确,因此肯定有一个温度计测量到的温度与实际温度不符,是什么原因导致(a)(b)(c)三个图中的实际温度出现偏差呢?
释疑:在实验室中,图二(c)杯中的酒精与空气相通,由于蒸发吸热,使得它的温度低于室温,而图二(b)瓶中虽然也装满了酒精,但不会蒸发,因此它的温度应和室温相同,于是可以判断图二(c)的温度计刻度不准确。
2.2物理思维的基本方法
物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象、概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为主,而分析、综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中。特别是解决物理问题时,分析、综合方法应用更为普遍,如下面介绍的顺藤摸瓜法和发散思维法就是这些方法的具体体现。
①顺藤摸瓜法,即正向推理法,它是从已知条件推论其结果的方法。
②发散思维法,即从某条物理规律出发,找出规律的多种表述。这是形成熟练的技能技巧的重要方法。例如,从欧姆定律以及串并联电能的特点出发,推出如下结论:串联电路的总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻;串联电路中,阻值大的电阻两端您现在的位置:在线>>教育教学>>物理论文>>论文正文物理学习方法漫谈更新时间2006-11-3018:50:27打印此文点击数2296的电压大,阻值小的电阻两端的电压小;并联电路中,阻值大的电阻通过的电流小,阻值小的电阻通过的电流大。
3实验
实验是物理科学的基础,也是物理知识的源泉,加强实验是物理教学的时代特征,又是提高物理教学质量的先决条件。同样,实验也是形成物理概念、建立物理规律的重要方法,物理学习就是通过对物理现象、过程获得必要的感性认识,这种感性认识可以来源于学生的生活,也可以来源于实验提供的物理事实。从生活中得到的感性材料通常来自复杂的运动形态,本质的、非本质的因素通常交融在一起,仅通过这种途径形成概念,建立规律有相当的困难。而实验则可提供经过简化和纯化了的感性材料。它能使学生对物理事实获得明确的具体的认识。例如,初中物理教材中,影响蒸发快慢的因素是直接从日常生活经验中分析归纳得出的结论;声音的发生是从实验现象中分析归纳得出的结论;杠杆平衡条件是由大量的实验数据,经归纳和必要的数学处理得到的结论,液体的压强是先从实验现象中得出定性的结论,再进一步寻求严格的定量关系。
物理教学过程中,物理教师对实验教学的重视程度是影响教学质量的重要因素,学生对实验的重视程度则是影响学习质量的重要因素。在物理学习时,要求做到如下几点:①认真观察课堂演示实验。②独立完成学生分组实验和课外小实验,勤动手、敢动手。③自己设计和制作某些简单模型或玩具。④逐步养成用实验解决物理问题的习惯。
4迁移
迁移就是基本原理在其它条件下的运用。俗话说,学以致用,就是将所学知识、方法应用于社会实践中去。其本质就是迁移。在物理学中,有许多内容体现了迁移原则。它表现在以下几个方面。
4.1数学知识的迁移
物理学常用数学表示物理概念、描述物理规律。例如应用数学中的比例关系描述物质的密度(ρ=m/v)。物体的运动速度(v=s/t),牛顿第二定律(a=F/m)等。应用数学中的坐标图象方法描绘出温度———时间图象(表示某种物质的熔解与凝固过程),位移———时间图象、速度———时间图象、能量———位移图象等。应用数学中的几何方法表示光的传播、折射、反射等。
4.2物理知识的迁移
物理知识的迁移表现在三个方面。其一,应用物理知识解题。物理教材中,单元、章节后均有习题。其二,应用物理知识解释自然现象,例如,日食和月食现象可用光的直线传播原理解释。物态变化原因可用分子运动论来解释。海市蜃楼奇观可用光的折射原理解释。其三,应用物理知识设计制作各类产品。例如,根据热传递原理制成了保温瓶,根据电磁感应原理制成了发电机、电子测量仪表等,根据热胀冷缩原理制成了温度计,根据光的折射、反射原理制成了照相机、幻灯机、电影放映机等。
4.3物理思想的迁移
物理学在形成的发展过程中,逐步形成了一种物质观,即物质普遍存在于相互作用之中,普遍存在于运动之中,普遍存在于能的转化与守恒之中。于是,研究宏观物体的受力、运动、和机械能的规律形成了力学。研究分子的受力、运动和内能的规律形成了热学。研究电、磁之间的受力、运动和能的规律形成了电磁学等。在物理学习时,当我们形成了这种物质观,就会有目的去认识和理解物质的相互作用规律、运动规律和能的转化与守恒规律,学习就会更上一个台阶。正确的学习方法是搞好学习的事半功倍的金钥匙。然而成功的学习靠的是辛勤的劳动———观察、思维、实验、迁移.
