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摘 要:高中学生对物理怀有浓厚的兴趣,但高中物理较之初中物理在难度和广度上提高了许多,学生不易接受,容易丧失对物学习理的兴趣。本文从课堂实际教学片段出发,结合高中学生的认知特点及兴趣点,从思想方法和实验仪器两个方面探讨初高中物理教学衔接问题。
关键词:高中物理;课堂教学;初高中衔接
引言
高一学生普遍认为高中物理难学,其根本原因在于高中物理较之初中物理,无论在知识内容上,还是在学习、思维方式上都存在较大的跨度,初中物理研究的现象直观,重在定性研究;而高中物理研究的问题抽象复杂,重在逻辑思维。因此,高中物理教师面临的问题,便是如何让高一新生能较好跨过初高中物理间的门槛,激发学生对物理学习的兴趣。本文结合课堂实例,拟从思想方法和实验仪器两个方面谈谈笔者在初高中物理衔接教学中的一些体会。
1 思想方法的衔接
学习物理,首要讲究方式方法。物理学的研究方法,即人们为了完成研究的任务,达到预期的目的,所采取的各种手段和进行的步骤 [1 ]。科学的研究方法随着社会的发展和科技的进步也在逐步发展,物理作为自然科学的基础学科,在其自身的发展中就包含着许多精彩的科学方法和思维方法。
高中的物理学习较之初中,更注重对逻辑思维、抽象思维和物理方法的培养。初中物理在思想方法方面虽说有一定的介绍,学生对此也有一定的认识,但刚进入高中的学生往往对物理思想方法缺乏重视,因此在物理课堂上有必要对其中重要的部分加以强调。
1.1 课堂片段:“小盒子”实验
所谓“小盒子”实验,是笔者在《绪论》课中用以介绍物理学家们如何研究问题而演示的一个实验。该实验如图1所示,即一空盒子四边有四个线头a、b、c、d。该实验演示现象为:拉线头b,由图1-1变为图1-2;拉线头c,由图1-2变为图1-3;再拉线头d,由图1-3变为图1-4。由此提出问题:你能猜想出盒子内部绳子的结构吗?
在这里,笔者感兴趣的不是学生所提出的盒子内部绳子的结构,而是学生提出的其它问题,比如,“老师,你能打开盒子给我们看看吗?”、“老师,你能再给我们做些其它的演示吗?”……对于想打开盒子看的学生,教师告诉他们:科学家研究的问题往往都没有现成的结果,也观察不到内部的结构,比如要研究原子内部结构,你能打开原子来看看里面是什么结构吗?如果不能,那你只能通过观察原子的一些表现来推测它的内部结构;对于想让老师再继续其它实验的学生,老师对其提出表扬,但要他们自行提出还想观察哪些现象。
这个实验严格来说并非是物理实验,它更接近于是一个魔术,但从这个蹩脚的魔术中激发了学生探索未知世界的热情,也展示了现今科学家们研究问题的过程,即观察→提出猜想→观察验证,在新高一的课堂中学生极其欢迎“小盒子”实验,这个非物理类的实验,大大激发了学生学习物理的热情和兴趣、鼓励学生展开想象的翅膀,也让学生体会到在高中物理的学习中重在思考。笔者认为,上述这类实验在衔接教学中起到了非常好的效果。
1.2 课堂片段:高一“质点”概念的教学
质点是高一学生接触到的第一个物理模型,其中所运用的“抓住主要因素,忽略次要因素”的思维方法在后续的学习中屡见不鲜,因此,让学生更好地理解质点模型的建立过程至关重要。面对刚接触到高中物理的高一新生们,这显然是相当有难度。在高一教学中,笔者尝试从例题中启发学生思考,收效甚佳。例题如下:已知上海到北京的距离为1080km,现有一列长度为500m的火车以120km/h的速度行驶,问(1)该火车从上海到北京需要多少时间?(2)若火车在途中经过一个1000m长的隧道,该火车经过该隧道要多少时间?
对这两个问题的解答,学生毫无意外的(1)问都回答是9h,(2)问是45s。教师继续问为什么在(1)问的计算中火车的长度是忽略的,而在(2)问中却要考虑火车长度时,学生们都开始思考这个问题,在面对1080km距离时,学生习惯性地忽略了短短的500m,而面对1000m的距离时,学生们习惯性地重视500m的火车长度。这是他们经常用的处理手段,但对这种处理手段深处蕴含的思想方法,还缺乏认识和思考。以此为例子,引导学生理解质点模型的构建原则,让学生对物理中的思想方法有了初步的认识。
1.3 课堂片段:“曹冲称象”故事引入“力的合成”
《力的合成》是高中阶段一节非常重要的章节,正是通过对力的合成的学习,让学生明确矢量运算的法则,为后续学习《运动的分解与合成》打下基础。“力的合成”最主要的思想便是“等效”!那什么是等效原理呢?
