時間:2023-08-02 17:15:24
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篇歐姆定律的局限性,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。
在物理教學中物理定律的概念很多,物理定律是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化的必然關系。物理定律的教學應注意:首先要明確、掌握有關物理概念,再通過實驗歸納出結論,或在實驗的基礎上進行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表達式相同,就必須加以區別(如電阻的定義式與歐姆定律的表達式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關的物理定律之間的關系,還要明確定律的適用條件和范圍。
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態,不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的含義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當做第二定律的特例;慣性不是狀態量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態,所以......”教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F=Kma中,比例系數K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統內部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學時應注意:①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言;“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念,并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應明確,普通物理學中的歐姆定律公式多數是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
七、楞次定律。可以采用探究教學法,讓學生通過實驗得到的結論歸納出定律。教學時應注意:①楞次定律是確定感生電流方向的規律,同時也確定感生電動勢的方向。如果是斷路,通常我們可以把它想象為閉合電路。②感生電流的磁場只能“阻礙”原磁通的變化,不能“阻止”它的變化,否則就不會繼續產生感生電流。“阻礙”或者說“反抗”原磁通的變化,實質上是使其他形式能量轉化為電能的一種表現,符合能量守恒定律。③要使學生熟練掌握應用楞次定律判定感生電流方向的3個步驟。④明確右手定則可看作是楞次定律的特殊情況,并能根據具體情況選用定則或定律來判斷感生電流的方向。
(作者單位:河南省鞏義市芝田鎮第一初級中學)
一、電磁學教材的整體結構
電磁運動是物質的一種基本運動形式.電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用.其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的.透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學.對此,應從以下三個方面來認真分析教材.
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式均在高中教材里體現出來.只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力.
場的方法是研究電磁學的一般方法.場是物質,是物質的相互作用的特殊方式.中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的各章內容.
“路”是“場”的一種特殊情況.中學教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.
“場”和“路”之間存在著內在的聯系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的.“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法.
2.物理知識規律物
理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系.
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來.物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的.但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.
第二冊第一章“電潮重要的物理規律是庫侖定律.庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很小.其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的.歐姆定律的運用有對應關系.電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體.
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念.
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線.本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎.電磁感應的重點和核心是感應電動勢.運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步.麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步.
