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一、新課改高中物理滲透物理思想方法的重要意義
在新課程改革不斷實(shí)施的過(guò)程中,教師唯有認(rèn)識(shí)到物理思想方法在教學(xué)中的重要意義,才會(huì)采取相應(yīng)的措施不斷強(qiáng)化物理思想方法的滲透,促使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐漸形成這種思想方法。
首先,有利于高中物理教學(xué)的改革。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中,教師非常重視教學(xué)理論的完整性與系統(tǒng)性。同時(shí)在應(yīng)試教育的提倡下,物理教學(xué)方法的重點(diǎn)主要體現(xiàn)在教育學(xué)生解題和應(yīng)試技巧方面[1]。也就是說(shuō),傳統(tǒng)教學(xué)方法只能讓學(xué)生機(jī)械的處理教學(xué)問(wèn)題,不能靈活應(yīng)對(duì)和處理物理學(xué)的對(duì)象和情景,單純的單一進(jìn)行模式化學(xué)習(xí)、套用公式、展開(kāi)題海戰(zhàn)術(shù)。這樣的教學(xué)導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)難以充分展現(xiàn)出應(yīng)有的魅力。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生可以掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),但是學(xué)生缺乏獨(dú)立探索與創(chuàng)新的精神,并不能體會(huì)到物理科學(xué)思想與知識(shí)魅力。針對(duì)此,新課改的推動(dòng)下,教師更重視學(xué)生素質(zhì)教育。在高中物理教學(xué)活動(dòng)中,滲透物理思想方法,能夠?qū)⑽锢韺W(xué)的精髓與智慧展現(xiàn)在學(xué)生的面前。
其次,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。就高中系統(tǒng)性的教學(xué)體系來(lái)說(shuō),其最根本的目標(biāo)就是要讓學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決生活實(shí)際的問(wèn)題,也就是提高學(xué)生能力。新課改下,衍生出多種衡量學(xué)生是否進(jìn)步的標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生能力是否有所提高,最關(guān)鍵就是要看學(xué)生是否掌握相應(yīng)的方法。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì),知識(shí)更新速度飛快。高中物理教師唯有在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中滲透物理思想方法,才能夠提高學(xué)生的能力,才能夠促使學(xué)生享受到這種能力所獲取的益處。
二、高中物理思想教學(xué)滲透物理思想方法的有效策略
高中物理教師清醒認(rèn)識(shí)到物理思想方法對(duì)學(xué)生綜合能力提高所產(chǎn)生的效應(yīng),就需要在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中采用相應(yīng)的教學(xué)策略加強(qiáng)物理思想方法的滲透。唯有如此,才能從根本上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,才能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
1.不同教學(xué)內(nèi)容使用不同的教學(xué)方法
高中物理教學(xué)的內(nèi)容非常豐富,同時(shí)知識(shí)點(diǎn)也非常的復(fù)雜。教師需要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法[2]。如,教師在展開(kāi)探索教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)重視發(fā)現(xiàn)教學(xué)方法的應(yīng)用,驗(yàn)證類課程應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)觀察展開(kāi)教學(xué),論證課更加重視邏輯推理教學(xué)等。在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中,高中物理教學(xué)應(yīng)采取科學(xué)的態(tài)度,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法。唯有如此,在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中,學(xué)生就會(huì)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容輸入相應(yīng)的物理思想方法。也只有如此,才能夠更有效的提高貫穿高中物理思想方法的滲透,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理思想方法的掌握和認(rèn)識(shí)。
2.知識(shí)傳授中滲透物理思想方法
新課程改革的實(shí)施,更重視學(xué)生對(duì)物理規(guī)律地掌握。教師在完成教學(xué)任務(wù)的時(shí)候,更加注重學(xué)生物理規(guī)律的掌握,以便學(xué)生能夠樹(shù)立清晰的物理概念。事實(shí)上,這也是物理教學(xué)的重點(diǎn)。但是就高中物理教學(xué)活動(dòng)來(lái)說(shuō),教師單一傳授物理知識(shí)內(nèi)容,其實(shí)并不能滿足當(dāng)前素質(zhì)教育發(fā)展的需要。針對(duì)此,教師在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展期間,滲透物理思想方法,就能夠獲得更為顯著的效果。唯有將物理思想方法滲透于高中物理課堂教學(xué)中,才可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)真正意義上的素質(zhì)教育。物理思想方法的掌握,其實(shí)也就讓學(xué)生抓住物理知識(shí)系統(tǒng)的精髓。
3.挖掘教材中的物理思想方法
【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué);案例教學(xué)法;實(shí)施
【中圖分類號(hào)】G633
一、高中物理教學(xué)中的問(wèn)題
物理學(xué)科是前人在認(rèn)識(shí)與探索自然的過(guò)程中,通過(guò)分析、歸納、總結(jié)、抽象、驗(yàn)證不斷完善起來(lái)的一門自然基礎(chǔ)科學(xué),蘊(yùn)藏著無(wú)窮的魅力,它是高中時(shí)期學(xué)習(xí)的一門重要課程。因此,學(xué)生僅學(xué)習(xí)課本當(dāng)中的理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,鍛煉綜合能力。然而,高中物理因?yàn)槠淅碚撔詮?qiáng),內(nèi)容涉及面廣,難免給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難。在這種困難面前,學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情逐漸消退,給課堂教學(xué)帶來(lái)壓力。具體表現(xiàn)為:對(duì)多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō),他們?cè)诤醯氖瞧谀┛荚嚨姆謹(jǐn)?shù),而不是知識(shí)本身;課堂出勤率偏低,遲到、曠課現(xiàn)象嚴(yán)重;學(xué)生在課堂上開(kāi)小差,注意力不集中等等。那么,如何讓提高高中物理課程的教學(xué)效率呢?案例教學(xué)法可以幫助解決這些問(wèn)題。案例教學(xué)法是一種為學(xué)生在課堂上創(chuàng)造一個(gè)仿真環(huán)境,使學(xué)生利用所學(xué)理論創(chuàng)造性地解決實(shí)踐中的管理問(wèn)題的重要教學(xué)方法。
二、案例教學(xué)法在高中物理教學(xué)過(guò)程中的必要性
從學(xué)科發(fā)展背景和歷史來(lái)分析,物理是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科。案例教學(xué)法在高中物理的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的上都給出了新的嘗試。
首先,案例教學(xué)法豐富了高中物理的教學(xué)方式。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,教師是主體,學(xué)生是客體。在這種單向性的教學(xué)中,學(xué)生的主體性得不到發(fā)揮,學(xué)生的主觀能動(dòng)性完全被抑制,教學(xué)成了教師一個(gè)人的演出,學(xué)生成了可有可無(wú)的觀眾。在這樣的教學(xué)環(huán)境下,教師的教學(xué)成果完全表現(xiàn)在學(xué)生多背了幾個(gè)概念,又知道了幾個(gè)原理。這樣的教學(xué)方式在教學(xué)效果上達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo),在課程情感上又會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,教師教學(xué)更是倍感吃力。案例教學(xué)法則對(duì)這種教學(xué)方式做出了改進(jìn)。案例教學(xué)法重視雙向交流,而雙向交流使教師和學(xué)生都成為課堂的主體,原來(lái)教學(xué)方式中的以教師為主的單向主客體關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榻處煂W(xué)生互為主客體的主客體際關(guān)系。學(xué)生掌握一定知識(shí)后,給予相應(yīng)案例,想起提出問(wèn)題,然后指導(dǎo)他們查閱各種他們認(rèn)為必要的理論知識(shí)。這無(wú)形中加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,而且這種理解是主動(dòng)進(jìn)行的。在學(xué)生邏輯分析和縝密思考后,讓學(xué)生形成自己的見(jiàn)解與同學(xué)和老師交流,這不僅是學(xué)生深刻的掌握了相應(yīng)的知識(shí),也是學(xué)生的積極性得到激發(fā),活躍了課堂氣氛。
