时间:2023-06-16 16:10:11
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篇初中物理浮力的定义,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:物理概念;物理意义;本质属性;物理现象;物理定义
作者简介:李源贵(1986-),男,广东信宜人,大学本科,学士学位,中学一级教师,主要研究方向:初中物理概念的教学.
物理概念是构成物理知识体系的基本要素,它是在大量观察实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物的本质的共同特征集中起来加以概括而形成的.物理概念包括了物理现象、物理本质属性、物理意义、物理思维形成过程、物体间的相互作用和规律等,掌握和界定每个物理概念才能形成物理学体系.但是在学习中,却有部分同学对物理概念的学习存在问题,出现物理概念的混淆,物理概念界定不清等现象,在解决实际问题时出现乱用概念、滥用概念等问题.因此,正确认识物理概念,帮助学生形成完整的物理知识体系非常重要.
1认识物理概念时存在的问题
11把物理概念等同于定义
初中学生刚接触物理,头脑中缺乏科学严谨的物理思维,在学习物理概念时,部分同学会对物理概念理解不深,简单的认为物理概念就是物理定义,只是从定义上来记忆物理概念,而没有深入理解到物理概念是从物理现象、物理过程中归纳出来的事物的共同特征、本质属性.
例如:在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度.学生从定义上理解到密度其实是一个比值,如同数学一样,通过公式ρ=mV来计算其大小就可以了,但是正确理解密度应从它的物理意义上理解,密度是由物质的种类来决定,跟物质的质量、体积无关,它反映的是物质的一种特性,单从定义上理解并没有正确理解密度的概念.
12没有区别物理概念的个别现象与一般现象
物理概念是物理事实的抽象,它是在大量观察实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物的本质的共同特征集中起来加以概括而形成的.但是物理概念中也有个别案例是在概念界限之外的,应当加以区别.
例如:在学习“浮力”时,一般学生都是从大量的例子认识到浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力.所以就在一般现象中概括形成了“浮力”的概念.但是所有浸在液体中的物体都会受到浮力吗?显然不是的,例如浸在水中的桥墩,它就没有受到水的浮力,这个应该从浮力产生的原因进行思考.
13没有分清“前概念”与“物理概念”
在学习物理之前,学生根据生活经验或现象在头脑中已经形成“前概念”,但“前概念”是一把双刃剑,既可以帮助学生形成正确的物理概念,也能阻碍学生形成正确的物理概念,如果没有把“前概念”和“物理概念”区分,则容易把物理概念混淆.
例如:学生在学习摩擦力前,从大量的生活经验中就形成了摩擦力的前概念,而且都认为摩擦力总是阻碍物体运动的,是属于阻力.但是从实验中发现,摩擦力也可以是动力,如运动员起跑时的摩擦力就属于动力,所以学习摩擦力的概念时,关键要认识到摩擦力只是阻碍物体的相对运动或相对运动的趋势,“相对”两个字就把前概念和正确的物理概念分清.
14没有界定清楚概念的范围
物理教材中出现的概念基本是从大量的实验和现象中总结归纳出来的,但是每个概念也有一定的范围,学生在学习中容易出现概念范围界定不清的问题,导致在知识点上出现前后矛盾.例如:学生学习声的产生时,知道声是由物体的振动产生的.但学生容易把“声”等同于生活中的“声音”,但是他们的范围不同.人们能够听到的才叫做“声音”,把声音、超声波、次声波统称为声.声音只是声的一部分,所以振动的物体能够产生声,但不一定能够听到声音.
2初中物理概念的分类
在初中阶段,学生学习到的物理概念很多,但大致可以归纳为三类:
21对物理现象描述的概念
在初中物理中,对物理现象的观察尤其重要,有些概念就是物理现象的直接描述.例如:把一块固态冰放在室温中慢慢变成了液体的水,对于这种现象就叫做“熔化”.所以把匀速直线运动、熔化、凝固、扩散、光的直线传播、反射、折射等概念都归纳为对物理现象描述的概念.
22反映物理本质特性或属性的概念
在初中阶段,有些物理定义只是根据实验现象归纳出总结,但并没有描述出物理的本质,当我们深入学习时,就会发现它反映的事物的本质属性或特性.例如:在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度.这个定义只是给出了密度如何计算,但实际上密度反映的是物质本身的特性.除此以外,特性还有、比热容、电阻、热值等,属性的有:质量、惯性.
23反映物体间相互作用及其规律的概念
物理概念除了描述物理现象和物理本质属性或特性外,还有就是反映物体间的相互作用及其规律的,它往往是通过公式的计算来描述.例如:物理学中如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功.用公式表示就是W=FS.这就是通过描述物体间相互作用的概念.除此以外还有力、功率、机械能、电流、压强、效率等.
3怎样学习初中物理概念
31理解概念的物理意x
在物理学中,虽然物理概念很多,但是每个物理概念都有物理意义,如果学习中忽略了物理意义,那就不叫物理了.例如:物理学中引入了“速度”,如果学生只是知道速度等于路程除以时间,当路程越远,时间越短时,速度就越大.这就等同于数学中学习的速度,物理学中之所以引入速度的概念目的就是为了描述物体运动的快慢,是物体运动的一种本领,它的大小不是由路程的大小和时间的长短来决定,而是由物体本身的性能决定.所以学习物理概念一定要理解它的物理意义.
32分清物理现象与本质
物理现象的概念和物理本质属性的概念是物理概念中最难区分的,有些概念从物理定义上看好像是描述物理现象的,但实际上是反映物理本质的,这样的概念最容易造成混淆.例如:在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小.从定义上看是一种阻碍现象,但实际上导体的电阻是导体本身的一种性质.因此,学习物理概念时应分清现象概念和本质属性概念.
33分清物理概念的范围
物理概念都有它的适用范围,界定清楚概念的范围能让学生正确理解和使用物理概念.而物理概念的范围有大小之分,也有过程量和状态量之分.例如:学习“密度”的概念时,我们清楚密度的大小是由物质的种类决定,跟物体的质量和体积无关,但是这只是针对固体和液体而言,而对于气体则不成立.又例如:在学习“热量”的概念时,我们知道在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,“热量”是一个过程量,只会出现在热传递的过程中,我们不能说某个物体具有多少的“热量”,但我们能说某个物体具有多少的“能量”.
34用科学实验学习物理概念
物理学是一门以观察、实验为基础的科学,人们的许多物理知识和概念是通过观察和实验,经过认真的思考而总结出来的,但是在做实验时一定要遵循科学性和严谨性,只有正确的实验才能得出正确的物理概念或知识.例如:在学习“分子热运动”的概念时,气体扩散实验是把装有二氧化氮的瓶子放在下面,上面倒扣的是空瓶子,这两个瓶子的上下位置不能颠倒,否则不能说明分子在不停的做无规则运动.
