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中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)31-0076-02
一、初中物理概念教学的重要意义
物理概念是非常重要的,如果概念弄不明白,是无论如何都无法正确理解题目的。而且,如果理论掌握不好,或者是掌握得不全面,是很难解决综合性题目的。
1.初中物理基础概念的教学为学生掌握初中物理基础知识的关键。每当进行一门学科的教学时,必须使得学生深入了解并掌握相关学科的基本框架结构[1],此结构亦为相关学科的基本概念和规律。并以此加深学生对所需了解事物之间的相互关联的理解,可有助于知识的纵向迁移,进一步变成系统的学科前景。老师必须采用多种教学方法与手段,以辅助学生将所学新的物理学概念融进其本有的正确的概念网络中去,重构其新的知识体系与认知框架。
2.初中物理学概念教学主旨是为塑造学生思维能力。初中物理的概念并不是为了让学生们把它记住,而是对学生思维的一种锻炼。就像数学是来锻炼一个人的思维逻辑的,语文是用来锻炼一个人语言水平的。物理所要锻炼的是塑造学生的思维能力,而这种能力是其他科目所不能够涵盖的。为什么这么说?因为物理概念都是来源于生活中的事物,并不抽象,很容易让学生把生活和物理结合起来[2]。
3.初中物理学概念教学是可对学生进行科学训练的主要手段之一。初中物理学概念教学对学生进行科学研究方法的训练与培养提供了理论根据。在初中物理学概念教学中,掌握运用物理学概念与物理学研究方法之间存在的内在联系,就能促进学生深入理解物理学概念,并逐渐熟练与掌握物理学的研究方法,达到提升学生自主学习的能力[3]。
二、初中物理学概念教学的基础模式
初中物理学教学阶段为一项包括多层次、多因素相互作用的较为复杂的过程,教学模式与教学思想、教学目的、教学内容、教学对象并教学手段等密切相关,初中物理学教学模式按照不同分类就有许多种,就概念教学模式而言主要有:传递-接受教学模式、自学-指导教学模式、练习-巩固教学模式、实验—归纳教学模式等[4]。
三、初中物理学教学模中探索式的实验教学模式的作用[4]
1.探索性实验教学模式可激发学生对物理学学习的兴趣。探索性物理学实验模型一般从问题与矛盾入手并对学生的已有认知产生强烈冲突,并以此激发学生学习物理的内动力。在教学中应该客观考虑到学生的实际能力,立志坚持与自主启发性相互联合的原则,通过循序渐进的方式使得每一位爱好学习物理学的学生都可能达到成功掌握的目的。从中可显著发觉学生对物理学习抱有浓厚兴趣,这对学生的学习习惯也大有裨益。更重要的为将改善初中学生的思维习惯和学习心向,并能使学生更加理性地投入物理学习,达到学生不断进取、努力追求的自我完善的升华高阶段。
2.探索性实验可开发学生的智慧潜力与学习能力。物理教学中进行“探索式教学”非常重视学生参与教学活动,通过参与并揭示物理学概念的形成过程、结论的推导过程及方法的思考过程,也可揭示问题的发现过程和规律的探究过程[5]。唯有如此才可充分启发学生于此物理学教学过程中所起的主体作用,也可使学生的学习变得活泼和生动。这不但可使学生牢靠把握物理知识,并对初中学生智力的开发、学习能力的发展和素质教育的提高都是大有裨益[6]。初中学生通过对物理学概念与物理学规律的形成过程的探求,亦能塑造学生勇于探索的精神和创新的意识并提高学生发现物理学问题的能力。
四、初中物理教学模式的操作程序概括为以下几个要点
物理教学的模式是非常简单的,但是又非常有逻辑的。物理教学不同于数学和语文等其他学科,这是由物理的特点决定的。我们不可否认物理是非常博大的,因为它涵盖了我们生活的全面,而且还超越了我们的生活。物理教学模式主要是通过对学生进行概念的讲解,进行概念的消化,到最后对概念的理解和在题目中的应用。对于概念教学,切记不能够死记硬背,更不能够强迫学生去记忆这些知识和概念。对于一些我们没有接触过的知识,我们要让学生去学习自己推理,因为一个概念一旦学生自己能够推理出来,那么他们就真正掌握了这个概念。而且即使是长时间不适用这个概念,当用到的时候,学生们也会用最原始的方法把答案推导出来。很多学生,尤其是物理学得好的学生。他们并不把每一个物理概念都牢记于心,而是将推导方法熟记于心。他们用最原始的方法,迅速推导出一些新的公式和概念。这种学习方式是非常可取的,对于很多学生都是非常适应的。所以在平时教学过程中,我们一定要将每一个公式推导给学生看,然后给他们机会去自己推导。只有把知识消化成为自己的知识,才能够运用自如,才能算得上是自己的知识[7]。
参考文献:
[1]黄伦松.初中物理概念教学的基本模式探究[J].中国校外教育,2007,(10).