3.通過電磁場在各方面表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的.大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著.電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用.運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場.磁體的周圍也存在著磁場.磁場也是一種客觀存在的物質.磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態.
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用.所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的.麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場.按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波.
從場的觀點來闡述路.電荷的定向運動形成電流.產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場.導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷.當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與智能訓練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學好電磁學的基礎和關鍵.電場強度、電勢、磁嘗磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解.
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用.在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等.場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度.在電場中用電場力做功,說明場具有能量.通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了.
3.認真做好演示實驗和學生實驗,使“潮抽象的概念形象化,通過演示實驗是非常重要的措施.把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練.安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力.從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上.
關鍵詞:高中物理;電場強度;物理規律
【中圖分類號】G633.7
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,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。就拿歐姆定理舉個例子: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來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,所以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。有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,必須要聯系客觀實際,實事求是,讓學生以生活為基礎,理論為依據,多動手勤動腦,增強他們的見聞,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的棉花比一斤的鐵要輕;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的意識,如果不能達到效果,物理的學習就失去了意義。
(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,這就要求老師能夠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)建立問題情境,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,老師可以嘗試著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,可以幫助學生更加深刻地記憶知識點,比起死記硬背效果更顯著。就拿探究“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看到課本上的圖14-5。通過他們的觀察,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,讓他們大膽假設,然后小心論證,在一問一答中激發學生的求知欲望。
(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運用在各種題型上。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,而是要讓他們明白是如何推倒出這個公式、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,嚴格上說點電荷是不存在的。
四、結束語
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”為例淺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)
關鍵詞:物理實驗探究 多媒體 整合
實驗探究是物理研究最重要的方法,而多媒體又展現出現代信息技術的巨大威力,將二者整合在一起,往往能起到取長補短、相互促進的作用。所謂整合,是指將實驗探究、多媒體與課堂教學有機結合融為一體,而不是二者的簡單組合,其核心思想都是為教學服務。這需要從整體的觀點來看問題,從大局上進行把握。用普通教學一樣能達到要求的,就沒有必要特地使用實驗探究和多媒體,與教學無關或關系不大的實驗探究和多媒體無論制作得多好都必須予以舍棄。整合的最佳效果應該是讓學生感受不到他們在進行實驗探究或上多媒體課,而覺得這是一堂很普通的物理課,所有的實驗探究和多媒體都是很自然地毫不勉強地引入。這才能體現出整合的精髓,讓實驗探究、多媒體與課堂教學結合得天衣無縫、相得益彰。