35用生活实践理解物理概念
在初中物理知识中,教材中有这样一些内容适宜于运用探究的方式开展教学。
1、概念的形成
例如,密度是初中物理的一个重要知识内容,在密度概念形成的教学中,可以用实验探究的方法:先通过测量比较不同体积的同一种物质的质量是否相同,再通过测量比较相同体积的不同物质的质量是否相同,由此引导学生分析得出相同物质的质量与体积的比值是个定值,而不同物质的这个比值一般不同,再经过是否可改变这个比值的思考,从而引入密度的概念。这样不仅让学生知道了密度是表示物质特性的物理量,而且还让学生在不知不觉中掌握了用比值定义物理量的方法,提高了学生的归纳能力。这样的概念还有速度、惯性、比热、电功率等等。
2、物理规律的形成
例如:在研究光的折射规律时,“光为什么会发生折射现象?不同的介质对光的折射本领一样吗?”学生在研究过程中不仅要学习实验的方法,还要学习探究物理知识的一般途径。
二、初中物理探究性实验课的课堂设计
1、教学目标的设计
探究目标是整个探究设计的中心,要根据初中学生的学习特点、学习内容和学习能力,从二期课改三个纬度的目标来设计。通过探究实验不仅仅要使学生获得相关知识和技能,更主要的是通过探究成功的体验来培养学生科学的情感态度与价值观。
2、教学内容的设计
初中物理与学生的生活联系密切,初中物理知识中可作为探究实验的教学内容相当丰富,探究内容要与学生的生活紧密相关,还要具有可操作性。
3、教学方法的设计
(1)创设情境,提出问题
学生虽然天天看到某些现象,但未必能像科学家那样“主动”发现问题。“苹果落地”的现象看到的人很多,却很少有人探究万有引力的存在。上海二期课改的课程目标要求是:初中阶段的物理课程强调激发学生学习的兴趣,发展探究意识,养成自主学习的习惯。我们学习的都是前人总结过的知识,而我们要培养的是学生的探究意识和能力。
要达到这个目的,首先要激发学生的探究兴趣,所有的探究都是从好奇开始的。例如在蒸发教学中,老师可以用水和酒精在黑板上分别写字,一会儿,黑板上的字都“干”了,而且酒精字“干”得快。
当学生发现这个现象后,很自然地就会想为什么会这样,有助于激发学生解决问题的动机。
在初中物理教材中,提供了许多小实验,如在“探究压力的作用效果”时,可以组织学生亲身体验,用拇指和食指压住铅笔的两端,学生会感受到“压笔尖的手指比压笔尾处的手指疼”,很容易猜想到压力的作用效果与受力面积有关。
通过情境的创设,引导学生注意观察、发现问题,可以增强初中学生对科学的好奇心,养成主动探究的习惯。情境的创设方法除了实验法以外,还可以用多媒体课件模拟,或用录像、图片展示等。
(2)合理猜想,形成假设
通过创设有效的情境,学生会产生疑问,由此激发起探究热情。作为教学主导者的教师如何因势利导,引导学生对问题形成合理的假设,也是课堂设计的一个要点。例如在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,学生可能会猜想:浮力与物体浸没的体积有关;浮力与液体的密度有关;浮力与物体浸没的深度有关。教师应在学生猜测的基础上予以点拨,学生一时猜错也是正常的,允许学生通过分析、比较进一步讨论,最终形成假设。
(3)制定计划,设计实验
初中阶段物理的学习要求学生了解科学探究的基本过程,能用合适的方法进行探究。初中最常用的就是“控制变量法”,影响问题的因素如果不止一个,那么在研究其中一个因素对问题的影响时,应保持其他因素不变。如上述实验中,若要探究浮力大小与物体浸没的体积是否有关时,就必须保持液体的密度和物体浸没的深度不变;同样,若要探究浮力大小与物体浸没的深度是否有关时,就必须保持液体的密度和物体浸没的体积不变。当然,通过实验,学生最后会发现浮力大小与物体浸没的深度无关。
(4)分析论证,得出结论
一、如何在初中物理教学中应用信息技术
(一)、应用信息技术进行观看学习信息技术的应用,让学生们通过投影仪看见有形有色的物理现象,在生动的画面的作用下使学生们学习物理知识[1]。例如在学习《物体下落》这部分知识内容的时候,教师用投影仪给学生们播放着一幅幅生动的画面,苹果从树上下落的画面与鹅毛从空中下落的画面进行对比,使学生们在看见不同物体下落的过程中的状态是不一样的,这样教师在讲物体下落的性质和影响因素,学生们很容易接受新的知识。学生们通过信息技术在物理课程中的应用,更好的集中了注意力,看到生动的画面,使学生们加深学习的印象。
(二)、应用信息技术进行倾听学习信息技术的应用,使学生们更好的倾听物理现象中的声音,通过计算机音响播放各种声音,使学生们学习物理知识[2]。例如,在学习《噪声》这部分的知识内容的时候,教师利用计算机和配置的音响,给学生们播放着好听的乐曲,紧接着有播放工厂的嘈杂声,机械加工的声音,汽车的鸣笛声,婴儿的啼哭声等等,学生们马上会感到从优美的环境中转变成了噪杂多变的环境,并且大家都不喜欢后者的声音,接着教师再讲噪声的定义,以及噪声是如何被控制的措施,这样学生就会更加认真地学习。通过信息技术在物理课堂的应用,使学生真实的感受到生活与物理知识紧密相关,更好的学习物理知识保护自己和自己的家园,利用物理知识更好地来造福于人类,造福于社会。
(三)、应用信息技术进行联想学习信息技术的应用,使学生们在学习物理知识的过程中结合网络的帮助,联想出更多的物理现象,发现更多的物理奥秘[3]。例如在学习《浮力》这部分知识内容的时候,教师通过将计算机连接网络,使学生们通过网络找到更多的与浮力有关的现象和知识,同学生们都积极主动地查找着与浮力有关的视频、图像、文字等,在网络技术的帮助下,学生们很快就找到了许多和浮力有关的视频、文字等,教师要求学生们思考影响浮力的因素,并且在黑板上给出,一些物质(石子、海绵、泡沫、木块),问学生们他们在水里将会是怎样的不同状态?受到的浮力是怎样的?学生们就会结合自己在网络中查找的资料,合理的想象教师安排的任务。通过信息技术的网络的帮助,使学生们在头脑中顺其自然地勾画出与课堂知识内容有关的生动画面,有效地提高学生们在物理方面的自学能力,使学生们在学习物理知识的过程中不断的进步,使学生们的学习成绩得到明显的提高,同时提高了学校的教学质量。
二、结语
初中的物理课程教学中应用信息技术教学,使学生们更好的观察物理现象,倾听物理知识,联想物理有关的知识。信息技术将物理知识利用有声有色的展现在学生们的眼前,生动的画面替代了枯燥的板书,使学生们积极主动的学习物理知识,不断的开拓思维,增强了理解能力、推理能力及想象能力,减少教师的疲劳程度,加大了物理教学的课堂容量,提高物理课程的教学效率,受到学生们和教师共同的欢迎。
作者:程鸿单位:深圳市南山区前海学校
关键词:浮力;概念表象;核心知识;对比实验
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)12-0018-4
关于浮力的概念,苏科版八年级物理第十章第四节中,通过四幅图提供的实验情境,得出了“浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫浮力。”在教学实践中,教师应如何创设实验情境,采用怎样的引导方法,让学生通过实验认识浮力呢?听课中发现,教师不一样的认识方法和实验设计,导出了异样的观察结论。
1 无疑处生问
在一次“浮力”优课评比活动中,老师用实验帮助学生建立“浮力” 的概念,为了直观显示浮力的方向,用细线系住乒乓球,让学生观察乒乓球在水中静止时细线伸长的方向,而且在旁边还加挂了重锤线与之对比,以此来说明浮力的方向总是竖直向上的。教师的此番设计可谓煞费苦心,由此实验演示,学生也毫无疑问地观察得出浮力的方向是竖直向上的,但教师板书时却没有“竖直”二字。那么,究竟是“向上”还是“竖直向上”呢?学生普遍获得的认识和得出的结论是怎样的呢?笔者在课后随即进行的课堂检测中,有意出了与此相关的一道选择性填空题:浮力的方向是: (填“向上”或“竖直向上”)。结果,45位学生中填“向上”有12位,填“竖直向上”有33位。后经问及几个填“向上”的同学为什么选“向上”时,他们的回答是“书上只说向上,没说一定竖直向上”;问及几个填“竖直向上”的同学的理由是什么时,他们的回答是“课上的实验事实可见”。让他们在一起讨论时,也有几个同学疑惑地提出:为什么书上和老师在黑板上都没有写“竖直”二字。这样,就在看起来没有问题、不是问题的地方,却产生了一个值得深究的问题。
评课时,笔者把这个问题提了出来,与老师们研讨交流。部分老师也认为“亦可以说竖直向上”,理由是:从浮力的本质来看,浮力产生的原因是浸在液体中的物体受到液体的压力的合力。在静止的液体中,通常用“小液柱法”来研究(如图1),因为静止时液体的压强随深度的增加而增加,但在同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以小液柱的下表面受到向上的压力与上表面受到向下的压力的合力就是浮力,方向是竖直向上(前、后,左、右受到的压力的合力为零)。
2 辨析中明理
鉴于此,笔者提出,假如学生叩问这样一个问题:洗衣机工作时,浮在水面上跟着水一起转动的乒乓球受到的浮力方向是否竖直向上?因为乒乓球不保持静止,那么应该通过什么手段让学生明白此时浮力的方向呢?
