液压机将力“放大”的奥秘 |
湖北省建始县官店民族中学 谭北峰 |
由于液体具有流动性,所以在受到压力的时候,就出现跟固体不同的现象。取一个壁上有几个小孔的空心球,球上连接一个圆筒,每一个小孔上都扎有橡皮膜。把水倒进球和筒里,用活塞压筒里的水,可以看到,扎在各个小孔上的橡皮膜都向外凸出(左图)。这表明活塞加在水上的压强,被水传递到了各个小孔的橡皮膜上。球上的小孔是朝着不同方向的,可见,液体能够把它受到的压强向各个方向传递。十七世纪,法国科学家帕斯卡通过实验得出了液体传递压强的规律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。这个规律叫做帕斯卡定律。人们根据帕斯卡定律,制成了油压千斤顶、水压机、榨油机等液压机。左图是液压机的原理图。它有两个大小不同的液缸,液缸里充满水或油,充水的叫做水压机,充油的叫做油压机。两个液缸里都有活塞。在小活塞上加压力的时候,小活塞对液体的压强就通过液体传递给大活塞,把大活塞压上去。 假设小活塞的横截面积是S1,小活塞对液体向下的压力是F1,那么小活塞对液体的压强,根据帕斯卡定律,这个压强将被液体大小不变地传递给大活塞,所以大活塞受到的压强也等于P,如果大活塞的横截面积是S2,那么通过液体传递过来的压强P在大活塞上产生的向上的力是 ,我们分析这个式子可知,液压机能够将力F1“放大”倍!因此液压机在生活中有着广泛而重要的应用。 设小活塞和大活塞的面积分别为1cm2、1m2,当用力F1=10N向下压小活塞时,小活塞下方液体受到的外加压强是1×105Pa,此时大活塞受到液体的压强是1×105Pa,大活塞下方液体受到的液体的压力F2=1×105N,既通过液体、大小活塞这样一“折腾”就把力F1=10N“放大”了10000倍! 那么这里面究竟隐藏着什么样的“秘密”呢? 我们可以设想小活塞下降的距离是h1,大活塞上升的距离是h2,那么由于液体在传递压强的过程中液体体积没有发生变化,所以有S1h1=S2h2,我们把此式改写为,再由可以得出,。这个式子的物理含义是什么呢?F1是小活塞作用在液体上的压力,h1是液体在压力F1的作用下沿着力的方向移动的距离,F1与h1乘积的含义就是小活塞对液体所做的功!F2是液体对大活塞的压力,h2是大活塞在液体压力的作用下沿着力的方向移动的距离,F2与h2乘积的含义就是液体对大活塞所做的功! 由此我们可以看出,液体在此作为媒介物质传递的不是力,而是能量!在传递能量时是通过做功的方法来达到目地的。我们说液压机能够将力“放大”实际上是有条件的,这个条件就是以牺牲距离作为“代价”,即多移动了距离。也就是说省了力就必定要多移动距离,小活塞端的情况就是如此。大活塞端的情况刚好相反,获得了很大的力,但移动的距离却很少。 液压机的使用又一次告诉了我们:使用任何机械都不省功! |
浅谈初中物理教学中的“小实验” |
江苏省睢宁县双沟镇第二中学 宋晓楼 |
初中物理教学以观察、实验为基础。观察和实验,能够使学生对物理事实获得具体明确的认识,而这种认识是理解物理概念和规律必要的基础;观察和实验,对培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、激发学生学习兴趣都有不可替代的重要作用。因此,教学中要重视让学生观察有关的现象,要大力加强物理实验教学。 在义务教育初中物理教材中,新增加了三十多个课后小实验。这些小实验有的侧重于操作、有的侧重于设计、有的侧重于对物理知识的理解和用应,各有特点和作用,是课堂教学的延伸和补充,是搞好物理实验教学的不可忽视的重要组成部分。而对于这些小实验,许多教师往往不重视,忽视了其重要性。在教学实践中体会到,重视这些小实验的教学,既有利于巩固知识,提高能力、激发学生的兴趣,又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能,有利于进一步挖掘学生中的创造潜力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、有利于培养学生的科学创新能力,对全面提高物理教学质量具有重要意义。 一、小实验的特点 1.趣味性高,实用性强:许多小实验及小制作学生动手时不感觉难,是利用日常生活和学习中的一些用具,如气球、乒乓球、注射器、弹簧等等;还有一些小实验的制作,有一定的实用价值,如“自制密度计”、“自制验电器”等。 2.实验内容紧密配合教材正文,理论联系实际:小实验有些是根据教材正文选编的,有些是另外推荐的,但都与教材主题配合贴切,源于教材,服务于教材。如“筷子提米”、“找粗细不均匀细长木棒的重心”等小实验。 3.内容叙述短小精炼,操作、制作简单易行:大部分小实验原理简单,学生容易理解,要求的器材在日常生活中随手可得,组合装置工序简单,易操作、易观察。如:“巧做马德堡半球实验”、“吹不大的气球”实验、“乒乓球托住水瓶”“覆杯实验”“沸水煮鱼”等实验。 二、小实验的教学意义和作用 1.创设教学情境、激发学习兴趣 通过小实验的完成,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,使一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪。若能把握住对小实验教学的机会,教师指导学生自己制作一些简单的实验仪器,并用来做一些实验,体会亲自制作和实践的乐趣,会引起学生学习物理的兴趣,认识到物理知识在实践中的应用,从而激发起他们学好物理的信心,他们的思维活动更积极主动,学习后的印象会更加深刻。比如:在学习“大气压强”时,引入引人入胜的小实验更能激发学生的学习兴趣与热情。为此在引入大气压强概念之前,将学生分成几个学习小组要求学生完成四个小实验:1)先把一只小烧杯杯口朝下放在酒精灯上略加热一会儿,再把一只吹入一定量空气的气球放在烧杯口,发现气球牢牢把杯子吸起来;2)把浸过酒精的棉花用火柴点燃后投入事先准备好的空瓶中,用剥了皮的熟鸡蛋封住瓶口,稍后,鸡蛋被吞入瓶内;3)给茶杯中装满水,盖上硬纸片倒置过来发现水和纸片都不下落;4)给底部扎有几个小孔的空可乐瓶里灌水,在把可乐瓶提出水面之前问学生:水回流出吗?取出可乐瓶,通过控制瓶盖,使水一会流出来,一会儿又不流出来。通过这些小实验,既能激发学生的兴趣、好奇心,又能使学生获得丰富多彩的感性认识,从实验现象的特征出发提出物理概念──大气压强。进而引导学生讨论现象和结果,让学生在生动活泼的情境之下建立起物理概念。 2.加强物理与生活、生产、社会的联系 物理中有的概念、原理比较抽象、枯燥,课后小实验起到了联系物理内容与日常生活的作用,使学生感到生动、有趣。如:小实验“纸锅烧水”,在没有做实验之前,有的学生认为纸容易燃烧,用纸锅不可能把水烧开。多数学生出于好奇心的驱使对该实验比较感兴趣,课后都亲自动手做实验。通过实验,不但证明了用纸锅能把水烧开,观察了水沸腾时的现象、理解了液体沸腾的条件,而且加深了对燃烧的条件之一──“着火点”的认识。自己总结出在常压下水沸腾时温度为100℃,而纸的着火点为183℃,达不到着火点,因而纸不燃烧。明白了学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系,从而增加了学习物理的积极性和主动性。再比如:“你对地面的压强有多大”、“研究自行车的结构”、“楼梯电灯开关电路的安装”、“自制调光灯”、“自制弹簧测力计”等等小实验,使学生认识到物理知识是有用的,激起他们学好物理的愿望,增强了学习的兴趣。 3.激发了学生的创造性思维和创造能力 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。在课后小实验中,没有现成的仪器和用品,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品,无疑会让学生动手、动脑,这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创造精神。比如学生在课后小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了六个实验:实验1:把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后,再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多(热胀冷缩的性质);实验2:把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来,直接用手拿时,虽然较烫,但还可以忍受过一会儿,当蛋壳上的水干了后,感到比刚捞上来时烫(液体蒸发吸热);实验3:选一只口径略小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺上一层干沙,点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内,接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后,蛋被瓶子存入了瓶中(验证大气压的存在);实验4:把一只鸡蛋,浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后,发现鸡蛋缓缓沉入杯底,捞出鸡蛋往清水中加入食盐,调制成浓度较高的盐水,再把鸡蛋浸没在盐溶液中,松开手,鸡蛋却缓缓上浮(浮沉现象);实验5:如图,用手指突然弹击硬纸片,鸡蛋却不会随纸片一起飞出(惯性现象);实验6:外壳完好的蛋,放入食盐水中腌制一段时间,可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好,但内部的蛋黄都变咸了(分子无规则运动)。 4.巩固知识、降低学习难度 小实验的原理应用都是相关的物理知识。因此,小实验的实施过程就是对知识的再学过程,并由此达到升华知识,提高能力的目的。比如:学生通过“巧做马德堡半球实验”,知道大气压强的存在,进而可以使学生分析、理解“塑料挂钩压在墙上”、“墨水吸进钢笔”、“人的呼吸”等。这样用小实验说明大道理,使问题得到深化与升华。如小实验“木棍撬石头”学生们可亲身体会到杠杆的省力作用,并对杠杆的五要素在教师指导下有初步认识。这样就降低了学生的学习难度。通过对实验的制作、研究,帮助学生逐步掌握一定的学习方法,教与学的效果都会大幅度提高。 三、小实验的实施 1.结合教材,随堂训练 教改实践表明,凡是与教学过程紧密结合,便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口,利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯,利于发展他们智能的内容,都可选为学生边学边实验教学的内容。根据中学物理教学大纲对能力、技能的具体要求,安排边学边实验的内容进行随堂训练。 随堂实验应灵活机动。在抓好教材中“实验与思考”的前提下,适当穿插或补充一些小实验、小制作,既有利于学生掌握知识,又能引导学生解答有关问题。例如,“正确使用刻度尺测长度”是测量教学中的第一个实验,其重要性并不比其它实验低。让每个学生在事先准备的一根木直尺上细心系上细线,代表刻度,使每相邻的细线先后相隔1dm、1cm,然后用此直尺去测量课本的长度,并记录测量结果。在学生实验时,我提出:(1)你所用刻度尺的零刻度线在哪里?最小刻度是多少?测量范围多大?(2)你测出的课本的长度值,哪些是刻度线所指示的,哪些是估计出来的?(3)比较使用最小刻度是1dm和1cm的尺时测量出的结果,哪个准确些?为什么?(4)若将细线指示的最小刻度小到mm,测出的结果又会有怎样?如此让学生自己在动手过程中观察对比,对“准确值”、“估计值”、“记录单位”的重要性就有了深刻的认识,很自然地对测量中决定准确程度的是最小刻度也就有了正确的理解。 2.配合习题,同步训练 对于一些较抽象的推理性习题,可适当配合同步小实验,使抽象习题形象化,推理习题具体化。例如,在“变阻器”一节的教学中,为了进一步弄懂教材作业中滑动变阻器的作用和连接方法,我让每两个学生为一组在课后完成“利用铅笔芯制作滑动变阻器控制小灯泡亮度”的小实验,找出定性规律,然后解答两个作业题,结果学生答题轻松、正确,并且还能顺利解释一些有关滑动变阻器的应用性习题。再如教材第一册作业中判断哪一根钢棒具有磁性的问题,如果让学生准备两根缝衣针,配合课文后的小实验,让其中一根磁化,然后亲手去摆弄一下,那么解答这个问题就会比教师的启发、分析效果更好。 3.利用第二课堂,对“症”训练 课内教学内容毕竟要受到教学大纲的限制,而课外科技活动、第二课堂无论在内容的深度、广度上,还是在活动的方式、方法上都有较大的灵活性,能够搞得丰富多彩,更大限度地发展学生的兴趣和调动他们的学习主动性。因此有针对性地及时做一些典型的小实验,能收到释疑解难、深化教学内容、拓宽知识面的效果。例如,在静止液体内部其压强跟深度关系的教学中,液体压强只与液体的深度和密度有关,而与液体总重和体积无关是学生感到困惑的问题。为了消除疑虑,我把一些练习题中关于橡皮膜凸、平等变化的问题改为小实验,当堂演示并再加改进(用锥形管代替直玻璃管)。用实验验证后学生就口服心服了。某些小实验,如“硬币戏法”、“纸盒烧开水”、“测人的最大功率”、“安装模拟家庭电路”等,完全可利用第二课堂活动时间进行。一方面既可解决某些器材不足的问题,另一方面也可引导学生互相协助,使小实验顺利进行。 此外,小实验也弥补了农村一般中学缺少仪器的现状,还能帮助克服某些演示实验中能见度较低的不足之处。因此,小实验不失为辅助教学的一个极好方法。 |
科学探究中实验结论表述错误的分析 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
江苏省常熟市东张中学 兰凡跃 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
要完成某项科学探究的最终任务,就必须对探究过程中所收集的证据或数据进行分析和处理,从而得出某些规律、找到某种关系。分析、处理实验数据,正确得出结论,是科学探究的一个重要环节,中学生尤其是初学物理的学生在归纳实验结论时,常出现一些错误,究其原因通常可以归纳为以下几种类型: 一、因果关系颠倒 例1 小辉同学在做“探究电流跟电压、电阻之间的关系”实验中,通过改变电路中的电压和电阻,分别测得了如下两组数据: 表一
表二
分析表一数据,可得到的结论是 。 分析表二数据,可得到的结论是 。 错误结论 分析表一可得到的结论:当导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比。分析表二可得到的结论:当导体的电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比。 分析 采用控制变量探究问题,分析实验数据时,要分清哪个因素是自变量(引起实验结果变化的原因),哪个因素是因变量(实验结果,其变化是由其它因素的变化引起的),要注意两个物理量之间的因果关系,不能前后颠倒。分析表一中的实验数据,电压是形成电流的原因,当导体的电阻不变时,改变导体两端的电压,通过导体的电流将发生变化,因此,电压变化是原因,电流变化是结果,应该说电流随电压如何变化。分析表二中的实验数据,电阻是导体本身的性质,当电路中电阻发生改变时,电流将随着改变,电阻变化是原因,电流变化是结果,应该说电流随电阻如何变化。 正确结论 分析表一数据可得正确结论为:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 分析表二数据可得结论为:当导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比。 二、定量描述与定性分析混淆 例2 一种半导体材料,其电阻随温度的升高而减小。为了研究其电学特性,小强和小明同学通过实验,将其中一个元件R进行测试,测得其电流与加在它两端的电压值,测试数据如下表所示。
分析表中数据,元件R的I和U之间的关系是 。 错误结论 元件R的电流随电压的增大而增大。 分析 元件R的电阻随温度在变化,通过一组电流跟电压的数据而得出电流随电压的增大而增大的定性结论,显然不符合控制变量法。该题是要求分析得出元件R的I和U之间的定量关系式,从数据表中可以看出:U增大,I也增大,但I的增加值大于U的增加值,直接观察表格中的数据,很难得出正确结论,须对数据进行数学方法的处理才可。进一步分析表格中数据,将电流值分别乘以0.8后可得到:0.16、0.36、0.64、1.00、1.44、2.248、2.56,它们分别是电压值0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.50、1.60的平方。 正确结论 元件R的I和U之间的关系是:通过电阻元件的电流跟加在它两端的电压的平方成正比。或元件R的I和U之间的关系式为:I=1.25U2。 三、直观错觉误判 例3 芳和小华在学习了液体压强的知识后用加长的饮料瓶做了如图一所示的实验,在饮料瓶中灌满水,然后在瓶的a、b处各扎一个小孔,观察其后发生的现象。 经过反复的试验,他们发现从小孔中射出水流的射程s小孔处到落地点的水平距离OA跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关。为了研究水流的射程s与h、H之间的关系,他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘,看到如图一所示的现象,由此他们得出了结论:小孔距水面的深度h越大,水流的射程越大。你认为根据图示的现象能否证明上述结论正确?请说明你的理由。 错误解答 正确。从图示的现象中看,小孔b所处深度比小孔a深度大,从小孔b射出的水流射程比小孔a远。 分析 从实验现象中看到水的深度h越大,水流射程s也越大,就得出小孔距水面的深度h越大,水流的射程越大的结论,是直观错觉误判。本题考查了学生对控制变量法是否真正的理解和掌握,题中h和H是两个相互影响要么都不变要么都变的变量。要探究多个因素中的某一个因素对物理量的影响,应该将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使它们保持不变,然后观察和研究该物理量与该因素之间的关系。小孔b所处深度h大,但小孔b离地面高度H也大,存在两个变量都在变化,可见从此现象中归纳出的结论并不可靠。 正确解答 不正确。理由:实验中没有在控制H相同的条件下比较水流的射程,因而不能证明结论正确。 四、探究因素表述错误 例4 陈飞同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中,设计了如图二所示的实验方案,并进行了以下实验操作: 步骤一:让铁球从斜面F点滚下打到一个小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置B; 步骤二:让铁球从斜面E点滚下打到一个小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置C。 分析实验现象可以得出的结论是: 。 错误结论 物体质量一定,被举高度越大,具有的动能越大。 分析 影响动能的因素有物体的质量和速度,铁球从斜面不同高度滚下,到达水平面的速度不同。本题是研究在物体质量一定的情况下,动能大小与速度之间关系,必须保持质量不变,改变速度,所以让铁球从斜面不同高度滚下,通过观察铁球在水平面上以不同速度推动木块做功多少,来探究动能跟速度的关系。因此在表述动能与速度的关系时,它的实验条件是:使铁球的质量不变,改变速度,而不是改变高度。 正确结论 物体质量一定,运动速度越大,具有的动能越大。 五、研究问题判断错误 例5 为了探究“物体温度升高时吸收热量的多少跟哪些因素有关”,程阳同学用两个相同的烧杯分别盛水和煤油,再用两个同样的电加热器加热水和煤油,实验数据记录如下表:根据实验记录数据,分析得出的结论是: 。
错误结论 质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间长短不同,水比煤油加热时间长。 分析 在对实验数据分析、处理时,首先要明确本实验要解决的是什么问题,需要研究什么物理量之间的关系,涉及这些物理量变化的因素有哪些。该实验是要探究物体温度升高时吸收热量的多少跟哪些因素有关,从表格数据可以看出,物体吸收热量的多少跟物质种类、质量和升高的温度等因素有关,在没有仪器可以直接测量物体吸收热量的多少时,通过转换观察加热时间长短来判断物体吸热的多少,加热时间长短不同,反映的是物质吸收热量多少的不同。 正确结论 质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。 六、表象干扰产生错误 例6 小明同学用图三所示电路探究导体中的电流跟导体的电阻之间的关系,先后用5?、10?、20?的定值电阻接入电路的A、B两点间,闭合开关S,读出电流表的示数并填入表中,分析数据表可知: 。
错误结论 通过导体的电流随电阻的增大而减小,电流与电阻成反比。 分析 表面上看,电阻增大,电流减小,似乎找到了电流与电阻之间的关系。根据控制变量法,探究电流跟导体的电阻的关系时,应保持电阻两端电压不变,改变电阻,记录电流,通过实验数据分析电流跟导体的电阻之间的关系。本题中当R=5?时,U=I1R1=0.4A×5?=2V ;当R=10?时,U=I2R2=0.3A×10?=3V;当R=20?时,U=I3R3=0.2A×20?=4V。说明该同学在实验中改接电阻后,没有调节滑动变阻器,使A、B两点间电压保持不变,所以不能从实验数据中归纳出电流与电阻成反比的结论。 正确结论 小明在实验中没有控制电阻两端的电压保持不变。 |
电能表的选择 |
人民教育出版社物理室 付荣兴 |
根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988电能表标有两个电流值,如10(20)A。这里所标10A为基本电流(basic current),符号,是确定仪表有关特性的电流值,也称此电流值为标定电流。括号内所标(20)A为额定最大电流(rated maximum current),符号,为仪表能满足标准规定的准确度的最大电流值。通过电能表的电流可高达基本电流的2~8倍,达不到2倍表上只标基本电流值。也就是说,如果某用户所装电能表只标有一个电流值,如5A,这只是基本电流值,并非允许通过的最大电流。对于这种电能表一般可以超载到120%也不会发生问题,而且能满足电能表的准确测量。另一方面,感应系电能表由于其转动机构阻力较大,按标准规定起动电流不能低于基本电流的0.5%(准确度为级的电能表),可见电能表轻载到基本电流的0.5%以下时可能无法起动。 在我国家庭住宅供电线路电压是220V,频率是50Hz,所选电能表的额定电压和适用频率应与此线路电压、频率一致,也应是220V,50Hz。 选择电能表时,电流值选择最重要,也最复杂。其一是起动电流,即能够使转盘连续转动的最小电流;其二是最大额定电流相对基本电流的倍数。另外,老式表和新式表在性能方面有差异。目前老住宅仍在使用的旧式电能表,起动电流比较大,一般为(5%~10%);最大额定电流小,一般≤2,在表盘的盘面上只标一个电流值,且笼统地称为额定电流。所以在旧电工手册中指出,使用时负载电路的电流应大于额定电流的10%,小于120%或小于125%。根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988生产的电能表,新建住宅中使用的电能表起动电流小,对于级表来说为0.5%;最大额定电流大,一般最大额定电流为(2~4),有的可达(6~8)。在新电能表表盘的盘面上标有两个电流值,如5(20A),选用这个电能表时一方面要注意负载最小电流不能低于起动电流,即0.5%×≥5A=0.025A;另一方面长期使用的电流表值不能高于最大额定电流值20A。选择电能表时,应考虑到进入家庭的各种电器日益增多,要留有余量,也要合理适度,因为倍数越大的表价钱越高。 |
物理教学中应着重培养的两种思维能力 | |||||||||||||||||||
河北省沧县杜林二中 张国华 | |||||||||||||||||||
摘要:重视培养学生的动态思维能力和思维迁移能力有助于发展学生的兴趣与能力,有助于认知情感和人文精神的形成,有助于学生学习过程和和良好的学习习惯的养成。 关键词:动态思维 迁移思维 共性知识 一、动态思维能力 新课标倡导物理学科要培养全体学生的科学素养。在物理教学中积极开展学生动态思维能力培养的研究讨论,能很好地促进这一教育目标的落实。动态思维能力是学生处理动态物理问题时,把握情景实质,提炼物体模型并灵活运用其它知识解决问题的能力,是学生思维发展水平和良好思维品质的重要体现。 1、始终以研究对象具体变化作为问题分析和讨论的立足点。研究对象是物理问题发展和变化的载体,是物理问题和物理规律应用的契合点。物理问题的动态发展,包括研究对象的转换,工作条件的改变,都是围绕一定的研究对象展开的。如在探究电流跟电压的关系时,必须明确研究对象是一定值电阻还是某两点间的电压,才能比较顺畅而正确地得出结论。对于具体的实际问题,研究对象不够明确,还要注意研究模型的抽象。如把扳手、电工钳等抽象成杠杆等。 2、构建学生完整、准确的物体概念体系。物理概念作为物理思维的语言,对其深刻把握和理解是学生思维能力发展的基础。如“比热容”概念的建立形成。学生的动态思维基础必须确立比热容是物质的基本属性之一,同种物质的比热容与物体质量和温度无关,却和物质的状态有关。从而形成一些推论。所谓概念的动态基础,就是学生对物理概念变化的可能性情况及原因的认识其有效形成方式,可以借助直观和物理实验,也可以是学生应用中的加深训练。 二、知能迁移能力 迁移是知识点间的灵活运用和有效的转换,构建广域的知识网络结构,使新知识、新情境处在旧知识的链接中,减少学生对知识的陌生感。 1、提高对首次知识的理解,实现共性知识之间迁移。在物理学中,有很多知识的形成、得出、应用是非常相近或相似的。我们称其为共性知识,而把出现在教材前面的称其为首次知识。例如密度、速度、功率等这样一组概念,它们都可以用比值法来定义得出。我们可以把它们看成是共性知识。我们在讲授速度时就一定要着眼于理解,使学生得出路程大、速度大或时间少、速度大的说法是错误的。形成路程一定时,时间少、速度大等一系列推论,这样在处理其他几个概念时,只要做必要的引导与修正就可以了。如下表:
2、选用合适的教学程序,假设不同的问题情境,实现知、能的迁移,培养迁移能力。 教师应有意识地优化教学思路,为学生提供便于知识迁移的情景。一般来说,教师善于指导学生对知识进行整理归纳形成一般规律,学生遇到新情景时便能进行有效的比较和联想。这就要求教师在课堂教学中注意有意识地提供迁移情景,有意识地培养学生的迁移习惯。在点拨学生进行知识迁移的过程中,归类比较的学习方法能起到较好效果,会激发学生对所学知识、技能通过多方位的联系求同或求异。例如,在电路问题中,我们就要引导学生抓住分析连接方式,画出对应的有效电路图这一关键,学生就很容易运用这一方法去分析,解决电路问题,达到能力的自学迁移,也解决了知识的无限性与课堂教学有限性的矛盾。 以上所述两种能力的培养不是单纯的知识性问题,而是要做到知识与方法的统一。这要教师对教育素材的精心准备和挖掘,对学生进行科学思维方法的引导,提高学生自主探究的兴趣与效率。 |
物理教学中怎样进行学科渗透 |
四川省宣汉县毛坝初级中学 罗铁 |
