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【摘要】估算是一种十分重要的物理思考方法,也是发展学生思维的潜在动力。但在平时的教学中,很多老师有意忽视估算能力,导致学生的估算能力发展有失衡的倾向,所以,我们物理教师需要重新认识估算能力的重要性,这就需要我们教师在课堂教学中设置一定的物理情境,启发和引导学生进行估算,使学生养成估算的习惯,本文结合自己的教学实践,来具体阐述这个问题。
【关键词】估算能力;教学目标;习题;实验
计算能力是学生个体能力的基础和核心部分,如何科学有效的提高学生的计算能力是我们教师关注的问题。目前在我们的物理教学中,很多教师只是关注学生的精算能力的发展,但对估算能力关注的远远不够,对于估算能力的内在机制、它在物理能力发展中的作用、它与精算能力的关系、如何有效的促进学生的估算能力等问题上还缺少系统、深入的认识。
而在平时的教学中,所谓的精算能力主要是一种程序化、精确化、相对更外部化的认知能力,其认知过程表现出较强的线性特点,各步骤之间有着严格的先后顺序,学生个体往往需要运用纸和笔或语言帮助计算,所得结果比较精确;而估算能力的认知操作更类似于一个并行式的加工过程,表现出较强的直觉化、跳跃化和内隐化的特点,其所得结果也只是在一定范围内对答案的估计。学生利用估算能力,可以节约认知步骤,提高问题解决的效率,并可以帮助个体探索问题解决策略、估算问题的合理性,因而在我们的日常生活中使用较为频繁。本文拟根据近年来的教学实践,对学生的估算能力的特点,以及提高估算能力的策略,提出自己的体会,以期更有效的促进学生的计算能力的发展。
一、建立科学合理的教学目标
在近几年的中考试题中,估算型题目已经成为一种固定的题型。这一类题目主要是依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对所求物理量的数量级或取值范围,进行大致、合理的推算。它要求学生在分析和解决问题时,要善于抓住问题的本质特征和影响事物的主要因素,忽略次要因素,从而使问题得以解决。所以从目前的教学情况来看,估算能力在个体计算能力发展中均具有十分重要的作用,但是,在教学中,很多教师有意无意的忽视学生的估算能力,就有可能使学生的计算能力片面发展,从而影响了学生综合素养的提高,致使学生的思维缺乏必要的灵活性和变通性,甚至只会机械计算,缺乏必要的直觉,成为所谓的“物理盲”。为此,我们在教学中,应该建立一套合理的教学目标来积极的引导学生进行发展估算。
在物理教材的习题中,有很多关于估算的习题,主要是在新课的教学中可以同步进行习题的估算,以培养学生对计算或测量的结果能有概括性、整体性的认识和理解,并且要对数量关系进行合理的判断和推理,以达到提高学生解决实际问题的能力。下面我们就从力学、热学、电学三方面来阐述估算题的解决。
1.在力学估算题目中,需要估算的物理量有很多,比如长度、质量、面积、压强、浮力、功、功率等。而在估计的物理量中,最基本的估计当属长度和质量的估计,其他物理量完全可以在这两个物理量估算的基础上结合公式进行估算。因此,解答估算题时必须认真审题,仔细推敲,从为数不多的字里行间挖掘隐含条件,理出简明合理的思路,作为估算的依据。比如估算一位中学生站立时对地面的压强,我们需要从公式p=F/S=mg/S来进行,因此我们可以取m=50kg,g=10N/kg,站立双脚可以看成一个长方形,s=25cm10cm,这样我们就可以进行压强的估算了。
2.在热学估算题中我们需要关注一些常见的估计量,比如人的正常体温是37℃,家中温水的初温为20℃。比如让学生估计家里的一壶水烧开,大约需要吸收多少热量?本题要求同学们先估算一壶水的质量和水的初温,然后再利用热量公式进行计算。家里一壶水的质量大约为3千克,初温在20℃左右,把这样的一壶水加热到100℃,在不考虑热损失的情况下,需要的热量为Q=cmΔt=4.2103J/(kg℃)3kg80℃=1.008106J。
3.在电学估计题中,一般是估算家用电器的功率和正常工作的电流,要求同学们了解常用家用电器如电风扇、电视机、空调机、电冰箱、白炽灯等的功率和正常工作的电流。要解决这类问题,需要引导学生关注家用电器的铭牌。比如让学生估计电冰箱的电功率。我们可以让学生从公式p=UI来想,U=220v,I=1A,这样,学生很容易估计出来。
二、紧抓实验,培养估算能力
初中物理教材中,许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的,具有很强的客观性,如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制,对书本内容不可能一听就懂,并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助他们发现规律,掌握规律,理解获取知识的桥梁作用。所以,教师应尽最大努力做好一切实验,切忌不做实验或少做实验而讲实验。在物理实验中,无论在设计实验方案,还是在测量过程中,都要粗略估算被测量的数值范围或数量级,以便选择适当的仪器。
比如在伏安法测量电阻的实验中,需要用电流表测出通过电阻的电流I,用电压表测出电阻两端的电压U,再利用R=U/I就可以计算出电阻的阻值。而在实验之前,我们需要估计电路中的电流和电压值,以选择合适的量程,如在实验中有两节干电池,意味着电压表要选择0—3v的量程,灯泡的电阻大约是10Ω,这样,我们可以根据I=U/R算出电路的最大电流,以此来选择合适的电流表量程。
所以,在今后的物理教学改革中,作为一名有先见的物理教师,不应该忽视学生的估算能力的培养,而应该探讨有效的教学方法,有效促进学生估计能力的发展,培养学生解决实际问题的能力。
