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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇初中物理頻率的概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:演示實驗;探究;外力作用下的振動
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)3-0074-4
物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學,物理學的基本定律都是在實驗的基礎上歸納總結出來的。物理學離不開實驗,同樣,物理教學也離不開實驗。教學中常用的實驗形式是演示實驗,它是為配合教學內容由教師操作演示,學生觀察其現象而創設的,深受學生歡迎。演示實驗的作用不言而喻,它能啟發學生思維,調動學生的積極性,化抽象為具體,化枯燥為生動,把要研究的物理現象清楚地展示在學生面前;它既能引導學生觀察,又能啟發學生進行思考,配合講授使學生認識物理概念和規律,常能達到事半功倍的效果。筆者以“外力作用下的振動”實驗教學為例,介紹演示實驗在課堂教學中的應用體會。
1 教材分析
“外力作用下的振動”是人教版普通高中物理課程標準實驗教科書《物理》選修3-4第十一章《機械振動》第五節的內容。教材首先介紹了振動物體的固有頻率的概念,再從能量的角度分析阻尼振動,進而通過實驗探究了受迫振動的頻率與驅動力頻率的關系,最后利用實驗探究了受迫振動的振幅與驅動力頻率的關系,從而認識了共振現象。
2 學情分析
學生通過前幾節對機械振動的學習,已經知道了振幅、周期、頻率等描述機械振動概念的含義,對機械振動過程中的能量轉化有了初步認識。學生在生活中已經接觸過關于共振的一些現象,但認識僅停留在表面,沒有進行深入的分析。另外,學生在初中已經學習過頻率、振幅和音調、響度之間的關系,這些都為本節課實驗的開展奠定了基礎。
本節課的主要任務是通過實驗掌握物體在做受迫振動時其頻率跟驅動力頻率的關系,以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時振動的特點。中學生有強烈的好奇心和求知欲,對親身感受參與的活動很感興趣,因此,在教學過程中選取一些操作簡單、現象明顯、直觀且生動有趣的實驗,能夠更有效地引導學生理解阻尼振動、受迫振動及共振,從而能解釋生活中常見的共振現象。
3 教學目標
3.1 知識與能力
(1)知道固有頻率、阻尼振動的概念,阻尼振動圖像的特點。
(2)知道什么是受迫振動,知道受迫振動的頻率與驅動力頻率的關系。
(3)知道什么是共振以及發生共振的條件,并能解釋常見的共振現象。
3.2 過程與方法
(1)設置問題啟發學生的思考,讓學生掌握解決問題的思維方法。
(2)探究和證過程中掌握觀察、總結、用數學處理物理問題的方法。
(3)經歷科學規律探究的過程、認識探究的意義、嘗試探究的方法、培養探究的能力。
3.3 情感、態度與價值觀
(1)通過受迫振動的實驗,培養學生的科學探究興趣。
(2)通過探究實驗培養合作精神和積極參與的意識。
(3)體會自然現象背后的奇妙規律,培養求知欲及學以致用的精神。
4 教學方法
主要通過激趣導學法、實驗探究法、觀察思考法、精講點撥法,體現“物理來源于生活,服務于生活”的教學理念。
5 實驗器材
龍洗、音叉、受迫振動演示儀、自制共振演示儀、共振音響。
6 實驗教學過程
6.1 趣味實驗導入
【實驗演示】 故作神秘,為學生帶來古代的臉盆,在盆里放少量的水,教師雙手快速有節奏地摩擦龍洗的雙耳,盆中的水會發生劇烈振動,甚至噴出水柱。請學生觀察神奇的實驗現象,而這節課的學習和探究,可以揭開這一奇妙現象的神秘面紗。
【設計目的】 通過趣味實驗引入新課,激發學生的學習興趣,活躍課堂的氣氛。
6.2 積累基本概念和基礎知識
(1)固有頻率
【實驗演示】 取出一支音叉(如圖1所示),敲打使其發聲。引導學生仔細聽聲音的音調。改變敲打力度,引導學生聽音調有沒有發生變化。換另一個振動頻率不同的音叉,重復上述操作。
【設計目的】 通過分析可得同一個音叉兩次敲打音調相同,與敲打的力度無關,而不同音叉的音調不同。從初中學習過的音調和頻率的關系入手分析,即每一個音叉都有其固定的振動頻率,這個頻率與振幅無關,從而引出固有頻率的概念。
(2)阻尼振動
【實驗演示】 取出一支音叉,敲打使其發聲,引導學生注意聽聲音的變化。學生可以聽到音叉的聲音響度在減小,但音調并沒有變化。并提出問題:根據實驗現象可以得到什么結論?你能否畫出音叉振動的圖像?
【設計目的】 引導學生分析,音叉音調不變,說明振動的頻率不變,響度變小,說明振幅變小,根據這一特點畫出音叉振動的圖像,進而引出阻尼振動的概念。進一步引導學生總結出阻尼振動的特點――振幅盡管在減小,但其振動頻率不變,它是由振動系統決定的,也就是剛才所學的固有頻率。
(3)受迫振動
啟發思考:阻尼振動最終要停下來,怎樣才能產生持續的振動呢?引導學生思考回答,要產生持續的振動,需要給系統一個驅動力,為了更好地研究這個問題,借助于如圖2所示的實驗裝置,請學生觀察實驗器材的結構。
【實驗演示】 將受迫振動演示儀置于講臺上。以一定頻率的力搖動搖桿,請學生仔細觀察物塊振動的頻率和搖桿的頻率。增大(或減小)搖桿的頻率,請學生再次仔細觀察。
【設計目的】 引導學生,引發層層思考,既而引導出驅動力、受迫振動的學習,并且總結出受迫振動的特點――受迫振動的頻率總等于驅動力的頻率,與系統的固有頻率無關,這是本節課的一個重點。可以借助例題加強對受迫振動的鞏固理解。
6.3 研究共振現象
啟發思考:受迫振動的頻率和固有頻率沒有關系,那受迫振動的振幅和它的固有頻率有無關系呢?
【實驗演示】 將如圖3所示的自制共振桿演示儀置于講臺上,請學生觀察實驗器材。依次撥動幾個桿,讓學生觀察不同長度的桿的振動頻率,長桿頻率低,短桿頻率高,長度相同的桿振動頻率相同。然后,用力撥動某一桿A,并提問:
A桿做自由振動,為什么其他幾個桿也都振動起來?(原因是A桿通過擺動片給其余桿一個驅動力,使其他桿做受迫振動,所以這些桿的振動頻率都和A桿一樣。)
請學生繼續觀察,為什么做受迫振動,幾根桿的振幅卻不一樣?哪些桿振幅相對大一些,哪些相對小一些?問題可能出在哪里?抓住關鍵,桿的固有頻率不一樣。
【設計目的】 通過實驗分析總結,得出驅動力的頻率等于系統的固有頻率時,受迫振動的振幅最大,這種現象叫做共振。教師和學生一起畫出共振曲線,借助例題加強對共振的理解。
6.4 結合生活,升華意義
(1)解釋龍洗現象
【原理】 當兩手搓雙耳時,相當于產生兩個振源,當振源的振動頻率十分接近龍洗的固有頻率時,就會產生共振,使得振動最強烈,使水濺起。
(2)聲音的共鳴
【原理】 兩個音叉的固有頻率是相同的,當一個音叉發聲時會與另一個音叉產生共振現象(如圖4)。
(3)風的共振:播放視頻。
(4)趣味實驗:共振音響(如圖5)。
【原理】 音響的底座是一個振動源,將音響放在固有頻率與所播放音樂頻率相近的界面上時,會產生共振現象,出現“讓桌子一起唱歌”的奇妙現象。
(5)歷史上的共振:塔庫馬大橋。
【解釋】 當風從橋的側面吹過來時,會產生一個周期性的作用力,當作用力的頻率與大橋本身的固有頻率相等時,大橋發生共振,導致橋損壞。
6.5 課堂小結
利用一問一答的形式對所學知識M行復習小結,主要強化剛學的概念,可以通過習題來加強鞏固,這樣有助于學生加深對本節所學內容的理解和記憶。(下轉第80頁)
(上接第76頁)
7 教學反思和評價
物理是一門以實驗為基礎的學科。筆者認為要想讓學生真正地學好物理,必須讓每個物理概念都能在真實的情境中理解,而不是只停留在文字表面。演示實驗正是為物理概念、物理規律服務的,它是物理教學的一個重要手段,在物理教學中起著十分重要的作用。當教師把現象直觀、結果精彩的物理實驗在課堂上展示給學生時,學生的心靈將產生極大的震撼,從而激起學生探索物理知識的勇氣和濃厚的學習興趣。學生一旦對物理產生了興趣,就會積極主動地學習,我們的教學就能達到事半功倍的效果。不僅課本中涉及到的實驗要做,而且還要想方設法在教學過程中多設計一些演示實驗。
本節課從學生的認知起點出發,針對每一個概念都設計了相應的實驗進行引入,這樣既可以使抽象的物理知識變得形象直觀,突破教學難點,又可以培養學生的形象思維能力。課堂里的實驗器材操作簡單,符合學生的認知過程。為了使實驗現象更突出,筆者還自制了共振桿演示器,演示效果很好,現象很明顯(自制教具的過程其實也是使自己更深入理解知識的一個過程)。
另外,本節課還設計了趣味實驗,如龍洗,還有最近比較流行的共振音響,這些新奇的事物能極大地調動學生的學習積極性,提高了課堂效率。最后,利用本節課所學的知識解釋生活中的共振現象(如風的共鳴,洗衣機的抖動等),充分挖掘生活中的物理現象,從生活走向物理,從物理走向生活。
創新精神和動手能力是一個民族的靈魂,物理教學應該讓實驗引領課堂,讓智慧飛揚,讓科學流行起來。
參考文獻:
[1]魯世明.新課改下高中物理實驗教學模式的探討[J].物理教學探討,2011,29(5):23-25.