[2]叶澜.学校教育研究方法[M].北京:教育科学出版社,2003.
[3]李泽军.物理概念与物理概念教学研究[M].湖南师范大学,2004.
[[4]吴波.基础物理中的物理概念教学研究[M].江西师范大学,2003.
[5]刘炳升.物理8年级上册[M].江苏科学技术出版社,2004.
一、初中物理教育中基本理念的理解。
1、强调学生的主体地位,应着眼于学生的发展。要求在掌握知识的过程中全面培养学生的能力,强调促进学生的发展,发展智力,促进心智和情感领域全面协调发展。要重视学生的体验,引导式的开展教学,让学生参与知识地形成过程,主动获取知识,只有教师的主导作用和学生的主体作用得到和谐统一,形成教与学的和谐互动,才能使教育的功能得到最大限度的发挥。
2、强调教学平等和教学民主,注重人的个性和创造性才能、创造思维的发展。在课堂教学中,教师必须牢记自己与学生的地位是平等的,与学生的活动是交互的,要让每位学生都可以自由平等的做他们应该做的事情;要正确认识他们所犯的错误,允许他们争论,要给予鼓励和赞扬,要精心保护学生的创造性灵感,这是培养创新人才的重要环节。
3、讨论、合作、交流等多样的活动课堂
学生学习新知识的方法和方式是多种多样的,除了阅读教材、听教师讲课、做练习之外,也可通过讨论、讲故事、做游戏、演示、表演等活动;可深入合作调查研究,分析解决实际问题;也可动手设计、制作和做实验,还可以通过观察、探索、归纳等。另外,讨论、合作是学习小组成员完成学习任务的手段,而交流则促进学生智慧(成果)共享。课堂上的讨论、交流、合作首先有利于学生培养自主,自信和学习的主动性,许多平时内向、不善言辞的同学也会活跃起来勇于发表个人见解,学生个性得到张扬;其次,有利于创造自由、轻松、愉悦的学习环境,促进学生思维的伸展,这也是愉快学习的一种形式。
物理学习是现实的,动手实践、自主探索是物理学习的重要形式,在新课程中,每个知识点基本贯穿在一个现实情境中,注意突出知识的实际背景和知识探究过程,贴近学生生活经验和兴趣爱好,立足社会需求。力求学习内容生活化以及学习过程经历化,根本目的是提高学生的物理素养,特别是学生的创新意识和创新能力。
4、应面向全体学生,提高全体学生的科学文化素质。物理课程培养的目标是“提高全体学生的科学素质”。教师应精心设计教学,尊重个性差异,使不同层次的学生个体受到照顾,让学生的自主性、能动性、创造性得到充分发挥,让所有学生都能树立起学习物理的自信心、全身心地投入学习,在一个良好的教育学习氛围重视学生的物理学习水平得到共同提高。
二、新课改后,物理教师更应该关注什么。
1、注重密切联系实际生活,激趣,课堂活泼有序。让学生在熟知的生活情境中,运用他们已有的生活经验和知识经验,正确对待认识本节课的新知,充分体会到物理与生活的紧密联系,学生在学习时就更主动,更积极,因而就爱学、愿学,与教师的关系更加地亲密。教师努力创设课堂情境,激发学生的学习情趣,让学生主动参与,甚至可以议论纷纷。教师要巧妙地给学生创设一个合适的情境,通过分组讨论、交流,最终找出其规律,进一步体验学习物理的乐趣。感受到学习物理,有其规律,又有其乐趣,更能够为我们的学习解决一些实际的问题,为我们的生活服务。教师方式多样、灵活地组织,使课堂上人人参与、个个活跃,每一个学生都有参与的机会,都有参与的愿望,使每一个学生在参与的过程中体验学习的快乐,获得心智的发展。
2、尊重学生认知规律,多关注学困生。
