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1.2研究方法的不同中学物理因研究对象简单,数学知识基础少,所以研究方法基本是归纳法,讨论的规律基本上是从物理现象出发,通过简单实验总结出来的简单规律,比如中学物理力学中得出动量定理、动能定理的时候都是实验归纳法得出的,并且涉及的力基本是恒定的,只讲恒力的冲量、恒力的功,平均冲力等,在电磁学中只介绍匀强磁场、匀强电场的规律等。而大学物理与自然实际就更接近了,要讨论变力的冲量、变力所做的功、非均匀磁场、电场,而研究这些复杂问题所用工具主要是高等数学的微积分思想、矢量代数,通过数学推导演绎的方法结合物理概念得出物理规律,即大学物理讲的规律比中学物理的规律又上升了一个理论的高度。
1.3教学内容和教学进度的不同从教学内容来讲,中学物理量少,概念、原理、规律简单,对物理基本概念和基本定律只有初步浅层的认识,而大学物理涉及的知识量大,概念、原理多且相对复杂,对物理基本规律和物理基本定律要求更多的是掌握其本质和内涵。从教学进度上讲,中学物理讲的较慢,每个概念,每个公式,每个原理教师会进行全面详细讲解,每一个知识点教师都会讲透讲精,讲课重点放在解题技巧的应试训练上,教师会给学生总结题型,归纳方法,并督促学生为了高考不断学习,学生的学多是跟着教师按部就班。而大学物理教学内容量大,而教学时数非常有限,进度快,教师讲课一般都只着重把握知识整体框架,讲清思路,注重理论性、系统性,不象中学那样讲得精细全面。对于解题方法有总结归纳,但习题课的次数较少,学生运用所学知识解决问题的能力较弱,对习惯于被安排、缺乏学习主动性的中学生,就很难在短时间内适应大学教学过程。
1.4学生学习方法的不同中学生一般课前不预习,课后也很少翻阅知识辅导书,只要课堂上跟着老师听课,课余时间除了完成老师布置的作业外,就是作大量的习题,实行题海战术,重复熟练程度高,认为学好物理的标准就是多做题,解难题,学生自主接受新知识的能力较差,不善于提问题,对教师的依赖性较强。而大学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上抓住重点、难点,做好课堂笔记,课后要翻阅大量课外资料,对所学知识要融会贯通,及时复结,做的题目不在多,而在精,要学会自学,善于提出问题,要有比较强的学习主体意识。中学物理由于数学知识的欠缺,很多物理概念、规律都是直接给出,没有经过推导,这就决定了中学生接受物理知识的方式主要靠记忆,而大学由于有了高等数学、矢量代数、数理统计等工具,物理概念、物理规律大多可以做详尽的推理,因而大学物理学习概念更注重概念的理解和掌握,物理过程的分析和论证。
2如何做好大学物理和中学物理教学的衔接
2.1循序渐进,适当放慢教学进度学生已习惯于中学教学慢节奏,少容量,讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏,大容量的教学,学生一下子不能适应,这不仅影响了大学物理的教学效果,同时也会挫伤学生学习物理的积极性。所以,我们在教学过程中最初应适当放慢教学进度,使学生逐渐适应,慢慢逐步进入正常的教学进度,从而达到让学生适应大学的教学进度,学会大学的学习方法。
2.2通过物理绪论课灌输大学物理的重要性大学教师应充分考虑大学物理和中学物理的区别,从一开始就让学生明白大学物理和中学物理在研究对象、研究内容、学习方法等方面有许多的不同,让学生知道大学物理不是中学物理的简单重复。同时我们在绪论课中,应介绍物理学的发展历史、物理学的发展现状和物理学的发展的未来展望,从而引起学生学习物理学的兴趣,另外对理工科学生来说,可以适当地给他们介绍物理学和自己未来的专业的联系,以提高他们学习物理的积极性,例如对我们纺织专业的学生,可适当介绍量子力学与纺织材料等、质点、刚体力学与纺织机械方面的关系。同时还应强调,大学物理的基础学科性质,学学物理不仅仅服务于后续的专业知识,更重要的是学会一种思维的方法、学习方法以及研究问题的方法。
学生生活在丰富多彩的物理世界中,有许多可供观察的自然现象,有不少可供探索的物理技术问题,有各种各样日常生活提供的训练课题和创造活动,同时中学物理教材中也设置了众多的“小实验”和“实践性习题”等。它们为学生课外活动提供了大量的素材,通过组织学生课外物理实验活动,对学生更好理解物理知识,增强物理学习兴趣,培养学生创新能力等都是非常有帮助的。物理教学中,应当结合学生生活实际,组织学生开展物理课外实验活动。
一、中学物理课外实验活动作用具体表现在以下几个方面:
1. 加强学生对课内知识的理解和巩固
学生通过课外实验,可以大大丰富感性认识,深化与活化已掌握的物理知识,课外实验与课堂教学的密切联系,可以使课堂教学得到不断的补充和延伸。
例1高中教材在研究自由落体运动后,设置这样一个小实验:请一位同学用两个手指捏住木尺顶端,你拳起一只手的手指,在木尺下部,做握住木尺的准备,但手的任何部位都不要碰到木尺。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺。测出木尺降落的高度,根据自由落体运动的知识,可以算出你的反应时间。
通过此实验,可以使学生弄清研究对象、研究过程、以及自由落体运动的规律。
2. 通过实践活动培养学生观察、动手、动脑的能力
学生学习物理感到困难,不感兴趣,其重要原因之一,就是不会把所学的知识用来研究具体物理问题。通过课外实验初中物理论文,可以把物理知识和生活实际紧密结合起来,使学生养成善于分析、善于总结的良好习惯,使学生感到物理知识亲切,能解决生活中的具体问题,而不感到物理知识枯燥乏味。
例2在摩擦力教学后,让学生观察自行车运动过程中摩擦力应用有哪些?哪些地方应减少摩擦?哪些地方应增大摩擦?