此时,有的老师拿出课上用的实验器材,用笔作搅拌器将容器中的水搅拌起来,形成漩涡,看到“系住乒乓球的细线”倾斜(这位老师就是用细线系住乒乓球),说道:细线的方向就是浮力的方向,不是竖直向上,而是偏向容器侧壁斜着向上(即偏离圆心向外)。上述老师的分析,恰恰暴露出他们关于浮力这部分专业知识和教学知识视野的局限性。
至此,可发现存在两个问题。其一,系住乒乓球的细线伸长的方向是不能表示浮力方向的。此处“用系住乒乓球的细线”来直观显示浮力的方向,看似是对学习重力方向的一种迁移,但重力方向用重锤线来显现,是根据重锤受到的重力和细线的拉力是平衡力的原理,具有特殊性,是在特定条件下的一种间接反映,而不是本质反映,实际上细线的伸长方向应该是其产生的张力的方向。若以此为方法来显示各种情形下的浮力方向,本身就犯了认识方法上的错误。如果学生将此方法固化,形成认识定势,对今后的学习就是一种方法上的“前概念”的错误,会产生负影响。其二,当液体静止时,小液柱的前与后、左与右受到的压力可以平衡;但液体不是静止时,情况又是怎样呢。从动力学的角度进行分析:因为液体的压强与流速有关,在同一深度,流速越大,压强越小。漩涡中,靠近漩涡中心处,液体的流速大,在漩涡中的乒乓球,其靠近容器壁的那个侧面受到的压强比靠近漩涡中心的侧面受到的压强大。正因为如此,在乒乓球跟着旋转做圆周运动时,液体除了对球产生向上和向下的压力差,同时也产生向内和向外的压力差,这个向内和向外的压力的合力方向指向漩涡中心,所以乒乓球受到液体压力的合力方向由向上和向内两个方向共同决定,不是竖直向上,而是偏向漩涡中心斜着向上。
如果再从普通逻辑学的视角来看(普通逻辑不研究概念的形成过程,只研究概念的逻辑特征、逻辑方法),“概念不是反映事物的具体形象,而是抽象地反映事物的本质属性,舍弃了事物的非本质属性”,“人们通过它反映的本质属性去认识具有这些属性的事物”。浮力作为“普遍概念”(而非“单独概念”)系“反映某一类事物的概念,它的外延不是由一个单独的对象构成的,而是指有许多分子的类”。因此,对浮力概念下定义应当是“概念的概括”,而不是“概念的限制”。对概念的概括即从特殊过渡到一般,掌握事物的共同本质;对概念的限制即从一般过渡到特殊,使认识具体化。给概念下定义就是揭示被定义概念所反映对象的本质特征、共同特征。教材中在给浮力下定义时,在关于浮力方向是“向上” 抑或“竖直向上”的词语定义上,采用的“向上”是符合普通逻辑方法的。这也正说明了教材中关于“向上”的词语定义是准确的。
鉴于以上分析,可以有两种解决办法。其一,用动力学知识进行分析。这样处理,学生感觉比较抽象,难以理解。其二,能否再做新的实验,让学生直接观察到浮力的方向,但这个实验很难设计。再分析学情,学生在前面已经学过“力与运动”,知道力是物体运动状态改变的原因,会根据物体运动状态的变化来判断力的存在,那就可以沿着这一思路,创设新的实验情境,来帮助学生自我认识。换言之,可以创设对比性实验情景,抓住对物体受力分析这一核心,通过对照比较、分析研究的方法,达到异中求同,让学生在比较中认识到浮力的方向。
具体操作可采用以下步骤:
1.演示:用细线系一小铁球,让细线吊住小球在水平面上旋转,请画出小铁球的受力示意图。
2.学生实验:用搅拌器将容器里的水搅转起来,形成漩涡,乒乓球跟着转动。请画出乒乓球的受力示意图。
3.对乒乓球和小铁球的运动状况和受力情况进行比较。思考:两球的运动状态发生改变的原因是什么?小铁球受到细线拉力的方向是竖直向上的吗?如不是,应该是什么方向?乒乓球受到浮力的方向如果是竖直向上,乒乓球能在水平面内转动吗?乒乓球受到浮力和小铁球受到细线的拉力作用的效果是否一样?乒乓球受到浮力的方向应该是什么方向?
显然,通过两个实验的对比和辨析,学生能理解课本上为什么没有“竖直”二字,不是课本叙述不够严谨,而是从普遍性来说更科学、更能反映事物的普遍规律。
3 反思中求真
3.1 从实验情境的特殊性到导出结论的普遍性:力避以偏概全
“什么是浮力”属于概念探究,教师创设怎样的探究情境,关乎学生归纳的途径和结论的得出。课本提供的腾空而起的气球、浮在海面上的舰艇、在水中升起的乒乓球、浮在死海海面上的人等情境中,都能说明浮力的方向是竖直向上的。但学生生活中遇到的一些现象,如洗衣机工作时,浮在水面上跟着水一起转动的乒乓球,漩涡将浮在上面的小木块吸到水底等。这些情境中的乒乓球和小木块受到的浮力的方向确实不是竖直向上的。如仅就课本提供的情境,则显得太狭窄、太特殊,未能兼顾全面,且得出浮力方向一定是竖直向上,就显得以偏概全,以至学生生成错误认识,得不出一般性的结论。需要指出的是,我们并非刻意要让学生理解在特定情形下物体受到的浮力方向是斜着向上,因为人们对真理的认识犹如登山,攀的越高则视野越宽,认识则越深刻。对真理的认识也是有过程的,作为对初学物理的学生而言,不应要求过高,但作为教者,一是应有高于学生的认识,二是不应束缚住学生的思维空间,让错误的认识潜伏下来,给今后的学习留下隐患。记得有一位特级教师说过:初中物理教学应慷慨事实,吝啬结论。这句话的意思就是:教学中应创设丰富的情景以提供事实基础,结论的表述既要适合学生现有的认知能力(特殊性),又要留有“登高”后的认知空间(普遍性)。
3.2 从“概念表象”到“概念核心”:对概念的深度构建
不少教师在概念教学的过程中,对概念背后的“核心”究竟是什么,对这个概念中有哪些关键的知识是需要学生深度学习的,哪些只要通过教师点拨一下学生就可以观察得出的,等等问题缺少深入的研究和把握,而一味地把教学的重心指向所谓的概念描述的主要特征――“概念表象”,忽略了概念的核心――知识内在的思维方式。 比如,在“浮力”概念的教学上,把重心放在了如何能让学生看到向上之托力,“导致学生在观察、思考过程中,形成对所学概念的‘思维表象’,阻碍了学生向学习目标的深度追溯”。
有效的概念教学应当追问和直抵“核心知识”,抓住知识的核心要害进行深入剖析,使学生从本质上掌握埋藏在“概念表象”背后的“核心知识”。“浮力”这一概念的核心知识就是:在实验探究中应用已学过的“力与运动”的知识,对浸在液体中的物体的受力进行判断、分析、比较及推理;而“向上之托力”只是“概念表象”。在授课中,教师如果一味地追求让学生能观察到浮力的方向,而忽视了探究中的“受力分析”这一核心环节的深入学习,就不能把隐匿在结论之中的内在思维方式再现出来,释放其应有的发展价值,也就达不到对浮力概念内涵的深度构建。
从科学准确地理解浮力概念的教学要求来说,就是要引导学生观察与“浮力方向”有关联的“其他区域”――“影响源”,并通过判断、分析、比较及推理等思维活动,穿透“概念表象”,在挖掘其背后原因的基础上,引导学生自主建立浮力概念,促进学生深度把握浮力的本质内涵和物理思考力的提升。这样,也就避免了游离核心知识,落入“概念表象”之巢穴。
3.3 从源于课本的典型实验到变式设计的再实验:延伸实验链
为了达到对物理概念、原理的深刻认识,实际教学中,想通过某一典型实验“一次到位”、理解透彻,有时很困难,往往需要跟进“变式设计”,运用方法迁移等手段,进行二次甚至三次类比实验,形成实验链,以完成对知识内容由表及里、由特殊到一般的完整认识。如果本课例中教师在教学设计中就有预设,演示乒乓球在静止的水中受到浮力的实验后,再提出如果容器中的水是转动的,用对比性实验进行二次认识,即使学生在第一次认识中生成了“抑或竖直向上”的“错误”认识,也恰好为深入探究的“对比实验”作了导引,形成了生成性教学的活的课程资源,延生出破解概念核心的实验链。
在很多情况下“二次实验”是必须的,教材中需要通过变式设计延伸实验链的还很多。例如,苏科版第八章中“判断重力的方向”,教材中的原实验如图2。这样的教学设计虽然有利于通过变化木板的倾角α,直观显现悬线OA始终与工作台面垂直,但是从学生认知的角度看,“竖直向下”是一个很抽象的概念,学生很可能提出这样一个问题:“工作台面真的水平吗?”这时,就需要改进实验素材进行再次实验,可将图2中的“用重垂线来显示重力方向”予以保留,(下转第23页)(上接第20页)用长方形水槽构建真实的水平面来代替“看似水平的工作台面”,用直角三角板来判断重垂线与水平面的关系。实验中,保持直角三角板的与重锤线重合的那条直角边不动,且以这条边为轴,转动三角板,观察另一条直角边与水槽中的其他水平线是否垂直。通过再一次的真实探究,使学生对“工作台面真的水平吗?”这一问题自然得到求证。这样,“重力方向是竖直向下”的这一概念就自然使学生深信无疑。
通过变式设计延伸实验链,有时是为了“证伪”(如“浮力方向”的再实验),消解误识;有时是为了“证真”(如“重力方向”的再实验),形成真认识。探究是一种多侧面、多形式的活动,教师应针对初中学生的认知特点,尽可能提供给他们丰富、多样的材料,并且加以恰当的理性引导,逐步提升他们缜密的思维品质。
参考文献:
[1]《普通逻辑》编写组.普通逻辑[M].上海:上海人民出版社,1980.
