五、抽象思維能力不強
在物理規律的研究和運用中,有時要進行嚴格的邏輯推理和科學的想象等抽象思維活動(包括形式邏輯思維和辨證邏輯思維);在運用物理規律解決某些問題時,要想取得正確而全麵的解答,學生要具有較高的水平的思維品質.然而,中學生在心理發展上正處在思維發展轉折期,由經驗型的具體形象思維向理論型的抽象邏輯思維發展.對於不同年級的學生和不同的學生個體,這個發展在遲早快慢上有差異.對於不同的學生個體,各種思維品質在發展程度和水平上,也有不少差異.有些學生由於沒有形成邏輯思維的習慣,抽象思維能力不強,思維品質發展遲緩,這就使他們在學習和運用物理規律時,遇到了較大的困難.學生在學習物理之前,已經接觸到大量生活中的物理現象,這很容易養成一種從經驗出發、想當然地看問題的習慣.他們往往用事物的現象代替本質,用外部聯係代替內在聯係,在解釋物理現象時,往往“就事論事”,不習慣於運用物理概念和規律進行邏輯分析、說理和表述.
六、不會運用物理規律說明、解釋現象,分析解決實際問題
中學階段,學生在理解物理規律上,經過努力並不會感到很困難,但是運用起來常常束手無策.也就是說,學生在完成認識上的第二個“飛躍”上困難較大.形成的原因,除了知識上的欠缺、抽象思維能力不強和學生思維習慣、思維定勢的幹擾等因素以外,最主要的是學生還不了解和掌握物理學中運用知識去分析、處理、解決問題的思路和方法。
中學物理規律的教學
重點物理規律的教學過程,一般來說應當經曆一個在教師的引導下學生在與物理世界的相互作用中發現問題、探索規律、討論規律和運用規律的過程。所以,物理規律的教學過程一般包括以下四個有序的步驟:
一、創設便於發現問題、探索規律的物理環境
教師要帶領學生學習物理規律,首先需要引導學生在物理世界中發現問題。因此,在教學的開始階段,要創設好便於發現問題的物理環境。在中學階段,一是通過觀察、實驗發現問題,也可以從分析學生生活中熟知的典型事例中發現問題;二是從對學生已有知識的分析引伸和邏輯展開中發現問題。另一方麵,創設的物理環境要有利於引導學生探索規律.例如,使學生獲得探索物理規律必要的感性知識和數據;提供進一步思考問題的線索和依據;為研究問題提供必要的知識準備等等.創設的物理環境還應有助於激發學生的學習興趣和求知欲望.
二、帶領學生在物理環境中按照物理學的研究方法來探索物理規律
在這一過程中,教師應懷著對科學的熱愛,對探索的興趣,對學生的信任,情緒飽滿地引導學生去發現問題,思考問題,探索規律.在中學階段,主要是運用實驗歸納法和理論分析法,或者把兩者結合起來進行.具體的方法大致有以下幾種:
1.運用實驗總結物理規律.具體的做法有:
(1)由對日常經驗或實驗現象的分析歸納得出結論.如研究蒸發快慢的條件、電磁現象中的左、右手定則、力的平行四邊形法則、楞次定律等等.
(2)由大量實驗數據,經歸納和必要的數學處理,得到結論.如力矩的平衡條件、胡克定律、光的反射定律、氣體實驗定律等等.
(3)先從實驗現象或對實例的分析中得出定性的結論,再進一步通過實驗尋求嚴格的定量關係,得出定量結論.如研究液體內部的壓強、牛頓第三定律、光的折射定律等等.
(4)在通過實驗研究幾個物理量的關係時,先分別固定某些物理量,研究其中兩個物理量間的關係,然後加以綜合,得出幾個量的關係.如歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律的研究等等.
(5)限於實驗條件,先介紹前人通過實驗得出的結果,再通過對實驗結果的分析,得出結論.如對光電效應公式,以及近代物理中的一些規律的研究.
2.運用已有知識,通過理論推導,得出新的物理規律.具體做法大致有:
(1)先用實驗或實例做定性研究,再運用理論推導得出結論.如對電磁感應定律、動量守恒定律的研究等.
(2)在觀察實驗和日常經驗的基礎上,研究理想實驗,通過推理、想象,得出結論.如對牛頓第一定律的研究.
(3)運用已有知識和數學,進行演繹或歸納推理,得出結論.如動量定理、動能定理、氣態方程、萬有引力定律等等.
(4)運用物理量的定義式或函數圖象,導出表達物理規律的公式.
3.提出假說,檢驗和修正假說,得出結論.
對有些物理規律的研究,可以先引導學生在觀察實驗或分析推理的基礎上進行猜想,提出假說,然後再運用實驗或理論加以檢驗,修正假說,得出科學的結論.如阿基米德定律、楞次定律等教學可以采用這種方法.
無論是采用哪種方法,最後都要在探索的基礎上,得到物理規律的文字表述和數學表達(初中階段有些規律隻要求用文字表述).