通过观察、讨论、分析,弄清滚动摩擦、滑动摩擦、静摩擦的特点,使学生能自行解决自行车因摩擦引起的各种问题。
3. 提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性
物理课外实验以其小型、灵活、生动、多样等特点,激发学生学习物理的强烈兴趣,有利于因材施教,发展学生个性,开发学生智力。
例3在振动和波教学中,在介绍空气柱的振动之后,组织几个学生用麦管作为乐曲。
4. 开阔学生视野,丰富学生知识
课外实验内容丰富,与现代科学技术密切联系,学生可以迅速地接受新的信息,开阔眼界,活跃思想。
例4观察激光的准直性以及用于光通讯的全反射。
从氦氖激光器发出一束激光以暗场(关灯)喷烟显示激光束的径迹表示它的准直性,随后将激光束通过贮有水的玻璃容器,容器的侧边开一小孔,让水释放。激光束瞄准小孔,激光沿着水的抛物线径迹传输。这就是利用全反射作为光波导通讯的原理。
5. 培养学生的劳动观点和组织管理、经营管理的能力
通过课外实验实践活动,不断培养学生热爱劳动,把知识传授与思想教育有机结合起来了。课外实验的一个重要特点,就是既经济又科学,变废物为器材,可以培养学生勤俭节约的优良品质。
例5随手取材进行有趣实验。
用塑料冷饮杯,在杯子下部钻一个小孔,就可演示失重现象论文格式范文。
二、中学生课外实验活动组织可以有下列三种形式
1. 家庭物理实验
为了配合教学,把实验的内容、要求、方法等由教师布置给学生,由学生自己创造实验条件。包括选用日常生活中的一些物品当作实验器材,自制一些简单的仪器或零件,自己动手独立完成小实验等。
2. 开放实验室
充分利用实验室的仪器设备,采用课外时间,教师有组织的指导学生设计实验方案,安装仪器,完成实验。
3. 课外活动小组
对于比较复杂的实验,组织课外活动小组,分工选购器材,自制仪器,创造实验条件,进行实验活动。并定期组织全体学生参观课外活动小组的劳动成果。
三、中学物理课外实验不同类型的具体要求
1. 观察性实验
大自然、日常生活和生产技术是学习物理的广阔课堂。有意识地组织引导学生观察,参与各种社会活动,有利于培养学生能力。例如:游乐园中的“翻滚列车”,雨后的彩虹,五彩晶莹的薄膜等。在师生的相互启发下,都将有新奇的发现。对这类活动,重点应放在扩大观察范围和培养兴趣上,布置观察课题,鼓励学生写观察周记;定期举办观察发现汇报会,复制观察到的自然现象。
2. 课外小实验
通过小实验观察研究,使学生进一步理解物理概念和规律初中物理论文,灵活运用所学知识,训练实验技能。例如:用各种不同的方法测重力加速度g,用各种不同方法测声速,用各种不同的方法验证机械能守恒等。对这类课外实验,要求学生掌握实验目的、原理,自行设计实验装置进行实验操作,有必要的实验结论。
3. 课外小制作
让学生自制一些简单仪器。如弹簧秤、杆秤、小电动机,简易万用表等等。这类课外实验,要求学生在自制过程中注意仪器的刻度、零点确定等,并在制作中有所创新、有所突破。
4. 课外小科研
在教师给出研究课题后,学生自行设计实验方案,选择实验方法,设置实验装置。这类实验,要求学生重点放在巧妙的设计思想上,培养学生科学态度和研究问题的能力。
5. 课外科技活动
为使学生了解现代科技成就的发展和应用,可以组织学生成立科技活动小组。例如,微机小组、无线电小组、航模小组等等。对这类课外活动,要求系统性强,有计划、有组织地进行。
物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。因此,物理实验教学在中学物理中就显的尤为重要。
然而,在过去的物理教学中,往往只是重视理论教学,却忽视了实验教学的作用。即使进行实验教学,也只是侧重于应试,忽视了对学生能力的培养,致使实验教学仅仅是课本的翻版,毫无新意,又令学生束手束脚,无法达到实验本身的目的。
因此,在物理实验教学中,应该注意不断激励学生通过观察、思考等一系列活动,来发展学生的创新意识初中物理论文初中物理论文,从而培养他们的创新能力。
那么,在中学物理实验教学中如何来培养学生的创新能力呢?笔者认为可以从以下几个方面入手:
一、变验证式实验为探究式实验
以前,课堂演示实验大多数是验证性实验。教材已给出结论,只需用实验去验证即可。这种做法,导致学生仅是一名旁观者,而不是参与者。若变演示实验为探究实验,就可以把学生完全调动起来,在学生动口、动手、动脑的过程中,激发学生的创造性思维。
例如,在《电阻定律 电阻率》中,原课本的做法是先给出“导体的电阻与材料、长度、横截面积有关”这一结论,然后再定量实验,这就是一种验证式实验。在实验中,学生往往会产生“为什么只研究这几个物理量”的疑问。若将其改为探究式实验,学生就容易掌握的多。其具体做法为,在实验前,先让学生们去猜想电阻可能与那些因素有关,然后由学生设计实验自行排除无关因素,最后才把决定因素控制在“材料、长度、横截面积”这几个物理量上。在进一步实验之前,还应先指导学生用理论推导具体的关系,再依据学生的设计来完成实验论文开题报告论文下载。
对比两种方式,探究式实验能更好的发挥学生的主体作用,培养学生的创造性思维。尽管学生的探究,谈不上科研成果之说,但这种方式注重的是培养学生的创造力与创新意识。在学生积极参与研究的过程中,学生不但掌握了基本的实验方法、基本技能,还激发了学生的创造性思维。
二、采用多方法实验,鼓励学生改进实验
在学生分组实验中,教师应在帮助学生掌握实验原理的基础上,鼓励学生用不同的器材、不同的方法来进行实验。在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选。这就要求学生在实验的过程中初中物理论文初中物理论文,有全局的观点,在不同情况下善于应变。这样,就可以培养学生的应变能力,提高学生的分析、抽象、概括、能力,活跃学生的思维。
例如,在《动量守恒的验证》中,该实验要求大量的空间来操作,且在实验过程中,时间及数据处理又显得太过麻烦。笔者在学生进行该实验后,布置了一道课外思考题,让学生发挥想象改进实验。一位学生参照家中的工艺品,设计了如下方案:将两枚钢球用细线悬起,且中心共线,紧密接触,在钢球后方置一木板,并在竖直方向上标出刻度,以做标志。将其中一小球从某一高处释放,并记下读数,观察碰撞后升起的高度,再次记下读数,也可得出动量守恒定律。经过该同学的设计,将一种简单而又有新意的实验展现给我们,充分调动了学生创新思维的发展。
同样的例子还有很多,在进行《研究平抛物体的运动》时,演示仪器的挡板在停球过程中,总是留下一个“V”型的痕迹。为了使实验减小误差,学生们略加改动,在挡板上塞了些棉花,就使数据变的十分准确。
由上可见,在物理实验中,为了使实验更鲜明生动,更有效的反映问题初中物理论文初中物理论文,通过多方法实验,改进原有的实验,能够充分的调动学生的创新思维,培养学生的创新能力。
三、创设实验问题,提倡学生质疑
没有问题就没有进步,没有问题就没有突破。常言道“小疑则小进,大疑则大进”。孔子在鼓励学生时常道“每事问”。大科学家爱因斯坦在回答他为什么可以做出科学创造时说:“我没有什么特别的才能,不过喜欢寻根刨底的追究问题罢了。”可见,发现问题、提出问题、敢于质疑是创新能力的一个重要方面,而要培养学生的创新能力,就需要提倡学生敢于质疑。
例如,在观察《光的色散》实验中,同学们用三棱镜去观察七色光带。一位学生提出了这样一个问题,“为什么白光通过三棱镜投在屏上时,彩色光带为上红下紫,而透过棱镜直接观察时,彩色光带却是上紫下红?”这个问题提的好,说明他是真的动脑,真的思考了。笔者立即鼓励了他,并借此机会提倡全班学生养成多提问、多质疑的好习惯。从此以后,同学们在实验中都踊跃思考,敢于质疑,极大的调动了学生的创新意识。