[2]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛:中国海洋大学出版社,2000.
关键词:物理教学 思维策略 选择和运用
思维策略是指解决问题时所采取的总体思路,是带有原则性的科学思维方法,是主体接触问题或目标后的思维决策选择。根据初中生学习物理的思维特点,选择和运用不同的思维策略是探求解决物理问题的核心,是实现初中物理教学目标的关键。现结合本人多年的教学实践,对初中物理教学中思维策略的选择和运用进行一些粗浅的探析:
一、重视形象思维的功能,运用表象活动解决问题的思维策略
在初中物理学习中,学生的思维主要是形象思维,抽象的逻辑思维习惯尚未完全形成。所以,选择通过表象这种形象思维的基本形式解决物理问题是符合初中生学习物理思维特点的。例如,在应用浮力和密度知识解答:“同一根密度计漂浮在甲乙两种不同液体上时,根据密度计浸入液体中深浅程度不同判断哪一种液体的密度大?”“同质量的实心铅、铜、铝、铁球浸没在水中时哪个受到的浮力大?”教学中若对解决问题的总体思路不加以引导,学生遇到上述问题后往往找不到恰当的方法,形不成正确的思路。教学中若能唤起学生模型表象或图画表象,呈现出同一密度计漂浮在甲、乙两种不同液体中浸入一深一浅的模型及4个金属球浸没在水中的表象,进而运用表象进行推理和思维,问题的解决就会容易一些。对第一个问题应用二力平衡知识推理得出,密度计漂浮在甲、乙两种不同液体中所受浮力都等于重力,再根据阿基米德原理式F浮=G排=ρ液・g・V排推理得到,F浮不变时,ρ液大的则V排小,密度计浸得浅些;ρ液小的则V排大,密度计浸得深些。对第二个问题应用密度公式ρ=m/V推理得出,质量相等的4个金属球,密度ρ小的则体积V大,再根据阿基米德原理式得知,浸没在同种液体中的不同物体。V排大的则F浮大,由于浸没时V排=V物,所以,体积大的金属球受到浮力大。学生可把解决上述问题的表象――“同个漂浮体,浸得浅的对应液体密度大;同质量的密度小的体积大,排开的液体多(浸没时),所受浮力大。”熟练地记在自己的脑子里,用它解决诸如“轮船从河里开到海里所受浮力改变吗?船是浮上来一些还是沉下去一些?”等问题就容易得多,也快得多。由此可见,具不具有相应的表象,能不能够在表象之间进行相应的推理,对初中生解决物理问题至关重要。
二、渗透抽象思维方法,运用“分析、比较、抽象、概括”方式解决问题思维策略
教学中既要重视形象思维,重视表象的作用,又要不失时机,适时地向抽象思维过渡,重视学生思维的进一步发展。通过选择运用“分析、比较、抽象、概括”等方式,渗透抽象思维方法,以创造条件让学生思维达到抽象逻辑思维的高度。例如,对于电阻概念的教学, 可以通过学生探究,引导学生对实验结果进行分析、综合、抽象和概括,从而使学生掌握电阻概念的形成过程及实质。首先分析,对于同一导体,当V变化时,I也变化,但U/I不变,经过抽象得出该比值与电压U和电流I无关;其次,经过分析和比较,发现对于不同的导体,U/I不同。在此基础上进行抽象和概括,每一导体本身都存在一个U/I,不同导体U/I不同。因此,U/I是一个既与电压U无关,又与电流I无关,而只与导体本身有关的一个物理量,它表征了导体本身的一个本质属性。那么,它表征了导体什么属性呢?继续让学生探索,当电压U一定,U/I大时,电流小;当电压U一定,U/I小时,电流大。可见,U/I反映了导体对电流的阻碍程度。我们定义R=U/I为导体的电阻。例如,电阻概念的教学,可以在实验的基础上着重讲如何对实验结果进行分析、比较、抽象、概括。运用分析、比较、抽象、概括等抽象思维方法解决物理问题的高度。
三、激发直觉思维形式,运用“立体思维”方式解决问题的思维策略
正确引导学生选择运用“立体思维”方式研究概念或解决物理问题以激发学生的直觉思维并利用它来多方位理解体验研究方法,对启发思路,确定解决问题的方向和途径是非常必要的。例如,在进行“电阻的并联”教学时,一是从实验角度,让学生动手实验,测出干路电源和两端电压,算出总电阻R并把它与R1、R2值比较。二是从理论角度利用并联电路的特点结合欧姆定律推导出并联总电阻与支路电阻的定性关系1/R=1/R1+1/R2。三是引导学生从电阻定律角度理解该部分知识;并联电阻相当增加导体的横截面积,因此电阻变小。这样引导学生多方位理解、体验研究方法对物理概念的理解和应用将起到较好的作用。引导学生逐步把研究R与R1、R2关系的三种不同思维程序和方法应用到解决物理问题上,也可利用公式1/R=1/R1+1/R2的关系解答,还可从电阻定律内容出发分析得出结果。学生可以在运用立体思维方式、多角度地审视同一物理问题的同时,依靠直觉选择最佳的解答问题的途径。
教学实践证明,引导初中生侧重运用上述三种基本的思维策略研究、解决物理问题,是符合学生思维特点的,也是遵循学生思维发展规律的。
参考文献:
[1]胡卫平.中学生物理抽象思维能力的培养[J].物理教师.2002.9
[2]阎金铎,等.物理思维论〔M〕.南宁:广西教育出版社,1996:
[3]高锦岳,吴承埙主编.物理学发展中的创新思维选例.吉林大学出版
关键词:物理教学克服;以数;方法
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)03-0111
在物理学研究中用到了各种各样的方法,其中数学方法作为一种抽象、概括的表述手段被广泛运用于物理学中,题目越复杂,用到的数学知识就越多。因此,要想学好物理,必须有扎实的数学基础做后盾。很多学生能够数理并进,成绩很好,但也有不少学生数学成绩很好,物理成绩却不理想,原因是什么呢?可能是由于对数学在物理应用中的局限性认识不足,产生以数的不良倾向,影响了对物理知识的学习。那么,如何克服这种不良倾向呢?根据多年的教学体会,笔者认为在初中物理教学中要注意以下问题:
一、注意领会公式的物理意义
物理公式是具有特定物理意义的数学表达式,经常用物理公式来定义物理概念,反映物理规律。例如:密度定义式是ρ=m/V, 若只从数学角度来认识,便有结论“密度跟质量成正比,跟体积成反比”,这种认识是非常错误的。密度反映物质的一种特性,跟物质的种类有关系,而跟质量、体积没有关系。在物理教学中,教师应使学生领会这个公式的物理意义:密度的大小等于质量与体积的比值,但不随质量、体积而变化。
二、重视公式成立的条件和适用范围
很多物理规律可以用公式来表示,每一个公式都有成立的条件和适用范围。例如阿基米德原理公式F浮=ρgV排成立的条件是:“物体受到浮力”,适用范围是:“一切浸在液体里的物体”。若仅关注物理量之间的数量关系,得出的结论可能是错误的。
例题1:体积为1m3的正方体投入水中,正方体底部紧贴容器底,求水对正方体的浮力大小。
说明:如果直接把已知条件代入公式F浮=ρgV排中进行计算,得出的结果“9800牛”是错误的。因为正方体的下表面不被水包围,正方体没有受到水向上的压力,根据浮力产生的原因分析,正方体没有受到水的浮力,因此不能利用公式F浮=ρgV排来计算浮力。正确的答案是“水对正方体的浮力大小等于0牛。
三、不能用数学语言对待物理学中的因果关系
例如在光的反射定律中,最后一句话“反射角等于入射角”,就包含有物理学中的因果关系。如果改成“入射角等于反射角”,从数学角度来看是成立的,但不符合物理学中的因果关系。因此,光的反射定律中,最后一句话不能改写成“入射角等于反射角。”
四、对于导出公式的推演过程,要求不仅符合数学规律,还要符合物理规律
例如焦耳定律公式Q=I2Rt,可以由电功公式W=Ult=IRIt=I2 Rt,推导得出,但要注意前提条件是“电能全部转化成热能”。
五、既要合理运用数学知识,又要立足于物理知识的理解
例如杠杆的平衡条件公式F1L1=F2L2,由此推导出两个比例式“F1/F2=L2/L1”和“F1/L2=F2/L1”,从数学角度看,这两个比例式均成立,但从物理角度看,只有第一个比例式有物理意义,它的物理意义是:利用杠杆可以产生巨大的力,正如阿基米德所说的:“给我一个立足点和一根足够长的棍,我就能搬动地球。”
例题2:一导体两端电压为3V,通过的电流为0.6A,如果这段导体的电压变为0V,电阻是多少?