2013年南通中考的最后一題是該市這次考試中的壓軸和亮點所在,本文就結合本題的特點進行分析,以指導今后的物理教學.
從題目的各個環節可以發現,我們在教學過程中要注重以下幾個能力突發點:
1信息采集能力
本題包括文字信息、圖像信息、表格信息,由于信息的閱讀量很大,因此,在整個過程中,學生要充分采集題目中提供的各種信息,并注重對信息的篩選,排除對解決本題問題起干擾的信息.其中學生的陌生信息就有很多,其中陌生名詞就有“冷媒”、“流量”、“制冷能力”、“供電頻率”、“變頻空調”、“定頻空調”、“變頻器”、“制冷量”、“能效比”,這些新名詞的出現對學生的信息采集能力要求是很高的,可能單純的一兩個新名詞對大部分學生而言能夠解決,一下子出現近十個新名詞,學生不僅要在文本信息中找出相關名詞的注解,還要結合題目中的圖像和表格來加以理解,還有些名詞要靠自己的語言文字功底,并結合本題中的其他信息來加以理解,比如什么是變頻器,學生并不需要明確什么是變頻器,只需要知道變頻器是可以在一定范圍內調節供電頻率的,而供電頻率學生也無法從本題中獲知更多的信息,其中只能知道在原先對頻率理解的基礎上加以揣摩其大體意思,并通過文字和表格獲知供電頻率f與流量有一定的關系.
所以在整個信息采集的過程中,學生的心理素質是本題的關鍵,學生如果在平時養成了良好的自主閱讀文字、圖像、表格的好習慣,并從中獲取相關信息的話,學生在遇到這種情況的時候是能夠沉著面對的,信息的采集能力來自于學生平時的自主學習習慣的養成,來自于學生良好閱讀習慣的養成,這個閱讀習慣不僅僅是物理的閱讀,還包括各種材料閱讀、文本閱讀等.
2信息處理能力
從解題來講,信息的采集是為了更好的服務于解題,因此,信息采集后,我們必須注重信息的正確處理,處理的前提來自于學生對信息的認知,處理的目標是解決題目中出現的實際問題,兩個通過題目中的各種信息得以有效的鏈接.比如題目中第二小問出現一個選項D.變頻器供電頻率越小,空調機的制冷能力越強.題目中提供的相應的信息有三個:(1)壓縮機的轉速由供電頻率決定;(2)改變壓縮機的轉速,達到控制“冷媒”流量的目的;(3)變頻空調機的“冷媒”流量與變頻器供電頻率之間的對應關系表格1所示.接下來要正確判斷D選項是否正確,就看學生對這三個原有信息的處理.從而獲知供電頻率決定轉速,轉速決定流量,流量決定制冷能力,并發現他們的具體關系.
在信息處理的過程中,我們要側重于培養學生能根據問題找出相應的信息,并整合題目提供的多條信息,最終獲取處理過的正確信息.這個能力的培養和提升,是在信息采集的基礎之上,再去篩選我們所需要的信息,并努力排除干擾信息對處理信息過程中的影響,在信息處理的環節中,還要將獲知的信息和我們已有的知識與技能相結合,并從中選擇相應的知識服務于我們所要處理的問題,如本題中,題目提供的信息是壓縮機的作用是對氣態“冷媒”加壓,學生就壓縮氣態“冷媒”進行處理,根據自己在物態變化中的知識儲備,學生可以獲知這個過程是“液化”還是“汽化”,甚至可以根據題目的進一步研究,處理出更多的有價值的信息.
3與時俱進能力
初中物理教學在提升學生基本科學素養的同時,還要通過我們的物理教學灌輸相應的時代信息,讓學生在物理課堂中感受到科技的高速發展,而這些發展又與物理知識密切相關,充分體現物理學科在當今社會發展中的重要性,再次展示物理的學科魅力,從學科魅力中激發學生對物理學科的喜歡.就本題而言,考查的內容是變頻空調,因為,隨著經濟生活水平的不斷提升,空調也開始走進了千家萬戶,對于初三學生而言,他們有必要去了解一下和空調相關的知識,并試著用學過的物理知識去解釋相關應用.中考內容中考查這些內容,就給我們平時的物理教學提出了相應的要求,即不能就教材而教教材,應該以教材為載體,充分結合學生的物理前概念,構建新的物理教學系統,以滿足學生在生活中、學習中的進一步需求.比如,學氣壓的過程中,我們可以更大程度地關注大氣壓在日常生活中的應用;學習凸透鏡成像規律時,我們更加要關注應用問題;學習照相機的時候,我們要更多的關注數碼相機的應用技能,因為數碼相機已經完全取代了原先的膠卷式照相機.可以開發的物理內容很多,關鍵在于教師是否愿意研究教材、研究生活,讓物理教學內容真正更大程度滿足學生的需求.
4知識變通能力
關鍵詞 信息技術;初中物理;實驗
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2017)07-0131-02
1 前言
初中物理教學滲透信息技術,符合課堂教學發展趨勢。但部分教師選取的學習內容在與信息技術結合時,超出了學生的接受水平,將教學的主動權交給了多媒體技術,整堂課都是多媒體在發揮作用,教師的主導地位被多媒體取代,導致課堂教學效率低下。鑒于這種狀況,本文就如何科學、合理使用多媒體技術提高教學品質進行探討。
2 創設媒體情境,激活學生探究欲望
物理是人們在長期實踐中,對自然界基本規律和內在聯系進行認知、總結形成的一門特殊學科[1]。要想對自然界基本規律和內在聯系進行認知,深入學習物理學知識,必須引進多媒體技術。教師要利用多媒體的播放、展示功能,采用多種恰當的導入方式,吸引學生興趣。只有導入環節能夠吸引學生的注意力,學生才會積極投入物理知識的學習中,激活學生探究欲望。
在教學“光的傳播”時,教師創設媒體情境,利用多媒體播放夜晚城市五顏六色的燈光視頻,導入新課:“這些色彩繽紛的燈光將城市打扮得分外迷人,你對光了解多少?你知道它是從哪里發出來的嗎?日常生活中,還有哪些物體會發光?你認為這是一種天然光源還是人造光源?”于是學生之間開展熱烈的討論。有的學生說:“這個問題太簡單了,我知道生活中手電筒能夠發光;如果家里停電,可以點燃蠟燭,蠟燭也會發光;太陽也是會發光的。手電筒和蠟燭都屬于人造光源,而太陽則屬于天然光源。”有的學生說:“我記得在一本課外讀物上見過一種叫夜光藻的生物,當它受到外界刺激時會發出淡藍色的光。夜光藻發出的光也是天然光源,因為那是夜光藻特有的功能,不是人類賦予的。不僅如此,我還知道,磷蝦也是具有發光器的多細胞動物,它也會發出光。我認為磷蝦也屬于天然光源。”還有的學生說:“水母也是會發光的,我認為水母屬于天然光源。城市的霓虹燈是人類制造出來的光,所以霓虹燈屬于人造光源。”……
教師根據學生的討論情況,引導學生理解何謂天然光源,何謂人造光源,讓學生理解相關概念的差別。同時,教師讓學生做激光射向天花板的實驗,了解光是如何傳播的,并引導學生用實驗進行檢驗。在這樣的學習氛圍和情境中,學生會主動探究光的傳播路徑。
3 利用媒體引導,提高學生認知水平
常見的物理課堂教學,都是依靠教師的講解進行知識傳授和學習,教師口頭講解雖然較細致,但也存在很多弊端。如教師一味講解,初中學生識記能力有限,還未等學生思維反應過來,很多知識點已經講解完畢。這就導致學生學習效率低下,課堂教學效率也不高。要改變教師單純講解的弊端,可以利用媒體進行課堂教學引導。利用媒體展示思考問題,讓學生透過問題主動探索教材中存在的物理現象和規律,幫助學生養成自主學習、主動探究的好習慣。
在教學“聲音的特性”時,教師由蕭乾散文《吆喝》入手,引入新課:“每個人發出的聲音都是很獨特的,你能根據聲音識別出人物嗎?今天讓我們走進聲音的世界,去聆聽街頭小販帶給我們的聲音盛宴,聽一聽他們的聲音有何不同,你能根據聲音辨別他們的職業嗎?”教師播放多媒體,學生聆聽各種吆喝聲音。有的學生說:“這些聲音好獨特,有些聲音我第一次聽到,不同的職業有不同的吆喝聲,同樣都是人發出的聲音,為什么區別那么大呢?”學生提出疑問,教師引導學生在問題中進行新課學習。
