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【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0151-02
当前素质教育最为重要的是培养,学生的创新能力,其不仅仅是需要教学学生的知识,同时也是对人格的塑造以及以后人生之中思维方式的创新。对于物理教学来说痛也是这样,需要培养学生的对于问题的研究以及解决能力,从抽象的角度来讲则是对物理思想的培养。在实际教学之中,不能死教书,需要注重多种综合方法的应用,不断培养起学生的物理思想。初中物理教学应该将事实作为其基础,促使学生可以从具体的情景之中对物理知识有所体会,逐渐搭建起学生的物理结构之时,并且将物理思渗透到其中,笔者结合近些年的物理教学经验分析了当前物理教材之中的集中常用物理思想。
一、物理模型的应用
在物理教学之中,注重将一些较为复杂的问题简化,将次要的因素舍弃,主要可以应用主要因素,将一些比较具体问题进行理想化的处理,同时构建一个比较理想化的物理模型,这是其中十分重要的物理思想,比如说,均速直线运动,则是一个比较理想的模型。其在生活之中很难找到的比较严格的匀速直线的运动。同时诸多的运动情况,同匀速直线运动之间的情况比较接近,则就可以一种匀速直线运动的情况进行处理,则就可以有效降低其难度,并且得到的结果也具有一定的精度,并且在误差范围之内同具体情况相适应。同时,杠杆也是一种比较理想的模型,其在具体的应用之中,因为受力的影响, 其会出现一定的变化,通常此种变化比较微弱,对于结果的影响比较小。所以在杠杆教学之中,就认为是一种理想化,默认其无变化。
二、学科之间的彼此交叉
在知识类教学之中,要求对知识进行深化以及扩展,不断对其知识点进行探讨。比如说,学习绪论等等部分内容之时,则就可以提出相关的课题,在人力发展历史之中物理对社会发展的作用。在学习了摩擦力之后,可以在提出“摩擦力在生活之中的应用”。
三、定量比较的思想
一些物理量是通过几个与之相关的物理量彼此综合进行确定,为了将同类的物理量的大小进行比较,则就可以促使在之中一些量相同,通常是选取的是单位量,进而比较相关量的大小,这样的话就可以获得结果,比如说:速度可以取单位时间之内的通过的路程来比较,而密度则可以取单位体积的质量进行比较,比如说功率、压强、比热容等等都可以使用定量比较的思想。
四、理论求新的思想
根据当前已经掌握的科学理论知识作为其依据,并且通过一些较为科学的推导以及论证,进而获得一个全新的科学论断。比如说在人教版教材之中的第108面以及112面,在这之中对于串联电路的总电阻以及每一个电阻的关系进行论证,同时并联电路的总电阻同每一个电阻之间的定量关系进行推导,都使用的是此思想和方法。
五、实验推理思想
在比如说牛顿第一定律不是通过实验之中获得的,而是在客观实验的基础之上,在笛卡尔以及伽利略等科学家对其继续科学推理之中而得到的。并非建立在形而上的,可以接受实践的检验。因此使用实验推理的思想,对于研究物理问题的重要性以及广泛性具有较为广泛的应用,比如说,浮力公式的推理实验,可以检测金属块的具体密度,并且杠杆的平衡实验之中都使用的是实验推理的思想。
六、虚拟假定的思想
在物理之中,为了可以将物理现象描述清晰,将物理情景及时阐明,进而有效解决物理问题,通常会人为引入一定的虚拟假设的内容,力求可以清晰、便捷、准确的将物理情景以及事实表述出来,及时有效的解决问题。比如说磁感线以及光线等等,并非可以通过肉眼观察出来,都是虚拟假定的,但是在教学之中可以清晰直观的将形象描述出来,学生也比较容易接受,方便理解。比如说在人教版教材的第一册之中为了将连通器的原理标明,其通常会在U型管底部之中假想的液片,也是应用了虚拟假定的思想。
七、类比的思想
在物理之中一些概念往往是模糊,并非是直观,便于理解的,因此为了将此表述清晰,通常会使用一些比较具体以及有形,同人们生活之中较为常见的事物来将类比说明一些比较陌生、无形以及抽象的事物,并且在类比之下,人们也会对其要揭示的事物具有具体、形象以及直接的认识,在量的积累之下,慢慢上升到理论的高度之上。
八、图示的思想
物理教学之中有诸多抽象的概念,需要在实际之中使用一些比较物理图形,将其具体化以及形象化我。促使学生对其物理意义可以最大程度接受,为了有效解决该问题,在教材之中较多的使用图示,比如说电路图、杠杆结构示意图、力的示意图。由此可见在初中物理教材之中图示有着十分重要的作用,可有效帮助学生掌握物理知识。
九、结语
总的来说,在初中物理教学之中,学生的接触的时间较短,不可避免会出现学习吃力的情况,因此在基础物理教育阶段,要注重该年龄段学生的身心发展特点,合理科学的在教材之中渗透物理思想,为学生日后物理的学习打下坚实的基础。
参考文献:
[1]钱颖.中英初中物理教材的比较研究[D].苏州大学,2009.
[2]王赛兰.初中物理前沿知识的教学实践研究[D].四川师范大学,2014.
关键词:物理教学;习题课;教学探讨
物理是很重要的一门课程。从初中开始,一直到大学,物理学科是学生必学的一门重要的基础理论课。随着新课标的不断改进,如何在新课标下更好地进行初中物理教学,这是每一个物理教师必须思考的一个问题。当然,在物理教学过程中,讲清楚每一个知识点是必须的。然而在作者从事的物理教学生涯中,深知习题课教学在物理教学中显得尤为重要,它是物理教学过程中必不可少的一个重要教学环节。在物理教学活动中,习题课教学对于巩固课本内容分重要,一方面它延伸和提高了课堂教学,另一方面又为学习新的知识点打下了基础,起着承前启后的桥梁作用。本文将从物理教学中的习题课教学的组织、习题课的选题原则等方面给出物理教学中习题课的教学见解。
一、初中物理习题课的组织
初中物理习题课的教学以课堂教学为主,习题课应由四部分内容组成:(1)复习课本上对应的知识点;(2)重要例题的讲授;(3)课堂练习题的处理;(4)课堂小结。教师应该精心准备习题课的讲授,一堂好的习题课不仅能够强化重要知识点,而且有利于提高初中学生分析问题、解决问题的能力。所以,作为一名初中物理教师,要上好一堂习题课并不容易。从习题课的准备来说,教师所选选题要精,要有针对性、典型性,从习题课的组织而言,教师要尽可能多给学生时间,做到师生良好地互动,以便充分调动学生的积极性。
二、初中物理习题课的选题原则
1.习题的选择要有针对性。众所周知,习题课的讲授不同于新授课,在课堂教学中它主要以练习习题为主,以训练为主要教学手段,以便高效地巩固所学知识点。为此,教师在选择习题方面,要针对所学教学目标、所学章节的重要知识点、班级学生的学习现状,对于基础好的学生所选择的习题难度应该大一些,但学生普遍没有掌握的知识点应该反复强化,选择习题切忌随意性和盲目性。
2.习题的选择要以课本习题为主。物理课后习题都是经过物理专家们研究、选择的经典题目,教师在习题的选择上,理应优先考虑课本中例题与课后习题,当然作为老师也要适当将课本中例题与课后习题变更,一方面紧扣课本,另一方面又不拘泥于课本,教师尽量做到一题多解、一题多变、一题多用,以便使学生多层面、换位思考,真正使学生学会分析问题、解决问题,使得学生灵活掌握所学的知识点,培养他们的创新思维意识。
3.习题的选择要有研究性。在新课标的不断改革与创新下,教师的教与学生的学成为教育者的新课题。在物理习题课的讲授中,习题课的选择要有一定的研究性,并不是所有课后习题都给学生讲解,也不是题目选择越多、越难就是好的习题课,教师在选择习题时一定要做到心中有数,不贪图多,要有代表性,争取使一道题目的讲授就能囊括一节课的重要知识点,覆盖一个章节的重要解题方法。
三、初中物理习题课要突出物理学的思想方法
物理学中包含着许多重要的思想方法,如有限到无限的思想、归纳思想、类比思想等,某种程度上可以说都是创造性思维方法。因此,在习题课教学过程中,教师应注重这一点,积极培养学生创造性意识,要以体现物理思想方法为主要教学过程。初中物理教学中的思想方法是教学活动过程首要思考的问题,物理习题课的讲授要遵从这一观点。教师在进行物理思想方法教学时,必须以课本重要知识作为载体,但是应把知识点所体现的思想方法通过习题课的形式给学生讲授,使学生通过习题课真正领悟物理学的思想方法。
四、初中物理习题课的讲授应注重启发式教学
随着新课改的不断深入,过去的“填鸭式”教学已不再适应新的课堂,“启发式”教学是教师在教学活动中行之有效的教学方法。然而,所有的课程并不是运用同一种“启发式”教学。在物理习题课教学中,启发要适时、适度。既不能过早地启发,也不能深层次启发,启发应掌握分寸。另外,在习题课的启发中,教师还要分层次给学生启发,掌握学生认识事物的规律与原则,使学生由简单到复杂、由易到难领会教师所给予的启发。
五、初中物理习题课的教学过程应注重突出主体教学
既然是习题课教学,所以教师在习题课教学中,不能以教师为主体教学,教师不能“满堂灌”,教师应多角度给予学生活泼的思考氛围,把机会尽可能多地让给学生,尽量去调动学生的积极性,发挥学生的主体作用,让学生独立思考。教师在启发的基础上,让学生最大限度地进行想象思维。对于学生错误的解题思路,教师应给予学生耐心而又全面的指导。要让学生多练习所给定的题目,可以让个别学生上黑板板书做题,充分展示学生的主体作用。
六、小结
在物理教学中,一堂好的习题课既能巩固已学知识,又能启发学生深入思考,使学生开阔思路,这对教师也有很大的启示作用;在训练题目的过程中,以学生为主体,突出学生的主体作用,令学生产生浓厚兴趣,而这正是学生学习的主要动力。本文从初中物理习题课的教学过程入手,分别就物理习题课的组织、习题课的选题原则等方面结合自己的教学实践给出初中物理习题课的教学见解。
参考文献:
[1]许国梁.中学物理教学法[M].北京:高等教育出版社,1993.
