论文部分内容阅读
高中物理新课程标准注重学生的全面发展,注重提高全体学生的科学素养,要求从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度全面培养学生,为学生终生发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础.在高中物理教学中加强学生的自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考.通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神.
为体现新课程标准的理念,在物理概念和规律的教学中不仅要重视知识的教学,还应突出概念和规律的形成过程和方法的教学,在教学过程中要充分调动和发挥学生的积极性和主动性,加强自主学习,加强科学探究.
1在概念教学中,注重概念形成过程和方法的教学
物理概念是从物理现象和事实中抽象出来的,是用来表征物质的属性和描述物质运动状态的.任何物理概念都建立在客观事实基础上,在建立物理概念的过程中,应尽可能从具体事物、事例、或演示实验出发,使学生对物理现象获得清晰的印象,然后通过分析,抓住现象的本质,使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识,从而形成物理概念.在物理概念的教学中,让学生参与形成概念的过程,掌握形成概念的方法,体验学习物理的乐趣,激发学习物理的热情.逐步形成热爱科学献身科学的优良品质.
例如,在“质点”的教学中,首先形象地描述“雄鹰、足球、汽车”等的运动,指出:描述运动时考虑的形状和大小是有很大的困难和麻烦的,从而引发学生大胆猜想:如果物体都是没有形状和大小的“点”,描述运动就简单了.然后提出这样一个问题:在现实的某些情况下,我们是否可以将物体看作“点”呢?让学生讨论,“地球绕太阳公转”、“火车从南京开往北京的时间”中的“地球”与“火车”能否被视为“点”,因此得到“质点”的概念.接下来让学生进一步地讨论“地球自转”、“火车通过一座桥的时间”中“地球”与“火车”能否被视为“质点”,引导学生总结出物体能被看作质点的条件.这样就加深了学生对质点概念的理解,更重要的是通过这一过程使学生体验了形成概念的过程,鼓励了学生在合理的情况下大胆猜想,学会了在研究问题时抓住主要因素,忽略次要因素,构建理想化的物理模型.
2在物理规律的教学中,加强科学探究的教学
物理规律(包括定律、定理、原理和定则等)是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映.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.物理规律的教学是高中物理教学的核心,是落实新课程标准育人目标的重要环节,是体现新课程标准理念的关键.在物理规律的教学中,加强学生探究规律过程的教学,在科学探究的过程中,让学生掌握科学探究的方法,体验科学探究的乐趣,提高科学探究的能力,培养探索精神,提高科学素养.
例如,在牛顿第二定律的教学中,让学生根据已学的知识,总结出物体的加速度与物体的质量和所受外力有关,引导学生设计实验验证加速度跟力和质量的关系,探索加速度跟力和质量的关系,总结出牛顿第二定律.
(1)实验设计
①设计实验装置:引导学生根据实验目的,从实验对象(沿气垫导轨运动的滑块),实验源(提供拉力的重物),实验效果显示器(光电门及电脑计时器)三个方面设计实验装置.
②设计测量方法:在实验中需要测量滑块的质量、它所受的拉力及它的加速度.
滑块及配重片的质量用天平测量(课前测好).
滑块所受拉力可看作等于所悬挂重物(小桶及砝码)的重力(悬挂的重物的质量远小于滑块的质量).
滑块的加速度是测量的关键和难点,也是在教学中引导学生设计实验的重点.首先,使学生明确,我们不能直接测出加速度,而应测出相关的物理量求出加速度.在实验中,滑块运动的位移s和时间t容易测量,再由s=12at2求出加速度.这就要求在实验中应测量滑块从静开始做匀加速运动的位移s和相应的时间t.
③设计研究方法:引导学生回顾初中学习欧姆定律时研究电流跟电压和电阻的关系时采用的方法,明确研究多个物理量间的关系时,需采用控制变量法.在本实验中,采用控制变量法,分别研究加速度跟力的关系和加速度跟质量的关系.