在物理实验中,教师应该多培养学生的质疑能力,提倡学生多思考、多提问,敢于挑战权威,勇于探求真理。只有这样才能全面调动学生的主动性,激发学生的创新思维。
四、开设课外实验,激发学生思维
创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合起来,这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验之外初中物理论文初中物理论文,也可以在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中激发学生的创新思维。
例如,在一次布置课外实验时,笔者给每位学生发一枚鸡蛋,让学生们展开想象的的翅膀,利用鸡蛋来验证一种物理规律或物理现象论文开题报告论文下载。学生的想法真是五花八门:有的把鸡蛋煮熟后,浸入凉水之中,发现比平常的热鸡蛋好剥的多,从而验证了热胀冷缩现象;有的把含酒精的棉花置入开口瓶中,并把鸡蛋置于瓶口,燃烧后,鸡蛋被吞入瓶中,从而验证了大气压的存在;也有的将鸡蛋从高处释放,落到海绵上时不易碎,进而验证了动量定理;还有的将鸡蛋放于硬纸片上,下方置一杯水,迅速弹出硬纸片,鸡蛋落入杯中,进而验证了惯性定律。
像这样与实际相联系的课外小实验,不仅激发了学生们对实验教学的兴趣,还能提高学生的发散思维,培养学生的创新能力。
五、开放实验室,探索开放式实验教学法
开放式实验教学并不是简单地打开实验室门就可实现的,那只是“实验室的开放”,而非真正的开放式实验教学。要搞好开放式实验教学需要有一整套相应的措施。
北京某校以俞庆森老师为首的前辈们打破了实验课附属于理论课、以验证性实验为主的教学模式。多年来他们一直在探索实验教学的新模式,以适应培养创新型人才的需要。经过近年来不断地探索,他们提出了基础实验教学开放式管理的新模式:教师根据最新科技发展的情况,拟就若干个实验题目,由学生选取后自行查阅资料、自行拟就实验方案、自行备齐所需简易用具、按需要预先约定使用实验室及所需仪器的时间,最后独立或分小组完成实验。教师的作用仅是提供必要的理论引导和“维护型”的实验室指导。
这种实验的开放管理意味着进入实验室的时间完全由学生自由选择。为保证实验的正常开展并获得良好的教学效果,在采用预约实验时间这一常规方法的同时,也尊重了学生意见,同时充分发挥学生的能动性、积极性和创造性。在每一个具体的实验过程中并没有结束时间的规定初中物理论文初中物理论文,允许学生在实验失败后重做,直至成功为止。指导教师也一改以往辅导过细,偏重结果的做法,让学生充分展开想象、创造的翅膀,自由发挥。
上述方案,成功地调动了学生主动探索的积极性,毫无疑问,进行开放式实验教学,是培养学生创新能力的有效方法。虽然在实验过程中需要教师付出了更多的时间、精力和耐心,但对学生整体能力的提高大有裨益。
在初中物理实验教学中,着眼于开发人的潜能,培养学生动手动脑和创新能力。发展、弘扬学生的主体性,培养富有个性、协作性、创造性的身心和谐发展的现代人。一、 引导学生进行观察和实验
1、观察: 首先应该使学生知道:所谓观察是指直接运用眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官,或者间接借助于器材对物理现象的一种有目的、有计划,并且持续、反复的知觉过程。就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因。其次,要使学生了解:观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能对事物的正确认识,才能得到正确的结论。(1)在演示实验中培养学生的观察能力。在学习过程中有许多演示实验,学生对演示实验很感兴趣,但在进行观察时往往抓不住关键,这就要求教师要在实际教学中,引导学生进行观察演示实验,对培养学生的观察能力是很重要的。教师对所做演示实验的每一步都应该对学生提出具体的观察要求,使学生掌握正确的观察方法。 (2)在分组实验中进行培养学生的观察能力。 现行初中物理教科书学生分组实验,其中初二年级开始的几个实验,就是有意识的安排学生观察,培养学生的观察能力的。如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导同学讨论观察的方法和应当注意的问题。(3)开展课外活动激发学生的观察兴趣。组织学生参观、做课外小实验等,激发学生的观察兴趣。如学习音调前,就布置学生制作音乐瓶,使学生主动地去观察了解乐音的相关物理知识,在此基础上进行观察演讲,活跃了学生的思维,调动了学生的积极性,提高了学生学习物理的兴趣,达到了培养观察能力的目的,组织学生参加社会实践活动,使学生了解物理知识在生产实际中的广泛应用。(4)、尽可能利用多媒体教学手段辅助教学,提高学生的观察兴趣和能力。特别是将计算机多媒体引入初中物理教学中,作为一种新的教学手段,它改变了以前呆板的教学方式,它图、文、声、动画、影像并茂,加强了表现效果,提高了学生的学习兴趣和热情,培养了学生的观察能力,帮助了学生对知识的理解。在轻松的学习氛围中完成了知识复习、思考练习;操作模拟仿真的实验,学习了实验方法初中物理论文初中物理论文,锻炼了实验技能,为课内外动手实验作出了成功的基础准备。由于中学物理实验条件有限,某些物理现象,如运动和静止、力的作用效果、力的相互作用、惯性、压强、物体浮沉、电荷流动、扩散、分子无规则运动、磁场分布等等,学生不能得到完整的感性材料,容易造成感知上的障碍而影响物理学习。而应用电脑教学软件,通过计算机多媒体,不仅能再现或模拟各类物理现象,而且还能通过各种手段使复杂的问题简捷化,将漫长或瞬间的物理演变过程成为可控、有序的演化过程,可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知于物理现象,给学生提供思维过程中必须的感受性材料,大大激发学生的学习兴趣,降低教学难度,很好地促进学生的观察和认识能力的健康发展。
2、实验是学习前人的“创新”。 (1)、认识物理实验及其作用。 物理学是一门以观察、实验为基础的科学。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地加以思索和总结得到的。初中学生对为什么要做物理实验存在着不正确的想法,有的是无所谓,有的是强烈的好奇心渴望老师多做实验,实际上他们都不知道为什么要做物理实验。如对于彩虹,学生认为只有在特定雨天后才能看到,平时看不到。在序言中教学中我就用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里,当上午或下午有太阳光时,还带领学生到室外背向太阳光站立,用喷雾器或学生用口斜向上方喷射水雾,就可以看到一道人造小彩虹,使学生感到新奇,通过这段教学师生共同讨论,形成共识,知道什么是实验。实验就是在人工控制条件下对物理现象进行观察和研究的活动。通过实验,能够对物理事实获得具体的明确的认识,有助于理解物理概念和规律。实验中要有实事求是的科学态度。教育学生每做一个实验都应该:了解实验目的,理解掌握实验原理,正确使用仪器,作必要的记录,得出相应的结论,整理好实验器材。根据实验观察到的现象和结果得出结论,做出正确的实验报告。向学生适当介绍一些物理科学家所做的物理实验以及所取得的成绩论文格式。以达到激发学生渴望实验的目的。 (2)、促使学生认真做实验。 ①、引导学生利用课本做好初中物理开始阶段的实验,应指导学生做好教材中安排的实验,这样做有利于培养学生正确使用教科书的好习惯,养成尊重科学的好品质。这个阶段主要使学生知道怎样进行物理实验。初中阶段学生做实验时,其动机和目的往往是有不确定性的,实验中经常会出现一些违反操作规范的事,教师要注意发现学生实验中出现的各种问题并及时进行指导,形成良好的实验习惯,培养学生严谨的科学作风。 ②、创造机会多做实验,养成勤动手的好习惯。学生实验能力的培养是一项长期的工作,应贯穿在整个物理教学过程中,只要有可能就让学生参与。在课堂演示实验中也要尽可能创造机会让学生动手,如声的产生中的音叉实验、摩擦起电实验等就请学生做;将其中的一些演示实验改成学生分组实验,如平面镜成像特点实验、决定导体电阻大小的因素实验等;做好教材中的小实验;让学生参与教师准备和整理实验器材之中,使学生有更多的接触实验器材的机会,以便了解器材的性能、用途。处理好实验性的习题,准备好相关的实验器材,让学生亲自动手做,进行观察从中得出结论。总之增加学生动手的机会有利于调动学生学习的积极性。 ③、用简单器材做好实验。做好物理实验,对于物理学习是有很大帮助的,做好物理实验是需要一定的物理实验器材,但物理实验有时用简单的器材就能说明问题,例如学习力的作用是相互的这部分内容时,就让学生通过敲桌子感到手疼来体会。我经常用学生身边的物品做实验,如用铅笔和小刀做压强实验,用汽水瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验,用小药瓶做物体的浮沉实验,用水和玻璃做光的色散实验等,这样有利于培养学生的创新意识,培养创造能力。
二、引导学生善“问”
1、问题是创新的前提, 学生对于问题的认识是不以为然的,对此应引起学生的足够重视,教学中经常引导学生回顾科学史上因善于发现问题而取得成就的例子,如瑞利就是通过测密度的方法而发现氩气的。1935年获诺贝尔物理奖的查德威克就是从约里奥?居里夫妇的论文中发现问题进而发现中子的等。教育学生要善于发现问题,取得成就。使学生认识到发现问题也是学习,而且是更深的学习。
2、善于设计问题。 在初中物理教学中,教师要善于设计问题,从而引导学生学习新知识,设计的问题应该有其艺术性,应根据教学内容由浅入深,在不同的阶段设计不同的问题,如在学习《杠杆平衡》一节内容时,从实验过渡到实际应用,设计了将将托盘天平做成不等臂的可以吗?引导学生想到托盘天平的制作原理,为什么要调节天平平衡?引导学生想到在设计制作托盘天平时初中物理论文初中物理论文,要考虑到杠杆等臂和平衡螺母。
3、引导学生提问题。 经常通过各种方式启发学生提问题,刚开始学物理时就引导学生讨论为什么学习物理?进一步引导学生从阅读课文中提出问题,在社会实践活动中提出问题,让学生将发现的问题及时提出,并定期开展问题研讨。
三、综合提高创新的实践。
1、培养学生应用物理知识解决问题的能力。在学生认识物理实验的重要性后,会积极主动做好实验, 当学生能够做基本实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求,如指导学生做一些验证性的和设计性的实验。适当增加设计性实验。如在学完力学知识后我就让学生,根据实验室所能提供的器材,要求学生解决如何测金属块的密度问题,学生提出了这样一些问题:①怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?②如何用怎样用天平、烧杯、水等测金属块的密度?③怎样用量筒、水等测金属块的密度?④怎样用弹簧秤、水等测金属块的密度?⑤怎样用天平、量筒、水等测金属块的密度?⑥怎样用准确的砝码、直尺、水等测金属块的密度?等等,根据学生提出的问题,让学生自己设计实验方法进行实验。组织开展课外兴趣小组,积极鼓励学生进行“小制作、小论文、小实验、小发明”, 开展丰富多彩的课外活动。如学生自己制作出“土电话”、“验电器”、“橡皮筋测力计”、“密度笔”、“重垂线水平仪”、“两用秤”等,培养了学生的创新意识和动手能力,有利于学生个性的发展和智力的开发,也有利于发现人才和培养人才。
2、引导学生学习新知识。掌握已学知识是为了更好的学习新知识,当学生学习了一些知识后,就应该让学生主动的去学习新知识,如学生学完长度测量的内容后,就建义学生去测量教室的体积,测量教学楼的高度,树干的周长,一张纸的厚度等.复习旧知识,学习新知识,如通过对物态变化的复习,引导学生讲座为什么会发生物态变化,进而导入分子运动,内能的学习,通过内能的学习,引入热机知识的学习,通过质量,体积的测量,进一步研究物质密度的测量,通过欧欧姆定律的学习,引导学生思考,如何测导体的电阻等,使学生知道新知识的增加都是建立在已学知识的基础上的,学习了知识后要进一步学习新知识。
3、应用物理知识解决实际问题。学完简单机械后,就引导学生讨论自行车中的力学问题,学生通过对自行车的观察与分析提出了(1)轮胎为什么要有花纹?(2)自行车下坡时为什么不宜急刹前轮?(3)自行车在正常使用时有几种摩擦?(4)自行车的轮胎为什么是圆的?(5)自行车是省力机械还是费力机械?(6)自行车上使用了那些简单机械?(7)自行车的座垫下面为什么要安装弹簧?(8)自行车轮胎中的气体减少后对地面的压强是增大了还是减小了?(9)普通自行车与比赛用的自行车有什么不同?等许多问题,并且对这些问题许多同学都谈了自己的观点,从而进一步提高了学习物理的积极性。
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1.导源功能
科学教育方法中的导源功能主要是指在科学的发现中作为一个相对独立存在的理论体制,针对科学理论所形成的一种开源的作用。也就是说,科学研究形式要是形成,就会对科学理论的长远发展起到决定性的作用。对于还没有被发现的科学理论就像没有被发现的宝藏,而科学教育方法就是寻找宝藏的线索和途径。杨振宁在对爱因斯坦的研究过程中发现,在狭义相对论建立初期,物理学在世界上的发展主要是通过物理实验得到的方程,从中总结出物理规律以及整个物理理论体系。比如经典力学、热力学以及电磁学基本都是遵循这种途径,这就是通过实验归纳的科学方法。在狭义相对论已经建成之后,这个过程就相应地被调转回来,物理学首先建立起物理方程、理论的结构,然后再回归到物理实验当中,通过物理实验来验证理论的真伪。
2.突破功能
科学教育方法具备突破的功能。从物理学的发展历程中可以看出,在物理教学过程中所有取得的重大突破和进展,基本都是在遵循科学正确的理论指导下,通过无数次的实验和实践所得出的。在物理学的发展史上,著名的黑体辐射公式的得出就很好地说明了这个特点。普朗在1900年前就通过假设的方式引入了两字的概念,并且通过插入法得出了实验结果和理论结果完全一致,他成功的关键就在于遵循科学的方法。
随着计算机技术的迅猛发展及计算机的大量普及,很多中学配备了微机室、专用多媒体教室,建立电教中心,为计算机辅助教学(CAI)打下了硬件基础。如何认识CAI在中学教学中的地位,充分发挥CAI在中学教学中的作用,是摆在广大中学教育工作者面前的一个重要课题。笔者拟就CAI对中学物理教学中的影响、在中学物理教学中应用、目前存在的问题谈几点拙见。
一、CAI对物理教学的影响
在现代课堂教学改革实践过程中,CAI辅助中学物理教学,化抽象为形象、化微观为宏观、化静态为动态、化不可操作为可操作过程。对化解知识难点,提高综合能力,推进素质教育具有重要意义。
1、应用CAI使教学过程更加直观。
