時間:2023-07-10 17:35:01
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇歐姆定律成立條件,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】物理;歐姆定律;問題;解題思路
歐姆定律是高中物理電學部分的核心內容,也是高考的重難點內容,同時歐姆定律掌握的好壞會直接影響我們的考試成績,因此要多用時間將這塊知識進行鞏固,以取得更高的分數。
1在歐姆定律的學習中常遇到的問題
1.1歐姆定律的使用范圍問題
在電路的實驗過程中,我會出現忽略導線,電子元件與電源自身的電阻,將整個電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導電金屬和導電液體,對于氣體、半導體、超導體等特殊電路元器件不適用,但我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應是線性元件,但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,本人為了弄清這里的問題,向老師進行了請教并查閱了相關資料,許多資料上說歐姆定律的應用有“同時性”與“歐姆定律不適用于非線性元件,但對于各狀態下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受,有牽強之意,即個人理解為既然各個狀態下都是適合的,那就是適合整個過程。
1.2線性元件的存在問題
通過物理學習我們會發現材料的電阻率ρ會隨其它因素的變化而變化(如溫度),從而導致導體的電阻實際上不可能是穩定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。而在實際問題中,當通電導體的電阻隨工作條件變化很小時,可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
1.3電流,電壓與電阻使用的問題
電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,是最基礎的概念,也是我最容易混淆的內容。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流,而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器,另外,歐姆定律只是用來研究電路內部系統,不包括電源內部的電阻、電流等,在學習歐姆定律的過程中,電流表、電壓表、導線等電子元器件的影響常常是不考慮在內的,而對于歐姆定律的公式I=UR,I、U、R這三個物理量,則要求必須是在同一電路系統中,且是同一時刻的數值。
2歐姆定律學習中需要掌握的內容
本人在基于電學的基礎之上,通過對歐姆定律的解題方式進行分析,個人認為我們需掌握以下內容:了解產生電流的條件;理解電流的概念和定義式I=q/t,并能進行相關的計算;熟練掌握歐姆定律的表達式I=U/R,明確歐姆定律的適用條件范圍,并能用歐姆定律解決相關的電路問題;知道什么是導體的伏安特性,什么是線性元件與非線性元件;知道電阻的定義和定義式R=U/I;能綜合運用歐姆定律分析、計算實際問題;需要進行實驗、設計實驗,能根據實驗分析、計算、統計物理規律,并能運用公式法和圖像法相結合的方法解決問題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對歐姆定律內容的理解
在歐姆定律例題分析中,我們比較常見的問題是多個變量的問題,以我自身為例,由于物理理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,所以學習難度較大,但我通過相關教學短片的學習,將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”的方式,明白了電阻是導體自身的特有屬性,其大小是受溫度、導體的材料、長度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關,并且明白了電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時我們每一個人都知道對于不同的習題,解決步驟都是不相同的,雖同一問題會有不同的解題方法,但總是離不開歐姆定律這個框架。因此對于一些與電學有關的知識,我一般會利用歐姆定律解決電生磁現象與電功率計算問題。例如:某人做驗時把兩盞電燈串聯起來,燈絲電阻分別為R1=30Ω,R2=24Ω,電流表的讀數為0.2A,那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?我可以根據兩燈串聯這一關建條件,與U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結論。
3.2利用電路圖進行進行計算
在解有關歐姆定律的題時,以前直接把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算,并把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算,因此經常混淆,不便于分析問題。通過后期老師給予我的建議,在解題前我都會先根據題意畫出電路圖,并在圖上標明已知量、數值和未知量的符號,明確需分析的是哪一部分電路,這部分電路的連接方式是串聯還是并聯,以抓住電流、電壓、電阻在串聯、并聯電路中的特征進行解題。同時,我還會注意開關通斷引起電路結構的變化情況,并且回給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標,其中需注意單位的統一與電流表、電壓表在電路中的連接情況,以及滑動變阻器滑片移動時電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進行知識拓展
本著從易到難的原則,我們可從一個電阻的問題進行計算,再擴展到兩個電阻、三個電阻,逐漸拓寬我們的思路,讓自己找到學習的目標以及方法。比如遇到當定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變為U2,電路中的電流由I1增大到I2,這個定值電阻是多少的問題時,我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值,而當難度增加由一個電阻變為兩個電阻時,定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數為ΔI,在這樣的問題上可將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值,就可簡化許多變量問題的計算。當變量變為三個電阻時難度會進一步的增大,我起初認為這是一項不可能完成的任務,所以放棄了這類題,而在經過詢問成績優秀的同學時,才知道可將三個電阻盡量化為兩個電阻,通過電壓表與電流表的位置將電阻進行合并,以此簡化題目。
4總結
簡言之,歐姆定律是物理教材中最為重要的電學定律之一,是電學內容的重要知識,也是我們學習電磁學最基礎的知識。當然,對于歐姆定律的學習與解題方法,自然不止以上所述方法,因而在具體的學習中,我們要立足于自身實際學習情況來進行方法的選取,突破重難點知識,以找到更好的解題思路。
參考文獻:
[1]高飛.歐姆定律在串并聯電路中的應用技巧[J].才智,2009(27)
1“反電動勢”概念的導入
師:在直流電路中我們知道,歐姆定律只適用于純電阻電路,對于還有電動機的非純電阻電路并不適用,這是為什么呢?
生:對純電阻電路來講電功等于電熱,而非純電阻電路電功并沒有全部轉化成電熱還有一部分轉為為機械能.
師:很好,以前我們從能量轉化的角度分析了其中的原因,今天換一個角度,能不能從電壓的角度直接來分析歐姆定律為什么對非純電阻不成立呢?
設計意圖加入設問學生會積極聽課,激發了學生的學習興趣.
2“反電動勢”概念的生成
分析直流電動機的工作過程,直流電動機通電后線圈在磁場中因受安培力產生動力矩而轉動,線圈在磁場中轉動切割磁感線產生感應電動勢,從而產生感應電流,由右手定則判斷發現感應電流的方向與原電流方向相反,所以線圈轉動產生的感應電動勢具有削弱原電源電動勢的作用,我們把這個電動勢稱為“反電動勢”.
3“反電動勢”概念的升華
最后利用所學習的新概念“反電動勢”來分析課前提出的問題.
若直流電動機線圈電阻設為R,電動機兩端所加電壓為U(圖1),電動機工作時產生反電動勢為E反抵消一部分電源電動勢,剩余的電壓才降在線圈的內阻上.設閉合回路中流過電動機的電流為I,則
I=U-E反R(1)
或者U=IR+E反(2)
所以電路中的由歐姆定律計算的電流I=UR不再成立.
這樣學生不僅深刻理解反“電動勢”的作用,而且對非純電阻電路有了新的認識和領悟,實現了知識的遷移和升華.
設計意圖課堂首尾呼應來解決上課時概念提出時的問題.
另外若(2)式兩邊都乘以電流I就得到:IU=I2R+E反I,式中UI為提供給電動機的功率,叫做電動機的輸入功率,I2R是電動機線圈發熱消耗掉的熱功率,E反I是轉變為機械能的功率,即電動機的輸出功率.這恰好與我們前面所學習的內容相對應,學生由此會對非純電阻的本質理解印象深刻.
