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实施中学物理新课程教学,重要的途径就是要强化物理过程的教学,师生共同体验、分析物理情境、过程,顿悟物理现象的哲学规律,让学生更好地掌握物理知识,培养学生科学思维和分析、解决问题的能力,突出培养学生良好的质疑、创新能力。
一、 注重物理概念和规律的形成过程的教学
物理概念是物理知识结构的基础,物理规律反映物理概念之间的联系,概念和规律是人类对自然现象和规律的认识。物理概念和规律的教学是物理教学的核心。实践表明,学生理解、掌握概念和规律的前提是要认识物理概念和规律的来龙去脉。加强物理概念和规律形成过程的教学,利用物理实验和生活中物理现象为基础,身体力行,开展师生共同体验、分析、概括、抽象思维等活动。加强学生体验意识,培养学生对知识的顿悟能力,提高应用概念和规律分析和解决问题的能力,特别是提高其辨明是非及对事物现象的质疑、释疑能力。在探索物理概念和规律形成的过程中,锻炼创造性思维,开发等效、类比等高级物理科学思维方法。以上是非常重要的。
例:高中物理“磁场”和 “电磁感应”两章概念和规律颇多。教学过程若机械地只重视结论的教学,学生易机械地记住结论,而难于应用和迁移知识。教学中规律的形成可以先感性化再到抽象、概括发展。如通电直导线产生的磁场的磁感线,图示法有正视图;俯视图。
初学者普遍表示难于接受。我以讲台或学生课桌等效为通电导线,让学生绕其一周表示磁感线。有了感性认识后,学生便于掌握右手定律,进一步类比通电圆环,通电螺线管。这两章概念和规律多涉及空间几何问题,学生不易掌握,我在课堂中多采用身边实物来等效替代,帮助学生建立相关的直观形象情境。又例如在北半球地面上,有一条东西水平放置的长直导线,通以东向西的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是。学生易把物理模型画成二维平面图来分析而得不到正确结果。实际上让学生制作地球仪,不仅可以解决这一道题,还可开拓学生的思维视野:让学生回想:(1)飞机以相同功率从上海到洛杉矶往返过程,哪一过程时间花得少?(相对运动问题);(2)极地轨道卫星、同步轨道卫星应怎样围绕地球转动。
有了初步的磁场知识和磁场分布类型空间认识的体验和顿悟,为再进行深层次地学习新课“楞次定律——感应电流的方向”打下了良好的基础。我于本节课的教学之前,安排学生在进行 “研究电磁感应现象”分组实验的过程中,增加了探索感应电流方向的规律的课题。实验中引导学生观察与判断的问题有:(1)确定引起磁感应现象的磁场(以下简称原磁场)的方向。(2)探索电路中磁通量的增加或减少。(3)确定感应电流的磁场方向,寻找原磁场方向与其关系的规律。(4)思考:感应电流的磁场对原磁场的变化起什么作用?经过思考后在课堂上引导学生通过抽象的思维活动,概括和归纳:(1)感应电流磁场方向与磁通量变化的关系:磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,磁通量减少时,两者相同。(2)感应电流的磁场对原磁场变化的作用是“阻碍”了原磁通量的变化,而不是“阻止”。(3)从运动学角度看,导线(线圈)和原磁场发生相对运动时,感应电流磁场要“阻碍”两者的相对运动。(4)从能的转化和守恒的角度看,在发生电磁感应现象过程中,磁场方向与原磁场方向关系判定:磁场力做负功;其他形式能要转化为电能。最后定义楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
上述教学,利用周边实物情境、简易制作、分组实验背景,激发了学生学习物理的兴趣,真正将学生置于“主体”地位,积极参加探索物理概念和规律形成的过程体验。通过教师精心设计,调动了学生想学、会学,培养了学生发展可持续自我增长知识的能力,挖掘了其潜在能力,发挥了非智力因素,提高了教学效果。
二、 突出物理实验与物理现象演变过程的教学
学生对物理实验课是非常感兴趣的,一般情形下,有实验课的物理课,课堂气氛是好的。但有道是“外行看热闹,内行看门道”,学生对物理现象的观察多是重感性、轻理性、重结果、易忽视实验过程及物理现象变化的过程。若教师能因势利导,在物理实验过程中或物理情境中引导学生观察、分析物理现象的演变过程,发现各物理量的变化及变化的因果关系,并能据一些物理量的临界状态划分不同的物理过程,且与有关物理规律联系,培养学生质疑、分析、解决问题等多方面的能力,这才是重要的。
三、 重视科学研究和发现过程的教学
让学生了解人们最初是怎样形成物理概念,发现物理规律的,能够让他们看到这些知识的“来龙去脉”,既有助于学生接受知识,又能使他们受到辩证唯物主义和历史唯物主义的教育,并能从中学到一些物理学的研究方法,得到些启示,培养实践体验顿悟创新意识。