不少教师在本节课中采用“曹冲称象”的故事作为课堂的引入,笔者也认为这是不错的选择。这个故事在国内可以说是家喻户晓,但这个故事会让不少学生有曲解:曹冲是利用“二力平衡”来测量大象的重量。真的如此吗?为解决这个问题,教师必须对曹冲称象故事的时代做必要的说明,曹冲生活的年代大约是公元200年,那时阿基米德原理已经发现了约500年,但当时并未传入中国,因此曹冲不可能是利用漂浮在水面上的物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理来测量大象的重量,他所用的方法应是“等效替换法”,即用许多石头代替大象,在船舷上刻划记号,让大象与石头产生等量的效果,再一次次测量石头的重量,将大重量转化为小重量,分而治之,由此得到大象的重量。
对曹冲称象故事的时代做说明,不仅仅是让学生明白“等效原理”的应用,同时还展示了如何测量“大”(比如如何测量地球赤道的周长等),更进一步,还启示我们如何测量“不规则”(比如如何测量我国的国土面积等)。从一个学生熟悉的故事引入,对其中的思想方法进行深入剖析,不但能激发学生的兴趣,同时能引发学生对物理思想方法的思考,这在初高中衔接教学上有着很好的效果。 2 实验仪器的衔接
物理学是一门实验科学,为了达到研究目的,物理学中需利用一定的仪器、设备等手段,人为创造或控制一定的环境条件,主动控制或干涉研究对象,舍弃或排除次要因素和无关因素的影响,选取或突出主要因素,以期得到或验证一定的实验结果 [1 ]。
高中物理实验中的难点是仪器。不少学生对实验觉得无所适从,究其原因便在于对仪器本身缺乏了解。高中物理课堂上使用的仪器很多,但教材却很少对实验仪器的原理和构造进行说明,这不能不说是教材的一个缺陷。以下教学片段是笔者的课堂实践,将实验中使用到的仪器或生活中常见的工具的原理做详细的介绍,笔者发现这样的教学方法在激发学习兴趣、培养探索精神上有超乎想象的积极作用。
课堂片段:电磁打点计时器记录运动的位置和对应时刻
在研究匀变速直线运动的实验中,很多高一新生面对打点计时器打出的纸带时感觉无所适从,他们中有大部分都不能理解纸带上这些点怎么就能反映小车的运动情况呢?究其原因,最主要的是学生对研究直线运动的仪器和手段的发展缺乏认识,课本上虽对此有所介绍,但不够系统,某些方面也不够详细。以打点计时器的发展为例,课本基本没有做介绍,这对学生理解探究匀变速直线运动的实验造成了障碍。以下是笔者高一教学的一个片段:
问:研究直线运动,需测量哪些物理量?
答:因测量速度难度较大,一般测量质点不同时刻所在的位置。
问:如何测量直线运动的物体在不同时刻所对应的位置?
教师介绍测量方法的发展。
A.伽利略时期,计时仪器还很简陋,常用滴水法或脉搏计时,实验时一人计时,一人记录物体的位置,这样同步性很差,实验结果误差太大。
B.后期进一步改进,将滴水计时整合到小车上,实验操作更方便,同时误差也相对减小。但由于滴水装置本身也在运动,水滴滴在斜面上形成的水斑不规则,记录小车位置不够准确。
C.进一步改进,让滴水装置静止不动,小车后面连接一布条或纸带,滴水装置在布条或纸带上形成的水斑即能反映出小车不同时间段的位移。但滴水装置的时间间隔较长,时间间隔也不易保持某一稳定值,进一步改进后便得到打点计时器。
通过这段的讲解,再配合上一些动画演示,学生基本上对纸带上打出的点所表达的物理含义有较深的理解,懂得如何应用打点计时器来研究运动,但对打点计时器的构造和原理仍不甚理解,这和课程安排的学习顺序有关,笔者的建议是在高二《简谐运动》中以打点计时器作为例子,分析受迫振动的实际应用,这既强化了仪器的理解,同时强化知识的应用,效果是不错的。
高一的学生并非理解能力弱,只是较少接触到自然科学发展史,特别是思想史。课堂教学中结合思维发展历史的介绍,既能激发学生学习的兴趣,又能让学生更好地理解,是一种良好的教学形式。
综上所言,在新高一的教学中,教师应采取多种手段,在学习习惯、概念讲解、实验方法、实验仪器等各方面为学生创造适当的情景,让高一学生能更好地进入精彩的高中物理学习。同时,初高中的衔接并非是高一年段需关注的问题,即使到了高二,学生依然面临着与初中所学知识的衔接问题。路是长远的,探索是无限的,有效的教学方法和教学方式定能让学生在物理学习的道路上走得更远。
参考文献:
[1]陈奋策.基础物理学中的科学方法[M].福州:福建教育出版社,1998.