从认识论的角度看,学生对事物的认识过程的起点是对事物的感性认识。在物理科的学习中学生由于无法理解一些抽象的理论,而对物理产生一种畏惧的心理,阻碍了他们学习物理的情趣,但应用CAI技术就可以直观的解释一些物理现象和规律,激发学生的兴趣,提高学习的效率。主要表现在以下几方面:
应用CAI能够实现抽象到具体的转变。比如,机械运动中的相对运动、回声测距、透镜成像等。对初中学生就很难接受也很难描绘清楚。就相对运动的内容我们即可应用计算机来演示空中加油的情景和等速救护的过程,配上声音的效果,让学生从声音、图像全方位的感受,如置身于其情景,直观地掌握该节的内容。
应用CAI可以实现动静的相互转化。在物理教学中,有很多物理现象出现的时间极短,当学生还没来得及看清时,该过程就已经结束。学生就理解不了其中的本质,给教学带来困难。如平抛运动我们就可以使用数码相机把其运动全过程拍下来,然后进行制作,利用计算机可反复操作,使学生认识其过程,同时还可以利用它的某一时刻的静止画面来解释它下落时的特点。教学中的难点就容易突破,省时方便。
应用CAI能够实现从微观向宏观转移。由于条件限制,物理教学中有些物理的实验在课堂教学中无法演示,学生只能从理论上了解。像原子物理这部分内容,学生理解不深刻、记不住。我们可以应用多媒体的三维动画的进行动态的模拟演示。
如图,把中子、铀核等用不同颜色区别,让中子撞击铀核,伴随着一声巨响,看到裂变过程。当学生受此振撼时,其内容自然记忆深刻。
因而,应用CAI让枯燥的物理理论得以升华,形象而又直观的过程感染了学生的学习的动机,使学生变被动为主动,从而更加崇尚科学,因为科学有无限的魅力。
2、应用CAI可以加大课堂的信息量。
二十一世纪是信息时代,对于在学校里学习的学生,也应培养处理大量信息的能力。因而在课堂教学中教师应该向学生提供更多的信息、更多的资料,及物理学的发展情况,来扩展学生的知识面。教学过程中,教师经常花较多时间板书,特别是上电学课时写例题、画图例的时间更多,而采用多媒体中的显示文本的功能,这可使本应花十几分钟的内容在几秒内显示于学生眼前。由于使用多媒体的直观性也大大缩短了教学难点的突破过程。这就有时间讲解更多相关的知识和现实的应用,引导他们理论联系实际,丰富了课堂内容,而且从根本上改变过去"满堂灌"的教学弊端,给学生较多自由时间复习巩固,优化了课堂教学,增加了课堂的信息量。
3、应用CAI便于师生间双向交流。
传统的物理教学过程中,主要是教师讲学生听,不便于学生个性的培养。应用CAI能够真正改变学生和教师的位置,使学生成为学习的主体。当学生有问题时,可以及时提出或利用计算机网络与同学讨论,从而多渠道寻找解决问题的办法。当学生对某个物理现象有自己的观点时,也可以提供给大家进行研讨和交流,教师提供解答,这样双向交流中使学生的思维更加活跃,有利于培养学生的创新意识,实现学生主体教师主导的现代教学思想。
可见,应用CAI于中学物理教学,有助于教学中难点的突破和重点的把握,符合当前教育发展趋势,给我们教学顺利的转轨提供一种模式。
二、CAI在中学物理教学中的作用
结合目前中学物理教学的实际,CAI在物理学科中大体可应用在课堂教学、实验教学、辅导教学等三个方面,下面就这三个方面加以探讨。
1、计算机应用于课堂教学中
课堂是学生获取各种知识的最直接场所,课堂教学是实现教师教与学生学的最主要途径,也是计算机实现辅助教学功能的主要场所。利用计算机进行课堂教学,可以变以往学生处于被动学习地位为主动学习,提高学生学兴趣及求知欲,促进知识和能力的正迁移。
(1)利用计算机,实现“人——机”交互式教学
常规教学中,教师了达到应试目的,一般都把教学对象定在中等程度学生身上,结果在教学过程中忽略了“两头”,造成优秀学生“吃不饱”,能力得不到充分发展;差的学生“消化不良”。造成这种现象的原因是局限于应试教育,不能因材施教,抑制了学生个性化的发展。而“人-——机”交互式教学,计算机可利用学生各自的记忆及理解水平,及时地判别各个学生的可接受程度,随后据此向不同学生传递不同的教学内容和方式,最大限度地实现因材施教的教学模式。整个交互式学习过程可用以下流程图来表示:
通过以上一系列的反馈学习,不同程度的学生在计算机的因势利导下,使他们在掌握知识的同时潜移默化的学到了怎样学习的本领。
(2)利用计算机模拟课堂演示实验。
利用计算机强大的动画功能及有关外设可以解决许多用常规手段难以表达或可见度低的实验,如有关波的实验(波的独立性、波的干涉和衍射等)、透镜成像(成像原理、演示物体靠近或远离透镜时,像的动态变化等);也可以通过计算机放大微观世界,采用“放慢镜头”模拟外部环境变化等手法来演示分子动理论、物体与物体的相互作用(如碰撞过程、物体微小形变)、气体状态变化等一些实验。这些画面清晰、直观并且可以瞬间定格、重复播放,既减少了教师的劳动强度又使学生理解快、记忆扎实。
2、利用计算机进行实验教学
(1)学生实验中的应用
学生通过实验操作,不但可以达到理论联系的效果,而且可以通过实验培养动手能力、思考能力及想象创造能力。但传统的实验效果却跟上述目的相差甚远,这在很大程度上是由于大多数学生按部就班地做实验,不能充分调动思维造成的;而利用计算机进行学生实验的模拟教学,可以帮助学生手脑并用,发挥其想象创造能力。比如高一学生实验“测定匀变速直线运动的加速度”,就可以用模拟型教学,学生通过计算机,在机器的要求下边思考边选择实验仪器,组建模拟装置,自己设定钩码的质量,观测不同条件下的模拟结果,选择数据处理等。通过这种教学,不仅引导和培养了学生动脑的习惯,而且给学生提供了拓宽思维的环境。
(2)课堂验证性实验中的应用
验证性实验不但能直观地验证各种规律,避免纸上谈兵,且可使学生进一步深化所学知识,培养学生养成用实验手段探索自然规律的习惯,提高学习能力。如高中机械能守恒定律教学中引用气垫导轨,定量证明守恒定律,但美中不足的是教师需花一定的时间与精力来写加速度、速度这些中间值的演过程。如果用计算机来进行数据处理,可使教师抛开演算过程,快速得实验结果,使课堂更加紧凑。
3、利用计算机辅导教学
在计算机中可以开展以学生为主体,以发展学生个性为目的的教学方式。如果学校的计算机是以网络形式存在的,则可在小范围内开展对某一课题进行讨论式教学,即教师预先确定讨论题目,随后让学生上网自己寻找感兴趣的或自己不懂的内容,再邀请其他同学一起讨论,最终得到答案。当中,教师可以参与其中,发现问题,及时指导。这种方法为学生主动学习,培养独立分析解决问题及集体合作精神打下了基础。
三、目前计算机辅助物理教学中存在的问题及对策
1、存在的问题
(1)认识上的偏差
目前,大多数学校只有教计算机的教师懂计算机,其他任课教师对计算机知之甚少。究其原因,除了经济因素,一是领导认识有问题,对计算机发展将引起的教学手段和方法的改变缺乏了解和认识,导致决策的失误;二是部分物理教师对计算机存在恐惧感,认为计算机太复杂,学起来太麻烦。或者忙于日常教学,各类文化进修,突击性工作等,无暇顾及对计算机知识的学习,导致一些物理教师不努力探索;三是用于物理教学的课件制作相对繁琐,部分课件使用不能得心应手,使一部分教师心存烦感。由此,CAI在目前的中学物理教学中还没有得到应有的重视和普及。
(2)、公开课现形,随堂课匿迹
虽然目前相当一部分学校的计算机软、硬件配置已达到了较高的水平,但在一部分地区和学校存在着这样的现象:相当一部分物理教师仅仅是在公开课或评优课时,为了达到“使用先进教学设备”的要求,才临时请人帮助自己做上课时使用的教学软件或一点有关计算机的基本操作。由于物理教师对计算机辅助教学了解甚少,操作又不熟练,课件的设计、制作还需求人帮助,因而使用计算机辅助物理课堂教学不仅没有解放教师,反而成了教师一种负担,使得教师对使用计算机辅助教学敬而远之。