4歸納總結
①電動機只有在轉動時才會出現反電動勢(線圈轉動切割磁感線產生感應電動勢);
②線圈轉動切割磁感線產生的感應電動勢方向與電動機的電源電動勢方向一定相反,所以稱為反電動勢;
③有了反電動勢電動機才可能把電能轉化為機械能,它輸出的機械能功率P=E反I;
④電動機工作時兩端電壓為U=E反+Ir(r是電動機線圈的電阻),電動機的總功率為P=UI,發熱功率為P熱=I2r,正常情況下E反Ir,電動機啟動時或者因負荷過大停止轉動,則I=U/r,線圈中電流就會很大,可能燒毀電動機線圈.
應用遷移如圖2所示,有一個提升重物用的直流電動機,電阻為r=0.6 Ω,電路中的固定電阻R=10 Ω,電路兩端的電壓U=160 V,理想電壓表的示數U′=110 V,則通過電動機的電流是多少,電動機產生的反電動勢多大?電動機的機械功率是多少?
分析求電動機流過的電流不能直接應用歐姆定律,對電動機U′=E反+Ir,由于反電動勢未知,所以間接求解,由于電動機和電阻串聯則電流相等(條件理想電壓表)
解I=U-U′R=160-11010 A=5 A,
由U′=E反+Ir,
E反=U′-Ir=(110-5×0.6) V=107 V,
機械能功率P機械=E反I=107 V×5 A=535 W.
拓寬視野反電動勢一般出現在電磁線圈中,如繼電器線圈、電磁閥、接觸器線圈、電動機、電感等.通常情況下,只要存在電能與磁能轉化的電氣設備中,在斷電的瞬間,均會有反電動勢,反電動勢有許多危害,控制不好,會損壞電氣元件.克服反電動勢最簡單有效的方法,是在線圈兩端反向并聯一支二極管,當產生反電動勢時,電流通過二極管釋放,從而保護控制元件.這是從大禹治水的方法中學到的,對于洪水,要疏導,讓它流入大海,而不是堵,堵是堵不住的.
關鍵詞:初中物理;電學教學;搞笑課堂
中圖分類號:G632.3 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)04-285-01
一、聯系生活實踐,多動手腦,培養興趣
讓物理融入生活,是物理教學的初衷;從生活走向物理,則是物理教學的途徑。電學知識與我們的生活聯系非常緊密。為什么燈泡用久了會發黑?為什么燈泡絲要做成螺旋狀?電飯煲是如何煮飯的?探究起來,妙趣無窮。因此,鼓勵學生聯系生活實際,是學以致用的需要,是物理知識化難為簡的需要,更是激發學生學習興趣的需要。“興趣是最好的老師”,有了興趣就有了成功的動力。
在實驗課上,我們可以設置與生活息息相關、讓學生感興趣的實驗幫助學生理解相關電學知識。例如,在課后習題中有一個興趣實驗“自制水果電池”,學生可以進行分組探究,每個小組都可以向實驗室借一只電壓表和一些導線,每個小組成員都自備不同種類的水果和蔬菜。通過實驗去探究水果電池的正負極,水果電池的電壓的影響因素等。最后讓各個小組展示他們的研究成果。這不僅滿足了學生的求知欲,還最大限度地激發了學生的學習興趣。
二、打好基礎,發展學生思維
學好電學知識要抽絲剝繭,抓住重點,即應牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。
1、明確每個符號的物理意義,能掌握電學的基本規律。電學基礎知識包括“五概念四規律”,即電流、電壓、電阻、電功、電功率;歐姆定律、焦耳定律、串聯電路的特點、并聯電路的特點。對于以上重點概念,能讓學生知道為什么引入它們,如何定義,單位是什么(對物理量),有什么重要應用等;對于規律,應著重理解它們反映的是哪些物理量、有什么樣的關系或變化規律、這些規律的成立條件和適用范圍是什么。學習時,要分清主次、突出重點,以重點帶動一般,切勿平均使用力量。
2、能掌握公式的使用條件,對公式進行正確變形,并能熟記和應用。理解這些規律可以,例如,數學中a=c/b說明a與b成反比,a與c成正比,但在物理ρ=m/V定義式中,ρ與m、V的大小無關;在I=U/R中,卻有I與U成正比,I與R成反比等,這就要求學生對物理的基本概念理解深刻。
三、重視畫圖和識圖
學習物理離不開圖形。復雜電路設計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的,圖像能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程,有了圖就能作狀態分析和動態分析。
例如,在計算有關電路的習題時,已給出的電路圖往往很難分析出電路的連接方式,而電路連接的方式不清楚,就無法正確選用串、并聯電路的規律。如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會很容易地看出電路的連接特點,使有關問題迎刃而解。
對于這部分內容的學習,教師應當明確歐姆定律應用于某一電阻還是整個電路,教會學生根據現成的圖形學會識圖、繪圖。教師對于學生電路圖的學習,一定要有耐心,畢竟學生開始接觸電學,不可能一下就能掌握和識別電路圖。尤其是開始接觸電路圖,一定要每個圖都幫助學生分析到位,這里寧可慢一點,也要為學生打下扎實的基礎,有了識別電路圖的本領,學習歐姆定律及計算,難度會相應減小許多。
四、引導學生做好實驗
實驗教學,還應注意把所學的物理知識與日常生活、生產中的現象結合起來,其中也包含與物理實驗現象的結合,因為大量的物理規律是在實驗的基礎上總結出來的。在認真完成課內規定實驗教學的基礎上,還可以布置一些學生自己設計的實驗。
例如,可以設計在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測量未知電阻的實驗。這些都需要同學們自己獨立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發散思維等能力,使自己對物理知識的理解更深刻。
五、引導學生做好綜合應用題
電學知識頭緒多,綜合性強,做綜合應用題時,學生往往感到無從下手,稍有疏忽就會造成錯誤。在教學中,教師應在以下兩個方面起引導作用。
第一方面,學生在解題過程中由于物理知識理解不透,常會出現生搬硬套的現象,這時,教師要找準癥結給予指點。例如,在學過“電功率知識”后,學生討論“220 V,40 W”和“220 V,100 W”兩盞燈串聯在電路中,哪個更亮?大多數學生會認為:100 W的燈泡比40 W的燈泡更亮,這說明學生被燈泡的額定功率所迷惑,而忽視了燈泡的明暗程度與燈泡的實際功率有關。找到癥結后,教師讓學生思考“220 V,40 W”和“220 V,100 W”的兩個燈泡,哪個電阻大?將它們串聯起來,通過它們的電流大小怎樣?最后引導學生利用公式“P=I2R”來判斷哪個燈泡會更亮。
電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。即I=U/R。--歐姆定律。
最近我的物理學的也算好,原因是我聯系生活,用科學來揭示生活的哲理。
電流是推動電器工作的動力,就相當于生活中做事的動力。電壓就是我們常說的別人賦予的壓力。俗話說:“有壓力才有動力。”“壓力越大動力越大。”這自然是有道理的(當然有道理,要不怎么流傳了千百年),但他們忘了一點,那就是導體的電阻。方才的結論是在電阻不變的條件下成立的,我把這電阻理解為我們青少年特別強烈的逆反心理。
導體有兩種,大部分溫度越高電阻越高,小部分溫度越大電阻越小。而根據焦爾定律可導出Q=UUt/R。即對大多數來說,在其他條件相同時,壓力(電壓)越大,氣氛越激烈(溫度越高),逆反心理越強(電阻越大),你硬我更硬。