其次,案例教學(xué)法促使教學(xué)內(nèi)容更多的關(guān)注社會(huì)現(xiàn)實(shí)。大學(xué)是“象牙塔”,但大學(xué)不應(yīng)該以此為理由而遠(yuǎn)離世俗的社會(huì)。當(dāng)前的一些大學(xué)課堂,教師教學(xué)嚴(yán)重脫離生活實(shí)際,教案若干年不做修改,知識(shí)理論體系跟不上學(xué)科發(fā)展的進(jìn)程。結(jié)果是,對(duì)學(xué)生有用的和學(xué)生想學(xué)的知識(shí)學(xué)生學(xué)不到,一些陳舊的觀點(diǎn)卻充斥著課堂。這怎樣能提高學(xué)生的積極性呢?案例教學(xué)法迫使教師關(guān)注社會(huì)現(xiàn)實(shí),引用社會(huì)生活中發(fā)生的實(shí)實(shí)在在的事情去印證課堂理論知識(shí)。只有把眼光投向社會(huì)現(xiàn)實(shí)才能把理論知識(shí)講的生動(dòng)透徹,傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中從概念到概念,從理論到理論,只會(huì)讓課堂顯得沉悶枯燥,消磨學(xué)生學(xué)習(xí)的耐性。案例教學(xué)引用生動(dòng)的案例來(lái)闡釋基本理論知識(shí)的內(nèi)涵,其深刻性和具體性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于教師乏味的理論說(shuō)教。要運(yùn)用好案例教學(xué)法,教師就不得不勤于搜集相關(guān)的信息,拓展自己的知識(shí)面。只有這樣才能保證案例教學(xué)的順利開(kāi)展。
再次,案例教學(xué)法能提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在以教師為中心的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,學(xué)生的主動(dòng)性得不到發(fā)揮,學(xué)生只是以概念和理論的掌握為目的,沒(méi)有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的意識(shí)。如此,學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和邏輯思維能力就找不到鍛煉的機(jī)會(huì)。我們培養(yǎng)的學(xué)生只是會(huì)鸚鵡學(xué)舌的工具而已。案例教學(xué)法使學(xué)生不只停留在捕捉理論知識(shí)的層面,它還要求對(duì)案例運(yùn)用理論進(jìn)行縝密地思考,提出解決問(wèn)題的方案。這應(yīng)視為學(xué)生能力上的升華。與此同時(shí),學(xué)生思考的結(jié)果隨時(shí)由求教師給以引導(dǎo),當(dāng)遇到棘手的問(wèn)題時(shí),也促使教師加深思考,根據(jù)不同的問(wèn)題補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容??梢?jiàn),案例教學(xué)法在鍛煉學(xué)生的同時(shí),對(duì)教師也提出了更高的要求。這種要求不僅體現(xiàn)在知識(shí)儲(chǔ)備上,也體現(xiàn)在教師對(duì)課堂的駕馭能力上。
三、案例教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用
案例教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的自主性、探究性為基礎(chǔ),教師在整個(gè)研究過(guò)程中只能扮演指導(dǎo)者的角色,不能干預(yù)太多。學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的途徑、方法要多樣化,研究性的內(nèi)容和形式要突破學(xué)科教學(xué)的封閉狀態(tài),因此可向?qū)W生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,讓他們自主設(shè)計(jì)、操作、完成實(shí)驗(yàn);開(kāi)放圖書(shū)閱覽室,讓他們自己查閱資料,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在提出教學(xué)案例之后,首先要引導(dǎo)他們對(duì)案例進(jìn)行認(rèn)真分析,找出存在的問(wèn)題,建立問(wèn)題的概念框架,提出預(yù)期目標(biāo)。其次是讓學(xué)生查閱資料,設(shè)計(jì)研究方案,進(jìn)而對(duì)方案的可行性進(jìn)行反復(fù)修改論證,確定比較可行的研究方案,再次根據(jù)研究方案進(jìn)行探索研究。教師要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié),作好實(shí)驗(yàn)記錄,進(jìn)行思考分析,解決遇到的問(wèn)題,進(jìn)而得出研究結(jié)果。然后對(duì)研究的過(guò)程和研究成果進(jìn)行檢驗(yàn)、評(píng)價(jià),最后進(jìn)行總結(jié)交流。
在物理教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的探索與實(shí)踐,能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和堅(jiān)強(qiáng)的學(xué)習(xí)品格,形成善于質(zhì)疑、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手、努力求知的積極態(tài)度,激發(fā)探索、創(chuàng)新的欲望,逐步形成一種主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)方式。
四、總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),學(xué)以致用是高中物理教學(xué)的目的。案例教學(xué)法能夠讓學(xué)生在掌握物理理論知識(shí)的同時(shí),鍛煉并提升了他們的分析能力,也讓老師在討論中不斷完善自己,這恰恰表現(xiàn)出教學(xué)環(huán)節(jié)中教學(xué)相長(zhǎng)的特點(diǎn),這一教學(xué)方法值得高中物理中不斷推廣和深化下去。
參考文獻(xiàn):
[1]朱亞平.分析高中物理新課程取向與物理教師教育[J].現(xiàn)代閱讀(教育版),2013,(02):.
關(guān)鍵詞: 高中物理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 “跳出課本看課本”
作為一名高中物理教師,我在教學(xué)之余聽(tīng)到最多的對(duì)高中物理的評(píng)價(jià)是“高中物理太難了,尤其是力學(xué)”。為什么物理學(xué)給人的感覺(jué)總是一個(gè)“難”字?高中生應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)新課程理念下的高中物理,物理教師應(yīng)該如何讓學(xué)生更容易地理解高中物理知識(shí),提高對(duì)物理的興趣,讓他們愛(ài)上物理呢?我覺(jué)得這是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。
一、物理教學(xué)體系是一個(gè)“螺旋上升”的過(guò)程。
真正稱得上學(xué)習(xí)物理學(xué)應(yīng)該從初中二年級(jí)開(kāi)始算起。在初中階段學(xué)生就已經(jīng)接觸到了物理學(xué)中絕大部分的分支學(xué)科,但是只是介紹一些較為簡(jiǎn)單的知識(shí)和結(jié)論,定性地研究一些物理現(xiàn)象,不注重更深層次的研究。到了高中階段,物理學(xué)的體系基本展現(xiàn)出來(lái),在初中的基礎(chǔ)上再次加深研究,除了理解一些物理知識(shí)和規(guī)律,還要求學(xué)生能夠分析物理過(guò)程,熟練地利用初等數(shù)學(xué)知識(shí)定量地解決物理問(wèn)題,掌握物理的基本實(shí)驗(yàn)技能,以及利用高等數(shù)學(xué)的思維(例如:微分、積分的思想)研究某些簡(jiǎn)單的問(wèn)題。這些知識(shí)和能力的培養(yǎng)是在為學(xué)學(xué)物理打好基礎(chǔ),做好過(guò)渡。而大學(xué)物理更是在高中物理基礎(chǔ)上,將物理學(xué)的各個(gè)分支再次升華,將知識(shí)體系整理得更為系統(tǒng),物理規(guī)律研究得更為透徹,物理現(xiàn)象的分析更為精確,但是最基本的切入點(diǎn)和思維方法還是與高中物理有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。所以高中物理將是學(xué)生今后終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)困難的原因主要是對(duì)物理學(xué)的真諦和知識(shí)體系理解不深。
我在課后給學(xué)生輔導(dǎo)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生眼光太短淺,考完試成績(jī)不好,在分析時(shí)只盯著一小塊知識(shí)點(diǎn)。例如:一個(gè)學(xué)生在高一期末考試以后找到我,因?yàn)槠谀┛荚嚳嫉锰?,向我咨詢?nèi)绾螐?fù)習(xí)一下必修2。而我看到試卷的錯(cuò)題,顯然不僅僅是必修2的問(wèn)題,受力分析和牛頓第二定律的方程都有問(wèn)題。我問(wèn)他必修1學(xué)習(xí)得怎么樣,感覺(jué)如何?他是這樣分析的:必修1的第一章、第二章當(dāng)時(shí)提前預(yù)習(xí)過(guò),考試成績(jī)都在八九十分,還很不錯(cuò),到了后來(lái)有點(diǎn)沾沾自喜,所以第三章力和第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律成績(jī)稍微差一點(diǎn),但是高一期末考得還湊合,所以他認(rèn)為必修1整體說(shuō)來(lái)還是過(guò)得去,不需要復(fù)習(xí)。到了必修2突然完全沒(méi)有頭緒,一學(xué)期下來(lái)不知學(xué)了什么,也不知該怎么解題,所以他認(rèn)為應(yīng)當(dāng)復(fù)習(xí)或者叫做重新學(xué)習(xí)必修2的知識(shí),因?yàn)閷?lái)選科時(shí)他想選擇物理。
我想這個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程很有代表性,我們就這個(gè)實(shí)例來(lái)分析一下。
我想問(wèn)這個(gè)學(xué)生或者我們教師一個(gè)問(wèn)題:什么是物理學(xué)?