物理是以實驗為基礎的自然科學,在物理教學中,實驗是讓學生獲得感性認識的基本手段,是必不可少的。但是演示實驗不可能十全十美的。以往的物理實驗教學中的情景,我們可以看到有時的演示實驗由于實驗環境、器材本身的局限性,無法直接讓全班學生都觀察清楚實驗的操作過程及實驗現象,甚至有些實驗根本無法實現。從中得出結論就是物理實驗教學的失敗!學生由于沒有獲得關于這些現象和過程的感性認識,因而對實驗原理、現象、結論理解較為困難;有時則因為演示實驗本身存在不足,學生難以產生豐富的聯想,難以完成從實驗現象到物理規律的抽象。有的實驗現象發生時間短暫,無法看清,許多實驗使用儀器設備較多,需要進行解釋,分散了學生注意力,沖淡了主題。為此,我們可以發揮多媒體的作用:
一、用多媒體優化實驗
于多媒體可以進行動態的演示,將實驗操作的內容用文字、圖像等形式制成動態的多媒體課件呈現在投影屏幕上,把學生的眼、耳、腦等器官都調動起來,使學習內容變得生動有趣,容易記憶、理解和掌握,增強實驗的實效性,加深學生對自然科學知識的理解、激發學生的學習興趣。例如:在觀察歐姆定律演示實驗時,先做實物演示實驗,可能由于講臺桌上的實物相對較小,導線的連接相互交叉,學生觀察時,可能不是十分的清楚地觀察到電流表和電壓表讀數的變化情況,所以也就不能更深刻地理解歐姆定律中電流、電壓和電阻三者之間的相互關系。為了能讓學生進一步更深層次的理解歐姆定律的內容,用多媒體課件,將演示實驗的內容以動態的課體形式投影到大屏幕上,當教師移動滑動變阻器時,就會產生的各種各樣動態變化,如電流表、電壓表指針的偏轉、小電燈的亮度變化等,都會一一展現在學生眼前。這樣學生就直觀地觀察到實驗中各種數據的變化,以及各種物理量的變化關系,使學生在輕松的環境中牢固地掌握知識,同時大大激發了學生自然科學的興趣。興趣是最好的老師。在物理實驗教學中,運用多媒體、網絡課件,創造與教學內容相吻合的教學情境,使學生有如身臨其境之感,這樣可以充分地激發學生的學習興趣和求知欲望,使他們的學習變得積極主動,進而收到很好的教學效果。
二、變抽象為直觀
物理學研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學,在物理教學中還有很多難理解、很抽象的概念,如力學中的功和能的概念,電磁學中的電場、磁場概念,熱學中的布朗運動,光學中的干涉、衍射等,用傳統的教學手段則難以表現和描述清楚,導致教學效果大打折扣。若我們能夠充分利用多媒體、網絡課件輔助教學,就完全可以在屏幕上模擬出相應的內容。變抽象為直觀,易于學生的理解和想象。例如,在“平面鏡成像”這節課中,學生往往難以理解為什么成的是虛像而非實像。為此,筆者特意制作了一段flas,解釋了為何成的是虛像,化抽象為形象,降低了學生理解的難度。
三、應用多媒體技術可以加大課堂的信息量。
利用計算機多媒體技術可以做到大密度的知識傳授,大信息量的優化處理,大大提高課堂效率。因為圖形和動畫比語言更直觀、更形象,包容的信息量更大。如在“平面鏡成像”的教學中,把拍攝的多張照片用屏幕展現出來,大大提高了可視性;制作的“平面鏡成像”多媒體課件不僅可以表現像與物體關于鏡面的對稱,而且當移動物體的位置,屏幕上的像也會相應移動,從而非常直觀地展示了平面鏡成像的特點;而且用flash制作的平面鏡成像作圖的動畫與傳統的粉筆和尺作圖相比,即生動有趣又節約了大量時間。
四、彌補實驗的不足,增強實驗演示效果
在我們物理實驗教學中,存在著有些實驗儀器可見度小,演示實驗效果差的情況,實驗現象短,實驗現象重復性差。面對這一情況,我們可以利用多媒體來進行教學,教師可以將實驗儀器都拿到視頻投影儀或投影幻燈機上進行演示、測量、讀數、分析,利用實物投影儀或幻燈機等電教媒體的放大作用,投影到大屏幕上,能讓全班同學都能比較詳細、全面觀察到教師的具體操作過程和讀數方法,彌補了實驗的不足,增強了實驗演示效果。
五、應用多媒體技術,強化學生實驗操作的技能
在物理實驗教學過程中,對一些實驗裝置和操作技能感困難的學生,應用多媒體技術為這部分學生先進行模擬操作,訓練實驗操作技能,然后再進行真正的實驗。能起到很好的引導作用。例如電路的連接、用電流表、電壓表測電流和電壓等,這一系列的操作技能,光靠教師在課堂上的實驗演示和教師的講解,并不能使學生真正理解和掌握整個實驗過程,如果運用多媒體技術設計一個全開放的實驗環境,讓學生在實驗中自由選擇實驗所需儀器,當錯誤選擇后,計算機給予正確提示,然后由學生自主地用所選的儀器進行實驗,由計算機給出評價,并對不正確的給出實驗后可能產生后果的進行現場模擬,通過這樣一系列的模擬實驗操作,學生基本上能很好地掌握了實驗操作的技能。
六、提高自身素質
對于教師而言,應根據實際情況設計實驗探究與多媒體的整合教學方案,除了要考慮環境因素(實驗器材、硬件設施及軟件)的影響,還要考慮學生的因素(年齡層次、學習方法、學習動機及適應能力)。更重要的是,教師要轉變教學思想、提高自身素質(計算機水平和實驗能力),根據課堂教學情況因勢利導、靈活應用,以達到深化課堂教學改革、提高教學質量及全面提高學生素質的目的。要根據課程目標,選定適宜的探究內容,物理課程標準將科學探究作為學習內容,同時又作為一種重要的教學方式,這是課程目標將科學探究能力視為學生科學素養重要組成部分的具體體現。但探究不是唯一的學習形式,探究需要較多的時間和較大的空間,不可能將所學的知識都用探究的方式來獲得。選定適宜的探究學習內容是教學設計的首要工作。探究內容應該依據探究目標、學生學習準備情況和學習特征而定,從教學內容看,物理基本概念的形成和規律的建立、探索性實驗、日常生活中的物理問題都可作為探究的教學內容;從教學組織形式看,課內探究活動應側重于物理課程的核心知識,可以是一個切入點,或者是一個片斷,課外探究內容的選擇可側重于知識的應用、學習內容的延伸、與其他學科的綜合等。無論課內還是課外,所選擇內容必須是基于探究的、能自然地整合各種探究工具,其中包括利用信息技術,還應符合學生的心理特點,從學生熟悉的事物出發。 從探究技能而言,由于學生之間存在很大差異,許多學生在進行自主探究學習時會感到不知所措,容易產生無效學習。如網絡環境下,一些學生為海量的信息資源淹沒,由此帶來浮躁的學習態度和無深度的思維習慣。教師要幫助學生明確探究任務和及時評價,使學生時刻感受到有形的探究任務帶來的壓力及來自實現某個具體目標的動力。
就信息技術這一探究學習工具而言,學生對其掌握的水平往往成為決定探究學習成敗的關鍵因素。信息技術上的支持和指導是探究學習過程中的自然組成部分,教師應采取循序漸進的原則向全班引入必要的技術,逐步培養學生成為更熟練的信息處理者、常用工具軟件的使用者,一般說來掌握Excel、幾何畫板、仿真物理實驗室等軟件是開展基于信息技術的物理探究學習所必需的。
信息技術已逐漸成為拓展人類能力的創造性工具,它向學生提供的自主探索、多重交互、合作學習、資源共享等學習環境,能把學生的主動性、積極性充分調動起來。信息技術環境下,學生的學習過程不再是被動的,而是轉變為主動參與、積極探索。信息技術對優化物理探究學習過程、進而提高探究效益的積極意義得到越來越多的認可,信息技術作為學生學習的工具,在教學實踐中也得到越來越多的重視。
