物理知識的教學(2 / 3)

對於物理現象的可見度問題,應采取適當的辦法使現象清晰可見。如學習彈力後,學生總是對任何物體在任何小的外力作用下都要發生形

變這一結論深表懷疑。的確,許多脆硬的材料不易發生形變,這就要求我們利用各種可能的手段將現象加以放大。為此可用如圖28所示的裝置來演示玻璃瓶在手的壓力作用下的形變,以及細玻璃管中水柱的高度變化,顯示出玻璃瓶體的形變。這個實驗利用好了是非常能夠吸引學生的,可在施加壓力前先問學生:用手擠壓瓶子,玻璃管中的水柱會動嗎?沿AB和CD方向擠壓時,玻璃管中的水柱高度變化情況一樣嗎?通過這樣實驗現象的展示,即可以使學生對任何物體在任何小外力作用下都要發生形變這一結論深信不移,又可使學生在自己的判斷與實驗事實發生矛盾時而興趣盎然,同時也讓學生學到了一種微小量的放大方法。

另外,所展示的物理現象與內容之間要有極為顯型的聯係,不能隻顧現象的生動、奇特,而使學生看後不知要幹什麼。如在講慣性時,有的教師為了獲得“精彩”的教學效果,進行了下述實驗:如圖29所示,在平麵小車上立起一木塊,拉動小車後木塊隨小車一起運動,當小車遇到障礙物突然停止運動時,木塊翻倒。這個實驗中的“木塊翻倒”並不能說明物體將保持原來的運動狀態,翻倒本身就是運動狀態的改變。因此不如像圖30那樣將木塊平放在小車上,當小車突然停止時,木塊從車上“衝出”,這種現象與教學內容也就一致起來了。

總之,教學中所展示的物理現象要有明確的目的性、直觀性,突出主要矛盾,便於學生在頭腦中建立學習新知識所必需的物理表象。

(2)科學性原則

為了讓學生在頭腦中建立正確的表象,就要求我們在教學中展示的物理現象與所要說明的問題具有因果關係。由於許多物理現象的發生、發展是由多種複雜因素共同決定的,我們在進行分析時雖可以隻強調主要矛盾,避開次要因素,但決不能將主次倒置,否則也就失去了現象的科學性,這對學生的進一步學習是極為不利的。如在講摩擦生熱時,引用打氣筒連續打氣後筒壁發熱的現象就是不科學的。這個現象中的筒壁發熱誠然有摩擦生熱的成分存在,但更主要的是壓縮活塞時對筒內的氣體做功所造成的。試想若主要因素是摩擦生熱,則氣筒壁的上、下應該幾乎一樣發熱,但實際情況是氣筒的底部比上部熱得多。

另外,由於物理現象的複雜性,教學中要注意不要將話說得太絕對,應留有一定的餘地。這既不影響學生的進一步學習,也有利於培養學生辯證唯物主義世界觀的形成。

(3)針對性原則

物理教學中重視現象教學,也並不是多多宜善,而應認真分析教學內容、分析學生的實際,切準學生認知過程之脈搏,有針對性地進行現象教學。現象教學的目的是為了幫助學生在頭腦中建立起學習新知識所必需的表象,形成思維的支柱。因此應針對學生可能出現的認知障礙上下功夫,切實通過現象的展現使學生在頭腦中建立起正確的物理表象、澄清模糊認識、奠定科學的認知基礎。

進行現象教學時,切忌針對性不強,使學生看了現象之後不知所措,感到一片茫然。如在講物體的浮沉條件時,可在同一種液體中放入不同密度的物體,觀察其浮沉情況;也可將同一物體放入不同密度的液體中,觀察其浮沉情況。使學生通過大量的感性認識,結合阿基米德原理從理論上分析出物體的浮沉條件。有的教師為了吸引學生,采用了這樣一個實驗:在一隻裝有水的“可樂”瓶中,倒置一個小玻璃瓶,將玻璃瓶底調至浮於水麵附近,然後將“可樂”瓶密封,如圖31所示。用手捏一下瓶,則小瓶下沉;手鬆開後小瓶又自動浮起。這個實驗看似很精彩,但對學生在學習物體浮沉條件時所需要的基本感性認識方麵卻沒有貢獻,相反這個實驗現象的產生條件甚為複雜,學完這些知識後也並不是所有的學生都能說清其中的道理。因此,這樣的現象在教學中就屬於針對性不強,也就不利於後續知識的教學。