(3)没有体现出计算机辅助教学的优势
运用计算机技术可以对文本、图形、图象、动画、视频、声音等多种媒体信息进行综合处理与控制,实现人机交互操作,它可以将文、图、声、像融为一体,运用多种现代化手段对信息进行加工处理,极大地增强人们对抽象事物与过程的理解与感受,使人们在短时间内获得大量知识和信息。但是在实际的物理课堂教学中,许多教师只是用它来放一段录像,或放一段音乐,或出现一些文字内容,充其量只充当一回录像机或录音机或投影机,其质量和效果远远比不上单独的录像机、录音机和投影机。因此,虽然计算机具有多种媒体功能,但不能取代其他媒体,只把它当作单一的媒体使用,则是资源的极大浪费,而且达不到最佳效果。
(4)用计算机教学取代教师教学
计算机教学只是辅助教师教学的一个工具。把它引入物理课堂教学后,虽然教师一部分作用将由它的一部分功能代替,比如:将单凭教师的讲述改为多媒体的演示:将部分师生的语言问答改为人机交流等等。恰当合理地运用计算机确实能给物理课堂教学带来质的飞跃。但物理教学中教师的主导作用是任何机器所无法替代的,这不仅是因为教什么、学什么取决于教师,还因为怎样教、怎样学也取决于教师,即使有最先进的现代化教学工具,使用不当也不会收到好的效果。因此如何用好计算机关键在教师。另外,任何时候都是为了教学而使用工具,而不应是为了使用工具而教学,教学中是否使用计算机应取决于教学目的和组织教学的需要。计算机辅助物理教学的过程中,教师的主导作用、学生的主体作用、媒体的中介作用不可混淆,计算机只能作为一种新的、功能更先进的媒体与其它传统媒体优化组合,用于解决教学中的重点、难点,尤其是难点。
(5)大部分物理教师计算机技能滞后
大部分物理教师都能认识到计算机辅助教学的优越性,也有运用计算机的积极性,但由于对计算机的性能不掌握,操作不规范,出现很多失误,甚至造成干扰。另外,由于运用计算机辅助物理课堂教学,必须要有相应的教学课件。目前现成的课件多由实际教学经验计算机专业人员制成,与中学物理教学的实际需要存在着或大或小的差距,使得教学效果大打折扣。教师本身由于受计算机水平的限制,自制课件又不那么理想,势必影响课堂教学效果。
2、解决的对策
(1)更新观念,提高认识
计算机是一种现代化的、具有多媒体功能的先进技术,教育要快速发展,必须把最先进的信息技术作为教育的工具,计算机应用于教育,使教育技术信息化,将是教育改革的重大突破口。未来社会发展对人才素质的高要求,迫使我们必须采用先进的教育思想、方法和技术,实现高效率、高质量的教育和教学。只要我们对计算机辅助教学有正确的认识,充分发挥其优势,教育改革和前进的速度就能大辐度提高。
(2)加强技术培训,建立高素质的物理教师队伍
计算机辅助教学是一门新的教学技术,它不但要求教师要懂得计算机的使用,而且要求教师自己会设计和制作教学软件,这就向教师提出了更高的要求。这项工作除要求教师自学之外,最发组织教师集中进行培训,这样既节省时间又提高学习效果。进行科学化和规范化的培训,对于教师将来的深造和发展是大有裨益的。学校应当给教师创造良好的学习条件,有关部门也要加强指导,为提高物理教师的计算机教学水平做点工作。
(3)通过教研提高物理教师的业务能力
教学研究活动的开展是加强计算机为素质教育服务的基本形式,是理论联系实际的重途径,是提高教师业务能力的有效方法。
物理规律反映了各物理概念之间的相互制约关系,反映在一定条件下一定物理过程的必然性。它是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽.所以,物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节,是物理教学的核心之一。怎样才能搞好规律教学呢?现结合本人多年的物理教学经历,浅谈以下几点看法:
一、创设发现问题、探索规律的物理环境
教师带领学生学习物理规律,首先需要引导学生在物理世界中发现问题。因此,在教学的开始阶段,要应给学生创设一个便于发现问题的物理环境。在中学阶段,主要是通过观察、实验发现问题,也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题,有时也可以从对学生已有知识的分析展开中发现问题。另一方面,创设的物理环境要有利于引导学生探索规律。例如使学生获得探索物理规律必要的感性知识和数据;提供进一步思考问题的线索和依据;为研究问题提供必要的知识准备等等。创设的物理环境还应有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.
二、带领学生探索物理规律
在学生有一定的需要和积极的准备状态下,教师要利用各种适宜的方法,如实验探索、理论推导等,向学生阐明概念和规律的形成过程,建立新旧知识的链接。如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系,得出在质量一定的条件下加速度与外力成正比、在外力一定的条件下加速度与质量成反比的结论。在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量的关系,归纳出牛顿第二定律。这样学生对该规律的建立就有了一个清晰的过程,才能较深刻地理解物理规律、领悟其物理含义。
另一方面,向学生呈现物理规律内容时不但要准确,而且对一些关键字词应加以突出,给予适当的说明,以引导学生足够的注意和正确理解,并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较,建立类比联系,加深对物理规律的理解。
三.要使学生深刻理解规律的物理意义
在规律的教学中,要引导学生深刻理解其物理意义,防止死记硬背。物理规律的表达形式主要有两种:一种是文字语言,另一种是数学语言,即公式。对物理规律的文字表述,必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行,切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”,“灌”给学生,然后再逐字逐句解释和说明。只有这样,学生才能真正理解它的含义。例如,牛顿第一定律“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时,要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”,还要理解“或”这个字的含义。“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态,有时保持静止状态,而是指如果物体原来是运动的,它就保持匀速直线运动状态;如果原来是静止的,它就保持静止状态。
对于用数学语言即公式表达的物理规律,应使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系,而不能从纯数学的角度加以理解。如,对电场中同一点而言,不能说场强E与电场力F成正比,与电量q成反比,因为场强E由电场和电场中该点的位置决定。
四要使学生明确物理规律的适用条件和范围