總之,隨著素質教育的實施,以多媒體和網絡技術為核心的信息技術扮演著越來越重要的角色。多媒體技術廣泛應用于課堂教學中。而物理是以實驗為基礎的一門學科,許多物理概念規律都建立在實驗基礎上,實驗探究是其他方式所無法替代的。因此在物理教學中,如何整合實驗探究與多媒體已成為一個重要課題。所謂整合,并非是二者的簡單堆砌,而是將實驗探究與多媒體與課堂教學有機結合融為一體,為課堂教學服務。多媒體雖然具有強大的功能,但在實驗探究與多媒體的整合中,必須注意發揮二者各自的特性,區分主次。一般應以實驗探究為主,多媒體為輔。實驗探究與多媒體應相互補充,揚長避短,以達到最佳效果。
參考文獻:
1.北京教科院基礎教育教學研究中心編.信息技術與學科課程整合研究——信息技術與教學方式轉變.北京科學技術出版社,2004年12月版
2. 許明勇 網絡環境下物理探究性教學的實踐與研究.
http:///ReadNews.asp?NewsID=550
一、把知識與實踐相結合,培養學生的學習興趣。
物理課與生活實踐聯系很密切,鼓勵學生聯系生活實際,不但是學以致用的學習方法,而且能培養學生的興趣,激發學生的學習情緒,使學生感到物理不但是有趣的,而且是有用的。例如學習了蒸發知識后,我提出這樣的問題:生活中有哪些地方需要加快蒸發?是怎么做的?你們家里是怎樣讓收割回來的水稻快些干的?說說采用了什么辦法?水資源日漸匱乏,我們要節約用水,生活或生產中是如何減少水分的蒸發的?平時洗頭后如何使頭發更易干?學了電學知識以后,問:電流的大小是有公式計算的,那你幫家里算算你家的導線通以多大的電流?應選擇多大的線芯呢?讓學生感知物理知識在身邊,就在日常生活中。
二、學好語文和數學,打下堅實的基礎。
物理課是初中學生感到難學的課程,其原因是物理課不但有系統、嚴密的物理概念和知識,而且與數學、語文課的知識聯系也很密切。例如數學中的指數運算、小數分數混合運算、函數等知識在物理教學中經常應用。所以學好數學知識對物理課的學習至關重要。同理,學生的語文水平對物理的學習影響很大。因為物理中的概念、定理、定律的文字敘述言簡意深,一字之差,天地之別。例如重力的方向是豎直向下,不能敘述為垂直向下;導體在磁場中切割磁感線運動時,導體中就產生電流,若無“閉合”二字,則產生的是電壓而不是電流;又如物體吸熱后溫度升高了40℃和溫度升高到40℃含義截然不同。可見讓學生學好語文對學習物理有多么重要。
三、重視物理的圖形作法和學會認識圖形。
學習物理離不開圖形,從運用力學知識的機械設計到運用電磁學知識的復雜電路設計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的。知識的條理化,分析解決問題的思路等問題,用通常意義上的語言或文字表達都是有局限性和低效率的。所以,按照科學的方法動手畫圖是學習物理的重要方法,而且對今后進一步學習現代科學技術有著重要意義。在初中物理課里,同學們會學到力的圖示及力的示意圖、簡單的機械圖、電路圖和光路圖。“課標”要求的畫圖主要分兩部分:一部分畫圖屬于作圖類型題,比方說作光路圖、作力的圖示、作力臂圖,以及畫電路圖等。另一部分是根據現成的圖形學會識圖,所謂識圖是指要注意結合條件看圖,不僅要學會把復雜的圖形看簡單(即分析圖形),而且要學會在復雜的圖形中看出基本圖形。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來是串聯、并聯,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。
四、以觀察和實驗作切入點,重視觀察能力和實驗素質的提高。
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科,觀察和實驗是物理學的重要研究方法。法拉第曾說:“沒有觀察,就沒有科學。科學發現誕生于仔細的觀察之中。”初學物理的初中學生尤其要重視對現象的仔細觀察。因為只有通過對觀象的觀察,才能對所學的物理知識有生動、形象的感性認識;只有通過仔細、認真的觀察,才能使我們對所學知識的理解不斷深化。例如,學習運動的相對性,老師講到參照物時,許多同學會聯想到:坐在火車上的人,會觀察到鐵路兩旁的電桿、樹木都向車尾飛奔而去。這個生動的實例使我們對運動的相對性有了形象的認識。剛剛開始學習物理的初中生要認真觀察老師的演示實驗,并獨立完成動手操作實驗。在認真完成課內規定實驗的基礎上,還可以自己設計實驗,來判斷自己設計的實驗方案在實踐中是否可行。如可以自己設計實驗測量學校綠地中一條彎曲小徑的長度,可以通過實驗測量上學途中騎車的平均速度,還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、思維等能力,使自己對物理知識的理解更深刻,分析、解決問題更全面。
五、經常讓學生總結、交流學習的方法,讓自主創新走進課堂。
一、物理規律及其分類
物理規律是物理基礎知識中最重要的內容,是物理學知識體系的中心。它反映了物理現象和物理過程在一定條件下發生、發展和變化的規律。
在一定意義上說,物理規律揭示了在一定條件下某些物理概念之間內在的、必然的聯系以及相互制約關系。因此,掌握物理規律是物理概念形成基礎上的理性認識過程,它與相關的物理概念一起構成了邏輯上和諧的知識結構體系,即形成物理理論[1]。研究表明:物理規律具有實踐性、聯系性、對應性、局限性和發展性的特點[2]。
物理規律是客觀存在的,它不依人們的主觀意志而轉移,它不能“創造”,也不能無中生有。物理規律的發現方法大致可分為兩類:一類是實驗法,另一類是理論演繹法。二者雖然存在很大差別,但是,一個物理規律的發現都與觀察、實驗、思維、想象和數學推理有著緊密的聯系[3]。
一般情況下,在物理教學過程中,通過對各物理量之間必然聯系的存在性和發展趨勢的揭示,得到定性的物理規律;對各物理量之間必然聯系的相互制約關系的揭示,得到定量的物理規律[4]。事實上,物理學科的建立和發展之所以比其他學科更迅速,是因為我們的前輩們首先找到了科學的研究方法,成功揭示了物理量之間的必然聯系和相互制約關系。
中學物理規律主要包括物理定律、原理、定理、方程和公式以及法則和定則等幾種類型[5]。
物理定律:通常指人們直接從觀察實驗的結果中概括總結出來的物理規律。如牛頓運動定律、歐姆定律和光的反射定律等。
原理:指自然科學中具有普遍意義的物理規律。是在大量觀察和實踐的基礎上,經過歸納和概括等思維方法而得出的結論。它既能指導實踐,而又必須經受實踐的檢驗。如功能原理、阿基米德原理和波的疊加原理等。
