例谈物理概念的形成

来源 :中学物理·初中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yhmlivefor49
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  物理概念是客观的物理现象和物理过程的本质属性在人们头脑中的反映,是物理思维的有力工具.物理思维有很多方式,但最重要的还是物理概念.深刻的物理概念可以大大的节约思维成本,帮住学生快速而准确的理解物理现象和规律.但笔者在物理教学过程中发现,要让学生形成深刻的物理概念并非易事.物理概念的形成不能单靠简单的记忆来获得,它是一种对物理现象和过程的慨括,是一种复杂的、真正的思维活动,在这个过程中需要注意、记忆、抽象、比较、区分等一系列功能的参与.
  学生通过教师的授课在第一次掌握与一定意义相联系的物理概念时,概念的发展其实并没有结束,而且仅仅是开始,随着学习的深入,学生便可以从简单类型的慨括转向越来越高级的慨括,最终形成真正的概念来完成这个过程.
  本文以2013年版江苏教育出版社九年级物理上,第十一章《简单机械和功》第一节《杠杆》为例,谈谈这节课中物理概念的形成.
  仔细分析这节课对知识点的要求是:
  (1)知道什么是杠杆.
  (2)理解力臂的概念,会画杠杆的力臂.
  (3)理解杠杆的平衡条件,能通过实验探究总结杠杆的平衡条件,会用杠杆的平衡条件解题.
  (4)了解杠杆的应用,能对杠杆进行分类,并了解分类的原则.
  这4条中,除了第1条是杠杆的概念外,其它的都是杠杆的特点和运用.教学其实围绕着杠杆的特点和运用在进行.只有理解了杠杆的特点,才能真正掌握杠杆的概念.
  学情分析 杠杆是生活中常见的简单机械,学生每天都在接触剪刀、指甲剪、夹子、瓶起子等工具,但他们仅仅只是会使用,不知道这些工具的名称统称为杠杆,也没有深入了解过这些工具的特点.
  明确了学习要求和学生的学情分析,下面开始授课:
  书上一开始就让学生开展活动(如图1所示):用各种各样的工具,老虎钳、羊角锤、螺丝刀拔钉子,让学生议一议,哪种方法最方便.然后让学生说出这些工具的共同点,抽象出杠杆的定义:在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆.
  笔者感觉这个活动效果不好:学生很容易被这些工具本身的功能所吸引,而不会去思考这些工具的特点.教材的设计意 图是通过这些工具的共同点抽象出杠杆的定义,可是这样的意图根本实现不了.这些工具外形各异,其中老虎钳还是由两个杠杆组成的,在初学时,学生更容易被这些工具的功能和外形所迷惑,很难抽象出它们的共同点.即使教师勉强给出了杠杆的概念学生也很难理解.
  可以换种方式,用讲故事的方式来引入新课:
  中国和埃及都是文明古国,中国的长城和埃及的金字塔都是闻名于世的古代建筑,人们赞叹这些雄伟建筑的同时,也产生疑问,建造这些建筑的石块有的重达几十吨,这么重的石块,在当时没有起重机和大吊车这些现代化工具的条件下,是怎么搭建上去的呢?
  这样的提问可以激发学生的探究兴趣.
  然后直接告诉学生,这是利用简单的棍棒——“杠杆”创造的奇迹.(如图2所示)
  这里把“杠杆”这个名词直接给予学生,让学生知道“杠杆”是可以来搬运大石块的,是可以创造奇迹的.学生第一次接触“杠杆”这个名词,这个名词对于学生来说,只是一种简单的概括,随着后面学习的深入,学生对杠杆的理解会越来越深刻,现在直接给予学生“杠杆”这个名词,让“杠杆”这个名词成为后面学习杠杆特点的工具.
  教学的第二步,为了了解杠杆作用,首先要熟悉与杠杆有关的名词:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂.这五个名词的教学,书上是以螺丝刀撬图钉为例,直接给出这5个与杠杆有关名词的定义.
  维果茨基认为,“教学经验和理论研究告诉我们,直接教授概念实际上是不可能的,在教学上是无效的.试图走这条路的老师一般是除了使学生掌握空洞的词语、空洞的语言表达外什么也达不到……,在这种情况下学生掌握的不是概念,而是词语,多数是用记忆取得,而不是用思考掌握的,最终要有理解的使用所掌握的知识时便常常无所适从.”
  概念或词义的发展过程,要求发展一系列的功能,其中有随意注意、逻辑记忆、抽象、比较和区别,而所有这些复杂的心理过程是不能单靠记忆获得的,不能简单的记诵、掌握.
  学生在以往的经验中没有“力臂、动力、阻力”这些名词的知识背景,让学生如何理解“从支点到动力作用线的距离就是动力臂”、“从支点到阻力作用线的距离就是阻力臂”这些力臂的概念?学生无法从以往的经验存储中提取有用的信息和当前感知的信息发生有意义的建构,所以即使把这些名词概念背下来也是死记硬背,很容易遗忘.