批評在教育中是在所難免的,但不能強烈,更不能侮辱學生的人格尊嚴以至于觸犯法律。這樣會讓一個好孩子自甘墮落,走向歧途。試想,一個人如果沒了尊嚴,那還剩些什么,還有什么做不出來?我建議用說服教育,要放下架子,用好言善誘,讓學生們走上正道。當然對那些少數的頑固不化的子弟們,還是要批評教育,讓他們明確今后的路應怎么走。
當然,我只是聯系生活來記憶科學,望各位老師家長們不要見怪。
一、教學過程中,注重培養學生自學能力
1. 實現個性化教學,培養學生自學能力
讓每個學生確定合適的學習目標。因學生的基礎有差別,理解水平、分析能力、接受能力有差別。課堂教學中,時常看到“等”和“趕”的現象,“等”的學生無事可做,“趕”的學生精疲力竭還沒有成功。因此,在教學中對教學目標允許學生用不同的時間和速度來完成,也可以讓學生調整自己的目標。由于學生具有爭強好勝的特點,又有自主選擇學習目標的主動權,他們會朝著自己確定的目標開展學習競賽。
尊重學生選擇的學習方式。每個學生都有自己的學習風格,作為教師就應尊重他們的學習方式,不能一味地以所謂課堂紀律來壓制,而是應該因勢利導,鼓勵他們根據不同的內容、不同的客觀條件,靈活地選擇自己感到合適的方式來學習。
善待充滿個性的思維方法。學生的思維方法是千差萬別的。課堂教學中,教師應尊重和珍惜每個學生充滿個性的思維方法,并順著學生的思路引導,盡量采納學生迸發出的思維火花,把它作為課堂資源加以利用。只有這樣,學生的自主學習才能得到充分肯定和尊重。
鼓勵向高層次作業突破。作業是學生自主學習、發展思維的一項經常性實踐活動,也是師生交流的窗口。因此,在設計作業時,注重作業形式的多樣性、趣味性、實用性,針對學生的能力水平采取作業“分級制”。如所有學生都必須完成基本作業,學困生可以不做綜合作業,而自學能力強的學生除了完成基本作業、綜合作業外,可以做一些發展性作業。這樣各層次的學生都樂于做自己能做的作業,往往都能“樂此不疲”。因為學生具有積極向上的心理,教師應盡可能鼓勵不同層次的學生在完成自身作業的同時,向高一層次作業突破,在教師幫助下完成,教師要及時給予表揚,肯定成績。這樣能極大地提高學生自主學習的積極性和主動性。
2. 以多種形式促進學生自學能力的發展
活動化形式。在課堂教學中,應力求形式新穎,寓教于樂,減少機械化程序,增強學生學習的興趣,促使其自主學習。
趣味化形式。教師要善于把抽象的概念具體化,深奧的道理形象化,枯燥的事物趣味化,從而使教學內容具有新鮮感和吸引力,為學生自學提供物質基礎和推動力。
競賽形式。
適當開展競賽,是激發學生學習積極性的有效手段,因學生有很強的好勝心,在競賽條件下比在平時條件下往往能更加努力學習。
二、充分利用物理教材培養學生自學能力
初中物理新課標明確指出:“自學能力對每個人都是終身有用的,閱讀是提高自學能力的重要途徑。培養學生的自學能力,應從指導閱讀教科書入手,使他們學會抓住課文中心,能提出問題,并設法解決,還應鼓勵學生進行課外閱讀。具體說來,可以從以下三方面著手:
1. 通過演示實驗為學生閱讀教材創造條件
學生自學必須要有時間保證,現在中學科目繁多,各科作業很重。這就要求我們教師必須改革教學方法,指導學生深入探討,獨立思考,在分析習題過程中探索其規律,使自己在解題實踐中逐步掌握其思路和方法。例如,在講授歐姆定律時,教師只通過對探究實驗“電流跟電壓”的關系做出適當指點,并強調控制變量,至于電流跟電阻的關系以及歸納得出定律,可以放手讓學生自己通過實驗進行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結論,然后加以小結,這樣,既可以在課堂上讓學生有時間閱讀教材,又可以使學生自己動手實驗、思考、討論和研究問題,促使學生去認真鉆研教材。
2. 根據物理教材特點,加強閱讀指導
物理教材在表述方面既有文學語言,又有數學語言(公式、圖像),還有實驗語言(插圖、照片)。看這樣的書,既要懂得文字表述的意思,又要理解數學的計算及其含義,有時,還需要畫圖等。例如,物理公式是用數學語言來描述物理規律的一種數學表達式。初中學生不易看懂,也往往把它當作代數來看待,這就需要教師把公式做些處理以幫助學生弄清含義,如將歐姆定律公式“I=U/R”譯成“導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比”。學生還要掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位及公式的變形等。通過這樣訓練,就能逐步提高學生的自學能力。
3. 引導學生養成預習習慣,逐步培養自學能力
自學能力是一個人獲得知識和更新知識的重要能力,也是一種基本素質。教師不但要向學生傳授知識,而且更要教給學生學習的方法,以及研究問題和解決問題的方法,培養學生自我獲取知識的能力。
一、充分利用物理課本培養的自學能力。
初中物理教學大綱明確指出:“自學能力對每個人都是終身有用的,閱讀是提高自學能力的重要途徑。培養學生的自學能力,應從指導閱讀教科書入手,使他們學會抓住課文中心,能提出問題并設法解決,還應鼓勵學生進行課外閱讀。”教學中,要從以下幾個方面著手:
首先,通過演示實驗等為學生閱讀教材創造條件。學生自學必須要有時間作為保證,現在中學的科目繁多,各科作業也很繁重。這就要求我們教師必須改革教學方法,指導學生花時間深入探討,獨立思考,在分析習題的過程中探索其規律,使自己在解題的實踐中逐步地掌握其思路和方法。例如在上《歐姆定律》這課時,教師只通過演示實驗講清電流跟電壓的關系,至于電流跟電阻的關系以及歸納得出定律,盡可以放手讓學生自己通過實驗進行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結論,然后加以小結。這樣,既可以在課堂上讓學生有時間閱讀課本,又可使學生自己動手實驗、思考、討論和研究問題,更可促使學生去認真鉆研教材。
其次,根據物理教材的特點,加強閱讀指導。物理課本在表述方面既有文學“語言”,又有數學“語言”(公式、圖像),還有實驗“語言”(插圖、照片)。看這樣的書,既要懂得文字表述的意思,又要理解數學的計算及其含義,有時,還得畫圖等等。例如:物理公式是用數學“語言”來描述物理規律的一種數學表達式。初中學生不易看懂,也往往把它當做代數來看待。這就需要教師一開始就要把公式做些處理以幫助學生去弄清含義,如將歐姆定律I=U/R公式“譯”寫成“導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比”等等。然后,學生還要了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位以及單位公式的變形等。另外,課本中還常有一些晦澀的物理術語比較難懂,學生剛開始接觸時是有一定困難的,教師必須用心地加以引導,通過這樣的訓練就能逐步地提高他們的自學能力。
最后,引導學生養成預習的習慣,逐步培養問學能力。初二開始上物理啟蒙課時,教師就應該向學生提出“以課本為主,課前要預習,要學會讀書”的要求,并結合教學提出具體要求。例如:①看完一節(或一段)課文后要了解這節(段)課文講了什么物理現象?某個實驗是怎樣進行的,說明什么問題?②這一節(段)講了什么物理概念和規律?這些概念和規律是什么意思?在日常生活、生產實際中有哪些實例?③在閱讀課本的過程中,還要經常提些“為什么”?并要設法解決。④看完了課文后,有什么不懂、不理解的問題?并把不懂的、有疑問的問題記在筆記本上,以便上課時認真聽講,或向老師提問。此外,在每上完一個單元后,還要引導學生自覺認真地進行復習,要求他們再進行一次全面閱讀,在閱讀過程中指導他們前后聯系,縱橫對比,將知識系統化、條理化,形成完整的知識結構,并進一步理解概念的內涵和外延,明確公式和定律的成立條件和適用范圍,使之做到理解知識,并融會貫通。總之,培養自學能力是物理教學的戰略任務之一,而提高閱讀能力是培養自學能力的起點。因此,在平時的物理教學中要充分調動學生閱讀課本的積極主動性,加強指導他們閱讀課本,讓學生在自己的閱讀中獨立地感知、理解教材。通過經常性訓練,學牛逐步地學會自我學習的方法、研究問題和解決問題的方法,以及在訓練中不斷提高自我獲取知識的能力。