定理:一般指從已知的物理規律出發,對某些特定事物或現象進行演繹和推理,從而得出在一定范圍內有關物理量之間的函數關系或新的論斷,并經得起實踐檢驗的物理規律。如動能定理、動量定理和動量守恒定理等。
方程、公式:又叫數學表達式。指利用數學工具來描述物理量之間的關系的物理規律。如振動方程、氣態方程和電阻公式等。
法則、定則:指利用特定方法來表示的物理規律。如矢量合成的平行四邊形法則、右手定則和左手定則等。
其他:如力的平衡條件、串聯電路的分壓規律和平面鏡成像規律等。
二、物理規律教學程序
人類在研究和探索物理規律的過程中逐步形成了物理學研究的基本方法。為了說明物理規律的來龍去脈,交給學生探求物理規律的方法,教師在傳授知識時,一般情況下,不僅要講解前人研究所得出的結論,而且還要講解這些結論是怎樣來的。也就是說,對于物理規律的教學方法,除了教學本身的特點之外,還應把學生認識物理規律的過程視為科學家探索與研究物理規律的過程。
物理規律的教學過程一般包括以下幾個有序步驟。
1.導出物理規律
導出物理規律,就是要運用各種教學手段以引出問題,創設便于發現物理規律的物理環境。
這一教學環節,就是要按照物理規律課的導入方法,以提出問題的形式來導入規律性課題。接著根據“物理規律只能發現,不能創造”的教學特點,教師要有意識地提供一些便于探索物理規律、發現物理規律的物理情境。而創設物理情境常采用實驗法和舉例法等教學方法。
2.探求物理規律
探求物理規律,就是要探索物理事實和物理現象之間的內在聯系,以形成物理規律。
這一教學環節,是基于“導出物理規律環節(導入環節)”基礎上,對一些物理事實和物理現象進行思維加工,探索物理事實和物理現象之間的內在聯系,提供建立物理規律的科學依據。根據不同的物理規律,可以采用以下幾種常用的教學方法。
(1)實例總結法;(2)科學探究法;(3)實驗歸納法;(4)控制變量法;(5)先定性后定量的推演法;(6)理想實驗法;(7)理論分析法;(8)假設探討法。
3.討論物理規律
討論物理規律,就是在得出物理規律之后必須對物理規律進行多維度討論,使學生加深對物理規律的理解。
這一教學環節,是基于“探求物理規律環節”基礎上,將初步形成的物理規律整理成文,用科學而又簡潔的語言文字或數學表達式來表述物理規律,并冠上一個恰當的物理名稱。重要的物理規律還必須從以下四個方面去認真細致地加以討論。
(1)物理規律的意義;(2)物理規律表述中的關鍵詞語和公式中各字母的含義;(3)物理公式中各物理量的單位;(4)物理規律的成立條件和適用范圍。
4.運用物理規律
學以致用,這是物理教學目標之一。運用物理規律,就是要啟發和引導學生善于用物理規律去分析解決物理問題,以鞏固物理規律。
這一教學環節,是基于“討論物理規律環節”基礎上,對物理規律進行多維度討論的前提下,啟發和引導學生運用物理規律去分析解決物理問題,以訓練學生思維,讓學生掌握科學的學習方法,使學生進一步理解物理規律和鞏固物理規律。所以,在講授完物理規律之后,一般還要安排諸如例題講解和課堂練習等教學活動。
應當指出,物理規律也是多種多樣的,有的簡單,有的復雜。對于有的物理規律,由于學生已有一定的感性經驗或基礎知識,容易接受;對于有的物理規律,由于學生感覺到新異生疏,所以難以理解。教師應根據實際情況,采取靈活多變的教學程序和教學方法,以期達到應有的教學目的。
三、物理規律教學的設計理念及策略
這里以“玻意爾定律”一課為例具體談談物理規律教學各環節的教學設計理念及策略。
1.“玻意爾定律”之導出
【教學設計理念】
在“玻意爾定律”的導入教學環節中,可以向學生例舉與教學內容有關的生活實例或展示與教學內容有關的生活圖片或做與教學內容有關的實驗來呈現典型的物理現象,創設良好和諧的物理情境,提出要研究的物理問題,以引起學生的學習興趣,激發學生的求知欲望,調動學生的學習主動性和積極性,引導學生積極生思維,從而導出新課題:“玻意爾定律”。
【教學設計策略】
首先,教師可向學生例舉出與教學內容有關的生活實例。如輪胎充氣太足,被太陽曝曬之后就容易爆胎;點燃熱氣球的燃燒器,能加熱熱氣球內部的空氣,把美麗多姿的熱氣球帶上藍天;笨重的潛水艇能在浩瀚的海洋中自由沉浮。這些生活實例都與氣體的熱現象有關。
其次,教師向學生做如圖1所示的實驗,讓學生認真觀察實驗現象,提問學生看到了什么?(紅色水柱向移動)。容器中空氣的T、V、P三個參量有何變化?(空氣的T、V、P三個參量都發生了不同的變化,即T、V、P)
圖1空氣的熱膨脹
教師提問學生,研究氣體的三個參量之間的內在關系,應采用什么樣的物理研究方法呢?緊接著,教師向學生介紹在物理學中研究多變量之間的關系常采用的一種很重要的方法,即“控制變量法”。該方法的關鍵點:首先在每一次實驗時,都必須合理固定幾個變量而研究其中剩余的兩個變量之間的關系,然后分別加以分析與綜合、抽象與概括,最后歸納總結出一個完整的物理規律。
教師引導學生運用“控制變量法”去進一步探討氣體的三個參量之間的關系,其探討思路為:
T=CP、V間的關系P=C′V、T間的關系V=C″P、T間的關系
今天,首先探討T=C時,P、V間的關系,從而導出課題“玻意爾定律”。
2.“玻意爾定律”之探求
【教學設計理念】
在“玻意爾定律”的講授新課環節中,基于導入環節中導出“玻意爾定律”的基礎上,教師應向學生演示玻意爾實驗,探索氣體在等溫情況下,壓強與體積之間的關系。在教師向學生演示玻意爾實驗的過程中,首先應讓學生清楚實驗目的、明確實驗條件、實驗對象、觀察目標、觀察方法以及實驗步驟等;然后引導學生仔細觀察實驗,記錄實驗現象及收集實驗數據,分析實驗現象并處理實驗數據;最后通過分析與綜合、歸納與概括等思維活動,在此基礎上,初步形成“玻意爾定律”。
教師應向學生指出:無論是運用實驗歸納法還是運用理論分析法去探求物理規律,都能使學生在理解物理規律的同時掌握探求物理規律的科學方法。
【教學設計策略】
(1)教師向學生演示實驗:用注射器封閉一定質量的空氣,如圖2所示。從注射器上的分度線直接讀出空氣體積,再從壓強傳感器上讀出空氣壓強。
圖2氣體被壓縮
教師引導學生思考:在演示該實驗的過程中,改變氣體的體積一定要緩慢進行,為什么要這樣做呢?(其目的是讓注射器內部空氣與外界空氣充分進行熱交換而達到熱平衡,使注射器內部空氣的溫度始終保持不變)。
(2)教師引導學生認真觀察實驗現象并記錄實驗數據,并把所獲取的實驗數據記錄在如下的表格中。
(3)教師引導學生分析實驗數據。首先是定性分析。在教師引導學生觀察了實驗數據之后,問:如果氣體壓強變大,則氣體體積將如何變化?反之,如果氣體壓強變小,則氣體體積又將如何變化?(如果氣體壓強變大,則氣體體積將變小;反之,如果氣體壓強變小,則氣體體積將變大。)
教師引導學生進一步分析實驗數據,不難發現:雖然在壓強和體積這兩個物理量中,一個物理量變大的同時另一個物理量變小,但壓強與體積這兩個物理量的乘積確大致相同。由此引導學生猜想:壓強變化是否與體積變化成反比呢?