教師利用多媒體出示問題:“你認為聲音的強弱與什么有關?”學生紛紛討論。有的學生說:“如果打小鼓,鼓聲震動越大,聲音越響,所以我認為聲音的強弱與聲音震動的幅度有關。”教師為學生講解振幅的內涵,同時幫助學生了解振幅與響度的關系。教師順勢播放《中國好聲音》演唱片段,出示問題:“不同學員聲音特質不同,哪些因素影響到聲音高低?”學生開始思考。教師讓學生到講臺體驗展示,發出高低不同的聲音。有的學生說:“我發出的音調越高,我感覺喉嚨震動得越快,因此,我猜想生源振動的頻率越快,聲音的音調越高,反之,音調越低。”還有的學生說:“雖然我沒參加講臺體驗活動,在平時的說話中,我感覺到說話聲音越大,音調越高,喉嚨震動越快,聲音振動的頻率會直接影響到音調的高低。”學生在討論探究中得到答案。
利用媒體設置思考問題,可以改變教師單純講解的弊端。利用媒體進行問題設置和引導,能夠讓學生主動探索教材中存在的物理現象和規律,學生的學習習慣被規范,學習效率不斷提升,認知水平被優化。
4 啟動媒體展示,引發學生多元思維
隨著新課改的不斷深入,中考試題改革也出現了新的變化。近幾年中考試題貼近新課改理念,注重學生學習能力的考查,主要體現在以下幾個方面。
1.緊扣大綱,貼近教材,立足基礎,面向全體。對基礎知識的考查不再是對基本概念、基本規律的簡單敘述,而是注重考查基本概念和基本規律的得出過程,考查學生分析解決問題的能力。
2.重視聯系科技成果、生活和生產實際,密切聯系當前地方的熱點,凸顯地方特色。注意把國家及本地的重大時政與物理知識聯系起來,進行適當整理是試卷的一大亮點。試題要求學生能靈活運用所學的物理概念和規律,透過現象看本質,運用科學的方法,解決簡單的實際問題。
3.實驗考查側重于學生動手能力、實驗探究方法和實驗分析能力考查。中考實驗試題主要考查實驗的探究過程和方法,考查學生提出問題、合理猜想、自行設計實驗、分析和歸納實驗結論的能力。
4.重視情感態度和價值觀教育,體現人文關懷,關愛生命。中考試題內容廣泛,解題方法靈活,在解題過程中,滲透了人文精神和情感態度。同時,對學生進行愛國愛鄉的教育,也激發了學生對物理知識的興趣,增強了學生對科學知識的親近感。
二、中考物理的復習方法
1.一輪復習:回歸教材,緊抓雙基
(1)充分發揮學生的主觀能動性,讓學生成為知識梳理和歸納的主體。為了讓學生真正成為學習的主體,就要培養學生對知識的梳理、歸納、總結的能力,使所學的知識在學生的腦海中形成比較完整、系統的知識框架。在一輪復習中,將課本知識分章節復習,首先讓學生自己看書,對本章知識進行分類、整合和歸納,列出知識框架。然后小組內交流各自的復習結果,查漏補缺。最后小組間展示各組對本章內容的梳理歸納情況,全體同學各抒己見點評優劣,找出本章復習的最佳流程。為了調動學生的積極性,可以采取了一系列的激勵機制,激發學生認真梳理每一個知識點,反復斟酌每個知識點之間的區別和聯系,繪制出合理的知識脈絡圖。
(2)通過現象和實驗明了對物理概念建立過程的理解。中考物理試題越來越強調對物理概念建立過程的考查。在復習中,筆者將知識講解與生活中的現象、學生隨手可做的實驗及習題訓練有機的結合起來,讓學生對每一個物理概念的引入、對每一條物理規律的得出、對每一個物理公式的意義進行剖析,把握其本質,對基礎知識有全面深入的理解。
(3)在復習的過程中要注意糾正早已形成的以及從生活經驗中獲得的一些片面的、不正確的、不嚴謹的認識或判斷。一輪復習要在“認真”兩字上下工夫,搞清容易混淆的概念間的區別和聯系。
(4)充分利用實驗和生活經驗,對概念和規律進行剖析,夯實基礎。如對音調和響度的概念理解不到位。在復習到音調和響度的決定因素時,筆者讓學生利用手中的尺子演示音調與物體振動的頻率的關系。讓學生仔細觀察,改變撥動尺子的力度,尺子振動的快慢是否改變,聽到的聲音有什么不同?改變尺子伸出桌面的長度,用相同的力撥動尺子又觀察到什么?經過實驗觀察和分析,學生才真正發現了“響度和振幅”、“音調和頻率”的關系。
(5)理清知識的條理、知識點間的相互關系。學生在自主復習中,通過組內合作和組間競爭,使知識結構不斷完善,將知識系統化、條理化。
2.二輪復習:專題訓練,整合知識
當學習過的知識增多時,就很容易將一些相近的概念記錯、記混。因此,在普遍復習的基礎上,可把所學知識進一步列成專題進行復習。這個階段所要達到的目標是通過歸納和總結,找出這類問題的解題思路和技巧,將知識轉化成能力,從而提高自己的素質。初中物理大致可以分成力、熱、光、電四大板塊。復習時就需要把前后知識聯系起來,使前后所學的知識相互遷移,連成線,織成網。最好讓學生自己編織知識網絡,自己總結,強化學科知識的橫向聯系,幫助記憶和理解。
3.三輪復習:關注“熱點”,透視“盲點”,調整心態
信息交流和搜索盲點是第三輪復習的重點,它是拓展復習思路和知識視野的重要環節。復習時要注意以下幾點:①關注最新科技發展。②關注時事新聞。③關注估測能力。④關注問題情境。⑤關注探究過程。⑥關注研究問題的科學方法。⑦關注生活中的現象。⑧關注某些高中階段才系統學習的知識向中考命題的遷移。⑨關注全國及各省市物理競賽試題的變形題等。
隨著新課程改革的深入,物理實驗教學的課程目標發生了顯著的變化,不僅要求學生掌握相關實驗的基礎知識,還要求其具備相應的實驗技能,教師通過靈活采用多種方式,從多維度來發展學生的實驗能力,培養其核心素養。
一、初中物理實驗能有效促進中學生科學素養的提升
物理是初中教學的重要組成部分,作為一門基礎自然學科,其所有內容都圍繞三種要素即邏輯思維、教學表達、實驗基礎而開展。教師應緊緊抓住這一規律來進行物理實驗教學。除此之外,教師還應了解初中物理學科的特點,唯有此才能制定科學的實驗教學方法。物理學作為一門獨特的學科,具有四個特點:第一,初中物理與生活實踐緊密聯系,具有廣泛的應用基礎;第二,初中物理具有自己的方法論;第三,初中物理是一門實驗科學,因此,重視實驗是初中物理教師應具備的專業素養;第四,初中物理是一門理論科學,具有嚴密、定量的特點。在基礎教育階段,物理學與其他學科相比,其內容更具生活氣息,旨在學生打基礎的階段激發他們的學習興趣,提高其參與積極性。在進行物理教學時,物理教師應將課堂教學和探究的學習方法相結合,以此來推進素質教育的全面實施。
中學物理學科的核心素養共包括四個方面,分別是物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任。實驗探究是中學物理核心素養的重要內容,應引起教師的重視。在實驗教學中教師通過積極引導,使學生主動參與到科學實驗探秘、揭秘的過程中。與物理教學課堂不同的是,在實驗教學中,教師引導學生模擬科學家分析問題、解決問題的過程,使學生都化身為“大科學家”去設計實驗方案,分析實驗中存在的問題,找到解決問題的方法,最后進行實驗評估。在此過程中,學生體會到科學家在面對相似的情境時,應該何去何從,如何面對困難,如何戰勝挫折,這樣的過程也是培養學生嚴謹的科學態度和負責任的科學精神的過程。在此過程中,學生搜集和分析資料的能力,發現問題、分析問題、解決問題的能力都會得到顯著的提升,最終實現學生創新精神、實踐能力、核心素養培養的多重目標。基礎階段的物理教學中,教師在重視傳授學生物理知識和技能的同時,更應注重對學生學習興趣、合作意識、自主探究能力、創新精神、科學態度等多方面能力的培養。
二、基于核心素養的初中物理實驗教學策略
(一)科學選擇實驗儀器,為學生順利探尋物理規律提供堅實的基礎
在初中物理實驗中,選擇合適的器材可以使實驗教學效果達到最優化。教??在選擇器材時,可優先在實驗室現有的器材中進行選擇,當實驗室器材有限時,就需要物理教師多動腦,通過挖掘身邊、手邊常用的物品來進行實驗,以提高實驗效率。實踐證明,選用效果更明顯、誤差更小的器材進行實驗教學,是實現最佳實驗效果的重要方式。在選擇實驗器材時,教師不應只囿于一種思維,而是根據課堂教學內容、教學階段、學生特點來靈活選擇實驗器材,為學生順利探尋物理規律提供堅實的基礎。