二、在自學過程中激發學生積極主動思考,從而培養他們的理解、分析綜合、推理判斷等能力。
可以說,自學能力的培養過程就是學生理解能力、分析綜合能力和推理判斷能力培養的過程。關鍵是要使學生有正確的學習態度、良好的學習習慣、踏實的學習作風。老師要重視物理概念和物理規律的指導,使學生學會運用物理知識解釋物理現象、尋找物理模型,進行獨立分析和解決實際問題。
大力倡導學生在自學的過程中培養積極化思維。所謂積極化思維,就是在學習過程中學生認真理解概念和規律,通過可以獲得的具體“動作”進一步把概念變成自己的東西,以便再見到該概念和規律時能夠形成反應,我們把這一過程叫做概念和規律的積極化,把概念和規律等不斷進行積極化稱為積極化思維。例如,理解慣性概念時,教師應要求學生尋找物理模型,如摩托車撞墻時,司機為什么會飛出去?人跑步時為什么不能馬上止步?通過多種模型構造,便可以較完整地理解概念,這就是積極化思維。一般來說,學生總是把所學的概念、規律和應用脫節,所學的概念和規律不能夠應用到實驗和解題中去。這在其他的學科中也可以看到(例如,學生能較容易記住一個英語單詞的拼寫,但在閱讀時卻注意不到這個詞的意思,在寫作時卻想不起用這個詞以及怎么寫)。出現這種情況的根本原因就是學生時概念和規律等沒有真正掌握。正因為這樣,我們在教學過程中應該要求學生利用課余時間對所學概念和規律進行積極化思維,時概念和規律的來龍去脈進行了解,構建一些模型進行推敲,在反復的探索中培養積極化思維能力,也就是培養了理解能力、分析綜合能力、判斷推理能力。
總之,在物理教學中培養學生的自學能力,不僅有利于學生對知識的消化,更重要的是有利于學生學會自主學習,學會探索,有利于科學素養的形成。
關鍵詞:物理教學 實驗 培養 自學能力
自學能力是一個人獲得知識和更新知識的重要能力,也是一種基本素質。教師不但要向學生傳授知識,而且更要教給學生學習的方法,以及研究問題和解決問題的方法,培養學生自我獲取知識的能力。下面就初中物理教學過程中學生自學能力的培養談兩點建議。
一、充分利用物理課本培養學生自學能力
初中物理新課程標準明確指出:“自學能力對每個人都是終身有用的,閱讀是提高自學能力的重要途徑。培養學生的自學能力,應從指導閱讀教科書入手,使他們學會抓住課文中心,能提出問題并設法解決,還應鼓勵學生進行課外閱讀。”具體說來,我們可以從以下幾個方面著手:
1.通過演示實驗等為學生閱讀教材創造條件。學生自學必須要有時間作為保證,現在中學的科目繁多,各科作業也很繁重。這就要求我們教師必須改革教學方法,指導學生花時間深入探討,獨立思考,在分析習題的過程中探索其規律,使自己在解題的實踐中逐步地掌握其思路和方法。例如在講授《歐姆定律》這課時,教師只通過演示實驗講清電流跟電壓的關系,至于電流跟電阻的關系以及歸納得出定律,盡可以放手讓學生自己通過實驗進行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結論,然后加以小結。這樣,既可以在課堂上讓學生有時間閱讀課本,又可使學生自己動手實驗、思考、討論和研究問題,更可促使學生去認真鉆研教材。
2.根據物理教材的特點,加強閱讀指導。物理課本在表述方面既有文學“語言”,又有數學“語言”(公式、圖像),還有實驗“語言”(插圖、照片)。這樣,既要懂得文字表述的意思,又要理解物理的計算及其含義,有時,還得畫圖等等。例如:物理公式是用數學“語言”來描述物理規律的一種數學表達式。初中學生不易看懂,也往往把它當做代數來看待。這就需要教師一開始就要把公式做些處理以幫助學生去弄清含義,如將歐姆定律I=U/R公式“譯”寫成“導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比”等等。然后,學生還要了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位以及單位公式的變形等。另外,課本中還常有一些晦澀的物理術語比較難懂,學生剛開始接觸時是有一定困難的,教師必須用心地加以引導,通過這樣的訓練就能逐步地提高他們的自學能力。
3.引導學生養成預習的習慣,逐步培養自學能力。八年級開始上物理啟蒙課時,教師就應該向學生提出“以課本為主,課前要預習,要學會讀書”的要求,并結合教學提出具體要求。例如:①看完一節(或一段)課文后要了解這節(段)課文講了什么物理現象?某個實驗是怎樣進行的,說明什么問題?②這一節(段)講了什么物理概念和規律?這些概念和規律是什么意思?在日常生活、生產實際中有哪些實例?③在閱讀課本的過程中,還要經常提些“為什么”?并要設法解決。④看完了課文后,有什么不懂、不理解的問題?并把不懂的、有疑問的問題記在筆記本上,以便上課時認真聽講,或向老師提問。此外,在每上完一個單元后,還要引導學生自覺認真地進行復習,要求他們再進行一次全面閱讀,在閱讀過程中指導他們前后聯系,縱橫對比,將知識系統化、條理化,形成完整的知識結構,并進一步理解概念的內涵和外延,明確公式的成立條件和適用范圍,使之做到理解知識,并融會貫通。總之,培養自學能力是物理教學的任務之一,而提高閱讀能力是培養自學能力的起點。因此,在平時的物理教學中要充分調動學生閱讀課本的積極主動性,加強指導他們閱讀課本,讓學生在自己的閱讀中獨立地感知、理解教材。通過經常性訓練,學會逐步地掌握自我學習的方法、研究問題和解決問題的方法,以及在訓練中不斷提高自我獲取知識的能力。
二、在自學過程培養學生的綜合能力
可以說,自學能力的培養過程就是學生理解能力、分析綜合能力和推理判斷能力培養的過程。關鍵是要使學生有正確的學習態度、良好的學習習慣、踏實的學習作風。老師要重視物理概念和物理規律的指導,使學生學會運用物理知識解釋物理現象、尋找物理模型,進行獨立分析和解決實際問題。
筆者在這方面的一點體會就是倡導學生在自主探究的過程中培養積極化思維。所謂積極化思維,就是在學習過程中學生認真理解概念和規律,通過可以獲得的具體“動作”進一步把概念變成自己的東西,以便再見到該概念和規律時能夠形成反應,我們把這一過程叫做概念和規律的積極化,把概念和規律等不斷進行積極化稱為積極化思維。例如,理解慣性概念時,教師應要求學生尋找物理模型,如摩托車撞墻時,司機為什么會飛出去?人跑步時為什么不能馬上止步?通過多種模型構造,便可以較完整地理解概念,這就是積極化思維。一般來說,學生總是把所學的概念、規律和應用脫節,所學的概念和規律不能夠應用到實驗和解題中去。這在其他的學科中也可以看到(例如,學生能較容易記住一個英語單詞的拼寫,但在閱讀時卻注意不到這個詞的意思,在寫作時卻想不起用這個詞以及怎么寫)。出現這種情況的根本原因就是學生時概念和規律等沒有真正掌握。正因為這樣,我們在教學過程中應該要求學生利用課余時間對所學概念和規律進行積極化思維,時概念和規律的來龍去脈進行了解,構建一些模型進行推敲,在反復的探索中培養積極化思維能力,也就是培養了理解能力、分析綜合能力、判斷推理能力。
第一,犯生活經驗主義的錯誤.
