数值计算方法在高中物理教学中的应用——以“简谐运动”为例

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数值计算方法是一种科学研究方法,将数值计算方法引入教学过程,使学生经历探究过程,加深对力和运动关系的理解,激发学习热情,提高学习的主动性,促使能力提升.
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教学活动中常用的“浮力产生原因”演示实验教具是使学生直接观察橡皮膜的形变程度来揭示浮力产生的原因,但存在设计不足、演示现象不显著等问题.笔者自制“浮力产生原因”演示仪,将橡皮膜的形变程度转换为U形管压强计两侧液柱高度差,从而更显著地揭示浮力产生的原因.
初中综合能力题是初中物理考试中一种成熟的题型.笔者以STEAM视角评析广东省初中学业水平考试物理综合试题,发现综合能力题能够对学生整合真实情境能力、关注项目设计能力、过程经历能力和科学研究能力等方面进行考查;能在考查学生的同时培养学生能力,符合STEAM教育理念,体现初中物理学科的考试要求;本文通过STEAM视角,窥探基于STEAM教育理念的物理综合能力题特点及功能,为初中物理教学中开展STEAM教育提出指导意见.
“摩擦力”概念学习是一个逐渐建构的过程.从感受摩擦到概括共性再到探究方向、大小的过程中,摩擦力概念模型逐渐完善.本文通过对“摩擦力”一课的评析,讨论在建构摩擦力概念过程中,如何培养学生观察、建模、概括、推理、辨析、猜想、设计、操作、论证、迁移、表达等关键能力.
本文对小孔成像实验进行改进,以期解决学生观察实验现象困难问题.笔者利用红、绿、蓝三色LED灯泡(220V 12W)模拟三色“点光源”,在实验中连续改变孔形和孔径,动态演示三色“点光源”从不成像到成像的动态过程.实验经改进后,可视性、操作性更强.通过实验现象的动态变化发现,孔径“大”时各“点光源”形成的光斑重叠,无法成像;孔径“小”时各“点光源”形成的光斑不明显重叠,成倒立、清晰实像.
基于对文献和教材的分析,本文梳理在覆杯实验过程中存在的诸多问题,从理论和实践的角度出发,对覆杯实验的若干问题进行深度研究,提出深度教学的几点建议.
物理实验对于初学物理的初中生来说起到至关重要的作用,实验效果如何、成功与否直接影响学生学习物理的兴趣,故而实验优化是初中物理的重中之重.本文结合人教版初中物理“平面镜成像规律”教学实例,分析教材实验设置的缺陷,同时介绍改进实验装置,说明改进实验在培养学生创新思维和探究乐趣中的作用.寄希望于在核心素养背景下,为学生科学探究能力的培养提供最佳路径.
“关于科学的知识”是PISA2006的一个重要概念,是科学素养的重要组成.物理教学中要认识“关于科学的知识”的概念,认识“关于科学的知识”的特征,厘清“关于科学的知识”与科学能力之间的关系.要重视培养学生的科学解释能力、基于数据的推理论证能力、物理量的定义能力和科学规则的理解能力;要重视培养学生的模型建构能力和模型解释能力.
项目化学习要引导学生在真实情境中发现问题、解决问题,在解决问题过程中发现新问题,以此点燃学生的学习热情,引导学生体验并深入探究学科知识的外延世界,激发学生对学科及其外延的内在兴趣.项目化学习可以使学生始终处于“发现—探索—成功—再发现—再探索—再成功”的积极状态中.本文就如何以项目化学习为载体,引导学生在“领会—探究”的过程中调动已有知识再学习的复习策略进行初探,期能抛砖引玉.
发展学生的核心素养是当前教育改革的目标,由于受应试教育等因素的影响,核心素养的培育存在片面性.物理是一门以实验为基础的学科,实验在发展学生的核心素养方面起着举足轻重的作用.因此,教师立足实验教学,创新实验方法,丰富实验活动,是培育和提升学生的核心素养的有效措施,这对扎实开展实验教学意义重大.
本文以学生在区期末调研测试中所反馈的一道高失分率考题为例,笔者分析学生思维过程存在的问题,依据《义务教育物理课程标准(2011年版)》的要求,运用思维外显策略培养学生的分析与论证能力,以期促进学生形成科学、严谨的思维品质.