把向学生介绍实验装置和实验方法,改为在教师的引导下,由师生共同根据实验目的设计实验装置和实验方法,使学生变被动接受为主动设计,变旁观者为主人,学生对实验装置更清楚了,对实验方法更理解了,对实验过程更明确了.这种设计充分调动了学生的积极性,发挥了学生的主体作用,培养了学生的创新能力.
(2)实验探索
①保持滑块质量不变,通过改变悬挂重物的重力来改变滑块所受的拉力,测出在不同拉力作用下滑块的加速度,利用多例如图所示为2009年6月10日中央电视台《我爱发明》中展示的磁悬浮捕鼠器,美丽的小房子中间是一个较重的塑料盒,平时这个塑料盒是选浮在半空中的,当有老鼠经过下方时,通过红外线感知后使得盒子落下罩住老鼠.
(1)塑料盒和房子内各有一个磁铁,平时利用两个磁极是(填“同名”或“异名”)磁极而吸引到一起.
(2)当有老鼠通过时,电路遥感接通,安装在盒子内的电磁铁通电,使盒子落下,则电磁铁下方的磁极与盒子上磁铁上方的磁极是(填“同名”或“异名”)磁极.请在图中标出电磁铁的绕法.
(3)小明为了简化结构,设计方案时只使用电磁铁和一个永磁体,平时利用电磁铁把盒子吸住,利用干电池供电,老鼠通过时断开开关落下.请对此方案进行评估.
解析磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,房子把盒子吸引悬在半空中,此时是相互吸引,说明房子内磁体的下端与盒子上端是异名磁极,电磁铁通电后使盒子下落,原来的吸引力来自永磁体不改变,此时电磁铁必须施加向下的排斥力使得盒子落下罩住老鼠,因此必须是同名磁极,从图中看出两个磁极都必须是N极,根据右手安培定则确定绕线方向.如果电磁铁始终通电,干电池的电能会消耗完毕,使得电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,盒子会自动落下,出现错误动作,同时电磁铁长时间通电发热.
答案(1)异名(2)同名电磁铁绕线如图3所示(3)电池使用时间过长后,电能消耗完毕产生错误动作
媒体投影演示建立a-F坐标系,根据测量的数据描点连线的作图方法,由图象得出:m一定时,a∝F.
②保持拉力不变,改变滑块的质量,测出相应的加速度.利用多媒体投影建立a-m坐标系,根据测量数据描点连线,得到一条曲线,由该曲线引导学生提出猜想:加速度跟质量可能是反比关系.进一步启发学生,为验证猜想,需画出a-1/m图象,再让学生根据上述方法建立a-1/m坐标系,描点、连线,得出一条过原点的直线,从而证明了猜想a∝1/m是正确的,找到了加速度跟质量的定量关系.
利用图象分析实验数据总结物理规律的方法,学生才刚刚接触,是本节课教学的难点之一.所以,教学中教师应通过多媒体投影,结合画a-F图象,给学生讲清如何建立坐标系、选标度、描点、连线,那么,学生根据这种方法,就可画出a-1/m图象,找出加速度跟质量的关系.
(3)概括规律
引导学生综合上述两个实验结论,总结出牛顿第二定律的内容及表达式,并通过讨论比例系数k的取值,定义力的单位“牛顿”.进一步结合实验说明加速度跟力的方向关系,强调牛顿第二定律的矢量性.
我们知道,每个概念规律和理论都是人类知识的结晶,具有科学的价值,同时又无不铭刻着人类思维发展的烙印,具有思想文化的价值.如果我们在进行物理概念、规律教学的同时,能把浓缩在其中的思维历程再现,让学生沿着前人思维活动的足迹短暂而迅速的走一遍,从中体验和学习科学思维的方法,那就等于教给学生一把打开思维宝库的金钥匙,从而把物理概念、规律的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.在教学中强调的是发现知识的过程,强调的是独立解决问题的能力和主动探究的精神,强调的是学生的主动发展.因此,设计教学过程时,要注重调动学生的积极性和主动性,力求从探究的角度去安排教学内容,将知识本身的严谨性逻辑性同发现知识的各种可能性有机的结合起来,使教学包含探索的因素.