[关键词] 初中物理;数学;学习成绩;相关性
物理与数学是两门紧密联系的学科,数学是学习物理的工具。实践表明,数学极其显著地影响物理学习成绩。这是因为不仅学生的数学学习能力影响学生的物理学习,而且初中物理本身就包含大量的数学知识和数学思想方法。因此,要提高初中物理教学质量,研究数学学习成绩对初中生物理学习成绩的影响是十分有意义的。那么,初中生物理学习成绩与数学学习成绩的相关程度如何?初中物理中包含哪些数学知识和数学思想方法呢?本文对此做一个探讨。
一、初中生物理学习成绩与数学学习成绩的相关性
为了了解初中生物理学习成绩与数学学习成绩的相关性,笔者选取某初中2015届9个班级共443名学生,以初二和初三共4个学期的期末物理考试分数作为初中生的物理学习成绩,期末数学考试分数作为初中生的数学学习成绩,研究初中生物理学习成绩与数学学习成绩的相关性。
笔者所选学校为深圳市某公立初中,该校学生大多数是外来务工者子女,其办学质量处于该地区中等水平;学生的两门课考试分数为全区期末统一考试分数,考试具有一定的权威性,其分数能够代表学生的学习成绩。因此,所选样本具有代表性。
(一)物理学习成绩与数学学习成绩的相关性
2015年11月,笔者从该校的教务处以班级为单位,分别统计2015届学生初二上学期、初二下学期、初三上学期和初三下学期共4个学期期末的物理考试分数和数学考试分数,应用SPSS19.0对物理学习成绩与数学学习成绩做相关性分析,其分析结果如表1所示。
(二)物理学习成绩与数学学习成绩的相关性分析
为了深入了解数学学习成绩对物理学习成绩的影响,笔者将从整体,学期和班级三个维度分别对物理学习成绩与数学学习成绩的相关系数进行分析。
1.从整体上看,物理学习成绩与数学学习成绩之间呈高度相关。由表1可见,36个相关系数的值均位于0.593-0.932之间,呈显著的正相关;其中的相关系数有26个,的相关系数有6个,的相关系数有4个,其中的个数占总体的比例为72%,的比例为17%,比例为11%,相关系数所占比例的分布如图1所示。
上述分析说明,物理学习成绩与数学学习成绩呈高度相关,数学学习成绩极大地影响物理学习成绩。这是由于数学是物理学表征和推理的重要工具,为物理问题提供表达语言及精确的计算方法,是论证物理问题的重要手段,数学学习对物理学习有正迁移的作用。
2.由表1可知,按学期分析,随着时间的推移,初中生的物理与数学学习成绩的相关系数稍有减小。笔者通过将相关系数转换成等距单位的值,计算值后查找与转换表得到各学期9个班级物理与数学学习成绩相关系数的平均值,如表2所示。
表2显示各个学期相关系数的平均值稍有减小,出现这种现象的原因可能是学生在初二刚接触物理,此时物理课程主要是涉及两个方面内容,其一是对物理现象的观察和定性描述,如声现象中声音的传播、光现象中平面镜成像的特点和凸透镜成像规律等;其二是通过理解物理量之间的数量关系进行一些简单的计算,如匀速直线运动中路程、速度和时间的关系,利用公式计算或图像等方法来判断物体的运动情况等,此时学生认知结构中已有的数学知识与方法可以帮助学生解决这一类型的物理问题,使物理与数学学习成绩的相关性较高。但随着时间的推移,物理课程则要求学生通过分析物理过程,建立物理情境,分析物理量之间的关系,运用物理规律来解决问题,并做出相应的判断。
在这种情况下,物理教学评价着重在于了解学生是否能理解物理概念、原理和规律,并能够应用其解决生产、生活中的实际问题,重视考查学生的物理思维,此时数学知识与方法只是解决物理问题的工具,单纯从数学的角度来理解物理问题容易产生错误,使物理与数学学习成绩的相关性有所降低。
3.从班级的角度分析,9个班级4个学期的物理与数学学习成绩的相关系数的平均值均大于0.7,呈显著的正相关。其中6班的物理与数学学习成绩的相关系数的平均值最大,为0.890,4班的物理与数学学习成绩的相关系数的平均值最小,为0.715。把9个班级4个学期的相关系数转换成等距单位的值,如表3所示。
计算值后查找与转换表得到9个班级4个学期相关系数的平均值,如表4所示。
由上述表可见,虽然每个班级在各个学期物理与数学学习成绩的相关性有所不同,变化范围大,但从各班相关系数的平均值来看,物理与数学学习成绩的相关系数的值均处于相对稳定的范围,均成显著性的正相关。
二、初中物理中的数学思想方法
由上述统计结论可知,初中生数学学习成绩极大地影响着物理成绩,虽然随着时间的推移,这种影响作用稍有减小,各个班级具有一定的差异,但从整体上来说,物理与数学学习成绩呈显著的正相关。因此,教师应该熟悉并掌握初中物理中的数学思想方法,注意把各独立的教学内容整合起来,即要注意各门学科的横向联系,鼓励学生把一门学科中学到的知识运用到其他学科中去,并启发学生对所学内容进行概括总结,加强新旧知识之间的联系。[1]所以归纳总结初中物理中的数学思想方法是十分有意义的。
徐卫兵将高中物理教学中数学思想方法分为四个类型,分别是函数与方程思想、数形结合的思想、转化与化归的思想和分类讨论思想。[2]陈林桥从初中物理解题的角度对数学知识进行了整理,分别有比例知识解题、几何知识解题、方程知识解题和图像知识解题四个方面。[3]参考并借鉴已有的研究成果,笔者将初中物理中的数学思想方法归纳如下:
三、教学建议
(一)促进数学学习对物理学习的正迁移
在物理教学中,要促进数学学习对物理学习的正迁移,因为丰富的数学思维始终贯穿在学生学习物理的过程中,它不仅有助于促进学生物理思维的形成,而且有助于提高学生解决物理问题的能力。以密度应用为例,就能充分展示数学计算方法作为解决物理问题的工具的重要作用。
例题1:盐水选种是一种实用而又简易的选种方法,要想选出籽粒饱满的种子,需要标准盐水的密度为。为了检验所配制的盐水是否符合要求,取500mL样品,称得其质量为505g。请说明所选的盐水是否符合要求?应加水还是加盐?()
解析:实际盐水的质量和体积已知,根据密度的公式,可以计算出实际样品盐水的密度,再与标准盐水的密度相比较,大于标准盐水密度加水,小于则加盐。
实际样品盐水的密度:______________,应加盐。
评析:上述的盐水选种问题是生活中一个典型的物理问题,实际盐水是否符合要求,要考虑到它的密度。对实际盐水密度的计算,是解决上述问题的突破口。只有计算出实际盐水的密度,并将其和标准盐水的密度进行比较,才能得出,应加盐的结论。可见,数学计算及推理是解决物理问题的重要工具,因此,要促进数学学习对物理学习的正迁移,加强培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。
(二)防止数学知识对物理学习的负迁移,帮助学生理解物理本质
数学对物理学习的影响既有正迁移作用也有负迁移作用。物理教学实践中,部分教师过于强调让学生多做练习,而不重视学生对物理概念和物理规律的正确理解;部分学生过于只注意背定义、记公式、做练习题,忽视对物理概念和物理规律的正确理解。这种教与学的方式往往会导致数学知识对物理学习的负迁移,使丰富的物理含义被形形的数学符号所淹没。[4]例如,初三电学中电阻的定义式,学生常误认为导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比。就数学关系而言,这是正确的。但就物理而言,这是一个认知错误,因为学生忽视电阻是导体本身的一种物理属性,只与导体的材料、横截面积和长度有关;同理,密度,学生常误认为某种物质的质量越大,密度越大,体积越大,密度越小;正确的理解应为:在一般情况下,不同物质其质量与体积之间的比值是不同的,同种物质其质量与体积之间的比值是一定的,与物质的质量与体积无关,这种比值不变性是物质其中一种本质属性的反映,叫作密度。可见,仅仅从数学的角度出发来理解物理规律会阻碍学生的物理学习,使数学学习对学生学习物理产生负迁移。因此,数学在初中生物理学习的运用需要教师在学生学习的过程中给予适时的引导,纠正学生的认知错误,帮助学生认识物理本质。
(三)鼓励学生综合运用多种数学方法来解决物理问题
在物理教学中,同一个物理问题可以通过不同的方法进行解决,教师应鼓励学生综合运用多种数学方法来解决物理问题。下面以电学计算题为例加以说明。
例题2:如图2所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在至之间,电压表的示数范围在至之间,则定值电阻的阻值及电源电压分别是多少?