  为了改善这种情况,这一步的教学流程可以稍加改变.可以先上杠杆的平衡条件的实验课,通过这节实验课来填充学生缺失的经验.
  具体做法是:
  首先,可以先出示学生们小时候都玩过的跷跷板(如图3所示),问:大人和小孩玩跷跷板如何能玩得起来使跷跷板保持平衡?
  学生根据生活经验都会说让大人往跷跷板前面移动,离中点近一点,小孩往后移动,离跷跷板中点远一点.学生有实际的经验,这样的问题都能回答.
  然后,出示实验室里的跷跷板——杠杆(如图4所示),让学生实验:在两端挂上不同重量的钩码,模拟玩跷跷板的大人和小孩,移动钩码的位置,使杠杆能够在水平位置保持平衡.
  这样的教学设计,学生肯定兴趣盎然,一番动手探索后,学生都可以成功地使杠杆平衡.
  在此基础上,教师再提问:你觉得影响跷跷板——杠杆平衡的因素是什么?学生在实验的基础上,可以回答出影响杠杆平衡的因素:一是钩码的重量;二是钩码到中点的距离.教学进行到这一步,就可以名正言顺地给这两个关键因素命名,两端钩码的重量分别叫做:动力和阻力.钩码到支点的距离就命名为:力臂,当然还需要强调力臂的正确画法,是从支点到动力或阻力作用线的距离.
  这样的实验教学,符合学生的认知规律,调动了学生的有随意注意、逻辑记忆、抽象、比较和区别等一系列心理功能,可以建构起有意义的动力、阻力和动力臂、阻力臂的概念,为下面了解杠杆教学打下良好的基础.   学生在这个实验中,第一次接触力臂的概念,学习要求是理解力臂,会画出力臂.学生第一次接触,对于力臂的理解也比较简单,也只会画有限的几种力臂,随着以后画力臂的变式练习,才能逐渐理解加深.
  在这个实验中学生也能总结出杠杆的平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即:F1L1=F2L2,当然这个结论虽然是学生自己总结的,但也只是和实验情境有联系的一个简单的概括,通过后续不断的计算练习,理解才能加深.
  教学的第三步是杠杆的分类教学,书上是直接通过杠杆原理(F1L1=F2L2 )分析:由于动力臂大于阻力臂,因此动力小于阻力,这类杠杆称为省力杠杆;如果动力臂小于阻力臂,若杠杆平衡,动力就必须小于阻力,这类杠杆就是费力杠杆;还有一类杠杆其动力臂等于阻力臂,这类杠杆就是等臂杠杆.
  然后,给出一系列的常用杠杆,如:天平、独轮车、扫把、筷子、船桨等,让学生来分类,这样教授杠杆的分类比较生硬,不符合学生认知的规律,学生的掌握情况不好.维果茨基认为:为了使概念的形成得以进行,必须呈现一个不能解决的问题,除非通过形成新的概念,否则这个问题无法解决.
  维果茨基这个表述对于概念教学的启发非常大,杠杆分类的教学可以这样来改进:先出示这样两张图片(如图5所示),提问:为什么利用撬棒可以撬起你搬不动的大石块?为什么羊角锤可以很容易拔起钉子?
  这样的提问可以激发学生思考.这些工具学生在日常生活中都用过,但在使用的过程中,一般不会想到老师提的问题.然后教师引导学生在图上画出学过的杠杆的5个名词:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂(如图6所示).发现这类杠杆的共同特点是动力臂大于阻力臂.再从杠杆原理(F1L1=F2L2 )分析,因为动力臂大于阻力臂,所以动力小于阻力,所以这类杠杆就称为省力杠杆.
  同样的道理,如果动力臂小于阻力臂,那么动力大于阻力,这样的杠杆称为费力杠杆.对于费力杠杆教师同样可以提问:费力杠杆既然费力,为什么人们还要用它?激发学生思考费力杠杆还有什么特点,人们为什么要使用它?
  在这里可以以船桨和钓鱼竿为例(如图7所示),让学生回忆他们的使用特点,必要时,教师可以现场模拟演示,引导学生发现:费力杠杆虽然费力,但节省移动距离,手的一端只要移动很少的距离,另一端可以移动很大的距离,从而得到费力杠杆虽然费力,但有节省距离的好处.
  等臂杠杆比较简单,可以让学生自己去分析它的特点.
  这样讲完杠杆的分类后,最后再给出一系列不同的杠杆,让学生进行分类.
  这样的教学,符合学生的认知规律,调动了学生的注意、记忆、抽象、比较和区别等一系列心理功能,可以建构起有意义的省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的分类.而且可以进一步加深对前面力臂、杠杆的平衡条件的理解.