物理(Physics),拼音:wù lǐ,全稱物理學(xué)。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。[1]在高中物理尤其是力學(xué)部分最突出的是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī)律。
二、高中物理教材(新人教版)必修1、必修2的知識(shí)體系
整個(gè)高一兩本教材讓學(xué)生認(rèn)識(shí)了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中最為簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)(包括天體運(yùn)動(dòng)),而這些運(yùn)動(dòng)之所以能發(fā)生是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的物體受到了相應(yīng)的合外力的作用,也就是說(shuō)有什么樣的合外力就可以決定物體作什么樣的運(yùn)動(dòng),而物體作什么樣的運(yùn)動(dòng)也反映了物體受什么樣的合外力,這是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,而這種關(guān)系是由牛頓第二定律決定的。所以高一階段學(xué)好力學(xué)的關(guān)鍵就是對(duì)牛頓第二定律的理解和應(yīng)用。
必修1為了讓學(xué)生更好地了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律,在前三章作了鋪墊:第一章、第二章通過(guò)簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)讓學(xué)生了解了用哪些物理量,如何描述運(yùn)動(dòng),以及加速度α的含義和求解方法,為F =ma中的a作了鋪墊。第三章相互作用讓學(xué)生通過(guò)對(duì)重力、彈力、摩擦力的研究,對(duì)力的性質(zhì)和特點(diǎn)有所了解,進(jìn)而知道如何求解合外力,即為F =ma中的F 作了鋪墊。一切就緒以后就給出了牛頓的三個(gè)定律,以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,包括已知運(yùn)動(dòng)求受力和已知受力求運(yùn)動(dòng)的兩大類問(wèn)題,以及超重、失重的生活現(xiàn)象。所以必修1的體系是很清楚的。
必修2除了機(jī)械能看似孤立以外依然是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)固然有不同之處,但是利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解可以將曲線運(yùn)動(dòng)分解成直線運(yùn)動(dòng)來(lái)解決。而圓周運(yùn)動(dòng)更是由于合外力時(shí)刻指向圓心,與速度垂直,才使得物體的速率不變化,但是速度方向時(shí)刻變化,最終導(dǎo)致勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以依然有F =ma,只不過(guò)此時(shí)F 被叫作向心力,a叫作向心加速度。了解了這一點(diǎn),只要找到物體受到的合外力,利用牛頓第二定律:F =ma=m =mω r=m ,其中a= =ω r= ,就可以解決圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。而天體運(yùn)動(dòng)則是在圓周運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步應(yīng)用:F 是萬(wàn)有引力,a依然是向心加速度,即F =G =ma=m =mω r=m ,其中R為兩物體間的距離,r為圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。因此必修2中七章有六章實(shí)際上都是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的問(wèn)題,所以學(xué)好這個(gè)定律是掌握力學(xué)的關(guān)鍵,乃至對(duì)以后的學(xué)習(xí)都很有用。
而第五章機(jī)械能及其守恒定律真的是拋開(kāi)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律而孤立存在的嗎?
我們知道當(dāng)力的作用引起物置變化時(shí),力就要做功。由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。因此,力對(duì)物體做功的效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),力所做的功應(yīng)與某種描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的改變有關(guān)。這種描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量稱為動(dòng)能。動(dòng)能的變化與作用力所做的功之間的關(guān)系,稱為動(dòng)能定理。下面我們推證一下:
設(shè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),在變化的合力 作用下,沿某曲線,由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度分別為v 和v 。由牛頓第二定律得 =m ,質(zhì)點(diǎn)在力 的作用下發(fā)生了元位移d , 在d 內(nèi)做的元功為dA= •d =m •d ,將d = dt代入上式得dA=m •d =m • dt=md • = md(v•v)=d( mv )變力 由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功
A=?蘩d( mv )= mv- mv(1)
這一結(jié)果表明,合力所做的功的確能夠用一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的變化來(lái)表示,這個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的形式是 mv ,我們把它叫動(dòng)能,用E 表示,即E = mv 。
用E = mv表示質(zhì)點(diǎn)在起點(diǎn)位置是的動(dòng)能,用E = mv表示質(zhì)點(diǎn)在終點(diǎn)位置時(shí)的動(dòng)能,則(1)式可以寫(xiě)成A=E -E ,這就是質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理,可表述為合力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)對(duì)動(dòng)能的增量。
而對(duì)于質(zhì)點(diǎn)系我們有
A +A =E -E (2)
在一般情況下,質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力包括保守內(nèi)力和非保守內(nèi)力。因此我們可以把所做的功A 分成保守內(nèi)力所做的功A 和非保守內(nèi)力所做的功A 兩部分,將A =A +A 代入(2)式,得A +A +A =E -E ,而保守力做的總功等于質(zhì)點(diǎn)系勢(shì)能增量的負(fù)值,即A =-(E -E ),代入上式得A +A =E -E +E -E ,即A +A =(E +E )-(E +E )。
上式等號(hào)右邊第一項(xiàng)是質(zhì)點(diǎn)系在B狀態(tài)的機(jī)械能,第二項(xiàng)是質(zhì)點(diǎn)系在A狀態(tài)的機(jī)械能即
A +A =E -E (3)
上式表明:作用在質(zhì)點(diǎn)系上的一切外力和一切非保守內(nèi)力所做的功的代數(shù)和等于質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能的增量。這就是質(zhì)點(diǎn)系的功能原理。
由(3)式看出,當(dāng)外力和非保守內(nèi)力不做功,或所做的功的代數(shù)和為零,即A +A =E -E =0,則E =E ,或?qū)懗蒃 +E =E +E 。
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這個(gè)結(jié)果表明:若外力和非保守內(nèi)力不做功或做功代數(shù)和為零,則質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換,但它們的總和(即機(jī)械能)保持不變。這個(gè)結(jié)論稱為機(jī)械能守恒定律。[2]
所以作為第五章的機(jī)械能部分也是源于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的。
綜上所述,其實(shí)高中整個(gè)力學(xué)都是在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基礎(chǔ)上得到的,學(xué)生掌握好牛頓運(yùn)動(dòng)定律,理解知識(shí)和考試成績(jī)都可以獲得質(zhì)的提高。
這個(gè)學(xué)生恰恰是沒(méi)有學(xué)好最關(guān)鍵的牛頓運(yùn)動(dòng)定律部分,但是當(dāng)時(shí)的考試沒(méi)有引起他足夠的重視。按照以上的思路我建議該生重新審視必修1、必修2這兩本書(shū),從必修1復(fù)習(xí)起,結(jié)果效果極好,做必修2的題目幾乎不費(fèi)力氣??梢?jiàn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基礎(chǔ)是非常重要的。
當(dāng)然這不僅僅是學(xué)生容易出現(xiàn)的問(wèn)題,教師在授課中也容易忽視對(duì)教材的整體把握。如果教師能在教學(xué)過(guò)程中將牛頓運(yùn)動(dòng)定律的思想貫穿始終,我想學(xué)生就能夠“跳出課本看課本”,原來(lái)兩本書(shū)就是一個(gè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,一點(diǎn)兒也不難。
這一點(diǎn),日本的教材處理得很好,我有一本《川教授的中學(xué)物理教案》,目錄為[3]:第一章《力是什么》,作為鋪墊;第二章《力和運(yùn)動(dòng)》,建立運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系;第三章《各種各樣的曲線運(yùn)動(dòng)》,將運(yùn)動(dòng)的范圍再次擴(kuò)大,使學(xué)生自主應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題。到此基本上將我們兩本書(shū)的內(nèi)容都囊括在內(nèi),我認(rèn)為這對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)力學(xué),認(rèn)識(shí)牛頓,認(rèn)識(shí)物理是一個(gè)很好的幫助。
學(xué)生的興趣一方面來(lái)自個(gè)人的愛(ài)好,另一方面是信心的建立。很多學(xué)生一開(kāi)始對(duì)物理都非常感興趣,因?yàn)槲锢韺W(xué)涉獵范圍廣,實(shí)驗(yàn)多,和生活結(jié)合緊密。但一些學(xué)生因?yàn)轭}目難,考不好,而喪失了對(duì)物理學(xué)的興趣,見(jiàn)到物理就怕,就躲,就不想學(xué)。因此在目前的高考形勢(shì)下,更多的學(xué)生選擇了文科,因?yàn)樗麄冇X(jué)得花同樣的時(shí)間文科更容易出成績(jī),更容易考上大學(xué)。目前許多學(xué)校文科9個(gè)班理科3個(gè)班這種不合理的文理選科失衡將會(huì)對(duì)高中教學(xué)和大學(xué)教育帶來(lái)困難。
所以,我們的擔(dān)子很重,要解決學(xué)生畏懼物理的問(wèn)題,一方面需要學(xué)生的努力,另一方面作為物理教師的我們更要給學(xué)生指好路,鋪好臺(tái)階,這樣學(xué)生才能大膽地前行,也只有這樣才更加符合新課改的精神。
參考文獻(xiàn):
[1]劉筱莉,仲扣莊.物理學(xué)史.南京:南京師范大學(xué)出版社,2001.