例如,在教授蘇科版第六章“物質的密度”這一節內容時,教師不妨讓學生運用電子秤來測量,因為電子秤不僅取材方便,數據也較托盤天平更準確。在選擇實驗物體時,教師不妨為學生準備一些不同面值的硬幣來探究質量與體積的關系。通過改變個數,得出體積與個數成正比的規律;通過選擇不同材質的硬幣得出不同的質量,來推斷出質量和材料、體積有關的結論。
(二)實驗設計貼近生活,滲透社會教育
我國大教育家陶行知先生倡導生活即教育的教育理念。陶行知指出:“生活教育是生活所原有、生活所自營、生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無時不變,即生活無時不含有教育的意義。”誠如陶先生所言,教育與生活存在著緊密的聯系。對于物理學科來說亦是如此。物理來源于生活,同時又應用于生活,為人們的生產生活帶來了諸多的便利。這一觀點在《義務教育物理課程標準》中也有涉及:“從生活走向物理,從物理走向社會”“加強物理與日常生活、技術應用及其他學科的聯系”。由此看來,在現階段及未來的物理學科教學中,教師應緊緊圍繞這一思想來進行教學,通過培養教師的這一意識,在實驗教學中滲透社會及生活化元素來作為教學的佐證素材,不斷拓展學生的思維空間,開闊學生的視野,改變他們對物理學科的認識。教師在實驗教學中,通過將生活中一些常見的但又被學生忽視的現象引入課堂,組織學生進行分析、探究,以更深層次地培養學生的核心素養和探究精神,促進他們的全面發展。
例如,我在教授蘇科版物理“溫度”時,通過多媒體課件向學生展示地球的溫室效應,讓他們了解全球氣候變暖的原因。學生在看到現代工業大量燃燒煤炭和石油,產生大量的二氧化碳,并造成空氣污染的圖片時,還不曾有什么反應,當看到人類亂砍濫伐、汽車尾氣排放等導致氣候變暖,海平面上漲,南北極冰川融化,海濱城市、島國被淹時,則變得義憤填膺。此時,我又利用多媒體播放了《后天》這部電影,展示幾百年后地球的現狀:龍卷風肆虐、凍雨、地震等自然災害層出不窮……這樣的教學設計,一下子調動了學生的情緒,使他們迫切地想要做些什么。此時,我說:“同學們試想一下,如果任由地球的溫室效應逐漸加劇,地球未來的情景將會是什么樣子,作為一名中學生,我們又該做些什么?”這個問題拋出后,學生紛紛發言。在對他們的踴躍發言進行表揚后,我接著說道:“隨著全球氣候變暖,漂浮于海面的冰山正不斷融化。那么海平面會不會發生變化呢?”這個問題拋出后,我將他們分成了幾個學習小組來進行實驗探究。由于前面做好了鋪墊,學生的參與積極性高漲,他們將冰塊放入濃鹽水中,發現冰處于漂浮狀態,此時記錄下液面的位置,然后等待冰融化,再觀察液面的變化。這樣的教學實驗設計,更能啟發學生的探究興趣,使他們在看待物體時,知道運用物理知識去解釋發現的物理現象。將生活中的物理現象與知識有機結合,不僅激發了學生的學習興趣和探究欲望,還增強了課堂的趣味性和實用性,提高了物理教學質量,也使學生感受到了探究的樂趣,可謂是一舉多得。
(三)探尋本質,培養學生的科學態度和責任感
近年來,隨著教育改革的深入,核心素養成為我國的研究熱點。在初中物理教學中,培養學生的科學態度和責任感是核心素養的重要組成部分。為了實現這一培養目標,初中物理教師在教學中要讓學生正確認識科學的本質,通過激發學生學習和研究物理的好奇心和求知欲,培養他們的科學態度和責任感。初中物理實驗教學中,不僅包括一些演示實驗,還包括一些探究性實驗,教師在組織學生進行實驗操作時,往往會通過演示、講解等方式來進行,這雖然能幫助學生掌握實驗現象和結論,卻無法激發學生的參與積極性,由于他們無法領會教師設計實驗的本質,因此,熱鬧的實驗背后往往是學生的茫然,這不僅不利于其探究物理現象背后的科學本質,更無法激發他們學習和研究物理的好奇心和求知欲。基于此,物理教師在實驗教學中要通過采用多種方法,如對比、深化等,讓學生知其然也知其所以然。
例如,在探究音調的影響因素時,教師就可以采用對比的方法來激發學生學習和研究物理的興趣。在這個探究活動中,常用的實驗方法是準備一把鋼質刻度尺,將其一端壓在桌面上,改變刻度尺的伸出長度,并撥動鋼尺來進行實驗探究。為了更快速地得出結論,教師可將學生分為幾個小組,通過合作互助,觀察實驗現象,并總結規律。為了激發他們的參與積極性,在學生都通過實驗得出結論后,我問道:“同學們,大家的推理都是正確的,可是,你們知道為什么會得出這樣的結論嗎?”為了獲得這個問題的答案,我讓學生以小組為單位來進行實驗設計、實驗操作、實驗評估等。最先獲得正確結論的小組將會獲得“榮譽小組”的稱號。任務下發后,學生在小組長的帶領下,紛紛出謀劃策,進行實驗方案的設計和完善。如有的小組通過利用吉他的琴弦來研究音調與琴弦的材料、長度、松緊、粗細的關系,有的小組利用在酒瓶中加水,通過口吹氣和敲擊瓶子等方式來找到音調變化的規律。這樣放手讓學生自主進行實驗操作,激發了學生的參與積極性,取得了良好的效果,也培養了他們負責任的科學態度,是提高學生物理核心素養的有益嘗試。
(四)循序漸進,培養學生的科學思維
在初中階段,除了科學態度和責任感、實驗探究之外,科學思維也是物理核心素養的重要組成部分。在培養學生科學思維素養時,教師不僅要傳授給他們基本的概念和公式,還要培養他們學習物理的思維和方法,如分析綜合、批判性思維、邏輯思維等。物理教師可通過實驗教學培養學生的一種或多種思維。
在初中物理教學中,教師應基于教學實際,結合教學目標與學生特點,探索出多樣化的教學方式,從而為學生營造出一個愉悅、寬松的良好學習氛圍.
一、巧妙進行模擬實驗,引導學生探究物理規律
在物理學習中,有許多概念與規律,若學生未能理解,則難以運用與記憶.物理規律反映了在一定條件下物理現象的形成、發展與變化的規律.
在物理教學中,有些物理規律可以通過實驗方式進行再現,而有的規律則無法以實驗方式進行再現,這時則需通過模擬實驗進行展示.
例如,在講“光的折射”時,海市蜃樓是一種比較罕見的自然現象,教學中通常只作介紹或看錄像,難以滿足學生們的好奇心與求知欲,若通過實驗室進行模擬,不但能夠激發學生濃厚的探究興趣,還能夠促進學生對相關物理知識的理解.首先,可將若干白糖放于三面透明的玻璃箱中而不攪拌,造成折射率因深度變化而變化,最大折射率則出現于含糖量較多的容器底部,以此模擬出大氣折射率因高度變化而變化的現象.當以氦氖激光光束由側面射進此溶液時,就可看到光束彎曲現象.再配合光屏、光源、小景物等使其突破時空思維限制,將自然奇景生動再現.這樣,通過巧妙地模擬實驗,不但可以吸引學生的注意,還能幫助學生更好地理解所教學的新知識.
二、利用草圖巧設情境,幫助學生構建物理知識
在物理學習中,有些概念與規律難以用語言表述時,可以借助圖象來表達,因而,圖象是一種比較直觀化的表達語言,利用圖象能夠幫助學生設置形象、生動的物理情境.在不少現實生活場合,均能夠以作圖法來構建相關的物理情境,向學生表述物理過程.
例如,在講“聲音的發生和傳播”時,教師列出習題:在短跑計時中, 計時員是在看到煙霧之后開始計時, 還是在聽到槍聲之后進行計時?有的學生因未構建相關的物理情境而回答錯誤.這時,教師可如此處理:先作出一插圖.然后幫助學生分析: v光=3×108m/s;v聲=340m/s;v人=6m/s.實際上, 光、聲、人于同一時間開始“賽跑”, 而光所用時間最短,幾乎可忽略不計.所以,人看到煙霧的時候,正好相當于看到人開始起跑.這樣的計時是十分準確的,于是學生恍然大悟.