解析:此题重点考察学生对欧姆定律的理解与运用,可以利用列方程和图像法分别分析这个问题。
(1)列方程法:根据欧姆定律列式有,代入数值即,解得,。
(2)图像法:设滑动变阻器两端的电压为,电路中的电流为,由欧姆定律得:,变形为,,作出图像,如图3所示,标出相应的坐标点(1,9)、(2,6),对应图像,纵轴的截距为,图像的斜率为。
评析:该题分别采用了列方程法和图像法两种数学方法来求解电源电压的大小和定值电阻的阻值,使学生的注意力不仅是集中在对问题结果的获得,而且也促进学生的数学思维和物理思维在过程中的发展,因此,在教学实践中,教师应鼓励学生综合运用多种数学方法来解决物理问题,提高学习的积极性。
由于本研究对象局限于一所初中2015届学生的期末物理考试和数学考试的分数,统计取样较单一,考试分数能否代表学生的学习能力,试卷的信度效度如何,学生的临场发挥也是制约数据真实的影响因素。因此,本文的目的是对一般情况的试验性研究,所得结论是否具有普遍性,还有待进一步的研究。
[参 考 文 献]
[1]陈琦,刘儒德.当代教育心理学(第2版)[M].北京:北京师范大学出版社,2007:293-294.
[2]徐卫兵.高中物理教学中数学思想方法的分类及渗透策略[J].中学物理教学参考,2015(10):6-8.
【关键词】初高中物理 物理教学 衔接
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10 -0061-02
首先,高中教师对初中学生特点要有一定的认识。
一、心理特点
(一)、凭兴趣办事。
他们缺少理性,还建立不起来稳定的理想和志向。这种特点有利有弊:好奇心很强。尽管这之中也有与学习无关的好奇心,但对学习,引导好了,确实是学习的动力。但是,学习的动力,应该更高层次的建立在理想和志向之上。我们虽然提倡激发学生的学习兴趣,但一旦滑到极端的“兴趣主义”之上,学生的学习会是不稳定的、不全面的
(二)、依赖性强。
初中学生缺乏自制力,他们非常强烈的依赖于周围环境的影响,需要周围环境给与支撑和推动。他们强烈的依赖于老师和家长、检查、奖惩,在他们身上是明显见效的。这方面特点,也是利弊均有的:老师和家长对他们的严要求,效果明显,但这些做法只是个外力,带来的效果又是不稳定、不持久的。依赖性在初一、初二明显些。进入初三,也可能好转,也可能没转变,但也可能转向其反面──“不听说、不服管”的叛逆性格。
(三)、叛逆性格与依赖性的冲突。
一方面,什么事情做的都不如意,需要别人来管,另一方面,还烦别人的管。这种现象,有的孩子一直延续到高一甚至到高二才逐渐消失。但在初三与高一时期,有相当数量的学生尤其严重。
(四)、抽象能力初见端倪。
初中学生正处在“形式运算”阶段,在头脑中可以把事物的形式和内容分开,根据假设来进行逻辑推演。从初中一年级开始,初中生就开始具备各种逻辑推理能力,初三归纳能力稍好,而演绎能力还是很差,他们思维的“片面性”和“表面性”还很明显。
(五)、有一定讨论问题的能力。
初中学生讨论问题的热情很高,也具有一定的能力。对一些具有一定难度的程序性问题,通过讨论还能解决老师讲授所起不到的作用。
二、习惯特点
(一)、主动性差。
学生在初三阶段的厌学现象达到了顶峰,中考过后,认知需要几乎被扼杀。他们几乎没有学习的规划习惯,做的都是老师和家长布置的事情。
(二)、自主性差。
由于初中学生的诸多特点决定,教师和家长在对学生呵护的多,在自主性的培养上没有做多少文章,初中学生是没有达到我们高中教师预期的水平的。习惯什么事情都等着别人安排。
(三)、缺少独立思考和独立解决问题的习惯,没建立对基础知识、基本概念深入理解的习惯。
初中的物理问题(习题)与“基础知识、基本概念”比较直接、直观、浅显的挂钩。初中的问题在深刻性、复杂性上大大低于高中。形成了初中学生的思维习惯定式──理解问题表层化。这种习惯到了高中,学生当然会普遍出现“懂了,但就是不会做题”的现象。
其次,初、高中知识内容上的几个落差点。从初、高中物理课程的特点来看,确实存在如下几个台阶,大批学生被这台阶所绊倒。
(一)、模型工具运用的突然性
初中教材强调直观性,而高中,学生面临着使用大量的抽象物理模型问题。初中针对的是一些要学习的“知识”,而到了高中,要针对的是很多的学习知识的“工具”,或者说是“思想方法”。这些“理想化”了的模型,学生在理解上,是个难点,在应用上,则更是个难点。
(二)、矢量问题的量和难度加大
初中也涉及到矢量的概念,但只限于知道和了解层次。但进入高中,矢量的问题,成了物理内容的一个体系问题,要分析、要运算。矢量已经成为了物理知识中的一大专题,或者说成是物理知识的重要分支。
(三)、图像法成为重要的思想方法
初中涉及的不多,就是涉及到,也只是应用它形象、生动的一面,避开它深刻、抽象的一面。而高中在研究物理规律,处理物理实验数据时出现了大量的图像问题。初中应用图像的目的是“由抽象向形象”过渡,而高中则需要“由形象向抽象”的过渡。
(四)、从静态到动态的变化,是初、高中的一个跳跃
初中讨论的变化问题,也都是形象、直观的,所进行的变量的讨论与分析,与“函数”结合的不紧密,主要是静态的。而到高中,“公式”已经演变为“函数式”了,“量”、“数”演变为“变数”、“变量”了。数学知识和数学思想方法,作为工具大量的用于物理问题之中。
(五)、程序性知识更加理性化、严谨化和系统化
高中的物理,是又“从头开始”的学习。然而这种学习却在理性化、严谨化和系统化上明显高出个层次。
(六)、物理思想、物理哲学的“应用”,要远比“理解”它难度大
进入高中,要“真学物理”,要打造出个“物理的头脑”。高中物理要涉及到一些物理思想和物理哲学问题,这些思想,在理解上似乎简单,但在应用上难度很大。
1 物理方法
物理方法是根据物理学研究和教学自身特点而产生的,这些方法集中地体现了物理学研究方法的特色是中学物理学的重要内容之一。
1.1 观察、实验法
物理是一门以观察和实验为基础的学科,离开了观察和实验就失去了它的生命力。观察和实验是学习和掌握物理知识最基本最重要的方法。而新课程注重学生的发展,“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程基本理念引导学生尽量亲身经历科学的探究过程。让学生观察生活中、大自然中的物理现象,观察物理课堂演示实验中的物理现象,观察学生分组探究实验中的物理现象,以及做好课后小实验,并观察这些实验现象,这样既培养学生的观察能力,又培养了学生的科学探究能力。
1.2 控制变量法
实验的精髓在于控制。控制变量法是在研究问题时,某一物理量与其它多个物理量有关系时,先研究两个量的变化关系,而控制其它的物理量保持不变,再逐一研究该物理量与其它物理量的关系,初中教材许多探究实验都贯穿了这种研究问题的方法。例如:探究“滑动摩擦力跟哪些因素有关”、“压力的作用效果跟哪些因素有关”等。
1.3 理想化法
对实际问题进行理想化处理,这是一种重要的物理思想,理想化法包括理想模型、理想过程和理想实验,例如:卢瑟福的原子核结构模型就是一种理想模型。匀速直线运动在实验生活中是不存在的,但我们用弹簧测力计拉着物体在水平桌面上作匀速直线运动来测滑动摩擦力,这个过程就是理想化的过程,得到的结果合理。而理想化实验又称假想实验,它是从科学的现实实验基
础上,通过严密的逻辑推理得到的新的认识过程。例如:阿基米德曾自豪地说:“给我一个支点,我就可以搬动整个地球”。再如,物体在水平面上作匀速圆周运动,当突然不受任何力时,该如何运动,这都是一些假想的理想化的实验。
1.4 等效法
在物理教学中,许多具体的物理过程不同,但最终结果是一样的。我们可以把其中一种形式等同于另一种形式,这就是等效法。如:一个物体受几个力时,引入了合力。在电学教学中,串联电路与并联电路,几个电阻串联或并联,引入了总电阻的概念。
2 数学方法
数学是研究物理问题的工具,正是因为有了数学介入物理问题的研究,才使得物理趋于精确和统一,使物理学成为一门科学。
2.1 比值法
这类问题直接利用物理公式或变形式,把已知中将要比的量分别表示出来,然后用比例形式解决。例如:质量相同甲乙两实心正方体的边长分别是2cm和3cm,则它们的密度之比是多少?