为体现新课程标准的理念,在物理概念和规律的教学中不仅要重视知识的教学,还应突出概念和规律的形成过程和方法的教学,在教学过程中要充分调动和发挥学生的积极性和主动性,加强自主学习,加强科学探究.
1在概念教学中,注重概念形成过程和方法的教学
物理概念是从物理现象和事实中抽象出来的,是用来表征物质的属性和描述物质运动状态的.任何物理概念都建立在客观事实基础上,在建立物理概念的过程中,应尽可能从具体事物、事例、或演示实验出发,使学生对物理现象获得清晰的印象,然后通过分析,抓住现象的本质,使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识,从而形成物理概念.在物理概念的教学中,让学生参与形成概念的过程,掌握形成概念的方法,体验学习物理的乐趣,激发学习物理的热情.逐步形成热爱科学献身科学的优良品质.
例如,在“质点”的教学中,首先形象地描述“雄鹰、足球、汽车”等的运动,指出:描述运动时考虑的形状和大小是有很大的困难和麻烦的,从而引发学生大胆猜想:如果物体都是没有形状和大小的“点”,描述运动就简单了.然后提出这样一个问题:在现实的某些情况下,我们是否可以将物体看作“点”呢?让学生讨论,“地球绕太阳公转”、“火车从南京开往北京的时间”中的“地球”与“火车”能否被视为“点”,因此得到“质点”的概念.接下来让学生进一步地讨论“地球自转”、“火车通过一座桥的时间”中“地球”与“火车”能否被视为“质点”,引导学生总结出物体能被看作质点的条件.这样就加深了学生对质点概念的理解,更重要的是通过这一过程使学生体验了形成概念的过程,鼓励了学生在合理的情况下大胆猜想,学会了在研究问题时抓住主要因素,忽略次要因素,构建理想化的物理模型.
2在物理规律的教学中,加强科学探究的教学
物理规律(包括定律、定理、原理和定则等)是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映.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.物理规律的教学是高中物理教学的核心,是落实新课程标准育人目标的重要环节,是体现新课程标准理念的关键.在物理规律的教学中,加强学生探究规律过程的教学,在科学探究的过程中,让学生掌握科学探究的方法,体验科学探究的乐趣,提高科学探究的能力,培养探索精神,提高科学素养.
例如,在牛顿第二定律的教学中,让学生根据已学的知识,总结出物体的加速度与物体的质量和所受外力有关,引导学生设计实验验证加速度跟力和质量的关系,探索加速度跟力和质量的关系,总结出牛顿第二定律.
(1)实验设计
①设计实验装置:引导学生根据实验目的,从实验对象(沿气垫导轨运动的滑块),实验源(提供拉力的重物),实验效果显示器(光电门及电脑计时器)三个方面设计实验装置.
②设计测量方法:在实验中需要测量滑块的质量、它所受的拉力及它的加速度.
滑块及配重片的质量用天平测量(课前测好).
滑块所受拉力可看作等于所悬挂重物(小桶及砝码)的重力(悬挂的重物的质量远小于滑块的质量).
滑块的加速度是测量的关键和难点,也是在教学中引导学生设计实验的重点.首先,使学生明确,我们不能直接测出加速度,而应测出相关的物理量求出加速度.在实验中,滑块运动的位移s和时间t容易测量,再由s=12at2求出加速度.这就要求在实验中应测量滑块从静开始做匀加速运动的位移s和相应的时间t.
③设计研究方法:引导学生回顾初中学习欧姆定律时研究电流跟电压和电阻的关系时采用的方法,明确研究多个物理量间的关系时,需采用控制变量法.在本实验中,采用控制变量法,分别研究加速度跟力的关系和加速度跟质量的关系.