三、加強實驗活動,激活學生的探究欲望
這是物理實驗時物理探究的重要途徑.在教學過程中,教師若補充一些相關的簡單實驗,組織學生動手實踐,不但可以激發他們對物理知識的探究欲望,體驗物理過程中的無限內在美,還可以通過“移動實驗室”來解決實驗器材缺乏等問題.
例如,在講“聲現象”時, 教師可提出問題:在開水瓶中灌水時常常發出聲音,那么其音調是漸漸變低還是漸漸變高?然后學生利用實驗可以得出正確結論:其音調是漸漸變高.這時,教師繼續引導學生探究:聲音是借助空氣柱振動而發出的.當我們往水瓶內灌水越多, 那么空氣柱會越短,同時空氣振動的頻率則越高.這樣,有利于學生理解與掌握知識,并激發學習熱情.
四、善于比較與聯系,引導學生歸納與整合知識點
在初中物理教學中,包含不少使用測量性儀器的內容,各種儀器的操作與使用中常常存在著一定的相似性,進行比較與聯系,學會歸納與整合,從而幫助學生更為熟練地把握有關儀器使用技巧與操作要領,如電表、天平、溫度計、刻度尺、量簡等.在教學過程中,教師應指導學生分析與比較各種儀器的操作與使用,歸納出不同儀器的相同操作程序:觀察、放置、讀數及記錄.這樣通過比較與聯系,歸納與整合,加深學生對知識的記憶,更能夠順利地進行操作.其次,在學習一個章節或幾個章節知識點之后,教師可引導學生對物理各知識點加以整合,網絡化、系統化地歸類與總結,從而幫助學生構建知識結構體系.
五、利用多媒體輔助教學,展示物理運動變化過程
在物理教學中,需要學生構建與掌握物理概念與規律,當通過實驗或者模擬實驗而難以實現預期的教學效果時,教師可以利用電教媒體向學生清晰地展示物理的變化全過程,同時將間斷變為連續,由靜態轉為動態,并且能夠結合實際情況,通過電教媒體來創設物理情景以及演示程序, 以幫助學生理解,使其心領神會,進而實現教學的預期目的.
在一次偶然的課堂上,我正復習著動勢能之間的相互轉化,忽然間從外面飛進一只黑色的燕子,容不得我半點的思考,頃刻間,教室炸開了鍋,立刻沸騰起來。“怎么辦?”看著他們的神情,看著燕子不停地上下穿梭,不停地扇動翅膀,我靈機一動,對著這些可愛的學生,以及這不速之客,說:“請同學們仔細觀察我們的實驗,看看它在運動過程中,有什么能量轉化?還有那些物理知識?”“什么,老師,您?”正在詫異的同時,燕子終于找到了通路,飛向了外面的世界。學生們用自己的大腦回顧著剛才眼睛所看到的“實驗”,爭先恐后的回答:燕子在向上飛時,動能減少,勢能增加;在向下飛時,動能增加,勢能減少;它不停地扇動翅膀可能跟頻率有關,也可能與力的平衡有關……出乎我的意料,他們竟然想到頻率與力的平衡,不管他們是否說得全面,我發現,他們的思維在拓展,他們的能力在不知不覺中得以提高。
上課的時候難免有時會遇到雷電交加的外界情景,這個時候,我對學生們說:你們知道雷電是怎么回事嗎?你們知道雷電發生處距離我們多遠嗎?你們知道雷電帶來什么問題嗎?現在我們可以學習一下。情境的靈活應用會使教學充滿魅力。
在“運動的描述”中有幾個基本的概念――運動、靜止、位置、參考物,對于枯燥的概念,我們可以創設如下問題情境:教師引入“滿眼風波多閃爍,看山恰似走來迎。仔細看山山不動――是船行”,營造詩情畫意的氛圍,從而提出“是山動還是船行?”詩人為什么會產生如此矛盾的感覺?如果詩人置身于“滿眼風波多閃爍”的意境中時,他忘記了自己是在隨水流而前進的船上,仿佛看到了對面的山朝他走來;當詩人又感到“山沒動,是船行”時,又是什么樣的狀況呢?由此引起學生的積極思考,同時可以利用多媒體的優勢,即時展現學生的猜想。討論完后教師順利引出上述概念,并可以返回詩中向學生提問各種情形的參考物,以此培養學生認識事物的相對性,樹立辯證唯物主義的世界觀。大千世界五彩繽紛,物理現象比比皆是,我們可選擇一些身邊的事例,選擇學生比較感興趣的事例,讓物理現象進入課堂,通過這些活生生的事例,提高學生分析身邊出現的各種物理現象的能力。此類例子雖然比較簡單,但體現了新課程標準下情感態度與價值觀的目標,以自然界的奇妙引入,激發學生對科學的好奇心與求知欲,引導學生去探究科學、探索科學。
科學技術是把科學知識應用于生產實踐的中間紐帶,對促進生產的發展起著至關重要作用。在初中物理教學中,創設一些以科技知識應用為背景的問題情景,能培養學生運用已學知識和方法解決實際問題的能力。在學習“力和運動”這一章時,可以創設如下的問題情境:2005年10月12日9時零分零秒,發射神六飛船的二號F型運載火箭在酒泉衛星發射中心點火起飛。日落后的傍晚,有時你會看到夜空中有幾顆明亮的“星星”正在緩緩地移動。它們就是環繞地球飛行的人造衛星。在描述例子的同時可以把火箭升空和人造地球衛星的照片展示給學生看,利用好看的圖片吸引學生,從而引出問題:“火箭是如何發射升空的?”“衛星的軌跡是怎樣的?”“衛星為什么會如此運動?”等,由此導入新課。貼近生活和科技的例子可以激發學生參與科技活動的熱情,使其勇于探究與日常生活有關的物理學問題。上述導入體現了新課程標準下知識與技能的目標,使學生關注科學技術的主要成就和發展趨勢以及物理學對經濟、社會發展的影響。
“浮力”的教學是初中教學的一個重難點。而來自生活中的經驗往往成為學生思維的障礙,學生常誤認為浮力跟物體的質量、體積、密度有關,跟物體浸入液體中的深度、物體空實心以及物體形狀有關等等。為了使學生建立正確的概念,基于初中生的心理特征,首先通過多媒體引入海底世界的精彩片段,進而提出問題:為什么有時候浮力大到可以托起一艘萬噸巨輪,而有時候又小到托不起一片薄薄的鐵片?一艘船從海里駛向河里,浮力有什么變化?浮力的大小究竟跟哪些因素有關?接著演示如下實驗:在盛有一定比重鹽水的燒杯中,放進一個木塊,木塊便浮于水面;放進一塊石子,石子便沉于水里。放進一個雞蛋,雞蛋則懸浮在鹽水中。再將此蛋放進清水里,則見蛋下沉;放進濃度更大的鹽水里,則見蛋浮在水面上。看到這些奇怪的現象,學生們一定會被吸引住,激發起學生的學習興趣和求知欲,他們心里就會產生疑問:為什么在同一種液體里放進不同的物體,木塊會漂浮,石子會下沉,而雞蛋卻會懸浮?為什么同一個物體放進不同的液體里,浮沉的情況也會不一樣的呢?這時教師因勢利導引出“物體的浮沉條件”這一新課。正是這樣一層一層地循序漸進,學生在實驗中得到了答案,更重要的是在實驗中提高了探究能力,從而使物理的實驗教學得到了升華。
物理學是一門以實驗為基礎的科學,實驗在物理教學中有著極其重要的地位。如果我們在教學設計過程中仔細留意實驗的每一步,著力于一些容易忽視的實驗細節來創設問題情境,引導學生仔細觀察,必定能夠“以小見大”,于“不經意處”發現問題,引發學生的探究活動。
■ 適當刪減知識內容,以減輕學生學業負擔
調整與初中物理聯系不密切的內容。如刪去“能從生活或社會應用的角度,對物質進行分類”、“了解物體運動狀態變化的原因”、“了解測量大氣壓強的方法”、“探究光在同種均勻介質中的傳播特點”、“顏料混合”的內容;再如降低難度的有“知道波長、頻率和波速的關系”,改為“知道波長、頻率和波速”。