关键词:控制变量法;中学物理;教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)36-0124-02
新一轮课程改革的核心是基础教育改革,在改革课程教学内容的同时,科学研究方法教学也是重要的改革内容之一。新课标指出物理课程的基本理念要注重科学探究,提倡学习方式多样化,应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。[1]可见科学方法教育已提上重要日程,在理科课程改革的进程中,“国内外一些具有远见卓识的学者和科学家,建议在适当更新教学内容的同时,加强科学方法的教育”。[2]按照现代科学观和科学教育观,科学教育不应该只是科学知识的教育,它还应该包含科学知识、科学方法。
物理科学方法就是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所应用的各种手段与方法。在严格的科学条件下,通过严密的观察实验和严格的逻辑推理,找到事物内各部分之间及事物与外部环境的相互关系和相互作用,确定相互作用产生的结构、运动变化的因果关系,以形成规律性知识。[3]
物理学的发展离不开科学的方法,同样,学习物理也离不开科学方法,在平时的教学及学习中常用到的物理科学方法主要有:观察法、实验法、科学抽象法、逻辑推理法、控制变量法、类比法及想象法,等等,只有在教学和学习中综合应用各种科学方法才能使教学和学习的效果达到最佳。本文主要从控制变量法入手,概要阐述控制变量法在中学物理教学中的重要作用。
所谓控制变量法,就是就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,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问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上反映为:某两次试验只有一个条件不相同,若两次试验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。
控制变量法是中学物理中最常用的方法,在中学物理课本中以下知识的教学和学习都涉及了控制变量法:
从此表格可以看出控制变量法在物理学中的涉及面很广,几乎贯穿于物理学的方方面面。而物理规律是物理知识的主体部分,物理实验又在验证物理规律时起着不可忽视的作用,在教师教学物理规律时常用到控制变量法进行对照讲解,所以控制变量对于物理教学有着重要的意义。
一、控制变量法在物理概念教学中的应用
物理学是一门研究物质结构及其物体运动规律的自然学科,其内容结构由理论和实验组成,在学习中学物理时不仅要认真学好理论知识,还要从实验中体会原理、定理和定律的建立过程,学会用实验的手段验证教材中的理论,进而培养学生对科学的探索精神。由此可见,中学物理概念在物理课中占有重要的地位,在教学某些物理概念时由于概念本身比较抽象,学生很少能全面理解概念的含义,在课堂引入时往往会使用到演示实验,而在演示实验中,很多实验都运用到了控制变量法。例如,在八年级物理教材第二章运动的世界第三节快与慢中引入速度概念时,为了让学生能够有速度的概念,运用了控制变量法分别控制路程相等和时间相等。在路程相等的前提下比较时间;在时间相等的前提下比较路程。通过这样控制变量之后进行比较,学生就很容易辨别哪个物体运动速度快,哪个物体运动速度慢,由此速度的概念自然而然就引出来。在中学物理教材中这样的例子很多,压强的引入也是一个典型的应用控制变量法的实例。
二、控制变量法在探究物理规律中的体现
在中学物理教材中大量的知识以物理规律的形式呈现,所以物理规律的教学就显得尤为重要,教师在得出物理规律的过程中常常会用到控制变量法。例如,在教学欧姆定律时就用到控制变量法,学生在学习欧姆定律之前已经学过电流、电压及电阻,那么如何使三个物理量联系在一起,教材中用到了探究实验,通过控制变量来探究电流与电压、电流与电阻的关系。