  授课至此,新课已经结束,但学生真的对杠杆的概念理解了吗?短短两节课的时间,学生是不可能真正完全理解杠杆的概念.出一个在陌生情境中利用杠杆知识来解的题目,很多学生可能还是不会做.学生掌握的只是笔者课上讲过的例题、情境相联系的杠杆概念,这是一种简单的杠杆概念.随着以后杠杆变式练习的增多,学生便可以从简单的概括转向越来越高级的复杂的慨括,最终以形成真正的杠杆概念来完成这个过程.当然,也有部分学生可能对于杠杆概念只能达到复合思维的程度,达不到真正的概念程度.
其他文献
很多学生在进入高中阶段后,对物理学习总是一筹莫展,经常觉得自己已经很努力了,却仍然学不好.实际上,对于这样的同学,他(她)们经常发现,同样的努力方式在其他学科(例如英语等语言学科)却能收到较为显著的效果.物理学习中的思维到底有何特点呢?该学科有没有需要同学或教师引起特别关注的不同于其他学科的学习方法(或者说思维方式)?  为了能够更好的说明问题,我们不妨用类比的方法加以探讨.在此尤其比较一下以英语
本文先通过装有水的塑料袋和蒙有橡皮膜去掉瓶底的矿泉水瓶两种简单易见的器材让学生体验到液体对容器底、容器壁、液体内部都存在压强.然后介绍怎样用透明胶片、医用输液管、钩码、红墨水、自制刻度尺、塑料袋、透明胶、铁丝等生活常见的材料自制“土压强计”.最后引导学生用“土压强计”分组参与实验操作和探究液体内部压强的规律,从而使学生科学素养不断提升.  以前在讲《液体的压强》时,由于实验室器材有限,笔者只是使用
改革是一个推陈出新,格物鼎新的过程.物理实验教学改革需要新的血液来延续生命,它要求调动一切可以调动的积极的因素.一直以来,许多教育工作者从事物理实验教学改革的研究.物理是一门以实验为基础的科学.对于刚刚接触这门课程的学生,它是一门相对复杂难懂的课程.新课标下,教育领域发生了很大的变化,高中物理实验也面临着教学改革的命运.可是,改革还是要以启发学生为重点,培养学生处理实际问题为目的.本文就新课程标准
从事物理教学工作者,一直以来都非常重视如何提升信息技术在于物理教学过程中的可行性运用,同时也非常重视提升信息技术运用于物理教学课程的效果.而在此课程中涉及的两个问题,一个是如何提高老师的教学质量和效率.另一个是,如何提升学生的兴趣爱好.对于一些经济发达的地区,学校可以通过投入大量的资金,来完成信息技术环境,改善上述问题.而对于一些经济落后的地方,怎样利用较小的投入来完善信息技术设备,这是值得大家从
1 说教材  1.1 教材分析  《磁场对通电导线的作用力》是北师大版九年级第十四章《磁现象》的第五节.本节课是在学习了磁场的基本性质与电流的磁场的基础上,进一步认识磁场对通电导线的作用现象,作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,用左手定则判断力的方向以及这种现象在生活中的应用.教材通过实验现象让学生发现和总结物理规律,再把所学知识应用到生活中,体现了物理知识与生活的密切联系,既让学生学到了知
2014年全国高考理综试卷Ⅰ第19题为天体运动问题,学生普遍难以下手,下面我们对这一题做一研究.  题19 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”.据报道,2014年各行星冲日时间分别是:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日.已知
义务教育物理课程内容由“科学探究”和“科学内容”两部分组成,科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式.课程标准将科学探究列入“课程内容”,旨在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程,主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神.教师只有正确理解课程标准的理念,领悟教材的编写思想,才能在课堂行为中不囿于教材给定的材料,
职教类会计专业会计模拟实习教学具有越来越重要的现实地位,笔者认为,校内会计模拟实习教学是解决学生理论联系实际的主要载体,也是加速培养会计人才的有效途径,它为学生毕业
力的合成与分解满足平行四边形定则,这一点学生很容易理解和接受,但对于合成和分解中的动态变化问题,学生自行分析有一定的难度,往往是分析不全面,亦或是动态变化过程无法在头脑中“动”起来.在教学过程中,笔者发现用“图解法”分析能有效突破学生思维的瓶颈,方便学生理解.因此,笔者感到对这一类问题用“图解法”进行分析总结很有必要.对于力的分解中的动态变化问题各类资料已分析的很全面了,故这里只分析力的合成的情况
针对新课改和素质教育对初中物理课程理论和实际相结合的新要求,对初中物理教学的方法模式进行了一些新的创新和改革,提出了在初中物理教学中,应用课堂讨论的新模式.顾名思义,课堂讨论模式是指在物理教学课程中,学生在物理教师的指导下,先对教材中的物理知识疏通预习,挖掘问题,最终解决这些物理问题.在学生课堂讨论过程中,让学生自己主动的发现问题,能充分调动起学生对物理教学活动的积极性和主动性,对学生学好物理非常