下調某些知識要求的行為動詞層次。對機械效率的要求,由“理解”下調為“知道”,避免在機械效率問題上過度加深。又如對“不可再生能源和可再生能源”只要求“列舉”,不強調“說出特點”。如原來“壓強”、“歐姆定律”、“電功率”內容中,都有“能進行簡單計算”的描述,修訂后統一用“理解”作為這些知識點的行為動詞,“理解”包含有計算的要求。再如原來有“用比熱容解釋簡單的自然現象”、“用水的三態變化解釋自然界中的一些水循環現象”、“用生活、生產中的實例解釋機械功的含義”,修訂時將“解釋”改為“說明”,因為列舉學過的例子來說明結論,屬于了解層次。
■ 適當增加的內容,使三維目標得以優化
如增加“觀察摩擦起電現象,探究并了解同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”、“通過實驗認識磁場,知道地磁場”、“了解熱機的工作原理”、“理解電功”等,補充后進一步理順了知識結構。增加了“通過實驗,探究液體壓強與哪些因素有關”的內容,有利于“過程與方法”目標的落實。增加“了解電磁感應在生產、生活中的應用”、“運用物體的浮沉條件說明生產、生活中的一些現象”、“了解提高機械效率的途徑和意義”、“用焦耳定律說明生產、生活中的一些現象”等要求,進一步加強了物理知識跟生產、生活的聯系,重視實現情感、態度與價值觀目標。
■ 明確實驗教學要求,增強教學的可操作性
如將“通過實驗探究,學習壓強的概念。能用壓強公式進行簡單計算”表述為“通過實驗,理解壓強”;原來“嘗試將生活和自然界中的一些現象與物質的熔點或沸點聯系起來”,現在明確表述為“知道物質的熔點、凝固點和沸點,了解物態變化過程中的吸熱和放熱現象”;原來“探究并了解光的反射和折射的規律”,現明確為“探究并了解光的反射定律,探究并了解光的折射現象及其特點”;原來“通過實驗探究,知道在電流一定時,導體消耗的電功率與導體的電阻成正比”,現表述為“通過實驗,探究并了解焦耳定律”……通過規范的行為動詞,對科學內容提出了明確具體的教學要求。
在實驗操作方面,對“會測量固體和液體的密度”、“通過實驗,測量物體運動的速度”提出了明確、具體的實驗要求。在原來“探究平面鏡成像時像與物的關系”后面,補充了“知道平面鏡成像的特點及應用”;原來“探究通電螺線管外部磁場的方向”、“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”,都補充為“探究并了解”,表明了對探究結論的教學要求。本次修訂還明確列出了20個學生必做的物理實驗。
■ “教學建議”與“評價建議”更具有針對性
【關鍵詞】語言 形象化 課堂教學
物理是初中學生接觸的一門新課程,大多數學生對物理的態度是很有趣、很實用,想學好,但是現在的孩子缺乏實踐,缺乏和生活密切接觸的活動,在物理問題物理概念再加工再遷移時候缺乏想象,同時不會想象,最終在學習中缺乏理解、缺乏興趣而失敗。這需要我們老師在物理的基本概念基本理論教學中,豐富他們的聯想力,加大他們學習的興趣,讓學生“樂此不疲”。為了便于學生理解,我所采用的方法是:使用形象化的語言、精妙的比喻,化抽象為具體,化解難點,讓學生在歡聲笑語中掌握難點、重點。
一、在基本概念教學中的應用
講課有四種境界:1.淺入淺出;2.深入深出;3.淺入深出;4.深入淺出。第一種是理解淺,教得也淺,學生獲益不多。第二種,教師研究的深,但不會講,屬于“茶壺煮餃子”型,學生不易理解。第三種,教師不僅研究少,更不會講,故作驚人之態,不懂裝懂。最高境界應該是第四種。用感性的語言演繹抽象的道理,深入淺出,通俗易懂。所以,好的教師上課,往往三言兩語,講得清清楚楚、明明白白,有點石成金之效。我在教基本概念的時候,偶爾穿插一些幽默的語言,使得學生更喜歡你的課,是活躍上課的氛圍調節劑。但是形象化的比喻是十分重要的,可以拓寬他們的想象,把難的知識點瞬間變成很容易理解的熟悉的內容。
例1,在講比熱容的時候,我事先做了這樣的鋪墊:列舉我們班級若干年后的A和B兩位同學相聚,在飯店喝點酒,比酒量大小,怎么比法的問題,學生很容易得到兩種方法比。第一種是喝一樣多的酒看誰的狀態清醒,誰先醉;第二種方法是都喝醉看誰喝得多,結果A勝出。說明A同學容納酒的本領強,喝了一樣多的酒他狀態基本沒有變化,而B酒后的狀態很明顯。由此引申到不同的物質“喝”熱量的表現,然后到課本的引入,海邊沙子和水的溫度問題,再到如何比較物質容納熱量的本領大小的問題探究,同時也讓學生了解了比熱容從字面上的理解,即比一比不同物質容納熱量大小的物理量,加上適當的語言修飾,肢體語言使得這節課在笑語中結束。我們甚至可以讓學生再找出不同實例“比一比”思想,比如比水缸容納水的本領大小等等。
例2,在講分子動理論的時候,如何把學生沒有感官認識的分子能很形象地講解,讓學生理解,不需要死記硬背呢?首先突破幾個難點:第一,分子到底有多小;第二,分子呆在里面干什么。第一難點可以通過一個對比說明分子有多小,地球和乒乓球的比例剛好跟乒乓球和分子的比例很是接近。第二難點可以通過蜂箱的例子說明。蜂箱是物體,蜜蜂是分子,這些分子是有距離的且在無規則地亂運動,甚至可以說明運動和溫度的關系,溫度越高,蜜蜂有危機感飛的速度更快,“熱鍋上的螞蟻”就是形容分子運動快慢與溫度的關系,從而更容易解釋生活中一些關于擴散的現象!
二、在課堂引入和分析教學中的應用
課堂導語,對營造良好的學習氛圍極有好處,好的導語能把學生從有意注意狀態引入到無意注意狀態,學生在不知不覺中獲得了知識,受到了啟發,接受了教育。課堂分析的過程也應如此,不可偏廢。
例1,在講 “牛頓第一定律”這一節時,因下午第一節課比較沉悶,我先講了這樣一個故事:有一個漂亮女士在公共汽車上,車突然剎車,漂亮女士被她后面的年輕人撞倒了。漂亮女士氣呼呼地說:“瞧你那德行!”年輕人笑著說:“不是德行,是慣性。”這使得學生在笑聲中對慣性有了一個了解。恰好這節課有個叫張濤的同學上課打瞌睡,我停了下來,對他說:“剛才你用下巴不斷地‘捶打’桌面,雖然我暗示了你一眼,但你不能馬上停住,這就是慣性。”這樣在笑意中不僅提醒了他,還把慣性和生活現象聯系起來。同時我叫他舉幾個不能馬上停住的例子才能坐下,這樣把他的困意也給打消了。
例2,在講波長、頻率、波速的時候,學生很難把握三者之間的關系,大多數學生是死記公式,而我在教學中用這種方法講解:波長代表一個人的步幅,頻率是一個人每秒走的步子數,這樣他的速度就是步幅乘頻率。
教學是一門科學,也是一種藝術。成功的物理教學,更是一種藝術的創造。如果掌握了這種技巧,就可以使物理課滿堂生輝,給學生以激情和美的享受,從而激起他們高漲的學習情緒。著名的教育家夸美紐斯認為:“教育者的藝術表現在使學生能夠透徹地、迅速地、愉快地學習知識技能。”教學的技巧就要使學生渴望獲得知識和不斷追求真理的愿望得到滿足,并帶有強烈的求知欲和好奇心去探索、認識客觀世界,所以首先要能激發學生強烈的求知欲望。然而,課堂教學中如何激發學生對物理知識的求知欲望呢?