總之,物理現象的教學既要切準學生的認知困難,又要直觀、生動,同時還要注意清晰地揭露問題的本質。隻有這樣才能真正起到物理現象在學生學習物理知識、掌握物理學思維方法等方麵的作用,才能使我們的教學工作收到事半功倍的效果。

(二)進行物理現象教學的途徑和方法

(1)充分重視物理實驗

物理教學離不開物理實驗,這一方麵是由於物理學本身是一門以實驗為基礎的科學,另一方麵是由於學生物理知識的學習過程要借助生動、形象的實驗現象,這是被長期物理教學實踐所證實的。因此我們在教學中絕不能隻為了應付各種考試而擠掉實驗,要將物理實驗的演示和操作提高到和知識教學同等重要的地位上來,要從學生學習知識、掌握方法的高度來認識物理實驗。課上的演示實驗一方麵向學生展示了在日常生活中不易觀察到的物理現象,為學生的學習創設必要的物理情景;另一方麵也是將複雜的物理現象進行的科學的簡化,提高了觀察信息的信噪比,從而便於學生在觀察中抓住問題的本質。如光電效應的實驗結論,是在學生頭腦中一片空白的情況下進行學習的,如若不進行演示實驗,為學生提供基本的感性認識素材,那麼學生也就隻能死記硬背結論,時間一長出現記憶差錯也就不足為怪了。

再如初中學生在連接電路實物圖時之所以總出錯,其中很重要的原因之一就是實際的電路元件與圖形符號間的聯係在頭腦中尚未建立起穩固的連接通道,這正是需要通過不斷的感知操作在頭腦中建立起抽象與具體之間的密切聯係。又如透鏡的成像規律雖然課上講了,演示實驗也做了,但學生總還是記不住或記混。這是由於如此抽象的規律隻靠簡單的講和演示,是很難在學生頭腦中形成較全麵、穩定的表象圖景的。隻有通過實際的動手操作,感知各種成像情況的具體條件,並結合它們在實際中的應用,方能在學生頭腦中留下較深的印痕。

可見,物理實驗在現象教學中有著十分突出的地位,因此我們一定要重視每一個演示實驗和學生實驗,同時還應結合具體教學內容和學生的實際設計一些補充實驗或課外小實驗,以豐富學生對物理現象的感知內容。

(2)充分發揮觀察想象的作用

對物理現象的教學不能隻狹隘地理解為對真實實驗現象的教學,很多在中學階段不能做實驗的教學內容,學生在學習時同樣需要具體表象的支撐。這就需要我們打開思路,挖掘各種有利於學生形成表象的“間接”物理現象。

①摸擬物理現象:對於有些物理現象的觀察,由於受到時空的限製,使得真實的物理現象觀察起來很不方便。如對於波的形成過程,學生在生活中雖然看到過水波的情景,但由於它處於動態,既使是再實際進行演示也很難細致觀察波的形成過程。這時我們可以用“波動演示箱”進行摸擬,通過人為的控製摸擬介質中各個質點依次的振動情況及振動這種運動形式向前傳播的過程。由於延長了觀察時間、縮小了觀察限度,從而使學生對波的傳播“現象”觀察得更為細致、深入,清晰的傳播過程也就隨之印入了學生的腦海。又如滑動變阻器的正確使用一直是教學難點,學生總分不清應將滑動變阻器的哪兩個接線柱接入電路。針對這個問題,我們可以設計如圖32所示的可動投影片,當滑動頭動時,接入電路中的電阻絲的顏色也隨之改變,從而幫助學生認識電阻變化的原因,了解接入電路中的電阻情況。