说明:公式R=U/I,从数学角度看,分子是0,得到的结果是R=0Ω,这个结果是错误的。因为导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流无关。先计算R=U/I=3V/0.6A=5Ω,当这段导体的电压变为0V时,电阻不变,正确的答案是R=5Ω。
六、注意正确使用物理量的符号
从数学角度看,任何未知量均可以假设为“X”,而在物理学中,每一个物理量都有明确的符号,而同一个符号在不同公式中的物理含义不同,例如公式V=S/t中的“S”表示路程,t=10s中的“s”表示秒。在物理教学中,教师应引导学生逐步适应这种规定。
七、运用物理图象要注意物理学科的特点
物理学中有不少知识可用图象来表示,在引导学生看图象时,应要求他们理解图象上的点代表何种物理状态。画物理图象时,不一定要选坐标原点为零,应尽量使图象位于坐标中部。
八、取小数值时,一般情况下物理与数学相同,遵守四舍五入的原则,但有些特殊的物理计算并不遵守这个原则
例题3:要求用容积为10厘米3的瓶子,装完96.8克的煤油,至少要用多少个瓶子?
说明:根据有关知识计算出结果是12.1个,如果舍去小数点后面的“1”,就意味着没有将煤油装完,与题意不符。因此小数点后面的“l”不能舍去。只能入进来,表示允许有一个瓶子装不满。
正确的答案是“至少要用13个瓶子”。这种题型属于“只入不舍”的题型。
例题4:有同样规格的钢板若干块,每块重2700牛。现计划用一个起重机吊运到高处,已知起重机钢丝绳最多能承受104牛的力,滑轮组中有三段绳子吊着动滑轮,不计机械本身重以及机构间的摩擦。问每次最多能吊起多少块钢板?
说明:根据有关知识计算得出10 .7块,在这应取整数块的钢板,如果将小数点后面的“7”入门进去,就意味着起重机的钢丝绳会断,与题意不符。因此小数点后面的“7”不能入进去,应该舍去,表示允许钢丝绳受到的拉力不足104牛。正确的答案是“每次最多能吊起10块钢板”。这种题型属于“只舍不入”的题型。
一、在充满趣味的情境中创设悬念
对事物充满强烈的好奇心是初中学生的重要心理特征之一。物理课程的学习因其与现实生活联系紧密,并且充满各种有趣的生活现象。面对这些看似平常的生活现象,教师应该如何处理,巧妙设计,才能激发学生的好奇心和求知欲,让学生在课堂学习中经历一段美妙的心灵旅程呢?我们认为要创设一种充满趣味,而且带有一定悬念的情境。如此,学生在新颖、奇妙、生动的情境中主动开动脑筋,积极调动多种思维活动,学习的效率也能稳步提升。
例如,教学“二力平衡”内容时,教师将鹰嘴搁置在教师的食指上,老鹰如魔术一般好似飘浮在空中飞翔。学生个个看得目瞪口呆。通过兴趣的引导,使学生产生兴趣,听得认真,学得仔细。
二、在回归生活的情境中激活感受
初中物理学习的内容大多来源于学生的现实生活,并最终服务于学生的生活现实。而认知教学论的研究表明:要使学生在学习过程中实现高效学习,则应让学生学习的内容与学生既有的知识系统形成充分的关联,建立起学习的桥梁。
物理课程中所学的各种内容,都是学生自己生活中常见的一些现象。正因为常见,学生熟视无睹,没有仔细地观察与研究过。因此在课堂教学中,我们要充分利用学生的生活经验,创设回归生活的情境,唤醒学生沉睡的生活感受,将学生熟知的现象以另一种情境出现,调动起学生学习的主动与热情,从而促使学生主动建构物理知识,同时也能感觉到物理学习与现实生活的亲密联系,降低学生物理学习的畏惧感。
例如,教学“光的折射”时,教师取出一根筷子和一只装有水的烧杯,现场演示将筷子放入烧杯的水中,筷子显示折成了两段。如此,学生的生活经验被唤醒,学习的主动性增强,课堂教学也实现预期效果。
三、在深入现场的情境中发现特征
随着网络时代的飞速发展,学生获取资讯的渠道五花八门,各种讯息也是铺天盖地,加之网络传播的及时快捷,各种新闻事件更是飞速传播。在这样的现实背景下,学生的知识面在扩展,他们对世界的认识也在成倍地增长。然而我们发现物理书本中列举的各种实例,往往呈现出了滞后性,有些实例显得落后于时代,此时教师若能够紧贴时代脉搏,创设一些及时、迅捷,深入现场的情境,学生能够快速进入状态,追随教师的思路去分析发现这些问题背后的科学特征,并且也能激发学生关注新闻事件、关心社会发展的热情,培养学生的社会责任感和善于分析思考的良好习惯。
例如,教学“浮力”内容时,教师将“蛟龙号”下潜7000米海底的新闻视频进行播放,让学生感受浮力的存在,并通过观看蛟龙号上浮的画面引导学生感受运用浮力的作用。
四、在近似相同的情境中迁移类比
学生在物理学习中遇到的最大问题是容易将相似知识点进行混淆,造成概念不清,定义不明,运用不当。针对这样的现状,教师要有意识地将相似相通的知识点巧妙地置放于同一个情境之中,让学生在观察中发现异同,在学习中分辨差别,同时也可以将以前所学相似关系的内容进行巧妙引入,从而让学生更为清晰地认识不同知识的内在差异,有效帮助学生掌握所学知识。
例如,教学“欧姆定律”内容时,学生不容易理解“电流与电压”的区别,教师可以创设高速公路的情境,将所学内容形象化,便于学生理解与掌握。
五、在质疑问难的情境中厘清知识
敢于提出自己的见解,敢于向权威提出疑问,是当下学生普遍缺乏的一种重要心理品质。学生长期在肯定、不容置疑的环境中学习长大,他们会逐渐丧失质疑的能力,而这也将直接导致社会的恶性发展。创新来源于疑问,只有让学生在物理学习中多多质疑,敢于问难,他们才能更加善于厘清自己的所学所得,也才能不断巩固有益的科学知识,为更高层次的学习奠定扎实的理论基础。而教师则要善于在课堂教学中创设体现相互矛盾的情境,让学生在观察中产生疑惑,在思考中敢于质疑,在解决矛盾的过程中厘清特征,建构知识。
关键词:创新;初中物理;实验教学;拓展思路;科学精神
物理研究万物之规律,是自然科学之尊圣,是工业生产之指南,是科技创新之船筏,是科学方法论之神钥,是思维发展之向导,是人类社会广泛应用之学科;初中物理,是学习物理的初始阶段,是知识大厦之基,是知识海洋之头源,是理解之根本,舍此素质大厦必危脆难坚。研究物理创新实验教学,需要从以下几方面入手。
一、 动手操作激发学生学习物理兴趣
手脑结合的演示实验是使学生对教学内容获得直观感性认识的重要手段,是建立概念和规律,理解和掌握物理知识不可缺少的环节,实验加深学生对概念的理解,增强求知欲和学习的成就感,是不可或缺的环节。我在实际教学中进行了一些尝试,取得了较好的效果。例如用铅笔和小刀做压强实验,用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大
气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,还有在演示串、并联电路时,我自制了一块大型演示板,将电池盒、开关、电线、电压表、电流表、灯座及灯泡,等科学地排布在其上,把它放在讲台上,醒目大方,全班同学都能看清楚,线路连接也一目了然,老师演示起来也得心应手。这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力。
二、 鼓励学生自主探究,培养学生的创新能力
教材上的探究实验是对一些重要定律和原理让学生进行探究并得出结论。但在实际教学中,有的老师却不敢放手让学生去主动探究,而是替学生设计好实验步骤甚至做成演示实验,学生成了旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。因此要鼓励学生自己动脑、动手、动口,在探究过程中充分发挥学生在探究过程中的主体和中心地位,让学生亲身经历实验过程,对未知结论的探索、激发学生的思维状态,认识到这些物理实验反映的物理本质,从而认识并形成正确的物理规律,培养学生的创新意识。例如,在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,我首先让学生思考:放入水中的乒乓球,从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中,它受到的重力怎样变化?浮力怎样变化?浸没在水中的体积怎样变化?从而让学生对“浮力的大小与什么有关”作出猜想和假设,并进一步设计实验进行探究、分析论证并尝试改进实验方案。在实验探究活动中让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,不仅得出了影响浮力大小的因素,更重要的是让学生们逐步树立科学方法的学习和科学世界观。