三、引導學生對規律進行討論
一般往往要從以下三個方麵進行討論:
(1)討論規律(包括公式和圖象)的物理意義,包括對文字表述含義的推敲,對公式和圖象含義的明確;
(2)討論和明確規律的適用條件和範圍;
(3)討論這一規律與有關概念、規律、公式間的關係.
在討論的過程中,應當注意針對學生在理解和運用中容易出現的問題,以便使學生對這一物理規律獲得比較正確的理解.
四、引導和組織學生運用物理規律
在這一過程中,一方麵要用典型的問題通過教師的示範和師生共同討論,使學生結合對實際問題的討論,深化、活化對物理規律的理解,逐漸領會分析、處理和解決問題的思路和方法;另一方麵,更主要的是組織學生進行運用規律的練習.要引導和訓練學生善於聯係日常生活中的實際問題學習物理規律,經常用學過的規律科學地說明和解釋有關的現象,通過訓練,使學生逐步學會邏輯地說理和表達.對於運用物理規律分析和解決實際問題,要逐步訓練學生運用分析、解決問題的思路和方法,使學生學會正確地運用數學解決物理問題.還應當鼓勵學生運用學過的規律獨立地進行觀察和實驗,自己動手、動腦進行小設計和小製作,創造性地解決一些簡單的實際問題.要幫助和引導學生在練的基礎上,逐步總結出在解決問題中一些帶有規律性的思路和方法;逐步提高各種思維品質的水平.
最後應當指出:物理規律的教學要有階段性,有一個逐步深化、提高的過程.對同一個物理規律,初中、高中、大學有不同的層次,不同的要求.例如,對於力和運動的規律,初中隻要求有個定性的了解,高中要求用初等數學進行定量研究,大學則有更高的要求.對於高中的必修與選修階段,大綱上也規定了不同的要求.另一方麵,學生對某一規律的掌握,也需要由淺入深,一步步地通過一係列教學活動,最後達到教學大綱的要求.那種企圖通過一、二節課的教學,就要使學生對某些規律完全掌握的做法,往往既加重了學生的負擔,又不能取得良好的教學效果.
物理規律教學教案三則
一、二力的平衡
[教學目的]
1.通過實驗培養學生的觀察能力和思維能力.
2.掌握二力平衡的條件.
[重點與難點]
二力平衡的條件;對物體進行簡單的受力分析.
[教具]
小車,鉤碼3個,滑輪2個,彩色硬紙板1塊,法碼1盒,每個桌子上塑料板1塊,彈簧秤2個.
[教學過程]
(一)引入新課
上一節課學習了力的圖示,我們可以用一根帶箭頭的線段來表示力,把力的三要素都表示出來.現在請同學們拿出尺、鉛筆和紙,用力的圖示法畫出:用2牛頓的力提小車(教師示範).畫好後問:小車受到手的拉力外,還受什麼力?方向怎樣?由學生回答:小車還受到重力作用.教師在黑板上畫出重力方向.問:我們看到小車處於什麼狀態?要求同學用一句話來概括小車的受力情況和所處的運動狀態?指定同學回答後教師板書:小車在二力作用下,處於靜止狀態,這二個力就叫平衡力.今天我們這節課所要學習的內容就是二力平衡.寫出課題:二力的平衡.
一個物體在二力作用下象小車一樣處於靜止狀態的例子是很多的.例如:電線吊著電燈,手上托著一本書,停在馬路上的汽車都是受到二個力作用用而靜止不動.大家想一想.吊在電線下的電燈在哪二個力作用下靜止不動呢(學生回答後教師重複)?一個是重力,另一個是電線的拉力.托在手上的書又受到什麼力的作用而靜止呢?學生回答:一個是重力,另一個是手對書向上的托力.第三個例子,停在路上的汽車受到二個力作用,請同學把這二個力的名稱寫在剛才的紙上.接著請學生閱讀課本第44頁第一段中的黑體字.
(二)二力平衡的條件
一個物體在二個力作用下是否一定處於靜止狀態呢?吊在電線下的電燈,受到重力和拉力的作用而靜止.如果把電燈從它的平衡位置撥動一下,電燈不保持靜止狀態而是圍繞著平衡位置來回擺動.這說明二力的平衡是有條件的.下麵我們用實驗的方法來討論二力平衡的條件.
演示一:一塊正方形的彩色硬紙板,按圖9-7示意的方法把它豎直懸掛起來.我先用手按住紙板,然後放手.(1)請同學們分析我們看到紙板受到幾個力的作用.(2)通過觀察我們看到紙板是否處於靜止狀態.由學生回答:紙板受到二個力作用,紙板不靜止.教師小結,物體在同方向的二個力作用下,不能靜止.大家再仔細觀察下麵的實驗.
演示二:如圖9-8,在紙板兩邊各掛一個鉤碼,用手按住,當我把手放開後,我們又看到什麼現象?分析我們看到紙板受幾個力作用?這幾個力的方向怎樣?學生觀察後回答:紙板受到二個力作用,二力方向相反,看到紙板還是不靜止,發生了轉動.又問:紙板轉動的原因是什麼?引導學生回答:二力不在同一直線上.小結:物體受到不在一條直線上、方向相反的二個力作用,也不能處於靜止狀態.那麼怎樣做才能使紙板靜止呢?