[2]彭長(zhǎng)德.大學(xué)物理學(xué).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1999.
[3][日]川博著.吳宗漢,彭雙朝譯.川教授的中學(xué)物理教案.南京:東南大學(xué)出版社,2002.8.
暗示教學(xué)法的原理是整體性的原理。這里強(qiáng)調(diào)明示的、直接的傳教不能讓學(xué)生產(chǎn)生積極的響應(yīng),甚至在物理教學(xué)過(guò)程中不能協(xié)調(diào),甚至相互沖突,大大削減了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,提倡使用暗示法教學(xué)。暗示教學(xué)法能彌補(bǔ)普通教學(xué)方法的不足,充分發(fā)揮其整體功能。
暗示法教學(xué)的基本特征:
1.情境性。暗示教學(xué)法存在于不同的物理教學(xué)情景中,在情境中發(fā)揮暗示的作用效力。
2.啟發(fā)性。暗示教學(xué)法的本質(zhì)是啟發(fā)式教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。
3.愉悅性。暗示教學(xué)法最大的優(yōu)勢(shì)是讓師生在教與學(xué)中產(chǎn)生愉悅的感受,這是教育的最高境界。
一、農(nóng)村高中物理教學(xué)現(xiàn)狀
1.學(xué)生物理基礎(chǔ)不扎實(shí)。隨著高中招生的擴(kuò)大和教學(xué)改革的深入,農(nóng)村高中的生源來(lái)自教學(xué)質(zhì)量存在差異的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué),甚至有的學(xué)生從來(lái)沒(méi)做過(guò)物理實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)參差不齊。
2.高中物理知識(shí)難度加大塒能力的要求更高,知識(shí)點(diǎn)更多,需要一定的空間想象能力和邏輯思維能力,學(xué)生感到很抽象。
3.與物理相關(guān)聯(lián)的科目的基礎(chǔ)薄弱,學(xué)生的數(shù)學(xué)、地理、生物等科目基礎(chǔ)較差,影響了物理的學(xué)習(xí),教物理的同時(shí),還要教其它科目的基本方法。
二、暗示法教學(xué)的具體應(yīng)用
1.語(yǔ)言暗示。教師的語(yǔ)言暗示能對(duì)學(xué)生起到積極的引導(dǎo)和推動(dòng)作用,從而讓學(xué)生進(jìn)一步明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo),樹(shù)立信心,對(duì)物理產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,在新生第一節(jié)課時(shí),我并沒(méi)有直接進(jìn)入第一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),而是用了一個(gè)多課時(shí)的時(shí)間對(duì)物理學(xué)科進(jìn)行了總體概括,向?qū)W生介紹物理學(xué)的應(yīng)用前景,物理與數(shù)學(xué)、生物、地理等科目的關(guān)系,特別是從我們生活中經(jīng)常聽(tīng)到或看到的事物去提取屬于物理學(xué)的部分,讓學(xué)生從老師的語(yǔ)言中,萌生追尋答案的欲望,讓教師語(yǔ)言發(fā)揮潛移默化的作用。
2.體態(tài)暗示。在物理課的教學(xué)過(guò)程中,體態(tài)暗示是一種靈活而又有實(shí)效的教學(xué)表現(xiàn),恰當(dāng)?shù)捏w態(tài)能豐富課堂的氣氛,提高課堂效率。在講彈力這節(jié)內(nèi)容時(shí),學(xué)生對(duì)形變產(chǎn)生彈力很難理解,特別是微小形變的條件下,我們用肉眼觀察不到。我從最簡(jiǎn)單的現(xiàn)象人手,用兩張桌子擱著一根竹鞭,然后用手壓竹鞭,這時(shí)能明顯看到竹鞭彎下去了,能明顯看到形變并感受到彈力的存在,教學(xué)效果非常好。
3.“旁逸”暗示二在物理教學(xué)活動(dòng)中,故意從課本內(nèi)容中跳脫出去,恰當(dāng)?shù)匾肱c知識(shí)相關(guān)的故事,似乎脫離了教學(xué),卻是旁敲側(cè)擊,讓學(xué)生心領(lǐng)神會(huì),舉一反三。例如,學(xué)習(xí)《萬(wàn)有引力定律》這章內(nèi)容時(shí),我并沒(méi)有直接導(dǎo)入課題,而是向?qū)W生介紹我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展,還給學(xué)生看了一段關(guān)于火箭發(fā)射以及航天員在宇宙飛船上生活的錄像,學(xué)生看得津津有味?結(jié)束后,向?qū)W生提出了一些問(wèn)題:“宇宙飛船是怎么進(jìn)入太空的?宇宙飛船在宇宙里沒(méi)有人提供汽油和電能,為什么它也能運(yùn)動(dòng)?”從中提取屬于物理學(xué)的知識(shí)。由于課前暗示,教學(xué)效果很明顯,學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué),效率也極大提高。
4.環(huán)境暗示。學(xué)生主要的學(xué)習(xí)環(huán)境是教室,通過(guò)環(huán)境暗示來(lái)創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,從而起到感染學(xué)生的作用,使學(xué)生在潛意識(shí)的作用下自覺(jué)、主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)。 比如,在班級(jí)組織物理嘉年華活動(dòng),利用學(xué)習(xí)園地出版一些關(guān)于物理的新聞和故事,在教室的墻壁貼上物理學(xué)家的名言警句:“只要給我一個(gè)支點(diǎn),我就可以撬動(dòng)地球——阿基米德?!痹谶@樣充滿暗示的環(huán)境中,學(xué)生會(huì)自然而然地受環(huán)境的感染,營(yíng)造出學(xué)習(xí)物理的氛圍。
三、暗示法教學(xué)的作用
1.加強(qiáng)師生間的感情聯(lián)系,增強(qiáng)教書(shū)育人效果。暗示法在物理教學(xué)中的應(yīng)用,不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,不斷的應(yīng)用環(huán)境、語(yǔ)言、人格、體態(tài)等暗示,使教學(xué)方式更加靈活而不乏味,學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)得輕松愉快,在學(xué)習(xí)中陶冶情操,師生之間能有效溝通,教書(shū)更育人。
2.調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,對(duì)知識(shí)的探索有了更深刻的情感體驗(yàn)。按照暗示教學(xué)法的理論,暗示教學(xué)法讓學(xué)牛產(chǎn)生了輕松愉快的學(xué)習(xí)氛同,讓學(xué)生放下沉重的思想包袱,從而積極主動(dòng)地產(chǎn)生探索的熱情,用心去體會(huì)物理學(xué)的奧秘,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的無(wú)意識(shí)參與學(xué)習(xí),對(duì)知識(shí)有更深層次的情感體驗(yàn)。
3.激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力,發(fā)揮學(xué)生的主體作用。為了讓學(xué)生全心全意投入到學(xué)習(xí)巾,我們?cè)?jīng)無(wú)數(shù)次強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)紀(jì)律和永無(wú)停息地做學(xué)生的思想動(dòng)員,但收效甚微。實(shí)踐告訴我們,大部分學(xué)生都想學(xué)好物理,但是他們的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)環(huán)境又往往讓他們感到學(xué)習(xí)壓力很大,學(xué)習(xí)過(guò)程艱苦而乏味,他們的思想和行動(dòng)是相互對(duì)抗的。如果在教學(xué)過(guò)程中能很好地用暗示法誘導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生沉浸在快樂(lè)輕松的氣氛中,那么學(xué)生就會(huì)覺(jué)得事半功倍。
[關(guān)鍵詞] 高中物理習(xí)題 拓展教學(xué)案例
一、分析習(xí)題拓展教學(xué)的案例
教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)、對(duì)習(xí)題價(jià)值的認(rèn)知水平以及對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)程度的了解水平都可通過(guò)對(duì)習(xí)題的拓展映射出來(lái)。
案例:一個(gè)質(zhì)量為m且?guī)д姷男∏蛴杉?xì)線懸掛在一個(gè)平行板電容器的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球帶正電的電荷量可使小球的重力正好為小球承受電力場(chǎng)力的倍,把小球拉到細(xì)線正好水平伸直位置,然后將小球自由釋放,求小球下落到豎直向下處時(shí)拉力的大小。
教學(xué)要求:進(jìn)一步對(duì)題目進(jìn)行拓展,使原題得到充分的利用,結(jié)構(gòu)化所需掌握的知識(shí)。
為了更好的達(dá)到教學(xué)目標(biāo),不同的教師做出了以下不同拓展。
拓展一 分步設(shè)問(wèn)幾個(gè)問(wèn)題,包括:
(1)小球在開(kāi)始時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度是多少?