每個人在生活及學習中都能根據自己的切身體會,自覺或不自覺地會形成一定的認識,進而從生活中的經驗入手,根據看到的現象來作出錯誤的判定就不足奇怪了,例如,在學習運動和力之間的關系時,大部分學生都會有這樣的觀點:看到桌上的木塊受力就能運動起來,停止用力木塊就會停下來,于是會認為“物體受力就會運動,不受力就不會運動”,還有在學習慣性知識時,學生錯誤認為當物體速度大時慣性就大,速度小時慣性就小,這是因為日常生活的經驗表明了汽車剎車時,速度大時總比速度小時滑行的距離要長得多,其他還可以列舉一些事例,在講解溫度、內能、熱量時:“如果一個物體的溫度升高了,它一定吸收了熱量”,這句話學生易認為是正確的,由于在八年級時就講了簡單的熱現象,大多數的問題及生活經驗也表明該觀點是正確無誤的,也認識到了物體吸熱升溫的事實,殊不知,對物體做功同樣能夠使物體的溫度升高.由于經驗是一些不完整或不全面或特殊條件下的認識,并不能代表全部,學習中很多的學生都會犯這樣的錯誤.
對策教學中要研究學生的認知水平,把非科學的或者片面的表象認識多加提煉,編制各種類型的習題讓學生來進行認識判斷,或通過一些實驗現象來進行論證并加以分析,從而揭示一些錯誤觀點.
第二,隨知識負遷移而發生的錯誤.
在學習了一種方法后,從已有的經驗中去尋找正確的答案,隨知識的遷移發也會犯一些錯誤,例如,歐姆定律I=U/R學習后,得到導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比.能否以此方法去推斷其它類似問題呢?像R=U/I,能否說明電阻與電壓成正比而與電流成反比呢?等等.像重力與質量學生經常混淆,認為10 kg經過單位換算后等于100 N,體積是10立方分米的水直接等于10 kg,殊不知千克與牛頓,立方分米與千克之間,因為它們代表的是不同的物理量,他們之間是不可以單位換算的;在解釋功率的物理含義“功率是反映物理量.”時,學生易把功率的大小作為其含義而進行填空.像慣性現象中,學生易把物體由于具有慣性錯誤地說成物體受到慣性或說成在慣性作用下會怎么樣.
對策講課中一定要講清楚每一個物理量所表示的含義,就能容易地去理解所講出的話正確與否;像初中物理有四個物理量是物質自身的特性,密度、比熱容、熱值、電阻,它們由自身的因素決定,與外界因素沒有多大關系.關鍵易錯誤的概念講解時要做到咬文嚼字,可自編一些判斷題讓學生來進行判斷正確與否.
第三,潛在的假設條件認識上的錯誤.
潛在的假設認識是指學生在思考問題時會誤將題目中未提及的條件當作相同或相等的量在答題時自覺或不自覺地在加以利用了,這樣就會鑄成大錯.
例如初溫相同的水和鐵塊,在吸收相同熱量的情況下,將鐵塊放入到水中,發生熱傳遞的情況是
A.熱由鐵傳給水B.熱由水傳給鐵
C.不發生熱傳遞D.無法判定
本題在進行選擇時很多學生會誤選成A,通過了解得知,學生思考錯誤的原因都是因為將鐵和水的質量誤認為是相同的.
對策在利用公式進行解題時要多分析公式中的每一個物理量是否已經發生變化,注意公式適用的條件;或者對照公式中的每一個物理量,題目中是否已經給定了,如果題目中未給定把它圈出來,說明該物理量是未知的量.
第四,犯解題積累的經驗而帶來的一些錯誤.
學生在思考和解決問題時,在不知不覺中就會形成一種對題目條件的過分盲從,缺少必要的思考過程,常常會犯一些錯誤.
例如,解決浮力習題時:將質量為20克的物體投入到一杯水中,物體在水中靜止時處于漂浮,則從杯中溢出的水的質量應該為
A.等于20克B.小于20克
C.大于20克D.可能是26克
從多年的教學來看,學生大部分都會選A,而正確答案是D.發生這種錯誤的原因是因為他們在思考問題時都會認為杯中是裝滿水的角度來思考.
對策在教學中應加強讀題訓練,養成良好的讀題習慣,真正弄清題設條件,對文字多讀幾遍,找出關鍵的詞語或數據,做出正確的判斷.對杠桿分析,可以利用動力與阻力讓杠桿繞支點旋轉方向相反來進行判定,從而能正確地確定出動力或阻力的方向.
第五,犯死搬硬套的錯誤.
不少學生在學習物理過程中以為能將公式背熟就能將題目解出來,不懂得去理解題目中公式適用的條件或物理量之間的對應關系,只會死搬硬套,各個物理量出現張冠李戴.像解決電學題目時,運用歐姆定律來解題必須要求電流、電壓、電阻這三個量必須是針對同一段電路中的三個量,而有些學生運用公式解題時卻不顧公式成立的條件死帶公式而導致錯誤.