把向学生介绍实验装置和实验方法,改为在教师的引导下,由师生共同根据实验目的设计实验装置和实验方法,使学生变被动接受为主动设计,变旁观者为主人,学生对实验装置更清楚了,对实验方法更理解了,对实验过程更明确了.这种设计充分调动了学生的积极性,发挥了学生的主体作用,培养了学生的创新能力.
(2)实验探索
①保持滑块质量不变,通过改变悬挂重物的重力来改变滑块所受的拉力,测出在不同拉力作用下滑块的加速度,利用多例如图所示为2009年6月10日中央电视台《我爱发明》中展示的磁悬浮捕鼠器,美丽的小房子中间是一个较重的塑料盒,平时这个塑料盒是选浮在半空中的,当有老鼠经过下方时,通过红外线感知后使得盒子落下罩住老鼠.
(1)塑料盒和房子内各有一个磁铁,平时利用两个磁极是(填“同名”或“异名”)磁极而吸引到一起.
(2)当有老鼠通过时,电路遥感接通,安装在盒子内的电磁铁通电,使盒子落下,则电磁铁下方的磁极与盒子上磁铁上方的磁极是(填“同名”或“异名”)磁极.请在图中标出电磁铁的绕法.
(3)小明为了简化结构,设计方案时只使用电磁铁和一个永磁体,平时利用电磁铁把盒子吸住,利用干电池供电,老鼠通过时断开开关落下.请对此方案进行评估.
解析磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,房子把盒子吸引悬在半空中,此时是相互吸引,说明房子内磁体的下端与盒子上端是异名磁极,电磁铁通电后使盒子下落,原来的吸引力来自永磁体不改变,此时电磁铁必须施加向下的排斥力使得盒子落下罩住老鼠,因此必须是同名磁极,从图中看出两个磁极都必须是N极,根据右手安培定则确定绕线方向.如果电磁铁始终通电,干电池的电能会消耗完毕,使得电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,盒子会自动落下,出现错误动作,同时电磁铁长时间通电发热.
答案(1)异名(2)同名电磁铁绕线如图3所示(3)电池使用时间过长后,电能消耗完毕产生错误动作
媒体投影演示建立a-F坐标系,根据测量的数据描点连线的作图方法,由图象得出:m一定时,a∝F.
②保持拉力不变,改变滑块的质量,测出相应的加速度.利用多媒体投影建立a-m坐标系,根据测量数据描点连线,得到一条曲线,由该曲线引导学生提出猜想:加速度跟质量可能是反比关系.进一步启发学生,为验证猜想,需画出a-1/m图象,再让学生根据上述方法建立a-1/m坐标系,描点、连线,得出一条过原点的直线,从而证明了猜想a∝1/m是正确的,找到了加速度跟质量的定量关系.
利用图象分析实验数据总结物理规律的方法,学生才刚刚接触,是本节课教学的难点之一.所以,教学中教师应通过多媒体投影,结合画a-F图象,给学生讲清如何建立坐标系、选标度、描点、连线,那么,学生根据这种方法,就可画出a-1/m图象,找出加速度跟质量的关系.
(3)概括规律
引导学生综合上述两个实验结论,总结出牛顿第二定律的内容及表达式,并通过讨论比例系数k的取值,定义力的单位“牛顿”.进一步结合实验说明加速度跟力的方向关系,强调牛顿第二定律的矢量性.
我们知道,每个概念规律和理论都是人类知识的结晶,具有科学的价值,同时又无不铭刻着人类思维发展的烙印,具有思想文化的价值.如果我们在进行物理概念、规律教学的同时,能把浓缩在其中的思维历程再现,让学生沿着前人思维活动的足迹短暂而迅速的走一遍,从中体验和学习科学思维的方法,那就等于教给学生一把打开思维宝库的金钥匙,从而把物理概念、规律的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.在教学中强调的是发现知识的过程,强调的是独立解决问题的能力和主动探究的精神,强调的是学生的主动发展.因此,设计教学过程时,要注重调动学生的积极性和主动性,力求从探究的角度去安排教学内容,将知识本身的严谨性逻辑性同发现知识的各种可能性有机的结合起来,使教学包含探索的因素.