2.2 图示法
图示可以直观地帮助学生认清物理过程,分析、解决物理问题。例如:物体受力画受力分析图,电学中电路图,物质熔化及其凝固图象等。
2.3 方程思想
方程思想是解决一些较难物理计算题必备的重要思想,掌握这种思想,可以帮助我们理解物理知识,提高解决问题的能力。
当然,解决物理问题中的数学思想方法还很多,如极限法,对称法等。
3 逻辑方法
逻辑方法主要是指逻辑思维方法,这类方法在学习物理知识的过程中,无论是建立物理概念还是得出规律都是常常用到的,具体的方法有:
3.1 比较法
有一些物理量是由若干相关物理量综合确定的,例如,速度是表示物体运动快慢的物理量,如何比较两物体运动得快,还是慢呢?就要用到比较法:可采用在相同时间内比较运动的路程:可采用相同路程内比较运动的时间,也可采用比较单位时间内运动的路程。
3.2 类比法
有一些物理问题很抽象,同学们很难理解。为了把这些物理问题说得清楚明白,我们就应用具体的、有形的,大家都熟悉的事物来类比,例如,用水流类比电流,用水压来类比电压。
3.3 归纳法
归纳法是根据大量事例或实验事实逐个进行分析,比较,找出其中内在的联系,并做出合理的解释,然后概括、归纳出一般性结论和方法,例如“力”的概念的建立,就是在大量经验和事实的基础上通过比较、分析、归纳而得出的。
3.4 推理的方法
【关键词】思想方法 迁移 能力
现代教育要求教师要善于挖掘教材中的物理思想方法,在教学中将其迁移为学生解决实际问题的能力。
一、提高认识,纳入目标
物理思想方法的教学是物理基础知识教学的重要组成部分,是增强学生物理观念,形成良好物理素质,培养学生分析问题解决问题能力的重要措施。为了使物理思想方法的教学落到实处,首先要从思想上提高对物理思想方法教学的重要性的认识,进而把物理思想方法的教学纳入教学目标中去,并且具体落实在每节课的教学目标中。在初中等效替代法:引入合力的概念,等效电阻的概念都是; 控制变量法:探究影响动能、电阻、重力势能、压强等都有用到; 理想模型法:引入磁感线、光线,还有杠杆的定义; 转换法:把不能直接看到的转化为可以看到的,如电流大小看不到,可以用电流表来显示,或小灯泡亮度来代表; 类比法:把电流比作水流; 放大法:按桌面看不出形变,但是桌上放一个激光灯,让光照射镜面,反射后照到墙上,按桌子时,可以看到墙上亮点移动。
二、钻研教材,充分发掘
充分发掘提炼在教材中的物理思想和方法,并弄清每一章节主要体现了哪些物理思想,运用了什么物理方法,做到心中有数。首先,要通过对教材完整的分析和研究,理清和把握教材的体系和脉络,统揽教材全局,高屋建瓴。然后,建立各类概念、知识点或知识单元之间的界面关系,归纳和揭示其特殊性质和内在的一般规律。只要我们学会了这些方法,按知识──方法──思想的顺序提炼物理思想方法,就能运用它们去解决成千上万的问题。
通过发掘,找出教材中隐含的比较、变换、归纳、抽象逆向思维等思想,确定物理知识与其思想方法之间的结合点,建立一整套丰富的教学范例或模型,最终形成一个活动的知识与思想互联,从而提升学生掌握知识、解决问题的能力。
三、注重过程,适时渗透
一、排除依赖性,培养独立性
初中的学生在学习上对教师的依赖性心理是比较强的。尽管随着年龄的增长,知识的增多,他们独立思考,独立解决问题的能力在不断增强,但他们依然在教师划定的圈子内,在教师的指导下运动,独自完成某项学习的机会很少,特别是还有中考任务,大量的习题,确定的答案,使学生不得不死记硬背,更增加了学生对教师的依赖心理。
如何克服初中学生在学习上的依赖性心理障碍呢?
1、初中学生多数人思维比较活跃,爱表现自己,敢于发言,教师要抓住他们思维的闪亮点,进行启发诱导,调动学生学习的积极性。对学生的发问,教师要充分给以肯定,并对积极发问和回答问题的学生给予鼓励,这样,不仅能唤起学生的求知欲,而且能培养学生独立学习的良好习惯。
2、培养学生的自学习惯,如要求学生独立阅读某段教材,理解教材中的物理概念,掌握其中的物理规律,并会用实验的方法加以验证,作业要求学生独立完成。总之,设置一切可行的方式、方法来培养学生的独立性。
3、交给学生自学的钥匙――物理学习方法和物理思想方法。同时加强基本方法的指导。如观察、类比、归纳、分析、综合、概念等思想方法。教师讲要重在诱导、启发和点拨,凡是通过自学能学懂的知识,教师都要指导学生自学,使学生逐渐形成独立学习能力。
二、纵览初高中教材,缩小初高中知识差距
初中教师一定要掌握高中教材,这样在教学中才能知道,每个知识应讲到什么程度,才能紧靠高中教材。如:凸透镜成像,初中只要求定性掌握其成像规律,高中要求定量掌握。如果初中教师有意识地把物距和像距的一一对应关系强调出来,并陪一定量的习题练习,一定会降低高一学生的学习难度。有如,力的合成的“四边形法”作为选学内容,但我们把它做为必学内容来讲,讲深,练透,这样对高中学生在学习力的合成,乃至运动的合成中定会降低难度。
三、建立教师联席会,掌握高中教学情况
【关键词】高中物理;理想化;理想化方法;物理思想方法
高中物理在义务教育阶段科学、物理学习的基础上,更重视物理知识之间内在逻辑关系的研究与发现,高中物理问题的解决相对于初中物理而言,也更注重基于逻辑的推理。这样的变化看似是内容变化引起的,实际上也是物理思想方法的变化引起的。近年来尤其是课程改革以来,物理教学高度重视思想方法的教学,更有学者提出基于知识教授方法的思路。那么,在高中物理教学中,有哪些方法需要重视?又应当如何实施科学思想方法的教学呢?笔者试以理想化方法为例,谈谈笔者的观点。
一、理想化方法是一种什么样的方法
谈到理想化方法,估计一线教师的反应常常是“注重主要因素,忽视次要因素”等,也有人给出了“理想化方法就是借助于抽象概括虚构出一些与问题相关的方面同现实物体结合,但又不是现实物体的其他各种复杂性的理想物体,并以它们来近似代替现实物体进行研究的科学方法”的理解。显然,无论是前者朴素的理解,还是后者带有学术定义式的理解,都在尝试从不同角度对理想化方法进行深度认识。
笔者以为,对理想化方法的理解决定着课堂上的教学效果,因为无论教师自己是否意识到,教师的教学行为必然是受自己的教学理解支配的,有什么样的理想化方法理解,就会有什么样的理想化方法教学行为(当然,也可能会出现基于学生生成而获得新的理解的可能,但那也是以教师自身的原有理解为基础的)。对“理想化方法”的基本理解应当是“‘理想化’方法”,一个实际的物理过程是如何被理想化的?有人认为,理想化方法就是一种简单化、粗糙化和近似化的方法,这样的理解能够描述理想化方法的一般特征,却没能指出其实质。笔者以为,包括理想化方法在内的所有科学方法,均是基于某个明确的目的而提出的,都是为了解决某些具体的问题而出现的。
二、理想化方法的教学应当如何实施
从学生知识建构的角度来认识理想化方法,是有效的科学方法教学的途径之一。从学生知识建构的角度来认识理想化方法,也可以让高中物理教学获得与传统教学不同的视角。那么,从学生知识建构的角度如何实现以理想化方法为线索的教学呢?这里就以“自由落体运动”的教学为例,作一些分析。
自由落体运动的关键在于物体只受重力(且默认为不变的重力)。作为物理教师应当知道这其中有两个变化因素:一是空气阻力;二是物体所受重力。前者上面已作分析,后者则是由于理论上物体与地心距离的变化导致的g值变化。由于这两个因素尤其是后者无法消除,因此,真正意义上的自由落体运动是不存在的,自由落体运动只可能是一个理想的运动。实际教学中可以遵循这样的教学顺序:
第一步,引导学生全面认识“落体运动”。这里的全面认识,主要就是从运动与受力两个方面进行分析。学生一般会认识到受两个力作用,但一般认识不到这两个力的变化情况,必要的时候教师可以作一些延伸,以促使学生生成全面的认识。第二步,引导学生认识分析“落体运动”的复杂性。由于力的变化,且是难以掌握其规律的变化,因此下抛物体的运动变化情况将十分复杂――这种复杂性可以通过阻力和重力的变化分析,以及力与运动之间的互相影响来体现(具体略)。第三步,对复杂问题进行抽象、简化。基于“能否简化认识落体运动”的问题去进行抽象与简化(这正是“理想化”方法运用的关键过程),即忽视阻力且默认为重力不变,那物体的运动就极为“自由”,于是就定义为其“自由落体运动”,此时的运动规律可以通过牛顿第二运动定律来进行简单描述,问题得到初步解决。第四步,评估。这样的简化有没有道理?这需要引导学生进行评估,教师可以通过资料的提供让学生认识到这样的理想化的结果,与实际运动的结果几乎没有任何的区别,这就说明理想化的方法是可行的(这正是判断理想化的关键因素)。因此,实际中的落体运动常常可以认为是自由落体运动。