作為基礎教育的中學物理教學,要以學生終身學習和終身發展奠定基礎為宗旨,把教會學生學習作為一項教育目標,這也正是課改的目的,探究的方向。自學能力是一個人獲得知識和更新知識的重要能力,是一個人的基本素質。這也正是我們急需探討的話題,物理教學中同樣要教給學生研究問題和解決問題的方法,培養和提高學生的自學能力和自我獲取知識的能力。
閱讀是自學的重要途徑。培養學生的自學能力,應從指導閱讀教科書入手,使他們學會抓住課文中心,能提出問題并設法解決問題,還應鼓勵學生進行課外閱讀。
一、教師要為學生閱讀教材創意條件
首先要對學生進行自學能力重要性的教育,使學生充分認識到,有了自學能力才能不斷地充實和更新自己的知識,才能適應迅速發展的社會,才能攀登科學高峰;再者平時要多為學生閱讀課本創造條件,學生自學必須要有時間的保證。學生每天課業重、時間緊,哪有時間去看書啊!這就要求我們教師一方面必須改革教學方法,改變那種“填鴨式”的“滿堂灌”,要精講多練,自主學習。再一方面,作業題應少而精,精選典型習題指導學生深入探討,獨立思考,在分析習題過程中探索其規律,使自己在解題的實踐中逐步地掌握其思路和方法。
教師在教學中要做到盡量少灌輸,多啟發,使教學過程成為學生在教師的指導幫助下自己學習和鉆研問題的過程。例如在上時,教師只通過演示實驗講清電流跟電壓的關系,至于電流跟電阻的關系以及歸納得出定律,就可以讓學生自己通過實驗進行分析比較、歸納、結論,然后教師加以小結。這樣既可節余時間讓學生閱讀課本,又可使學生自己實驗、思考、討論和探究問題。
二、根據物理教材的特點。加強閱讀指導
物理課本中既有對現象的描述,又有對現象的分析和概括。既有定量的計算,又有要動手做的實驗。在表述方面,既有文學“語言”,又有數學“語言”(公式、圖象)還有圖畫“語言”(插圖、照片)。看這樣的書,既要懂得文字表述的意思,又要理解數學的計算及其含義,有時還要畫圖。學生剛開始不易讀懂課文,也不習慣這種學習方法,因此,一開始教師就必須耐心地加以引導。重要的章節、句子、結論要求學生用筆畫出來,對一些敘述較復雜的段落還要給予分析解釋。物理公式是用數學“語言”來描述物理規律的一種數學表達式。例如通過歐姆定律推導出電阻R=U/I,這只是電阻的計算式,不能說電阻和電壓成正比和電流成反比。同樣密度p=m/v也不能說密度和質量成正比和體積成反比。因為在物理中有一些物理量只由其自身的因素決定,而和外界的因素無關。這就需要教師一開始就要幫助他們去弄清其含義。同時要求學生了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位以及單位公式的變形等,經常通過這樣的訓練,就能逐步的提高他們的閱讀能力。
三、引導學生養成預習的習慣,逐步培養自學能力
上物理課時,要向學生提出“以課本為主,課前要預習,要學會讀書”的要求,為了幫助學生學會讀書,還要特別向學生提出預習時應注意了解的內容:①看完一節(或一段)課文后要了解這節(段)課文講了什么物理現象7某個實驗是怎樣進行的,說明什么問題?②這一節(段)講了幾個物理概念和規律?這些概念和規律的主要內容是什么?在日常生活、生產實際中有哪些實例?③在閱讀課本過程中還要經常提些“為什么?”用什么方法解決?④看完了課文后,把不懂的,有疑問的問題記在筆記本上,帶著問題學,以便上課時認真聽講,或向老師質疑提問。除此之外,在課前還需擬定一些預習提綱,用小黑板寫好,掛在教室里,供他們預習時參考。如上(摩擦力)這一節課前列出以下提綱:①什么叫做摩擦力?什么叫做滑動摩擦力?是否兩個物體只要接觸,就一定有摩擦力?②在實驗中為什么要強調木塊在木板上要做勻速運動?為什么由彈簧秤讀出拉力,就知道了木塊和木板之間的摩擦力?③滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關?通過預習提綱引導學生邊閱讀邊思考,幫助他們有的放矢地進行閱讀,了解課文的中心要點,并逐步學會提出問題,并設法解決,從而不斷地提高閱讀能力。最后,在每學完一個單元后,還要引導學生自覺認真地進行復習。要求他們再進行一次全面閱讀,進一步地理解概念的內涵和外延,明確公式和定律的成立條件和適用范圍,使之做到理解知識,并融會貫通。
總之,培養自學能力是教學的戰略任務之一,特別是物理學科要求學生掌握的知識面寬,涉及的相關知識較多,畢業后學生肯定還會遇到的實際問題多。因此,在平時的物理教學中就要充分調動學生閱讀的積極性和主動性,讓其獨立感知、理解教材,逐步學會自我學習的方法,研究問題和解決問題的方法,提高自己獲取知識的能力和解決問題的能力。
關鍵詞: 高中物理教學 電場強度 物理規律
物理是當今世界上公認的最重要的基礎學科之一,物理規律是中學物理基礎知識中的核心內容。由此可知,物理規律在高中物理教學中具有舉足輕重的影響力。這就要求老師在教學過程中用科學正確的方式引導學生全面系統地學習物理規律知識。
一、高中物理規律的特點
(一)只能被發現,不能主觀創造。
通常情況下,通過對事物的觀察、實驗和思考就可以發現事物存在的規律。規律是不以人的意識為轉移的客觀存在,它們只能被發現而不能被創造。我們在研究學習過程中可以通過歸納推理和演繹推理兩種方法發現物理規律。歸納推理法從認識個別的、特殊的事物推出事物的一般原理,能夠體現事物的共性。演繹推理法由定義的根本規律出發,層層遞進,從一般到特殊,邏輯嚴密結論嚴謹,能體現事物的特性。
(二)物理規律反映物理概念間的聯系。
物理概念組成物理規律,在實驗室中可以通過物理規律反映各個概念之間的必然聯系。就拿歐姆定理舉例:電阻、電壓、電流等物理概念組成了歐姆定律,研究導體時,可以通過測量電阻、電壓、電流這三個物理量的數值得到導體的性能報告。歐姆定理反映出電流強度和導體電阻成反比又與導體所受電壓成正比,即反映了三者之間的定量關系。
(三)物理規律的客觀性和局限性。
物理規律普遍具有客觀性和局限性。由于物理的研究對象和研究過程是在實際的客體通過簡化后得到的,而且實驗人員對實驗儀器操作的熟練程度和儀器自身的精確度都對實驗結果有影響,因此物理規律只能夠在一定的精確范圍內反映各個物理量之間的聯系。
二、物理規律教學的阻礙
(一)感性認識不到位。
物理學是一門專門研究物質的結構和運動規律的自然科學,也是當前被世界公認的最重要的基礎科學。部分學生對于物理的學習有思維障礙,主要是由于他們沒有聯系生活實際,將物理這門學科排除在了生活之外,把物理想象得過于復雜和專業,在學習前就對物理產生了恐懼心理。要想學好物理,必須聯系客觀實際,實事求是,讓學生以生活為基礎,理論為依據,多動手勤動腦,增長他們的見聞,幫助物理教學回歸生活。
(二)前學科觀念的影響。