例:高中物理“磁场”和“电磁感应现象”两章不仅概念规律多,而其科学研究和发现过程也为典型之一。1820年奥斯特发现电流磁效应,把电和磁联系起来,这是建立电磁学的开始,特别值得指出的是:电流磁效应并不是奥斯特偶然发现的,他的关于电和磁相关联的思想由来已久,1803年他就曾说过:“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道其他现象的零散汇总,我们将把整个宇宙容纳在一个体系中,这是19世纪具有普遍性的‘自然力的统一’思想的反映。”电能生磁,磁能否生电呢?1821年法拉第就提出了这个思想。介绍法拉第生平:出身铁匠家庭,家境贫困,13岁开始在书店做童工,苦熬7年,20岁时,才当上一名正式的装订工。工作使他懂得“书籍就是知识的源泉”。他努力地自学,大量阅读文章。他喜欢听著名化学家戴维的报告。追求科学的热情,使他大胆地给戴维写信,把自己整理的报告笔记寄给他并请求戴维收他做助手。当一本本装订精美,有条有理的笔记呈现在戴维面前时,他为这个年轻人的决心感动了。1823年,在他22岁的时候,他如愿以偿当上了戴维的助手。34岁就晋升为英国皇家学院院长。靠自己的努力为人类作出巨大贡献的法拉第在他的多方面贡献中,最主要是电磁感应的发现。接着介绍法拉第当时的三个实验,历经十年,终于发现磁生电现象的过程。
至此,学生电磁感应现象分组实验可进行,让同学们体验法拉第实验过程,引导学生、归纳、概括产生感应电流的条件,并由此引导学生探索楞次定律。
又如另一类型典型例子:卢瑟福是原子核物理学的奠基人,他开创了对放射性的研究,是认识放射性元素的原子自发蜕变的第一人;是原子核式结构的发现者,他最先实现原子核人工的嬗变。
不仅如此,卢瑟福的人格高尚,学风民主,他善于发现和培养人才,尤其是鼓励年轻人超过自己。正是他培养出大批出类拔萃的人物(其中有13人先后获得诺贝尔奖)。
……
为了丰富这部分教学内容,需要常阅读课外读物,搜集一些有益的材料,包括物理学史、现代物理科技前沿等。使这部分教学内容更富有内涵意义,让学生还受到人生观、世界观等多方面的教育,从中吸收成功经验,得到人生启示。
四、 教学体会
近年来,我在物理教学中比较重视物理过程的教学,虽然在课堂的单位时间内使学生的习题训练量减少一些,但学生对物理知识的掌握和应用、解决问题的能力并没有降低,而且减少了复习课“冷饭重炒”的被动局面,使学生有更多的时间用于知识的巩固和提高,教学中我尽量身体力行把自己对知识的理解和认识以及反思讲授给学生,加强师生交流,倾听学生体验感悟,使物理课成为受学生欢迎的科目之一。以上是本人的一些看法,不足之处请同行指正。
(莆田第五中学)
一、 注重物理概念和规律的形成过程的教学
物理概念是物理知识结构的基础,物理规律反映物理概念之间的联系,概念和规律是人类对自然现象和规律的认识。物理概念和规律的教学是物理教学的核心。实践表明,学生理解、掌握概念和规律的前提是要认识物理概念和规律的来龙去脉。加强物理概念和规律形成过程的教学,利用物理实验和生活中物理现象为基础,身体力行,开展师生共同体验、分析、概括、抽象思维等活动。加强学生体验意识,培养学生对知识的顿悟能力,提高应用概念和规律分析和解决问题的能力,特别是提高其辨明是非及对事物现象的质疑、释疑能力。在探索物理概念和规律形成的过程中,锻炼创造性思维,开发等效、类比等高级物理科学思维方法。以上是非常重要的。
例:高中物理“磁场”和 “电磁感应”两章概念和规律颇多。教学过程若机械地只重视结论的教学,学生易机械地记住结论,而难于应用和迁移知识。教学中规律的形成可以先感性化再到抽象、概括发展。如通电直导线产生的磁场的磁感线,图示法有正视图;俯视图。
初学者普遍表示难于接受。我以讲台或学生课桌等效为通电导线,让学生绕其一周表示磁感线。有了感性认识后,学生便于掌握右手定律,进一步类比通电圆环,通电螺线管。这两章概念和规律多涉及空间几何问题,学生不易掌握,我在课堂中多采用身边实物来等效替代,帮助学生建立相关的直观形象情境。又例如在北半球地面上,有一条东西水平放置的长直导线,通以东向西的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是。学生易把物理模型画成二维平面图来分析而得不到正确结果。实际上让学生制作地球仪,不仅可以解决这一道题,还可开拓学生的思维视野:让学生回想:(1)飞机以相同功率从上海到洛杉矶往返过程,哪一过程时间花得少?(相对运动问题);(2)极地轨道卫星、同步轨道卫星应怎样围绕地球转动。