其次是定量分析。教師引導學生處理實驗數據:以體積為橫坐標,以壓強為縱坐標,建立直角坐標系,根據實驗數據在直角坐標系中描點連線,得到“玻意爾定律”的?妝-V圖像。通過觀察“玻意爾定律”的?妝-V圖像,不難發現,該?妝-V圖像基本遵循數學上的“反比律”。此時,教師應向學生進一步說明:在物理學史上,大量實驗已證明,在玻意爾實驗過程中,如果不考慮實驗過程中的系統誤差和偶然誤差,“玻意爾定律”的?妝-V圖像就一定遵循數學上的“反比律”。
(4)教師引導學生歸納總結出實驗結論:對于一定質量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成反比。這個結論叫“玻意爾定律”,這就是玻意爾在1662年對外公布的自己的實驗發現。
3.“玻意爾定律”之討論
【教學設計理念】
在繼續講授新課環節中,基于初步形成“玻意爾定律”的基礎上,教師應引導學生去準確表述“玻意爾定律”并加以討論,使學生進一步理解“玻意爾定律”。
(1)準確表述“玻意爾定律”:①文字表達;②數學表達;③圖像表達。
(2)強調“玻意爾定律”中的關鍵詞、公式中各字母的物理意義及單位。
(3)講明“玻意爾定律”公式中各物理量的單位。
(4)指出“玻意爾定律”的成立條件和適用范圍。
【教學設計策略】
(1)教師應引導學生去準確表述“玻意爾定律”,而準確表述“玻意爾定律”有以下幾種方式。
①“玻意爾定律”的文字表達
對于一定質量的理想氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成反比。
②“玻意爾定律”的數學表達
如果用?妝1、V1和?妝2、V2分別表示一定質量的理想氣體在等溫過程中任意兩個狀態的壓強和體積,那么“玻意爾定律”就可以用數學表達式(公式)表達為
■=■或?妝1V1=?妝2V2或?妝V=k(常數),條件:T=C(常數)
③“玻意爾定律”的圖像表達,如圖3所示,?妝-V圖像是反比曲線,這一條反比曲線叫等溫線。
圖3 玻意爾定律圖像
(2)教師應向學生強調“玻意爾定律”中的關鍵詞、公式中各字母的意義。
①關鍵詞:“理想氣體”、“等溫”、“反比”。
②公式中各字母的意義:?妝1、V1分別表示理想氣體處于第一個狀態下的壓強和體積;?妝2、V2分別表示理想氣體處于第二個狀態下的壓強和體積。
(3)教師應向學生講明?妝、V兩個物理量的單位。
在用“玻意爾定律”公式進行計算時,?妝、V兩個物理量常采用配套單位。
即,p1pa,V1cm3p2pa,V2cm3;p1pa,V1mLp2pa,V2mL;Tk
(4)教師應向學生指出:“玻意爾定律”的成立條件和適用范圍。
①成立條件:一定質量的理想氣體,溫度不變。
②適用范圍:溫度不能過低,壓強不能過大。
4.“玻意爾定律”之運用
【教學設計理念】
在“玻意爾定律”的鞏固應用環節中,基于用多維度去準確表達“玻意爾定律”,弄清“玻意爾定律”的成立條件和適用范圍的基礎上,練習運用“玻意爾定律”去解釋物理現象、推斷物理結果、解決物理問題,訓練學生科學思維,交給學生科學的學習方法,提高學生分析解決物理問題的能力,同時讓學生能進一步理解物理規律和鞏固物理規律。
【教學設計策略】
(1)如圖4所示,請同學們用“玻意爾定律”解釋輸液器的原理。
圖4
教師引導學生解釋:因為隨著藥液流出,瓶中的液柱稍有降低,上方氣體體積稍有變大,壓強稍有減小,使得瓶口處的總壓強稍小于外界大氣壓強,外部大氣壓強就將空氣從進氣管壓入瓶中加以補充,使瓶口處的壓強基本上保持在一個大氣壓,如此等等,使藥液能均勻穩定地滴下,不隨瓶中藥液的逐漸減少而改變。而在開始時,瓶中氣體的壓強大約為一個大氣壓,瓶口處的壓強略大于一個大氣壓,所以在開始的一小段時間內總是滴得很快。
(2)用打氣筒給一自行車內胎打氣。設每按一次打氣筒,可打入壓強為1.0×105pa的空氣125cm3。這個自行車內胎容積為2.0L,假設胎內原來沒有空氣,那么按了20次后,胎內空氣的壓強有多大?設打氣過程中溫度始終不變。
教師引導學生解析一
以每次打入胎內的這部分空氣為研究對象。
初狀態:壓強p1=1.0×105pa,體積V1=125cm3。
末狀態:壓強p2′=?,體積V2=2.0L=2.0×103cm3,體積。
根據玻意爾定律:p1V1=p2′V2,
得:p2′==■p1==■×1.0×105pa=6.25×103pa
打了20次空氣之后,胎內氣體的壓強:p2=np2′=1.25×105pa
教師引導學生解析二
以打入胎內的所有空氣為研究對象。
初狀態:壓強p1=1.0×105pa,體積V1=125×20cm3。
末狀態:壓強p2= ?,體積V2=2.0L=2.0×103cm3,
根據玻意爾定律:p1V1=p2V2,,
得:p2=■p1==■×1.0×105pa=1.25×105pa
四、結語
物理規律是中學物理的重要教學內容,我們應該認真去研究物理規律的教學特點,改革課堂教學方法,合理選擇教學手段,嫻熟運用教學技能,優化課堂教學過程,努力完成物理規律的教學任務。
參考文獻
[1] 李新鄉,張軍朋主編.物理教學論.北京:科學出版社,2005.