前學科觀念就是指在學習之前,由于生活經驗的積累,學生對某些問題已經產生了先入為主的概念。有些前學科觀念能夠促進學生學習,有些則嚴重干擾了學生的學習和發展。比如學生總是認為一斤棉花比一斤鐵要輕;在慣性分析問題上總認為慣性的大小和運動物體的快慢成正比;在摩擦力的探究中,學生總是認為摩擦力方向都與物體的運動方向相反,而且摩擦力總會阻礙物體運動;在自由落體問題上,認為較重的物體比較輕的物體要下落得快。物理的學習就是將學生腦海中的錯誤意識消除換上正確的新意識,如果不能達到好的效果,物理學習就會失去意義。
(三)不利的思維遷移和思維定勢的影響。
思維遷移分兩種,一種是先前學習的知識對后續學習的順向遷移,另一種是后學知識對已學過的知識的逆向遷移。思維定勢是指大腦被外界多次刺激后產生的固定的思維方式。思維遷移和思維定勢都有可能對學習造成不利影響,這就要求老師教會學生變通地學習,靈活地運用所學知識,舉一反三。
三、高中物理教學對物理規律教學的探究
(一)創設問題情境,激發學生的探索熱情。
老師畢生致力于教書育人,但當前的應試教育模式將知識功利化,“填鴨式”教育成了老師應試教育下的無奈之舉。在課堂上,老師可以嘗試摒棄傳統的開門見山直接切入重點的教學方式,采用循循善誘的方式,慢慢引導學生發現問題,讓學生自己提出疑問、解答疑問,激發學生的探索激情。老師這種拋磚引玉的教學方法,可以幫助學生更深刻地記憶知識點,比起死記硬背效果更顯著。就以探究“電場強度”這節課為例,在課堂開始的時候,我不直接切入重點,而是問他們是否清楚電荷相互作用力的產生原理。之后讓學生帶著疑問課本上的圖14-5。學生通過觀察,很快發現電荷A和電荷B在沒有直接接觸的情況下相互影響。學生分小組討論出現這種現象的原因,先大膽假設,然后小心論證。在一問一答中,激發了學生的求知欲望。
(二)讓學生“知其然,又知其所以然”。
很多學生在學習中不能掌控自己對知識的掌握程度,上課時感覺聽懂了,換個題目又不知如何下筆。這樣的情況就要求教師在教學中,從根本上幫助學生理解知識,明白物理規律的深層意義,防止學生只記住公式而不能將公式靈活地應用于各種題型。以“電場強度”這節課為例,電場強度的公式是E=F/q。對于這個簡單的公式,教學中不能只要求學生死記硬背下公式的內容,也不能僅僅告訴他們電場強度和電場力成正比,與電量成反比這個事實,更要讓他們明白是如何推導出這個公式、得到這個結論的。
(三)讓學生明確物理規律的成立范圍和條件。
物理規律并不是在任何時候任何條件下都成立的,它具有自己的成立條件和應用范圍。學生往往都只會一味地套用公式而不管公式在題目中是否試用,使得考試成績不理想。在“電場強度”這節課中,學到真空中點電荷的電場強度公式E=KQ/r2,該公式的并不是對于所有的靜電場都是適用的。在學習這節課的過程中,老師一定要強調“點電荷”這個概念的相對性,嚴格來說點電荷是不存在的。
綜上所述,本文簡述了高中物理規律的特點,指出了當下對物理教學有阻礙的因素,最后以“電場強度”為例談了對高中物理規律的探究成果。由于物理規律本就復雜難懂,教師在教學過程中要層層遞進,由淺入深地讓學生適應物理的難度,幫助學生更加全面地掌握物理規律,理解物理知識。
參考文獻:
[1]雷怡.以“電場強度”為例談高中物理規律的教學[J].中學物理,2013(04).
探究式教學是新課改的一項重要舉措,作為科學性極強的物理學科的教學,更是離不開探究,《物理課程標準》對科學探究提出了明確的要求,指出:“科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養學生的科學能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。”,這幾年,廣大一線物理教師在探究性課堂教學的開展方面進行了一些有益和成功的嘗試,但也不可否認一些教師的課堂教學設計與具體操作仍存在著對探究式教學理解的偏差,使探究式教學進入似是而非的誤區,嚴重阻礙了探究式教學在培養學生能力方面的積極作用。筆者針對有些教師對探究式教學的理解誤區,結合自己的教學實踐談幾點認識。
一、不應追求科學探究過程的完整性
科學探究過程包括提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與討論、評估、交流與合作等7個要素。新課程強調在整個基礎教育階段,通過科學探究這種教學方式,達到培養學生科學探究能力的目標。許多教師機械地理解“科學探究”的過程,認為在每次探究活動中都要同時強化這7個要素。這種認識導致教師在引導學生開展探究活動時,過分追求科學探究過程的完整性,不敢遺漏任何一個要素,試圖每一個要素都充分展開,而探究式教學和科學研究不同,它的時間是有限的,大多只能限制在45分鐘課堂內完成,因此,往往由于過分追求探究過程的完整性,而導致在課堂教學中常常出現時間不夠、虎頭蛇尾的現象。
二、實驗探究不是唯一的探究式教學方式
在物理概念和規律的教學中,傳統教學過分強調結論,新課程除了要求學生掌握概念和規律本身外,還要對概念、規律的建立過程,研究問題的科學方法進行深入地了解。然而,實驗探究不僅強調獲得實驗結果和親自經歷實驗過程的統一,而且更加注重學生對實驗過程的理解。但筆者發現,有些教師對探究方式多樣化的認識還不夠,教師往往把“實驗探究”作為探究教學的唯一方式,上物理課非實驗不可。例如在探究并聯電路的總電阻和各并聯電阻之間的關系時,可利用歐姆定律和并聯電路中電流、電壓的關系,推導出1/R=1/R1+1/R2的關系式;然后讓學生根據推導結果去猜想“并聯電路的總電阻和各并聯電阻之間的關系”,接著讓學生設計方案,通過實驗加以驗證。筆者認為,不同的探究課題所需的信息特點不同,其信息來源也不同,因而需要選擇不同的方法。根據物理學科的特點和初中學生的認知水平,8-9年級學生在物理課程中的科學探究問題,比較多的是用觀察和實驗方法,尤其以實驗探究方法居多,但實驗探究不是探究教學的唯一方法。
三、探究式教學是師生互動的過程
教學實踐和心理學研究表明,初中學生有了一定的觀察能力、實驗能力和思維能,但分析判斷能力還不成熟,自主性還不強,因此還需要教師給予正確的、及時的指導。在探究式教學中完全放手、束縛太多(以“講授探究”代替學生“親歷探究”等)都不現實,不僅不能實現教學的三維目標,對后續課程的學習也有負面影響。因此探究式教學活動中,既需要學生的自主探究,也需要教師的適時、適度的點撥指導,在互動中實現教學的目標。筆者在《歐姆定律》的一節公開課中,最初是想完全開放,自主探究,即創設情景后,由學生觀察、討論、猜想通過導體的電流和該導體的電阻、導體兩端的電壓的關系,然后自行設計方案、小組實驗,檢驗自己的猜想是否成立,最終得出它們的關系,但是,試教過程中,明顯感到由于只有好的愿望、好的理念,而脫離了學生的認識水平的現狀,有的學生甚至對我的意圖也不完全明白,課堂非常難掌控,結果只好臨時調整教學策略,其教學效果可想而知了。上公開課時,我充分考慮初二學生的認知能力的現狀重新設計了方案,適當增加了教師的指導,針對學生的猜想、實驗、檢驗,及時交流,我也成為探索主體中的一員,而不是旁觀者,教學效果發生質的變化。由于把學習過程還給了學生,教師的指導也是適時、適度的,而不是包辦代替,學生依據自己的天性、認識水平,自然地在教師的引導下完成探究過程,學生的探究興趣濃厚。筆者感到,探究式教學在探究內容符合學生認知水平時,教師應積極創造條件,鼓勵學生進行自主探究;當探究內容高于學生的生活經驗和知識基礎時,教師應設置探究臺階,幫助學生解決探究過程中遇到的困難,掃除學生探究的障礙,避免學生探究的盲目性,為學生順利探究提供可能。