三、理想化方法教学的思路发散延伸
基于以上教学过程进行反思,可以发现包括理想化方法在内的物理思想方法的教学,很多情况下必须坚持显性教学的思路,即将思想方法凸显出来,让学生认识到这些方法在具体的知识建构过程中所发挥的重要作用。也就是说,高中物理的思想方法教学尤其是基本的、常用的一些思想方法,必须坚持显性化教学的思路。
作出这一判断,是基于教学实际看到的一些情形,很多时候,含而不露的思想方法教学,常常会让学生的思维处于混沌的状态,他们不知道一些方法为什么适用。就拿本文主要论述的理想化方法来说,不少学生都会认为理想化方法存在不能描述客观事实的问题,这就意味着教师在教学过程中没有对该方法进行评估,而要想对该方法进行评估,就必须基于显性的方法教学,去判断理想化之后的结果与实际结果的差别。只有当学生看到理想化之后几乎不影响对实际情形的描述,且理想化之后分析思路与过程极为简化之后,才会认识到理想化方法存在的价值,而这恰恰是物理思想方法教学中的一大关键。
【关键词】高中物理 理想化 理想化方法 物理思想方法
高中物理在义务教育阶段科学、物理学习的基础上,更重视物理知识之间内在逻辑关系的研究与发现,高中物理问题的解决相对于初中物理而言,也更注重基于逻辑的推理。这样的变化看似是内容变化引起的,实际上也是物理思想方法的变化引起的。近年来尤其是课程改革以来,物理教学高度重视思想方法的教学,更有学者提出基于知识教授方法的思路。那么,在高中物理教学中,有哪些方法需要重视?又应当如何实施科学思想方法的教学呢?笔者试以理想化方法为例,谈谈笔者的观点。
一、理想化方法是一种什么样的方法
谈到理想化方法,估计一线教师的反应常常是“注重主要因素,忽视次要因素”等,也有人给出了“理想化方法就是借助于抽象概括虚构出一些与问题相关的方面同现实物体结合,但又不是现实物体的其他各种复杂性的理想物体,并以它们来近似代替现实物体进行研究的科学方法”的理解。显然,无论是前者朴素的理解,还是后者带有学术定义式的理解,都在尝试从不同角度对理想化方法进行深度认识。
笔者以为,对理想化方法的理解决定着课堂上的教学效果,因为无论教师自己是否意识到,教师的教学行为必然是受自己的教学理解支配的,有什么样的理想化方法理解,就会有什么样的理想化方法教学行为(当然,也可能会出现基于学生生成而获得新的理解的可能,但那也是以教师自身的原有理解为基础的)。对“理想化方法”的基本理解应当是“‘理想化’方法”,一个实际的物理过程是如何被理想化的?有人认为,理想化方法就是一种简单化、粗糙化和近似化的方法,这样的理解能够描述理想化方法的一般特征,却没能指出其实质。笔者以为,包括理想化方法在内的所有科学方法,均是基于某个明确的目的而提出的,都是为了解决某些具体的问题而出现的。
二、理想化方法的教学应当如何实施
从学生知识建构的角度来认识理想化方法,是有效的科学方法教学的途径之一。从学生知识建构的角度来认识理想化方法,也可以让高中物理教学获得与传统教学不同的视角。那么,从学生知识建构的角度如何实现以理想化方法为线索的教学呢?这里就以“自由落体运动”的教学为例,作一些分析。
自由落体运动的关键在于物体只受重力(且默认为不变的重力)。作为物理教师应当知道这其中有两个变化因素:一是空气阻力;二是物体所受重力。前者上面已作分析,后者则是由于理论上物体与地心距离的变化导致的g值变化。由于这两个因素尤其是后者无法消除,因此,真正意义上的自由落体运动是不存在的,自由落体运动只可能是一个理想的运动。实际教学中可以遵循这样的教学顺序:
第一步,引导学生全面认识“落体运动”。这里的全面认识,主要就是从运动与受力两个方面进行分析。学生一般会认识到受两个力作用,但一般认识不到这两个力的变化情况,必要的时候教师可以作一些延伸,以促使学生生成全面的认识。第二步,引导学生认识分析“落体运动”的复杂性。由于力的变化,且是难以掌握其规律的变化,因此下抛物体的运动变化情况将十分复杂 ――这种复杂性可以通过阻力和重力的变化分析,以及力与运动之间的互相影响来体现(具体略)。第三步,对复杂问题进行抽象、简化。基于“能否简化认识落体运动”的问题去进行抽象与简化(这正是“理想化”方法运用的关键过程),即忽视阻力且默认为重力不变,那物体的运动就极为“自由”,于是就定义为其“自由落体运动”,此时的运动规律可以通过牛顿第二运动定律来进行简单描述,问题得到初步解决。第四步,评估。这样的简化有没有道理?这需要引导学生进行评估,教师可以通过资料的提供让学生认识到这样的理想化的结果,与实际运动的结果几乎没有任何的区别,这就说明理想化的方法是可行的(这正是判断理想化的关键因素)。因此,实际中的落体运动常常可以认为是自由落体运动。
三、理想化方法教学的思路发散延伸
基于以上教学过程进行反思,可以发现包括理想化方法在内的物理思想方法的教学,很多情况下必须坚持显性教学的思路,即将思想方法凸显出来,让学生认识到这些方法在具体的知识建构过程中所发挥的重要作用。也就是说,高中物理的思想方法教学尤其是基本的、常用的一些思想方法,必须坚持显性化教学的思路。
作出这一判断,是基于教学实际看到的一些情形,很多时候,含而不露的思想方法教学,常常会让学生的思维处于混沌的状态,他们不知道一些方法为什么适用。就拿本文主要论述的理想化方法来说,不少学生都会认为理想化方法存在不能描述客观事实的问题,这就意味着教师在教学过程中没有对该方法进行评估,而要想对该方法进行评估,就必须基于显性的方法教学,去判断理想化之后的结果与实际结果的差别。只有当学生看到理想化之后几乎不影响对实际情形的描述,且理想化之后分析思路与过程极为简化之后,才会认识到理想化方法存在的价值,而这恰恰是物理思想方法教学中的一大关键。
【参考文献】
关键词: 函数 例题 思想方法
函数问题是初中数学基础知识的重要组成部分,也是每年中考必考的一大热点.其中蕴含的思想方法极为丰富,对学生观察、分析、解决问题的能力都有十分明显的提升作用.初中函数介绍了有关函数的一些最基础、最初级的知识,为学习高中函数知识打下了坚实的基础.本文结合初中函数的知识范畴,对解函数题常用的思想方法作简单的归纳及应用.
一、待定系数法
该方法主要用于求一次函数(正比例函数)、反比例函数、二次函数的解析式.它的一般步骤是(一设、二列、三解、四还原):(1)先设待求函数关系式,其中包括未知的系数.(2)把自变量与函数的对应值代入函数关系式中,得到关于待定系数的方程或方程组.(3)解方程(组)求出待定系数的值.(4)写出函数关系式.例如已知一次函数的图像经过点(-1,1)和点(1,-5),求这个函数的解析式.简析:本题考查用待定系数法求一次函数解析式.解:设所求函数关系式为:y=kx+b由题意,得1=-k+b-5=k+b.解这个方程组,得k=-3b=-2,这个函数解析式为:y=-3x-2.点评:用待定系数法求函数解析式或待定系数是每年中考考查的一大热点,它的解题思路就是按四个步骤进行.
二、数形结合法
该方法主要用于解答含有几何图形的函数题,这种类型的函数题最大的特点是数形结合,即用代数的方法研究几何问题.例如(2006年泉州中考18题)如左图,在RtABC中,∠C=90°,AC=2,BC的长为常数,点P从起点C出发,沿CB向终点B运动,设点P所走过路程CP的长为x,APB的面积为y,则下列图像能大致反映y与x之间的函数关系的是(?摇 ?摇)
简析:解决本题的关键是读懂图意,表示出y与x的关系式,从而判断图像的形状.
解答:设BC的长度为常数k,则y=■×2×k-■×2x=k-x,那么此函数为一次函数,因为x系数小于0,所以应是减函数.故选C.点评:把几何图形放在平面直角坐标系中,将函数的概念与几何知识巧妙结合,解这种类型的函数题,常用数形结合法,这种方法常常用化“虚”为“实”,化“难”为“易”.