(3)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力有多大?
拓展二
(1)小球在過(guò)B點(diǎn)以后會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)繩子最大壓力是小球運(yùn)動(dòng)到何處?怎么求出這個(gè)結(jié)果?
(3)小球運(yùn)動(dòng)到最大拉力處的速度有什么特點(diǎn)?
(4)對(duì)于這樣的特點(diǎn),你會(huì)有什么聯(lián)想 ?
(5)小球過(guò)B點(diǎn)以后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)會(huì)達(dá)到A點(diǎn)同等高度的位置嗎?以什么依據(jù)得出的結(jié)論?最高點(diǎn)應(yīng)該在何處?
(6)假設(shè)小球左擺到C點(diǎn)處的速度為0,從C點(diǎn)釋放小球,你能否求出小球右擺的最大角度?
拓展三 (1)將電場(chǎng)反向,此時(shí)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小和之前的相比較,同時(shí)比較擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與豎直反向的夾角。
(2)小球初始位置變?yōu)樗轿恢玫纳戏剑K子依然拉直的情況下會(huì)有什么結(jié)果?
(3)若電場(chǎng)與重力相等情況下有什么結(jié)果
拓展四 (1)若小球帶負(fù)電(根據(jù)數(shù)據(jù)大小小球可分為能到達(dá)B點(diǎn)和不能到達(dá)B兩種情況),討論結(jié)果求出其解。
(2)把板間的電場(chǎng)反向改變,或者給兩板電勢(shì)差。
(3)小球過(guò)B后擺動(dòng)到左側(cè)的最高點(diǎn),求初高度和末高度的差。
(4)增加垂直平面向里的磁場(chǎng)會(huì)有什么結(jié)果?
拓展五 (1)電場(chǎng)力與重力相等。
(2)小球電荷改為負(fù)電荷。
(3)小球初始位置在水平線上方(繩子松弛)。
(4)電場(chǎng)力于重力滿足什么條件可使小球做圓周運(yùn)動(dòng)到B。
(5)電場(chǎng)力于重力滿足什么條件可使小球剛好能沿B點(diǎn)返回。
拓展一:所表現(xiàn)出的教師認(rèn)知是:題目有一定難度。采用分步設(shè)問(wèn)的方法,就降低了原題目的難度,體現(xiàn)出教師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度的了解。
拓展二:教師對(duì)題目?jī)r(jià)值的認(rèn)知與拓展一差不多,但分步設(shè)問(wèn)多一點(diǎn)。
拓展五:可以發(fā)現(xiàn)拓展四于拓展五要比拓展三充分的多,特別是拓展五的拓展是在習(xí)題的拓展方法(情景遷移、條件變化、比較行的拓展、特殊比與一般比)指導(dǎo)下進(jìn)行拓展的,因此教師對(duì)習(xí)題的拓展研究水平得到了充分體現(xiàn)。
二、如何提高教師習(xí)題拓展的能力
教師自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)、教師對(duì)習(xí)題價(jià)值的認(rèn)知水平、教師對(duì)學(xué)生情況以及教學(xué)目標(biāo)的了解水平通過(guò)以上習(xí)題的拓展案例的分析完全得到投射,發(fā)現(xiàn)他們?cè)诮虒W(xué)水平上存在很大的差異,擁有不同教學(xué)能力的教師在習(xí)題的拓展深度以及廣度等方面也存在著比較大的差異。為了能提高教師的習(xí)題拓展能力,可總結(jié)出三條建議。
(一)習(xí)題的研究須加強(qiáng)
教師知識(shí)結(jié)構(gòu)中習(xí)題掌握的豐富程度以及對(duì)習(xí)題類型的組織都與習(xí)題拓展的能力有著重要的關(guān)系。如果習(xí)題掌握缺乏,就難以將習(xí)題類型的知識(shí)結(jié)構(gòu)組織好,就難以對(duì)習(xí)題的價(jià)值作出認(rèn)知,如果僅靠表面的相似來(lái)進(jìn)行拓展組織,必定也只能得到不完美的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此為了提高教師的習(xí)題拓展能力就必須加強(qiáng)教師對(duì)習(xí)題的研究,也僅以此為途徑才能提高教師的習(xí)題拓展能力,面對(duì)習(xí)題,要考慮拓展出的問(wèn)題會(huì)給學(xué)生解決問(wèn)題的知識(shí)結(jié)構(gòu)帶來(lái)什么樣的貢獻(xiàn),以此考慮逐步的形成一個(gè)題目組。
(二)學(xué)生須深入了解且教學(xué)目標(biāo)須明確
通過(guò)拓展習(xí)題,老師可利用自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),重點(diǎn)是讓學(xué)生構(gòu)建出解決問(wèn)題的知識(shí)結(jié)構(gòu),并不是為了顯示教師的知識(shí)結(jié)構(gòu),為了做到這一點(diǎn),教師必須關(guān)注教學(xué)目標(biāo),須遵照教學(xué)大綱,時(shí)刻加強(qiáng)自己對(duì)學(xué)生的了解情況,通過(guò)重視這些重要因素來(lái)加強(qiáng)習(xí)題拓展的能力。
(三)習(xí)題拓展方法的研究與學(xué)習(xí)須重視
通過(guò)以上的分析,我們可以看到雖然有一些教師對(duì)習(xí)題拓展的方法還沒(méi)有掌握,但在教學(xué)方面還是有很好的教學(xué)效果,這主要是因?yàn)檫@些教師多年來(lái)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累,這些教師若是可以正確的運(yùn)用拓展方法來(lái)進(jìn)行習(xí)題的拓展,他們對(duì)拓展的數(shù)量肯定有保證,對(duì)拓展的質(zhì)量也會(huì)有保證。為了提高他們的教學(xué)水平,須加強(qiáng)他們對(duì)習(xí)題拓展方法的學(xué)習(xí)與研究。因此我們不難看出,所有的教師都應(yīng)該學(xué)習(xí)和掌握習(xí)題拓展方法的研究。
上課前將印好的材料(牛頓第一定律得出歷程、相關(guān)案例等)分發(fā)給學(xué)生。
(一)新課導(dǎo)入
回顧有關(guān)知識(shí),利用多媒體展示“火車進(jìn)站”、“自由擺動(dòng)的秋千”、“地面上滾動(dòng)的足球”視頻,思考:這些運(yùn)動(dòng)的物體為什么會(huì)停止運(yùn)動(dòng)呢?為學(xué)生埋下質(zhì)疑伏筆,并告知學(xué)習(xí)本節(jié)課后能夠解釋。引出主題:力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。
(二)案例分析與討論
首先閱讀教師事先準(zhǔn)備好的發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律歷史資料,為方便分析,利用多媒體將案例材料展現(xiàn)出來(lái),教師和學(xué)生一起研讀,并對(duì)亞里士多德簡(jiǎn)單介紹,說(shuō)明其是偉大的哲學(xué)家,教育家,讓學(xué)生對(duì)亞里士多德有正面認(rèn)識(shí)。然后提出問(wèn)題:關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,亞里士多德的觀點(diǎn)是什么?舉例說(shuō)明。學(xué)生做出概括性的總結(jié),即物體受了力才能運(yùn)動(dòng),不受力,運(yùn)動(dòng)的物體就會(huì)停下來(lái)。這時(shí)有學(xué)生表示這種觀點(diǎn)是不正確的,教師不急于評(píng)價(jià),而是讓學(xué)生舉例說(shuō)明亞里士多德觀點(diǎn)的“正確性”。許多學(xué)生都舉出用手推粉筆盒,粉筆盒運(yùn)動(dòng),手不推就停止運(yùn)動(dòng)諸如此類的例子,說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)掌握亞里士多德的觀點(diǎn)。接下來(lái)提出質(zhì)疑,這種觀點(diǎn)是正確的嗎?學(xué)生紛紛表示不正確,那為什么你們還舉出相應(yīng)例子說(shuō)明呢?這時(shí),有的學(xué)生說(shuō)那是摩擦力在作祟,順利引出伽利略關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究材料。教師向?qū)W生展示伽利略進(jìn)行試驗(yàn)研究的模型圖,請(qǐng)學(xué)生討論后簡(jiǎn)單描述這個(gè)模型的理念及實(shí)驗(yàn)過(guò)程,學(xué)生在作答時(shí),強(qiáng)調(diào)從同一高度無(wú)初速度釋放小球,經(jīng)過(guò)下降和上升的過(guò)程,將圖中右側(cè)的兩個(gè)傾斜面的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行對(duì)比分析。這些學(xué)生比較清楚,但是對(duì)于平面上的情況不太理解,這時(shí)教師闡明這就是理想實(shí)驗(yàn)的魅力,伽利略認(rèn)為將斜面放平后球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去,用一句話描述就是:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。從這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)的模型中學(xué)生還沒(méi)有真切地體會(huì)到摩擦力所起的作用,這時(shí)讓學(xué)生根據(jù)提供的儀器材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),明確摩擦力在運(yùn)動(dòng)中所起的作用,各小組都對(duì)組員進(jìn)行分工,設(shè)計(jì)并記錄小車從同一材質(zhì)同一高度靜止釋放后在毛巾、棉布及光滑的木板上的運(yùn)動(dòng)情況,最終得出摩擦力確實(shí)影響著物體的運(yùn)動(dòng)情況。然后引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注笛卡爾總結(jié)的觀點(diǎn)(事先已發(fā)放材料),方便與后面的牛頓第一定律進(jìn)行對(duì)比研究。緊接著對(duì)事先發(fā)放的案例材料進(jìn)行討論分析,其內(nèi)容是:高速公路上勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車突然剎車,未系安全帶的小女孩被甩出去,而坐在旁邊的胖叔叔則沒(méi)有。很多學(xué)生就此有類似體驗(yàn),加上初中就已經(jīng)對(duì)慣性有所了解,在看過(guò)材料后討論分析時(shí),學(xué)生就已經(jīng)說(shuō)出都是慣性惹的禍,教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出慣性的概念,并根據(jù)小女孩和胖叔叔的狀態(tài)歸納出:慣性與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。
(三)規(guī)律習(xí)得