三、 实施小实验、小制作教学手段
在日常教学实践中,我体会到,重视初中教材中小实验的教学,既有利于巩固知识,提高能力,还容易引起学生的兴趣,这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成,可激发学生学习物理知识的兴趣,调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度,导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪,若能在改进课堂教学的前提下,把握住对小实验教学的机会,通过学习体会亲自制作和实践的乐趣,就可激发兴趣,认识到物理知识在实践中的应用,从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学,进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况,我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动,如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力,又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学,提倡学生自编实验和自制实验器材,可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力,又如“纸盒烧开水”、“小风轮”等小实验的实施和操作过程,就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。通过对小实验的教学,达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此,小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。同时,通过对小实验的教学还可教育学生树立献身科学的精神,实施理想教育和爱国主义教育。
四、 拓展实验教学的思路
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:41-1413(2012)01-0000-01
内容提要:本文就如何运用物理实验的方法激发学生的学习兴趣,拓展学生的思维空间,提高初中物理课堂教学的质量。
关键词:中学物理实验学生兴趣效果
所谓发散性思维就是对同一类型问题,在不同的条件下,提出多向性、多变性的解决问题的方案的思维。而初中学生由于受年龄和阅历等方面的限制,他们的思维能力虽然已有了相当的发展,但思维形式明显偏重于具体思维,其发散思维意识相对薄弱,因此,在课堂教学中应注意加强学生发散性思维能力的培养。实践表明,利用初中物理实验可引导学生广开思路,从多个角度去观察和分析问题,所以对初中生进行发散思维能力的培养是完全可行的。下面就如何利用初中物理实验教学培养学生的发散思维能力来谈一谈本人的一些做法。
一、从基本公式、定义出发,多途径、多方位地寻找处理实验问题的方法
即我们实际教学中常见的“一题多解”。也就是说,在基本原理相同的前提下,从已学知识出发,尽可能地挖掘出各种直接或间接的可行的测量方法。例如,在测量固体(如:圆柱形金属)的密度实验中,可从公式ρ= m / V出发,用天平直接测量或用弹簧秤间接测量出物体的质量m,用刻度尺或量筒测量物体的体积V,并指导学生将这几种方法进行组合,则测量物体密度的方法就可有四种。随着学生物理的知识面的逐渐扩大,在学生接受了压强、浮力的概念及杠杆原理后,可引导学生用弹簧秤进行浮力称重法、用杠杆间接称质量法、天平等质量法来测。不仅固体密度测量方法很多,液体密度测量方法也较多,如密度计直接测量法、海尔法(利用连通器原理)、天平等质量法、杠杆法等。最后,要注意引导学生总结归纳出这几种方法的基本原理都依然是密度的定义式:ρ= m / V ,从而达到“殊途归一”的效果。
二、相同实验目的,通过变换实验器材,引导学生变换思维触角,将多个知识点进行相互沟通和综合,灵活地处理问题
例如,现要求用实验测出待测电阻RX的阻值。
1.如果给你的器材中电流表、电压表均齐全,则可用“伏安法”来直接测量待测电阻两端的电压UX及通过的电流IX,后用公式 即可求得待测电阻RX 。
2.如果给你的器材中缺少了电流表、滑动变阻器,但多给了一个已知阻值的电阻R0,则要用电压表来直接测量待测电阻两端的电压UX,并设法利用串联时电流处处相等的性质来进行间接测量通过RX的电流的大小IX――串联等流法。
3.如果给你的器材中缺少了的是电压表、滑动变阻器,但多给了一个已知阻值的电阻R0,则要用电流表来直接测量通过待测电阻的电流IX,并设法利用并联时各支路两端的电压相等的性质来进行间接测量――并联等压法。
4.如果给你的器材中只缺少了电流表,但已知滑动变阻器的最大阻值为R0,则我们可以把滑动变阻器的滑片移到最大值处,把这滑动变阻器当作是如上实验中的R0连入电路中。除了这种方法外,我们还可以充分运用“滑动变阻器的最大阻值是R0,最小阻值是0Ω”的性质来帮助我们达到测量目的。
5.如果给你的器材中只缺少电压表,但已知滑动变阻器的最大阻值为R0,则我们可以把滑动变阻器的滑片移到最大值处,则可把这滑动变阻器当作是如上实验中的R0连入电路中。除了这种方法外,我们还可以如上实验一样,充分运用“滑动变阻器的最大阻值是R0,最小阻值是0Ω”的性质来进行测量。
三、发散大家都较熟悉的仪器的用途,培养学生的求异思维
例如:天平是测量物体质量的仪器,在教学中,除了进行基本的物体的质量的测量外,为了开拓学生的思路,还可以提出问题:如何用天平来“称”物体的面积和体积?此时学生就会展开丰富的想象,去寻找解决问题的办法。我们虽然不能直接测量这物体的面积S物,但可用间接的办法来处理:找一张厚度均匀的硬纸片,用复写纸将待测物体的边界印在硬纸片上,然后沿边界将纸片剪下,再用同样的纸片剪一个边长为10cm的正方形,后用天平称出两者的质量分别为m物和m正,再根据同种物质密度相同而得到公式S正/S物=m正/m物,就可求出待测物体的面积S物=m物S正/m正。用类似的方法还可以测出许多不规则形状物体的面积。同样,我们虽不能直接测量物体的体积,但也通过测量这已知密度为ρ的物体的质量m,后用V=m/ρ求得其体积。
四、多注意引导学生进行一物多用,发挥学生想象,挖掘学生的实验潜力
例如:空的塑料饮料瓶虽然是生活中比较常见的废品且结构非常简单,但在物理实验中的应用却有其独到之处,可演示许多物理现象:可演示液体的压强随深度的增加而增大的实验、固体的压强与压力、受力面积的关系的实验、浮力产生的原因的实验……。又如:生活中常见且价廉的医用注射针筒也可用于进行潜水艇的工作原理的模拟演示实验、液体的沸点与压强的关系的演示实验、连通器原理的演示实验以及验证大气压的存在的演示实验等等。通过在教学中适时地引导学生用生活中常见、便宜的器材(或废物)来做实验,研究物理问题,就会使学生倍感亲切,也有利于调动学生的学习积极性,活跃学生的思维,以及提高其动手能力。
总之,在物理教学中,巧妙地利用物理实验的多元性、多变性,不断地培养学生发散思维能力,不但能使学生对物理概念和规律的理解更加完整和深刻,也能使学生摆脱习惯思维的束缚,拓宽思维范围,使解决实际问题的方法不拘一格,从而使学生的创造性思维能力也得到发展,以适应当前素质教育的需要。
参考文献:
[1]中国教育报.2011年10月5日.三版.