传统的接受式学习是以学科本身和教师为中心,教师关注的事学科本身,不能容忍学生对学科知识叙述上出现错误,理解上出现偏差,但是,实际上,教师和学生对科学概念和规律的本意的理解方面,往往存在着很大差异。在教学活动中,还应该考虑到学生的个体的差异,比如在进行分组实验、合作交流等活动时,要根据学生的整体情况合理搭配,以便目标的达成。教育不能满足于对概念和规律进行简单的陈述,或者教师将自己的理解强加给学生,而是需要学生与文本、学生与教师以及学生与学生之间进行沟通,并形成共识。教师更应该关注学生是怎样理解科学知识的,他们在认识上有什么困难,怎样帮助学生在自己的头脑里真正建构起科学知识。例如:一次公开课上,我选择的内容是《平面镜成像》,在学生做出了相关的猜想后,我让学生以小组为单位设计实验,在学生设计的实验中没有一个是选择平板玻璃的,这时我就直接告诉学生用平板玻璃,学生是照我的意思完成了实验,可为什么要用平板玻璃代替平面镜他们依然没能理解,当然遇到相关类型的题目会做的也很少,也就是说在这点上我没有关注到学生的困难,直接说了结论,让他们做就是了。后来我看了别的教师的课,发现教师上在每小组内都分别准备了平板玻璃和平面镜,学生用平面镜后不能找到像的位置自己就会选择平板玻璃,自己发现的问题自己想法解决的效果当然比我那样处理要好得多。
3、应该关注学生的学习过程。
关键词 不同版本 速度 认知发展 初高中衔接 教学策略
一、三种版本教材“速度”描述的比较
1.三种版本教材“速度”的描述
(1)人教版教材[1]中速度描述
人教版教材使用比值定义法定义速度,给出速度计算公式和速度的物理意义,没有将速度的定义限定于直线运动。
(2)苏科版教材[2]中速度描述
苏科版教材给出了速度的物理意义和计算公式,没有使用比值定义法定义速度,也没有将速度的定义限定于直线运动。
(3)上教版教材[3]中速度的概念出现在“匀速直线运动”中
上教版教材给出速度计算公式和速度的物理意义,将速度的定义限定于直线运动。比值定义法的思想体现不明显。
2.三种版本教材“速度”的描述差异
比较上述三种教材,它们的主要差异有两点:
(1)是否使用比值定义法定义速度;
(2)是否将速度的定义限定于直线运动。
同一个概念,不同版本教材描述为什么会出现上述两点差别呢?这是由速度这个概念的特殊性所决定的。速度是学生惟一历经初中、高中和大学三个学段学习的一个“特殊”概念,随着学习的深入,学生对它的认识逐渐加深和提高。初中“速度”作为一个过渡性概念,不同版本教材编者对它的理解与认识的不同,导致描述方式出现差异。
二、从高中“速度”看初中“速度”
1.高中对速度的认识
在高中,与速度直接相关的物理量有四个:平均速度、瞬时速度、平均速率和瞬时速率。它们的定义如表1所示。
学生进入高中学习时,在直线运动中,用位移定义速度,认识其矢量性,形成平均速度的认识。再用极限或微分的数学方法将平均速度发展成瞬时速度。
2.对初中“速度”的认识
(1)初中“速度”的内涵
初中“速度”是一个过渡性概念,它将发展成高中的平均速度。从初中到高中,学生对速度概念认知的发展过程如图4所示。
学生在初中“速度”的认识基础上,融入矢量性的知识后,用位移定义速度,将初中速度发展成高中的平均速度。所以,表1中高中的四个“速度”中与初中速度直接对接的是平均速度,即初中速度是高中平均速度的“前身”。
因此,初中速度应该是高中平均速度中除矢量性外的其他内容,即初中速度就是高中平均速度的大小。
(2)将初中“速度”的定义限定于直线运动
需要注意的是,在表1中,质点的路程s与经过这一段路程所用时间 t 的比值,即vs=,定义的是平均速率。当质点沿曲线运动时,位移大小小于路程,其平均速率大于平均速度的大小,这时平均速率不等于平均速度的大小,它们的意义和结果都是不同的。