(1)設計物理情景,激發學生學習興趣。許多剛接觸學習物理的學生,頭腦中對物理知識的了解總有些已有的模糊概念,這當中包含了理解和誤解。如在“光的折射”現象教學時,設置一個實驗情景:實驗裝置是一個裝水的玻璃槽中,水中插入一個塑料泡沫片,在塑料泡沫片上粘貼一條用塑料紙剪成的“蝦”,讓幾個學生各用一根鋼絲猛刺水中的“蝦”,學生認為眼睛所看到“蝦”的位置那么準確界定一樣,在這樣錯誤的概念的影響下,自然出現在日常生活實踐中對一些自然現象憑自己的經驗或直覺形成錯誤的判斷。教師把泡沫片從水中提起來,發現三根鋼絲都落在蝦的上方,接著點明主旨:要知道這個原理,就得學習“光的折射”現象。這樣的引入,將光學原理融入日常生活中來,具有很強的操作性,創設簡易的實驗把學生帶入一個漁民叉魚的情景中去,符合初中學生對新鮮事物好奇好動的特點,因而能很快地集中學生的注意力,這就為接下來用實驗研究光的折射原理創造了良好的認知起點。
(2)指導學生通過實驗進行探索,體會學習物理的樂趣。物理教科書中呈現的已有的知識,通常是已形成定論的知識,學生在學習時并不是去尋求人類尚未知曉的事物或聯系,但它不會消極被動地接受教師所教授的一切,而會以自己的認知基礎為依據,有選擇地吸收外部輸入的各種信息,教學藝術的“基調”就在于找準學生心理狀態的“固有頻率”,使教學信息收發達到同步,激起學生情感的“共鳴”。傳授物理知識的同時,應營造一個學生自己思考,親自獲得知識的探索過程,從這一點上看,學習活動不僅是由認知和情感共同參與的過程,也是一個知識“再發現”或“重新發現”的過程。利用實驗探索生活可以深化學習興趣。學生應處在探索知識的主體地位上,教師應處于主導地位,精心設計好合理的教學程序,引導學生去探索知識,讓學生動眼、動手、動腦、動口。要改變傳統教學中教師講的過多,統得過死的缺陷,把學生完全置身于物理的環境中學習物理。如“密度”一節密度是初中力學非常重要的概念,是個教學難點。教學時,就可以指導學生“實驗探索”,教師對教材可作創造性的應用,而不必完全教條的依據教材進行。該課可以用實驗――探索貫穿全課。教師首先拿出兩塊大小不同涂上顏色的金屬塊,問學生能否很有把握的判定它們是否屬于同種物質?當學生感到困難時,教師指出:鑒別物質可以根據物質的特性來鑒別,只憑氣味、顏色、軟硬等這些物質的明顯特性來鑒別是不夠的,我們還必須探索物質的一種更隱蔽的特性,這種特性可以從物質的質量和體積的關系中發現。每一種物質的質量與體積能夠改變(如分別取幾塊大小不同的鐵、鋁等固體,幾杯體積不同的水、酒精等液體),分別測出每一種物質幾組對應的質量和體積,再來探尋質量和體積之間的關系。
接著讓學生分組設計實驗,開展全班討論,確定出最佳實驗方案,讓學生自選器材,分組實驗,得出數據指導學生分析數據,對于同種物質體積越大,質量越大,讓學生猜想,它們之間可能存在什么關系。教師指出:質量與體積是不是成正比關系,必須通過數據分析才能得出結論。當學生發現同種物質質量與體積比值是一個恒量(成正比),不同種物質其比值不同,便可找出物質隱蔽著的重要特性:質量、體積,其值的大小是由物質種類所決定的,反映了物質種類的一種特性,物理學上把物質具有的這種特性叫做密度。這樣教學接受起來會感到輕松。
課堂教學是課程教學過程的重要環節之一,它要求辯證地處理知識與能力,教學與教育,教學與發展的關系,使學生在智力、能力、思想等方面都得到發展。教師是課堂教學的設計者、組織者、實施者,教學效果很大程度上取決于教師激發學生求知欲望的程度。教師善于啟發誘導,讓學生動手實驗主動探究,發現物理規律,當實驗探索發現伴隨著學生的學習過程時,學習將會充滿樂趣,將會產生強大的學習動力。
一、訂好復習計劃,科學、合理地安排復習時間。在新課結束前就把復習目標、內容和時間等作好安排,訂出切實可行的復習計劃。為以后的總復習工作定下遵循的依據。
二、抓住“基本要求”進行復習。復習前認真研究大綱、教材,認真研究和分析近幾年來各省(市)和我區的中考試題。了解近幾年來物理考試題中,對物理科的基礎知識和基本能力的范圍和要求,然后根據大綱和教材的要求,結合本校、本班學生實際,選定復習內容,抓兩頭,帶中間,面向全體學生,使學生學有所得,在復習中得到提高。對學習有困難的學生熱習幫助,針對學生存在的問題給予耐心輔導,對學有余力的學生則給他們一些綜合運用知識和富有思考性的題目,以提高學生分析問題和解決問題的能力。
三、遵“綱”循“本”,梳理強化知識,夯實基礎,發展能力。
1.明確考點,梳理知識,從知識點形成知識網。
歷年來中考基礎題面廣量足,而一些綜合題也是基本概念,基本方法和基本技能的綜合應用,因此抓好基礎是關鍵。在第一輪復習中,教學的重點放在《物理考標》的學習和研究上,做到定時間、定內容,明確中考對各章、各知識塊的知識點的能級要求、變化情況、考試新動向。重點、難點、學生的薄弱點在哪里,就設置怎樣的典型性例題和針對性練習,做到心中有數。在復習中,要指導好學生根據考點,整理知識,歸納分類,讓學生明確考點,明確要求,掌握重點,并通過針對性訓練,促進“三基”內化,將單一的知識點形成知識鏈,構建知識網,使知識系統化。
2.糾錯解惑,強化訓練,夯實基礎,發展思維。
根據學生平時學習的“病歷”和復習中暴露出來的問題,要通過“設陷”來糾錯,“設陷”就是要在學生的錯誤認識上設陷,以消除接受科學知識的障礙,“設陷”就是要在解題思路上設陷,以克服消極呆板的思維定勢,“設陷”就是要在物理實驗的方法上設陷,以矯正其研究物理的思想方法,提高應用知識解決問題的能力。要把典型錯誤,拿出來讓學生分析錯誤的原因,刨根求底,“自己解放自己”。對于同一類問題,要變換方式,在新情境、新角度中設置練習,進行反復訓練,并及時反饋,扎扎實實把基礎夯實,讓學生思維得到發展。
四、講究復習方法。總復習的特點是時間短、任務重、內容多,學生水平參差不齊,各人要求不同。根據學生的實際,采用精講多練的方法。在指導復習中,給學生進行正確闡述概念、定義的內含和外延的同時,注意指導學生通過類比、形式與數量等較少的例題復習較多的知識點,而且還能使學生靈活運用物理的解題方法,提高復習效益。通過探索對同一問題,采取多種的解法,進行知識點的橫、縱向聯系,找出進規律,開拓解題思路,培養學生從多角度、多方面考慮和分析問題的思維方法。重視對學生進行逆向思維、發散思維的訓練,能使學生提高解題的敏捷性及雙向性,較為深刻地掌握基礎知識和基本技能,提高學生的思維能力,從而提高學生解題的靈活性。
五、實施分層復習、分類推進,全面提高復習質量。在綜合復習階段,學生的差異很大,為了使復習更有針對性、更有效,以“面向全體,分類指導”為原則,在綜合分析學生的基礎水平、物理學習能力、潛能及認知心理的基礎上,把學生分成三個層次。這三個層次的界線是模糊的,呈動態變化的,允許學生根據復習情況,可以變動,實行民主,以消除學生的心理障礙。同時,把分層的目的、方法、設想向學生公開,定出相應的教學目標、志向目標,使升學復習按著預定的目標和學生的實際進行。
六、精選題目、強化訓練。在掌握基礎知識的前提下,有針對性、有重點地精選一些題目進行練習,這對鞏固基礎知識、培養能力有重要作用。①從教材中精選,充分發揮教材的指導作用。 ②在近兩三年中各省(市)中考試題中精選。 ③嚴格按新大綱規定的范圍選題,其深度、廣度以教材中的習題及復習題為準,注意題目的基礎性、示范性、典型性、靈活性和綜合性。 ④根據學生掌握知識的情況進行選題,對缺漏、薄弱的基礎知識及容易混淆的概念,有針對性的選擇一些補救題讓學生練習。 ⑤特別注意精選歷年來中考出現頻率較高的教材內容的題目。 ⑥注重專題訓練,如選擇題、填空題、應用題,綜合題的專題訓練,不斷提高學生的解題能力。
【關鍵詞】物理學 物理概念 物理量 物理定律
物理學中,包含許多物理概念、物理量、物理定律,弄清它們在物理學中的地位作用及探索教學方法對學好物理是非常重要的。
一、物理概念的教學
所謂物理概念是對物理現象和過程的認識,是以精辟的思維形式表現知識的一種手段,是物理現象的特有屬性在人腦里的反映。這里講的物理概念特指無量度公式的物理概念(如:平動、質點、慣性、簡諧振動、電場、光的干涉、光的衍射、汽化、蒸發等)。
1.物理概念的教學是物理教學的基礎
首先,理論體系的基礎都在物理概念,它們占據了物理教學的大半課時。
其次,物理基礎知識中的公式、原理、定律都是用概念作為引線,對有關基礎知識作有機串聯,形成系統化的概念體系。
所以,要重視物理概念教學。學好、掌握并真正理解它們的含義有利于學生掌握基礎知識,培養學生學習物理的興趣。
2.物理概念的教學方法
(1)對物理現象、過程獲得必要的感性認識
在教學中,要重視感性認識,為了在感性認識的基礎上進行分析,教師必須從有關概念包含的大量事例中,精選那些包括主要類型的、本質聯系明顯的典型事例進行教學,獲得感性認識。