[2] 馮杰主編.中學物理課程與教學論.北京:北京大學出版社,2010.
[3] 孫枝蓮主編.中學物理教學論.北京:北京師范大學出版社,2010.
摘要:隨著中高考的改革,物理學科變得愈加重要。學好物理必須從簡單的公式概念入手,掌握好的學習方法,拒絕死記硬背和題海戰術;同時物理作為科學教育的組成部分,要把提高學生的科學素養作為目標。本文總結了學生在學習公式概念過程中困難,從課堂教學引導,增加學生對生活的物理思考,以及具體公式概念的學習方法等方面,形成了對物理及公式概念的學法總結,為學生更好的理解物理學好物理提供幫助。
關鍵詞:初中物理;公式概念;學法;指導
初中物理的學習中的公式和基本概念非常多而且重要,各種公式加上變形轉換,更是多達上百個。我們很多初中生對物理望而生畏,主要就是對公式概念的理解不透徹,試想如果完全靠死記硬背,就算能做幾道題目,但對包羅萬象的物理現象是沒辦法一一解決的,因此在物理的學習中要掌握有效的方法是很重要的,這里我們對初中學生學好物理的方法進行總結,希望有助于我們教師的教學,也有助于提高學生的學習效率。
1學生公式概念理解困難的原因
學生感覺公式概念難記的根本原因是沒有去體會理解其物理意義和含義。一是沒有找到學習物理的正確方法。物理來源于生活又指導生活,它不是抽象的數學不能單純的靠題海戰術,每一個公式概念的背后都有無數科學家和物理學研究者的汗水,公式規律是各種生活現象的物理總結,特別是物理公式是對物理現象、規律研究的量化結果,用它們來定義物理概念,反映物理規律,確定物理量的度量方法等等。物理科學家們往往經常長時間的實驗才得出這個普遍存在的規律,因此物理的每一個定義都是非常嚴謹的。【例題1】:用50N的推力,推著一個80N的箱子在水平地面上前進了10m,推力做的功為,重力做的功為。解析:本題要理解好機械功的概念,公式W=Fs很簡單,但必須理解是什么力做功,s代表距離,是什么距離,如果不好好理解,看上去懂了,但在學習中會遇到很多陷阱。比如本題中推力做的功應該是推力50N乘以推力方向上移動的距離10m,做功為500J;而重力雖然是80N,但因為是水平方向上運動,s可以理解為0,所以重力沒有做功,或者做功為0。對公式不能一味的死記硬背,缺少對每個物理量進行理解與分析是無法學好物理的。二是知識面窄,缺乏生活常識和一定的科學素養。物理是與生活密切聯系的一門科學,并且初中物理注重的是學生的科學素養和應用物理知識解釋生活現象的能力,一般沒有復雜的計算,因此在平常的生活中不認真體會觀察,只是死讀書,是沒辦法學好物理的。并且很多公式概念聯系生活很容易理解,如果單純的看成是數學公式或背誦的內容則記起來困難,用起來也難。【例題2】教室的門關不緊,常被風吹開,我們在門和門框間塞入硬紙片后,門就不易被風吹開了。請用物理知識解釋以上現象。解析:本題應用到了摩擦力的大小與壓力大小有關的相關知識。如果單從題目本身很多同學根本摸不著頭腦,但只要老師一點撥馬上就想到了摩擦力,主要原因就是知道摩擦力的理論,但平常缺少對生活中的現象進行物理的思考。可以說物理公式概念掌握與否直接關系到整個物理學科教學的成敗。初中物理不難,難在學生要把數學和物理區分開,難在要多觀察生活,打開知識面,這也是學生感到難的真正原因。
2提高學生理解公式概念能力的方法
首先,教師在平常的教學過程中,要多與生活聯系起來,物理課堂要有鮮明的物理特點,對待公式概念不是一味的做題講解,教學中要注意揭示公式所包含的物理意義,物理不是簡單的數學,要講清推導公式、變形公式和基本公式的聯系和區別。在公式變形的教學中要注意數學變換賦予的物理內容。比如初中物理學習的第一個公式———速度公式:v=s/t,這個公式對于八年級的學生來說并不陌生,他們在七年級和小學的數學課中曾經用它來解題。但對于這個公式的物理意義,我們主要是用相同時間比較路程的方法來比較運動的快慢,作為運動學的重要公式,要理解速度的含義,也只有這樣,才能調動學生學習物理的積極性。反之,如果像數學課那樣,僅僅把它作為計算速度的公式,那么,物理教學的任務沒有完成,還會挫傷學生的學習積極性。