在初中,如果不限定于直线运动,直接用“路程与时间的比值”来定义速度,这种定义方式定义的是平均速率,而不是平均速度的大小。如果再将这一定义应用在曲线运动中,虽然教学时不向学生提及平均速率的概念,但这时在学生的潜意识中,他们对速度的定义所形成的是高中平均速率的认识,他们会在无意识中将初中速度定位成高中的平均速率,后续学习中将自然地将其发展成平均速率。这样的发展轨迹偏离初中速度的发展方向。而将初中速度的定义及应用都限定在直线运动中,就可避免学生对初中速度的认识产生上述偏差。
虽然初中教学中我们不要求学生区分平均速度的大小与平均速率的不同,但有一点是肯定的,初中速度作为一个过渡性概念,我们给学生的定义即使是阶段性的,也必须是严谨的,不能让学生在潜意识中形成偏离发展方向的、错误的认识。
因此,在初中定义速度时,应将其定义限定于直线运动。上教版教材(图3)中在定义速度时加上“直线运动”的限制条件,正是基于这样的考虑。
三、三种版本教材速度描写的分析
人教版教材(图1)中,突出比值定义法的思想,但表述过于简单,未将速度的定义限定于直线运动。如果教师在教学中处理不当,学生容易将概念定位成高中的平均速率,不利于高中阶段的教学。这样的描写可能使初中学生在潜意识中对速度概念的构建“偏离正道”。
虽然人教版教材在定义速度时,没有加上直线运动的条件,但在本章教材的小结“学到了什么”[1]中又将速度的定义限定于直线运动,如图5所示。
很显然,该处对速度定义时,编者考虑了初中速度将来的发展方向,这样的定义更严谨、更科学、更规范,既体现比值定义法的思想,又避免学生认识上的差错。
在教学实践中,经常有学生将图1与图5比较后,对图5中为什么加上“直线运动”的条件提出疑问。因此,教材编写时,与其千呼万唤始出来,不如在图1中对速度定义时直接加上“在直线运动中”的限定条件,使教材描述前后一致。
苏科版教材(图2)中,描述比较谨慎,为避免将学生带入平均速率的误区,没有用比值定义法对速度进行定义,也就未能体现速度的比值定义法的思想。教材中只将v=说成速度的计算公式,会使学生对其认识仍只停留于小学数学的认知水平,没有从物理量的角度来研究速度,未能体现物理概念的教学要求。这样的描写会导致初中学生对速度概念的构建“短了一截”。
在2012年改版时,除速度外,教材中其他用比值定义法定义的物理量都使用比值定义法,唯独速度是个例外,可能编者的意图是为避免学生将“初中速度”定位成高中的平均速率。
上教版教材(图3)中,将速度的定义限定于直线运动,可避免学生将其应用到曲线运动中去,从而避免学生将概念定位成平均速率,概念的描写相对合理,这样的安排充分考虑到概念的后续发展,严谨规范。只是教材中,比值定义法思想体现不明显,使得学生对速度概念的构建因教材描写的“羞羞答答”而“缺了一角”。
四、优化初中“速度”教学的策略
1.突出比值定义,突显思想方法
比值定义法是物理学中定义导出物理量的一种方法。速度是初中学生接触的第一个用比值定义法定义的物理量。初中教学应有别于小学数学和生活中的认识,要让学生从科学规范定义的角度对其形成科学的认知。因此,初中物理教学中应采用比值定义法定义速度,让学生明确v=是速度的定义式,而不只是小学数学中的计算公式,体现比值定义法定义物理量的思想。
根据导出物理量的定义要求[4],初中“速度”的定义为:速度是表示物体运动快慢的物理量(定性定义),在直线运动中其大小等于物体通过的路程s跟通过这一路程所用时间t的比值(定量定义)。依其定量定义可得出速度的定义式为:v=。
2.限定直线运动,避免误入歧途
由前文分析已知,初中速度是高中平均速度的大小,则定义式中v=的路程s就必须等于位移的大小。如果物体做曲线运动,其路程大于位移的大小,v=定义的就不是平均速度大小,而是平均速率,这与初中速度发展方向是不一致的。因此,在定义初中速度时,加上物体沿直线运动的限定条件,其位移大小才等于路程,初中速度才是高中平均速度的大小。