关键词:高中物理;课堂教学;初高中衔接
引言
高一学生普遍认为高中物理难学,其根本原因在于高中物理较之初中物理,无论在知识内容上,还是在学习、思维方式上都存在较大的跨度,初中物理研究的现象直观,重在定性研究;而高中物理研究的问题抽象复杂,重在逻辑思维。因此,高中物理教师面临的问题,便是如何让高一新生能较好跨过初高中物理间的门槛,激发学生对物理学习的兴趣。本文结合课堂实例,拟从思想方法和实验仪器两个方面谈谈笔者在初高中物理衔接教学中的一些体会。
1 思想方法的衔接
学习物理,首要讲究方式方法。物理学的研究方法,即人们为了完成研究的任务,达到预期的目的,所采取的各种手段和进行的步骤 [1 ]。科学的研究方法随着社会的发展和科技的进步也在逐步发展,物理作为自然科学的基础学科,在其自身的发展中就包含着许多精彩的科学方法和思维方法。
高中的物理学习较之初中,更注重对逻辑思维、抽象思维和物理方法的培养。初中物理在思想方法方面虽说有一定的介绍,学生对此也有一定的认识,但刚进入高中的学生往往对物理思想方法缺乏重视,因此在物理课堂上有必要对其中重要的部分加以强调。
1.1 课堂片段:“小盒子”实验
所谓“小盒子”实验,是笔者在《绪论》课中用以介绍物理学家们如何研究问题而演示的一个实验。该实验如图1所示,即一空盒子四边有四个线头a、b、c、d。该实验演示现象为:拉线头b,由图1-1变为图1-2;拉线头c,由图1-2变为图1-3;再拉线头d,由图1-3变为图1-4。由此提出问题:你能猜想出盒子内部绳子的结构吗?
在这里,笔者感兴趣的不是学生所提出的盒子内部绳子的结构,而是学生提出的其它问题,比如,“老师,你能打开盒子给我们看看吗?”、“老师,你能再给我们做些其它的演示吗?”……对于想打开盒子看的学生,教师告诉他们:科学家研究的问题往往都没有现成的结果,也观察不到内部的结构,比如要研究原子内部结构,你能打开原子来看看里面是什么结构吗?如果不能,那你只能通过观察原子的一些表现来推测它的内部结构;对于想让老师再继续其它实验的学生,老师对其提出表扬,但要他们自行提出还想观察哪些现象。
这个实验严格来说并非是物理实验,它更接近于是一个魔术,但从这个蹩脚的魔术中激发了学生探索未知世界的热情,也展示了现今科学家们研究问题的过程,即观察→提出猜想→观察验证,在新高一的课堂中学生极其欢迎“小盒子”实验,这个非物理类的实验,大大激发了学生学习物理的热情和兴趣、鼓励学生展开想象的翅膀,也让学生体会到在高中物理的学习中重在思考。笔者认为,上述这类实验在衔接教学中起到了非常好的效果。
1.2 课堂片段:高一“质点”概念的教学
质点是高一学生接触到的第一个物理模型,其中所运用的“抓住主要因素,忽略次要因素”的思维方法在后续的学习中屡见不鲜,因此,让学生更好地理解质点模型的建立过程至关重要。面对刚接触到高中物理的高一新生们,这显然是相当有难度。在高一教学中,笔者尝试从例题中启发学生思考,收效甚佳。例题如下:已知上海到北京的距离为1080km,现有一列长度为500m的火车以120km/h的速度行驶,问(1)该火车从上海到北京需要多少时间?(2)若火车在途中经过一个1000m长的隧道,该火车经过该隧道要多少时间?