“注意全体学生的发展,改变学科本位的观念”,“注意学科渗透,关心科技发展”是《物理课程标准》明确提出的课程基本理念,如何将这些理念渗透到我们的教学实践中去?笔者结合自己近几年的实践,认为可从以下几个方面去努力: 一、收集必要的素材是进行学科渗透的前提条件 中学阶段学习的学科较多,各学科间本身就存在着内在的联系,教师应站在学生要学习多门学科的角度,花一定的时间对中学各学科的教材作一番调查、研究。文科、理科、体育、安全教育、健康教育、信息技术等科目都要涉及到,根据学科的性质可确定重点要研究的学科,研究的方法可以是多种多样的,但目的只有一个:其它学科如何为我这一学科服务,如何与我这一学科整合,本学科怎样去为其它学科服务。 比如:所教学科是初中物理,首先我们应研究一下小学自然(或科学)课中与物理相关的内容有哪些?教学内容的深、广度怎样等;其次,要重点研究初中数学教材,特别是研究物理中用得较多的数学工具在数学教材中的进度安排是否与物理同步,如光学中用到的三角形知识,电学中用到的二元一次方程组的解法等是否与物理相应部分同步;再次,化学教材中有很多与物理相交融的内容、有联系的部分也值得去重点研究;然后,还要研究生物、地理等理科教材中与物理相关的内容;最后,还需挖掘语文、英语、政治、美术、音乐、体育、安全教育、信息技术等学科中能与物理相联系的内容。 只有收集了丰富的素材后,教师才有可能从全局的角度来认识物理在各学科中的地位和作用,才能在教学中去落实改变学科本位、注意学科渗透的新课程理念。 二、在备课环节上,应将学科渗透理念体现到教案中 新课程物理教材在编写上,很多章节内容就充分体现出了学科渗透思想。如:物理单位、公式中的字母等基本都是外语单词的缩写,在学生记忆时可从外语的角度来帮助理解记忆;光学中透镜部分学习后,安排了眼睛与视力矫正;分子动理论部分与化学相关内容在编写上有惊人的相似等等;在对这类含学科渗透较明显的内容备课时,教师要在教案中充分体现出:不同学科间内容存在着联系,很多内容是相互交融的,原理上是相通或相同的,通过教学能让学生体会到、认识到学科渗透对于学习相关的几门学科能起到互相促进、相互融会贯通的作用。 在备课时,除了重视教材上含学科渗透较明显的内容外,还要充分挖掘教学内容中不明显的、但能与其它学科联系的内容。如:在学习“核能”部分内容时,核裂变的例子中一般都出现了铀235原子核,学生在理解时若提示结合化学中原子结构的知识来理解它,铀235核是铀原子的原子核,它是由92个质子和143个中子组成的,会使学生形成“理化是相通的”认识;而在核聚变例子中,用图给出了1个氘核与1个氚核结合成1个氦核,并释放1个中子的核反应过程。在解释氢元素的三种同位素时,会举到氕原子核,它是只由1个质子组成的原子核,这种原子核里没有中子,这是物理、化学课本中有关原子核的组成的例子中唯一不符合“原子核是由质子和中子组成的”结论的特例,在教学时若对此加以强调必然会深化学生对这一部分知识的理解。 三、教学过程是实施学科渗透最重要的环节 在教学过程中,除了将备课教案中有关学科渗透的内容展现在教学中,还应充分利用物理素材对学生进行德育教育,自然地完成物理与政治课的融合、渗透;板书时,注重字体的美观、内容的布局、简笔画的规范等,这些又会给学生以艺术般美的熏陶;教学时不但要注意口头语言的丰富、幽默、精炼,而且还要注意体态语言的情感表现力,做好这些方面会有助于提高学生的人文素养,有助于使提高科学素养和人文素养二者有机地结合起来。 科学探究教学、实验教学、课外实践活动等的开展,也应注重学科渗透。 新课程的一大亮点就是增加了科学探究的教学,科学探究内容既可以是教材上安排的,也可以是教材外结合本地实际选取与教学内容相关的,还可以是师生自己从生活中选取的,所以科学探究教学中就很容易出现学科渗透的内容;课外实践活动亦是如此,在开展这方面教学活动时,教师要注重加强指导,培养学生的学科渗透意识。比如:初中物理“眼睛与视力矫正”一节中,要求学生根据近视眼、远视眼的成因探究怎样去矫正它们,这一部分就要综合生物与物理两科的相关知识才能完成该探究活动;在课后的作业中,还安排了一个调查活动的内容“调查班上同学的视力情况,画出全班学生视力情况分布表;通过查阅资料了解青少年视力下降的原因,了解保护视力、预防近视应注意的事项”,该活动中就会用到数学绘图、怎样利用信息技术查阅资料等等。 加强学科渗透类题型的练习,是物理教学进行学科渗透的一条重要途径。 近年来物理与其它学科渗透类题型出现较多,教师应重视对这类题型的开发与利用,让学生加强此类题型的练习,有助于提高学生学科渗透意识,使其在学习过程中主动挖掘学科间的横向联系,提高分析问题、解决问题的综合能力。如: 与语文学科: 在李白的“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”诗句中,从物理学机械运动的角度看,舟中人是运动的,所选取的参照物是( );从能量 的角度看,前进的小舟具有( )能;从声现象角度看,传播猿声的介质是( );从力的角度看,轻舟所受浮力的施力物是( )。 与数学学科: 1)如下图,人眼E位于坐标(3,0)处,一平面镜MN平行于X轴固定于坐标(0,3)处,M的坐标(-1,3),N的坐标(1,3),求人眼E从平面镜MN中观察到X轴标尺上的刻度范围。 与化学学科: 1)如图1所示,电路里有两根导线的一端未连接,把它们浸在硫酸铜溶液中,闭合开关S后,灯泡L正常发光。小华用滴管向硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,可以观察到( )A、灯泡L逐渐变暗,慢慢熄灭;B、灯泡L立即熄灭;C、灯泡L的亮度不变;D、灯泡L被烧毁 2)如图,60℃的硝酸钠饱和溶液中悬浮一空心的铁球,当溶液温度降低20℃时,会出现的现象是:(1) ;(2) 。 与生物学科: 1991年8月《新民世界晚报》报道一则消息“上海的雨点鸽从内蒙古放飞后,历经20余天,返回上海市区鸽巢。”信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领,实在令人称奇,人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想:A、信鸽对地形地貌有极强的记忆力;B、信鸽能发射并接收某种超声波;C、信鸽能发射并接收某种次声波;D、信鸽体内有某种磁性物质,它能借助地磁场辨认方向。 那么,信鸽究竟靠什么辨认方向呢?科学家曾做了这样一个实验:把几百只训练有素的信鸽分成两组,在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁,而在另一组信鸽翅膀下各缚一块大小相同的铜块,结果,绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍,而缚着磁铁的信鸽却全部飞散了,科学家的实验支持了上述哪种猜想? 与地理学科: 请用光的直线传播知识解释日食、月食现象。 指南针为什么能指示地理南北方向? 与体育学科: 在雅典奥运会上,110米栏的跨栏赛跑正在紧张地进行着,谁是冠军,众人瞩目。观众认为,跑在最前面的刘翔最快,裁判则依据到达终点的计时少而判断他跑得最快。观众与裁判的判断运动快慢所用的方法是不同的。观众看谁跑在前面,是用相同的时间比较___的方法;而裁判的判定,是用相同的路程比较____的方法。 关注科技发展前沿,注重将科技发展中含有学科渗透的新思想、新方法介绍给学生,使学生感受到学科渗透是各自然科学间本身存在内在联系的一种必然要求。如:当今的分子生物学,就是生物学与化学、物理学、数学相结合的一门交叉学科。 综上所述,要贯彻学科渗透的课标理念,教师不但要有学科渗透的意识,而且在教学过程中要充分体现出有学科渗透;不但教师要去收集丰富的素材,而且还要调动学生在学习过程中主动去进行学科渗透,通过师生的共同努力培养起学生学科渗透的意识和能力,这样才能真正达到新课程的课程目标。 参考文献: [1]教育部.义务教育《物理课程标准》(实验稿).北京:北师大出版社,2001 [2]四川省教委师范处.《教学技能》.四川:成都科技大学出版社,1999 [3]义务教育课程标准实验教科书编写组.《物理》八年级教科书.上海:上海科技出版社,2001 [4]义务教育课程标准实验教科书编写组.《物理》九年级教科书.上海:上海科技出版社,2002 [5]2001年十堰市中考物理题、2001年苏州中考物理题 |
初中物理教育中的STS教育 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
江苏省盐城市亭湖区伍佑镇初级中学 李军 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要:文章概述了STS教育的起源及其因素、目的、任务,并简单介绍了我国中学物理教育中的STS教育实践,并从中考这个评价方式来说明我国在初中物理教育中取得的成就。 关键词:STS 初中物理 中考 概述 一、STS教育的概述 STS是science(科学)、technology (技术)、society(社会)三个单词的第一个字母的缩写。STS是一门研究科学、技术和社会关系的交叉学科,它体现了一种新的价值观、科学观、教育观和社会观。STS教育研究首先起源于美、英两国,STS的出现有着其学术条件和社会条件──科学技术研究的社会化导向;交叉学科的兴起;对科学技术本质的反思;二战以后兴起的反战运动、环境运动、保护消费者权利和利益的消费者运动;因对社会不公平而爆发的民权运动、妇女运动、黑人运动等等。70年代初,美国斯坦福大学的赫德教授提出:要把科学教育、科学课程的重点放在价值观、社会技术和决策方面,要联系社会、技术和人类进行科学教育。1980年国际科学联盟和联合国教科文组织在澳大利亚墨尔本召开的STS教育国际会议上提出了一个参考意见,即把STS教育看作“一个对今日学生进行科学教育最合适的方法”。STS作为一个新概念的出现仅有20多年的历史,但已引起各国学术界、尤其是教育界的广泛关注。社会要求我们培养出来的学生是具备现代生活、现代劳动、现代技术知识和技能的高素质的新型人才。在物理教学中,将物理教学与科学、技术、社会相结合,使它们融为一体,从而更好地发挥教书育人的功能,为社会培养高素质人才。 1.STS教育中各因素之间的关系 STS教育中的科学是指自然科学,现代科学观念把自然科学看作是一种对大自然不断深入的探索过程,在这个过程中,人们不仅得到了科学的知识和科学方法的智慧,也看到了科学思想和科学精神闪耀的光芒,感受到了科学家高尚人格和优良品格的伟大力量。因此,科学教育不仅包括科学知识的传授,还应注重科学方法和科学精神的教育。STS中的技术架起了一般科学知识和实际应用之间的桥梁,技术特别是高新技术已经深刻地影响到人类生活的各个方面。因此,我们应将技术融入到教育中,技术教育即包括从理论上对技术原理、技术内容的了解,也包括学生自己动手实践,掌握基本的应用技术。 科学技术与社会之间存在着紧密的关系:一方面,科学技术的发展和社会进步之间相互的推动作用;另一方面,科学技术是一把“双刃剑”,它在推动社会发展的同时也带来了一系列的社会问题。因此,我们不应将两者隔离开来,而应站在社会可持续发展的高度上,重新审视传统的科学技术教育。 2.STS教育的目标和任务 2.1让学生掌握基础知识和学习方法 教师在传授基础知识的同时要注意激发学生爱科学、学科学、用科学的热情和奋发进取的创造精神,使学生形成科学的思维方法,进而更好地掌握物理基础知识和基本技能。 2.2帮助学生树立现代科技意识 使学生了解现代物理知识及其价值,对当今世界和国内的科技发展动向更为关注,对热点科技领域的新成就、新技术有大概了解,开拓学生的视野,增强科学技术意识,激发学生的爱国热情,使学生真切地感受到未来社会的发展就是科技的发展,未来的世界强国必然也是科技强国。 2.3增强学生社会责任意识 让学生了解科学、技术、社会三者之间的关系,即科学的目标是探知自然奥秘和社会的真谛;技术的目标是对世界加以改造使之适应人类之需;科学、技术的共同目标是促进人类社会的进步,并与自然和谐运行,这种进步与和谐又促进科学技术的提高。 2.4培养学生具备应用知识的能力 STS教育不仅重视科学知识的学习,还重视技术的教育,强调学以致用,培养学生的观察、实验操作、思维、分析和解决实际问题的能力,让学生了解知识如何在社会生活、生产上应用,为今后从事社会生产和生活打下良好的基础。 2.5培养科学的生活态度和习惯 实施STS教育使学生乃至老师对科学技术与社会的相互作用有足够的认识,帮助学生把特定的与科学技术和社会问题有关的价值转化为人们的共同行为。 STS教育是全方位的教育,它既符合现代社会发展对物理教学的要求──面向现代化、面向世界、面向未来,还具有提高全体学生科学素质的内涵,能为社会培养高素质的实用人才。 二、我国初中物理学课程中的STS教育实践 我国的STS教育始于1985年10月,当时联合国教科文组织亚太地区教育办事处和中国联合国教科文组织全国教育委员会委托中央教育科学研究所在苏州召开了中学理科教师能力研讨会,会后提出了STS教育在我国的实施。其实施STS的教育目标是,使学生在创设的实际技术情景和社会情境中学习和理解科学和技术知识,使学生在对实际问题的研究中认识和掌握科学理论和科学方法。 近几年来,我国教育研究的一个主要任务,就是如何使STS课程中国化。我国目前在课程设置上,是以必修课为基础,再设置一些STS课程作为选修课与活动课、社会活动相结合的课程结构。我国在初中物理课程中进行STS教育的具体做法主要有以下几种。 1.必修课有机渗透 其关键是找准结合点,并且要挖掘教材中的相关内容。教材中进行STS教育的素材很多,在教学中要有意识地利用这些教材内容进行渗透。例如武汉市武络路中学在初三物理《内能的利用、热机》一章中STS 教育的内容、方式如下表。
2.在必修课基础上,选修课内容做可能和必要的延伸拓展,使选修课和必修课结合起来 通过选修课的学习,使学生了解当代物理知识及其相应技术与人类生活的密切关系,从而使物理知识更多地联系生产和生活实际。通过选修课的学习,使学生了解当代物理科技的某些前沿发展情况以及我国建设的成就,加深学生对祖国的热爱,开阔视野,培养对科学的兴趣,树立科学世界观。例如北京师范大学附属中学开设的《当代物理与人类生活》选修课。 宇航及人造卫星(3课时):世界各国宇航发展的概括:第一、二、三宇宙速度的推导;我国人造卫星的应用现状;宇宙废弃物及星球大战;飞向太空。 超声及超声诊断(3课时):声波、次声波及超声波;超声换能的原理结构;超声波的发射、传播和接收(介质发射、吸收和折射);超声诊断。 机器人的应用(3课时):机器人的定义;机器人三原则;机器人的发展概括;机器人的主要功能和应用;机器人带来的副作用。 核能应用(4课时):我国(及世界)能源情况概述;核反应堆结构;大亚湾及秦山核电站介绍;切尔诺贝利事件的教育;核能应用远景。 3.在活动课和社会活动中进行STS教育 精心设计专题讲座。科技发展日新月异,为了使学生了解当前的一些科技动态,适当补充一些科技资料进行专题讲座是必要的,但这些资料需与中学物理教学有联系。“磁悬浮高速车”、“太阳能的利用”等。 参与社会活动。例如在环境教育活动中,参观调查水泥厂、造纸厂、加工厂等,使学生了解到有毒物质、大气污染、水污染、噪声污染、固体废物污染等给人类带来的危害,增强学生的社会责任感。通过查阅资料了解电磁辐射及光污染的危害。 切实加强实践操作活动。例如组织开展小实验、小制作、小论文等“三小活动”。结合教材内容《生活用电》,安装维修照明电路;电能表是生产生活中应用比较广泛的一种仪表。我校使用的电能表的表盘上都标有3000imp/K·Wh,应让学生学会如何用秒表和电能表测白炽灯、电熨斗等用电器的功率?如何检查电能表的准确程度?如何测照明电路的实际电压?分别是怎样计算的?在教师的引导下,学生推导了一系列公式,然后在课外活动进行测量。这不仅加深了对电功、电功率的理解,而且培养了学生的探索能力和操作能力,为以后进一步学习和参加生产生活实践打下了坚实的基础。 三、在初中物理考试中STS教育的渗透 近几年来,各地的物理中考都不同程度地加强了考试内容与学生生活的联系。例如联系自行车的结构和使用考查摩擦的知识,结合安全教育相关的电学知识,各种家用电器如冰箱、电饭煲、电热淋浴器等也不断地成为试题素材,甚至计算题也有很大的改进,一改以前让学生在虚构的情境中进行计算、解决问题的情况,设置真实的情景,让学生有所感受,进行有意义的计算。初中学生刚刚开始学习物理,这个年龄阶段的孩子对自然、生活有着旺盛的好奇心和求知欲,因而无论教学还是考试都应该从学生认知特点出发,从感性认识入手,为学生提供真实、生动的情景。 有些试题如下面例1,不仅深入挖掘生活中的科学素材,而且引导学生自己进行这样的挖掘,养成注意观察、勤于思考的好习惯,做生活的“有心人”,并在这个过程中,时刻感受到科学知识与自己生活的密切联系,体会“学以致用”的成功感。 例1 有人建议在烹饪学中设置一门“厨房物理学”课程,以解释如下现象:(1)锅里煮食物时,菜汤已经沸腾,这时盖上锅盖比不盖上锅盖煮的更快,这是因为:____________________;(2)厨房里有一些现象很容易用分子运动理论解释,如(现象一):_____________________又如(现象二):__________________。 关注社会热点问题和科学技术的新进展已经成为考察解决实际问题的一大热点,科学知识的本质属性和教育理念的不断更新使得“两耳不闻窗外事,一心只读圣贤书”的想法和做法在现代已经站不住脚,让学生关注社会、了解社会是教育的不可推卸的一份责任。人类社会发展到今天,科学技术已经渗透到社会和生活的各个方面,几乎每天都在带来新的变化,提高我们的生活质量,联系这些问题对学生进行知识的考察有利于学生养成关心人、关心社会、关心科技进步的品质,同时也将在一定程度上促成学生运用所学知识为人类造福的思想。近几年的物理中考在这方面都有很好的体现:2001年北京市海淀区的物理中考试题中援引了《文汇报告文学》在当年4月4日发表的《美国军用侦察机撞击我军用飞机的过程》的短文,要求学生阅读短文后从文中找出三个跟物理相关的物理名词、短句或句子,并分别写出涉及到的物理知识,试题具有鲜明的时代感,引导学生用科学的观点分析问题,发表观点。2003年“SARS”无疑是一大社会热点问题,在各地的中考试题中都不约而同地出现了与“SARS”相关的素材,如红外耳温仪以及喷杀消毒药水等“非典”期间的事物,例3结合了真实的新闻事件,要求学生运用所学知识对事件进行分析,这样的试题在考察学生知识和能力的同时更是让学生体会了“学以致用”,从而激励他们的学习热情。 例2 今年三月下旬,香港陶大花园爆发“SARS”。经香港卫生署及世界卫生组织的调查,发现引起陶大花园“SARS”大面积传播的原因之一是:当地一些家庭使用地漏排泄地面上的污水,从而造成与卫生间地漏相连的U型水弯头内没有存满足够的水,有的甚至是干的,因此不能正常发挥作用。请你从物理学的角度对上述事件的原因做出简要的分析。 有关科技新发展的考察在近些年的中考中也日渐突出,磁悬浮列车、“长征系列”运载火箭、“和平”号空间站、三峡大坝等内容相继出现在试题中。 STS教育强调科学、技术、社会、三者之间的兼容,它要求增强学生对科学与技术、科学与社会、技术与社会等方面关系的认识,要认识三者之间相互作用、相互影响、构成系统结构的整体功能。在近些年的中考试题中,我们看到各地的试卷都会出现关于环境保护、能源开发和利用、可持续性发展这些方面的题目,这些试题以科学技术发展对人类生存环境的影响为载体,从正反两方面向学生揭示科学技术的内在价值。 例3 乌鲁木齐是全国大气污染最严重的城市之一,每年的10月15日至次年的4月15日,在长达半年的采暖期内,遍布乌市城区和郊区的成千上万台大大小小的锅炉,便同时炉火升腾,每年都要烧掉800万吨煤炭,向天空排出6万多吨烟尘,9万多吨二氧化硫……分摊到首府200万市民,每人可得到3公斤烟尘、45公斤二氧化硫等来自空中的“礼物”,再加上近万辆出租车、公交车排出的尾气……为此市政府和环保部门付出了很大的努力,出台了许多的政策,假如你是环保小卫士,你会提出哪些合理的建议改善这种状况?还首府一片蓝天。(至少三种答案) 本例题以让学生提出改进建议这样的形式,使其在关注环境问题的同时,体验和判断社会决策。这样的题目很好地引导了学生对STS的思考和认识,无论是对学生本身还是对未来社会的发展都将起到很好的影响。 中考作为评价方式的一种,发挥着促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。在物理中考中越来越多地渗透STS教育是新一轮物理基础教育改革的及时反应,同时也必将影响正在进行中的教学改革,推进课程内容的现代化进程。 虽然STS教育观点得到广泛的支持,但还面临不少问题。首先,是师资力量,目前学科专业分工很细、很窄,要培养能胜任STS教育的中学教师至少目前还存在很大困难。这就要求我们教师自己学习有关知识来进行STS的教育。其次,学生到底应掌握多少科学、技术和社会三方面的知识?这个问题是许多老师们不能很好掌握的尺度,虽然在中考中有一些试题,但还是很少的一部分。这样培养出来的学生能否更适应社会,应有正确的认识。目前,没有谁进行过相关的调查,也没有具体的数据来说明这个问题。其三,如何将学生身心发展这一维度考虑到适度的位置?学生是否能够承受这些教育,能够接受这些教育,都还是些未知的。但是我相信在不久的未来,这些问题在相关专家和学者的研究下,能够得到很好的解决。随之,我国的STS教育也将走向成熟,学生们也将走向成功的殿堂。 |
一个值得深思的拓展实验 |
河北省衡水市第六中学 封振梅 |
摘要:课本上的实验本来无可厚非,却不能完成,原来是弹簧测力计量程为5N太小了,我让同学们大胆设计用自己身边的一些学习用品当器材,同学们经过不懈的思考居然想到用杠杆知识解决了问题,将实验拓展真正进行到底这才是本实验值得我们深思的地方。 关键词:无可厚非 大胆设计 困惑 创新 深思 拓展 我在复习《大气压强》一节时,课本上有估测大气压强的实验:将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上,挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉(如图),直到吸盘脱离板面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数,这就是大气对吸盘的压力。设法量出吸盘与桌面的接触面积,算出大气压的大小。课本上的实验本来无可厚非,但在我们做实验时却不能完成,请大家看下面的精彩过程。 我让同学们自己亲自去实验粗测自己身边的大气压强,器材有:塑料挂钩的吸盘(面积约为6cm2)、弹簧测力计(量程为5N)、光滑水平板。大约过了10分钟,同学们居然一个没有做出来而都感到困惑,为什么呢?同学们七嘴八舌议论开了,有的同学说:“弹簧测力计量程太小了。”而我洋装无可奈何陷入了僵局,我接着就问:“这都是书上给的器材呀,难道书上是错的?”有个同学接着解释其中的奥妙,我们先来估测一下大拇指受到的大气压力,根据公式,,大拇指的受力面积约为,可以得出,而我们的吸盘受到的大气压力约为60N左右,而给出的就是实验室中的量程为5N的弹簧测力计,这个实验怎么去完成呢?而课本上没有给出弹簧测力计的量程。所有在场的同学都感到惊讶,他怎么敢推翻课本上的实验。我为这位同学的创新大胆精神而受到鼓舞并为他的大胆创新及时给予表扬。 下面请同学们还是用刚才给的器材和你桌子上的学习用品去完成这个本不能完成的实验,大胆去创新。同学们经过不懈的思考居然想到用杠杆知识来解决问题,如图所示。从课本上看似很简单的实验,它蕴藏着无穷的潜力,同时也有利于激发学生创新的动机,培养学生的创新意识,将每个实验拓展能让学生自己动手做的一定去实践,从中可以发现很多的奥秘,将实验拓展真正进行到底这才是本实验值得我们深思的地方。 |
实验器材的简单使用和组合使用及拓展使用 |
安徽省安庆市宜秀区罗岭中学 杨建生 |
摘要:一、各类仪器仪表使用方法简单呈现;二、各类仪器仪表测量的物理量;三、组合各类仪器仪表能测出哪些物理量;四、思维变换非常规的测量。 关键词:实验器材 使用测量 奇妙组合 获取物理学知识的基本方法是观察和实验,而实验是离不开测量工具的使用。纵观整个初中物理共有测量仪器仪表16类,各有作用和不同的使用方法,当然也有共同点和组合使用时的奇妙之处! 一、各类仪器一览 A.刻度尺 构造:有刻度的尺子。 使用方法:刻度尺是测量物体长度的工具,刻度尺的分度值一般为1mm。刻度尺测量长度是物理实验的基本技能,也是其他测量仪器正确读数的基础。 (1)正确使用刻度尺 ①使用前:做到三看,即首先看刻度尺的零刻度是否磨损,如已磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。 其次看刻度尺的测量范围(即量程)。原则上测长度要求一次测量,如果测量范围小于实际长度,势必要移动刻度尺测量若干次,则会产生较大的误差。 最后应看刻度尺的最小刻度值。最小刻度代表的长度值不仅反映了刻度尺不同的准确程度,而且还涉及到测量结果的有效性。量程和最小刻度值应从实际测量要求出发兼顾选择。 ②使用时:使用时应注意正确放置和正确观察。 正确放置的关键是做到:尺边对齐被测对象,必须放正重合,不能歪斜;尺的刻面必须紧贴被测对象,不能“悬空”。 正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方,视线与刻面垂直,看清大格及小格数。 (2)正确记录测量结果 一般情况下应估读到最小刻度值的下一位。如学生用三角尺最小刻度是mm,用它测量长2cm的长度,若正好对准在刻度线上时,正确记录应为2.00cm,其中2.0cm是尺面准确读出的数,由于无估读数,需在毫米的10分位上加“0”。 注意:记录测量结果时必须写上相应的单位。 (3)长度单位的换算 应掌握km、m、dm、cm、mm、μm六种单位间的换算。其中km→m→mm→μm每一级都是千进位;m→dm→cm→mm每一级都是十进位。换算的正确写法应该是:换算数字乘以进位比例带进位后的单位。 (4)正确认识误差 ①误差产生的原因来自于测量仪器的准确程度、实验原理的局限性、环境与人为的客观因素等。因此,任何测量中的误差是不可避免的。只能努力设法减小误差,不可能消除误差。误差与错误不同,错误是由于方法不当、人为主观因素(读错、记错等)造成的,因此在实验中错误应该避免也能够避免。 ②减小误差的途径:选用准确度较高的测量仪器,改进实验方法,熟练实验技能等。在一般实验中,减小误差的有效途径是取多次测量的平均值(这种方法对偶然误差的减小有效)。 B.钟表(停表,机械表,摆钟) 使用方法:使用时注意校零,复位即可!由于在小学就对此有比较深入的了解,在这里就不予详细述说。 C.天平(磅秤,电子台秤,杆秤) 构造:底座 横梁 标尺 刀口 游码 分度盘 指针 平衡螺母 砝码 镊子 铭牌 使用方法:天平放置要水平,游码位“0”再调平,天平平衡勿移动,两盘对调不可行。提取砝码用镊子,物左码右两盘分,移动游码看指针,指针指0示平衡。示数包含两项值,两值相加便完成。天平的使用就在于此。 D.量筒 量杯 使用方法: 1.不能用量筒配制溶液或进行化学反应。 2.不能加热,也不能盛装热溶液以免炸裂 3.量取液体时应在室温下进行。 4.读数时,视线应与液体凹面的最低点水平相切。 5.量取已知体积的液体,应选择比已知体积稍大的量筒,否则会造成误差过大。如量取15mL的液体,应选用容量为20mL的量筒,不能选用容量为50mL或100mL的量筒。 E.温度计体温表 使用方法: 1.使用温度计前要先估计被测物体的温度,选择适当的温度计,测量前要看清温度计的量程和分度值。这样才能正确读出所测量的温度,并且不会损坏温度计。 2.测量时,温度计的液体泡不能与容器器壁、容器底部接触,液体泡要完全浸没在被测液体中。 3.待温度计的液柱稳定后读数。 4.读数时眼睛要平视。 5.读数时,温度计不能离开被测物体读数。 6.体温表略有不同,即使用前要甩几下,要消毒,可以拿出读数。 F.电压表 使用方法: (1)电压表要和被测的用电器并联。 (2)“+”、“-”接线柱的连接方法要正确。 (3)所用量程的最大测量值必须大于被测电路两端的电压。 (4)正确读取电压表的示数。 在读取电压表的示数时,要先确认电压表选用的是哪个量程,然后根据量程确认刻度盘上每个大格和每个小格表示的电压值,最后看清测量时表针停在哪个大格、哪个小格上,根据指针位置读出所指示的电压值。 G.电流表 使用方法: 1.电流表要串联在电路中。 2.正负接线柱的接法要正确:电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。 3.被测电流不要超过电流表的量程。 4.绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。 H.弹簧测力计(弹簧磅秤) 使用方法: 1.观察量程和分度值。 2.检查弹簧是否损坏并调零。 3.用力的方向要沿着弹簧的轴线。 4.所测的力不能超过弹簧测力计的量程。 I.U形压强计 使用方法: 1.使用前注意调节U形压强计的液面到平衡位置。 2.读数时视线相平。 3.证明液体中存在压强的实验时,要注意金属盒,橡皮膜的气密性。 J.电能表 使用注意事项: 单相电能表的主要技术参数中有一项是这样表述的:“电压范围为220V(±30%):表示电压在220V×(1-30%)=154V和220V×(1+30%)=286V之间,电表能够正常工作。” 这就是说如果使用电压小于154v,就不能正常测量了,如果使用电压在154V~286V之间,则可以正常测量。 在一般情况下的电能表使用时,都可以正常测量的,如果超出了电能表额定电压的使用范围,则用电器已经无法正常工作,也无需电能表来计量了。 K.测电笔 使用方法:一定要注意到使用时手要接触到笔尾金属体。 L.水平仪 M.汞气压计无液气压计 N.分贝仪 O.量角器 P.数显硬度计 上面这几种就不予细说。 现在我们来观察和发现这些器材的使用方法,进行一下合理的总结我们会发现: 仪器的使用方法总结起来说:可以归纳为六个字。 会“估” 无论测量哪个物理量,首先我们自己要对这个被测量要有个初步的估测,也就是说最起码得知道一个范围,如测电流,我们如果知道个范围就可以减少试触的过程。而测温度,电压等更需要正确的估计。 会“选” 在正确估的基础上,我们才好选择合适的器材,从而避免了一些不必要的步骤和损坏器材的可能,如测开水的温度,我们就不能选体温计。如测铅球的质量就不会选天平,而要选电子台秤。 会“放” 选好了器材,之后就是要放置了,如天平,量筒,压强计就要放在水平桌面上;而如刻度尺就要沿被测物体的边缘放置。 会“测” 放好之后自然就是测量了,而不同的仪器略有不同的测量方法和一些注意事项,如电流表要校零、串联,要注意正负接线柱;电压表要校零、并联,要注意正负接线柱;弹簧测力计要校零,弹簧的伸长方向要和被测力的方向在一条直线上。 会“读” 正确的联接和测量之后就是读数,基本上所有的仪器在读数时都要注意一下视线要和刻度线相平,或者说和液面相平如量筒。 会“记” 记录数据时一般要有估计值和准确值,当然一定要注意单位。 在学习了这些测量仪器的基础上,最重要的是这些仪器能有什么样的用途和一些奇妙的作用。 常规的应用: 选A.刻度尺我们可测出长度,面积,体积,高度,深度,振幅。 选B.钟表(停表,机械表,摆钟)我们可以测出时间,周期,频率。 选C.天平(磅秤,电子台秤,杆秤)可以测出固体,液体质量。 选D.量筒 量杯可以测出液体体积,固体体积。 选E.温度计体温表可以测出温度,吸热多少。 选F.电压表可以测出电源电压研究串并联电路的电压特点。 选G.电流表可以测出电流,研究出串并联电路的电流特点。 选H.弹簧测力计(弹簧磅秤)可以测出力的大小如重力,浮力,拉力。 选I.U形压强计、M.汞气压计 无液气压计可以测出液体的压强,气体的压强大气压的值。 选J.电能表可以测出使用了多少电能。 选K.测电笔可以测出哪个是零线,哪根是火线。 选L.水平仪可以测出平面是否水平,也可以测出墙是否竖直。 选N.分贝仪可以测出响度的大小。 选O.量角器可以测出角度的大小,研究光的反射定律,折射定律,力臂作图。 选P.数显硬度计可以测出硬度。 上述这些只是最基本的应用,而这些仪器仪表简单组合就可以测出很多的物理量: 如: 选A.刻度尺和B.钟表我们可以测出速度,声速。 选C.天平(磅秤,电子台秤,杆秤)和D.量筒 量杯我们可以测出密度。 选C.天平(磅秤,电子台秤,杆秤)可以测出比热容。 选F.电压表和G.电流表我们可以研究欧姆定律,测出电功率,发热功率,伏安法测电阻。 选A.刻度尺和选C.天平(磅秤,电子台秤,杆秤)和H.弹簧测力计(弹簧磅秤)可以测出固体压强,研究重力和质量的关系,测出机械效率,研究出提高机械效率的方法 选B.钟表(停表,机械表,摆钟)和选J.电能表可以测出电功率。 可以看出组合时可以测出更多的物理量,如果我们进行深入的思考我们还会发现,有很多的仪器仪表可以有很不寻常的用途如: 如我们可以只用天平不用量筒也可以测出密度具体方法为: 1.天平测小石头的密度: 步骤为: (1)天平测出小石头的质量记为m; (2)找到一个可以直立于水中的试管,测出质量为; (3)在一大容器中倒入适量的水,再把小石头放入一可以直立于水中的试管中,当其漂浮时记下其位置,并作一记号; (4)取出石头,再把试管放入大容器中,并在试管中倒入适量的水,使其再次漂浮时恰好在记号处; (5)再测出试管和其中水的总质量记为; (6)则可计算出。 2.天平可以测出牛奶的密度: 步骤为: (1)取一合适的无刻度的容器,测出其质量记为m; (2)倒满水测出其质量,记为; (3)水倒出,擦净倒满牛奶,测出质量记为 (4)可计算出。 上述只是这些实验器材的一些小小妙用,起到抛砖引玉的作用,如果我们勤于动脑,变换思维,我们就能发现更多的奇思妙想。让我们思考吧! |
物理实验结论的表述常见错误浅析 | ||||||||||||||||||||||
江苏南京金陵中学 钟继芳 | ||||||||||||||||||||||
物理实验结论的形成是物理探究活动的一个重要环节。对于探究物理规律的实验,实验结论的形成通常建立在两方面分析的基础上:因果分析和数据分析。如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的,又能知道该现象和某原因之间所存在的数量关系的规律,只要把这两个方面概括起来进行描述,这就是实验结论。 中学生尤其是初学物理的学生在归纳实验结论时,常出现一些错误,究其原因通常可归纳为以下几种类型: 一、因果关系表述颠倒 倒1 某同学在做“研究电流和电阻”的关系的实验后,收集了一些实验数据如下表,由表内数据可得的结论是:___________。 U=3V
错误结论 当导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比。 分析 原因和结果,在物理实验中,通常表现为物理条件和现象,物理条件是原因,物理现象是结果,物理条件的改变引起了物理现象的变化。因此要归纳科学规律,一方面要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,另一方面还要注意两个物理量的因果关系,不能前后颠倒。由于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关,因此本实验研究电流跟电阻的关系的方法是:保持导体两端电压不变,通过改变导体的电阻,来观察电流的变化情况。因此,电阻的变化是原因,电流的变化是结果,且实验数据的规律表明:当导体两端的电池一定时,导体的电阻增大为原来的几倍,导体中的电流就减小为原来的几分之一。 正确结论 当导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。 二、结论缺少实验条件 例2 某同学用实验探究气体的压强跟体积的关系,实验装置如图1所示,先用一个小橡皮帽套在注射器下端的小孔上,以封住注射器内一定质量的空气、再依次在注射器的活塞上放1个、2个、3个同样质量的砝码。实验现象如图所示,此实验得出的结论是:________。 错误结论 气体的压强越大,体积越小。 分析 在描述实验结果时,语言要客观、准确。所描述的结果如果只是在某种实验条件下进行的,不仅要描述所探究的规律,还要客观地指出这一规律所存在的条件。本实验是用封闭一段空气来探究气体压强随体积的变化规律,应得出的结论是:“一定质量的空气,在温度不变时,压强越大,体积越小。”在这段描述中,“一定质量”“空气”“温度不变”,讲的就是实验条件,“压强跟体积成反比”讲的是规律。如果进一步对各种气体进行实验,上述成反比的规律都成立,便可以把上述描述中的“空气”改为具有更为广泛意义的“某种气体”。 正确结论 一定质量的某种气体,在温度不变时,压强越大,体积越小。 三、实验条件表述错误 例3 如图2所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块,被撞得越远,表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得远。此实验得出的结论是:_________。 错误结论 当物体的高度一定时,质量越大,具有的动能越大。 分析 “控制变量法”是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,它在实验探究中具体的做法是:为了研究某物理量同影响它的多个因素中的一个因素之间的关系,可将除了这个因素以外其他因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与该因素之间的关系。 本题实验研究的是动能与质量的关系,由于影响小球的动能的因素有两个:质量和速度,因此研究动能与质量的关系所采用的实验方法是控制变量法,即在保持小球的速度不变的条件下,改变小球的质量,来研究动能与质量的关系。本题实验中让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下只是控制小球到达斜面底端时的速度不变的一种方法。因此在表述动能与质量的关系时,它的实验条件是:使小球到达斜面底端时的速度不变,而不是小球的高度不变。 正确结论 当物体的速度一定时,质量越大,具有的动能越大。 四、研究问题判断错误 例4 某同学在用一枪弹簧制作弹簧测力计的实验时,在弹簧的下端挂不同重力的钩码,对应的弹簧的长度也不同,具体数据见下表:
分析表中的实验数据,你得到的一个重要的结论是:__________。 错误结论 物体受到的重力越大,弹簧的长度就越长。 分析 在分析、处理数据时,首先要明确本实验要解决什么问题,需要研究什么物理量之间的关系,涉及这些物理量变化关系的数据有哪些,也就是说,学生应该具备选择实验数据的能力。 该实验是研究弹簧受到的拉力与弹簧伸长量之间的关系,因此在分析实验数据归纳结论时,应表述出这两个量之间的关系。在这个实验中,钩码受到的重力的大小反映的是弹簧受到的拉力的大小,实验现象表明:弹簧下端所挂的钩码越重,弹簧的伸长量就越大,且随着钩码的总重均匀增加,弹簧如伸长量地均匀增加。 正确结论 在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长(或:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比)。 |
美国物理教材中的章后图表习题 | |||||||||||||||||||||
浙江省黄岩中学 邓明富 | |||||||||||||||||||||
在中学物理教学中,培养提高学生收集信息、处理信息的能力不可能借助几道长篇文字叙述的信息题就可以达到目的,如何采取更好地有效地措施是值得深入探讨的。本文主要归类介绍美国最权威的物理教材《科学探索者》章后复习题中的图表习题,希望能对同行在该方面的教学有所启示。该教材中除了用大量生活中的物理引出物理学原理外。在每一章结尾的“形象思维”习题栏目中有一类图表习题。旨在介绍给学生一些处理信息的实用工具。从教材对该类图表习题的处理形式上看可分为以下几类。 一、概念图习题 概念图通常是将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中。然后用连线将相关的概念和命题连接。连线上标明两个概念之间的意义关系的连接词。下面是该教材“能与功率”章后概念图习题: 例1 在一张空白纸上把这幅能量概念图(如图1所示)抄下来。补充完整后给它加个标题(若想了解有关概念图的更多知识。请参阅技能手册)。 由图1可以看出。概念(concepts),命题(proposi-tions)、交叉连接(cross-links)和层级结构(hierar chical frame works)是概念图的四个图表特征。最具概括性的概念常常位于图的顶端。越往下,概念的范围就越小。连线表示两个概念之间的意义联系,连接可以没有方向,也可以单向或双向。位于上层的概念通常可以引出好几个知识分支,不同知识领域或分支间概念的连线就是交叉连接(又称横向联系),交叉连接常常形成方向性意义,也是产生创造性思维的关键之处。连接词是置于连线上的两个概念之间形成命题的联系词。 概念图是学习工具,它从总的概念出发,逐步展开,显示出概念是如何被分解成一个个小概念的。它可以把一些概念较多的主题的整合过程清晰地呈现出来,并使学习者看到概念和概念之间相互关系的空间网络结构。这样整理之后,各个概念之间的关系就更清晰了。概念图帮助学生了解知识的结构。了解知识构建的过程,这就是帮助学生学会学习。研究发现,在学习中使用概念图的学生,在较长一段时间以后,其知识的保持超过不用概念图学习的学生。用画概念图和看概念图学习的学生,他们的知识面也比用死记硬背来学习的学生宽。更能解决问题。 二、比较/对比表习题 比较/对比表是比较两种以上事物的异同点时很有用的工具,它能提供一个有序的框架。根据你所需要的特性对事物进行比较。下面是该教材“光”章后比较/对比表习题: 例2 把而镜和透镜的类型抄在张纸上,填写下表,并为之配上标题(更多的比较/对比表格知识,见技能手册)。
建立比较对比表时,首先把要比较的事物列在表格的顶端。然后,把作比较所依据的特性列在左侧的栏中。最后,把每件事物关于各个特性的信息填入相应的格子里。 比较/对比表是用来帮助学生找出两类事物的相似之处与不同之处,这样就可以使不同的信息间由此而产生联系,使学生活动变得有意义,从而增强学生对信息的学习效果。 三、维恩图习题 维恩图是另一种用于显示事物异同点的方法,要说明各种事件的交叉重叠性时可以选择“维恩图”。 例如该教材“电荷和电流”章后维恩图习题: 例3 如图2所示,照样把下面这幅维恩图画在你的本子上,比较串联电路和并联电路的特点,做完填空题后加上标题(为了解更多有关维恩图的知识,请参阅技能手册)。 它由两个或两个以上部分互相重合的圆组成,每一个圆代表一个特定的概念或观点。概念之间的共同特征(相似点)写在两个圆重叠的区域内,独有的特征(不同点)则写在相应圆中重叠区域以外的部分,这样便于学生整理、分析、归类几件事物之间的相似性和差异性。 建立维恩图时,首先画两个部分重合的圆,在每一个圆的上方注明它代表的事物。独有的特征写在重叠区以外,而共同的特征写在重叠区内。 四、流程图习题 流程图能够帮助学生理解某组事件是按照怎样的顺序发生的。它能有效地概括出某一过程的各个阶段,或某一程序的各个步骤。如下面是该教材“流体力学”章后流程图习题: 例4 如图3所示,制作一张流程图来说明液压机如何将力放大的?(更多的流程图知识,见技能手册) 建立流程图时,首先把每个事件简要地写在方框中。然后把最先发生的事件排在最上方。紧接其后发生的事件排在其次,依此类推。最后,把各个事件依次用箭头连接起来。 五、循环图习题 循环图用来表示一系列连续循环发生的事件。连续就是指没有终点,因为当最后一个事件结束时,第一个事件又重新开始了,就像流程图一样,循环图也能帮助学生理解事件的先后顺序。要表达事件的流通过程时则可选择“循环图”。下面是该教材“科学实验”章后循环图习题: 例5 如图4所示,在一张空白纸上把这幅科学实验步骤图抄下来,并填写完整。 更多有关维恩图的知识,请参阅技能手册 建立循环图时,首先把每个事件简要地写在方框中。把一个事件排在框顶部的中间。然后,沿着一个假想圆圈的顺时针方向,按时间顺序依次排列每个事件。最后,把事件依次用箭头连起来形成一个连续的圆圈。 教材《科学探索者》各章复习题中都涉及一道上面某类图表习题,它们是信息化教学的学习支架,是一种信息组织的可视化方法。通过这些图表习题的训练。学生对某个主题产生一个形象的概念,并明了其中一些重要概念之间的关系,逐步引导学生自己整理、归纳学过的知识,进而使学生能够清楚地了解所研究问题的全部信息,达到培养学生收集处理信息的能力。 教学改革是一个长期的过程,随着形势的发展,旧的矛盾解决了。新的矛盾又会产生。因此,不断研究教材在使用中存在的问题,随时注视国外教材的动向,汲取有效教学成果,是使我们的教学不断前进、不断适应新的教学情况的必要措施。 |
创造性地处理物理教材三法 |
湖北省洪湖市教研室 朱道荣 |
法国启蒙主义思想家卢梭指出:“教育的艺术是使学生喜欢你教的东西”。而艺术的核心是创造性。因此要让学生喜欢教师的教学,关键看教学是否有创造性。笔者就创造性地处理物理教材谈三种方法。 1.授新课 独树一帜定“教路” 在讲授新知识时,教师仅靠自身原有的知识和经验,就书本讲书本,照本宣科,是讲不出创造性的。教师首先应认真研究教材编者的意图,寻找其“编路”,然后研究教材的重点和难点,寻找教材自身的“文路”,再研究学生的个性差异和现有的知识水平,寻找学生的“学路”。在此基础上教师确定独树一帜的“教路”,从而展示教师教学的创造性。 “串联电路和并联电路”一节的“教路”是:识别电路、连接电路、设计电路。其中,识别电路是难点和关键。 以电冰箱内的电路(如图1)为突破口来讲授电路的识别。教师问:你是怎样识别此电路的?学生1说:电流从电源的一端流出,顺着电路的流向A点时,出现了分支,这说明前面部分是电路的干路,在分支处出现了支路,可以判断电灯与电动机是并联的;学生2说:这个电路图像图2那样画就直观了;学生3说:象图3那样画更直观;学生4说:图4才是最直观的,干路、支路一清二楚。教师进一步引导学生分析:你是如何由图1变到图4的呢?学生讨论得出:①在电路图的变化过程中,只要不改变其电路的结构,灯泡和开关的位置可以挪动;②在不改变电路结构的情况下,可以把导线任意的伸长和缩短;(如家庭电路的识别就是如此)③在电流“行进”中出现分支点时,说明电路有并联方式;…… 由学生讨论,得出了识别电路的一般方法。 在电路连接前,教师创造性地设计了一游戏,训练电路的连接:教师充当电源,右手拿一支粉笔表示电源的正极,另找几名学生充当电灯和开关,手臂作导线,如果合上开关电路正常工作,充当电灯的某学生就连连点头,表示电灯在发光,如果断开开关,则被控制的电灯停止“发光”。通过师生游戏,学生掌握了按电路图连接实物图的一般方法,让学生真正理解了串、并联的含义,最后进实验室“真枪实弹”地操作。下课后有位同学高兴地说:今天我把老师(充当电源)也管上了,因我是“总开关”。 训练了电路的识别,掌握了电路的连接,电路的设计就迎刃而解了,在此不再赘述。 2.讲例题 寻根究底觅“编路” 教材上的某些例题的设置一目了然,学生解答得心应手,这些例题似乎失去了它的示范作用。困此很多教师在处理这类例题时总是草草了事。反之,如果教师引导学生认真挖掘编者的意图,觅其“编路”,站在编者的角度去分析例题,充分发挥例题潜在的作用,可收到意想不到的收获。《路程和时间的计算》一节中有这样两道例题: 例1 已经测出自己正常步行时的速度是1.2m/s,从家门到校门要走15min,那么上学要走的路程大约是多少? 这样的例题在小学数学应用题解答中并不少见,编者为什么还要在初中物理课本中设置此题呢?我让学生自己解答后思考:你通过此题的解答得到了什么?学生1说:在解答计算题时,写已知、求、解、答,可以规范解题格式,学生2说:运用变形式S=vt解题时,必须先写出原始的公式;学生3说:把数据和单位代入公式计算前,必须把各物理量的单位划统一;学生4说,通过这道例题的解答,让我们了解并积累了生活经验,如一般的步行速度为1.2m/s左右。……以上学生的回答,都充分体现了编者的“编路”。 例2 郑州到上海的铁路线长约1000km如图。从郑州开往上海的快速客运火车,要运行14h到达上海。已知南京、郑州间的铁路线长约700km,没火车在郑州、南京间的速度跟郑州、上海间的相等,那么从郑州开出的火车大约经过多长时间到达南京? 学生通过自己阅读并解答此例题后,又总结出了如下的规律:①对于题干较长的例题,用画标意图的办法来帮助理解物理情境是一好方法;②当有很多物理量在题中出现时,必须用上脚标和下脚标来区分,如例2中的t和t',s和s'等;③要善于挖掘题中给定的隐含条件。如上题中的“假设火车在郑州、南京间的速度跟郑州、上海间的相等”这就是一个隐含条件。 3.解习题 异曲同工展“学路” 学习的思路不同,就会有不同的解题方法,在评讲习题时,重结论,更要重过程和方法。教师把不同的正确解答方案在学生中展示(即展示“学路”),可起到相互启发、相互借鉴,开阔学生视野的作用。 学了《欧姆定律》后,课后有这样一道习题:电阻R1和R2串联后的总电阻为1.2kΩ,如果它们两端的总电压为48V,R1两端的电压为12V,求R1和R2。不同的学生提供了以下三种解法: 解法(Ⅰ):先根据R总和U总求出I总=,由于I1=I2=I,U2=12V,根据I=可得:R1===300Ω,又根据串联电路中电压的特点:U2=U总-U1=48V-12V=36V,同理R2===900Ω; 解法(Ⅱ):同解法(Ⅰ)求出R1=300Ω,根据串联电路的特点,即可求出R2=R总-R1=1200Ω-300Ω=900Ω。 解法(Ⅲ):对整个电路:I总=,对R1有:I1=,而I1=I总,∴= ,=,解得R1=300Ω,由串联电路的特点求出U2=U总-U1=48V-12V=36V,同理求得:R2=·R总= 。 以上三种解法通过实物展示仪在大屏幕或黑板上交流,效果很好。尤其是通过解法(Ⅲ)意外地找到了串联电路中的又一特点──电压的分配与电阻成正比。 |
浅谈如何在物理教学中渗透创新教育 |
湖北枣阳平林中学 谢光辉 徐涛 |
回望人类文明的历程,从简单的劳动工具的制造,到人类宇宙飞船的发射成功,从原始的“结绳计数”到今天的电子计算机,科学创新无不体现出它的巨大魅力,如今创新已经渗透到每一个学科甚至每一个领域。只有创新,才能发展。时代需要创新的人才,因此我们的教育也要培养出具有创新能力的学生。 如何培养学生的创新品质、创新思维和创新能力,成为当今素质教育的核心。物理学作为自然科学中最重要、最广泛的一门学科,就更应该,也更容易找到与创新教育的结合点。因为物理学的发展史本来就是一部人类征服自然的创造史。那么,在初中物理教学中,怎样把物理教学与创新更好地结合,培养出适应时代需要的人才呢? 一、教学中渗透科学家的故事,培养学生的创新兴趣、创新情感和创新意识等创新品质 教师在讲授物理知识的时候,同时再现知识产生的社会、文化、历史背景和物理学家们为获取物理知识所作出的真实而令人兴奋的探索历程,有利于提高学生的创新品质。物理学作为一个完整的科学知识体系,含有静态知识体系──科学规律、成果;动态知识体系──科学研究的过程。前者给人以知识,而后者给人以创新的智慧。离开了历史背景的单纯的物理知识只能使学生觉得枯燥和深奥。若能通过具体、生动、可靠的历史事实来说话,让学生感受到物理大师们用有效的方法一步一步地揭示物理奥秘时那种科学创造的快感与激动,接受科学态度和优良品质的熏陶,则会让学生在兴趣、激情的支配下来学习物理知识,既提高了学习效果,又培养了学生创新的品质。 比如在讲授重力时,我对同学们说:千百年来,“苹果”不知“落地”多少次了,而人们只看到“苹果落地”就可以吃了(同学们笑),但有一个人──牛顿却独具慧眼看到了“重力”,并由此推广到宇宙间的万有引力(这难道不是一种创新吗?),再介绍后来人们根据这一引力定律推导出了海王星的运行轨道,并导致海王星的发现。这样,让学生感受知识产生的过程及知识的力量所在,从而产生学习的兴趣和创新的激情。同时也能让学生感受科学家为追求真理而不怕艰辛、百折不挠的研究精神,从而激发学生知难而上,不怕挫折和失败的坚强意志。 二、对学生“授之以渔”,使之掌握科学的研究方法和创新思维能力 在此我们要引导学生把物理学的一些研究方法和创新思维相结合。早在伽俐略时代就已形成了把科学实验、数学推理和逻辑思维有机而巧妙地相结合的物理学研究方法。这一方法是符合辩证唯物论和认识论原理的,因而也符合创新的一般原理。 那么在教学中我又是如何对学生“授之以渔”,切实贯穿创新思维的呢?由于创新思维具有主动性、求异性、发散性和独创性等特点,因此能从学生应用知识解决问题的过程中显现出来。比如在学习测量时我先给大家讲了一个例子:一个科学家走进工厂,拿起一个灯泡问身边的大学生灯泡体积怎么算?大学生立即动手并运用复杂的数学知识开始计算灯泡的体积。科学家见状说,不用这么复杂,给我一个盛水的容器就可以了。实际上灯泡排开水的体积就是灯泡的体积。这里科学家用的就是创造性思维。然后,我给大家也出了一个题目:桌上有一长方形的木块,给你一把刻度尺,你能不能不经过计算就测出木块的对项角尖的距离? 按照常规的方法,应先测出长、宽、高,再利用数学知识进行计算。可这样又违背了题目的要求,在此我们不妨改换思路,放弃以往的经验,用一种新的方法来求解。解法如图:假如要量的两对项角尖分别为A点和B点,只要将木块沿桌面平移一个长度,使其左侧出现一个虚体,然后就可以用刻度尺直接测出A′、B′两点距离显然A′B′=AB,此题得到解决。 同样我们用发散思维则可以进行一题多解,一题多思等。如学习了“阿基米德原理”后,可设计如下问题让学生思考:某容器中盛了一定量的水,水面上浮着一块冰。(1)如果冰熔化后水面怎样变化?(2)若冰块中包有一实心铁块,冰熔化后水面如何变化?(3)若此冰块较大,下部对容器底有压力,则冰熔化后水面如何变化?(4)往水中加足够多的食盐,冰熔化后,液面如何变化?这样层层深入和多向发散,使学生的思维从单一性向多向性发展,可起到举一反三,触类旁通的效果,在锻炼学生创新思维的同时,也加深了对物理知识的理解。 三、在教学中多开展小实验、小制作、小发明等活动,培养学生的动手能力,提高创新技能 《初中物理教学大纲》中明确指出:观察和实验,对培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、引起学生兴趣都有不可替代的作用。并强调要大力加强演示实验和学生实验,鼓励和指导学生在课外做一些观察和小实验,而小制作、小发明活动本身就是一个创新的过程,它们不仅可以使学生学到各方面的专门知识,更重要的是培养学生的各种技能。同时学生通过小制作、小发明活动,能够充分认识理论知识的重要性,提高学习兴趣和积极性,培养运用理论知识解决实际问题的能力。在具体活动过程中,我采取了如下措施:(1)要求每位同学自己设计或改进一个物理小实验,优秀者组织起来成立科技活动小组;(2)教师定期进行教研活动,确定活动课方案,并对科技小组成员举行创新思维讲座,教给学生一些创新技能,如集思广益法、抓关键法、特性列举法、希望点列举法、类比法、联想法等。(3)要求科技活动小组成员每月有一件小制作、小发明或小构想等。经过一段时间的努力,小组成员们有了很大的进步。 综上所述,创新是知识经济时代对人才培养的客观要求,而教育是知识创新、传播和应用的主要基地,也是培养创新精神和创新人才的摇篮。在物理教学中,只有找到了与创新的结合点,并把二者巧妙而有机地结合起来,才能既提高学生的学习效率,又培养学生的创新能力,从而为创新教育在物理教学中具体实施找到切实可行的方法和措施。 |
深入挖掘课本解决平面镜的放置与转动问题 |
河北丰南市东田庄中学 乔振海 |
在光学的学习过程中,很多学生在学习放置与转动平面镜的问题,往往有些困难。在教学实践中,我采用下面两个步骤对学生进行训练取得了较好的效果。首先,强化学生对有关概念规律的理解。基础知识、基本规律理解不到位,是不可能突破难点的;其次,将题目分门别类,依合理次序整理好,让学生发现其中规律。 所要强化的有关基础知识有:1.关于法线的知识:即垂直于镜面的直线。这里所必须弄清的是,定义中的“垂直”是绝对的──法线永远与镜面垂直,不论情况如何变化;2.关于反射规律:其中最重要的一点就是;在反射现象中反射角与入射角相等。因为反射角、入射角都是两条光线分别与法线的夹角且分居在法线两侧,那么这就意味着反射规律可以用下面一句话来表达:在同一平面上,法线是入射光线与反射光线所夹角的角平分线。 领悟了上述基础知识,可以练习下面两组题目: 一、放置平面镜类 题 在图1中太阳光线跟地面成角60°,要想用一个平面镜反射到井底,平面镜该怎么放置才合适(画图表示)?这时入射光线与反射光线之间的夹角为多少?入射角和反射角各是多少? 分析 入射光线与反射光线间的夹角为60°+90°=150°,而法线恰为此角的角平分线,故可画出法线,可知入射角、反射角均为75°,同时平面镜又垂直于法线,则平面镜位置可知(如图2)。 据此题可总结此类题解题步骤如下: (1)依题意,作光路图;(2)确定入射光线与反射光线的夹角;(3)确定法线;(4)确定平面镜。 变式梯度训练1: 1.如果上题中太阳光与地面夹角为40°,则平面镜与水平面夹角为多少度? 2.①一束光和水平面成角50°,如使反射光线沿水平方向射出去,则放置的平面镜和水平面成的锐角为多少度? ②上面小题中若变为:反射光线沿竖直方向射出又将如何? 二、转动平面镜类 题 一条光线垂直照射到平面镜上,如不改变入射光的方向,而转动镜面使法线转动20°角,则反射光线与入射光线夹角变为( )。 分析 如图3,据题目条件可确定法线位置,又因镜子转动角度与法线转动角度相等,当入射光线不动时,则入射角可知为20°,又因反射角等于入射角,则此题答案可知为40°。 据此题可总结此类题解题步骤如下: (1)确定法线;(2)确定入射角、反射角;(3)确定入射光线与反射光线的夹角;(4)确定题目中问题答案。 变式梯度训练2: 1.如题中条件变为:转动平面镜使入射角增大10°,这时反射光线与入射光线夹角为( )。 2.光线垂直入射到平面镜上,欲使反射光线偏转θ角,采用下列哪些方法可以实现:( ) A.将平面镜转过θ角 B.将平面镜转过θ/2角 C.使入射光线偏转θ角 D.使入射光线偏转θ/2角 3.一束光线射到平面镜上,如果平面镜围绕入射点沿顺时针方向转过θ角,求反射光线转动的角度是多大? 总结 回顾以上两类题目,可以发现它们的解题关键均在“确定法线”上,而确定法线的依据便是反射规律所推出的:法线是入射光线与反射光线所夹角的平分钱。这说明,深化基本概念和规律理解的教学,深入挖掘课本,在突破教学难点上是何等的重要! 附答案: 变式训练1: 1.65°;2.①25°或65°;③70°或20°。 变式训练2: 1.20°;2.BC;3.2θ。 |
教学中物理模型的建立 |
山东省淄博市博山十中 孟庆明 |
物理学是一门应用科学。在近几年的中考中出现了大量的与实际生产、生活相联系的题目,体现了“从生活走进物理,从物理走向生活”的新课程理念。要解决这类问题,能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系,将实际问题转换为物理问题是关键,物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用,本文从物理模型的概念、教学中物理模型的建立两方面作以下阐述。 一、什么是物理模型 自然界是纷繁复杂、千变万化的,人们要研究的实际问题往往有众多的因素,为了研究问题的方便,物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法,对实际问题进行抽象化处理,保留主要因素、略去次要因素,得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质(过程)或假想结构,此即为物理模型。物理模型是形象思维和抽象思维的统一,是物理学研究的常用方法。 二、教学中物理模型的建立 俗话说,台上一分钟台下十年功,要想在考试中熟练地运用模型法解决实际问题,关键是在平时学习中是否在头脑中建立准确、清晰的物理模型,是否有足够的物理模型积累。在初中物理教材中,绝大部分内容都是以物理模型为基础向学生传达知识的。下面就在平时教学中如何帮助学生建立清晰、准确的物理模型、夯实基础知识,谈几点看法供同行参考。 1.注重实物、图片、活动挂图等的展示 人们对事务的认识过程,总是从感性认识到理性认识。心理学研究表明,人脑对事务的认识是从表象开始的。这就要求教师在教学中,要尽量多地将实物、图片等展示给学生,以形成表象基础。 2.重视实验教学 物理学是一门实验科学,观察和实验是研究物理学的根本方法。实验是连接认识的主体和客体的纽带。实验首先为物理概念和规律的建立奠定了表象基础,在学生的脑海中形成了一个个具体形象的物理模型,更为重要的是通过有目的的实验,可以引导学生由抽象思维形成具有思维特征的物理模型。 有些物理概念和规律,学生在生活中很少感知,那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物。例如:在讲电和磁的关系时,只有做好实验,学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流有作用等物理现象,形成清晰的物理模型。 学生头脑中有时积累了一些感性材料、生活经验,但有些经验是模糊的、动摇的、甚至是错误的。这就要求教师在教学中进行生动演示,突出主要部分,使模糊的得以鲜明,对错误的加以改正。例如:学生根据自己的生活经验对运动和力有些模糊的认识。在教学中就要做好斜面小车实验,分析实验,推出牛顿第一定律,在这基础上更好理解运动和力的关系,在头脑中形成关于运动和力的关系的正确模型。 3.用虚拟法建立物理模型 有些模型在实际中是根本不存在的,但为了研究问题的方便,我们往往形象地引入一虚拟的物质结构或过程。例如,为了便于描述光的传播,我们引入了光线;为了便于描述磁场的方向,我们引入了磁感线。 4.用类比法建立物理模型 有些物理现象、规律,我们无法直接展示给学生,这时如果我们用学生头脑中已有的物理模型作类比,可以帮助学生建立新的合理的物理模型。 例如:对于分子间的作用力,其引力和斥力是同时存在的,但有时引力大于斥力,有时引力等于斥力,有时引力小于斥力。教学中为了让学生形象地理解这一知识,可引入这样一物理模型作类比:一弹簧一端各有一个小球,当弹簧处于自然状态时,相当于分子处于平衡位置距离,引力等于斥力;当弹簧被拉长时,相当于分子距离大于平衡位置距离,引力大于斥力,表现为引力;当弹簧被压缩时,相当于分子距离小于平衡位置距离,引力小于斥力,表现为斥力。 再如,电压和电流的概念学生是很陌生的,也无法通过实验来展示研究,但水压和水流学生是比较熟悉的,通过合理的类比,可以帮助学生建立电压、电流的物理模型。 5.及时练习,准确把握物理模型 要对事物形成理性的认识,往往要经历一个过程。 通过学习,学生在头脑中形成了一定的物理模型,但往往有把握不准的问题。及时地举例、练习、矫正,可以帮助学生准确地把握物理模型。例如:能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。但如果只是泛泛地谈这一定义,并不会取得好的教学效果。教学中,在讲了直的杠杆后,可向学生列举弯曲杠杆,将放在地面上的油桶抬起,将圆柱体滚上台阶等实例,通过这些实例的练习、分析,使学生认识到不管形状如何,只要是能绕着固定点转动的硬棒,就可以看作杠杆,从而准确把握了杠杆这一物理模型的本质特征,为以后解题奠定了基础。 6.注重物理模型的整合 教学中教师要有意识地引导学生对各物理模型进行分类,比较,形成系统完整的知识体系。例如,在电学复习中,要引导学生总结串联电路中的电流、电压、电阻、电功率、电压分配、电功率分配等特点,总结并联电路的电流、电压、电阻、电功率、电流分配、电功率分配等特点,并比较串、并联电路特点的异同点。再如,在光学教学中,引导学生对下列问题进行分析总结: 当物点S在平面镜中成像时,如图所示。 ⑴若镜面不动,物点S向镜面移动1m,则镜中像向镜面移动_____m; ⑵若物点S不动,镜面向物点S移动1m,则镜中像将移动_____m。 如图所示,光线由镜面发生反射。 ⑴若镜面不动,当入射光线转动α角时反射光线将转动___角; ⑵若入射光线不动,当镜面转动α角时反射光线转动_____角。 当物体通过凸透镜在光屏上成清晰的实像时: ⑴若凸透镜不动,当物体向左移动时,屏上的像向______移动; ⑵若物体不动,当凸透镜向左移动时,屏上的像向______移动。 通过对各个物理模型的比较、总结,可以使头脑中的各个物理模型更加清晰,形成较完整的物理模型体系,同时培养了学生善于总结物理现象、规律中的异同的能力,为学生在解决实际问题时练就“去伪存真、去粗取精”的能力奠定了基础。 |
研究性实验的设计与探索 | |||||||||||||||
湖北省应城市实验初中 张国辉 | |||||||||||||||
研究性实验是指学生在学习好课本知识之后,在老师的引导下结合具体问题进行自主探究,培养学生创新精神和创新能力,从而对知识更进一步的领会和掌握,形成能力的一种实践活动,根据全日制义务教育《物理课程标准》中的要求,研究性实验是基础教学改革中的一项重要措施,也是一种新的课型。结合本校开展的《物理教学中的科学探究》专题研究,谈一谈自己的一些想法、思路及实践。 一、科学地选取好研究性实验的课题 研究性实验的选题要切合《物理课程标准》的要求,要准、新、奇。准──即准确,科学合理。新──即新颖,别致,有趣。奇──即想象丰富,思维创新。选好一个课题,对于一次成功的研究性实验意义非常重大,因此选题应从以下几方面来加以考虑:1.科学性。2.需要性。3.趣味性。4.新颖性。5.创造性。6.可操作性。 二、认真地组织好研究性实验的活动 1.活动要能体现出教师的主导作用和学生的主体作用 研究性实验的活动要在教师的组织和引导下,学生以主人翁的姿态,积极主动的参与,并经过认真的观察,实践,思考,体会物理现象中蕴含的知识和规律,从而实现知识的迁移,技能得到充分的提高。 2.活动要能体现出学生的创新精神和实践能力 研究性实验的活动要鼓励和提倡学生敢于想象,勇于提问,大胆实践,可采取不同的方法,不同的形式,不同的思路,不同的步骤来进行研究,调动学生的积极性和创造性,培养他们的创新精神和实践能力。 3.活动要能够体现出学生的个性特色和协作精神 研究性实验的活动要在教师提出的问题上,让学生能够联系实际,因地制宜,科学选材,不宜对学生制定统一的要求,规定相同的方法。尽量让学生选取日常生活中易得的材料来制作实验的器材,想好实验的方法,设计好实验的步骤,制作好实验的记录表格。根据各自的猜想和假设来相互协作地进行自主探究,实验验证,并得出结论。 三、研究性实验设计举例 下面举一例学生在学习《实验:研究液体的压强》这节中,在教师的引导和组织下研究液体内部的压强的实验活动,供大家参考。 1.提出问题: 当人站在齐胸的水中,会感到呼吸困难,像有东西压在胸口,那么在水中是否有压强呢?水中的压强又有什么特点呢? 2.学生实验探究: 1)器材准备 大饮料瓶1只(去掉上半部)、底部开有小孔的矿泉水瓶1只、侧壁不同深度和不同方向开有小孔的矿泉水瓶1只,侧壁同一深度和不同方向开有3个小孔的矿泉水瓶子1只、水。 2)实验探究过程 A.在大饮料瓶中倒入适量的水,将底部开有小孔的矿泉水瓶插入水中,观察出现的现象。 B.将在不同方向和不同深度处开有小孔的矿泉水瓶插入水中,观察出现的现象。 C.将盛满水且在同一深度不同方向开有小孔的矿泉水的瓶盖旋开,观察出现的现象。 D.将底部开有小孔的矿泉水瓶插入至水中的不同深度处,观察出现的现象。 3)现象(学生观察) A.有水从小孔中喷出。 B.有水从小孔中向不同的方向喷出。 C.有水从小孔中向不同的方向喷出,以瓶身为参照物,水喷出的远近离相向。 D.插入越深,水喷得越高。 4)记录表格
3.交流评估: 实验完成,各小组将完成的表格进行交流,评估。老师根据学生的实验结果进行归纳总结。 通过组织这种研究性实验的活动,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的主动性和积极性,体现了学生的团队协作精神,培养了学生的创新精神和创造性能力,全面提高了学生的综合素质,这种研究性实验活动,不失为一种新的教学模式。 |
试谈物理直觉思维能力的培养 |
广东省珠海市夏湾中学 黄国保 |
内容简介:物理自觉思维能力是一种较高形式的物理思维能力,也是每一位优秀物理人才必须具备的能力,因此,从中学阶段开始有意识地培养学生的自觉思维能力是有必要的。本文着重从基础知识教学、习题教学和课堂组织形式三个方面来探讨中学物理教师如何对学生进行自觉思维能力的培养。 关键词:物理直觉思维能力 在物理教学的过程中,我们经常会遇到这样的现象:当问题提出后,有的学生很快就推测出这个问题的结论,有的同学则很快就预感到研究这一问题的方法;也有的学生解答物理习题时,长时间不得其解,忽然灵机一动,推测出解题的方向,或是直接预测出问题的答案。这些现象的出现,并非是这些学生凭空想象,而是他们一系列的思维活动的结果。这种思维活动就是物理直觉思维。 所谓物理直觉思维,就是以物理概念和物理表象结合而成的具有整体功能的知识组块为思维材料而进行的思维,是指人脑不借助于逻辑推理而综合运用已有知识、表象和经验知觉,以高度省略、简化、浓缩的方式洞察事物的物理实质,并迅速做出猜测、设想或突然领悟的思维。 在解决物理问题的过程中,直觉思维具有启发思路、确定方向、寻找途径、整体把握的作用。物理学家和优秀的学生解题时,总是要先明确已知什么,需求什么,然后,审清整个物理过程,在人脑中形成该问题动态的、整体的图景。再调动大脑中的全部已有的相关知识信息,直觉地确定解决问题的方向和途径。从这可以看出,如果学生没有一定的直觉思维能力,对有些物理问题就很难确定解题的方向和途径,更谈不上解出结果。 所以培养学生良好的物理直觉思维能力,对于提高学生的物理素质和培养学生的物理创新能力都有着积极的作用。那么,怎样来培养学生的物理直觉思维能力呢? 物理直觉思维能力作为物理思维能力的一种,它的培养也与其它物理思维能力的培养一样,只有在充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用的前提下,才能取得较好的效果。具体说来,可以从以下几个方面进行。 1 基础知识教学的过程中,教师应加强剖析基础知识之间的相互联系,以培养学生优良的物理思维品质。 心理学上的格式塔学派认为:知识的整体是由部分构成,但整体比部分之和的意义更大。因而让学生掌握基础知识之间的相互联系,对于提高学生的思维能力具有重要的意义。 1.1 要帮助学生建立起单元、章节以及全书的整体知识框架,以培养学生物理思维的灵活性和敏捷性。 由于中学生所处的特殊年龄阶段,他们一般来讲都是较难以独立地把握各种知识之间的相互联系,所以教师一定要花适当的时间来引导学生建立各部分的知识框架。在新课的开始,采用简单扼要的语言来阐明各章节的承接关系;每章的复习课都向学生展示系统的知识框架;经常指导学生复习课本目录和分析教材等等。 1.2 要帮助学生理解物理概念和物理规律的内涵和外延,将新知纳入原有认知结构中去,以培养学生物理思维的深刻性和批判性。 在理解物理概念和物理规律的内涵和外延的同时,不仅可以加深学生对物理概念和规律的理解,而且还可以巩固物理各部分知识的联系,进而优化学生的物理知识结构。 1.3 鼓励学生参加各种课外活动,广泛阅读课外读物,以物理学科知识为核心,形成宽广的知识面,以培养学生物理思维的独创性。 形成宽广的知识面、合理的认知结构,有利于学生全方位把握物理问题,有利于学生思维的多样化、立体化,进而提高直觉思维能力。 2 习题教学的过程中,教师应重视物理问题的整体分析,培养学生运用多种思维方法审题,进而加强学生的立体思维。 2.1 在习题教学中,引导学生积极参与,培养学生的跳跃思维的能力。 在关键的步骤上,留给学生一定量的时间去思考,这样可以充分调动他们的全部知识,引导他们运用类比、联想的方法,充分发挥他们的想象力,对问题进行全面分析,进而发掘问题的本质关系,从而达到启发他们理清总体思路、确定求解途径的目的,同样也培养了他们进行大步骤、大跨度的思维。 例:如图所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,在A、B两接线柱上接一个标有“6V 2W”的灯泡,闭合开关S后,灯泡恰好正常发光;如果在A、B间换一个标“6V 3W”的灯泡,闭合开关S后,这只灯泡消耗的功率( ) A.小于3W; B.大于3W; C.等于3W; D.不能确定。 分析:本题由于隐含的条件较多,所以很多学生难以找到解题的突破口,这时教师可以先引导学生比较“6V 2W”、“6V 3W”两灯泡的电阻,再根据串联电路电压按电阻的正比分配的原则可分析得出:换灯泡后,A、B间的电压发生了变化。如果有同学对“测小灯泡电功率”的实验结论(当实际电压大于额定电压时,小灯泡实际功率大于额定电功率;当实际电压等于额定电压时,小灯泡实际功率等于额定电功率;当实际电压小于额定电压时,小灯泡实际功率小于额定电功率)掌握比较牢固,他就可以很快预测到本题的答案。这种方式可以很有效地培养学生直觉思维能力。 2.2 在习题教学中,帮助学生建立正确的物理图景,培养学生严密思维的能力。 所谓建立正确的物理图景,是指从物质对象在运动中的外部特征和相互联系入手,弄清楚物理现象,自己能深有实感地体验到究竟发生了什么事件,在头脑中形成一幅有关过程的景象。学生头脑中物理景象的再现能力是学好物理知识的一种特殊本领。 例:如图所示,在粗细均匀的盛水容器中,将一个均匀的圆柱体A放入水中静止时,圆柱体A有五分之一的长度露出水面,这时在容器内的B处水的压强增大了58.8帕。 求:(1)圆柱体A的密度。 (2)如果将圆柱体A全部压入水中和全部拿出相比较,B处的压强增大了多少? 分析:第一问求圆柱体A的密度属于简单浮力问题,大部分学生都能顺利求解;难点在第二步,实际上要求解第二步,就要建立正确的物理图景了,只有知道B点压强增大的原因是由于圆柱体A的放入,从而引起容器内液面升高所至,只有这样才有可能考虑圆柱体A的体积与容器中液面变化的关系,进而引入容器底面积S和圆柱体A的体积V作为中间过度量,使问题得以求解。 2.3 在习题教学中,经常采用一题多解,一题多变,或者巧妙变更物理条件,从而改变物理问题类型;或者将问题推广成一个普遍的规律等等,以培养学生多样化的立体思维。 2.4 引导学生将所做的习题分类,概括出一般规律和特殊方法,从而系统物理知识,以便牢固记忆。 在中学物理习题中,每章都有一定量的典型习题。教师除了课堂上直接选取一些典型习题讲解之外,课后也经常指导学生认真分析题型,总结经验。这一方面可以让学生从题海中解脱出来,减轻学生的学习负担,提高学习的效率,同时也可以提高学生的思维能力。 3 精心策划形式多样的课堂教学方式,培养学生争辩和大胆猜测的习惯,提供学生培养直觉思维能力的广阔空间。 3.1 适当组织讨论课,培养学生的敏捷思维。 从培养学生思维能力的角度来看,如果没有思维的敏捷、灵活和迅速,他们的创造性的直觉思维能力是难以提高的。对学生进行当场、定时、公开、竞争式的各类讨论、争辩的训练,是培养学生灵活思维、快速决策的可行措施,也是提高学生直觉思维能力的有效途径。 3.2 适当组织错解评讲课,培养学生发现问题的能力。 物理思维往往从问题开始。适时向学生展示一些典型错解,准确分析产生错解的原因、把握错解逻辑困难,从而可以激发学生探索的兴趣和愿望,培养学生发现问题的能力。 3.3 鼓励学生大胆猜测。 猜测是对研究的对象进行观察、实验、分析、比较、联想、类比、归纳等的基础上,依据已有的材料和知识做出符合一定的经验与事实的推测性想象的思维方法,它是一种合情推理,属于综合程度较高的、带有一定直觉性的高级认识过程,它与逻辑推理相辅相成,有利于寻求解决问题的正确途径和策略。物理的直觉思维具有随机性和偶然性,直觉思维的结果可能是正确的也可能是错误的。我们要鼓励学生进行直觉思维、大胆猜测,如果是对的,我们应该加以肯定,如果是错的,也应引导,启发,认真与他一起探讨错误的原因,只有这样才有可能提高学生的直觉思维能力。 总之,培养学生物理直觉思维是一项系统工程,只有教师长期地、不间断地、多方面地组织训练,才会培养成学生的一种思维能力。 |
物理解题与辩证逻辑思维 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
乌鲁木齐铁路局教育学院 金璧辉 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
在众多的现代教育媒体中,教学投影片以其制作容易、设备简单、操作方便、教师能灵活地控制教学信息的传递等优点,受到广大教师的偏爱。教师通过运用投影手段,以其新鲜、活泼、生动的形象一扫传统物理教学的沉闷空气,帮助教师解决在课堂上难以讲清、学生又难以理解的一些物理现象和物理过程,并能使学生迅速而又准确地理解和记忆,减轻教与学的负担,促进学生身心健康发展。 物理教学过程中运用投影手段究竟有哪些作用和功能呢? 一、投影教学能激发兴趣、集中注意力 学生对学科内容本身的兴趣在教学中的作用是很大的。如果学生对所学的学科本身感兴趣,就会深入地、兴致勃勃地去掌握这方面的内容,否则,学生就可能只是形式地、勉强地去学习,就容易分散有意注意,从而缺乏学习的积极性。因此,在教学中向学生提供丰富、生动、有趣的感知材料,激发他们的兴趣,引起他们丰富的想象,形成新的表象,以帮助学生顺利地认识和理解所学的知识;就成为教师必须解决的问题。 投影教学可以直观形象地再现被视察的物理现象和物理过程,具有生动性、趣味性和变化性的特点。在物理教学中运用投影手段所表现的物理现象和物理过程,感染力强,教学过程生动、活泼、有趣,能充分激发学生的兴趣,吸引他们的注意力,提高教和学的效率。例如,初中一册“压强”一章中关于汽车的液压传动刹车这一物理过程的叙述,如果仅仅借用课本上的插图,教师是很难讲清这一师生生活中几乎没有见过的物理过程,特别是因插图是静止的,使教师的讲解显得呆板,学生不容易理解。如果教学时利用一组插拉──转动式活动投影片,就能向学生充分展示液压传动刹车的物理过程。学生就能观察到当司机的脚踩下踏板时,是怎样通过杠杆带动活塞运动,从而挤压油缸中的油,又是怎样依据帕斯卡定律推动刹车蹄向两边张开,并将两片刹车瓦紧紧顶住刹车鼓,从而实现刹车的。这样的教学过程,填补了学生感性认识中的空白,变抽象为直观,变静态为动态,形象生动,使教师讲得轻松,使学生对这一物理过程看得清楚,印象也深刻。又如,关于晶体三极管的放大原理的学习,学生虽然能看到三极管的外形,却无法观察三极管内电流的方向和分配规律,在教学这部分内容时,如果运用线迭式投影片,学生可以清楚地观察到电流的方向以及电流的分配情况。这不仅能吸引学生的有意注意,充分发挥学习的主观能动性,而且,能帮助他们直观、深刻地理解晶体三极管的放大原理。 二、投影教学能加强教学双边信息反馈,提高学习效率 投影教学能提高学习效率,是有科学依据的。现代心理学研究表明,学生通过视觉所获得的知识占获得知识总量的83%。因此,采用投影手段进行物理现象和物理概念的教学,就能充分利用学生的视觉功能去获取知识,使学生处于良好的学习状态,从而提高学习效率。 投影教学能加强信息反馈。第一,教学中复杂的图形和总结性的大量文字,如复杂的串并联电路、关于电场、稳恒磁场性质的比较等,可以事先制成投影片,在教学过程中适时投影出来,教师可以节省大量的在黑板上板书板画的时间;第二,根据教学需要和知识的内在联系,把繁多的知识有机地综合在投影片上,可以加快学生感知进程,也有利于分清学习中一些容易混淆的内容,有利于学生对知识进行归纳、概括,找出知识的内在联系,从而建立知识的系统,便于巩固和记忆。例如,在教学《透镜成像规律》时,学生需在短时间内接受物体的位置不同,所成的像位置、性质、大小不同,用途也不同等纷繁的知识是不容易的,更无法在大脑里形成关于透镜成像规律的知识体系。为了帮助学生克服这一难点,教学中应用下表所示的投影片,无疑会提高教与学的效率;第三,信息反馈的覆盖面扩大了,也可以节省教学时间。如运用习题投影片组织课堂练习:投影出习题后,要求学生在自备的明胶片(或经过处理的玻璃片)上解答,这样一方面全班都可以积极参加,覆盖面大;另一方面教师可以不慌不忙地巡视学生的解答,及时发现典型的答案,并在投影仪上投影出来,教师再通过生动简短评论或讲解,能迅速使全班学生受益。第四,由于投影强烈的直观性和可变性,能引起学生的好奇心,唤起他们的注意力,使其处于最佳的学习状态,减少了教师组织教学的时间;又由于投影形象能帮助学生概念的形成、知识的掌握,减少了学习的困难,从而加快了学习速度,增大学习密度,提高了学习效率。 凸透镜成像规律投影片
三、投影教学能增强演示效果 物理学是一门实验性很强的自然科学,学习物理学的基本方法是通过观察和实验,了解物理现象和物理过程,并对它们进行分析和概括,以揭示其内在本质,形成概念和规律,建立物理理论,并通过实验检验所得结论的正确性。但是,有些物理现象发生在微观世界,难以观察,有的物理现象可见度太小,也不易让全班学生观察清楚,这是传统教法中的一大难题。而应用投影手段可以使它“化虚为实”,“变小为大”,“化静为动”这样能使学生观察清楚、仔细,从而获得良好的教学效果。例如,讲述滑轮时,教师演示“外力拉动绳的距离为重物升高距离的两倍”这一重要结论,往往因为刻度,可见度太小,学生观察十分困难,后面的同学甚至根本无法观察。这时只需把刻度尺制成透明的投影教具,将整个实验投影出来,就能很好地解决这一困难。再如“轮轴的实质是连续转动的杠杆”的讲解,就是用模型教具也难以让学生观察清楚,如果用复合片层层展示和分析,教与学双方都是轻松的,学生不但容易理解,而且记的也牢固。 此外像刻度尺、温度计、弹簧秤、电流计等的刻度,可见度太小,将其制成投影教具就能放大;波的干涉、衍射,演示砂摆的振动图线,以及观察磁力线现象等。由于时空限制是不便让学生观察(不能竖直放置)的,如果制成投影教具就能解决这些问题。如把玻板放在投影仪载物玻璃上,砂摆在玻板上的图线就能清晰地投影在银幕上,就很容易观察了。 还需说明,投影手段除了上述优点外,还可以改变或消除实物观察中非本质因素的干扰,直观地揭示出事物本质和内在联系,使学生集中注意观察演示内的重要特征和重要方面,而不被分散到一些细枝末节上去,从而获得充分的感知,有助于加深对知识的理解和记忆。 四、投影教学能促进学生认识能力的发展 培养和发展学生的认识能力,是教学的另一个重要任务。认识能力包括观察力、记忆力、想象力和思维能力。学生学习知识,认识物理世界,需要具有一定的认识能力,而一定的认识能力。又是他们进一步继续学习深造和从事物质生产、科学实验等社会实践的必要条件。 投影教学对培养和发展学生的认识能力,特别是观察力和思维力是很有帮助的。例如,用投影教学法讲解波的干涉现象:把盛有适量水的水槽放到投影仪的载物玻璃上,从加强直观的波的干涉现象这一刺激着手。第一步,用橡皮锤敲击音叉后,把两个叉股同时接触水面,让学生观察银幕上放大了的波动现象,并引导学生分析:两个波源的振动频率、振动方向、振动步调(即相位)是否相同,在两列波的重迭区域里发生了什么现象。第二步,换用另一音叉重复上述过程。不同的只是将两叉股先后接触水面,让学生观察并引导学生重复上述分析过程;第三步,同时敲击两支不同的音叉后,分别将每支音叉的二只叉股接触水面,再观察分析。最后引导学生分析、归纳三次实验的条件和结果,从而得出波的干涉的条件。接着放映一张用不同颜色区分两列波、区分波峰、波谷的干涉图样投影片,以升华认识。在这一投影教学过程中,学生积极参与观察、思考,不但培养训练了观察力和分析力,而且生动的现象。鲜艳的画面加深了学生的记忆。 综上所述,在物理教学中运用投影手段,教学效果是明显的。今后,为进一步提高教学效果,我们将继续研究、运用好投影手段。 |
怎样培养初中生对物理学习的兴趣、情感 |
北京第一五五中学 孙嘉平 朱慧 |
一、激发学生的学习兴趣 爱因斯坦说过,“热爱是最好的老师。”初中的学生好奇心强,而好奇心又是激励人们探索知识的起点,是促使学生主动学习的内在动力。在教学过程中要时时注意学生的好奇心,激发他们的学习兴趣,促使学生以积极的态度学习。为了达到这一目的,在物理教学中采取了以下措施。 (一)上好起始课。 从心理学角度和人对客观世界的认识规律看,人们对事物的第一印象十分重要。而初中二年级的学生刚刚开始学习物理,如何才能让学生对这门课产生良好的印象,从而激发学习兴趣,调动学习积极性呢?关键是上好起始课。因此,对这种课采用了多种方法进行教学。首先,课堂上做了大量有趣的实验。如:1.让学生观察烧瓶颈部的水沸腾了,而金鱼却在下面的水中游来游去。2.水在纸制的“锅”里烧开。3.怎样用力也不能吹开用线吊着的间隔5—6厘米的两个乒乓球,越吹它们反而靠得越近。4.天女散花(同电相斥现象)。5.通电导体在磁场里受力。 此外,还向同学们讲了很多有趣的自然现象。比如;1.一怀热水冒“白气”,冰棍也冒“白气”。2.冬天能看到口中吐出的“白气”,夏天却看不到。3.高压电能电死人和畜,但鸟雀却平安地停在高压裸线上。在这种课的最后,又讲了一些物理的趣闻和科学家努力攀登科学高峰的故事。同学们感到十分新奇,大家兴趣盎然。课后,让学生进实验室自己动手做实验。家庭作业中布置学生写“你所看到的物理现象。”通过这一教学过程,给学生的第一印象是物理有趣。课后不少学生讲“有意思极了”,“好玩极了!”对完成家庭作业,学生的积极性也非常高,有的学生举了十多个例子,不少学生还提出了平时不懂的问题。由于起始课的成功,不少学生爱上了物理课。 (二)对物理课本章节顺序进行大胆的调整。 实验课本第一章长度的测量,速度、路程和时间等内容,学生在小学里学中基本接触过,对学生来讲都有似曾相识的感觉,物理味不浓,不足以引起学生的好奇心。而最后一章“光的初步知识”实验多,有趣,物理味浓,而且不需要其它章节知识作为基础。为巩固起始课的成果,把这一章提到前边来讲,使学生刚开始学习就感到有趣。这样调整不仅给学生创造了比较好的情境,而且使学生对物理学习产生了亲切的感情,并利用定势的正迁移,从而对今后的物理教学产生积极的影响,有利于学生更主动、自觉地克服以后章节学习中所遇到的困难。 (三)改进课堂教学,做大量适合学生心理发展的小实验,激发学生的学习兴趣。 学生的学习活动是一系列复杂的心理过程。什么样的教学过程才能更适合学生的心理,使学生更积极主动地学习呢?多年的教学实践表明,用学生十分熟悉的物体、玩具作实验适合学生的心理状态,有利于激发学生的学习兴趣,发展学生智力。此外,为了使学生更加积极主动的学习,必须在教学过程中时时牵住学生的好奇心,引起学生的注意,促使学生以积极如“惯性”一节,用鸡蛋来做观察物体惯性的实验(如图)。由于学生担心鸡蛋会滚下来,他们的注意力很自然的被吸引到讲台上来。随着有机玻璃片被打飞,鸡蛋安然落入水中,学生才松了一口气。这时再告诉学生鸡蛋是空的,里边放了钉子,使得重心降低,像一个不倒翁,不少学生开心地笑了。在欢笑声中扩大了他们的知识面。这样的学习不仅激发了学生的学习兴趣,引起了学生的注意,而且创造了一个和谐的气氛,给学生以科学美的享受,有利于学生的身心健康和积极情感的培养。 (四)在教学过程中合理穿插运用不同的教学手段,激发学生的学习兴趣,使学生一直保持在最佳状态下学习。 根据初中学生自制力差,注意力集中在一个目标的时间不太长的特点,穿插使用讲授、实验、举例、设疑、投影等不同的教学手段是很有用的。当学生注意力不够集中时,应采取易于引起学生兴趣的教学手段,最好一节课中能设计一个或若干个能激发学生求知欲高潮的阶段,使学生一直处在研究、分析、探讨问题的兴奋之中。如初二“力”的一切的教学,就是采用引入新课的: 二、发挥教师的主导作用,提高、巩固、强化学生的学习兴趣,并使之逐步深化。 培养学生的学习兴趣,不仅能充实学生的学习生活,而且对将来在事业上的选择将产生深远的影响。兴趣的发生发展一般要经历有趣、乐趣、志趣这三个阶段。对初中学生来讲,进入初二下学期以后,开始向乐趣阶段方向发展,并为将来的志趣阶段奠定一定的基础。在这个阶段要有意识地培养他们学好物理的决心、信心和恒心,培养学生的坚强意志。初中学生思想不稳定,兴趣易转移,如果单靠有趣的实验,生动的讲评等直接兴趣,不大可能使学生的积极性得到保持和发展。因此,为了进一步提高、巩固、强化学生的兴趣,在教学中应加强学生对掌握物理知识的必要性和重要性认识的教育,通过间接兴趣的培养,使学生的学习兴趣逐步深化。具体做法主要从三方面入手。 (一)进行科学史教育,提高学生的兴趣,为培养他们良好的意志品质打下基础。 物理学科的发展史是极其生动有趣的。在物理课上老师向同学们讲述了牛顿、法拉第、伽里略等物理学家都是在成功和失败、顺利和挫折的斗争中,以自己坚韧不拔的毅力对人类做出巨大贡献的事迹。并用古今中外以“勤”补“拙”而取得重大成就的实例说明培养良好的意志品质的重要性。重点分析了一个人如果在工作和学习中能够具有强烈的责任感和坚持不懈的努力精神,并时时注意培养自己的自信心、意志力,那么将会对自己的成长起着不可估量的作用。 这些内容对学生的教育是比较大的,不仅给学生留下了难忘的印象,而且极大地提高了他们的学习兴趣,并使他们对培养自己良好意志品质的重要性有了初步的认识。正如一个学生在课后总结中所讲的:“我希望老师严格地要求我,再‘狠’我也能接受,当然也要靠我自己去拼搏。我期待着物理成绩的上升。” (二)教师应从学生的实际出发,切实帮助他们克服困难,巩固学习兴趣。 初中学生的学习兴趣易转移,除了认识上的原因之外,还有一个重要的原因是他们在学习中遇到了本人认为所无法克服的困难。正如一个学生在分析自己遇到困难时谈到的:“提到学习困难,我认为自己主要的问题就是数学基础差……,所以在物理课上一碰到关于数学方面的问题,即使是很容易的计算,我也感到讨厌,以致不做或者做错。”这个学生提出的是一个带普遍性的问题。除此之外,由于初中学生抽象逻辑思维能力还比较低,对一些物理概念、规律及物理量的单位的理解感到困难,这些都需要教师有针对性地帮助他们解决,让学生掌握这些较难掌握的知识,解决学习上的疑难,尽量缩小学习上的两极分化,让学生体验到克服困难后获得成功的喜悦,使学生看到自己的力量,树立信心,巩固他们的学习兴趣。 (三)成功的乐趣,可以强化学生学习的兴趣。 学生认识的提高,困难的克服,最终要使他们能看到自己付出劳动后所取得的成绩,感受到成功的乐趣。初中学生情绪不稳定,甚至一次考试的失败也会使他们的学习热情一落千丈,因此教师在教学过程中,要因人而异,针对不同层次的学生提出不同的要求。使基础好的学生有奋斗目标,基础差的学生看到希望。在考试时,不能出偏题、怪题为难学生,使多数学生在原有的基础上能有所提高,并使他们体会到成功的乐趣。对成绩不理想的学生要认真分析试卷,当面讲讯肯定成绩,指出问题。使他们不至丧失信心。实践证明,学习兴趣的确为学生的学习活动提供了强有力的推动力,使学生取得了好成绩,这种结果又反过来强化了学习兴趣,使它产生更大的效能,为学习提供更强的推动力量。 培养学生的学习兴趣,并使之逐步深化,发挥教师的主导作用十分重要。但更重要的是每个教师要以身作则,用自己广泛的兴趣去培养学生的兴趣,用自己坚强的意志去培养学生的意志。总之,只有具备较高非智力水平的教师才能培养出具备高水平非智力因素的学生。 三、培养学生们的积极感,提高教学效果。 心理学认为,情感具有动力功能,它可分为增力功能与减力功能。增力功能指的是积极的情感,如良好的心境、饱满的热情,能够驱使人积极地行动,可以提高学习的效率,而减力功能是指消极的、悲观的情感,它能促使人消极地行动、降低学习效率。学生高高兴兴地学和愁眉苦脸地学,其效果大不相同,积极的情绪是加速思维进程的催化剂。针对情感在学习中的作用及其特征,在整个教学过程中应通过教师的努力创造良好的情境,并通过教师自己的情感去感染学生,从而激起学生积极的情感以引起积极的学习动机。赞科夫讲:“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,这种教学法就能发挥高度有效的作用。”①本文前边谈到的为激发学生学习兴趣而采取的一系列教学手段均是为了安排适应学生心理发展的适当情境。因为情感总是在一定的情境中产生的。建立和谐的教学环境,通过演示实验等教学手段,能引起学生的好奇心,能给学生以科学美的享受,能培养积极向上的情感。除此之外,还要健全情感生活。教师的情感制约着师生之间的人际关系,能影响学生的行为,教学的质量及学生的发展。师生间的情感在教学过程中不是插曲,而是它的基本内容。教师在教学过程中如果注意理解、尊重学生,其结果必然会激励学生的学习兴趣。反之教师训斥、讽刺学生,会使学生把学习看成压力、负担,没有愉快感与需求感。这样做必然会降低学生的学习积极性。因此,在教学过程中,老师必须遵循一条原则:决不能伤害学生的自尊心,对学习差的学生应给予更多的关心。就拿XXX同学来说吧,他在班上是智能比较低的学生,学习基础十分差,回答问题时发音不太清楚,常常引起学生的哄笑,他参加课外小组活动时,一些学生也讥笑他。针对这种情况,一方面教育全班学生要尊重每一个同学,并且表明老师欢迎大家积极参加课外小组活动。另一方面,课后老师经常找他,帮助他解决学习中的困难,指出存在的问题,鼓励他树立学好物理课的信心。在一次全区公开课上,这位同学积极举手要求回答问题,老师指定让他回答,并在课下及时鼓励表扬了他。这天放学后,他见到父母的第一句话是:“今天物理上区公开课,老师叫我回答问题我答对了,老师表扬了我。”家长也为此感到欣慰。可见,这一件小事在学生心理上的震动之大。从这以后,他的学习积极性明显地提高了。上课积极举手,不懂的问题及时问,学习成绩也有所提高,出现了本学期仅有的两个及格分数。尽管他的成绩不稳定,学习基础还十分差,而且由于这个原因肯定还会有反复,成绩的提高还需要一个相当长的时间。但由于抓住了他的闪光点,使他通过自己所取得的成绩开始对学习有信心了。从长远来看,他在非智力心理品质上的收获,比分数的提高具有更重要的意义。 浓厚的学习兴趣,积极向上的情感,可以转化为学习动机,用这样的动机去推动学习,必然会产生积极的效果。例如,83—84学年度的初三(七)班(补习班),学习基础较差,在教学中,由于注重了对学生非智力品质的培养,毕业时,中考合格率100%;85届的初三(三)班,学习基础较好,由于这个班同样注重了非智力因素的教育,毕业时,中考合格率达95.56%、优秀率达75.56%。这种效果不仅仅表现在分数上,更重要的是学生学习物理的兴趣得到了巩固和加强,并向更高的层次──乐趣、志趣发展,甚至有的发展为终生的志问。一个已经毕业的学生在考上大学并选定了物理专业之后给老师的来信中,仍念念不忘那一个个小实验及新年联欢会上各种有趣的物理游戏。称老师为“物理知识迷宫中的引路人。”另外,在积极向上的情感支配下,可以培养学生良好的意志品质,因此情感可以是意志行为的动力,反之良好的意志品质又可以产生积极健康的情感。 作为教师,在教学中只有抓好对学生非智力品质的培养,才能使学生在物理这门学科的学习中,不仅能掌握自然科学知识,为今后的学习打下坚实的基础,而且使他们具备了今后社会发展所需要的合格人才的基本品质。 |
改革物理学习成绩评定的实践和认识 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
苏州市三十三中学 钟鹏明 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
学生的物理成绩如何评定?长期以来,人们往往用每学期学生参加期中、期末考试,平时参加几次单元测验的成绩,按一定的加权系数算出学期成绩,以此来评价一个学生学业的优劣。这种评定方法日益暴露出它的弊端:不符合物理学科以实验为基础的特点,不能科学地显示学生学习的全貌,不能反映学生在一学期形成的多种学习能力和学习习惯。针对中学现行物理学习成绩评定的缺点,从1985年开始,我们在苏州市三十三中学初中86、88、90届8个班进行了改革物理学习成绩评定的实验研究,初步取得成效。现将这项研究的实践和认识总结如下: 一、改革物理学习成绩评定的依据。 改革物理学习成绩评定,我们提出了全面综合评价的设想,这种设想是以学生在学习物理的全过程中应该形成的基本的学习能力和养成的良好学习习惯为依据的。图示为: 我们把以上11项内容归入学生物理学习的基本结构,作为评价学生物理学习成绩的依据。 二、改革物理学习成绩评定的做法。 (一)平时成绩(X1)的评定:为了科学地反映学生平时学习物理的全貌,我们尝试用学生平时学习的四个环节,即家庭作业、课堂练习、章节测验、学生实验作为评定学生平时成绩的因子,并采用学习积分的形式进行评价。1.平时学习情况的记录──为了能够获取大量与平时学习有关的信息,保证平时成绩的评价有充分的事实依据,我们建立了《学生平时学习情况记录卡》(见表一)
说明: (1)所谓平时学习总积分( ),即平时学习环节中各项成绩加起来的总和,可以理解为学生平时学习的综合成绩,平时学习总积分越高,反映该生平时的学习情况越好。为简便易行,减少繁复的计算,这里不再采用换算成标准分(z)再相加的计算方法。 (2)批改作业是获取反馈信息的一个来源,而作业的评分又可以激发学生的学习积极性,促进学生的学习。对于学生的每一次家庭作业都给予5级评分,并逐月统计作业总分。 (3)学生实验成绩主要是做好学生实验报告的评分工作,采用百分制。实验报告不仅能反映学生掌握知识的情况,而且能发现学生许多能力的发展情况。如从实验报告的文字叙述可以反映学生的语言表达能力;从报告的设计;数据的处理可以反映学生的实验能力和思维能力;从报告的讨论可以反映学生的创造能力。 (4)学生在平时的学习活动中(包括课堂提问,实验、作业等),如有一题多解或提出有创见的问题,或课外有小论文、小发明、小制作,都给予平时学习成绩50分(十倍作业成绩)见解分的加分鼓励。 2.平时成绩的计算。 说明: (1)将各项平时学习积分()依次填入评价表(见表二)。
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表三、能力测试各类成绩评价表学生:陈瑶 | ||||
项目 | 成绩(Xi) | 评价 | 加权系数(5) | 能力测试成绩(X4) |
H自学与归纳能力 | 58 | 不及格 | 2 | 73 |
I知识反馈能力 | 67 | 及格 | 4 | |
J观察与实验能力 | 90 | 优秀 | 3 | |
K思维和语言表达能力 | 80 | 良好 | 1 |
表四、物理学期成绩评定表学生:陈瑶 | ||||
项目 | 原始分数(X) | 加权系数(f) | 学期成绩(T) | 名次 |
平时成绩 | 83 | 3 | 78 | 24 |
期中考试 | 70 | 2.5 | ||
期末考试 | 82 | 3.5 | ||
能力测试成绩 | 73 | / |
表五、苏州市第三十三中学物理学科成绩汇报单 学期:上学期班级:初三(2)姓名:陈瑶1988年2月 | ||||||||
一、学习成绩情况 | ||||||||
平时成绩 | 期中考试成绩 | 期末考试成绩 | 能力考试成绩 | 学期成绩 | 学年成绩 | 名次 | ||
83 | 70 | 82 | 73 | 78 | 24 | |||
平时学习总积分 | 3324 | 名次 | 15 | 班中最高积分 | 3983 | |||
二、各类学习评价 | ||||||||
项目 | 教学要求 | 成绩 | 评价 | 其他说明 | ||||
全 面 学 习 效 果 | 家庭作业 | 有良好的学习态度和学习习惯,能复习巩固知识,认真踏实学习。 | 98 | 优 | ||||
课堂练习 | 94 | 优 | ||||||
章节测验 | 能掌握全章的基本知识和基能 | 73 | 及格 | |||||
学生实验 | 有良好的实验习惯。能较好地完成实验报告。 | 75 | 良好 | |||||
能 力 测 试 | 自习与归纳能力 | 自己阅读教材,明白和理解知识,整理和归纳学习内容的能力。 | 58 | 不及格 | ||||
知识反馈能力 | 思维的求同性,思维的反应记忆及掌握知识的能力。 | 67 | 及格 | |||||
观察与实验能力 | 求异思维能力的变通性和创造性以及解决问题的能力。 | 90 | 良 | 小论文成绩 | 80 | |||
思维和语言表达能力 | 逻辑思维能力、语言表达能力和发散性思维的流畅性。 | 80 | 优 | |||||
其 他 | 见解分 | 课内外有创造性的活动 | 445 | 优 | ||||
心理品质 | 性格、兴趣、意志、品质等。 |
注意物理定律、公式的适用条件和应用范围 |
福州第一中学 林桐绰 |
物理定律和公式一般都是在一定的理想化模型下建立或推导出来的,都只在一定条件下和一定范围内才适用,因此应用物理定律和公式来分析、解决实际问题时,必须注意其适用条件和应用范围。然而,这点却往往被学生所忽视,他们在各种练习中常常不加分析地从题给数据出发,乱套乱用物理公式来求答案,有的还对物理定律和公式盲目地作不合理的外推,得出错误的结论。为了克服学生乱套乱用物理公式的毛病,使他们能正确、灵活运用物理定律、公式来分析、解决实际问题,我们在物理教学中注意了如下几个方面。 一、阐明物理公式的类型、适用条件和应用范围 中学物理中常见的物理公式有如下三种类型,它们各有其适用条件和应用范围。 (一)实验公式。物理学是一门以实验为基础的学科,对一些实验得到的规律性结论常用公式的形式表达出来,这类物理公式叫做实验公式。例如,玻意耳一马略特定律 、查理定律 、盖.吕萨克定律 和库仑定律 ,应该指出实验是通过实验和分析总结出来的。教师在进行教学时要抓住这一特点,突出公式的适用条件。例如,讲解玻意耳一马略特定律时,在演示实验的过程中,就要突出实验装置本身和实验过程所反映的这一定律的适用条件,把物理定律和它的适用条件融合为有机的整体,从而使学生弄清这一定律必须是一定质量的气体(理想气体)在等温条件下的变化才适用,即实验公式只适用于得到结论的范围。 一些通过实验总结出来的物理定律,其适用范围绝不能盲目外推到极端。例如真空中库仑定律的公式 等,只适用于真空中两个相对静止的点电荷,但这些学生往往从“纯数学化”观念来看待物理公式,对点电荷的物理涵义缺乏正确的理解,以致得出当 时, 的谬误。之所以产生这种谬误。1.由于把r不合理地外推到趋近于零;2。没有真正理解点电荷的涵义。因为当 时,两电荷Q1和Q2已经足够大,不能再把它们看成点电荷了,而应看成是带电体。这时Q1、Q2的相互作用很复杂,库仑定律描述不了它们之间的相互作用,因而库仑定律就不适用了。又如,对查理定律 和盖·吕萨克定律 有些学生也由于不合理外推到温度达到绝对零度,得出气体的压强与体积都等于零的谬误。产生错误的原因,在于没有真正理解气体的温度根本不可能达到绝对零度。按照分子运动论,气体分子无规则的热运动永远不会停止。那么气体分子对器壁总有碰撞,因而总有压强;另外,气体分子有一定体积,无论气体被冷却到什么程度,气体分子本身的体积也不可能等于零。因此,在教学中应该使学生弄清气体三定律和理想气体的状态方程,是对一定质量的理想气体在常温常压或高温低压下而言的,不要盲目外推到低温或高压以致产生差错。 (二)定义公式。 引用新物理量自然要给它下定义,由此把该物理量所反映的客观事物的本质属性或物质的运动规律揭示出来。定义一个物理量要符合下述两个要求:1.定义的结果能从量的方面反映出事物的物理性质或特征,即定义的结果应该跟引用该量的目的一致起来;2.定义本身符合事物的客观实际,即定义所得到的量值受客观事物的本质属性或物质的运动规律所制约。在大多数情况下,物理量的定义还用数学形式表达出来,这就是物理量的定义公式。例如电场强度是描述电场的力的性质的物理量;电势是表征电场的能的性质的物理量。用数学工具对这些概念进行准确地描述,于是得到 、 这些公式都是定义公式,也是量度公式。一般情况下定义公式的适用范围就是在研究物质的本质属性或物质的运动规律时所设的条件范围,但绝大多数定义公式都是普遍适用的。 (三)诱导公式。有的物理公式是由一些已知的物理公式经过一定形式的数学变换或推导而得到的,这类公式叫做诱导公式或导出公式。例如,点电荷的电场强度的公式: 应该指出:诱导公式的适用范围,一般受用来推导的各物理公式的适用范围的共同限制。上述推导过程中使用了电场强度的定义公式和库仑定律,由于库仑定律只能用来计算相对静止的点电荷。间的相互作用力,因此 诱导公式也只适用于计算真空中静止的点电荷的电场强度。又如,匀强电场中的电场强度的公式: 根据上述同样的道理, 这一诱导公式“只适用于计算匀强电场中的电场强度,而且d必须是A、B两点沿电力线方向的距离。 综上所述 、 、 ,这三个公式的适用范围分别是,1. 是定义公式,它对任何静电场都是普遍适用的;2. 能用来计算真空中点电荷的电场强度;3. 只能用来计算匀强电场中的电场强度。这里要强调条件是物理公式成立的重要依据,脱离物理公式存在的条件,去讨论公式中的各量之间的关系,那是没有意义的。 应该指出,上述三类公式的区分并不是绝对的。有些定律表面看来可以由其他定律推导出来,但实际上也是实验定律。例如,动量守恒定律在力学中虽然可以由牛顿第二、第三定律推导出来;而且可以根据牛顿第二定律和动量守恒定律推导出牛顿第三定律。但事实上,动量守恒定律跟牛顿运动定律一样也是以实验为基础,通过对实验的分析、归纳推理而总结出来的。也就是说,牛顿运动定律和动量守恒定律都是实验定律,它们是互相独立的物理定律,而且动量守恒定律的适用范围远远超出了牛顿力学的适用范围。牛顿运动定律只适用于经典力学的范围,对微观粒子的运动和高速运动的物体不适用。而动量守恒定律仍可应用。因此在教学中既要掌握物理规律的一般性,也要注意它们的特殊性。 二、用发展的观点阐明物理定律和公式的适用范围 客观世界是绝对真理,而人类的认识只能是相对真理。因此,教学中必须注意以发展的观点来阐明物理定律和公式,引导学生在知识的不断深化过程中,更好地理解物理定律和公式的适用范围。例如,教学质量守恒定律时,必须区分低速下还是高速下的质量守恒。1.在低速下,是静止质量守恒,不考虑质能关系。即在低速下,两样东西并在一起,合成的质量就等于原来质量之和,不管发生什么变化,最后的质量也是不变的。2.在高速下,则要根据相对论考虑动质量以及质能关系。像在高能核反应中,将发生质量亏损,这时,就必须根据爱因斯坦的质能方程 ,由 去核实质量守恒,结果质量仍然遵从守恒定律。又如,教学能的转化和守恒定律时,我们结合教学内容,让学生认识到能量是物体(或物体系)运动状态的量度,物质运动的形式是多种多样的,因此能量的形式也是多种多样的。每种形式的能都是跟物质的某种形式的运动相对应的,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移过程中总能量保持不变。能的转化和守恒定律反映了物质的运动不断地由一种形式转化为其他形式这一客观规律。从这个意义上说,能的转化和守恒定律是绝对真理。然而在认识发展的长河中,它也是相对真理。由于物质的无限多样性,物质层次的无限可分性,物质运动形式的无限多样性,因此,与之相对应的各种能量的形式及其转化还有待于被发现。从能量守恒定律发现至今,已经又发现了许多当时所不知道的物质存在形式和能量形式,大大丰富和发展了能的转化和守恒定律的内容,今后还必将发现新的物质形式和对应的新的能量形式。从这个意义上说,能的转化和守恒定律是还有待于进一步充实和完善的相对真理。 三、灵活运用物理定律和公式的适用条件 强调物理定律、公式的适用条件的同时,要引导学生不要孤立地、片面地看问题,而应该与“科学抽象”的思维方法联系起来,或者采用“转化”的方法,抓住事物的相互联系来灵活地分析、解决有关的问题。 (一)对适用条件隐蔽的物理定律和公式,要阐明其来龙去脉,并设计有针对性的课堂练习,引导学生真正领会其适用条件,并据以分析、解决有关的问题。 例如,对阿基米德定律 ,要使学生从理论上懂得物体在液体中受到的浮力是怎样产生的—一物体在液体中受到的向上的压力比向下的压力大,而这个压力的差就是液体对物体的浮力,这样他们才能真正领会这个定律的适用条件,从而避免不考虑浮力产生的杀件而盲目地套用公式 ;例如下面这道课堂练习题:“河旁有一木桩,露出地向的体积为 。当涨潮时,河水把木桩全都淹没,求此时水对木桩的浮力是多人?由于在题给的情况下,木桩并没有受到水对它向上的压力,所以水对木桩的浮力为零。这时 这个公式就不能应用。 (二)某些物理公式,虽然适用条件彼此不同,但在一定条件下可以统一起来,化繁为简。例如焦耳定律在纯电阻电路中, 、 、 三个关系可以通用可是在一般情况下这三个关系式是不能通用的。因为公式 是电路中所消耗的总电能,其中有一部分转变为内能,也可能有一部分转变为其他形式的能(如电路中有直流电动机、电解槽、变压器,则部分电能就转变为机械能、化学能、磁场能),因此,要计算电流通过电路时有多少电能转变为热时,就必须用Q=UIt这一公式计算。它对一切电路部是适用的。 (三)运用“转化”的方法,抓住事物的相互联系;灵活运用物理定律的适用条件。例如讲解运动的合成和分解的适用场合时,为了克服学生解题时不认真分析“适用条件”和孤立、片面地对待“适用条件”的毛病,应该通过课堂练习,让学生弄清运动的合成和分解跟相对运动是密切不可分的。有些运动的合成和分解的问题。实际上就是所选取参照物不同的问题。因此。研究运动的合成和分解的问题时,必须正确选取参照物,离开参照物的选定去讨论合运动和分运动是没有意义的。所以处理问题的关键在“抓参照物的正确选取,把研究相对运动跟研究运动的合成和分解结合起来,使学生并明白。在选定参照物后,只有同一物体同时参与两种或的种以上运动时,才能求其合运动(这也叫做合成、分解问题的同体性);不同物体的两个运动虽然是同时进行的,也是不能合成的。但应该注意,有的问题表面看来是两个物体的同时运动,却可转化为同一物体同时参与两种运动,这样就符合了运动的合成的适用场合,就可以求其合成运动。例如,“船在静水中的速度V船是2米/砂,水流速度V水是1米/秒;问河岸上静上的人看船顺流时的速度是多大?即求船对岸的速度是多少?这个问题虽然表面看来,船进V船和水速V水是不同物体的两个运动,却可转化为同一物体(船)同时参与两种运动──以河岸为参照物,船在流水中同时参与两种运动:1.船速即船的航行速度,也就是船在静水中的速度V船=2米/秒。2.由于水流前进时,船亦随之前进、因此船随水流前进的速度(对河岸而言),它的量值和方向都跟水流速度相同,即2米/秒;所以可求其合速度V船岸=2米/秒十1米/秒二3米/秒;。这样既引导学生养成分析问题的习惯,又对“运动的合成和分解的适用场合获得了透彻的理解。 (四)运用等效方法确立“研究对象”,或者将某些物理公式经过数学演变后得出新的物理公式,使所研究的问题符合某些物理定律的适用条件,从而灵活地运用这些定律来解答问题。例如理想气体的状态方程 只适用于一定质量的理想气体的情况,即只有在状态变化过程中气体质量保持不变的情况下,这个公式才适用。若两个状态气体的质量不同,就不能简单地套用这个公式,必须把“研究对象”转化为一定质量气体后再用这个公式去解。通常是把“变质量”的气态问题转化为“定质量变体积”的气态问题,或选择相关连的局部的气体作为“研究对象”来处理。应该指出:气态的实际问题有很多属于变质量问题,如排气、漏气、抽气、进气、打气等等。关于排(漏)气问题,可以设想把排(漏)出的气体仍包含在内的全部气体作为“研究对象”,即“研究对象”的体积仍包括排(漏)出的气体的体积。同样,关于进(打)气问题也可采用类似方法。例如:“有一筒准备作气焊用的氧气,筒内的温度是27℃,这时简内氧气的压强是40*105帕,那么,从筒内放出一半质量的氧气以后,并使筒内剩余氧气的温度降低到12℃时,求这些剩余气体的压强是多大?”在运用等效方法确立“研究对象”时,应设想放出到筒外的一半质量的氧气和筒内的氧气经历同样的变化,从而在确立“研究对象”时,把简内的氧气和放出到筒外的氧气合在一起(即把二者设想为经历相同的变化过程)作为“研究对象”,这样“研究对象”如就成为一定质量的氧气──如 ,得 。 另外理想气体的状态方程经过数学演变 即气态密度方程 后,就可适用于同一种气体(理想气体)质量发生变化时的情况(不管质量有无改变均适用)。这就是说,经过数学演变后,不但公式表达形式不同了,而且它所反映的物理意义也就不同了,因而公式的适用条件也随着改变了。 (五)认真分析条件的转化,正确运用相应的物理定律来解答“变条件”的综合题。在解答“变条件”的综合题时,要认真分析题目所反映的整个物理过程的不同阶段(分过程)及其条件的转化,条件变化后,所适用的物理定律和公式也要随之改变。例如“用冲击摆测弹丸的速度”这一实验(高中物理课本上册P.336-P.339),要引导学生弄清这道“变条件”综合题所反映的整个物理过程,应分为两个不同的运动阶段来处理,并分别根据完全非弹性碰撞动量守恒(第一个运动阶段)和沙箱(摆锤)。摆动过程机械能守恒(第二个运动阶段)而得到了 这一关系式(式中L为摆长),从而问题就迎刃而解了。通过这一“变条件”综合题的分析,学生不但弄清了在解决碰撞问题时如何分别正确运用动量守恒定律和机械能守恒定律来分析和解决问题,而且更好地掌握了这两个守恒定律各自的适用条件及其应用。 |
谈谈物理学方法论的教学问题 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
山东济宁师专 张宪魁 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
物理学方法论是自然科学方法论的一个分支,它是用唯物辩证法为指导对物理学的研究方法进行研究的有关理论,主要探讨用什么方法去研究物理现象、怎样描述物理现象、如何探讨并总结归纳物理规律等。本文就中学物理教学中进行方法论教学的意义和如何进行方法论教学的问题,谈谈个人粗浅的看法。 一、进行方法论教学的重要意义 学生在校学习物理应学些什么?按照新的教学思想,学生必须学习这门学科的基本结构,即基础知识、基本原理、规律和研究这门学科的基本方法。 这两大部分中,后者的价值并不小于前者。从某种意义讲,知识是客观存在的、不变的,而方法则是灵活的、活跃的、富有创造性的。伽里略已死去三百多年,他所发现的自由落体规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了比自由落体规律高出千百倍的财富。实践证明,如果仅仅让学生学懂了自由落体规律当不了科学家,但是,如掌握了伽里略研究问题的方法,那将受益不尽。 (二)历史上,自然科学家都十分重视方法论的研究。许多物理研究工作者在取得科研成果的同时,也创造出了引人注目的方法论,这是人类宝贵的精伸财富。爱因斯坦指出:在衡量人才的贡献时,主要看他们在自己的一生中“想的是什么和他怎样想的”,也就是说,既要关注人才向社会提供的物质成果,更要注意从他们那里吸取科学的思想方法以及思维的艺术。他在介绍自己取得科学成功的秘诀时,总结了一个公式:A(成功)=X(艰苦的劳动)十Y(正确的方法)十Z(少说空话)。德国著名物理学家玻恩(188一1970)说:“我荣获1954年的诺贝尔奖金,与其说是因为我所发表的著作里包括了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。” (三)正确的方法论是马克思主义的重要组成部分。因为自然科学方法论是自然科学与哲学的一个结合点,它的研究对于哲学和自然科学双方都有重要的意义。在《反杜林论·哲学篇》及《自然辩证法》中,恩格斯对自然科学方法论作了广泛的研究、探讨,论述了方法论的许多重要原则。因此学习方法论有助于物理学工作者和青年人更好地学习唯物论和辩证法,促进世界观的改造。斯蒂芬·梅森说:说起任何特殊的科学理论来对人类的价值观影响最大的恐怕还是科学的方法论。特别应该指出,由于物理学研究的是关于物质的基本性质和能量转换的系统知识,而它的研究方法又符合辩证唯物论的一般认识规律,因此,物理学方法论在科学方法论的研究中又有着特殊的意义。例如,物理学方法向其他自然科学或技术科学转化、移植,形成了一些新的边缘科学:物理学与天文学结合形成天体力学、天体物理;与化学结合形成物理化学、量子化学;与生物学结合形成生物力学、生物物理、分子生物学、量子生物学等。 著名的理论物理学家薛定愕在《生命是什么》一书中,把热力学和量子力学的理论和方法引入到了生物学中去。历史学家运用物理实验的方法,按照古书中记载的西汉造纸的蛛丝马迹,经过四十多次的模拟实验,制成了可以书写的模拟西汉麻纸,使我国发明造纸的时间从东汉蔡伦提前至西汉,引起了国内外历史学家、科技史学家的注目。语言学家移植了物理学中“熵”的概念和热力学第二定律,解释了中外语言断片的“拉长运动”(如“全身黄栗色的马”,古汉语上用一个字“膘”即可表示了)。 因此,教给中学生研究物理学的方法,不论他们将来从事什么工作,都可以说是受益终身的。 (四)学习方法论,有利于尽快培养创造性人才。因为学习方法论可以使人们掌握正确的思想方法和工作方法,提高科学素养和科学鉴识力,指导学生进行创造性的研究工作。实践证明,知识愈丰富,方法论的思想愈新颖,而正确的方法又可以加快人们更多地去掌握知识,所以有人说,正确的方法是科学之魂。对青年学生来讲,在学习阶段较早地接受方法论的指导,无疑会大大地缩短他们参加工作后凭借个人的经验而漫无边际摸索的阶段,有利于青年充分利用富有创造力的青年时期。 因此,现在世界各国都把方法论的研究提到空前的高度,美国麻省理工学院为学生专门增设了方法论这一专门课程我国1978年在制定1978—1985年8年全国科技规划时,“自然科学史和科学方法论”被列为重点研究项目之一。南京大学为学生开设了科研方法论选修课。上海和四路小学,为学生开设创造技法课,从小培养学生掌握研究问题的方法,这都是有远见的做法。 最后应指出,进行方法论的教学与培养能力是一致的,一个人掌握的方法愈新颖、愈灵活,他的能力也就愈强。 二、怎样进行方法论的教学 物理学任何一个概念的引入,或新规律的发现与总结都渗透着方法论的思想,而且是各种方法的综合运用,因此,应该把方法论的教学贯彻于教学的始终,教学的各个环节,并且把方法论的教学寓于知识的传授之中,与知识的传授结合进行。 (一)讲授新概念,研究新问题,结合讲授研究物理问题的基本方法。 例如,我们研究物理现象及其规律首先要确定研究对象,这就涉及如何建立理想模型问题,诸如质点、理想流体、理想气体、点电荷、完全弹性体、简谐振动等。因此可结合向学生介绍什么是理想模型!为什么引入理想模型?引入的可能性及其使用条件……。 又如,类比是科学地认识自然的重要方法,它是立足在已有知识的基础上,为进一步认识事物的一种有效的试探性方法,它往往是探索新知识的先导,是科学假说的前提,培养学生具有这种思维素质是很有好处的。类比也可用于教学上,教学中恰当地类比,可少费口舌,化抽象为具体,使新知识有似曾相似的亲切感,但又不是重复,从而激发学生的兴趣。例如讲电势概念时与电场强度的引入作类比。 (二)结合物理规律的研究,介绍总结物理规律的方法。 1.规律的总结一般都是在观察与实验所提供的可靠的资料及实验数据的基础上,运用分析、综合、归纳、演绎、数学运算、猜测等多种方法而获得的。 第谷毕生的精力都用于观察星体上,积累了750个星体的丰富资料,但仅是一堆可靠的确切的资料而已,并不能说明天体运动的规律,更无法根据这些资料作出科学的预见。后来,开普勒经过九年艰苦的研究,运用猜测、类比、假设、计算等各种方法,终于在杂乱无章的数字资料中找出了规律,总结出了开普勒三定律,从而为天体的运行“立了法规”。 2.总结规律要遵循简单性原则,这也是物理学的美学原则之一。 物理学史表明,科学家都十分注意用最简单的公式来表示客观规律。例如,牛顿只用了几条简洁的定律,就概括了物质世界纷繁的运动现象,完成了物理学史上伟大的综合。相对论之父爱因斯坦说:“我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系,它将具有最大可能的简单性,我们所谓的简单性,……是指这体系所包含的彼此独立的假设或公理最少”。又如人们在研究光的折射现象时,发现折射角随着入射角的改变而变,下页表列出了用玻璃砖所作的实验中测得的几组入射角和对应的折射角的度数。 目的是要找出r与i的关系,为此用横坐标表示i,纵坐标表示y,用描点法画出它们的图线,如图1中实线所示。因为图线不是简单的一次或二次函数,为了找出更为简单的关系,大约经历了一千多年的时间,荷兰物理学家斯涅尔发现入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数(笛卡尔作了理论证明),这样用图2表示sini与sinr的关系就是一条简单的直线了。
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重视非智力因素的培养提高差生物理学习的成绩 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
浙江省慈溪市横河中学 徐志长 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
当前,初中物理教学面临着一个十分严峻的问题,这就是差生面过大,合格率偏低。这个问题如果不尽快解决,将直接影响九年制义务教育的实施,影响民族素质的提高。因此,大幅度提高初中物理教学的合格率,提高差生物理学习的成绩,有十分重要的意义。为此,在市教委教研室的指导下,我在进行教学改革的同时,着手对初中物理教学中出现的差生问题作了一些探讨,重点放在发展差生的非智力因素方面。通过三年的努力,取得了可喜的成绩,差生物理学习的成绩有广大面积的提高,中考成绩的合格率和升学率逐年提高,使我校的初中物理教学质量稳步上升。 一、差生与非智力因素 所谓差生,一般指那些学习成绩比较差的学生。为了摸清形成差生的原因以及各个差生的特点,探索提高差生物理学习成绩的途径,三年来,我对各届的初中物理成绩较差的学生进行了调查,累计103人。调查方法有以下三种。一是采用问卷的方法。我拟定了形成差生原因的23个项目,要求差生根据自己的实际情况,对每个项目选择“符合”,“不符合”、“难以确定”。统计后作为资料存档。二是差生家访,保持与差生家长的联系。向家长介绍差生在校的表现和学习情况,同时向家长了解差生在家的情况和他们的意见,共同制订转变差生的措施。用联络卡(用通信或差生传递方法)保持经常联系,及时反馈信息。三是通过课内观察,课外个别谈心,召开差生座谈会,班干部、物理尖子对差生行法座谈会,向班主任了解等方式进一步摸清每个差生形成的原因和特点。在此基础上进行归纳总结,从而得出比较客观的结果。三年来,我在对103名差生调查中,对他们学习差的主要原因进行了分析,其结果如下:
此外,对差生学习物理的心理状态也进行了调查,调查结果如下:
这一调查结果表明,一些学生之所以会成为差生,主要原因并不是智力因素,而是非智力因素。因此,重视对差生非智力因素的培养,是大面积提高初中物理教学质量的关键。 明确了差生形成的主要原因和发展非智力因素对转变差生的重要作用以后,为了更有效地做好差生的转化工作,我对每一差生建立卡片,以便个别转化。随后,将主要受同一种非智力因素影响的差生进行归类,进行分类指导。例如,我将差生分成以下三种类型:自我控制能力薄弱型;易受环境影响型;学习方法、习惯不良型。做好这项工作,有助于了解差生的差异,以便分类指导、分层要求、因人施教。 二、培养差生非智力因素的途径 培养差生非智力因素的途径是多方面的。这里,仅介绍我对三种类型差生进行非智力因素培养的情况。 (一)强化自制,控制自我。 统计资料表明,由于自我控制能力薄弱而成为差生的比例较大。调查中,我发现他们的自我意识还是比较强的,有一定的评价别人和自我评价的能力。例如,在他们的心目中,物理学得好的学生往往是学习成绩优秀,观察能力、实验能九思维能力、分析和解决物理问题的能力都很强的学生。当问他们想不想向这个标准靠拢时,几乎都说心里想达到,但做起来太不容易。他们之所以想的做的不能同步,是由于不能控制自己,容易受外界的干扰。调查中还发现,这类学生的自我控制能力往往同兴趣、情感、意志等有关。针对这类差生的特点,我做了以下一些转化工作。 1.激发差生的学习动机,提高学习物理的兴趣。 首先,根据物理的特点,引导差生正确认识学习物理的目的和社会意义,用所学的物理知识解决简单的实际问题,以激发差生的学习兴趣,从而强化内驱力,增强自制力。其次,在教学中严格把好教材深度关,注意突破难点。在习题教学中,重视物理过程的分析,并充分运用实验的优点,采用灵活新颖的教学方式,创设轻松愉快的教学气氛,使学生乐于学习。 2.锻炼差生的意志,增强学好物理的信心 差生有一个显著的特点,就是情绪波动大,意志薄弱,缺乏毅力,害怕困难和挫折,这无疑影响了他们的学习,因为学习是一件充满困难和挫折的事情,物理又是一门较难学的学科。因此,我注意引导他们把战胜困难,攻下难题当作一大乐事,让他们在合适的练习中磨练克服困难的意志,能搞到在情景中循序渐进,合理上升,产生向上攀登的情感。通过不断地磨炼,不断地战胜一个又一个学习中的困难,这样,学生学好物理的信心就会逐渐提高。 3.教会差生听课,培养注意品质。 差生的另一特点就是注意力不稳定,常常被某些与上课无关的事情所干扰。为此,我要求他们勤记笔记,并尽量向他们多提些力所能及的*题,以引起他们的注意。此外,我还组织这类差生召开座谈会,邀请物理成绩好、自我控制能力强的学生言传身教。还组织一些竞赛活动。有时故意把时间搞得长些,以促使他们自我控制能力的提高。 (二)重视改善环境,加强诱导。 要做好这类差生的转化工作,我的体会是要注意改善学习环境,加强引导。 1、班级集体方面。资料表明,班级集体对差生的影响最大。其中差生的个体参照者、差生的交往小圈子、班级内部心理环境对差生有很大作用。为此,必须针对上述三方面作好转化工作。 一些差生之所以差,往往是因为他们选择了物理成绩较差的群体作为自己的参照群体。为了作好他们的转化工作,我注意选择能够震撼他们心灵的又使他们佩服的英雄模范人物的事迹,对他们进行教育。例如,1986年我组织差生收听老山英模的报告,并让差生结合自己展开讨论:另外,请考入高中一年级的在初中也曾一度是差生的学生谈经验体会,使他们感到只要努力,自己也能学好物理。 调查中我还发现,一些物理学习较差的学生形成了“情趣相投”的交往小圈子,这不利于他们的学习。在解决这个问题时,我发现最好在小圈子还未完全形成时进行转化工作,因为小圈子一旦形成,转化工作就难做了。我的做法是,选择“圈子”内易于转化的学生作为转化对象,或者选择对“圈子”有较大影响的人物,集中力量攻坚、从而促使整个“圈子”转化。 此外,我发现一个具有一定学习目的和团结一致的学习集体,能有效地约束差生的行为,潜移默化,熏陶感染,使差生的转变产生奇迹般的效果, 2.家庭方面。 受家庭影响而成为差生的主要有二类,一是由于家庭经济条件好或政治地位高,缺乏吃苦耐劳、刻苦钻研精神,上进心不强。另一类是家长是个体户,需要帮手,因此经常缺课。对这两类差生,我的做法是与家长取得联系,以提高他们教育子女的义务感与责任感。同时对差生也进行必要的诱导和帮助。 3.社会方面。 当前,一部分学生受社会上的“读书无用论”的影响,缺乏目标和信心。对这类差生,如果用崇高的理想,远大的目标进行教育,效果不大。我是从以下几方面加以引导的:一是向他们讲清,现在是掌握知识,发展智能的阶段,现在打好基础,将终身受益。二是知识掌握得多与少对今后处理问题有影响,知识丰富的人解决问题的方法要比知识贫乏的好得多。并通过几个实例加以说明。三是通过物理知识在生产、生活中的应用为例进行教育。例如,安装家里的照明电路,如果请电工,既麻烦又花钱,如果学了《用电常识》这一章,就可以自己安装了,等等。 (三)指导学法。 经验表明,科学的学习方法可以在一定程度上弥补差生智力上的不足,也能在学习过程中有效地改善差生的心理品质。因此,我在初中物理教学中,首先对初中学生学习物理的共性作出具体指导,使差生尽快地纠正盲目的学习状态和不科学的学习方法。其次,要教会差生阅读物理教科书,要求他们课前预习,在认为重要的地方划杠,难懂的地方留下问号,看一遍还没有印象的要多看几遍。课后看书,要求他们结合课堂笔记研读重点和难点。第三,要求差生学会听课,勤记笔记。听课时既要注意听那些简单的自己基本能弄懂的内容,更要专心听那些自己觉得疑难的问题,以及学习研究物理问题的方法。第四,引导差生养成独立作业的习惯,学会质疑问难。第五,要引导差生学会做单元小结。每一单元学完后要求差生系统整理学过的知识,使之纲目清楚,形成自己的知识体系。第六,为了引导差生对学习方怯正确与否进行自我检查,并及时矫正,我用多种形式帮助差生进行学习方法的总结与交流。如物理学习方法经验交流会,读书心得座谈会,听课笔记展览,单元小结比赛,等等。 (四)热情关怀,严格要求。 对差生热情关怀,严格要求也是转化过程中不可缺少的一环。实践中,我发现,不论哪类差生,他们的自尊心与人格都有着一定的阴影,如受到过同学们的嗤笑,家长的责骂,教师的歧视等。因此,常常怨恨自己不争气而羞愧难当。在物理学习上则表现为态度冷漠,忧心冲忡,无可奈何,被动应付,产生一种“破罐儿破摔”的心理状态。 我认为,要提高差生的物理成绩,首先要消除他们心理上的阴影,使他们自尊、自信。只有自尊、自信,差生潜藏着的内在力和热情才能爆发出来,学习物理的兴趣才会产生,学习成绩才能提高。我的做法是,首先尊重他们、信任他们,满腔热情地关怀他们。所谓“精诚所至,金石为开”。二是特别注意他们的进步,只要他们取得点滴成绩,我都要利用各种机会加以表扬,让他们有机会在人们的赞扬声中相信自己有力量去实现自己的追求,这种自信力越大,爆发出来的创造力就越大。例如,在一次热学测验中,一个次次不及格的差生这次及格了。在试卷讲评时,我表扬了他,并以他为例说明差生完全可以转变。当时我发现他那明亮的眼睛顿时发出了自信的光芒,嘴角含着难以抑制的喜悦。这以后,每次测验他都及格了,经过一个学期的奋追,物理成绩跃入了班级的先进行列。三是师生通信。有些差生心里有隐秘,难以启口,还有些差生害怕与教师接触多了会引起其他同学的嫉妒,于是,我就要求他们用通信的形式进行交谈,以消除他们的顾虑。 在热情关怀的同时,对差生还必须严格要求。许多差生由于养成了学习上的坏习惯,因此,容易出现反复。为此,必须严格要求。严是严在及时检查督促上。如课前是否预习。作业是否独立完成,学习上的缺漏是否及时填平补齐等等。因此,导入设计一定要考虑时间因素无论采用什么导人形式,都要简明精要、生动有趣、引入传神。要做到不虚设一个没有必要设使的情境,不多说一句对以不必说的话,不追求没有实际价值而往有表面上热闹的课堂气氛。要讲求效率,力争用较少的时间实现最优的导入,以便为尔后课的展开和收尾提供充裕的时间。 三是要有整体性意识。课堂教学过程是一个整体,导入是其中一部分。教师设计导入一定要服从于、服务于课的整体结构的和谐统一,有利于教学过程的最佳运行,有利于发挥课的整体功能,并为全课的最佳效益奠定基础。 |
多彩的物理课堂教学 |
湖北省洪湖市教研室 朱道荣 |
人教课标版八年级物理课本,丰富多采的教学内容和教材编写形式,让师生突破学科本位,软化学科界限,强化学科渗透,构建了许多生动而鲜活的课堂。 一、教学案例 1.物理课上做游戏 在学习“双耳效应”这一内容时,引导同学们做了这样的游戏:先让一位同学站到黑板前,并且面向黑板。然后,把一个正在发声的手机在同学们中间传来传去,老师一声令下“停”!再让这位同学猜手机在谁的手里,这位同学当然是轻而易举地猜对了,他十分高兴。还是这位同学,让他把自己的一只耳朵堵塞起来,同样把正在发声的手机在同学们中间传递,再让他判断手机的位置。游戏开始前,老师跟全班的同学打手势用哑语约定:如果他判断错了,我们给他热烈的掌声(当然不会猜对)。大家都心领神会。老师又一声令下“开始”!“停”!这位同学信心十足地判断错了,全班同学给他热烈的掌声。他高兴地跳起来了,但转过身来看手机时,却大出意外,“分明听得十分清晰,确实是那个方位呀,难道我的耳朵出问题了?”那位同学辩驳道。然而事实胜于雄辩。游戏结束了,探究开始了…… 在学习声音的传播时,提问:声可以在液体中传播吗?有同学猜想可以,有同学猜想不行,谁对谁非呢?游戏开始:把一个正在响铃的手机用塑料袋包上一层又一层,然后用细线缠好,我们可以听到它的声音,这声音是从空中传来的,当我们把手机放到水中时,仍然可以听到手机清晰的声音,只是声音小些了。这充分说明:声音可以在水中传播。同学们心服口服。 他们在游戏中感受到了快乐! 2.物理课上听音乐 在学习“声音的产生与传播”这一内容时,老师课前准备好了收录机和一个泡沫娃娃。上课时,老师把收录机横卧在讲台上,喇叭朝上,并放起了同学们最喜欢听的《足球之夜》的音乐,然后把泡沫娃娃放在收录机的喇叭上,娃娃竟然随着音乐的韵律和节奏跳起舞来!同学们也情不自禁地打起拍子,课堂一下子“沸腾”了。随着“娃娃为什么会跳舞”的提问,同学们迅速进入“声音是怎样产生”的探究过程。 在学习“声音的特性”这一内容时,师生一起开了一个小小的音乐会:有的同学带来了二胡,有的同学带来了小提琴,有的同学带来了笛子,有的同学自制了三弦琴。分别演奏自己喜欢的曲子。当师生用自制的水瓶琴演奏乐曲时,音乐会掀起了高潮。首先,老师一边向高脚杯倒水,一边用筷子敲打酒杯,直到有“1”这个音阶为止。那声音从轻脆逐渐变到深沉。依次重复地试验,终于能听出“1、2、3、4、5、6、7”七个音。音阶形成后,老师给同学们敲击了几首曲子。大家闭上眼睛听旋律时,竟能分辨出《小星星》、《粉刷匠》、《卖报歌》、《两只老虎》和《春天在哪里》等儿歌。实验非常成功。同学们一个个手舞足蹈,不约而同地跟随着唱起来,每唱完一首曲子都为自己鼓掌。歌声和欢笑声汇成一片,传出教室,传到校园的上空。 他们在歌声中陶冶了情操! 3.物理课上学成语 学完《声现象》一章的内容后,师生上了一次别开生面的互动复习课──用汉语成语来描述声音的特性:音调、响度和音色。许凌霄同学在成长档案中是这样描述的: 物理课开始了。我估计朱老师今天会带我们复习第一章──声现象。可是刚刚开始,朱老师就提了一个问题:“声音响度特大时用个什么成语来形容呢?” “什么成语?”全班同学面面相觑,这可是物理课呀!提成语干嘛?我一时也没回过神来。 “震耳欲聋!”肖木伸快嘴快舌。他反应总是挺敏捷。 “答对了,加10分!”朱老师模仿着电视主持人王小丫的语调,“还能用什么成语来形容呢?” 哦──原来是这样,不少同学恍然大悟。 “如雷贯耳”、“掩耳盗铃”、“响彻云霄”、“人声鼎沸”,好几个同学在抢着说。 “好!这几个成语都是在形容声音的响度大,那么有没有形容声音的响度小的成语呢?” 同学们争先恐后地说出了很多成语,老师一一写在黑板上。如:掩耳盗铃、窃窃私语、珠圆玉润、震耳欲聋、鸦雀无声、河东狮吼、人声鼎沸、响彻云霄、如雷贯耳、一锤定音、山崩地裂、震天动地、惊天动地、鹦鹉学舌等。然后,老师又引导同学们将以上成语按照声音的音调、响度和音色进行了分类。 好似语文课的物理课,不仅让同学们明白了声音的特性,而且理解了不少描摹声音的成语,一举两得,事半功倍。 他们在交流中增长了知识! 4.物理课上学画画 在学习“颜色”这一知识时,教师请一位小学学过美术的同学带来颜料和画笔。他先在调色盘里调合好品红、青、黄三单色,然后在事先准备好贴在黑板上的大白纸上分别用三单色颜料写上“大家好”三个字。然后再在调色盘上将品红色、黄色和青色按一定比例调合,当黄色与品红色的颜料混合时,得到了红色;品红和青色颜料混合时,得到了蓝色;当青色和黄色颜料混合时得到绿色,当品红色青色和黄色三种颜料混在一起时,结果得到了黑色。用黑色在白纸上写下“有趣的物理”五个大字,白纸黑字、清晰可见。三原色的调合出现黑色,这让大家意想不到,且留下了深刻的印象。 对于单色光,可以这样获得:取三个相同的手电筒,分别在手电筒前蒙一层红、黄、蓝三色半透明塑料膜,三种颜色的单色光混合在一起时,白屏上并不显示彩色,而是显示白色。 看来颜料的混合规律与色光的混合规律是不一样的。 他们在探究中学会了欣赏! 5.物理课上学数学 在学习《光现象》一章的内容时,一个学习小组的同学们得到“反射角等于入射角”的结论后交流说:实际上,法线就是入射光线和反射光线组成的角的角平分线;探究到“平面镜成像”的规律后交流说:像到镜面的距离等于物到镜面的距离;像的大小与物的大小相等;像与物的连线与镜面垂直,且像和物的连线把平面镜垂直平分。这充分说明像和物属于轴对称图形,用数学语言非常准确地描述了探究到的物理规律。 对于自行车尾灯的结构,教师引导学生利用数学知识进行了深刻的分析,让他们透过物理现象看到了它的本质,并又一次体会到了数学知识在物理学中的运用。如图1所示,不难看出,法线BE与CE相互垂直。 在Rt△BEC中,∠2+∠3=90° 而∠3=∠4(反射规律) 即∠2+∠4=90°…… ⑴ 在Rt△CEF中, ∠4+∠5=90°…… ⑵ 联立⑴、⑵可得: ∠2=∠5 又∠1=∠2(反射规律) 所以∠1=∠5 根据两条直线平行的判定定理知: AB∥CD(内错角相等) 由此得出结论:当光线在两块相互垂直的平面镜之间反射时,出射光线平行于入射光线,这就是自行车尾灯的反射原理,无论从哪个方向射来的光线,经两次反射最后都将平行于原来的入射光线反射回去。数学知识的运用,极大地培养了学生学物理的浓厚兴趣。 他们在知识的运用中找到了成就感! 二、教学反思及建议 每次上物理课,同学们总是喜形于色,乐此不疲,其根本原因是构建了多彩的物理课堂,不同程度地渗透了“改变学科本位的观念”、“提倡学习方式多样化”、“从生活走向物理,从物理走向社会”等新的教学理念。 开展“做游戏”、“听音乐”等各种活动,当然不是单纯为了展示物理课堂的“多彩”,而是传授物理知识,探究物理规律的迫切需求,这仍然是多彩物理课堂的“主页”,这一点是不容置疑的。因此,教师应根据不同的教学内容选取不同的教学方式方法,在教学中审时度势地开展各种创造性的教学活动,切忌喧宾夺主。否则会远离初衷,事与愿违。 |
物理解题中的心理操作 |
乌鲁木齐铁路局教育学院 金璧辉 |
物理解题属于问题解决的范畴,是认知心理学的一个重要课题。但它又有明显的单学科特征,解物理题需要引用物理学科的知识,因此对物理解题进行心理学的研究和探讨无疑对物理教学是有积极意义的,对引导学生进行科学思维也是有帮助的。 一、物理解题概述 近年来解题研究指出:一个问题是指一个不能及时达到的目标,为求达到这个目标所作的体力或心理的行动叫做问题解决。解题时必须要遵从一定的法则。故一个问题应包括以下几个环节:(1)始态(initialstate)──问题所给予的已知情况,物理习题中的已知条件;(2)终态(goglstate)──解题时要达到的最终目标,物理题中的所求;(3)操作法则(operator)──应用这些法则把问题由始态转变成终态,在物理解题中包括要符合的物理定律原理也要符合人们认识的规律。 在解题过程中,解题者要由始态开始,通过一系列的问题态,到达终态。由始态到终态的所有问题态构成了问题空间,而问题态的转变需要解题者作出某些心理操作,这样就构造了解题的心理图象。这心理图象是个人化的,它因人而异,它所包含的信息可以较问题本身的信息为多或为少,它是受解题者贮存在长期记忆里知识的影响。也就是说,解题者根据自己已有的知识来构造心理图象和寻找题解。许多时,问题空间很大,容许操作的法则也很多。就是一题多解;有时问题空间虽然很大,容许操作的法则却很有限,相应的问题解法也就较少。 解题过程也是一个非常复杂的信息处理过程,解题者则是一个信息处理系统,解题就是系统跟问题的相互作用。解题取决于这个信息处理系统的特性和问题结构。问题结构限制解题的过程,提供一些可行的行动;解题者的特性是指他短期记忆的容量,长期记忆贮存的知识和贮藏及提取这些知识所需的时间,贮藏的知识“模块”(基题)越多,提取这些“模块”的速度越快,解题的效率就越高。 二、物理解题中的心理操作 解题时,将题目所描述的物理现象译成物理图象输入大脑暂时储存,而后大脑将进行一系列复杂的心理操作,使问题得以解决。进行心理操作,一是要有操作对象,二是要有一定的操作规则(包括操作的先后次序)。物理解题中的心理操作对象是贮存于大脑长久记忆中物理知识的基本模块。而这些“模块”信息量的大小,集成化程度的高低,因人而异,各不相同。操作规则必须符合本门学科的原理和人们认识的规律。所谓心理操作是指对这些“模块”进行加工、组合、衔接、再造的心理过程。没有这些“模块”,心理操作就失去了原料。不能要求一个毫无物理知识的人去解物理题,不论他如何聪明,也不会解出物理题来,道理很简单,因为在他大脑的长久记忆里没有贮存加工的“模块”,巧妇难为无米之炊就是这个道理。 物理解题的心理操作一般分三个阶段进行: 第一阶段为检索提取阶段。当要解的习题输入大脑后,一旦被吸引去开始解决时,我们原有的知识经验和实践知觉就会向着一定问题的方向去变化、检索、识别而后提取贮存于大脑长期记忆里相近、相似的“模块”。这些“模块”可以是物理某部分、某单元的知识,也可以是同类型的基本习题。第一阶段的工作为第二阶段的加工提供了原料和必要的准备。当然,对于一个复杂的问题,不见得一次就能将“模块”提取的十分准确,有时在加工的过程中还可反复检索,反复提取。 第二阶段为沟通加工阶段。这一阶段是心理操作十分重要的阶段,它包括采纳、排除、分解、组合、迁移、选择、改造、衔接:沟通等操作环节。通过以上的操作,使问题空间逐步确定,逐步明朗。沟通思路,形成策略。在这了阶段要对原有的“模块”加工再造,重新进行组织,大脑皮层的暂时神经联系在有些部位出现新的开通,有些部位产生暂时关闭,进行新的改组,这时候新的创造思维就会产生。解题从某个角度讲就是一种创造,当解决别人从未解决的问题时更是如此。 在进行操作时,有时需要把整体“模块”分成元件,直至不能再分。把每一个“模块”所含的元素按需要排列,按需要将上述被分解的元素重新组合,依所提供的信息充分想象,还要克服思维定势的影响,使问题空间逐步确定,形成解题策略。 第三个阶段为反馈输出阶段,经过第二阶段的沟通加工,方案策略已经形成,再经过编辑、优化、计算、检验,使被加工的信息系统化、条理化,这就达到了问题的终态。这时将已加工完毕的信息分为两部分:一部分通过职能器官输出,一部分又回输(反馈)到大脑成为新的“模块”贮于长期记忆。我们将心理操作过程用框图示意如下: 心理操作是个人化的思维图式。有些人在问题空间中漫无边际的思索,但无法组织,终无所获。有些人却能在问题空间中用极为有限的搜寻来代替几乎无法穷尽的搜索,甚至有条不紊地走向目的,不出现任何尝试的错误。 三、解题实例分析 例1,一个质量为m,带有电荷为q的物件可在水平轨道ox运动,O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中,场强的大小为E,h向沿ox是正向,如图二所示,小物体以初速vo从xo沿ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<Eq,设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程S0(1989年高考题) 解:如果我们将上述问题所描述的物理现象进行分析,将会从大脑的长期记忆中提取“电势能”、“动能”、“摩擦力作功”、“功能原理”四个基本知识模块。而这四个模块间有什么联系,是怎样衔接起来的呢?下面我们分两种情况来讨论:如果没有摩擦力,由于物体与墙壁的碰撞井不损失能量,因此物体的功能和电势能可以互相转化,但功能和电势能的总和是守恒的;在有摩擦力的情况下,摩擦力的方向与小物体的运动方向相反,动能和电势能都会逐渐减少,最后将停在O点。这就是小物体克服摩擦力所做的功等于减少的动能和电势能之和。我们可以用框图表示如下: “模块2”与“模块3”从不同的方面描写了物体状态的变化,“模块1”描写克服摩擦力作功的过程。物体状态的变化,显然是因摩擦力作功而引起,这样“模块1”与“模块2、3”之间就有了困果联系,而二者的定量关系是由“模块4”(功能原理)衔接起来的。因为本问题所求物体的后路程是与过程量功密不可分的物理量,同样出现在作功的全过程中,所以提取摩擦力作功的模块是有道理的。依照图三列式计算并不困难,此处计算从略。 例2,如图所示,在水平光滑的桌面上放一个质量为M的玩具小车,和小车的平台(小车的一部分)上有一质量可以忽略的弹簧。一端固定在平台,另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住,用手将小车固定在桌面上,然后烧断线,小球就被弹出,落在车上A点 。如果小车不固定而烧断细线,球将落在车上何处?设小车足够长。球不致落在车外。(1987年高考题) 解:本题可以分小车动与不动两种情况,四个基本物理过程,即“小车不动时小球的平抛运动”,“小车动时小球与小车的相互作用”、“小球对小车的相对运动”,“小车动时小球的平抛运动”。每一个物理过程可以认为是储存了一定信息的模块。每个模块统摄了许多物理知识,为小球的乎抛运动,包括了平抛的运动学特性,重力作用的瞬时效应,空间积累效应,时间积累效应,小车动时情况更复杂。但是经过分解、筛选可以发现四个过程都与速度紧密相连,这就有可能通过速度将四个物理过程联系起来,如框图所示: 在图五中已图示了每一“模块”的从属关系,所应满足的物理规律以及它们之间相互联系的衔接条件。这样解题的思路已经沟通,再构造数学模型去解是并不难的。 例3,一根细绳跨过一定滑轮,两端分别有质量为m及M的物体,如图六,且 M>m,M静止在地面上,当m自由下落h距离后,绳子开始与m、M相互作用,在极短时间内绳子被拉紧,求绳子刚刚被拉紧时,M能上升的最大高度? 解:本题整个的物理过程可分为三个阶段。第一阶段:m作自由落体运动。第二阶段:绳子分别与物体相互作用。第三阶段:m及M分别作匀变速运动。三个阶段的联系是:第一阶段m作自由落体运动的末速度v恰是第二阶段m与绳相互作用前的初速度。第二阶段m、M与绳子相互作用后的速度V就是第三阶段M作变速运动的初速度。如图七所示。 从图七我们可以看出每一个阶段实质上就是一个知识“模块”,但每一“模块”所包含的知识容量并不相同,每一“模块”有各自的特点和应该满足的规律。这些规律就是操作规则。这三个“模块”自然地衔接起来就构成了一个完整清晰的图象,再计算是不难的。 人类认识的理论不仅要解释人怎样进行复杂的思维和解题工作,还要解释人是怎样学会这么作的。研究解题者对物理问题构造的心理图象,目的是了解他们对物理知识的组织和加工能力。在物理学习上重理解轻记忆的作法是不足取的,也是没有根据的。解题的成功者在于他们拥有高度组织的物理知识,并在记忆中贮藏了不少相类似问题的题解。在物理教学中只让学生盲目作题,不讲习题的沟通和演变、不引导学生作正确的定性分析也是不可取的。凡成功的解题者,解题策略好的,大都是先对问题作定性分析,探索到解题思路后,才作定量分析。 近年来国外有些物理教育家纷纷呼吁应加强学生定性推理能力。我国近几年的高考试题也加大了定性分析考题的成分,注意把重点转向知识技能的习得过程。但是我们仍需加强物理解题的心理过程研究,加强物理解题的定性分析,这不仅有助于学生解题策略的形成,也有助于学生创造能力的培养。 |
结合物理教学进行爱国主义教育的探讨 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
福建师大附中 郭杰森 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
《中共中央关于改革和加强中小学德育工作的通知》指出:“德育要与传授科学文化知识相结合,渗透、贯穿在各科教材和教学过程及学校的各项活动中,并力求生动和形象化。”结合物理教学对学生进行思想政治教育,是长期而又紧迫的任务,本文着重探讨如何结合物理教学对学生进行爱国主义教育。 一、爱国主义教育的必要性和可能性 《全日制中学物理教学大纲》规定:“要结合物理教学进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。”这是十分必要和完全可能的。 中华民族有热爱祖国的优良传统。热爱祖国是中华民族之魂,是中华民族赖以生存和发展的精神支柱,是激励各族人民大团结、鼓舞人民前进的伟大旗帜。只有热爱祖国才能献身祖国,钱学森、钱三强等一大批老一辈的物理学家,正是在爱国主义的感召下,毅然回到祖国,为我国的国防和科技现代化作出重大贡献。因此,对学生进行爱国主义教育是所有学科,也是所有教师义不容辞的长期任务。 当前,在改革开放的新形势下,由于大家知道的原因,更容易滋长崇洋媚外、妄自菲薄的思想。1989年春夏之交的那场“风波”,充分暴露了这些年来思想政治教育存在的薄弱环节,因此加强爱国主义教育更具有现实意义和紧迫感。 中共中央总书记江泽民同志在庆祝建国四十周年大会上的讲话中,特别强调了爱国主义教育的重要性。他回顾四十年的历史得出四个基本结论,其中第三个结论是:“发扬爱国主义精神,坚持独立自主。自力更生的方针,是中国革命也是中国社会主义建设取得胜利的一条根本经验。在当代中国,爱国主义和社会主义,本质上是统一的。历史证明,坚决捍卫中华民族尊严、期望中国繁荣昌盛的爱国者,大都会成为忠诚的社会主义者或社会主义的可靠朋友。中国人民的爱国主义和自力更生精神,是社会主义现代化建设的强大力量。” 物理教材中蕴藏着许多进行爱国主义教育的内容,因此有可能结合物理教学对学生进行生动的、具体的、形象的、多种形式的爱国主义教育。 二、从四个层次上对学生进行爱国主义教育 (一)通过介绍中国古代物理学史和杰出科学家的发明贡献,使学生认识到中国人民是勤劳、智慧的,激发和增强学生的民族自豪感和自信心。 中国是世界文明发达最早的国家之一,在世界科学史中占有特殊地位。从战国到秦汉数百年,中国科技的许多门类形成自己独具特色的体系,很多方面超过了西方。经汉唐千余年发展,到宋元(10~14世纪)达到了高峰。物理学方面也有辉煌成就,对人类作出过杰出贡献。英国科学史家李约瑟指出:中国“在公元3世纪到13世纪之间,保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲,特别是在15世纪之前更是如此。” 物理学的形成和发展大致经历了三个历史时期:萌芽时期(公元前1100~公元1499年,约二千多年)形成时期(公元1500年~1939年,约450年);发展时期(公元1940年至今)。在萌芽时期,中国在物理学的许多方面曾经作出过杰出贡献,处于领先地位,表现了中国人民的聪明才智。在力学方面主要有:1.在浮力的认识和应用方面,比阿基米德(公元前287年~前212年)发现浮力定律早200多年,公元前4世纪成书的《墨经》已有浮力的记载,而6岁的曹冲称大象;宋和尚怀丙打捞铁牛所显示的智慧并不比阿基米德鉴别王冠逊色。公元前2世纪的《淮南子》上书记载的升空灯笼,就是现代热气球的原理,比欧洲人发现早得多。2.在杠杆的原理和应用方面,《墨经》一书中不仅有两处专门记载杠杆原理,而且对杠杆的平衡条件说得很全面,有等臂的有不等臂的。在《庄子》一书中有桔(杠杆)提水用力小而效果大的记载;三国时曹操用“发石车”破袁军,就是利用杠杆的原理。3.在水流能和风能的利用方面,1900多年前我国已发明了简单的水力发电机,用来汲水、磨粉、春米等;1700多年前,已经利用风车做功。4.在反冲运动的应用方面,利用火药爆发的反冲运动发射火箭,在1千年前的宋代战争中已经使用,这是世界上最早的火箭。在光学方面,《墨经》堪称世界上第一部光学著作,内有关于光的直径、平面镜、凹面镜和凸面镜成像的记载。在殷墟甲骨卜辞中记载的日食,发生在公元前1千多年前,这是世界上最早的可靠的日食记录,比巴比仑最早的日食记录大约早600年。在电磁学方面,1.东汉时期,王充在《论衡》中已记载有“顿牟掇芥”(即摩擦过的摇用能吸引轻小物体),王充还解释了雷电现象,认为是“一声一气”(“气”即放电)。2.在磁方面,除了指南针是我国的四大发明之一外,沈括在《梦溪笔谈》里有磁针的方向“常偏东,不全南”的记载,说明他是世界上第一个清楚地、准确地论述地磁倾角的科学家,比西方传说哥伦布发现地磁倾角(1492)早400多年。 中国古代物理学的成就还可以举出许多例子,如声的共鸣、弦的共振等等,只要结合教学适当选用和生动的介绍,无疑能促进青年学生民族自豪感和自信心的形成。坚信中国人民是勤劳、聪明的,我们中华民族是伟大的民族,过去我们就曾经自立于世界民族之林。 (二)通过介绍新中国的建设成就和发展远景、本地区的建设成就和发展规划,激发学生更加热爱社会主义祖国,更加热爱自己的家乡。 新中国成立40年来,社会主义各项建设事业都取得巨大成就,国庆四十周年,报纸电台报道了大量这方面的材料,为物理教学进行爱国。主义教育提供了大量的、生动的资料。课本的彩图、插图、课文和习题也是进行爱国主义教育的好材料,教学时必须充分利用。例如,教水流能的利用,教能量转化与守恒时,可以介绍葛洲坝、龙羊峡水电站的宏伟建设。此外,还可以介绍我国煤炭、石油、电力工业的迅猛发展。例如,解放前我国原煤最高年产量是6188万吨;石油是32万吨;发电量是6o亿度。而1988年产量;原煤9.8亿吨,增长率16倍,产量居世界第二位;石油13705万吨,增长率428倍,产量居世界第五位;发电量5452亿度,增长率91倍,居世界第四位。教电阻定律时,可以介绍超导体和我国科学家在超导技术研究方面的辉煌成就──我国曾两度居领先地位,现在,中国与美、日并居排头。教人造地球卫星时,介绍我国航天事业的辉煌成就,我国已发射人造卫星25颗,其中11颗回收返回地面,成为继美、苏之后第三个掌握卫星回收技术的国家;我国掌握的“一箭多星”技术,世界上也只有美、苏、法、中四个国家掌握。教原子物理时,介绍我国从1964年以来原子弹、氢弹相继爆炸成功,及我国和平利用原子能的诱人前景。这些举世瞩目的成就,学生喜欢听,容易从中受到教育和鼓励,能激发学生更加热爱党,热爱社会主义祖国,相信中华民族不仅过去而且将来也能自立于世界民族之林。 本地区的建设成就和发展规划,与学生关系密切,介绍起来更直观、具体、生动,也是爱国、爱乡教育的好教材,也应当结合教学选用。 在教育中要引导学生正确看待我国与发达资本主义国家的差距,防止崇洋媚外的倾向。有一次我用示教板给初三学生介绍各种电池,当我用手指指到一个外观漂亮,写有拼音文字,学生平时又没有见过的选层电池时,我才说:“这个……”,一位座位在前排的学生便脱口而出“香港做的”,引起全班大笑。我立即意识到,学生年纪虽小,但鄙薄自己的建设成就的思想却不轻,我有责任教育学生,于是我耐心地向拿生说明这是我省南平电池厂生产的,并且简介该厂的发展史,教育学生应当相信自己的国家,不能盲目崇外。紧接着在介绍太阳能电池时,按原计划介绍了国外在屋顶安装太阳能电池取暖的内容后,又补充介绍我校附近的省电讯器材厂研究所研究太阳能电池的情况,让学生既知道国外的先进科技,也看到我们的希望。 (三)通过参观访问和社会调查,使学生更加坚信三中全会以来的路线、方针、政策的正确性,坚定不移地贯彻改革开放的方针、政策。 配合学生开展社会调查,组织学生参观马尾福州经济技术开发区,参观马尾造船厂、万吨码头、华能电厂和中外合资的中钢高速线材轧钢厂等,既让学生亲眼看到开发区的建设成就和发展前景,又使课堂上学到的物理知识与实际联系。 我们还结合课堂教学组织学生进行家庭调查,初三学习用电器的“额定电压”和“额定功率”后,要求每位学生调查自己家里有哪些用电器,以及各种电器的额定功率。这样做,既可以使理论联系实际,又可以通过年年调查积累的资料进行对比,从中可以明显看到三中全会以来人民的生活显著好转。家用电器,尤其是高档消费品电冰箱、彩电明显增加,以1984和1987年两年对比,三年中彩电增长4.4倍,电冰箱增长21.5倍,洗衣机增长4.2倍,收录机增长2.1倍(见下表)。这些学生e己调查的事实雄辩地证明改革、开放的路子是正确的。 学生家庭家用电器调查统计材料
(四)通过介绍物理学家历史,激励学生勤奋刻苦学习,立志为祖国献身。中外杰出的物理学家有许多是爱国者,他们热爱祖国,刻苦学习,勇于攀登,献身祖国和科学的精神,是青年学生的光辉榜样。介绍他们的光辉业绩和奉献精神,不仅能激发学生的爱国热情,而且还能把他们的激情引向行动,使他们更加勤奋学习,立志向科学高峰攀登。例如,教重核的裂变和轻核的聚变时,着重介绍“两弹”元勋邓稼先的光辉业绩。邓稼先解放前留学美国获博士学位,1950年他胸怀报国之志,回国参加原子弹研制工作。在外国严密封锁和工作条件极其艰苦的情况下,他和同志们用创造加奋战的精神,终于在1964年10月16日成功地爆炸了我国第一颗原子弹。紧接着,1967年6月17日又成功地爆炸了氢弹。由于放射性物质的侵入,他得了不治之症,献出了自己的生命。邓稼先把自己的一生献给我国的国防和科技事业,领导和参加过32次试验,用生命谱写了爱国主义的诗章。想起这些,我们的青年一代,还不该奋发学习吗?教超导体时。介绍我国中年科学家陈立泉、赵忠贤,他们依靠集体的力量,忘我工作,终于使我国在超导竞赛中走在世界的前列。在国外这样的例子也不少,波兰科学家玛丽·居里为了纪念当时被灭亡的祖国──波兰,而把自己研究发现的新元素命名为“卜”。玻尔为祖国的科学发展,谢绝英国的邀请留在研究条件较差的丹麦,终于形成量子力学的哥本哈根学派。 三、多种形式、多种渠边进行爱国主义教育 教育形式应力求生动、形象、多样,例如在课内,结合上绪言课,介绍物理学的应用和我国的辉煌成就,激发学习兴趣;结合上新课介绍物理学史,激发学生刻苦学习;结合讲授物理知识的应用,介绍我国科学技术的成就。在课外也可以有多种形式,例如,编写习题时,以我国社会主义建设的伟大成就作题材,让学生在解团中受到教育。举两个题目为例:(一)我国著名举重运动员吴树德,在第五届全运会创造的56公斤级抓举世界纪录是182公斤(即千克力)。如果他抓起杠铃的时间是1.1秒,举起的高度是1.7米,那么他举重一次对杠铃做了多少功?发挥的功率是多少马力?(二)葛洲坝水电站是我国目前发电能力最大的水电站,它的发电能力(功率)可达270万千瓦。那么它每年的发电量是多少千瓦时?可供几座像福州市这样的城市用电(已知福州年用电量13亿度)?拟考题时也可适当考查相关的内容,让爱国主义教育的内容在学生头脑中扎根。例如:()国科学家(),是世界上第一个清楚地、准确地论述进倾角的科学家(答案:中、沈括)。还可以通过黑板报、物理园地、物理讲座、组织课外阅读等形式,介绍《美国科学界的中国人》,例如,美国著名大学中有1/3的系主任、美国机械工程学会一半以上的分会主席、阿波罗登月工程中2/3上的高级工程师、美国最大的电子计算机垄断企业高级科技人员中的55%是中国人或华裔。杨振宁、李政道、丁肇中分获诺贝尔物理奖,吴健雄(女)为美国物理学会主席,这些对增强民族自信心无疑是有效的。还可以结合我国重大科技成果的获得,开设科普讲座。 总之,只要思想上重视,就可以创造出各种各样的教育形式。 四、建立“教育点”,促进爱国主义教育经常化 结合教学对学生进行思想政治教育是一个老课题,过去曾出现过种种偏离,如“油水分离”式的教育。“语录”式教育,放弃教育等。究其原因,除了“左”的和右的干扰外,很重要的原因是爱国主义教育的“教育点”不明确,不像抓双基教学那样知识点明确,教育起来有的放矢。为了使爱国主义教育经常化,必须明确哪些教材适宜结合教学进行爱国主义教育,要像抓双基、抓教学目标一样,建立起爱国主义教育的“教育点”。必须广泛收集资料,把散见在各处的资料集中起来,便于教师查找。目前我们正组织全教研组的老师,分章编写各章德育要点和教学参考资料,以期使这项教育活动经常化,收到更好的效果。 |
初三物理复习中不容忽视教师的引导作用 |
山东省惠民县姜楼镇第一中学 闫本强 唐华 |
复习是教学的重要环节,通过复习能使学生系统整理、巩固深化物理基础知识,熟练掌握物理基本技能,同时进一步培养学生的思维能力、动手能力和分析解决实际问题的能力等。当然,对于初三的总复习来说更加至关重要,可是在复习时我们往往特别关注学生的因素,却往往忽略教师的复习指导能力因素。下面,我就自身的实践与认识,谈一谈对教师指导初三复习时应注意的问题。 一、创设理解、鼓励、宽松的环境 有一次,孔子的学生颜渊乘船经过险恶的深渊,浪花湍急,好像水在打旋。他见船夫操桨执舵十分自如,就问船夫这样高的技艺是不是平常人都能学会。船夫说:“可以。若是会游泳的人只要学上几次,若是会潜水的人,纵然他以前没见过船的模样,上的船来也能操纵。”这是怎么回事呢?颜渊就去请教孔子。孔子答道:“那会游泳的人,便忘了水会淹死人;那会潜水的人,更是视深渊为平地。没有了心理负担,自然学的快。” 孔颜对话给我们这样一个启示,就是在教学中,应当创设一种宽松的环境,使学生的智慧和才能从容的发挥,当然就会发挥的更好,这就要求老师给学生以更多的理解和鼓励。 马斯洛把人的动机由低到高分以下几级:生理需要、安全需要、归属需要、自尊需要、关心需要和自我实现需要。罗杰斯认为人在本性上最具有自我实现的潜能,当其它需要得以满足时,他就趋向于自我实现、充分发展个性。因此,尊重学生不仅仅是师德问题,而且还可积极利用这一点促进我们的教学。不光在学生取得成绩时要肯定的予以表扬,还要在平时予以创造性的推广到激励和激发学生的潜力上来。 我国著名的数学家陈景润在校学习时,曾一度的出现过松懈,他的数学老师在班上非常郑重的说:“我看能理解‘歌德巴赫猜想’的人就在我们班。”说话时老师的目光紧紧的注视着陈景润。陈景润马上领悟到:“看来那就是我了。”从此他的数学一天比一天好起来。这样的学习氛围,宽松活泼、理解鼓励的气氛,对学生无疑是一种更为有力的激励,它驱动的是学生内在的动力。在物理复习中,学生有的知识点毕竟有些遗忘,如果这时老师再紧紧逼问或通过较难的习题来训练,学生的思维处于禁锢状态无法正常发散,所以,将起到相反的效果。 二、提高自身素质保证学生复习质量 教师是教育活动的指导者,对学生的复习起着积极的决定性作用,无论是复习教学观念的更新,还是复习内容的组织与安排、复习方法的改革与取舍,都将取决于教师的素质。教师不会做的事,很难让学生会做,教师不具备的品质,也很难在学生身上培养出来;没有高素质的指导教师,就培养不出高质量复习效果的学生。 因此: 第一,教师必须有敬业、乐业、勤业的精神。教师作为学生的楷模,其敬业、勤业、乐业的精神对激励学生奋发学习、积极探索和培养学生的科学态度将起到潜移默化的作用。第二,教师应具有系统的专业基础知识,要能够整体把握物理学的理论体系结构,能居高临下地分析和处理复习教材。第三,教师必须掌握系统的科学方法论知识,只有这样,才能以科学方法论为指导,精心地设计和控制复习过程。 第四,教师应具备较高的教学艺术水平。教师教学艺术水平的高低直接关系到复习的效果。只有这样,才能根据学科特点和学生的掌握知识层次等居高临下地处理复习中遇到的各种问题。此外,还要求教师要视野开阔、见多识广,逐步培养自身的创造思维和创造能力,成为“全能型”、“开拓型”、“创造型”的教师。 三、处理好复习中教师与学生的关系──以学生为主 学生是知识复习的主体,教师的教是为学生的学服务的,因此,在复习教学中不能以教师的教代替学生的复习,因怕学生复习不好而包办学生的一切,应把复习的主动权交给学生。 1.让学生整理概括知识,形成自己的知识框架结构 总复习中要指导学生将所学的知识进行梳理,建立完整的知识网络。例如,复习“光学”时,可以从简单的光现象出发,让学生准确理解光源、法线、入射角、反射角、入射光线、反射光线、凸透镜、凹透镜、主光轴、焦点、焦距、实像、虚像等一般概念,准确掌握光的反射规律和折射规律,然后通过光的成像规律实验,使学生明了凸透镜成像规律的应用(包括它们在日常生活和工农业生产中的广泛应用),最后让学生列表整理。使学生系统地掌握“光学”的相关概念与规律,形成光学初步知识网络。 2.让学生自己寻找知识点的规律,加强规律的理解和掌握 在总复习中可以经常引导学生对一般规律性的东西进行概括,从而提高他们善于抓住事物的本质的能力。例如,复习“压力和重力”时,在复习了压力、重力等一般概念后,学生容易将两个概念混淆,可以从下面四个方面引导学生分析、总结,使学生准确地把握住这两个概念在本质上的区别。 (1)产生原因不同:压力是由于相互接触的物体互相挤压而产生的;重力是由于地球的吸引而产生的 (2)施力者不同:压力的施力者是与受力表面相互挤压的物体;重力的施力者是地球。 (3)作用点不同:压力作用在受力表面;重力作用在物体的重心。 (4)方向不同:压力的方向垂直于受力表面;重力的方向垂直向下。 另外,压力产生的效果不仅跟压力的大小有关而且跟受力面积的大小有关。此外,初中物理中还有很多这样的知识可以象上面那样概括总结,象光的反射和光的折射的规律、功率和机械效率之间的区别、发电机和电动机的区别、浮力和重力,液体压强和固体压强的区别与联系等。 3.让学生自己剖析错误,认清错误根源 无论教师怎样防范,学生在学习中总会出现这样那样的错误,其原因是多方面的。这时,教师往往不厌其烦的去对学生进行讲解,其实,如果将错误交给学生自己去剖析,将起到事半功倍的效果。教学实践表明:引导学生自己剖析错误往往比教师正面讲解印象深刻,所以在复习中可以采用“反例”教学,在课堂上引导学生讨论、辨析错误。例如:质量为7.8千克的正方体铁块静止地放置在面积为0.5米2的水平桌面上,对水平桌面产生的压强是多少?(ρ铁=7.8×103千克/米3) 错解:∵F=G=mg =7.8千克×9.8牛/千克 =76.44牛 ∴ 分析:上述解答貌似有理,其实是错误的。错误的原因是:学生由于受已知的桌面面积因素的干扰,而忽视了铁块底面积这一隐蔽性因素的缘故。 正解: 此时我们可以不忙于直接告诉学生答案,而要求学生辨别错误并说明出错的原因(在于没有正确理解P=F/S公式中S的物理含义)。通过这样的辨析训练,能使学生全面准确地理解掌握物理概念、定律,培养学生思维的广阔性和深刻性。 |
用趣味实验培养学生学习物理的兴趣 |
江苏省张家港市新塍中学 张晶 |
心理学表明,学习兴趣是学习活动中最现实最活跃的心理成分,它是非智力因素中最主要的一个因素,它是调动学生学习积极性的强大动力,日本教育家木村久一说:“天才就是强烈的兴趣和顽强的入迷。” 中学生在学习物理过程中,如果对物理具有浓厚的兴趣,就会积极主动地学习物理学,超乎寻常地研究物理问题,教学上就会收到事半功倍的效果,这在中学物理教学中的意义是深远的。而趣味实验则是开启兴趣大门的钥匙。 一、设计趣味性实验,引入新课 良好的开端是成功的一半。新课的引入是课堂教学的重要环节,精心设计的引入犹如乐曲中的前奏,起着提示主题、激起兴趣、进入情境的作用,设计趣味性实验,引入新课,不但可以让学生将上课前分散的注意力集中起来,更重要的是能引起学生浓厚的学习兴趣,诱发学生强烈的求知欲望,把学生迅速带到学习物理的环境中去,例如:在初二学生刚开始接触物理时,可以让学生自己做一做这几个小实验。 想不到的结果 找一个像手掌一样长,像手指一样宽的纸条,向图中那样,剪两个小口或撕两个小口。然后去考考你的同学:如果拿住纸条两头向两侧拉一下,纸条会断成几条呢? 一般会认为断成三截。这时候你让同学试一下,试的结果一定会感到迷惑不解:纸条只断成两截。 水面浮针 把一跟缝衣针放在水面上,让它像麦杆似的浮着吗?很多学生认为这是不可能的,那么让学生做下面的实验就可以改变学生的看法。 取一碗水,拿一根细一点的缝衣针,稍微抹上一层猪油。在水面上放一小张能吸水的纸,再在水面上轻轻的平放一枚缝衣针。等这张纸完全湿透后,轻轻按下纸的四个角,使纸慢慢沉入水中,这时候钢针却漂浮在水面上。放吸水纸的目的是为了减少针对水面的冲击。 烧不着的布条 找一块棉布条,用水淋时,在中间部分滴上酒精,然后用手拿着布条的两端,把布条张开,用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。有趣的现象出现了:在棉布条正对火焰的上方升起了火焰,好像火焰穿过了布条。拿下布条一看,棉布条并没有烧焦。 这三个实验的结果都出乎学生的意料,学生会很想知道为什么会有这样的结果,这时教师就可以很自然的将学生引入物理的殿堂。 二、设计趣味性实验,讲解新课 在新课的讲解时做几个小实验也可以起到既培养了学生兴趣又使学生更好的理解知识的效果。例如:在学习大气压强时可以做一下下面的实验: 蜡烛抽水机 在左边的玻璃杯内放少量的水和一只燃烧的蜡烛。杯口上涂一些凡士林,再用一张穿有橡皮管的硬纸片盖上。把橡皮管的另一头没入右边水杯的水中。不一会右边水杯里的水让蜡烛抽过来了! 这样的现象学生觉得很惊奇,而且记忆深刻,在这样的氛围下讲解知识,可立即引起学生强烈的学习兴趣,使学生迅速进入角色。 三、设计趣味性实验,巩固知识 在巩固知识时做个实验的效果往往比一张试卷的效果还要好,普通中学的学生,学习物理的兴趣不一定保持得很久,他们的普遍现象是对物理概念规律一知半解,从而产生困惑,感到莫大的压抑,导致听课无心,思想开小差,作业头痛。久而久之,恶性循环下去,逐渐失去了学习物理的兴趣。因而,设计针对性实验,解决学生学习物理的瓶颈问题,是培养学生学习兴趣的重要一环。例如:在学习完流体压强后做下面的实验: 隔物灭火 桌上放一只玻璃杯,杯子前面20cm处放一只点燃的蜡烛。用力对着玻璃杯吹起,烛焰被吹灭了。如果要你通过一只大漏斗吹气按如图所示吹气,却不能把蜡烛吹灭。 这样的实验不但巩固了流体压强的知识而且将知识加以延伸。 四、设计趣味性实验,将知识延伸到课外 为了有效地完成物理教学任务,充分发展学生学习物理的兴趣,十分有必要把物理实验引伸至课外,课外实验具有较强的自主性、灵活性和趣味性,特别能为学生所接受和喜爱,大自然和日常生活是学生学习物理的开阔的大课堂,有意地引导学生观察自然界中有趣的物理现象,对培养学生对物理学的兴趣大有裨益,例如在讲授“光的色散”的现象时,学生对彩虹的现象就十分感兴趣,我们可引导学生观察彩虹,彩虹是由太阳光经许多小水珠折、反射后形成的,观察时应注意彩虹里面各种色光的排列次序如何?是红的在下还是紫的在下?我们还可借助其他方法得到人工彩虹,满足学生随时观察的需要。比如对着太阳光把一口水喷成雾状,即能观察到一条人造彩虹,其色光的排列与天空中彩虹一样。还可把一玻璃杯的水放在窗台上,让太阳光经杯中的水发生折射,再在地上铺一块大白纸,这也可以观察到一道非常美丽的彩虹,学生通过观察这些有趣的现象,不但觉得物理有趣,而且还可加深对所学知识的理解。 伟大的物理学家爱因斯坦有句名言:“兴趣,是最好的老师。”学生对学习有无兴趣,是能否积极思维和具有求知欲望的重要前提。在操作实验过程中,特别是一些探索性的实验,学生对于观察到的现象,实验所揭示的物理事实感到惊奇,从而激发学生的好奇心与求知心理,促使他们去寻求答案,增强学习物理的兴趣因此,充分发挥实验魅力成为激发学生学习兴趣的常用手段之一。 |
中学物理教育的一种情感模式 |
──理解型物理教育 |
上海市平乐中学 吴金瑜 |
传统的物理教育是以物理学科为本位,以各种认知策略为手段,以提高物理“双基”水平为目的。虽然学科的逻辑体系严密,但这种旧的知识框架模式限制了与科学知识、生产技术及社会需要的结合,忽视了科学探究的过程和情感在教育过程中的作用,从而影响了学生的科学态度、健康情感和正确的价值观的形成。2001年3月我对处于物理学习启蒙阶段的152名初中学生作了一份有关学习态度、师生关系等方面的问卷调查,结果是:有53%的学生希望或非常希望得到教师的理解;在问到“你喜欢的老师有几位?”52%的学生回答只有2位及以下;在问到“你不喜欢的老师有几位?”近3l%的学生称有3位以上;另有21%的学生对学校教育失去了信心,并成为教育意义上的学习困难生。从调查结果中我们还发现,近63%的学生学习物理是处于被动状态,32%的学生已有放弃学习物理的想法。 由此可见,师生关系的不平等,误解与不理解,认知与情感的失衡,是导致物理教育低效的重要原因。 鉴于上述思考、研究,我校从2001年9月起以“理解教育”为背景,开始实践与研究一种全新的物理教育情感模式──“理解型物理教育”。 1 理解型物理教育 “理解教育”就是教育主体借助交流在认知、感情与行为上筹划并实现人的生命意义的过程。根据“理解教育”的理论与物理教育的特点,“理型物理教育”就是教师和学生在物理教育实践过程中通过交流,让师生的主体性和主体间性得到合理发挥,从而消除不理解和误解,实现相互理解和自我理解,在认知、感情与行为上筹划并实现人的生命意义的过程。 通过我们二年的实际与研究,我们认为,理解物理教育至少有以下几个特点: 首先,理解型物理教育超越了物理学科本位,通过在物理教育过程中师生、生生间的亲近、交往、活动,消除学生和教师、学生与学生及自我的误解,增进师生、生生及自我的理解,从而自觉在群体中投入到物理学习中,并保持与他人的理解和融合,以提高全体学生的科学素质。在这样的过程中,注重情感、态度、价值观教育在物理教育中的不可替代的作用,既将其作为教育手段来提高学生理解他人、理解自我、理解物理的能力,又作为教育目的,在物理教育过程中丰富和提高学生的情感、态度和其正确的价值观,从而提高学生的科学素养。 其次,“理解型物理教育”认为,物理教育成功的基础是教育主体间、教育主体与被理解对象间的交流与活动,从而彻底改变了传统认知教育那种单向的传授方式;同时,在物理教育过程中,教师和学生既是个体主体,又是群体主体,他们的主体性应在教育过程中得到合理发挥,而教育主体性的发挥又受到其他主体的制约,这就是说,主体性发展的同时,主体间性也必须得以发展,主要表现为主体间要保持和谐、理解,并最终达成共识。 第三,“理解型物理教育”建立起了新的评价体系。除了用“正确率、速度、变通性”三个指标评价学生在物理认知、创新等方面的情况外,我们还加进了过程评价、补偿评价和跟踪理解评价等。其中过程评价侧重于学生在物理教育活动过程中参与度和表现的评论;补偿评价是针对部分学生某一部分物理内容学习失败而作出的补偿性评价。例如,假设A同学某次学习测试不理想,他可以参加第二次测试,而且将第二次测试成绩作为其正式成绩。这不仅让这部分学生尝到成功的愉悦,而且树起学习的信心,增进师生间的理解,克服自我误解。跟踪理解评价是针对班中学习困难生的,具体做法如下:设B生第一次测试情况如下:正确率(R)为20%,速度(S)为45%,变通性(C)为0。教师在进行跟踪指导后,让其参加第二次测试,情况如下:正确率(R)为42%,速度为65%,变通性为20%,教师不计其具体成绩,而是将其提高值作为B生的进步值予以记录。这种评价的优势在于激励学生继续学好。其做法的依据是:我们理解,学习困难生比其他学生更需要成功,哪怕是点滴提高。 2 理解型物理教育的基本模式与策略 2.1 理解型物理教育的基本模式 根据理解型物理教育的思想,我们在实践中开发了理解型物理教育的课堂教学基本模式,如图1所示。第一步是心理准备,我们开发了理解操(2分钟),通过课前2分钟的理解操,让学生在优美的音乐声中通过心理暗示做好了上课的心理准备。第二步是通过师生、生生间的相互交流与活动,达到感情与认知上的沟通理解,形成本堂课学习研究的主题。第三步是在沟通、初步理解的基础上,教师与学生实践解决(探究)认知、情感、技能等方面的问题。第四步是师生对前面的理解过程进行相互、自我评价和反思,抓住合理的方面,找出不足之处,尤其是要鼓励学生对教师的教育进行评价。同时,教师要站在学生的立场上,理解学生的评价和要求,并运用自己的经验和智慧帮助学生解决实际问题。第五步建立学生进步档案,及时了解学生的学习情况,特别是学习基础较差的学生,针对性地做改进性练习和撰写小论文。通过这一步,使班级授课制中难以实现的因材施教变为现实,使理解成为长效行为。 2.2 理解型物理教育的课堂教学策略 二年多的研究与实践,我们成功开发了多种理解型物理教育的策略。如:移情训练策略,让师生增强将心比心的意识与能力;范型言说策略,师生换位,互换角色,了解对方,体会理解;动态分组策略,在教学中实行同质编组、异质编组或自由编组等形式,让每个学生,特别是学习困难学生有充分表达和发展自己的机会;体验成功策略,让学生每一次与教师交谈或参与学习活动都能获得良好的第一体验,让学生经常感受到自己在学习上的成功;除此以外,还有诸如合同约束、光点扩张、学会等待策略等等。限于篇幅,现仅以动态分组策略为例。 在普通的初级中学中,学生的学力基本上是按正态分布的。如在我刚接任的2002届三(1)班42位学生,物理学力优秀的学生8位,占19%,一般的学生有22位,占54%,还有39%的学生物理学力较低。在传统教学中出现这种现象:课堂中发言、提出问题的学生大部分是只占少数的学力优秀的学生,偶而也有中间的学生,学力低的学生基本上被剥夺了发言权,甚至连思维的时间和空间都没有了。在这样的课内,从理解教学角度看,优秀学生的个性(主体性)的过分张扬,损害了学力低的学生的主体性的发挥,从而导致这部分学生在表面上是学习成绩差,内在的是损伤了他们继续学习物理的兴趣和对自己学习的信心,从而使他们走向抗拒这样的教育和教师,使自己走向学习困难生。 动态分组法的一般模式是这样的:每4到6位学生分成一组,但可按2种形式进行分组,第1种为学习组,是按照就近原则自然分组并且要求有不同“学力”的学生。第2种为专家组,是按照学力相近的学生进行分组,如把学力较低的学生分成若干A组,中等学力的分成若干B组,学习较优的学生分成若干C组,即按学力分成若干同质学习小组,我们渭之专家组。 动态分组法的一般操作方法如下:学生先在各自的“学习组”听课,然后教师组织学生上“专家组”研讨。 特别注意的是,各专家组研讨的内容要因组而异:专家A组研讨较容易的内容,其他二组难度递增。当学生在专家组研讨毕,每个学生都回到自己的学习组当专家,为其他同学讲解学习讨论的内容。由于不同专家组讨论的内容不同,故每位学生都成了这个问题的专家,如果内容合适,这步后还可组织学习比赛,不同专家组的学习抢答难度不同的问题,让每个学生都有为自己的学习组作贡献的机会。 例如在学习“密度”一节内容时,先让学生按学习组一起与教师完成密度概念引入的内容,然后把学生分成A、B、C三类12个专家组,分别讨论如下3个问题。A组讨论:一种物质有几种密度?B组讨论:将密度为7.8g/cm3的铁等分成二块,每一块密度为多大?C组讨论:有人说,ρ=m/V,故物质密度与m成正比,与V成反比。三个组按此展开讨论,待大部分学生讨论毕后,让学生回到原来的学习组,再按学习组交流对这三个问题的看法,并重新进行有关讨论,若干分钟后,组织全班学生解答这三个问题。 在这样的学习氛围中,优秀学生统治小组或全班的讨论的历史已不复存在。学习困难生(学力低的学生)作为一个问题的专家也有了在学习组指导别人学习的权力,而成绩优秀的学生(学力优的学生)也必须听其他学生的指导。从深层次角度看,那些长期没有发言权,受人误解、没有成功机会的学生,由于在动态分组教学法中尝试到成功,受到别人的赞誉,克服了自卑的心理,激发起学习的欲望,从而逐渐成为学习的成功者。从教育的主体性理论来看,在这样的教学情景中,学力低的学生的主体性得到了合理张扬,主体间性更得到合理发挥,故师生、生生间极易达成理解、通融、共识。 3 理解型物理教育之原则 根据二年的理解型物理教育实践、研究,我们认为,理解型物理教育应至少遵守如下三条原则。 (1)主体与主体间性原则 也就是说,在理解型物理教育过程中,教师、学生的主体性和主体间性要合理张扬,谁也不能压制谁,即保持师生、生生间的理解性、通融性和共识性。否则,理解型物理教育将归于失败。 (2)感情性原则 实践告诉我,理解不仅需要适宜的感情做基础,而且理解本身就是一种感情。其中对教师来说,其核心内容就是“爱”。当然,从理解角度来说,还可包含如下几个方面。首先是理解需亲情;其次,理解要善解人意;其三,要学会赏识与悦纳自己和别人。 (3)交往性原则 理解型物理教育是建立在“交往和活动”基础上的。因为只有师生、生生间发生言说和交往活动,才会有感情与认知交流的基础,才有可能达到相互理解和自我理解。这样的效既是多向的,即可以是师生,也可以是生师,更可以是学生间,还可以是人和物之间,又应是有方向的,即交往必须有目的、有方向,有时可围绕某个主题开展,要散而不乱,发散后要注意聚敛。另外,这种交往是平等的,即在交往和活动中,师生是平等的,各类学生也是平等的,他们的主体和主体间性要合理发挥。 |
发展性评价在物理教学中的实践与探索 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
漳州双语实验学校 邹茂全 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
内容摘要:发展性物理教学评价是物理教学的重要环节,通过分析当前物理教学评价中存在的问题与偏差,建构发展性评价体系,进行实践与探索,体验了实践中的成效,进一步反思评价主体互动化、评价内容多元化、评价过程动态化。 关键词:发展性评价 物理 教学 学习 实施发展性教学评价是新课程改革中物理教学评价改革的重点、热点和亮点。学生物理学习评价的目的是促进学生在知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观等方面的发展,发掘学生多方面的潜能,了解学生发展中的需求,使每—个学生通过评价都能看到自己在发展中的长处,增强学习的信心。评价应全面客观地反映物理教学的真实情况,为改进物理教学提供真实可靠的依据。新的评价理念的核心是尊重个体和个体差异,因材施教,为个体的终身学习打下基础。评价是教学过程中的重要的过程,评价要体现以人为本的思想,促进个体发展。 一、存在问题与偏差 在初中物理的教学中,对学生的评价,长期以来多是运用水平性评价和选拔性评价。学校通过单元测验和期末考试来考查学生对书本知识的理解和掌握,把期末考试的分数作为评价学生这个学期学习情况的唯一手段。然而,只运用这两种评价的方法,会造成以下的偏差: (1)过分强调选拔的结果,忽视了促进学生发展的功能。 (2)过于关注学生的学习成绩,忽视了学习过程的评价。 (3)片面强调纸笔测试,对动手能力的培养不重视,造成部分学生“高分低能”、“眼高手低”。 (4)由教师单方面对学生进行评价,使学生始终处于被动状态。 (5)根据分数排名次等做法,严重挫伤了学生的自尊心和自信心。 由此可见,水平性评价和选拔性评价与素质教育和新的课程标准的要求有一定的距离。 二、建构发展性物理教学评价体系 新的物理课程标准提出了“要建立促进学生全面发展的评价体系。评价不仅要关注学生的学业成绩,而且要发现和发展学生多方面的潜能,了解学生发展的需求,帮助学生认识自我,建立信心,发挥评价的教育功能,促进学生在原有水平上的发展。”所以,新的发展性物理教学评价的主要特征有以下几点: (1)发展性评价强调促进学生发展方面的功能,不强调评价的甄别和选拔功能。 (2)发展性评价不仅关注学生的学业成绩,而且更关注学生在知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观等多方面的发展。 (3)发展性评价注重过程的评价,学生在活动、设计、实验、制作、讨论和交流中的表现都作为评价的依据。 (4)发展性评价强调评价主体的多元化,除了教师以外,家长、学生、学校领导等都参与到评价中来。 (5)发展性评价通过评价激励学生,帮助学生认识自我,让学生不断尝试“成功的喜悦”,发掘学生的潜能,促进学生的发展。 总的来说,新的物理教学评价理念着眼于促进学生的全面发展和进步。为此,我和另外两位物理教师组成的课题小组开展了为期一年的“中学物理学生发展性评价”的研究活动,初二年级共8个班的学生参与该活动,其中4个班为实验班,另外4个为对照班,重点是探索并确定评价的具体方案以及研究解决在实际应用中遇到的问题。经过一年多的探索和实践,初步总结出了一套适合初中学生物理学习的发展性评价体系,在一定程度上解决了遇到的困难和问题,并相互进行了交流和反思。 发展性物理教学评价体系包括五部分:(1)认识自己;(2)平时学生物理学习评价;(3)学生每月评价;(4)期末学生物理学习总评价;(5)实施细则。具体如下: (1)认识自己 这部分要求学生自己填写“我的物理学习目标”、“最熟悉的一条物理规律”、“最熟悉的一条物理公式”、“最熟悉的一位物理学家及其事迹”、“我最喜欢的一句格言”等等,激发学生学习物理的兴趣,认识自己的长处和不足。 (2)平时学生物理学习评价(表)
(4)期末学生物理学习总评价(表)
(5)实施细则: 附录1:测验 测验不及格者如提出要求,可给予重考机会,重考超过及格分数可评为及格,如不及格,取两次测验的最高分作为最终测验的分数。 附录2:物理实验评价(表)
注:初二下学期进行统一的物理实验操作考试,其中,考试分数折算为20%作为物理科期末考试成绩的一部分。 附录3:特殊加分 活动、竞赛获奖包括获得校、区、市、省或全国的物理学科竞赛的奖项。 进步奖包括与班平均成绩差距的变化,与自己过去成绩比较的变化情况。 附录4:我的作品 “我的作品”可以是网页、多媒体制作,或者是手抄报、优秀作业、整理好的笔记,也可以是自己设计的例题和解题过程。 三、成效与体验 经过一年的实践,4个实验班的学生普遍都提高了学习物理的热情,成绩都有了不同程度的进步。 从实践中可以看出,开展发展性评价具有较大的成效: (1)激发学生的学习动机和学习兴趣 发展性评价帮助学生认识自我,让学生不断尝试到“成功的喜悦”,因而使他们主动学习的积极性大大增强。例如不少学生在小结中写道:“‘我的作品’这个项目能够让我知道自己原来有那么多的优秀作业!”;“我可以用PowerPoint制作物理课件,并被评价为优秀,而且在课堂教学时一展身手!”;“如果不及格,可以重新测验,我一定要把握这次机会,胜利在望!”;“我发现物理实验其实是一个很有趣、很有成功感的学习过程!”……另外,学生在进行评价时,看到自己在不断的进步,以及同学、家长和老师写上的赞赏、鼓励的评语,都能够使他们形成一股强大的学习动力,激励着学生继续前进。 (2)促进学生各方面发展,反映学生的成长过程 发展性评价更加注重过程的评价,令许多学生认识到学习过程的重要性,并愉快地享受学习过程带给他们的乐趣。物理实验是学生最感兴趣的课题,在实验中,不仅锻炼学生的动手能力,而且还可以培养学生探索科学的兴趣和对物理现象的好奇心,激发学生独立思考、勇于实践、敢于创新的科学精神,逐步形成科学的态度和科学的价值观。 (3)促进学生转变学习方式,落实素质教育 发展性评价体系内容的多元化,从以往的知识考查向现在培养学生运用知识解决问题的能力转移,这就要求学生彻底改变被动接受知识,靠死记硬背过关的学习方式。如在小实验、小制作中,学生不仅要熟悉课本知识,更重要的是灵活运用,主动探究,在实践中不断尝试,总结规律和方法,促进学生的发展。 (4)评价主体的多元化,促进学生自我完善、主动发展 发展性评价采取多元化的评价主体,学生本人、同学、家长和老师共同参与评价,将评价过程变成一种民主参与和交往的过程。学生在评价时进行对照和比较,既看到优点也看到不足,激发学生内在的潜能,提高自我调控能力,主动发展,起到互相帮助、互相促进的作用。 四、实践后的反思 发展性评价在物理教学中的运用,满足了新课程标准对物理教学的大部分要求。然而,在实践过程中,我们发现个别学生在尝试了重新测验的好处后,对第一次测验不重视,过分依赖补测;有的教师甚至矫枉过正,忽视了测验、考试的作用,只着眼于过程,不理会结果。对此,我们应该不断完善发展性评价体系,同时协调发挥水平性评价、选拔性评价和发展性评价三者的作用,改革课堂教学的模式,给予学生充分发展的空间,更深一步探究物理教学评价中的评价主体互动化、评价内容多元化、评价过程动态化,以求达到新课程标准的要求。 |
通过大学新生看中学物理教育中的问题 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
山西师大物理系 林君为 吕爱芝 李惠玲 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
山西师范大学的新生来自山西省各地的中学(少数人来自中等师范)。他们读完四年本科后绝大多数将分配到全省各地中学去当教师。为了切实地、全面地了解和掌握我们的教育对象──理科学生在中学的物理学习情况,以使大学基础物理(包括物理实验)更有针对性,解决好大学与中学的衔接问题,1991年9月,我们以“中学物理学习情况”为题在理科四个系(数学、物理、化学、生物)的新生中采用问卷形式做了一个广泛的调查(见表一)。这次调查不仅使我们对学生的情况有了较实在的认识,同时也发现了中学物理教育中的问题。我们愿把这个调查向大学和中学的物理教师同行做一介绍,以便作为今后共同研究、探讨物理教育改革的参考。 表一高中物理学习情况调查表 (请在符合你实际答案划记号“√”号,在空白格内做简要回答)
一、关于调查对象的选择 我们选择理科新生作为调查对象的理由主要有以下四点: (一)理科新生在中学都是努力学过高中物理的,他们也是我们大学基础物理的教育对象。 (二)他们来自全省各地,有着广泛的代表性。 (三)他们刚从高中来到大学,对高中学习情况记忆犹新。 (四)离开原来的中学,刚到新环境,调查中可能受到的人为干扰较小,可以毫无顾虑地真实地反映情况。 二、关于调查问卷的拟订 为了从一张调查问卷上获得丰富的真实的信息,问卷中设问的内容与方式很重要。为此,我们参阅了国内外有关教育调查方面的资料。其中日本《物理教育》杂志1990年的两篇调查报告给我们很大启发。借鉴他们的做法,从我们的调查目的出发,围绕大学基础物理与中学物理衔接上所关心的问题,对问卷中设问的内容及设问的方式进行了逐项认真的推敲。 设问的内容主要有三方面 1.学生方面。这是最主要的方面,我们力求使设问的面宽些。除了基本情况外还注意了相关学科基础、对物理的态度,还着重了解他们以往实验方面的经验。 2.教师方面。这也是我们很关心的。因为这不单涉及新生是由怎样的老师教出来的,还涉及我们的毕业生总体情况(现任中学青年物理教师多数为我校毕业)。在“批改作业”及“演示实验”设问中自然能了解到教师情况,而其它设问也有可能反映教师的情况,如学生在写“物理难懂”及“实验少”的理由时可能涉及教师。 3.学校办学指导思想及办学条件方面。主要通过学校各项教学活动是否能正常开展来了解。如实验是杏按计划开,教学班人数是否过多等。 (二)设问的方式,力求做到三点 1.填写方便。绝大部分采用选择答案打记号的方式,全卷只用10—15分钟即可做完。 2.设问具体。避免模棱两可的答案。 3.在关键问题上请学生给我们一两句话的简要说明。 三、调查结果 我们发出300多份问卷,收回292份答卷。这些答卷反馈了来自全省各个市、县的123所中学、16个中等师范学校及1个职业中学的学生的信息。这是非常宝贵的资料。以下,把我们整理、统计得到的主要几项结果做一介绍。 (一)被调查人数:292人男女生比例A.男生41%B.女生59%应届、往届生比例A.应届生41%B.往届生59% (二)高中使用的物理教材A.甲种本82%B.按87年大纲编“高中物理”4%C.其它(含乙种本、师范本)14% (三)高三时教学班人数A.49人以下29%B.50-59人26%C.60-69人32%D.70人以上13% (四)认为高中物理好懂吗A.好懂68%B.不好说18%C.难懂14% (五)认为物理有意思吗?A.有意思74%B.不好说20%C.没意思6% (六)教师批改作业情况A.全批改、14%B.批改一半33%C.批改少部分42%D.根本不批改11% (七)课堂演示实验做多少A.教科书上有的全演示5%B.大部分演示34%C.有时演示51%D.根本不演示10% (八)学生物理实验做多少A.教科书上有的全做14%B.做了大部分29%C.做了约一半19%D.只做过很少几个28%E.根本没做过10% (九)认为高中物理下列内容哪部分最难(以占学生人数百分比大小为序列表)
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通过大学新生看中学物理教育中的问题 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
山西师大物理系 林君为 吕爱芝 李惠玲 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
山西师范大学的新生来自山西省各地的中学(少数人来自中等师范)。他们读完四年本科后绝大多数将分配到全省各地中学去当教师。为了切实地、全面地了解和掌握我们的教育对象──理科学生在中学的物理学习情况,以使大学基础物理(包括物理实验)更有针对性,解决好大学与中学的衔接问题,1991年9月,我们以“中学物理学习情况”为题在理科四个系(数学、物理、化学、生物)的新生中采用问卷形式做了一个广泛的调查(见表一)。这次调查不仅使我们对学生的情况有了较实在的认识,同时也发现了中学物理教育中的问题。我们愿把这个调查向大学和中学的物理教师同行做一介绍,以便作为今后共同研究、探讨物理教育改革的参考。 表一高中物理学习情况调查表 (请在符合你实际答案划记号“√”号,在空白格内做简要回答)
一、关于调查对象的选择 我们选择理科新生作为调查对象的理由主要有以下四点: (一)理科新生在中学都是努力学过高中物理的,他们也是我们大学基础物理的教育对象。 (二)他们来自全省各地,有着广泛的代表性。 (三)他们刚从高中来到大学,对高中学习情况记忆犹新。 (四)离开原来的中学,刚到新环境,调查中可能受到的人为干扰较小,可以毫无顾虑地真实地反映情况。 二、关于调查问卷的拟订 为了从一张调查问卷上获得丰富的真实的信息,问卷中设问的内容与方式很重要。为此,我们参阅了国内外有关教育调查方面的资料。其中日本《物理教育》杂志1990年的两篇调查报告给我们很大启发。借鉴他们的做法,从我们的调查目的出发,围绕大学基础物理与中学物理衔接上所关心的问题,对问卷中设问的内容及设问的方式进行了逐项认真的推敲。 设问的内容主要有三方面 1.学生方面。这是最主要的方面,我们力求使设问的面宽些。除了基本情况外还注意了相关学科基础、对物理的态度,还着重了解他们以往实验方面的经验。 2.教师方面。这也是我们很关心的。因为这不单涉及新生是由怎样的老师教出来的,还涉及我们的毕业生总体情况(现任中学青年物理教师多数为我校毕业)。在“批改作业”及“演示实验”设问中自然能了解到教师情况,而其它设问也有可能反映教师的情况,如学生在写“物理难懂”及“实验少”的理由时可能涉及教师。 3.学校办学指导思想及办学条件方面。主要通过学校各项教学活动是否能正常开展来了解。如实验是杏按计划开,教学班人数是否过多等。 (二)设问的方式,力求做到三点 1.填写方便。绝大部分采用选择答案打记号的方式,全卷只用10—15分钟即可做完。 2.设问具体。避免模棱两可的答案。 3.在关键问题上请学生给我们一两句话的简要说明。 三、调查结果 我们发出300多份问卷,收回292份答卷。这些答卷反馈了来自全省各个市、县的123所中学、16个中等师范学校及1个职业中学的学生的信息。这是非常宝贵的资料。以下,把我们整理、统计得到的主要几项结果做一介绍。 (一)被调查人数:292人男女生比例A.男生41%B.女生59%应届、往届生比例A.应届生41%B.往届生59% (二)高中使用的物理教材A.甲种本82%B.按87年大纲编“高中物理”4%C.其它(含乙种本、师范本)14% (三)高三时教学班人数A.49人以下29%B.50-59人26%C.60-69人32%D.70人以上13% (四)认为高中物理好懂吗A.好懂68%B.不好说18%C.难懂14% (五)认为物理有意思吗?A.有意思74%B.不好说20%C.没意思6% (六)教师批改作业情况A.全批改、14%B.批改一半33%C.批改少部分42%D.根本不批改11% (七)课堂演示实验做多少A.教科书上有的全演示5%B.大部分演示34%C.有时演示51%D.根本不演示10% (八)学生物理实验做多少A.教科书上有的全做14%B.做了大部分29%C.做了约一半19%D.只做过很少几个28%E.根本没做过10% (九)认为高中物理下列内容哪部分最难(以占学生人数百分比大小为序列表)
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物理教学中黑板画的基本画法 |
乌鲁木齐教育学院 叶桂华 |
作为一名中学物理教师,除有渊博的专业知识和较高的讲课技能外,还必须具有一定的画黑板画的基本功。教学用黑板画,无声的语言,它能辅助教师生动、形象的表达讲课的基本内容。这不仅能使学生对所学内容获得直观、深刻的印象,而且能激发学生的学习兴趣和吸引他们的注意力,从而提高教和学的效率。笔者从多年的教学实践以及物理学的基本特征出发,对黑板画的基本画法初步总结出以下几点,供广大同行参考。 一、直线段的画法 画长直线,如水平线、竖直线、倾斜线都宜用长粉笔。用大拇指与食指捏住粉笔,其余手指托住粉笔,粉笔头接触黑板。在画的过程中应注意三点:1.画直线时不仅手而且整个手臂都要作直线运动;2.粉笔的长度、方向要与所画线段的方向一致(这样有“导向作用”);3.画水平线一般由左向右,右臂肘关节应靠近身体,并使手平行于黑板的上边或下边移动,肘关节也从身体左方移向右方。 画垂直线时要从上往下画,必须使右臂肘关节从上方开始,让手随肘部一起向下移动。 二、特殊角度的画法(30o、45o、60o) 按两直角边的比例关系确定角的度数,如图1(a)(b)(C)所示。图中“1、3、5”均指单位。例如“1”即为1个单位,可以是1cm,也可以是1m;同理“3、5”也如此。 三、画两点间的连线 将粉笔头放在始点,而眼睛注视终点,这样可把粉笔“引导”到终点。等分线段一般都凭目测直接分割,若是偶数,先二等分,然后再按需要分割,各等分点确定后用粉笔作量具,检查分段是否相等,如果不相等,再作修正。这样反复练习,以训练眼的判断力,提高目测的准确率。 四、圆的画法 常用的画法是拿一条绳子作半径画圆。若要求徒手画图时,可先以圆的直径为边长轻轻的画一正方形,再画圆使之内切于正方形,如图2所示。若画大圆,可先将手臂伸直,从左向右顺时针方向画,这样,手臂即为圆锥的母线,肩关节为圆锥顶,圆锥的底即为在黑板上画的圆。若要求画直径相同的小圆,如小车的轮子、滑轮等,则可先轻轻地画两条距离为小圆直径的平行线,再在平行线中间画圆与之内切,如图3所示。 五、椭圆的画法 画椭圆可根据椭圆的长短轴画一矩形,再在矩形内作椭圆如图4所示。方法与画圆相似,但要注意椭圆圆周的对称性,切忌画成两头尖。 六、物理学中几种常用图例的画法 (一)正弦曲线 可根据振幅和周期的大小,先打格子,然后再画曲线,如图5所示。 (二)线圈 方法与正弦曲线相似,也分二步画成,如图6所示 (三)弹簧 如图7所示 以上三种力学经过反复练习,根据各种线条的特点也可一笔画成,如图8所示。但应注意,每图线条的上下顶端的连线应保持平行。画弹簧时,只需用粉笔线条的粗细(前粗后细),使之有前后之分,这样立体感强。 (四)力学中的汽车 物理教学中的黑板画,一般不宜素描。应该抓住物体的主要特征,用简笔画出。这不但画得快,节省时间,而且很简明。例如,教授力学所用的汽车,就是用简笔画画的。它主要是由车箱和轮子构成的,如图9所示。 (五)条形人的画法 “条形人”是物理教学中常用的简笔画。具体画法是:先画一小圆代替人头,然后在小圆下面一正楷“个”字,在“个”字下面加一“∧”符号,这样,一条形人就出来了,如图10所示。 另外,还可根据题意画出“人”的各种资态,如图11所示 |
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