【参考文献】
[1]杨建良.新课程的理念与创新——浅谈物理教学创新能力的培养[J].2010年01期
[2]郝贵有.做好初中物理实验教学中的几个环节[J].科技资讯.2006.(02)
(作者单位:江苏省江都市郭村中学)
【关键词】估算能力;教学目标;习题;实验
计算能力是学生个体能力的基础和核心部分,如何科学有效的提高学生的计算能力是我们教师关注的问题。目前在我们的物理教学中,很多教师只是关注学生的精算能力的发展,但对估算能力关注的远远不够,对于估算能力的内在机制、它在物理能力发展中的作用、它与精算能力的关系、如何有效的促进学生的估算能力等问题上还缺少系统、深入的认识。
而在平时的教学中,所谓的精算能力主要是一种程序化、精确化、相对更外部化的认知能力,其认知过程表现出较强的线性特点,各步骤之间有着严格的先后顺序,学生个体往往需要运用纸和笔或语言帮助计算,所得结果比较精确;而估算能力的认知操作更类似于一个并行式的加工过程,表现出较强的直觉化、跳跃化和内隐化的特点,其所得结果也只是在一定范围内对答案的估计。学生利用估算能力,可以节约认知步骤,提高问题解决的效率,并可以帮助个体探索问题解决策略、估算问题的合理性,因而在我们的日常生活中使用较为频繁。本文拟根据近年来的教学实践,对学生的估算能力的特点,以及提高估算能力的策略,提出自己的体会,以期更有效的促进学生的计算能力的发展。
一、建立科学合理的教学目标
在近几年的中考试题中,估算型题目已经成为一种固定的题型。这一类题目主要是依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对所求物理量的数量级或取值范围,进行大致、合理的推算。它要求学生在分析和解决问题时,要善于抓住问题的本质特征和影响事物的主要因素,忽略次要因素,从而使问题得以解决。所以从目前的教学情况来看,估算能力在个体计算能力发展中均具有十分重要的作用,但是,在教学中,很多教师有意无意的忽视学生的估算能力,就有可能使学生的计算能力片面发展,从而影响了学生综合素养的提高,致使学生的思维缺乏必要的灵活性和变通性,甚至只会机械计算,缺乏必要的直觉,成为所谓的“物理盲”。为此,我们在教学中,应该建立一套合理的教学目标来积极的引导学生进行发展估算。
在物理教材的习题中,有很多关于估算的习题,主要是在新课的教学中可以同步进行习题的估算,以培养学生对计算或测量的结果能有概括性、整体性的认识和理解,并且要对数量关系进行合理的判断和推理,以达到提高学生解决实际问题的能力。下面我们就从力学、热学、电学三方面来阐述估算题的解决。
1.在力学估算题目中,需要估算的物理量有很多,比如长度、质量、面积、压强、浮力、功、功率等。而在估计的物理量中,最基本的估计当属长度和质量的估计,其他物理量完全可以在这两个物理量估算的基础上结合公式进行估算。因此,解答估算题时必须认真审题,仔细推敲,从为数不多的字里行间挖掘隐含条件,理出简明合理的思路,作为估算的依据。比如估算一位中学生站立时对地面的压强,我们需要从公式p=F/S=mg/S来进行,因此我们可以取m=50kg,g=10N/kg,站立双脚可以看成一个长方形,s=25cm10cm,这样我们就可以进行压强的估算了。
2.在热学估算题中我们需要关注一些常见的估计量,比如人的正常体温是37℃,家中温水的初温为20℃。比如让学生估计家里的一壶水烧开,大约需要吸收多少热量?本题要求同学们先估算一壶水的质量和水的初温,然后再利用热量公式进行计算。家里一壶水的质量大约为3千克,初温在20℃左右,把这样的一壶水加热到100℃,在不考虑热损失的情况下,需要的热量为Q=cmΔt=4.2103J/(kg℃)3kg80℃=1.008106J。
3.在电学估计题中,一般是估算家用电器的功率和正常工作的电流,要求同学们了解常用家用电器如电风扇、电视机、空调机、电冰箱、白炽灯等的功率和正常工作的电流。要解决这类问题,需要引导学生关注家用电器的铭牌。比如让学生估计电冰箱的电功率。我们可以让学生从公式p=UI来想,U=220v,I=1A,这样,学生很容易估计出来。
二、紧抓实验,培养估算能力
初中物理教材中,许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的,具有很强的客观性,如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制,对书本内容不可能一听就懂,并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助他们发现规律,掌握规律,理解获取知识的桥梁作用。所以,教师应尽最大努力做好一切实验,切忌不做实验或少做实验而讲实验。在物理实验中,无论在设计实验方案,还是在测量过程中,都要粗略估算被测量的数值范围或数量级,以便选择适当的仪器。
比如在伏安法测量电阻的实验中,需要用电流表测出通过电阻的电流I,用电压表测出电阻两端的电压U,再利用R=U/I就可以计算出电阻的阻值。而在实验之前,我们需要估计电路中的电流和电压值,以选择合适的量程,如在实验中有两节干电池,意味着电压表要选择0—3v的量程,灯泡的电阻大约是10Ω,这样,我们可以根据I=U/R算出电路的最大电流,以此来选择合适的电流表量程。
所以,在今后的物理教学改革中,作为一名有先见的物理教师,不应该忽视学生的估算能力的培养,而应该探讨有效的教学方法,有效促进学生估计能力的发展,培养学生解决实际问题的能力。
【参考文献】
[1]杨建良.新课程的理念与创新——浅谈物理教学创新能力的培养[J].2010年01期
[2]郝贵有.做好初中物理实验教学中的几个环节[J].科技资讯.2006.(02)
(作者单位:江苏省江都市郭村中学)