(2)在科學抽象中,突出本質,找出事物的屬性
在感性材料認識的基礎上,進行分析、比較,找出它們的共同屬性,引導學生歸納、總結得出概念。
(3)明確概念,靈活應用
對感性材料進行“科學的抽象”得出結論后,還要了解概念的外延,從概念出發,引導學生拓展,解決一些實際問題,加深對概念的理解和應用。例如平動的教學。
首先舉出幾例屬平動的例子:
a.抽屜的推關運動。
b.火車在平直軌道上的運動。
c.小孩梭滑梯時小孩的運動。
然后由這些例子,找出它們有兩個共同點:第一,在作平動的物體上任取一條直線,在整個運動過程中始終保持平行;第二,作平動的物體每一點運動情況都相同。這樣就歸納出平動的概念。
平動:在物體上所引的任何一條直線,在運動過程中總是跟它原先的方向保持平行,并且物體上各點運動情況都一樣。這種運動叫做平動。
最后再用平動的概念作指導拓展判斷下列運動是否屬于平動。加深對概念的理解。
a.開關門時門的運動(×)
b.活塞的上下運動(√)
c.如下圖所示書的運動(√)
二、物理量的教學
物理概念建立量的觀念,有量度公式(長度、質量、時間除外,它們是人為規定無量度公式的物理量)的物理概念叫物理量(如:加速度、電場強度、電動勢、頻率、功、發光強度、折射率等)。
1.物理量的教學是物理教學的關鍵
(1)物理量是聯系關聯的概念之間的關系,是物理概念與物理定律的橋梁,有承上啟下的作用。
(2)物理量教學可以開發學生智力與培養學生思維能力。心理學講:“人的思維活動是憑借概念與詞匯開展的”。在物理教學中最要緊的是活躍學生頭腦里的物理思維活動,無論是物理思維或運用物理思想方法進行研究,都離不開明確的物理里。例如在教電學時,只有學生理解電流強度、電阻、電壓三個物理量的基礎上,通過演示實驗,才能引導學生判斷這三個物理量的關系,導出歐姆定律。這樣教會學生運用實驗與數學相結合的物理科學方法,可以開發學生智力與培養學生思維能力。
(3)物理量教學在發展學生個性上有積極推動作用。歷代物理學家的重大發現,都是由他們高度發展的抽象思維能力與興趣、意志、信念等的智慧結晶。其中促使他們這種個性充分發展的因素,往往都是由于大量實驗的物理現象中所形成的新的物理量作導航。例如牛頓的經典力學就是以力、質量、加速度等物理量為出發點,導出牛頓運動定律的結果;法拉第就是由于電動勢,磁通量等物理量的提出而導致法拉第電磁感應定律的發現。所以就充分發展學生個性看,要使學生明確物理量。
2.物理量的教學方法
(1)物理量的引入
講授物理量時,首先要介紹建立物理量的過程,搞清為什么要引入該物理量。新的物理量的引入,不管采取什么方式,為了獲得最佳教學效果,所提出的問題必須滿足三個條件:一要反映學習這個物理量的客觀性與必要性;二要巧妙把它的教學目的轉化為學生的學習目的;三要激起學生的求知欲。例如講加速度時可以這樣引入:“人走路、馬拉車、汽車跑、飛機飛,除了運動快慢程度不一樣,還有什么不同(速度改變的快慢不同)。不同物體、速度的改變快慢不同,盡管是同一物體(汽車),在不同時間(起動、剎車)速度的改變快慢也不一樣,為了描述速度改變的快慢程度而引入加速度這一物理量”。定性的分析引出物理量后,還要定量的研究它的定義式。
(2)建立量的觀點,導出量度公式
物理量定量的研究,需要由演示實驗、學生實驗測出精確的物理量值,運用數學工具來研究它與有關物理量之間的嚴格數量依存關系,給物理量下定義。例如電場強度,通過實驗測出檢驗電荷在電場中某一固定點所受的電場力跟它本身電量的比值始終是一恒量,不同的點,這一比值不同。
定義:電場中某點檢驗電荷在該點所受的電場力跟它本身電量的比值叫該點電場的電場強度、方向跟正電荷受力方向相同。(公式:E=F/q方向:跟正電荷受力方向相同,單位:牛頓/庫侖)
物理學中的物理量用數學形式表達成物理公式后,顯得特別簡單、明確,便于運用它來進行分析、推理、論證。所以數學知識是研究物理問題的工具,用好數學對解決問題是很必要的,但是卻不可以單純從數學角度看待物理問題。例如,根據場強定義式E=F/q,不能單純從數學角度看,認為E跟分子成正比,跟分母成反比。類似的還有電容C=Q/U電勢φ=EP/q電阻R=U/I等。又如,加速度a1= - 8m/a1,a2=5m/a1,不能單純從數學角度判斷a1小于a2。對于物理量,要掌握它的物理意義,理解物理量定義的物理過程與真實的含義。例如電學中電動勢的定義式:ε=W/q和電壓的表達式:U=W/q,數學符號相同,單位都是伏特,如果學生不理解它們的物理過程與物理含義,就會混淆不清,感到莫名其妙。總之,物理量的學習,不能死記、強背、硬套。要理解性記憶,實質性掌握,靈活性應用。
(3)復習應用
課堂上講清物理不能萬事大吉,那只是為學生掌握與運用創造了良好條件。如果不及時指導練習與復習,就會學而不牢、功虧一簣。一個完整的物理量,有些時候,并不是一次能講透、講全的,有一個逐步發展引伸的過程,需要不斷反復認識補充新的內容,才能獲得一個較完整的認識。例如質量,初中指出“物體所含物質的多少叫做質量”;到了高中學習牛頓定律時,指出:“質量是物體慣性大小的量度”;在后續的學習中,又知道質量與引力(萬有引力定律)的關系,質量與能量(質能定理)的關系,從而對質量有了一個全面的、深刻的理解。類似的情形還有很多,在引導學生復習運用時,要注意物理量具有階段性。例如速度,初中定義:“物體通過的路程跟它所需時間的比值,v=s/t”;高中學了位移后定義:“物體通過的位移跟它們所需時間的比值,v=s/t;高職高專學了微積分后定義:“位移對時間的一階導數,v=ds/dt”。再如功,初中定義式:W=FS,高中定義式:W=FScos,到了大學學了微積分后變力所做的功定義式:W=∫baFcosdS。在組織復習時,要根據教材的內容和學生的實際,作合理的安排。
三、物理定律的教學
物理定律是反映物理量之間的本質聯系,因果關系與嚴格的數量依存關系;凡有關教材中的眾多公式,重要推論和原理都可以由它引導與推得。
1.物理定律的教學是物理教學的重點
首先,物理概念,物理量的學習只是一些支離破碎的物理知識,從結構體系上看,這些物理概念,物理量無主心骨,缺乏凝聚中心,所以只有以物理定律作組織的樞紐,物理教學才顯得有起有合、能散、能收、內容豐富,形成一個完整的知識體系。
其次,學習的目的不是為了學習而學習,而是為了應用而學習,物理定律就是物理概念,物理量的具體應用。
此外,和物理量的教學一樣,物理定律的教學同樣能開發學習智力,培養學生思維能力,促進學生個性的發展。
2.物理定律的教學方法
(1)引入新課
在備課中思考,怎樣循循善誘,巧妙而有效地向學生交代教學的目的,并轉化為學生學習目的,引入新課。
(2)重視實驗
物理教學的特點在于突出物理實驗。在物理定律的教學上又有特殊性,就是突出定量的演示實驗與學生實驗,且要做好、做準。以提供學生發現物理規律的必要條件與學習環境。引導學生設計實驗裝置,學會運用物理實驗方法來研究提出的新課題。
(3)建立量的觀念、會用數學公式表示
做定量的演示實驗時,要提醒學生,哪個值不變,測哪兩個物理量之間變化的對應值,作好實驗記錄,將其中準確的計算值列入設計好的表格中,運用數學方法,找出確切的數學表達式。一般以運用比例與研究比值的數學工具較多。例如,當m一定時,a∝F;F一定時,a∝1/m,a∝F/m改寫成等式a=KF/m(當統一采用國際單位制時,K=1)所以a=F/m或F=ma,這就是牛頓定律的數學表達式。在教學中,應該把這種運用數學研究物理定律的方法交給學生,要求學生學會掌握。
(4)弄清物理定律的物理意義與適用范圍
學生認識物理定律后,首先要正面理解物理定律的語言表達;其次,要弄清物理定律的數學表達式的真正含義,把和它相鄰的公式以及由它導出的公式從物理意義上劃清界限,以免混淆不清。例如,就歐姆定律來說,它的數學表達式I=U/R要與電阻的量度公式R=U/I,電阻定律的表達式R=ρL/S和導出公式U=IR的含義都區別開來。此外,還要指明它的適用范圍。任何一個物理定律,都是在一定條件下,運用物理的理想過程和理想實驗的思想方法得到的,因此,每個定律都有它的適用范圍。例如,機械能守恒定律(適用于只有重力和彈力做功的條件下);庫侖定律(適用于真空中的點電荷)等。只有知道了它們的物理意義和適用范圍,才有利于學生掌握和應用。
(5)復習應用
注意培養學生的審題能力,習慣按題意作分析圖,把已知的物理量全部統一國際單位制,這樣給學生的解題帶來了方便,提高學生的學習效率。
物理概念是物理教學的基礎,物理量是物理教學的關鍵,物理定律是物理教學的重點,只有了解了它們在教學中的地位、作用和掌握了它們的教學方法,才能取得最佳教學效果,學好物理基礎知識,為其它自然學科奠基理論基礎。
參考文獻
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