有了初步的磁场知识和磁场分布类型空间认识的体验和顿悟,为再进行深层次地学习新课“楞次定律——感应电流的方向”打下了良好的基础。我于本节课的教学之前,安排学生在进行 “研究电磁感应现象”分组实验的过程中,增加了探索感应电流方向的规律的课题。实验中引导学生观察与判断的问题有:(1)确定引起磁感应现象的磁场(以下简称原磁场)的方向。(2)探索电路中磁通量的增加或减少。(3)确定感应电流的磁场方向,寻找原磁场方向与其关系的规律。(4)思考:感应电流的磁场对原磁场的变化起什么作用?经过思考后在课堂上引导学生通过抽象的思维活动,概括和归纳:(1)感应电流磁场方向与磁通量变化的关系:磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,磁通量减少时,两者相同。(2)感应电流的磁场对原磁场变化的作用是“阻碍”了原磁通量的变化,而不是“阻止”。(3)从运动学角度看,导线(线圈)和原磁场发生相对运动时,感应电流磁场要“阻碍”两者的相对运动。(4)从能的转化和守恒的角度看,在发生电磁感应现象过程中,磁场方向与原磁场方向关系判定:磁场力做负功;其他形式能要转化为电能。最后定义楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
上述教学,利用周边实物情境、简易制作、分组实验背景,激发了学生学习物理的兴趣,真正将学生置于“主体”地位,积极参加探索物理概念和规律形成的过程体验。通过教师精心设计,调动了学生想学、会学,培养了学生发展可持续自我增长知识的能力,挖掘了其潜在能力,发挥了非智力因素,提高了教学效果。
二、 突出物理实验与物理现象演变过程的教学
学生对物理实验课是非常感兴趣的,一般情形下,有实验课的物理课,课堂气氛是好的。但有道是“外行看热闹,内行看门道”,学生对物理现象的观察多是重感性、轻理性、重结果、易忽视实验过程及物理现象变化的过程。若教师能因势利导,在物理实验过程中或物理情境中引导学生观察、分析物理现象的演变过程,发现各物理量的变化及变化的因果关系,并能据一些物理量的临界状态划分不同的物理过程,且与有关物理规律联系,培养学生质疑、分析、解决问题等多方面的能力,这才是重要的。
三、 重视科学研究和发现过程的教学
让学生了解人们最初是怎样形成物理概念,发现物理规律的,能够让他们看到这些知识的“来龙去脉”,既有助于学生接受知识,又能使他们受到辩证唯物主义和历史唯物主义的教育,并能从中学到一些物理学的研究方法,得到些启示,培养实践体验顿悟创新意识。
例:高中物理“磁场”和“电磁感应现象”两章不仅概念规律多,而其科学研究和发现过程也为典型之一。1820年奥斯特发现电流磁效应,把电和磁联系起来,这是建立电磁学的开始,特别值得指出的是:电流磁效应并不是奥斯特偶然发现的,他的关于电和磁相关联的思想由来已久,1803年他就曾说过:“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道其他现象的零散汇总,我们将把整个宇宙容纳在一个体系中,这是19世纪具有普遍性的‘自然力的统一’思想的反映。”电能生磁,磁能否生电呢?1821年法拉第就提出了这个思想。介绍法拉第生平:出身铁匠家庭,家境贫困,13岁开始在书店做童工,苦熬7年,20岁时,才当上一名正式的装订工。工作使他懂得“书籍就是知识的源泉”。他努力地自学,大量阅读文章。他喜欢听著名化学家戴维的报告。追求科学的热情,使他大胆地给戴维写信,把自己整理的报告笔记寄给他并请求戴维收他做助手。当一本本装订精美,有条有理的笔记呈现在戴维面前时,他为这个年轻人的决心感动了。1823年,在他22岁的时候,他如愿以偿当上了戴维的助手。34岁就晋升为英国皇家学院院长。靠自己的努力为人类作出巨大贡献的法拉第在他的多方面贡献中,最主要是电磁感应的发现。接着介绍法拉第当时的三个实验,历经十年,终于发现磁生电现象的过程。
至此,学生电磁感应现象分组实验可进行,让同学们体验法拉第实验过程,引导学生、归纳、概括产生感应电流的条件,并由此引导学生探索楞次定律。
又如另一类型典型例子:卢瑟福是原子核物理学的奠基人,他开创了对放射性的研究,是认识放射性元素的原子自发蜕变的第一人;是原子核式结构的发现者,他最先实现原子核人工的嬗变。
不仅如此,卢瑟福的人格高尚,学风民主,他善于发现和培养人才,尤其是鼓励年轻人超过自己。正是他培养出大批出类拔萃的人物(其中有13人先后获得诺贝尔奖)。
……
为了丰富这部分教学内容,需要常阅读课外读物,搜集一些有益的材料,包括物理学史、现代物理科技前沿等。使这部分教学内容更富有内涵意义,让学生还受到人生观、世界观等多方面的教育,从中吸收成功经验,得到人生启示。
四、 教学体会
近年来,我在物理教学中比较重视物理过程的教学,虽然在课堂的单位时间内使学生的习题训练量减少一些,但学生对物理知识的掌握和应用、解决问题的能力并没有降低,而且减少了复习课“冷饭重炒”的被动局面,使学生有更多的时间用于知识的巩固和提高,教学中我尽量身体力行把自己对知识的理解和认识以及反思讲授给学生,加强师生交流,倾听学生体验感悟,使物理课成为受学生欢迎的科目之一。以上是本人的一些看法,不足之处请同行指正。
(莆田第五中学)