在上述通過(guò)自主學(xué)習(xí)對(duì)案例進(jìn)行分析和討論的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)牛頓第一定律。學(xué)生的總結(jié)都是圍繞物體保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)展開(kāi),但是在具體表述上還是存在許多弊病,教師就此進(jìn)行引導(dǎo)修正,最終給出牛頓第一定律的精確表述:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
(四)總結(jié)鞏固
為加深學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的理解,教師引導(dǎo)學(xué)生回答定律表述中“逗號(hào)”前表述什么含義,“逗號(hào)”后又表述什么含義。學(xué)生因?yàn)槌浞煮w驗(yàn)探究過(guò)程,所以回答很貼切,此時(shí)教師進(jìn)行總結(jié)歸納,并要求學(xué)生運(yùn)用牛頓第一定律解釋在“新課導(dǎo)入”環(huán)節(jié)中提出的物理現(xiàn)象。
二、結(jié)語(yǔ)
“導(dǎo)學(xué)案”是提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和自主思維能力的教學(xué)模式之一,是高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理思維及物理應(yīng)用能力的有效措施,受到廣大師生的歡迎?!皩?dǎo)學(xué)案”并不是簡(jiǎn)單的學(xué)案,也不是教案和學(xué)案的簡(jiǎn)單結(jié)合,而是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握狀況、實(shí)際學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)需求以及教學(xué)內(nèi)容等,設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)流程和內(nèi)容,并借助教師的額外補(bǔ)充推動(dòng)師生共同完成導(dǎo)學(xué)任務(wù)?!皩?dǎo)學(xué)案”教學(xué)以教學(xué)案作為主要教材,讓學(xué)生通過(guò)自主探索進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣,不僅可以提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自主思維能力,還能提高物理教學(xué)質(zhì)量。因此,探討“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用,具有重要的意義。
一、“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用效果
高中物理有一定的難度,一些學(xué)生容易因?yàn)榈貌坏胶玫膶W(xué)習(xí)成績(jī)而呈現(xiàn)厭學(xué)情緒,導(dǎo)致學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性的降低,以致物理成績(jī)不斷下降?!皩?dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式的主要特點(diǎn)在于“導(dǎo)學(xué)”,在于將物理知識(shí)按相應(yīng)的規(guī)則劃分為多個(gè)層次,例如,將知識(shí)點(diǎn)根據(jù)難易程度劃分為多個(gè)層次,然后讓學(xué)生從簡(jiǎn)單的物理知識(shí)學(xué)起,從而規(guī)避直接接觸高難度知識(shí)而對(duì)學(xué)生造成負(fù)面影響,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在高中物理教學(xué)中,學(xué)生是學(xué)習(xí)的核心和主體,學(xué)生只有將自己的學(xué)習(xí)能力真正發(fā)揮出來(lái),才能提升物理教學(xué)效果。“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式借助導(dǎo)學(xué)物理知識(shí),能夠更好地凸顯學(xué)生的主體地位。以學(xué)生為核心開(kāi)展教學(xué),能夠通過(guò)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的導(dǎo)學(xué)方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
二、“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略
(1)課前準(zhǔn)備,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性是決定教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在物理教學(xué)過(guò)程中,教師采用“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式能夠讓學(xué)生通過(guò)分析任務(wù)和完成任務(wù)的過(guò)程掌握基本物理知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。為了更好地完成任務(wù),學(xué)生在認(rèn)識(shí)到自身能力存在缺陷時(shí),會(huì)通過(guò)更加努力的學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生既能鞏固以往的知識(shí),還能掌握新知識(shí),從而提升學(xué)習(xí)能力。“導(dǎo)學(xué)案”主要由課堂準(zhǔn)備、課堂學(xué)習(xí)及課后鞏固三個(gè)層面構(gòu)成。教師在開(kāi)展課堂教學(xué)之前,必須為學(xué)生創(chuàng)建預(yù)習(xí)性任務(wù),使學(xué)生在課堂開(kāi)始之前就對(duì)即將學(xué)習(xí)的知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí),從而使課堂學(xué)習(xí)效果更加顯著。例如,在高中物理蘇教版“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中,教師可以給學(xué)生發(fā)一個(gè)課前準(zhǔn)備導(dǎo)學(xué)任務(wù),如“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系”“自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)”等。這一導(dǎo)學(xué)任務(wù),使學(xué)生在課堂開(kāi)始之前就有了相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo),進(jìn)而為課堂學(xué)習(xí)提供支持。
(2)課堂教學(xué),充分展現(xiàn)學(xué)生主體地位。采用“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式開(kāi)展高中物理教學(xué),教師要注重從學(xué)生的學(xué)習(xí)角度出發(fā),讓學(xué)生借助課前自主預(yù)習(xí)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí),師生共同完成導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)。例如,在高中物理蘇教版“牛頓第一定律”的教學(xué)中,教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出以下幾點(diǎn)遞進(jìn)性的教學(xué)任務(wù):1)“牛頓第一定律”的基本內(nèi)容及其特點(diǎn)是什么;2)定律中的“一切”是什么意思,包含哪些物體,是否存在特殊物體;3)應(yīng)用牛頓第一定律解決一些簡(jiǎn)單的物理題目;4)通過(guò)牛頓第一定律解決關(guān)于慣性的題目;5)設(shè)計(jì)關(guān)于慣性和牛頓第一定律的生活性物理題目,如防止因?yàn)閼T性而造成交通事故的規(guī)則為以下哪一項(xiàng)?(A.橋梁設(shè)計(jì)限重標(biāo)志,B.車輛靠右行駛,C.嚴(yán)重超速超載,D.保持車距,E.系好安全帶。)
(3)巧妙設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)任務(wù),促使所有學(xué)生獲得提升?!皩?dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式下的作業(yè)設(shè)計(jì)不能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一性設(shè)計(jì),否則容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生無(wú)任何提升、學(xué)習(xí)困難的學(xué)生無(wú)法完成作業(yè)的現(xiàn)象出現(xiàn)。對(duì)此,教師需要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力設(shè)計(jì)層次性和遞進(jìn)性的作業(yè),為不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生提供充足的學(xué)習(xí)空間,推動(dòng)學(xué)生在完成作業(yè)的過(guò)程中獲得提升。例如,在高中物理蘇教版“電流的磁場(chǎng)”教學(xué)中,教師可按照學(xué)生的認(rèn)知狀況將學(xué)生劃分為三個(gè)層次,并根據(jù)不同層次設(shè)計(jì)不同的預(yù)習(xí)作業(yè)。對(duì)于低層次學(xué)生,可以布置“電流的磁場(chǎng)觀測(cè)方式”作業(yè);對(duì)于中層次學(xué)生,可以布置關(guān)于“電流磁場(chǎng)的基本應(yīng)用”作業(yè);對(duì)于高層次學(xué)生,則可以布置一些關(guān)于“電流磁場(chǎng)”的具備一定難度的習(xí)題。這種“導(dǎo)學(xué)案”教學(xué)模式下的作業(yè)設(shè)計(jì),可以提升高中物理教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:教學(xué)內(nèi)容;適切性;認(rèn)知能力;生活經(jīng)驗(yàn);學(xué)科思維;先備知識(shí)
教學(xué)內(nèi)容適切性是教學(xué)內(nèi)容選擇、組織、表達(dá)與學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備之間的適合性質(zhì)和程度.學(xué)習(xí)準(zhǔn)備是指學(xué)生原有的知識(shí)水平或心理發(fā)展水平對(duì)新的學(xué)習(xí)的適應(yīng)性[1].基于教學(xué)內(nèi)容適切性的高中物理教學(xué)案例研究,就是要解決教學(xué)內(nèi)容的適切性問(wèn)題.