四、探究式教學與物理知識的自主建構是統一的過程
很多教師擔心強調科學探究會影響學生掌握物理知識,他們認為傳授知識的傳統教學模式能增加課堂的容量,更深刻地理解知識的內涵,通過大量的習題訓練可以達到對知識鞏固的目的。
物理教學內容都是科學探究過程與結果的統一,都是一個發現和提出問題直至問題解決的過程,在傳統教學中忽視了作為過程的科學探究方面,常常將科學結論直接告訴學生,讓學生理解和運用,使科學過程與結果分離開來。同時,在探究過程中幫助學生建構知識的教學要求教師創造一種探究學習的課堂氛圍,在充分了解學生的原有認識和思維方式的基礎上,從學生發展的角度引導學生提出感興趣而又能夠解決的問題,給學生提供研究所需的儀器、數據或資料,引導學生用科學的研究方法和思維方式來探究問題的答案,嘗試自己解決或通過合作學習解決這些問題,并把學生的發展與科學結論進行比較,讓學生主動尋求和建立知識之間的聯系,自主建構對物理世界的認識。
總之,探究式教學對教師來說,它本身就是一個值得思考、探索的課題,需要教師不斷地探究“探究式教學”,但我們在實踐過程中應牢記:探究式教學是以學生為對象,以促進學生發展為目標的教學方式,應讓學生真正成為探究式教學課堂的參與者、實踐者、研究者。
關鍵詞 物理;愛國主義教育;辯證唯物主義教育;個性品質
一、物理教學讓學生接受愛國主義教育
職業教育物理教材中蘊藏著豐富、生動的愛國主義教育內容,我們可以結合這些內容對學生進行愛國主義教育。
(1)在力學方面。①在浮力的認識和應用方面,比阿基米德發現浮力定律早200多年。6歲的曹沖稱大象;宋和尚懷丙打撈鐵牛所顯示的智慧并不比阿基米德鑒別王冠遜色。公元前2世紀的《淮南子》上書記載的升空燈籠,就是現代熱氣球的原理,比歐洲人發現早得多;②在杠桿的原理和應用方面,《墨經》一書中不僅有兩處專門記載杠桿原理,而且對杠桿的平衡條件說得很全面,有等臂的,有不等臂的;③在水流能和風能的利用方面,1700多年前,古代勞動人民已經利用風車做功。
(2)在光學方面。《墨經》堪稱世界上第一部光學著作,內有關于光的直徑、平面鏡、凹面鏡和凸面鏡成像的記載。在殷墟甲骨卜辭中記載的日食,發生在公元前1千多年前,這是世界上最早的可靠的日食記錄,比巴比侖最早的日食記錄大約早600年。
(3)在電磁學方面。①東漢時期,王充在《論衡》中已記載有“頓牟掇芥,磁石引針”;②在磁方面,除了指南針是我國的四大發明之一外,沈括在《夢溪筆談》里有磁針的方向“常偏東,不全南”的記載,說明他是世界上第一個清楚地、準確地論述地磁傾角的科學家,比西方傳說哥倫布發現地磁傾角(1492)早400多年。
再如,我國近代著名的力學家、火箭專家錢學森,他所涉及的學術領域十分廣泛,無論在理論上還是在實際應用中都作出了一定的貢獻,尤其是對我國火箭導彈和航天事業的迅速發展作出了重大貢獻,被稱為“中國的導彈之父”。而“神州五號”、“神州六號”飛行的圓滿成功將會提高中國的國際地位,增強中華民族凝聚力。
通過對我國歷史上有關科學家的發明創造和我國現代科學技術的偉大成就的事實,培養了學生的民族自信心、自豪感、責任感;樹立了為民富國強而艱苦奮斗的獻身精神,激發了他們的愛國熱情。
二、物理教學對學生進行辯證唯物主義教育
(1)世界的物質性。通過觀察、實驗,表明力是物體間的相互作用,力不能脫離物體而單獨存在,使學生認識力的物質性。通過電場、磁場表現的物質屬性(如力、能量)來認識物質加一種形態場的物質性。在講述原子結構的初步知識時,即可介紹物質是可以無限分割的。
(2)物質是運動的,運動形式是多樣的。各種運動形式相互依存、相互轉化。分子熱運動、電磁運動、光的運動及原子內部的運動等都是物質運動的物定形式,是絕對的,而機械運動的描述則是相對的。動量守恒定律反映了在物體動量轉移過程中,系統總的動量保持不變,它表明運動不會創生,也不會消滅,從一個側面反映了自然界中物質運動不變的普遍規律。能量守恒和轉化定律說明了自然界中各種起作用的能,如機械能、熱能、光能、化學能等可以按一定的量度關系互相轉化,而在轉化過程中總的能量保持不變,并且這種轉化是無限的、永恒的、永不停止的。
(3)對立統一規律。原子是帶有正負電荷粒子的統一體;分子間存在著引力和斥力;力學中的作用力和反作用力,永遠是一對大小相等、方向相反、同時存在、同時消失、同一種性質的力,它們既對立又統一;電磁波的形成,是變化電場與變化磁場對立統一的結果;牛頓第二運動定律反映了力、質量、加速度之間的對立統一的辯證關系……通過教學,使學生懂得,對立統一規律是普遍存在的;發展是對立面的統一和斗爭;對立統一是物質運動的屬性,事物發展的原因就是內部矛盾的結果。
(4)質量互變規律。事物的變化總是量變開始,量變一定會引質變的。物態變化過程,說明溫度的變化是數量變化,當變化到熔點或沸點時,引起物質發生物理性質的變化;透鏡成像,從放大到縮小,從倒立到正立,從實像到虛像的轉化關系,不同波長的電磁波,具有不同的性質;彈性體在受外力作用超過彈性限度時發生永久性形變;豎直上拋物體達到最高位置后,變為向下的自由落體運動等都是量變引起質變的例證。
此外,通過教學還要使學生逐步認識到:(1)人類對事物的認識是不斷深化的過程,如人類對光的本性的認識從光的微粒說、波動說、電磁說到光子說,都是通過實踐、分析研究發展起來的,但認識至今并未完結,仍有待不斷深化;(2)真理的相對性。如物理定律都是經過實踐檢驗過的科學結論,是客觀真理,但又是相對真理。例如,牛頓第二定律、蓋?呂薩克定律、歐姆定律、光的反射和折射定律等,都是在一定的條件下才成立,因而是相對真理,但在其適用范圍內均具有絕對性;(3)事物的共性和個性。如直流電和交流電,它們都可用來發熱、發光、作動力,這是它們的共性,但是,電解、電鍍只能使用直流電,變壓器只能使用交流電壓,這又是它們的個性;以及內因和外因、具體問題具體分析、實踐是檢難真理的唯一標準等觀點。
三、在教物理的同時,必須注意學生個性品質的培養
優秀的個性品質也是物理教學的“育人”任務。它與學習知識,培養能力相輔相成,互相促進,構成物理教學和諧的統一的整體。個性品質是指學生的非智力因素,包括興趣,態度,意志,作風,習慣,氣質,性格,精神等等。