本文对初中物理教学现状进行分析,提出了多媒体技术在初中物理教学中应遵循的原则,并对多媒体技术在初中物理教学中的有效应用进行分析,为提高多媒体技术在初中物理教学中应用提供借鉴。
二、初中物理教学现状分析
目前在初中物理教学中存在一些问题严重影响到初中物理教学效率,主要表现如下:
首先,教学设备与设施较为落后,由于初中物理教学是物理教育教学起步阶段,教学内容基础性较强、难度不大,因此学校和教师都认为物理教学只需要简单的教学道具足以[1]。在教学中缺乏先进教学设备与设施,这严重影响到物理教学效果,物理教学中学生只能通过教师单纯语言讲述来了解教学内容,并在教师教条件简陋下进行物理实验,由于缺乏先进的教学设备与设施,使物理教学中难点无法从教师讲述中充分的体现出来,不仅影响到学生学习物理的兴趣,更不利于初中物理教学效率提高。
其次,初中物理教学方法单一,使学生对物理学习缺乏兴趣,部分教师在物理教学中没有注重教学方法改善,通常采用填鸭式教学法,物理教学周而复始重复课前提问、讲课、笔记、作业、考试等教学内容,在教学中严重缺乏新鲜元素,不能够满足初中学生好奇、好动心理需求,传统、单一教学方法阻碍了学生创造性思维与创新能力培养,同时也违背了物理教学实践性原则,不利于调动学生学习物理的积极性。
第三,初中物理教学是物理教学的初级阶段,虽然教师认为教学内容难度不大,但是对初中学生而言,物理作为一门新的学科,接受过程中难免会遇到一些困难,这就是物理教学中的难点。这些难点单纯通过教师讲解,很难使学生理解透彻,严重影响了物理教学的质量。
三、多媒体技术在初中物理教学中应用的原则
多媒体教学在初中物理教学中的应用充分结合了物理教学特征,用直观、形象的方式将物理教学中难点展现在学生面前,使学生从多角度观察与了解物理教学内容,不仅能够激发学生的学习兴趣,还有效提高了初中物理教学效率[2]。但是多媒体技术在初中物理教学中的应用要遵循一定的原则才能使多媒体技术在物理教学中应用更加有效,具体原则如下:
1、互补性原则,多媒体技术在初中物理教学中应用首先要遵循互补性原则,是指要遵循多媒体技术与初中物理教学内容与教师教学方法互补,利用多媒体教学特点弥补教学内容空洞性与教师教学方法单一化,多媒体技术教学能够通过丰富画面、音效、视觉冲击效果等将教学内容变的生动鲜活,充实了教学内容,同时多媒体技术利用视频、音频等方式进行教学补充了教师教学过程中较为单一教学方法,充分激发了学生学习物理兴趣。
2、实用性原则,多媒体技术在初中物理教学中的应用要遵循实用性原则,有些学校将多媒体技术引入到初中物理教学中最终目的并不是使多媒体技术充分为教学服务,而是为了体现学校硬件教学能力,盲目跟随信息技术潮流,使多媒体硬件设施缺乏实用性。因此应遵循实用性原则,使多媒体技术在教学中起到良好的辅助教学作用,为教学增添新鲜元素、活化教材,应利用多媒体技术特点使学生形象、直观地理解物理教学中难点与实验教学重点,以此提高物理教学效率。
3、适时性原则,多媒体技术在初中物理教学中应用要遵循适时性原则,适时性原则是指多媒体教学在物理教学中应用,应根据时机,恰当接入才能使多媒体技术激发学生物理学习兴趣,如果物理教学课中第一时间利用多媒体对物理教学内容进行展示,将大大减少了学生想象空间,不利于学生思维能力与创新能力的培养,因此教师应首先使学生对教学内容有了一定的了解与想象之后适时的加入多媒体技术,使学生的思维更加活跃与丰富,以此增强多媒体技术在初中物理教学中应用的效果。
四、多媒体技术在初中物理教学中的有效应用
多媒体技术在初中物理教学中的有效应用通过视频、音频及动画的形式使物理教学内容具有直观、生动、活泼、形象等特点,充分满足了初中学生好奇、好动的心理年龄特征,能够有效的提高初中物理教学效率,其在初中物理教学中具体应用如下。
(一)应用多媒体技术在物理教学中创设情境
应用多媒体教学技术在物理教学中创设情境能够充分激发学生的学习兴趣,使学生身临其境对物理教学内容进行了解与掌握,对提高学生物理学习质量尤为重要。例如在八年级物理上册第三章物态变化中的第一节《温度》教学中,教师可事先通过网络资源找到有关《温度》教学内容的素材,科学的将其整理制作成理想的情境课件投入到多媒体技术的教学应用中,教师将空气温度的变化及变化现象利用春夏秋冬四季图片进行情境体现,对水温等温度通过视频动画的情境展现,之后用多媒体技术通过图片展示和视频播放使学生通过形象生动的多媒体画面理解温度的定义,及温度的变化与温度的单位等教学内容,之后教师再播放一组温度计使用的视频,使学生通过多媒体技术学习到温度计的正确使用方法与正确的读数方法[3]。在对课件播放过程中,教师应引导学生融入到多媒体画面及视频情境中,使学生想象图片中的情境,由于四季空气温度的变化是学生日常的生活现象及规律,因此学生很容易进入画面情境,在视频播放水温从低到高的变化时,学生从给水加温的视频容易联想到日常生活中烧开水的画面,温度计的使用视频能够使学生进入了量体温等生活情境。因此利用多媒体创设情境是提高物理教学效率的最佳方法之一。
(二)应用多媒体技术将物理实验教学直观化
多媒体技术具有直观特点,因此应利用多媒体技术这一特点将教学实验直观化,以此增强多媒体技术在物理教学应用的效果。例如在八年级物理下册第十二章《力学》实验中教学中,教师可利用多媒体技术设计力学实验课件,用图片和视频的方式设计杠杆原理实验图示与动画,学生通过图示与视频中杠杆运动轨迹,充分了解到教学内容中动力、动力臂、阻力与阻力臂的关系,通过直观的视觉与感官效果对杠杆原理有深刻的认识与了解,第十章第二节《阿基米德原理》实验教学中由于阿基米德原理实验具有一定的局限性,因此可充分利用多媒体技术,教师利用动画的形式研究物体浸没在液体中的浮力,学生通过直观的画面,了解到物体在液体中的重力以及物体在液体受到的浮力,并将这些变化直观的表现出来,加深了学生对教学内容的理解。
(三)应用多媒体技术将物理教学难点形象化
多媒体技术具有形象化的优点,因此利用多媒体技术的形象化特点能够将物理教学中的难点突破,提高学生的学习效率,减轻学生的学习负担。例如八年级物理下册第十章《浮力》的教学是初中教学的难点,因此可利用多媒体技术将《浮力》教学内容形象化的展现出来,教师设置动画课件,在动画中使一个正方体的物体浸没在水中,正方体的六个面分别收到水的压力,这时改变正方体在水中的深度,根据教师的指导和多媒体形象的展示,学生充分理解到水的压强与压力之间的关系,理解了浮力、压力与压强的关系。
关键词:物理实验教学;创新
物理知识体系中的公式、定义、规律等多是在大量实验的基础之上总结、归纳形成的。作为一门以实验为基础的自然科学,实验之于物理教学的重要意义及作用十分重要。但传统的实验教学模式、实验教学组织形式等已远远不能满足物理教学的需要,无法满足初中生物理实验技能及综合修养素质的提升与进步。因此创新物理实验教学就变得十分迫切而且很有必要了。笔者仅从自身的教学实践感悟出发,尝试就初中物理实验创新教学展开初步的分析与大致的探讨。
一、突出实验内容的趣味性,激发学生学习兴趣
物理实验具有动机功能,可以激发学生的物理学习兴趣,是学生获得感性认识最重要的手段,是理解和掌握物理知识不可或缺的环节。初中物理教育工作者要想创新实验教学,就要在结合学生实际认知水平以及具体教学内容的基础之上重点突出物理实验内容的趣味性,以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生兴趣。例如,在教学“声音的产生与传播”这节内容时,我就带领学生进行了如“木条听诊器听心跳声”、“土电话传声”、“自制水瓶琴”等趣味小实验。在教师指导下让学生参与演示实验,学生不仅得到了显示实验技能的机会,还能受到科学方法的训练和创新能力的培养,同时加深了对物理概念的理解,培养了科学态度和科学方法。