加速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)中極為抽象的概念,趙凱華明確指出:“這是人類認(rèn)識(shí)史上最難建立的概念之一,也是每個(gè)初學(xué)物理的人最不易真正掌握的概念.”[2]著名哲學(xué)家羅素評(píng)價(jià)道:“加速度的基本重要性,也許是伽利略所有發(fā)現(xiàn)中最具有永久價(jià)值和最有效果的一個(gè)發(fā)現(xiàn).”愛(ài)因斯坦指出:“今天我們難以估量,在精確地建立加速度概念的公式并且認(rèn)識(shí)它的物理意義時(shí),該顯示出多么大的想象力.”[3]如何搞好加速度等核心概念教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生避免高一剛?cè)雽W(xué)就出現(xiàn)物理學(xué)業(yè)上的新兩極分化門檻,需要智慧和方法.
一、教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生一般認(rèn)知能力相適切
不同個(gè)體的一般能力在表現(xiàn)早晚、發(fā)展水平、認(rèn)知結(jié)構(gòu)以及不同性別等方面表現(xiàn)出極大差異,教學(xué)內(nèi)容要以大多數(shù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平的一般特點(diǎn)為基礎(chǔ),選擇、組織、設(shè)置恰當(dāng)?shù)男问匠尸F(xiàn)相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容.“基礎(chǔ)性”是評(píng)價(jià)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生一般認(rèn)知能力適切性的一個(gè)重要指標(biāo),同時(shí),教學(xué)內(nèi)容應(yīng)盡量滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展需求,實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生都得到最大限度發(fā)展的學(xué)科教育,著力做到在滿足促進(jìn)學(xué)生全面充分發(fā)展的同時(shí)又滿足“層次性”要求;根據(jù)維果茨基最近發(fā)展區(qū)理論,教學(xué)必須超越學(xué)生已有水平,走在發(fā)展的前面[4]120,因此教學(xué)素材選擇、組織、表達(dá)要為創(chuàng)設(shè)最近發(fā)展區(qū)服務(wù).
從初中的定性、具體、感性到高中的定量、抽象、理性,物理課程跳躍很大.
高一是學(xué)生的抽象邏輯思維由經(jīng)驗(yàn)型向理論型水平轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵期,到了高二這種轉(zhuǎn)化初步完成[4]118.但剛?cè)雽W(xué)的高一學(xué)生的抽象思維在很大程度上還屬于經(jīng)驗(yàn)型,他們的抽象邏輯思維需要感性經(jīng)驗(yàn)的直接支撐,因此,在高一要搞好高中與初中課程銜接,促進(jìn)學(xué)生由經(jīng)驗(yàn)型向理論型水平轉(zhuǎn)化.
加速度是在研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)提出來(lái)的,當(dāng)時(shí)還沒(méi)涉及減速運(yùn)動(dòng).關(guān)于“自由落體”整個(gè)概念形成過(guò)程中,一共有6次重要進(jìn)展.學(xué)者研究表明,學(xué)生與物理學(xué)家共同體掌握“自由落體運(yùn)動(dòng)”都經(jīng)歷了漸進(jìn)期、高原期和突變期[5],因此,加速度概念的教學(xué)不能一步到位,它必須經(jīng)過(guò)一系列的漸進(jìn)式學(xué)習(xí)與問(wèn)題解決才能完成.
由于學(xué)生物理學(xué)習(xí)的進(jìn)程與人類研究物理學(xué)的進(jìn)程相似,這就要求教育者在給學(xué)生引入新科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容之前,必須搞清歷史上科學(xué)家探索內(nèi)容的過(guò)程、遇到的困難和怎樣克服這些困難的,搞清科學(xué)發(fā)展過(guò)程中與該學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的各種錯(cuò)誤的前科學(xué)概念、觀念,為學(xué)生設(shè)計(jì)出能夠經(jīng)歷科學(xué)探究活動(dòng)和過(guò)程的課程實(shí)施計(jì)劃和結(jié)構(gòu).基于此,《新概念高中物理讀本?第1冊(cè)》[6]第一章“質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)”前五節(jié)分別是:“過(guò)程 變化率及其圖解表示、運(yùn)動(dòng)及其時(shí)空描述、速度 加速度、 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)、矢量”, 這樣既先補(bǔ)充了學(xué)生數(shù)學(xué)方面準(zhǔn)備的缺陷,又為化解平均速度、瞬時(shí)速度和加速度的教學(xué)難點(diǎn)做好了鋪墊,針對(duì)單向的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)定義速度,與初中物理很好地銜接起來(lái),淡化了位移、速度和加速度的矢量性,其編排思路與思想值得我們感悟與借鑒.
關(guān)于加速度,在不同的學(xué)習(xí)階段,解決的主要問(wèn)題不同,見(jiàn)表1.
在課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于《運(yùn)動(dòng)的描述》學(xué)習(xí)中,筆者認(rèn)為學(xué)生至少需跨越四個(gè)臺(tái)階:描述位置變化――矢量的臺(tái)階、平均速度――等效的臺(tái)階、描述速度變化快慢――比值定義法的臺(tái)階、用圖像描述運(yùn)動(dòng)信息――圖像物理意義的臺(tái)階.而在加速度的學(xué)習(xí)過(guò)程中均會(huì)涉及這四個(gè)臺(tái)階,跨過(guò)了這四個(gè)臺(tái)階,才能避免新入學(xué)就出現(xiàn)物理學(xué)業(yè)上的新兩極分化.
粵教版必修1先重點(diǎn)搞懂加速到某一速度和由某一速度減小到0,至于由某一速度先減小到0后再反向加速類的問(wèn)題,粵教版將其納入必修2“豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng)”中重點(diǎn)解決.粵教版的編排,更有助于分解加速度的學(xué)習(xí)臺(tái)階.
二、教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生一般生活經(jīng)驗(yàn)相適切
學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)是課程教材開(kāi)發(fā)的出發(fā)點(diǎn),生活經(jīng)驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容中主要體現(xiàn)為素材選擇和情境創(chuàng)設(shè),選擇教學(xué)素材、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境需要遵循目的性、真實(shí)性、多樣性、均衡性四個(gè)原則.評(píng)價(jià)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生一般生活經(jīng)驗(yàn)的適切性也要從四個(gè)原則出發(fā),使教學(xué)素材的選擇和學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)不明顯偏向某個(gè)群體,做到與學(xué)習(xí)內(nèi)容的目的密切相關(guān)、與學(xué)生日常生活中經(jīng)歷的或者所聞所見(jiàn)的現(xiàn)象等生活經(jīng)驗(yàn)真實(shí)相符、與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的多樣性相連.
各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的重要性,物理教學(xué)特別強(qiáng)調(diào)凸顯從生活走向物理,強(qiáng)調(diào)情境創(chuàng)設(shè)的生活性,努力做到“復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,簡(jiǎn)單問(wèn)題理性化,理性問(wèn)題具體化”.教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有利于引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)探索知識(shí)的發(fā)生與發(fā)展.提供給學(xué)生的素材是越貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會(huì)實(shí)際等越熟悉越典型的素材越適切.素材過(guò)多會(huì)淹沒(méi)物理問(wèn)題的主題和本質(zhì),關(guān)鍵要對(duì)展示的素材進(jìn)行深度挖掘,盡量用情境熟悉、現(xiàn)象典型、源于生活的素材凸顯物理問(wèn)題的本質(zhì).高一學(xué)生積累了豐富的運(yùn)動(dòng)素材,如有觀察飛機(jī)飛過(guò)上空的感覺(jué)、騎自行車上坡減速(下坡加速)體驗(yàn)、跑步起跑加速的經(jīng)歷、公交車啟動(dòng)與剎車(緩緩進(jìn)站與緊急剎車)等乘車的經(jīng)歷與體驗(yàn)、乘坐扶梯(電梯)的經(jīng)歷與體驗(yàn)、觀察到摩托車比卡車啟動(dòng)快.引用看似熟悉的素材,如從電視里才能間接感知火箭發(fā)射、賽車的啟動(dòng)用于教學(xué),效果不會(huì)很好,而對(duì)大多數(shù)農(nóng)村中學(xué)的學(xué)生而言,通過(guò)電視也很難感知火車加速、飛機(jī)降落,人教版必修1編入了“汽車和火車的速度都在增加,但速度增加的快慢不一樣”的素材,其均衡性弱,并不適合于大多數(shù)學(xué)生.而粵教版利用“飛機(jī)勻速飛行、汽車從靜止啟動(dòng)、運(yùn)動(dòng)員沖刺后的速度變化”三個(gè)素材較好地凸顯了素材應(yīng)用的目的性、真實(shí)性、多樣性和均衡性.