物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的,只能在一定的范围内使用.超越这个范围,物理规律则不成立,有时甚至会得出错误结论.这一点往往易被学生忽视,他们一遇到具体问题,就乱套乱用物理规律,得出错误结论.因此,在物理规律教学中,要使学生明确物理规律的适用条件和范围,正确地运用规律来研究和解决问题。例如动量守恒定律,它的成立条件是,所研究的系统不受外力或者所受外力的合力为零,这属基准条件。如果系统受到外力F外或合力F合不为零,其动量是不守恒的,但可能有两种情形:其一,系统中物体相互作用的内力F内远大于F外(或F合),该系统的动量可看作是守恒的,其条件属近似条件;其二,选定直角坐标系后,将不在坐标轴上的外力各自沿x轴和y轴进行正交分解,若沿某一坐标轴(如x轴)的各个外力(含分力)的合力为零,则系统在该轴方向上的动量守恒,其条件属分动量守恒条件。动量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律之一,它适用于两个物体或多个物体组成的系统;它不但能解决低速运动问题,而且能解决高速运动问题;不但适用于宏观物体,而且适用于电子、质子、中子等微观粒子。此外,无论是什么性质的相互作用,动量守恒定律都是适用的。
第五,加强应用物理规律解决实际问题的训练和指导
物理规律来源于物理现象,反过来应用于实际问题,学习物理规律的目的就在于能够运用物理规律解决实际问题,同时,通过运用,还能检验学生对物理规律的掌握情况,加深对物理规律的理解。在规律教学中,一方面要选择恰当的物理问题,有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地进行训练,使学生结合对实际问题的讨论,深化、活化对物理规律的理解,逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法;另一方面,要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律,经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象,通过训练,使学生逐步学会逻辑地说理和表达.对于运用物理规律分析和解决实际问题,要逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法,使学生学会正确地运用数学解决物理问题
最后指出,由于物理规律的复杂性,必须注意规律教学的阶段性,使学生对规律的认识要有一个由浅入深,逐步深化、提高的过程。只有这样,才能有效地指导学生掌握物理规律,培养学生的思维能力。
参考文献
二、浮力的大小与“阿基米德原理”
其实物理知识本身就是具有关联性的,教师应合理运用科学教学方法来进行课堂教学。在学生对浮力的产生与计算公式产生兴趣之后,他们自然而然就会产生出探究心理,而教师正可以利用这种心理进行下一阶段的教学,浮力的大小这一章节,由于涉及的细节多,有条件时,教师可以利用实验探究教学模式,来对学生进行教学。在这个章节的教学中,可以利用烧杯、铅块、石头、木头、弹簧秤等来做实验。在讲述阿基米德原理时,在装满水的烧杯中投入物体,投入物体后烧杯中的水会溢出。学生观察到物体完全没入装满水的烧杯,烧杯里的水会溢出一部分的现象时,告诉学生阿基米德原理的数学的表达式为F浮=G排,并引用生活中的常见例子,比如,一个30克的小石头全部浸没在酒里可以排开30克的酒,浸没在水里则排开30克水。来加深学生的理解。此时学生会产生疑问,如果物体只有一半浸入水里怎么算浮力?教师可以引导学生将溢出的水收集起来,并通过弹簧秤称量得出数据,学生最后会发现,物体浮力的大小与ρ液、V排有关,并且成正比。此时教师可以继续对他们进行引导,并推演出F浮=G排=m排g=ρ液V排g。并要求学生对该堂课进行总结。学生的探究心理获得了满足,他们会很愿意和教师分享自己的成果。并告诉教师,浮力与液体密度、物体排开的液体体积有关。运用探究式教学模式,学生在学习物理时更容易受到启发,通过自己的探索获得知识。他们在往后的学习中也会对物理产生更浓厚的兴趣,对培养他们的自主性有很大好处。
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高中物理教学论文怎样学好物理
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捷克教育家夸美纽斯认为:“教育者的艺术表现在使学生能够透彻地、迅速地、愉快地学习知识技能。”教学的技巧和艺术就要使学生渴望获得知识和不断追求真理,并带有强烈的情绪色彩去探索、认识客观世界,所以教学过程必须遵循这一真理,要精心设计教学程序,以启迪学生的心灵,点燃其思维的火花,来激发学生的情感、兴趣和意志,使学生的认识活动成为一种乐趣,成为精神上的需要。物理教学艺术的表现,首先在于能激发学生强烈的求知欲望。
1.设计物理情景,激发学生学习兴起。
即使是刚学物理的学生,头脑中对物理知识的了解总有些“前科学概念”其中包含了理解和误解。如在教“光的折射”现象时,介绍一个实验情景:实验装置是一个玻璃槽中装水,水中插上一个塑料泡沫片,在塑料泡沫片上粘贴一条用塑料纸剪成的鱼,让几个学生各用一根钢丝猛刺水中的鱼,由于学生总认为眼睛所看到的鱼的位置那么准确界定一样,在这样错误的前科学概念的影响下,自然出现在日常生活实践中对一些自然现象凭自己的经验或直觉形成错误的判断。教师把泡沫片从水中提起来,发现三根钢丝都落在鱼的上方,接着说:要知道这个道理,就得学习“光的折射”现象。这样的引入,将光学原理融入日常生活中来,可操作性,创设的简易实验把学生带人一个渔民叉鱼的情景中去,符合初中学生对新鲜事物好奇好动的特点,因而能很快地集中学生的注意力,这就为接下来用实验研究光的折射结论创造了良好的认知起点。只有通过教师精心设计物理情景,才能使教学内容变美、变活,深入到学生的心灵之中,实现物理教学的情感转移,学生将对物理学和物理教师的情感转化为学习的动力,这样才能产生出艺术的效果。
2.指导学生“实验探索”,体会学习的乐趣。
教科书中呈现的知识,通常是科学家们早已发现,已形成定论的知识,固然学生在学习时并不是去寻求人类尚未知晓的事物或联系,但它不会消极被动地接受教育者所灌输的一切,把自己充当接受知识的容器,而会以自己的认识基础、心理状态为依据,有选择地吸收外部输入的各种信息,教学艺术的“基调”就在于找准学生心理状态的“固有频率”,使教学信息收发达到同步,激起学生情感的“共鸣”。同时,物理知识的传授,它应是一个学生自己思考,亲自获得知识的探索过程,从这一意义上看,学习活动不仅是由认知和情感共同参与的过程,也是一个知识“再发现”或“重新发现”的过程。“实验探索”可以深化学习兴趣,这一过程,教师应处于主导地位,精心备课,设计好合理的教学程序,引导学生去探索知识,学生应处在探索知识的主体地位上,教师应让学生动眼、动手、动脑、动口积极主动、生动活泼地学习。要克服传统教学中教师讲的过多,统的过死的弊端,使学生完全置身于物理的环境中学习物理。如“密度”教学时,就可以指导学生“实验探索”,教师对教材可作创造性的处理,而不必完全形式化的依据教材展开和进行。密度是初中力学中非常重要的概念,也是个教学难点。本节课可以用实验――探索贯穿全课。首先教师提出问题,教师拿出两块大小不同涂上颜色的金属块,问学生能否很有把握的判定它们是否属于同种物质?当学生感到困难时,教师指出:鉴别物质可以根据物质的特性来鉴别,只凭气味、颜色、软硬等这些物质的明显特性来鉴别是不够的,我们还必须探索物质的一种更隐蔽的特性,这种特性可以从物质的质量和体积的关系中发现。要求学生分组讨论,设计出研究几种物质的质量与体积关系的实验方案。教师可根据学生的实际水平,进行诱导启发:每一种物质的质量与体积能够改变(如分别取几块大小不同的铁、铝等固体,几杯体积不同的水、酒精等液体),分别测出每一种物质几组对应的质量和体积,再来研究质量和体积之间的关系。接着让学生分组设计实验,开展全班讨论,确定出最佳实验方案,让学生自选器材,分组实验,得出数据,引导学生分析数据,对于同种物质体积越大,质量越大,让学生猜想,它们之间可能存在什么关系,估计学生会说:质量与体积成正比。教师指出:质量与体积究竟是不是成正比关系,必须通过数据处理才能下结论。当学生发现同种物质质量与体积比值是一个恒量(成正比),不同种物质其比值不同,便可找出物质隐蔽着的重要特性m/v,其大小是由物质种类所决定的,反映了物质种类的一种特性,物理学上把物质具有这种特性叫做密度,这样紧紧围绕密度这个概念,创设情景置疑,让学生大胆猜想,并设计实验验证猜想,教师善于启发诱导,丝丝人扣,让学生动手实验主动探究,发现物理规律,当实验探索发现伴随着学生的学习过程时,学习将会充满乐趣,将会产生强大的学习动力。