二、利用物理原理进行创新设计,培养学生创新精神
利用物理原理进行实验创新设计,既可以作为新课引入的实验,为新知识的学习做好铺垫,也可以作为新知识学习后的考查性实验,考查学生对新知识的掌握情况和能否灵活运用新知识来分析实际问题的能力。因此物理教师要在实验中多为学生提供思维的时间和空间,激发学生勇于创新的欲望,逐渐让学生养成全面考虑、善于构思的良好习惯。教师不仅要教给学生知识,还要教给学生学习的方法,使学生实现知识的迁移,从而培养学生的创新精神。
如关于水结冰时体积与质量的关系我设计出这样的创新性实验:在一个普通杯子中放一个冰块,然后向杯子里倒满水,使冰块的一部分露出水面。问学生当冰块融化后,杯内的水能否溢出来?有的学生说能,有的同学说不能。待做完这个实验后,学生很惊奇地发现水没有溢出来。这是什么原因呢?我暗示学生从体积和质量方面思考。很快,学生就得出了答案:水结冰时体积会增大,因此质量变小,定会浮在水面上。当冰块融化时,它失去的是增加的体积,因此水不会溢出。这样,学生在思考问题并有所发现的过程中不仅获得了物理知识,弄懂了知识间的联系,还掌握了实验的基本技能,更重要的是创新精神也得以培养。
三、开展探究性实验,培养创造性思维能力
传统的物理实验是“教师实验示范,学生模仿操作”,在教学中不敢放手让学生主动探究,而是替学生设计好步骤,甚至干脆做成演示实验,学生没有直接参与其中,成了名符其实的旁观者。如果能放手发动同学开展课外探究性实验,既能培养创造力、锻炼学生的动手能力,又能加深学生对已有知识的理解,还容易引发学生对物理实验的兴趣,扩展知识面。开展探究性实验在提高学习实验的主动性的同时,更使学生了解了实验的原创思想和实验设计巧妙之处,使学生在学习过程中真正体验物理实验的乐趣,培养创造性思维能力。
例如,在探究“浮力的大小”这一实验时,我首先让学生独立思考,没入水中的乒乓球从刚露出水面到最后漂浮在水面上,它受到的浮力发生了怎样的变化?让学生对“浮力大小与什么有关”作出大胆猜想和假设,然后让学生对这个简单易行的实验进行实际操作。在实验过程中,学生通过观察、操作等方式,不仅得知了影响浮力大小的因素,还掌握了科学实验的方法。
关键词:效率;积极性;学习兴趣;积极思维
中考复习是教学中的一个重要环节,它的任务是通过复习使
学生对所学的物理基本知识和基本技能加以巩固、总结、提高,使之系统化。通过复习来弥补和纠正学生在认识上的错误和知识上的缺陷,使学生对知识的理解更深刻、更全面。如何提高复习课的效率是我们每一名教师不断思考和总结的话题,下面是我在初中
物理中考复习教学中的一些做法和体会。
一、把课堂还给学生,充分调动学生的学习积极性
在复习教学中,把课堂还给学生,提高学生的参与意识,充分调动其学习积极性,提高教学效率。在第一轮复习时,课堂上我让学生演主角,教师做导演,不仅让学生听,而且让学生自己系统总结各章节的知识点,找出重点内容,把复习基础知识变成学生自己系统梳理知识的过程,在代替以往教师应该完成的任务的过程中达到学习的目的,这样掌握的知识会更牢固、更扎实。如,在复习“机械能和内能”一章时,我首先向学生提出具体的要求:本章学习了哪些类型的能量,各种的定义和影响因素;有哪些演示实验和探究实验,这些实验的目的、器材、步骤、结论各是什么,用了什么探究方法;本章有哪些典型例题和练习题,解题方法是什么。然后让学生总结归纳,对学生完成的作业,我认真评阅,对比较好的学生作业,进行表彰并在班内张贴,对不合格的作业,要求学生结合其他学生的作业进一步完成,直到合格为止,这样极大地调动了学生学习的积极性。
在习题课教学时,我一改以往学生先做题教师后讲题的做法,而是把课堂分成两段,第一段采取“兵带兵”的方法,把题目分配给学生,特别是中等难度的题目分配给中下游的学生,让他们做充分的准备后代替教师进行讲解,学生在准备的过程中非常积极,遇到疑难问题,会到处“拜师学艺”,这样,优秀的学生通过给他们讲解,自己也得到了提高。第二段是学生展示,要把自己准备的题目给全班同学进行讲解,讲解后同组的同学进行点评,在讲解和点评的过程中,既深化了知识,理清了解题思路,也纠正了平时解题出现的错误。事实证明,课堂上学生更愿意听自己同学讲的课。这样的课,在心理上、知识的背景上与学生更接近,学生更愿意上,比教师一味的讲效果要好得多。
二、把实验引入课堂,提高学生学习兴趣
许多学生反映物理难学,不好理解,面对一道道物理题,就像是雾中看花一样。根源是这些学生对部分物理概念、规律没有真正理解,因此重视物理概念、规律的复习尤为重要。而物理是一门以观察和实验为基础的学科,很多物理概念和规律都是从实验得来的,因此,我们在复习课中不应只复习那些实验结论,而应更好地回顾实验过程,探究实验方法。
如,在复习中发现学生对浮力的知识很难理解,在课堂上我给学生准备了这样的实验:一个弹簧测力计、体积相等的铜块、铝块、木块、一小铁钉、一小酒杯和细沙、一烧杯水、一烧杯盐水。演示前提出几个问题让学生思考:(1)是轻的物体一定漂浮,而重的物体一定下沉吗?(2)轻的物体受到的浮力是不是比重的大?(3)是不是物体浸入液体越深浮力越大?(4)同一小酒杯,漂在水上和漂在盐水上排开液体的体积一样吗,受到的浮力一样吗?接着进行实验探究:(1)小铁钉和木块分别放入水中,重的木块漂浮而轻的铁块下沉。(2)用细线系住体积相同的铜块和铝块,分别挂在弹簧测力计下,读出示数,再放入水中,读出示数,比较谁受到的浮力大。(3)把铜块浸入水中不同的深度处,观察弹簧测力计示数的变化。(4)让放有少量细沙的小酒杯分别漂浮在水中和盐水中,观察排开液体的体积,并提问,两次受到的浮力相等吗,为什么?能计算它们受到的浮力是多少吗?经过观察、思考、讨论,学生都能得到正确的答案。
这样的问题,若只是枯燥的讲解,即使教师筋疲力尽,学生也不一定会豁然开朗。而把实验探究引入复习课,不但加大了课堂容量,而且提高了课堂效率。
三、精心设计问题,引导学生积极思维
教材中的例题、习题的思维潜力和容量是比较大的,我们应把注意力集中在教材上,提出富有吸引力的问题来促使学生积极思维。这主要表现在对典型题目应从不同的侧面摸清问题的实质,全方位思考,精心设计,一题多问,开拓学生的思路,巩固双基,发展能力,从而有效提高复习效率。
例如,复习“质量的测量”这一部分时,我设计了如下问题:
教师:估测不可靠,要准确知道物体的质量必须要测量,同学们日常生活中用什么工具测量物体的质量呢?(学生举例各种生活中的秤,教师最后课件展示图片“台秤”“磅秤”)
教师指出:实验室中我们用天平测量质量。展示图片“托盘天平”“学生天平”“分析天平”。
教师提问:天平为什么能测物体的质量?(介绍天平的原理)
出示自制天平并演示用它来测物体的质量。(学生观察)
提问:此装置有何缺点?如何改进?(让学生讨论从而知道指针和游码的作用)
引出天平的结构,并用图片展示托盘天平,认识部分结构名称及作用。
提出问题:在使用天平前要注意哪些问题呢?(学生阅读教材,掌握天平的使用的注意事项)
提问:如何正确使用天平?(教师视频播放天平的调节及使用方法,学生自己总结天平的使用方法)
结合教学内容,针对教学的重点、难点,精心设计几个关键性的提问,有助于学生对知识的理解和掌握。
总之,提高复习效率是复习课的灵魂,应落实到每节课之中。虽然复习时间有限,但我坚信,只要我们教师深入理解课程标准,积极探索提高教学效率的有效方法,就一定会在物理复习中取得累累硕果。
参考文献: