物理教学艺术研究论文

2022-04-20

摘要:新课程指引下的高中物理教学植根于构建理论,指出学生学习的过程是基于个人原有认知体验生成新认知的一个过程,倡导学生在体验中习得物理知识和技能。但是在当下的教学功利主义诱惑下,有些教师的教学方法与构建理论背道而驰,引发物理陷入“难”教更“难”学的囧途。因此本文从立足教材、挖掘教材和活化教材三个途径探讨如何给学生创设一个体验的过程,从而提升教学效果。以下是小编精心整理的《物理教学艺术研究论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

物理教学艺术研究论文 篇1:

中等职业教育的物理教学说

摘要:中等职业教育的物理教学应充分考虑职校生的学习基础与学习要求,注重实验教学,将教师的主导作用与学生的主体性结合起来,不断改进教学手段,提高教师的教学水平。

关键词:中等职业教育;物理教学

职业教育在专业设置上十分注意职业针对性,即专业必须面向某一职业岗位或职业岗位群,突出职业综合技术能力的培养,在教学内容和课程体系上强调理论的实用性与技术的应用性,在教学环节中特别强调实践性教学,培养出来的学生不仅具有一定的理论知识基础,而且具有较强的实践能力。物理学是一门专业技术基础课,研究的是物质运动的基本规律。由于物理学所研究的规律具有基础性与普遍性,所以其基本概念和基本定律是自然科学的很多领域及工程技术的基础,是理工类职业教育专业必不可少的课程。笔者拟针对职业教育的特点,给合多年的物理教学实践,谈谈在物理教学中的一些体会。

要充分考虑职校生的学习基础与学习要求职校生进校时仅具有初中文化基础,且文化基础大多不很扎实。入学后,由于文化基础(相对于同届普通高中学生而言)较差,学习中碰到的困难也就较多,这是困扰职校生教育的一大难题。因此,在整个教学过程中必须采取一些有针对性的特殊措施,使学生达到课程教学的基本要求。教学既要符合学生的特点,又要让他们学到必不可少的基础知识,还要让他们在知识学习过程中体会思考问题的方法,成为有创造能力并适应职业需求的人才。职业教育中物理教学的主要目的是使学生理解和记忆知识、掌握操作及实验技能。在教学中,不能完全照搬普通中学的教案,应该删除过多的数学推理过程或降低定量要求,以定性、半定量配以适度定量的方法,在教给学生准确物理知识的同时,突出物理概念的理解与深化。要分清教学的重点,各个专业的教学侧重点不尽相同。如建筑工程类专业侧重力学与热学,机电专业则侧重电磁学等。职业教育有专门的教学大纲,是教学的主要依据,教学要从大纲入手,把大纲读懂,吃透大纲精神,熟悉不同专业的特点,有针对性地分析不同专业的侧重点。对非重点知识可快讲或略讲,对重点知识应放慢节奏多讲多练,根据学生特点,运用灵活的教学方法,使学生学好专业必备的物理基础知识,掌握动手实验能力。

要注重实验教学新的职业教育物理教学大纲中明确指出:“观察现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础”。观察和实验对培养学生的能力、培养实事求是的科学态度、激发学习兴趣具有不可代替的重要作用,通过实验,可以使物理教学理论联系实际,引起学生的学习兴趣,引导学生发掘问题,激发其求知欲望,从而调动学生学好物理的主动性和积极性。加强实验教学,不仅可以使学生具备一定的感性认识,更重要的是可使学生进一步理解物理概念和定律是怎样在实验基础上建立起来的,从而有效地帮助学生形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会物理知识。实验教学可以培养学生的观察能力、思维能力、自学能力,可以培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力,可以培养学生基本的实验能力和动手能力,并且在此基础上进一步培养其独立工作能力与创新能力。鉴于实验教学的地位和作用,应该在理论教学中认真贯彻以实验为基础的原则。随着经济与科技的发展,各学校的实验教学设备从硬件到软件都得到了极大的改善,教学中一定要充分运用好这些有利资源,搞好物理实验教学,培养学生的学习兴趣与动手能力,提高教学质量与学习效率。

要将教师的主导作用与学生的主体性结合起来传统物理教学模式是教师的理论讲授与学生的大量练习相结合,物理教师的教学方法主要是系统讲述,唯恐讲得不够清楚,讲得不够仔细,而物理学中的探索精神与创造思想却被忽略了,真正由学生自己探索问题、解决问题、总结经验的机会很少。这样无助于培养学生的知识能力结构,不利于非智力因素的发展,学生的综合素质得不到充分培养。现代教学不再是死板的应试教学,更注重兴趣与能力的培养,教学方法也不再是单纯的“填鸭式”,教师不再具有绝对的权威,不再是知识的唯一拥有者,而是成为学生学习的导师,主要发挥引导、指导、诱导、辅导的作用,成为学生学习的合作者。在课堂上教师要与学生互动,创设人性化的学习环境,使学生在自然、亲切的气氛中进行学习。教师要充分发挥主导作用,要充分了解中职学生的认识规律与心理特点,调动学生的学习兴趣和学习主动性。在实验课上,首先要让学生了解实验的目的和基本方法,同时要注意学生是活动的主体,教师要认真观察学生实际操作的全过程,仔细分析实验中存在的问题,及时给予指导。教师工作的重点不是一般的讲解和辅导,而应有计划、有针对性地进行指导。对于基础薄弱、动手能力较差的学生要耐心辅导,引导他们分析出现问题的原因,指出努力改进的方向。要创设实验条件,调动学生的个性、自主性与创造性,让学生自主地学习实验操作规程,训练动手能力,开发学生的创造潜能。

要不断改进教学手段在物理教学中,总要使用一些设备和机器,即物理教学媒体。在传统教学中,广泛使用的是书籍、粉笔、黑板、模型、实物、挂图、教学板等。随着信息化社会的到来,物理教学技术有了新的发展,幻灯、投影、计算机、局域网、互联网等新的教学技术手段正逐步渗透到物理教学之中。物理教学技术的发展丰富了物理教学的内容,提供了新的教学手段,增加了物理教学的魅力。在教学中,要充分利用先进的教学手段进行媒体教学,增强学生的学习积极性,提高物理教学的效率。例如,虚拟现实的教学技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境中的参与者,在虚拟环境中扮演一个角色,这对调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点,培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟环境可以再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动、逼真的感性学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。在教学技术应用策略上,应追求人性化,未来的物理教学技术不再是教师教的技术,而是在以学生发展为本的现代教学理念下,更加注重学生的主动参与和内心体验,更加重视知识的形成过程和应用过程。要充分协调好协作与自主、导航与开放等教学过程中的人文因素,把握好媒体、手段、情境等教学过程中的客观因素,因材施教,以保证物理教学技术的可行、有效与可靠。通过自主地运用现代教学技术媒体以及与教师和同学的协作交流,学生可以根据自己的学习兴趣和认识水平,自主选择不同的学习媒介、学习材料,自主确定学习步调,自主检测、自主矫正、自主改进,从而自主地实现学习目标,真正体现物理教学中学生的主体地位,达到教育的人性回归。

要提高教师的教学水平我国自古就有“名师出高徒”、“强将手下无弱兵”的观点。人才学把这种现象称为“师徒连锁反应”。美国社会学家朱克曼曾经做过统计,1972年以前在美国进行科学研究的92位诺贝尔奖获得者中,有48人曾经在前辈获奖者手下当过学生、博士后研究人员或低级合作者。教师的教学水平直接影响到学生的潜能开发,要提高教学质量,关键是提高教师的教学水平。在教育第一线的中职学校教师是素质教育的直接参与者,要教好物理课,需要教师具备较高的教学素质,既要有物理学理论和实验知识,又要有教育学、心理学和教学法知识,还要有较强的操作技能。科学在发展,教育也要发展,作为一名职业学校的物理教师,要加强学习,使自己的教学能力与知识水平不断提高,使自己具备良好的教学能力与实践技能。要有钻研和创新精神,接受新的教育理论、新的教育思想,指导自己的教学实践。要克服传统文化的影响,增强创造意识。要不断学习和钻研,优化自己的知识结构,创新教学方法,提高教学水平。许多物理教师在工作上求稳求同,不愿大胆创新,在生活态度上安于现状,知足常乐,缺少创新意识与勇于探索的精神,这样就阻碍了教学水平的提高。为提高教学水平,在教学的同时要加强教育科研与创新学习,可以根据自己的条件进行物理教育思想的研究、物理教材现代化的研究、物理教育课件的研究、物理教育的心理学研究、物理教育评估研究、多媒体教学方法研究、物理课堂教学艺术研究及学生学习指导方法研究等等。只要教师不急功近利,潜心研究,坚持数年,一定会产生创造性的研究成果。这样就会增强教师的自信,而且会潜移默化地影响学生,达到物理教育创新的目的。教师不仅要扮演好知识传播者的角色,而且还要承担知识创新的任务。要克服传统文化的影响,增强创造意识,要不断学习和钻研,优化自己的知识结构,成为具有创造性的物理教育名师。

总之,在物理课的教学过程中,教师要充分把握专业特点,体现创新的特征,要把学生探索精神的培养始终放在重要地位,把物理知识和方法的教学作为培养学生创造力的基础。教师的教学方法与手段也要不断创新,要使物理教学真正体现生动性与创造性,激发学生的好奇和兴趣,满足学生的创造天性。

参考文献:

[1]马斯洛.人的潜能和价值[M].北京:华夏出版社,1987.

[2]解世雄.物理文化论[M].重庆:西南师范大学出版社,1996.

[3]康良溪.学生自主实验能力的培养[J].物理教师,2000,(12).

[4]朱宏雄.物理教育展望[M].上海:华东师范大学出版社,2002.

[5]张舒予.现代教育技术应用教程[M].合肥:安徽大学出版社,2002.

作者简介:

凡学梅(1975—),女,南京工程高等职业学校讲师,研究方向为物理与建筑专业之间的关系。

作者:凡学梅

物理教学艺术研究论文 篇2:

关于开展体验教学的三个途径

摘 要:新课程指引下的高中物理教学植根于构建理论,指出学生学习的过程是基于个人原有认知体验生成新认知的一个过程,倡导学生在体验中习得物理知识和技能。但是在当下的教学功利主义诱惑下,有些教师的教学方法与构建理论背道而驰,引发物理陷入“难”教更“难”学的囧途。因此本文从立足教材、挖掘教材和活化教材三个途径探讨如何给学生创设一个体验的过程,从而提升教学效果。

关键词:教材;途径;体验教学

1 开展体验教学的背景

1.1 传统教学的弊端

在物理教学功利主义诱惑下,重结论轻过程愈演愈烈,致使学生的头脑中学到的不再是可贵的聪慧机智,仅仅是一系列枯燥的公式和一堆难解的方程。因此面对实际问题时,不能高效地构建物理模型解决问题,甚至还无从下手,最终引发学生缺乏学习兴趣,丧失学好物理的信心。

1.2 高考命题思想的发展

纵观近年的高考,以浙江为例,2013年第25题的潜艇功率问题,2014年第17題的船与简谐运动问题,第23题装甲车的打靶问题,很明显的发展趋势就是试题研究视角新颖,涉及生活、生产与科学实践的多个层面,倡导“让物理走进生活,让生活体现物理,体验学以致用”,要求学生必须在体验物理原始规律的基础上,活化物理规律。

1.3 新课程理念的引领

高中物理课程标准明确提出学生是学习的主体,是教学活动的中心,教学中务必摈弃教条式教学,应当让学生在体验科学探究的过程中感知物理知识与规律,达成学有所知,知有所用的教学目的。

在此,结合笔者的教学实际,呼吁还学生一个真实的体验物理的世界,让学生在体验中学习物理!下面谈谈在教学中的一些具体做法,以期抛砖引玉。

2 让学生在体验中学习物理

2.1 立足教材,驾驭好现成的体验途径

2.1.1 做好书本实验

物理学是一门以实验为基础的科学,通过实验可以将自然界普遍发生的现象或规律进行集中的展现,帮助学生在体验中建立正确的思维方法,科学地获取物理知识与技能。基于此,教材针对一些知识点,已经设计了一些经典的演示实验、学生实验和课后实验,具有很好的教学价值。所以我们应当做好教材中的每一个演示实验,把物理的事实与规律展示给学生;开展好每一个学生实验,让学生在提高基本操作技能,优化探索科学的方法中,体验物理规律;落实好每一个课后实验,让学生在快乐中体验物理知识。

2.1.2 重视物理发展史

在物理的发展史上,很多成果都是科学家历经曲折的探索过程和刻苦钻研而得来的。其中在很多的探索过程中科学家所折射出来的智慧和精神都能给现在的学生以很大的启示,能给他们一种另类的体验。

例如,在学习《自由落体运动》新课时,我们就可以利用伽利略探索自由落体运动规律的过程开展体验教学。首先介绍亚里士多德与伽利略观念的剧烈交锋,体验科学发展的曲折,然后介绍伽利略创立理想实验方法的艰难历程和价值,体验科学精神的可贵。再如电磁感应现象中“十年磨一剑”的法拉第,天然放射现象中“两夺诺贝尔奖”的居里夫人等都能给学生带来很大的心理震撼。从这种体验中,学生能向科学家的精神学习,克服学习中的困难,提高学习物理的能力。

2.2 挖掘教材,结合教学实际,开发多种体验途径

事实上,很多物理现象及其本质,依靠一般中学现有的实验设施和教学条件还是不能达到要求的,所以我们还应挖掘更广泛的素材,借助更多的载体来让学生感知物理世界。

2.2.1改进课堂演示实验

在教学中,由于一些客观因素的制约,教材的演示实验也不可能尽善尽美,影响了学生在学习中的体验性。这时我们只有根据实际情况,改进演示实验,才能取得较好的教学效果。

例如在《变压器》中探究变压规律,如果直接用伏特表测量一下原副线圈的电压,粗略得出电压比等于匝数比,学生的反应就比较冷淡。但是稍作改进,效果就明显提升:首先在可拆变压器输入220V交流电源的原线圈接入400匝原线圈,然后再用一根长导线串联一个小灯泡(额定电压3.0V),自行绕制副线圈,让学生体验匝数增加或者减少时,小灯泡的亮度变化(图1),那么学生一定会对变压器可以将220V的电压降为3V左右的电压留下极为深刻的印象,然后再定量探究,可使教学更具有效性。

图1 变压器

再如显示弹力微小形变演示实验的改进,作用力与反作用力关系的演示实验的改进,都取得了很好的效果,所以在教学中,教师要做有心人,或许我们前进的每一小步,都推动了教学效能提升的一大步。

2.2.2 师生自制教具,开展低成本实验

在发达国家和地区的中学物理实验室里,随处可以看到一些简单的教具,师生常用自己制作的教具做实验,进行学习,培养创新能力。麦克斯韦也曾说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比,学生自制的仪器,虽然经常出毛病,但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西。”所以我们物理教师应该积极地拓展课本,通过“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”来拓展学生视野,拉近物理学习与实验之间的距离,把物理学习与低成本实验密切地联系起来,提升学生的创造能力。

例如在《远距离输电》教学中,制作教具用来模拟远距离输电(图2)。用滑动变阻器代表输电线路中的电阻,且可根据距离的远近(实际线路电阻大小)调节变阻器电阻,在输送功率相同的情况下,体验直接输电和升压输电时,小灯泡的亮度变化,从而得出采用高压输电的科学结论。

图2 远距离输电演示仪

其实类似的案例还有很多,如让学生用一次性水杯制作水流星,探究在竖直平面做圆周运动时水不会流出的原因,再如选用易拉罐穿孔做反冲实验,都很好地促进了教学。

2.2.3 运用新型教学技术

(1)DIS的应用:在传统教学中,由于设备限制,很多物理问题都令教师望而却步,只能“黑板”上谈兵,即使利用动画模拟或仿真加以代替,但总给人虚假的感觉。如今使用DIS数字化实验作为中介,很多都迎刃而解,能使师生观察到这些现象,增加了学生的体验和感悟,优化了教学效果。

(2)几何画板等画图软件的应用:对于教学中,有些临界问题或者极值问题用物理方法无法解决,用数学函数极值方法又太抽象,这时我们可以借助几何画板等画图软件绘制出临界或者极值发生时的图像,指导我们用数形结合的思想去化解一些物理难点。例如2014年高考浙江理综物理第23题第(3)问就是临界问题的探讨,如果我们画出图线进行体验(图3),这个难题将变得很简单。再如电源的输出功率问题,抛体运动的最值问题,都可以用画图软件加以解决。

图3 临界示意图

(3)电子白板、flash等虚拟实验的应用:现在中学里多媒体教学非常盛行。所以我们可以通过整合,将多媒体与真实的实验有机地结合在一起,去辅助实验,可以有效提高学生的兴趣,促进教学的各个环节,提高物理教学的实效。例如机械能守恒中课件与实验的一体化和天体运动中天体模型与规律的一体化尝试都是极好的体验途径。当然以往出现的用课件来代替实验,甚至就用电子白板、虚拟实验、网络实验等代替学生分组实验的现象,这个是必须要杜绝的。

通过挖掘教材,我们开发了以前所没有的实验和方法,填补了传统物理教学的空白,使物理教学如虎添翼,使学生的体验与日俱增,为学生的学习和可持续性发展提供了保证,也将使我们的教学更上一层楼。

2.3 活化教材,联系生活,灵活生成体验途径

物理学本身就是对自然现象和规律的总结,因此,本源就在大自然之中,渗透于我们生活的各个领域。所以我们可以通过观察大自然,感受生活来获取教材没有的体检途径,实践物理“源于生活,又用于生活”的科学道理。

2.3.1 利用社会热点,设计题例

师生都处在社会之中,对于社会的热点问题都有一种迫切想要了解和解决的原始欲望,因此我们可以用这些体验素材设计题目,让学生更了解社会,感受成功解决社会热点问题的喜悦。

例如马航MH370失联中,根据参数,我们可以探讨飞机起飞的动力学问题,可以分析黑匣子电池的电学问题。以加速度为例:假设MH370起飞时的阻力是其自重的0.1倍,根据(表格1)参数(重力加速度g取10 m/s2)。假设巡航速度为0.89马赫,推力为最大推力的91%。则在巡航高度上飞机的阻力?飞机在跑道上的加速度至少是多大?在最大起飞重量,最大推力的情况下,恰好安全起飞时飞机的加速度?通过该习题的设置,学生对动力学产生浓厚的兴趣,解答情况也非常的好。

再如以前最美妈妈的素材可以设计自由落体运动和动能定理的运用的习题,让学生进行体验,都能激发学生的热情,提高学生的物理水平和解决实际问题的能力。

2.3.2 利用日常生活,学写科技小文章、制作小发明

根据日常生活所见、所闻、所感,可以引导学生学写小论文和制作小发明,最大限度地调动学生的积极性,培养学生的创造性思维。如在学习了摩擦力以后,学写小论文《假如无摩擦》;如在学习了安培力后,制作简易电动机。这样,既巩固了所学知识,又培养了学生的创造能力。

这些联系生活的活动,体现了物理的本来面目,使学生发现科学并没有那么高深莫测,感受到的是物理世界的亲切,甚至还有些浪漫气息!

3 开展体验教学的感想

通过探讨,笔者总结了三个有效的途径,但物理教学是不断发展和变化的,同时教学途径日新月异,因此,教学探讨永无止境,需要我们的不断努力。我们越多的努力,就越能带领学生去领悟更为客观真实的物理世界,教學效果就越显著。

最后借用古希腊人普罗塔戈说过的一句话,人的头脑不是需要被填满的容器,而是一支需要被点燃的火把。那么处于上升阶段的学生的头脑更不是一个要被填满的容器,更是一支需要被点燃的火把,只不过缺乏的是一个拥有无限潜能的“星星之火”。对此,就让我们师生尝试用体验教学“钻木取‘星星之火’”,点燃学生创新潜能的火把,形成学生创新的“燎原之势”。

参考文献:

[1]梁旭.中学物理教学艺术研究[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

[2]郑蓉梅.开发奇妙的物理实验资源[M].北京:北京师范大学出版社,2005.

(栏目编辑 陈 洁)

作者:周烨森

物理教学艺术研究论文 篇3:

落实教学过程 激活物理课堂

摘要:优化物理教学过程,就是在教学实践中既重视知识传播,又重视方法指导、能力培养和心理调整,帮助学生形成科学的思想、方法和精神。文章结合高中物理新课程教学实践,从促进学生掌握物理思想方法、有效培养学生能力等方面阐述了落实教学过程,激活物理课堂,改变学生学习方式的问题。

关键词:物理课堂;教学过程;学习方式;能力培养

课堂教学过程能体现新课程理念。学生学习方式的转变、能力的发展、物理思想方法的掌握以及综合科学素质的提高很大程度上依赖于物理教学过程,因此在教学过程中展示学生的思维过程,采用自主合作探究的学习方式能够激活物理课堂,实现以生为本的主体性互动教学,这样高中物理新课程的教学必定会奇趣无穷,成效显著。

一、落实教学过程,促进学生掌握科学思想方法

《普通高中物理课程标准》强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学研究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力及创新意识。”科学家研究问题的方法和科学探索的精神都渗透在物理知识的形成过程之中。比如,牛顿第一定律的形成过程、法拉第对电磁感应现象的发现过程、居里夫人对放射性元素的发现过程、科学家对光的本性的认识过程都是典型范例。因此,落实教学过程,有助于学生掌握科学方法,领悟科学精神。例如教学《单摆》可以有两种教法:

第一种教法,以知识为本,突出知识的教学。这种教法以知识的传承为主,以教师的讲授为主,教学活动以教师为中心,对知识之外的物理学研究方法不太重视,或轻描淡写,几句话带过去,而将主要精力放在单摆周期公式的解题应用之中。

第二种教法,把培养学生探究物理过程、物理方法,培养创新精神和创新能力渗透在传授知识的全过程中。正如新课程标准所指出的:“要让学生感受、理解知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维习惯……”根据这种理念,笔者尝试按以下框图的顺序组织教学,同样花一课时,效果却不一样。《单摆》的探索性教学过程:

下面就如何突出科学探究过程与方法,按框图的顺序说明如下:

1.从摆到单摆的教学中,突出理想化模型的研究方法。细线的一端拴上一个小球,另一端固定在悬点上,就成了摆。但要成为单摆,还要附加理想化的条件(线的伸缩不计,线的质量远小于球的质量,可以忽略不计,球的直径比线长短得多),这是简化物理问题,是建立物理模型常用的方法。虽然在质点、弹簧振子的教学中都用过,在单摆教学中仍应加以突出。

2.突出用近似方法处理问题的方法。从单摆任意角度的振动到当θ<5°时的振动可以看作简谐运动的教学中,虽然教材直接给出以上结果,不要求证明在θ<5°时回复力与位移大小成正比,方向相反。但作为一种方法,笔者在学生可接受的情况下,仍然作了介绍,让学生看到,通过两次近似(在θ<5°时,sinθ≈θ,弧长≈弦长)得出F=-kx。

3.培养学生猜想、假设的能力。在研究单摆的周期与什么有关时,进行科学探究的方式是多种多样的,但其基本过程一般是先提出科学问题,然后进行猜想、假设,再制定实验方案,获得事实与证据、检验与评价。因此,不要轻易放过培养学生科学探究能力的机会,只要引导学生观察与思考,不难想到周期可能与振幅(或摆角)、摆球质量、摆长等因素有关。

4.突出累加法减少实验误差。在测定周期时可联系初中学过的,如何测一张纸的厚度,如何测细铜丝的直径,如何测一枚大头针的质量等方法,培养学生知识的迁移能力,突出“以多测少”的方法。

5.突出控制实验条件的控制变量法。在探索周期与哪些因素有关时,虽然学习牛顿第二定律时用过,但此处仍应指出,并且在实验记录表格中体现出来(记录表格如下,表中实验1与2,保持摆球质量与摆长不变;实验2与3,保持振幅与摆长不变;实验2与4,保持振幅与摆球质量不变)。

6.突出实验探究方法,用定量实验代替定性实验来探究周期与振幅、摆球质量、摆长的关系。四次的定量实验,规范的记录(实验记录如下表),学生不仅学会了如何测周期,并且再次感受到科学实验的作用,这样做比定性实验的效果大大增强。

7.突出数据检验法。在得出周期公式T=2后,用实验数据代入检验,这样,不仅让学生更加确信公式的正确性,同时学会了一种评价、检验结论正确性的方法。

这种重视过程的教学不仅完成了知识教学的任务,而且培养了学生的能力,提高了科学素养,更重要的是,改变了传统的授受式的灌输教学方式,有利于学习方式的改变。当然,教师要为学生提供过程的指引,帮助学生分析采用不同程序、不同步骤时可能出现的不同结果。

二、落实教学过程,抓住培养学生能力的良好契机

物理现象来自对实验的观察,“光现象”、“声现象”、“电现象”、“磁现象”都是这样。物理概念的形成通常也要借助实验,如:“光的折射”、“声音的衍射”、“交流电”等。物理规律的形成,往往要经过“实验观察→分析、综合→推理→实验检验→基本规律”复杂的过程,这里有实验观察等实践过程,也有一系列分析、综合、推理等思维过程。物理公式是物理规律的最简练的表述,它有的直接来源于实验,如:E=F/q,F=KQ1Q2 /r2等公式,有的在物理定律、定理基础上推理得出,如:=是由玻意耳定律和查理定律推导而出,所以物理公式的形成也是包括实验观察的实践过程和分析推理的思维过程。

学生只有通过主动的学习才有可能获得知识,发展能力,提高素质。教师要充分运用课堂这一主阵地为学生主动学习提供有利条件,培养学生的学习兴趣,启发学生积极思考问题,鼓励学生自己动手做实验,自由地发表意见、开展讨论,让学生自己去体验、建构知识。例如在《自由落体运动》中“测定反应时间”的教学,可以这样组织学生探究:

过程1:师生合作做一个小游戏。教师出示一枚金属小书签,用两个手指捏住书签上端。请一位学生,伸出拇指和食指,在书签下端做捏书签的准备。在学生注意力不集中时释放书签(措施:教师若无其事地对学生说:“这枚书签漂亮吧!”说的同时松手),学生一般捏不住。可鼓励这位学生再捏一次,这次教师要有意识地让他捏住(措施:书签的下端距学生的手远些)。然后,教师指出这个小游戏能检验人反应的灵敏程度,引出“反应时间”的概念。

过程2:指导学生设计一个测定反应时间的实验。看到桌上的直尺(带刻度,长30cm),联想到刚做过的小游戏,多数学生已有了自已的想法。请一位学生谈谈他设计的方案:原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。其他学生不断补充,最后形成完整的实验方案。

原理:人的反应时间等于直尺下落的时间。

器材:直尺、计算器。

操作:一人捏住尺子上端,保持直尺竖直不动,另一个两手呈捏的姿势,静等在直尺下端零刻度处,前者释放,后者捏住。

读数:测出直尺下落的距离h,即后者捏住处的长度刻度值。

处理数据:根据位移公式可计算出直尺下落的时间,即人的反应时间。让学生分组做这个实验,测定自已的反应时间。

过程3:教师用一根“神秘”的尺子检测学生,直接读出反应时间,让学生猜想这根尺子的奥秘。学生经过思考后明白,教师事先完成了时间与下落位移的转换,把时间标在尺子上,这样就制成了一把“反应时间测量尺”。

过程4:提出一个研究性学习的小课题——建议学生在课外动手做一把“反应时间测量尺”,用它可跟踪检测自已的反应时间;检测不同人群(年龄、性别、职业等)的反应时间。研究采集到的数据,总结出反应时间跟哪些因素有关等。

凡是学生自己能解决的问题,尽量让学生自己去解决,不要包办代替。因此,对物理知识形成过程的教学也就是学生能力培养的过程。

三、落实教学过程,促进学生真正理解物理模型的意义

物理知识来自纷繁复杂的客观世界,学习研究常常从最简单的入手,所以通常要建立理想化物理模型。学习机械运动,建立了“匀速直线运动”、“匀变速直线运动”模型;学习机械振动,建立了“弹簧振子”、“单摆”模型。为了便于对研究对象的分析,建立了“质点、点电荷、光滑平面(斜面)”等理想模型。为了找出物理规律,有“伽利略斜槽落球”理想实验。对原子结构的认识,经历了“汤姆生原子模型”、“卢瑟福原子模型”和“玻尔的原子模型”。物理模型的建立,对找到物理规律和分析解决物理问题起了重要作用。对物理模型的理解,又必须了解物理模型形成的知识背景,立足于物理知识的形成过程。

例如“质点”是学生在高中物理第一个用理想化建立起来的模型,学生对这种方法开始会有些陌生,不易接受。在教学时可以分三步进行:

第一步,通过几个实例的分析使学生感受到在描述运动物体的位置时引入“质点”的必要性。例如,在机械运动之后教师提出跳水运动员、自行车、地球公转等几个实例,学生发现在研究这些物体位置的变化时由于物体的形状、线度以及各部分存在相对运动等因素而使得问题显得寸步难行,此时顺其自然提出“质点”概念,即:忽略物体的大小和形状而把它仅看成有质量的点,那些本来存在于物体本身的复杂因素就不复存在。

第二步,使学生明确把物体看成“质点”的条件。可以设置了几组情景引发思考,例如:求列车通过几百米的山洞和从北京到上海两种情景下所需的时间时是否都可以看作质点?研究地球自转、公转时可否都看作质点?从中归纳出:只有当物体本身的线度对所研究的问题没有影响或者影响不大时,物体才可以看成“质点”。

第三步,引导学生总结“质点”的建立过程,从中提炼理想化的思维方法。根据问题研究的需要(描述物体的位置),当物体自身的因素(物体的形状、大小、是否转动等)作为次要因素或无关因素时,可以抓住研究对象的主要因素(保留质量),将其处理成“质点”,这种方法就是理想化,即突出主要因素,忽略次要因素,质点就是理想模型。

从实际问题到建立物理模型,不仅可以有效地解决问题,还可以加深学生对物理概念和规律的理解,培养学生处理实际问题的思维策略和技巧。教学中我们不仅要让学生明确建模的方法,更重要的是要展示具体的背景内容,让学生历经抽象、概括、简化的知识形成过程,从中领会模型是如何建立起来的,具体的事物又是如何纳入模型的,在增进学生对方法本身理解的同时培养他们对实际事物进行简化抽象的思维能力。

四、落实教学过程,帮助学生实现实际问题向物理问题的转化

学会解决实际问题,就是培养学生分析问题和解决问题的能力,就是培养学生的创新意识和实践能力。解决实际问题,常常是学生学习的难点。用学生的话说“上课听得懂,作业不会做”,碰到物理情景,不知从何下手是普遍的问题,其根本原因就是不会实现实际问题向物理问题转化。要完成好实际问题向物理问题的转化,学习物理知识的形成过程,了解物理理想模型的建立是至关重要的。物理知识是对自然现象的定义,是对自然现象的分析、概括、抽象,通过去糙取精,去伪存真,揭示自然现象的本质、规律性东西。所以只有了解物理知识形成过程,才能面对物理情景中丰富的感性材料,对信息作出合理的撷取加工,使原认知结构对新信息同化顺应,把实际问题和物理模型连接起来,实现问题的转化,才能利用物理知识处理同类实际问题,甚至解决发展性问题。例如:要使一个球着地后回跳的高度比抛出点高(5.0m),必须以多大速度将它竖直抛下?(不计空气阻力和球落地时能量损失)如果知道了机械能守恒定律的形成过程,学生就容易把实际问题向物理问题转化,应用“机械能守恒定律”解题,所以只有了解物理知识如何来源于实际,才能更好地应用物理知识解决实际问题。

总之,物理知识形成过程的学习对培养学生能力,帮助学生建立物理模型,实现实际问题向物理问题转化,学习科学方法和科学精神都是非常重要的。所以,要使学生能真正牢固掌握物理知识,必须重视物理知识形成过程的学习,从而激发学生的创新思维,培养学生探究能力和良好的思维品质,进而改变学习方式。这也是物理教学落实素质教育的内在要求。

参考文献:

[1]廖伯琴.中学物理课程改革的目标与实施[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]梁旭.中学物理教学艺术研究[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

[3]林正范.课程更新与教师行为的改变[M].杭州:浙江大学出版社,2007.

[4]胡生青.谈物理教学中学生画图处理问题的习惯[J].物理通报,2008,(4).

[5]高靖华.放开学生的手,抓住学生的心[J].中学物理教学参考,2009,(6).

作者:徐晓青

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