保持电阻R不变,通过改变导体两端电压U,探究电流I与电压U之间的关系。采用定值电阻,即可保证定值电阻R不变。改变导体两端的电压,可以通过改变电源两端的电压,来改变电阻两端的电压。用这种方法,可以较为简单地运用控制变量的方法研究电流与电压的关系,易于学生理解和掌握。此外,常在教学中采用的方法是通过调节滑动变阻器来改变电阻两端的电压。
控制导体两端的电压U不变,改变电阻R,探究电流与电阻的关系。在使用中换用不同的定值电阻即可实现改变电阻。改变电阻的同时要保证导体两端的电压不变,在实验中通常使用同一个电源,即可保证导体两端的电压不变,更换不同的电阻,可直接得出电流与电阻的关系,降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池,电池有内阻,外接电阻R变化时,电阻R两端的电压也会随之有所变化,给实验带来误差。
经过以上两个实验探究,学生得出“导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系”。在整个实验探究过程中,紧紧围绕着控制变量进行操作,充分体现了控制变量法的精髓,也体现了控制变量法在物理规律教学中的重要作用。除了“欧姆定律”外,“影响电阻大小的因素”、“焦耳定律”、“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”等探究过程使用了“控制变量法”。教学中应充分利用这些机会,使学生对“控制变量法”不断加深理解,并逐步达到有意识地应用“控制变量”的研究方法去探究物理规律。
总之,新课程的核心理念是以学生发展为本,课程改革要培养学生的信息收集和整理的能力、发现问题和思考问题的能力、分析问题和解决问题的能力、终生学习和创新的能力以及生存和发展的能力。控制变量法的教学恰恰就锻炼了学生信息收集和整理的能力,培养了学生分析问题、解决问题的能力和创新的能力,掌握这种方法,学生还可以终生使用,终生受益。所以说,控制变量法的教学充分体现了新课程的教育理念。因此,物理教师在传授知识的时,不仅要使学生掌握物理知识,而且要培养学生科学探究的能力,特别是利用控制变量法探究物理规律的能力。这将为学生形成科研能力、探究能力、解决实际问题的能力打下坚实的基础,也将对他们的学业和今后的人生之路产生积极而深远的影响和促进。教学中,我们应该充分发挥控制变量法的优点,让其更好地为师生服务,为教学服务。
参考文献:
【关键词】探究的乐趣;探究式学习;实验教学;创新;教学策略
在新一轮课程改革中,探究式学习的课堂教学是物理新课程教学的亮点,探究式教学给学生创设一个亲近生活、亲近社会的空间,让学生体验探究的乐趣、感悟探究的方法,培养了学生的探究精神和实践能力。本文就初中物理如何进行探究式教学作一些初步的探究。
一、注意探究课的设计
1、要注意突出新知可探性,避免超前自学
由于自学易打破探究的悬念感与发散性思维的过程,从而造成创造活动的中断,因此,在探究教学的实施过程中,不要求学生自学本节将要探索的内容。但是,为了提高课堂效率,有利于课堂主要问题的创造性探究过程,教师可以让学生自学有关的预备知识,但不可让学生直接接触主要问题的实质或结论。
2、设计教学程序要符合学生的认知过程
学生的认知过程,可以分为摄取、定位与活化三个步骤。在探究过程中,学生摄取了许多知识与方法,这些知识与方法最初在头脑中是杂乱无章的、无序的,这就需要通过小结等方式对这些内容进行定位,“理清”它们之间的隶属关系及内在联系,使之有序化。最后还要将这些内容运用到解决实际问题的活动中,使它们活化
3、对具体探究过程的设计要符合课题的合适要素
科学探究,离不开探究的程序,这一程序其实就是思维的程序。例如:在科学探究“凸透镜成像”的教学中,其总的思维程序是:提出问题──猜想与假设──制定计划与设计实验──进行实验与收集证据──分析与论证,其中探究凸透镜成虚像的情况是相对独立的,它的思维程序是:提出问题──进行实验收集证据──分析与论证。
4、对学生的猜想处理要注意思维发散性与聚合性相结合