初中教学中也不要将速度的定义应用于曲线运动,这些问题在高中会用平均速率和线速度的概念进行研究和分析。初中学生对速度知识的认知不完备,他们不具备解决曲线运动问题所需的知识,如果初中教学时向前跨出一步,让学生将其运用于曲线运动,他们通过自身的思维对概念进行自我建构,将初中速度定位成平均速率,形成错误的认识,不利于高中“速度”概念的建立。
3.理解两种“速度”,利于初高中衔接
“速度”与“平均速度”是初中学生在本章学习中遇到的两个概念,三种版本的教材都在无意间将它们进行了“割裂”,使学生误以为它们是两种完全不同的“速度”。上教版和人教版教材尤为明显。上教版教材分别在两种运动中给出两种速度,互不关联,彼此独立。人教版教材的本章小结“学到了什么”[1]中在匀速直线运动中定义速度(如图5所示)后,却又另起一行:“在变速运动中,常用平均速度粗略描述运动的快慢”,这似乎在暗示学生,速度与平均速度是有区别的,它们只能分别运用在各自对应的运动中。平时教学实践中我们也发现,不少学生误认为此处的平均速度与此前的速度是两个概念,从而错误地认为速度是用来描述匀速直线运动,平均速度只是用来描述变速直线运动,它们是有区别的。
为使学生全面正确认识两种“速度”,有利于初中“速度”的发展,在给出平均速率概念后,按以下三个步骤展开教学。
第一步,统一两种“速度”
教学中在平均速度的概念出现后,我们要回过头来让学生重新认识速度的定义,使他们认识到不管“匀速”还是“变速”直线运动中,所定义的都是平均速度,知道速度与平均速度不是两个不同的概念,在初中它们是一致的,此前速度定义的就是平均速度。
第二步,比较两种运动
匀速直线运动中的平均速度与时间选择无关,变速直线运动中的平均速度与时间选择有关。教学中要让学生认识到这一点,并通过对两种运动中平均速度的比较,加深对平均速度的理解。
本片断教学可利用人教版教材中图1.3-3[1](如图6所示)。
先让学生计算图6中两种运动每一段的平均速度和全程的平均速度,计算结果如表2。
再引导学生分析比较表2两种运动中每一段的平均速度和全程的平均速度的大小,得出以下结论:(1)匀速直线运动中每段的平均速度与全程平均速度相同;(2)变速直线运动中每段平均速度一般不相同;变速直线运动全程平均速度与每段平均速度一般不相同。
最后,通过学生讨论,形成以下认识:(1)匀速直线运动中平均速度与所选时间无关;(2)变速直线运动中平均速度与所选时间有关,只能粗略描述物体运动的快慢。
第三步,留下发展空间
在变速直线运动中,提出以下两个问题讨论:
(1)全程与各段的平均速度相比,哪种方式计算的平均速度描述变速运动的快慢更准确?
(2)要使描述汽车运动快慢更准确一点,计算平均速度的时间应如何选取?
通过学生讨论,得出计算平均速度时所选取的时间越短,平均速度描述变速物体运动快慢越准确的结论。学生在此基础上自然会产生新的疑问:计算平均速度时如何才能使时间取得更短呢?这就为高中瞬时速度的教学留下思维的悬念、留下思考的空间,激发学生产生后续学习的兴趣与欲望。
综上所述,在初中“速度”的教学中应充分考虑概念在初高中的衔接,从利于学生对概念认知的发展方面来设计教学。用比值定义法的思想定义速度,使学生认识到物理量与生活(或小学数学)中的“速度”的不同;不突破直线运动的范围,避免初中学生潜意识中将其界定成高中的“平均速率”;认识定义的是平均速度,其描述的准确程度依赖于时间t的选取,为高中平均速度发展成瞬时速度的教学留下伏笔。
参考文献
[1] 彭前程.义务教育教科书物理八年级上册[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2] 刘炳升,李容.义务教育教科书物理八年级上册[M].南京:江苏科技出版社,2012.