三、配方法
对于任何一个二次函数都可以通过配方法把原来的二次函数通过配方变成顶点式y=a(x-h)■+k的形式,则得到顶点坐标(h,k),对称轴直线x=h;若a>0,函数y有最小值k;若a
四、分类讨论法
该方法解函数题的关键在于列出函数关系式,再进行分类讨论.
例如:甲、乙两旅行社服务质量相同,组织旅游去A地价格是每人400元,如果10人以上集体购票,甲旅行社给予每位游客七五折优惠;乙旅行社在优惠320元的基础上,每人享受8折优惠.试分别列出甲、乙两集体组团去A地的总收费用y(元)与参游人数x(人)的函数关系式,并帮助选择哪家旅行社的总费用较少.解:依题意得y■=400×0.75x即y■=300x,y■=400×0.8x-320即y■=320x-320,分类讨论:①当y■=y■时,解得x=16;②当y■>y■时,解得x
五、跨学科联系渗透法
该方法主要用于解决跨学科的函数问题.这种类型的函数题常与物理、化学进行有机渗透,体现了数学作为工具学科的本质特征.
【关键词】学科思想方法;物理模型;物理概念;心理素质
高中物理是中学阶段重要的基础学科,其中蕴涵着丰富的学科思想方法及物理基础知识。通过对它的学习,不仅可以让学生获得物理学的基础知识、提高认知自然界的能力,还可以有效地培养学生的逻辑思维能力,提高学生的科学素养和综合素质。
高中学生处于独立思考和创新意识快速发展阶段的,只要教师的教学方法及过程得当,能让学生把握好学习高中物理的技巧和要领,物理教学就会取得较好的效果,达到预定的教育功能。本文结合自己的教学实践,从下面“六个重视”方面谈谈对高中物理教学做法和体会:
1 重视学科思想方法的教学
我们知道,物理学是迄今为止自然科学界公认的物质成果和思想成果最丰富的学科。物理学的发展除了改变了我们的世界,也改变了我们的观念和生活模式。物理学的每一次重大发展和进步,都与物理学家们高超的智慧和思维的闪光点分不开,没有科学家们创造性的思维及科学的思想方法就没有物理学的重大进步。
“有了正确的方法作指导,可以增加自觉性,克服盲目性,促使早出成果、多出成果。”科学史家朱克曼曾走访41名诺贝尔奖获得者,发现其“科学鉴赏力”和“高超能力”最主要的是得益于从名师那里“学到一种发现科学真理的思想方法和工作方法”,而不是“从导师那儿获得的实际知识”。………物理学家玻恩曾说:“我荣获1954年的诺贝尔奖,与其说是因为我所发表的文章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的发现。”显然,从某种意义讲,他是把方法看得比知识还重要[1]。
由于物理思想方法的重要性,教师在教学过程中就应该结合相关的教学内容,不断地向学生渗透学科思想方法。例如:在力的合成与分解,平抛运动的分解教学过程中,我们不仅要告诉学生分解与合成的原则,更需要告诉学生通过这种“等效代替”的思想方法,用“虚拟的”代替“真实的”达到了“化繁为简”的目的。让学生自觉地运用“等效法”这个物理学中重要的思想方法去解决相关物理问题。学生也许会说:“等效法”在解物理习题时确实有用,但我以后的生活不是一辈子搞物理学。学生对学科思想方法没有足够的重视,自然也不会在解决物理问题中有强烈的运用意识。其实,物理思想方法来源于的物理问题的研究过程中,同样也应用于人们的工作和现实生活之中,为了使学生更好的感受物理思想方法在现实中的应用,并用发展自身素质的眼光重视物理方法,达到对物理学科思想方法的足够重视。也可在教学中列举现实生活中一些学科思想方法的应用。例:建筑设计师、机械设计师…,在设计图纸时,他们设计的图纸与未来的实物从某中意义上来讲就是“等效的”,我们的照片和本人在某些情况下也是“等效的”。可见,“等效法”其实也贯穿于人们的工作和生活。
我们不能奢望我们所教的大多数学生以后从事物理专业工作或者在生活中经常探讨物理问题和有意识的运用物理知识,但我们在物理教学过程中渗透给学生的学科思想方法可能是学生终身受用的。
2 重视物理概念的教学
学习高中物理过程中,很多同学最不适应的就是解答现在流行的混选型(不定项)选择题,每次考试得分率都不过半,或者得分率时高时底。选择题大多是对容易混淆的概念、规律进行真伪判别,也有少量题涉及简单运算。做不好选择题除了学生解题方法(排除法、极值法、对称法、图象法…)不灵活,思维不严密、发散思维能力差外,另外一个重要的原因是学生对物理概念掌握不到位。
物理学以物理概念和物理规律为主干构成一个完整的知识体系,它们有着相互依存又不可分割的关系,物理概念是物理学知识体系的基础,也是构成物理规律的基石,物理规律重要,物理概念也同样的重要。
在教学中教师应该重视物理感念的引入方式、形成过程,并且不失时机的进行适当的课堂及课外训练,让学生充分的深化、巩固和完善物理概念的理解,舍得用教学时间在物理概念的教学上。让学生体验到一个从感性到理性的完整思维过程,并从横行和纵向角度体会概念之间的联系和区别,把握好概念的内涵和外延,全面、深刻地理解概念的物理意义,进而得出物理量的量度式和决定式。
李政道博士于1979年在北京讲学时曾说过:“学习中一定要把基本概念搞清、记牢。”就是要求学生打好基础,对基本概念在深刻理解的基础上牢牢记住。…而不是上课时机械地抄笔记、课后死记硬背概念的文字叙述和数学表达式、做作业时套公式这种不科学的学习方法。换句话说,应该一改重公式、轻概念的坏习惯,把掌握好物理概念看作学好物理学的首要关键。[2]
上述引言也反映出概念教学的重要性,理解掌握不好概念,是无法真正的掌握物理规律的,结果会造成学生整个知识体系的不可靠,解决物理问题就会处于茫然的窘境。
3 重视物理模型的建立和应用
人们在认识自然界中的物质结构和不同层次的运动规律时,由于认知能力的限制,常常根据研究的问题抓住主要因素、忽略次要因素,对错综复杂的实际问题,进行分解、简化、科学抽象,实现一种定性或定量的简化描述,这样就建立了一个接近于真实的物理模型。
钱学森说,“模型就是通过我们对问题现象的分解,利用我们考究得来的机理,吸收一些主要因素,略去一切非主要因素所创造出来的一幅图画……是形象化了的自然现象。” [3]
“物理学研究中发展出一种十分成功的研究方法,叫做“模型”的研究方法。所谓模型,并不一定指看得见、摸得着的实体模型,而更广泛地指理论模型。……弄清楚主要矛盾后,再考虑次要矛盾,如此一级级作近似,就可能逼近实际,而在每一步上,都可以用数学方法尽可能精确地加以研究,所以模型方法是物理学为什么能够最成功和最大量地运用数学的本质原因。”[4]
从上面的引言,我们可以看出,物理模型是物理学家研究物理现象、普通人认识物现象、学习物理学的重要方法和手段。
我们常听学生说高中物理难学,对于很多学习用功而又没有好的物理成绩的学生,其中一个很重要的原因就是应用物理模型的意识不强,或者根本就没有应用物理模型来解决物理问题的意识。在高中物理的教学中,涉及到各种不同的物理模型,教师应该从高一阶段就不断的帮助学生建立各种物理模型,并引导学生应用好这些物理模型。对于学生遇到的常规习题,物理模型往往已经确定或基本确定,例如:物理在恒力作用下从静止开始运动……,由力和运动关系及初始条件可以确定物体的运动是一个初速度为零的匀加速运动模型;一个物体以水平初速度抛出…,忽略空气阻力,这是个平抛运动模型……,不同的运动模型有不同的运动规律和解题方法与技巧。在不同的物理问题中,结合物理状态或过程利用相关的模型,并能够通过相关模型的移植和类比来简化解题过程,物理习题就会有章可寻,并不难处理。
【关键词】 影视资源 核心素养 物理情景 物理观念 科学思维 建模能力
物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生物理核心素养的关键成分[1]。高中物理核心素养主要由“物理观念与应用”“科学思维与创新”“科学探究与交流”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成[2]。其中“科学思维”主要指高中物理中重要的思维方法,包括建模的思想、理想化方法、分析综合、抽象概括、批判性思维、推理论证等思维与方法; 物理课本中的有些知识如电磁场本身就看不见摸不着,很抽象难以感受的到。科学思维方法的形成一方面要在课堂简单情景中学习时生成,但更需要在新情景的应用中得以提升,特别是建模能力及分析综合能力的提升需要。
影视作为一门集视听娱乐于一体的综合性的现代艺术,也是现实生活的缩影,无论是从制作过程还是从画面内容上来看,影视中都蕴藏了大量的科学素材,从这些影视资源中鉴别和吸取出有价值的物理素材是一个拓宽课程资源的可行途径[3]。对于物理学科而言,如何创造性地开发和应用影视中的这些素材,设计出影视资源与中学物理教学整合的有效案例使其在培养学生物理学科核心素养发挥一定的作用呢?经过近两年的研究,笔者认为影视资源在培养学生科学思维形成中的应用时可采用以下策略:
1、利用影视资源培养建模能力
建模能力的培养过程需要学生使用物理思想方法将物理中的概念、定理和法则等应用于现实生活中。物理思想方法就是我们建立模型的灵魂,物理情景就是材料,物理中的概念、定理和法则就是建模的工具。建模的过程是学生自发的、有策略的将物理知识应用于物理情景的过程。处理物理情景⒔其是实现物理知识“四化”的具体体现,这需要学生在完全陌生的环境中建立起物理模型,并将物理知识和物理思想方法运用其中。由此可见,建模能力的培养在物理核心素养养成中的重要地位。物理观念和物理思想方法融合于物理概念、定理、公式、法则、定义之中,这是它们的精神和灵魂,同时物理思想方法是形成物理观念的前提。在物理学习中,物理思想方法的掌握、物理观念的形成是使物理知识条件化、结构化、自动化和策略化的关键。
《电磁感应》是高中物理课本中的重要知识,电磁感应现象在实验室中演示功能很有限,这些实验仅能有助于让学生掌握物理知识,但将物理知识转化为物理观念的功能有限。但如何才能通过其学习才能将物理知识转化为物理观念呢,为了培养学生在知识的应用过程中,利用笔者就借用了《变形金刚》中的一个片段创设了电磁炮的发射情景(图1),学生很自然的想知道电磁炮工作原理。在激发学生强烈的学习兴趣后,让学生应用已知的物理知识,在新情景中建立物理模型,在利用网络查找对比物理模型从而验证建立模型的正确性,图2为一网络上的电磁炮模型。
2、将抽象的模型理想化处理
在物理科学的发展过程中理想物理模型的建立是一种重要的物理思想方法。理想物理模型的建立要求建立模型的过程中抓住主要问题,忽略次要矛盾,尽可能的把复杂的问题简单化,做到科学的抽象。这个过程在教学中往往被老师包办了,学生的并不知道理想化的目的所在,更谈不上理想化处理的策略,可这种理想化处理的策略正是物理核心素养之一。如何才能更好的培养关键在于抓住主要问题,下面以电磁炮模型的建立为例谈谈建立的策略。电磁炮的关键在于如何发射,其动力来源在哪里?学生带着这个问题就会想到滑块受到安培力,可是磁场从哪里来?从轨道的电流中产生。这就涉及到电流周围的磁场是非均匀的,且距导线越远处磁场越弱。可是由于滑块的长度是较小的,为了抓住主要问题,就可以忽略磁场的变化了,那么还受哪些力呢?自然想到了重力和摩擦力,为了突出主要问题就可以提出金属杆水平和忽略摩擦力这些理想化条件了,具体处理过程如下表所示。学生只有在这种解决问题的驱动中进行理想化处理才能真正提升其科学思维素养。
表1 理想化处理
理想化处理 处理目的
第1次处理 滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场 忽略磁场的变化
第2次处理 平行金属导轨沿水平方向固定 忽略重力在金属导轨方向上的分力
第3次处理 滑块可沿导轨无摩擦滑行 忽略摩擦力
经过3次理想处理后,得到了一个处在匀强磁场中水平导轨上运动的单杆模型
3、利用影视资源培养分析综合能力
理想化模型建立后就需要学生应用所学的物理知识及物理思想方法对模型进行分析综合、推理论证,能过抽象概括其中的物理现象和规律,甚至批判性的提出一些问题和改进的措施,整个分析过程就是科学思维与创新这一核心素养的形成过程。为了让学生能够动手计算推导自己建立的模型,笔者引用了北京市高考题中的关于电磁炮模型(图3)的一些数据如:匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A。两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动)等, 图3
同时给学生提出了(1)求发射过程中电源提供的电流强度(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?(3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度为s'。设砂箱质量为M,滑块质量为m,不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。
在这些问题的分析过程中,让学生经过建模和理论计算等科学思维过程将牛顿运动定律、能量和动量等等高中物理主干知识应用于电磁炮模型之中,在这个过程中就要利用较高水平的思想活动应用物理知识中蕴含的思想、观点和方法,从而提升了科学思维与创新这一核心素养。
由影视资源抛出一个现实生活中的场景,学生应用建模、理想化处理及分析综合等科学思维方式来处理生活中的物理。模型的研究有着开放性的问题和科学的思维方式,有效的提升了科学思维与创新这一核心素养,还更大程度地调动了学生学习的主动性和探索发现的积极性。
参考文献
[1]林明华. 积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J].中学物理,2016(2).
[2]林明华.高中物理核心素养的内涵与培养途径[J].福建基础教育研究,2016(2).
[3]洪家旺.初中物理视频资源的开发和利用探析[J].教学研究,2015(9).
作者简介
姓名:吴旭东出生年:1980年
性别:男
学历:研究生学历
近年来,有不少学者已经注意到低坡度教学在技校教学中的应用,并对此作出对策分析。但目前的学术成果中针对“大教学”比较多,针对具体课程的研究还比较少,本文特此对技校物理课实施低坡度教学进行探索。
一、做好准备工作,为搞好衔接打好基础
1.搞好入学教育。这是搞好衔接的基础工作,也是首要工作。入学教育提高学生对初中和技校衔接重要性的认识,增强紧迫感,消除松懈情绪,初步了解技校物理课学习的特点,为其他措施的落实奠定基础。主要应做好以下四项工作:一是给学生讲清技校物理教学在整个技校教育中所占的位置和作用。二是结合实例,采取与初中对比的方法,给学生讲清技校物理内容体系特点和课堂教学特点。三是结合实例给学生讲明初中和技校物理在学法上存在的本质区别,并向学生介绍一些优秀学法,指出注意事项。四是请高年级学生谈体会、讲感受,引导学生少走弯路,尽快适应高中学习。
2.摸清底数,规划教学。为了搞好初中和技校衔接,教师首先应摸清学生的学习基础,然后以此规划自己的教学和落实教学要求,以提高教学的针对性。在教学实际中,一方面,可通过摸底测试和对入学成绩的分析,了解学生的基础,另一方面,认真学习和比较初中和技校物理教学大纲和教材,以全面了解初中和技校物理知识体系,找出初中和技校知识的衔接点、区别点和需要铺路搭桥的知识点,以使备课和讲课更符合学生实际,更具有针对性。
二、优化课堂教学环节,搞好初中和技校衔接
1.立足于大纲和教材,尊重学生实际,实行低坡度教学。在教学中,应从学生实际出发,采取“低起点、小梯度、多训练、分层次”的方法,将教学目标分解成若干递进层次逐层落实。在速度上,放慢起始进度,逐步加快教学节奏。在知识导入上,多由实例和已知引入。在知识落实上,先落实“死”课本,后变通延伸用活课本。在难点知识讲解上,从学生理解和掌握的实际出发,对教材做必要层次处理和知识铺垫,并对知识的理解要点和应用注意点做必要总结及举例说明。
2.重视新旧知识的联系与区别,建立知识网络。初中和技校物理有很多衔接知识点,如力学概念、热学知识与电学知识等,到技校,它们有的加深了,有的研究范围扩大了,一些在初中物理成立的结论到技校物理便不成立了。因此,在讲授新知识时,可有意识地引导学生联系旧知识,复习和区别旧知识,特别注重对那些易错易混的知识加以分析、比较和区别,以达到温故知新、温故而探新的效果。
3.重视展示知识的形成过程和方法探索过程,培养学生的创造能力。技校物理较初中物理抽象性强,应用灵活,学生对知识理解要透,应用要活,不能只停留在对知识结论的死记硬套上;要求教师向学生展示新知识和新解法的产生背景、形成和探索过程,不仅使学生掌握知识和方法的本质,提高应用的灵活性,而且使学生学会如何质疑和解疑的思想方法,促进创造性思维能力的提高。
4.重视培养学生自我反思、自我总结的良好习惯,提高学习的自觉性。技校物理概括性强,题目灵活多变,只靠课上听懂是不够的,需要课后进行及时消化,认真总结归纳。这就要求学生善于自我反思和自我总结。为此,在教学中,应抓住时机积极培养。在单元结束时,帮助学生进行自我章节小结,在解题后,积极引导学生对以下方面进行反思:解题思路和步骤;一题多解和一题多变;解题方法和解题规律,由此培养学生自我反思的习惯,扩大知识和方法的应用范围,提高学习效率。