二、展示物理科学美
罗丹有一句名言:“生活中并不缺少美,而是缺少美的发现。问物理教学同样如此,但物理本身并不是美学,要想使物理教程从枯燥的铅字变成闪烁美的光彩的科学诗篇,关键在于我们教师平常教学中是否认真发掘物理科学美,是否去展示其美学特征,是否去创设美的意境,让学生潜移默化受到物理科学美的陶冶,这就是教学的艺术。
1.展示物理学美学特征。 物理学的研究对象大到天体,小到共振粒子,从实体到另一形态的场、光等都是物质的。物质又是运动的,如机械运动、分子热运动、光波传播,实际上是不同形态的物质的不同运动形式,它们的运动是有规律的,自然界是合理的,简单的、有序的,因此,科学家们在探索真理的过程中,往往以科学美作为追求的目标,通过他们的努力而形成的物理理论,在内容上、形式上是那么自然、简单、和谐,都放射出美的光辉。教师平时教学中应向学生展示物理知识的美的一面,激发学生爱美天性。例如:物理内容的简单美,表现在物理概念、规律的表达上,科学、准确、简洁。热是众多物理学家争论了一个多世纪的问题,却以“大量分子的无规则运动”十个字做了结论;物理学的对称美,给人一种圆满。匀称的美感,运动与静止,匀速与变速,引力和斥力,反射和折射,“磁生电”和“电生磁”,平面镜成化电荷的正负。磁场的两极等揭示了自然界物质存在、构成、运动及其运动规律的对称性而产生的美感。物理学理论内部相互间的自洽而展现和谐美,自由落体、竖直上抛、下抛以及各种直线的匀加速与匀减速运动都可以统一于运动学的速度和位移两个公式中,牛顿力学公式,可以把地上的物体与天上的星体统一起来。由此可见,教学中只要我们善于发掘,物理学的“简洁美”、“对称美”、“和谐美”等美学特征在中学物理中便有许多例证。我们要让物理学美的素材震撼学生的心田。
2.培养学生的审美能力在教学艺术活动中,教师的教学能否产生艺术效果,有赖于教材、教师的精心备课和表演水平,还要看学生是否具有一定的艺术情趣,而影响学生艺术情趣其中一条因素就是审美能力,所以教师在展示科学美的同时,要着重培养学生对科学美的审美能力。物理科学美的体验不关是视觉或听觉的,更多的是靠学生的心智去体验,由学生的体验产生的美的感受而产生的愉悦程度与学生的审美能力有关。所以,教师平常教学中,要引导学生积极主动地去探索自然界的奥秘,使他们在探索中领会许多事物的本质与联系,感受到知难而进,解疑释惑,获得新知识的愉快,从而培养学生的审美能力。
三、促进学生发展
当前,世界面临着激烈的经济竞争和人才竞争,我们的教育目标应立足于培养学生适应科学技术的发展和未来的生存能力。物理教学必须根据物理学科的特点为完成教育培养目标作出贡献,应致力于促进学生的全面发展,培养学生不断获取新知识的能力和创造力。在教学过程中应如何促进学生的发展?这体现着教师的艺术水平。
1.促进学生积极思维。
长期以来,由于受到片面追求升学率的影响,使学校教育失之偏颇,引向应试教育的误区,由此形成了一整套应试机制和模式,只注意到教学要依赖于学生发展的一个方面,忽视了教育要促进学生的全面发展,采取传统的注入式教学方法,使教学处于教师“给”与学生“收”的单调局面,学生在学习物理中处于被动随从的地位,这对促进学生的发展毫无神益,要想促进学生的发展,培养学生的能力,发展其智力,首先必须使学生的大脑积极主动地思维起来,我们在教学中要善于设计一些让学生”跳一跳能吃到果子”的问题,让学生思维,可以通过设计实验情景,故事借景,习题情景,漫画情景等激发学生思维。如在教“压强”应用时,可出示一张漫画,题目是“三毛应该怎么办”,画的是三毛陷入沼泽地里,正在下沉,情况万分危急、周围又无人帮助,请你为三毛出主意,设计这样紧扣学生心弦的情景问题,把学生带入物理情景中,利用学生善良的天性调动其思维的积极性,大家都主动地为三毛出主意,达到促进学生积极思维的目的,同时也促进了学生的发展,培养了学生运用知识解决问题的能力。
二、类比导入,水到渠成
类比是物理教学中最普遍的方法之一,在物理教学中具有重要意义.在物理学中,教师要善于引导学生开展对比,从而发现知识的异同,尤其是物理概念,我们要教给学生运用类比推理的方法,在类比中实现思维的过渡,在类比中加深对新概念的理解.例如,在引出电势能的时候,教师与学生熟悉的重力势能类比;在教学电场概念的时候,与磁场概念进行类比;将电流与水流类比,帮助学生建立电流的概念;将抽象的电压与学生直观感觉到的水压进行类比.在这样的类比中,实现了新旧知识的迁移,从而帮助学生借助已有知识建立新概念,既水到渠成,又容易理解。
三、设疑促思,深化概念
“小疑则小进,大疑则大进”.在物理概念教学中,教师要善于设疑,给学生制造悬念,从而引起学生积极的思维活动,从而对物理概念形成持久深刻的印象.如,在教学全反射的概念时,我将一束光线从水中斜射到空气中,逐渐增大入射角,学生观察到当入射角增大到一定程度时,折射光线消失了,而反射光线的强度变强了.此时,教师抓住这一现象,提问:为什么会出现这一的现象?学生仔细思考后,都试图通过一句准确的语言阐述这一现象,教师在学生分析探讨的基础上,引导学生分析得出全反射的概念,从而使学生掌握了全反射的概念,理解了全反射的本质.
四、原有知识,丰富拓展
物理学科的知识具有严密的系统性,知识之间相辅相成.同样,物理概念的建立也大多需要借助学生已有的认知结构中原有的相关概念.通过新旧概念之间的联系,巧妙得出新概念,理解新概念.在进行概念教学时,教师要充分发挥学生已有旧知识的作用,帮助他们建立对新概念的认识,这实际上是物理教学中经常运用的方法.如在教学能量概念时,可以事先借助初中阶段学过的对能量的粗浅认识:一个物体具有对外界做功的本领,我们就说这个物体具有能量.在此基础上,和学生讨论如何定量确定能量是怎样变化的,从而得出可以用做功的多少来衡量能量的变化,从而再借助列举事例,讨论分析得出能量的准确概念.
五、物理学史,引发兴趣
兴趣是最好的老师,学生一旦形成了对知识浓厚的兴趣,他们便会自觉主动地锁定注意,全身心地参与课堂去探究新知.物理学是一门神奇而又充满趣味的学科,其探索的对象是丰富多彩的自然万物的运动和变化.而在探索宇宙万物的过程中,有许多能引发学生昂扬激情的趣闻轶事,在教学中,呈现给学生,不仅可以激活学生的学习兴趣,更可培养他们面对困难,永不放弃的信心与勇气.在教学中,教师要善于结合一些有趣的物理现象,去吸引学生的注意力.
六、丰富外延,曲径通幽
物理概念是用最精炼的语言对物理本质的高度概括,而越是高度概括的概念,学生理解起来难度越大、越不容易接受.在教学中,教师可以借助对概念外延的拓展入手,从而巧妙引导学生来理解认识概念.如力的概念,本身抽象空乏,我们在教学中,可以先从人对物体,然后物体对物体之间的推、压、拉、提等作用,借助这些外延,引导学生拓展,从而总结提炼出力的概念,学生有了这样的外延基础,理解起来比较容易.