他們會認為,這個公式在小學里就學過了,沒什么新花樣。其次,要引導學生多觀察生活,培養他們的科學素養。初中物理新課標明確指出在物理教學中要貫徹“從生活走向物理,從物理走向社會”的教學理念。平常要多通過一些多媒體如視頻,音頻和生活物品等展現物理在生活中的應用,激發學生的興趣,讓學生明白物理就在我們身邊;同時我們要注重實驗教學,讓學生多感受多動手操作,變抽象思維為形象思維,盡可能多的讓學生懂得學習物理要能夠解釋生活中的簡單現象,最終目的是要為我們的生產生活服務。比如在平常的教學中我就很注重利用身邊的一些物品進行組織教學,隨手拿一個飲料瓶,我們利用它為道具做很多實驗舉很多的物理事例:瓶蓋條紋,增加摩擦力;圓弧形瓶身,水透鏡;裝水后研究液體壓強的相關知識等等,還有比如教室的門,掃把,風扇等利用起來都是很好的素材,對學生理解物理知識概念很有幫助,同時這樣打開了學生學習物理的窗口,有利于他們多用物理的思維去思考和解決問題。
3精講精練,提高公式概念的應用能力
物理作為理科,離不開平常對知識的鞏固和練習,精講精練,提高公式概念的應用能力尤其重要。第一要精心設計,提高教學的效率和質量。初中物理公式連同推導、變形公式共有幾十個,不但記起來困難,用起來也容易混淆、用錯。在教學設計時要注意揭示公式的物理意義,比如壓強p=F/S,對壓力的理解可以設計成水平上的壓力和豎直方向上的壓力,受力面積可以設計成大物體小桌子或小物體大桌子,讓學生深刻理解壓力和受力面積的真正含義,這樣在課堂上學生對公式的理解就大大增強了。第二要打破思維定式,把握易錯點。在講解公式概念的時候,要站在學生的角度思考問題,畢竟學生因為年齡,知識程度,生活體驗等各方面的原因,在理解物理公式概念時有一些局限性是很正常的。比如在講力的平衡的概念時,當我們用力推物體,物體保持靜止,判斷推力和摩擦力的大小關系,很多學生毫不猶豫的認為推力小于摩擦力,顯然這個答案沒有理解平衡狀態的概念,沒有從物理學的角度思考問題。
4掌握公式概念要特別注意以下幾點
(1)嚴格按照物理學規定的符號表示物理量。物理學中使用的字母符號很多,如物理量,單位,名稱等要記清楚。例如功率的符號是大寫的P,壓強的符號是小寫的p,密度的符號是ρ,壓強的單位是Pa等等,要在理解的基礎上加強記憶。(2)知道推導公式、變形公式和基本公式的聯系和區別初中物理課本中除了有較多的基本公式外,還有許多從基本公式推導出來的變形公式。這類公式要明白推導過程,能夠闡明所得公式的物理意義。【例題3】對于一段導體來說,關于R=U/I的理解下面說法中正確的是()A.導體中的電流越大,則電阻越小B.加在導體兩端的電壓越大,則電阻越大C.導體的電阻等于導體兩端的電壓與通過的電流之比D.導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,與通過的電流成反比解析:R=U/I是歐姆定律的推導公式,雖然它可以計算電阻但只是根據數學在物理中的計算運用并沒有物理意義。學習中既要注意運用這個公式進行計算,又要理解電阻R是導體的基本屬性,與電壓電流都無關。(3)注意公式成立的條件和使用范圍物理公式往往要明確研究對象,以及其有一定的使用范圍。我們不能看到數據就胡亂套公式肯定是不行的。比如電學公式里經常講到的“同一性”和“同時性”問題,公式I=U/R必須是同一個用電器的電流,電壓和電阻,并且是同一時間的數據,這樣計算的結果才是正確的。又比如物理公式的使用對單位是要求很嚴格的,因為科學家名字命名的單位都是根據基本單位推導出來的,我們使用公式的時候要特別注意。例如機械功的單位焦耳,1J=1Nm,壓強單位帕斯卡,1Pa=1N/㎡都要求在使用公式計算時要特別注意單位的換算。物理是理論與實際聯系緊密的一個學科,在公式概念的教學中要充分考慮到初中學生的特點,很多物理知識他們看來是抽象和復雜的。因此,在教學過程中對公式和概念的講解一定要講細,多聯系生活,選取學生常見的事例,要采取各種方式把抽象的概念形象化,盡可能多的采用圖片,投影等多媒體材料,只有學生感受到物理就在身邊,感受到物理是那么熟悉,自然對物理的理解就簡單多了。