三、教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生具體學(xué)科思維特點(diǎn)相適切
評(píng)價(jià)教學(xué)內(nèi)容總是與具體學(xué)科相關(guān),不同具體學(xué)科具有自身的(信息加工、理解、記憶和交流有關(guān)的心理活動(dòng))學(xué)科思維特點(diǎn).同時(shí),與一般認(rèn)知能力一樣,具體學(xué)科思維發(fā)展也表現(xiàn)出一般性和個(gè)體差異性,同時(shí)按照維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論,也要考慮到發(fā)展性.因此,教學(xué)內(nèi)容與具體學(xué)科思維特點(diǎn)適切性的評(píng)價(jià)指標(biāo),也從“基礎(chǔ)性、層次性和發(fā)展性”等三個(gè)方面進(jìn)行:基礎(chǔ)性指教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該符合相應(yīng)學(xué)科大多數(shù)學(xué)生的學(xué)科思維特點(diǎn);層次性指教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該考慮到相應(yīng)學(xué)科不同學(xué)生思維發(fā)展特點(diǎn)的個(gè)體差異;發(fā)展性指教學(xué)內(nèi)容要為相應(yīng)學(xué)科不同思維水平的學(xué)生均預(yù)留發(fā)展空間.
思維是智力與能力的核心,物理思維是物理智力活動(dòng)的核心.物理思維不僅具有抽象性,而且具有形象性,形象思維是物理思維的先導(dǎo),抽象思維是物理思維的核心,在具體的物理思維中往往兩種思維同時(shí)并存,并且相互作用、相互補(bǔ)充[7].高中物理研究對(duì)象多,動(dòng)態(tài)思維多,理想模型多,所涉及的研究對(duì)象和研究過(guò)程多是利用理想化的方法建立理想化的研究對(duì)象和理想化的研究過(guò)程.因此,應(yīng)在初中學(xué)生已有的初步分析、概括能力的基礎(chǔ)上,突出抽象、概括,以及科學(xué)推理能力的培養(yǎng).
四、教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生具體學(xué)科先備知識(shí)技能相適切
建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)生具有豐富的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),往往能夠借助已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和相應(yīng)的認(rèn)知能力,對(duì)某些沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的問(wèn)題形成合乎邏輯的假設(shè),并做出某種解釋.在教育教學(xué)中應(yīng)該將學(xué)生已經(jīng)具有的先備知識(shí)技能作為新內(nèi)容的生長(zhǎng)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識(shí)技能.因此,組織教學(xué)內(nèi)容時(shí),要事先了解學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài),幫助學(xué)生加強(qiáng)新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系.
高一開(kāi)始就是運(yùn)動(dòng)學(xué),涉及六個(gè)物理量和大量矢量,數(shù)學(xué)跟不上,且物理學(xué)習(xí)中的矢量、斜率、三角函數(shù)、幾何都是先于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí).“位移”“平均速度”的概念與初中所獲得“路程”“速度”是標(biāo)量這一前概念有較大的思維跨度.接著還要跨越“瞬時(shí)速度”和“加速度”的門檻,整章難度極大.高中與初中物理對(duì)應(yīng)的物理量(概念)的主要差異見(jiàn)表2.
弄清為什么要引入平均速度,對(duì)把握平均速度學(xué)習(xí)的難度與廣度非常重要.事實(shí)上,對(duì)于非勻變速以外的曲線運(yùn)動(dòng),平均速度是不能描述物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢的.筆者認(rèn)為高中階段學(xué)習(xí)平均速度主要基于以下六點(diǎn):一是為粗略地描述物體空間位置變化快慢的需要;二是理解瞬時(shí)速度概念的需要;三是求瞬時(shí)速度的需要;四是推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間公式;五是理解s-t圖像圖線割線和切線斜率的需要;六是研究勻變速運(yùn)動(dòng)的需要.其中前四個(gè)需要是基本需要.
弄清為什么要引入(平均)加速度,同樣非常重要.筆者認(rèn)為高中階段學(xué)習(xí)平均加速度主要基于以下五點(diǎn):一是描述速度變化快慢的需要;二是理解瞬時(shí)加速度概念的需要;三是理解v-t圖像圖線割線和切線斜率的需要;四是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的需要;五是研究勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的需要.其中前四個(gè)需要是基本需要.
學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的描述時(shí)的主要思維障礙是相關(guān)概念的干擾.一是在學(xué)習(xí)物理概念時(shí),學(xué)生常常不能區(qū)分相鄰、相近的物理概念,如速度、加速度,考試中僅30%左右的學(xué)生能正確區(qū)分速度和加速度的概念.二是前科學(xué)概念的干擾,如初中《怎樣比較運(yùn)動(dòng)的快慢》學(xué)過(guò)的速度對(duì)高中《運(yùn)動(dòng)快慢的描述》平均速度概念的干擾.學(xué)生對(duì)“加速”一詞已有的認(rèn)識(shí),對(duì)正確理解加速度的概念會(huì)起干擾作用,為了防止“加速”對(duì)理解加速度帶來(lái)困惑,筆者在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)加速度的定義有意強(qiáng)調(diào),加速度也叫作速度的變化率,并在板書(shū)中著力凸顯,即a=.
由于“加速度”的內(nèi)容編在“力學(xué)”之前,因此,對(duì)加速度矢量性的認(rèn)識(shí)就更困惑.各版本對(duì)加速度為什么有方向均沒(méi)說(shuō)清楚.筆者認(rèn)為加速度矢量性教學(xué)可像《新概念高中物理讀本》一樣,先淡化處理,事實(shí)上伽利略當(dāng)時(shí)研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律提出加速度的概念時(shí),并沒(méi)有意識(shí)到加速度是矢量.也可按以下四步解決:第一步,設(shè)計(jì)問(wèn)題串:一物體靜止在水平面上,以加速度1m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng),10s后的速度是多大?若不指明加速的方向,能判斷10s末物體的運(yùn)動(dòng)方向嗎?若向東加速,則10s末物體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?第二步,引導(dǎo)學(xué)生得出加速度不僅有大小,還有方向,是矢量;第三步,再以直線運(yùn)動(dòng)為例,說(shuō)明加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系;最后,用人教版的素材,分析速度變化的方向與加速度方向的關(guān)系.
參考文獻(xiàn):
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1 知識(shí)目標(biāo)
1.1 知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.3 知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標(biāo)
2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
2.3 通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力。
3 情感目標(biāo)
3.1 通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹(shù)立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)。
3.2 通過(guò)分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義。
教學(xué)建議
1 電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書(shū)采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論。
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無(wú)關(guān),是由電源本生的特性決定的。 電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒(méi)有方向,這要給學(xué)生說(shuō)明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說(shuō)明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說(shuō)明問(wèn)題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極。
2 路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線。
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題。
3 最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明,公式左方的 表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標(biāo)
1.1 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1.1.1 初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
1.1.2 了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式,理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓(xùn)練點(diǎn)
通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問(wèn)題的能力。
1.3 德育滲透點(diǎn)[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過(guò)外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析,樹(shù)立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點(diǎn)。
1.3.2 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。
2 重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法
2.1 重點(diǎn)
①正確理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
②對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點(diǎn)
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點(diǎn)
路端電壓變化的原因(內(nèi)因、外因)。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件,采用類比分析、動(dòng)態(tài)畫(huà)面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),逐步了解電動(dòng)勢(shì)的含義,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式,分析各項(xiàng)的意義,使學(xué)生有初步整體感知,精選運(yùn)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題,結(jié)合圖像分析突破難點(diǎn)。
3 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加。
4 課時(shí)安排[來(lái)源:高考資源網(wǎng)][來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1課時(shí)
5 教具學(xué)具準(zhǔn)備
不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
6 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察、動(dòng)手測(cè)電源電動(dòng)勢(shì),并邊觀察邊思考,逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義,引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問(wèn)題。
7 教學(xué)過(guò)程
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流,但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續(xù)的電流,就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。
教師:能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢?這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
8 板書(shū)設(shè)計(jì)
8.1 電源電動(dòng)勢(shì):等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
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