例如科学探究:“阿基米德原理”的教学中的“探究浮力的大小与哪些因素有关”的教学中首先通过实验或感性材料使学生进行猜想,将学生思维发散:浮力大小与液体的密度有关。接着教师要引导学生进行思维聚合:“浸在液体中的深度”可分两种,一种是物体没有全部没入液体中,一种是物体全部没入液体中,前者可纳入排开液体的体积中进行研究,后者可命名为“浸没的深度”来研究。
二、处理好探究课教学中的师生角色
1、要注重非指导性教学。
注重非指导性教学,即教为主导、学为主体的“双主”原则。教师是教学过程的导演,学生才是真正的演员。要通过学生的探索,自己主动地获取知识,成为知识的主人。教师应该甘心当好“导演”,施教之功,贵在引导,要在转化,妙在“开窍”。
2、要注意师生共同探究
教师不仅要当好“导演”,有时还应该当好演员中的“配角”,将自己作为学生中的一员,与学生一起从学生的角度去参与各种讨论、学习。教师当好一名“优生”和一名“差生”。通过“优生”的作用,在关键处引导点拨学生,通过一名“差生”的作用去引起争议、辩论。
三、探究课教学中的控制策略
1、对探究环节进行最优化处理
(1)提出问题──科学探究的前提。在教学中,针对不同的课题和内容,选择适当的方法,如投影、挂图、录像、演示实验等生动地再现与教学内容有关的物理现象、物理事实,让学生自主地发现并提出问题。例如在《声音的产生和传播》教学中,教师播放歌曲“黄河大合唱”后,学生可以提出一系列问题:声音是怎样产生的?声音又是如何传入人耳的?
(2)猜想与假设──科学探究的先导。它能帮助探究者明确探究的内容和方向。如“焦耳定律”这节课中,在提出电热与哪些因素有关的问题后,通过讨论、分析电线着火,电炉工作时电炉丝热的发红而导线不热这些现象中的各种相关因素,学生就能作出电热的多少可能跟电流大小、电阻大小有关的猜想。
(3)制定计划与设计实验──科学探究的具体化程序化。制定计划与设计实验,就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化程序化,教师要及时地引导学生积极寻找、设计、验证“猜想、假设”的实验方法。常用的物理实验设计方法有:对比法、控制变量法、排除法、理想实验法、定量测量法等。
(4)进行实验与收集证据──科学事实是进行科学分析的依据。科学事实是检验科学结论的唯一标准,证据是进行科学分析的根据。在上阶段所设计的实验方案中选取最优方案,通过实验操作促使学生积极主动地动脑、动手,教师在此过程中主要是指导学生进行实验
(5)分析与论证──科学结论的形成。实验数据是对实验事实的客观记录,探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律,因此分析论证在科学探究中是必不可少的。学生在实验中获得感知,再对实验数据进行分析、比较、概括,进行思维加工,力求准确地反映实验结论。
2、对教学过程进行灵活处理
由于创造活动的特点,教学中发展到教师事先预料不到的地方才是探究及创造教学的本质。这就要求教师随机应变地控制教学过程,不可死板、机械。
3、探究课的课时进行合理增加与灵活处理
一般情况下一节探究课的时间是讲授相同内容时间的1.5—2倍。我们可以灵活地进行处理,如上课不一定非要经过组织教学、复习旧课、讲授新课、巩固新课、布置作业等各个环节,可以将其中的部分环节简化或取消,为学生的思维、探究换得更多的时间。
四、怎样才能上好物理探究课
1、物理探究式课堂教学,必须努力创设物理问题情境,在教学时,教师可以利用多媒体展示物理问题情境,让学生在问题情境中产生疑问,发现问题,提出问题。
2、物理教材中,潜存着许多物理学的研究方法。可以采用实验法,推理法,归纳法。另外,实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等,也都是物理常用的研究方法。在探究式教学中,教师应结合具体学习内容,对学生进行研究方法的教育,让学生体验和学习研究物理学的基本方法。
3、实践是探究式学习的灵魂。必须加强实践探索活动,引导学生自做小实验,搞小制作。