5.重视专题教学。利用专题教学,集中精力攻克难点,强化重点和弥补弱点,系统归纳总结某一类问题的前后知识、应用形式、解决方法和解题规律。并借此机会对学生进行学法的指点,有意识地渗透物理思想方法。
三、优化教育管理环节,促进初中和技校良好衔接
1.重视运用情感和成功原理。唤起学生学好物理的热情。搞好初中和技校物理衔接,除优化教学环节外,还应充分发挥情感和心理的积极作用。在教学中应注意运用情感和成功原理,激发学生学习热情,培养学习物理兴趣。应深入学生当中,从各方面了解关心他们,特别是后进生,帮助他们解决思想、学习及生活上存在的问题,同时,给他们多讲物理知识在各行各业的广泛应用,讲祖国四化建设需要大批懂技术的劳动者,使他们提高认识,增强学好物理的信心。在提问和布置作业时,应从学生实际出发,多给学生创造成功的机会,使其体会成功的喜悦,激发学习热情。
2.重视培养学生正确对待困难和挫折的良好心理素质。技校物理的特点,决定了学生在学习中的困难大挫折多。为此,在教学中应注意培养学生正确对待困难和挫折的良好心理素质,使他们善于在失败面前,冷静地总结教训,振作精神,主动调整自己的学习方法,并努力争取今后的胜利。平时多注意观察学生情绪变化,开展心理咨询,做好个别学生思想工作。
3.培养学生良好的心理素质,发挥非智力因素的作用。学习质量的优良程度与学生心理素质有着密切的关系。心理素质及非智力因素涉及面很广,对技校物理教学影响较大的有:学习目的、学习兴趣和愿望、学习习惯和方法、个人意志和毅力等。所以,在教学中,教师应热情地鼓励学生上进,端正学习动机,增强学习信心,激发求知欲望。同时,应鼓励学生克服学习困难,刻苦努力,发奋图强,始终处于学习的最佳状态。
4.知识的反馈和落实。通过建立多渠道的反馈途径,及时收集学生对知识的掌握情况和对教学的意见,为及时纠正学生的错误,调整教学,提高教学针对性提供依据。知识落实的思路为:以落实低坡度教学为中心,实行分层落实,做到提优补差。主要措施是:平时练习层次化,单元结束考查制度化,做到章节会,单元清。
四、加强学法指导
【关键词】物理学科核心素养;科学探究;思想方法;人文教育
【中图分类号】G633.7 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2016)38-0079-01
【作者简介】陆建隆,南京师范大学(南京,210097)教师教育学院教授,硕士生导师,教育硕士专业学科带头人。
《普通高中物理课程标准(实验)》开宗明义,在前言中明确提出物理课程“旨在进一步提高学生的科学素养”,而即将颁布的高中物理课程新标准,则提出了提升物理学科核心素养的总目标,这里物理核心素养包含物理观念、科学探究、科学思维以及科学态度与社会责任等四个要素。前后两个课程标准在物理教育的目标上的衔接是自然的。它包含了养成物理观念的物理基础与方法,通过物理实验与实践学会科学探究、体悟科学思维与思想,以及通过对科学本质、科学与社会关系的理解,体现科学人文精神。一线物理教师应在整个物理教育内容的选择和教学活动的设计中,同时注重探究式教学的质量、物理思想方法的渗透以及人文精神的培养,三者缺一不可。
王俊鹏老师不管在初中还是高中、不管是普通教员还是行政领导,一直坚持在物理教学实践、改革和研究的一线。他的教学主张和实践也如其性格一样,体现出了那种“求真”“求美”“求全”的风格。他主张物理教学就得遵循物理学科规律,适应学生内在需要,让学生切实理解“万物的道理”,同时提升学生社会责任感,培养学生爱岗敬业、无私奉献的精神,人际交流的能力和团结协作等人文精神与素养。教育教学和学校管理中,王俊鹏一直以培养掌握高新科技知识、具有道德和文化修养、思维活跃、技艺精湛、有创新意识和创造能力的高素质人才为己任和目标,用自己的行动和汗水培养出了一大批全面发展的优秀人才。
关键词:初中数学 思想方法 渗透策略
数学不仅仅是一门学习科目,更是一种社会活动,数学最明显的特征就是数学化,因此学习数学也就是实现数学化。数学化也就是用数学思维将数学系统化,从最简单的数字到最繁琐的数学问题全部通过数学化的方法串联为一个整体,形成密切联系、环环相扣的数学体系。没有经过数学化的数学是零散的,缺乏思维的统一性,不能满足学生对数学的需求,更不能实现社会对数学的要求。数学化有助于数学思维的构建,帮助学生和数学研究者站在更高的角度来审视数学逻辑,并促进数学的知识与其他学科知识相连接。数学化的过程有效地避免了数学的片面性和单一性,为数学更高层次的发展奠定了坚实的学科和社会基础。
一、初中数学思想方法渗透策略
1.形式化原则
数学除了具有数学化的特性外还具备形式化的特点。形式化有助于快速实现数学学习目标,构建牢固的数学概念。数学不仅仅是学生学习能力的重要衡量标准,也是国民素质提升的重要体现。数学是科学的前身和保障,但是数学有时候是抽象的,对于很多人来说理解数学概念就成为难题,觉得数学很难靠近,但是数学的形式化特点将数学中枯燥的概念形象化,循序渐进地表达清楚了数学内容,使得数学成为人们容易接受的一种教育形态。除此之外,形式化还能够帮助人们发现数学的美与奥秘,引导人们积极地挖掘数学内涵,创造更多的数学奇迹。数学的形式化彰显了数学严谨、准确、简明的学术形态,让人们在不知不觉中读懂数学的内涵,领悟数学的真谛。数学形式化也是数学教学的重要目标,是将数学中复杂的概念简单化,成为国民能够接受的一种数学文化形态,同时数学的形式化清楚地讲述了数学中的数量关系,帮助人们不断地理解数学思想,激发人们不断地探寻数学的本质。
2.问题驱动原则
提问是一种艺术更是一门学问,优秀的提问技术有助于学生真正地理解知识的内涵,帮助学生打开知识的大门。对于数学而言,问题好比数学的心脏,激发人们去勇敢地探索数学,挖掘数学。中国古代数学的经典读物《九章算术》堪称一本问题集。数学问题引导了数学的发展方向,数学问题更是数学家毕生追求的目标。庞卡莱猜想和费马猜想是数学界最为经典的问题,甚至被人们形容为人类数学智慧的代言。数学学习的过程其实就是解决问题的过程,解决完了一个数学问题也就弄懂了一个数学知识,问题是贯穿于数学学习过程中的一条主线,问题促使人们热衷于数学,更驱动着数学的更高层次的发展。在实际的数学教学中,教师要注重问题的设置,巧妙地使用问题驱动原则,将数学概念和数学方法隐藏在问题中,引导学生去发现数学的内涵,进而达到数学化的目标。不断突破数学问题的过程就是深化数学知识的过程,通过解决数学问题,概括总结数学方法,巧妙地建立数学知识的内部联系,看透数学的本质,循序渐进地掌握数学规律,进而形成系统的数学体系。
二、初中数学思想方法渗透的意义
数学的学习过程包含了数学知识的学习和数学思想方法的学习,数学思想方法能对数学知识的学习起到指导作用,有效提高数学知识的学习效率,因此,掌握了数学思想方法实际上就掌握了数学学习的钥匙,从理论高度整体把握住了数学的学习过程。在数学思想方法的指导下数学学习成为既轻松又快乐的事情,明显提高了学生学习数学的兴趣,对于学生整体素质的提升也能起到积极的作用。
在学生的学习过程中,数学学习占极其重要的地位,它是很多学科学习的基础,尤其是物理等自然科学,对社会有着巨大推动作用的高新技术也都离不开数学的支撑,因此,学好数学将对学生以后的发展起到关键的作用。众多科技人才的培育,社会经济的繁荣,人民整体素质的提高都与数学息息相关,而数学思想方法是数学的精华所在,所以,掌握好数学思想方法并熟练应用将对人们的生活产生重大的影响。
数学思想帮助数学形成一个连贯的体系,将零散的数学知识点有机地结合起来,能够有效地帮助学生理解数学概念,掌握数学方法,进而形成数学思维。数学思想能有效地引导学生挖掘更深层次的数学知识,锻炼学生的思维,进行具有数学特色的数学学习;有效地帮助学生内化数学知识,使数学内化为学生知识体系中的一部分。透过数学思想学生还能形成良好的做人处事风格,有助于学生形成锲而不舍、坚忍不拔的性格。此外,数学思想彰显了独特的数学精神和数学态度。数学也是一种文化,能够提升人们的数学和文化素质,促进社会文明的推广。
三、结束语
当前的初中数学教学中,教师往往忽视数学思想的渗透和传授,盲目地讲解数学知识,导致学生经历数学题海之后数学成绩仍不见起色。学生不能建立数学思想,不能形成数学思维就很难解决实际的数学问题。初中数学教学应该积极地帮助学生了解和构建数学思想,理解数学的数学化和形式化特点,遵守循序渐进的原则,一步一个脚印地形成数学思维,创建带有自己思维特点的数学思想,全面地提升数学学习效率。
参考文献:
[1]吴伟斌. 新时期下初中数学教学质量提高的思考 [J] .商情:科学教育家,2008(4).
[2]邓小荣.初中数学的体验教学法[J].广西师范学院学报,2003(8)