对这两个问题的解答,学生毫无意外的(1)问都回答是9h,(2)问是45s。教师继续问为什么在(1)问的计算中火车的长度是忽略的,而在(2)问中却要考虑火车长度时,学生们都开始思考这个问题,在面对1080km距离时,学生习惯性地忽略了短短的500m,而面对1000m的距离时,学生们习惯性地重视500m的火车长度。这是他们经常用的处理手段,但对这种处理手段深处蕴含的思想方法,还缺乏认识和思考。以此为例子,引导学生理解质点模型的构建原则,让学生对物理中的思想方法有了初步的认识。
1.3 课堂片段:“曹冲称象”故事引入“力的合成”
《力的合成》是高中阶段一节非常重要的章节,正是通过对力的合成的学习,让学生明确矢量运算的法则,为后续学习《运动的分解与合成》打下基础。“力的合成”最主要的思想便是“等效”!那什么是等效原理呢?
不少教师在本节课中采用“曹冲称象”的故事作为课堂的引入,笔者也认为这是不错的选择。这个故事在国内可以说是家喻户晓,但这个故事会让不少学生有曲解:曹冲是利用“二力平衡”来测量大象的重量。真的如此吗?为解决这个问题,教师必须对曹冲称象故事的时代做必要的说明,曹冲生活的年代大约是公元200年,那时阿基米德原理已经发现了约500年,但当时并未传入中国,因此曹冲不可能是利用漂浮在水面上的物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理来测量大象的重量,他所用的方法应是“等效替换法”,即用许多石头代替大象,在船舷上刻划记号,让大象与石头产生等量的效果,再一次次测量石头的重量,将大重量转化为小重量,分而治之,由此得到大象的重量。
对曹冲称象故事的时代做说明,不仅仅是让学生明白“等效原理”的应用,同时还展示了如何测量“大”(比如如何测量地球赤道的周长等),更进一步,还启示我们如何测量“不规则”(比如如何测量我国的国土面积等)。从一个学生熟悉的故事引入,对其中的思想方法进行深入剖析,不但能激发学生的兴趣,同时能引发学生对物理思想方法的思考,这在初高中衔接教学上有着很好的效果。 2 实验仪器的衔接
物理学是一门实验科学,为了达到研究目的,物理学中需利用一定的仪器、设备等手段,人为创造或控制一定的环境条件,主动控制或干涉研究对象,舍弃或排除次要因素和无关因素的影响,选取或突出主要因素,以期得到或验证一定的实验结果 [1 ]。
高中物理实验中的难点是仪器。不少学生对实验觉得无所适从,究其原因便在于对仪器本身缺乏了解。高中物理课堂上使用的仪器很多,但教材却很少对实验仪器的原理和构造进行说明,这不能不说是教材的一个缺陷。以下教学片段是笔者的课堂实践,将实验中使用到的仪器或生活中常见的工具的原理做详细的介绍,笔者发现这样的教学方法在激发学习兴趣、培养探索精神上有超乎想象的积极作用。
课堂片段:电磁打点计时器记录运动的位置和对应时刻
在研究匀变速直线运动的实验中,很多高一新生面对打点计时器打出的纸带时感觉无所适从,他们中有大部分都不能理解纸带上这些点怎么就能反映小车的运动情况呢?究其原因,最主要的是学生对研究直线运动的仪器和手段的发展缺乏认识,课本上虽对此有所介绍,但不够系统,某些方面也不够详细。以打点计时器的发展为例,课本基本没有做介绍,这对学生理解探究匀变速直线运动的实验造成了障碍。以下是笔者高一教学的一个片段:
问:研究直线运动,需测量哪些物理量?
答:因测量速度难度较大,一般测量质点不同时刻所在的位置。
问:如何测量直线运动的物体在不同时刻所对应的位置?
教师介绍测量方法的发展。
A.伽利略时期,计时仪器还很简陋,常用滴水法或脉搏计时,实验时一人计时,一人记录物体的位置,这样同步性很差,实验结果误差太大。
B.后期进一步改进,将滴水计时整合到小车上,实验操作更方便,同时误差也相对减小。但由于滴水装置本身也在运动,水滴滴在斜面上形成的水斑不规则,记录小车位置不够准确。
C.进一步改进,让滴水装置静止不动,小车后面连接一布条或纸带,滴水装置在布条或纸带上形成的水斑即能反映出小车不同时间段的位移。但滴水装置的时间间隔较长,时间间隔也不易保持某一稳定值,进一步改进后便得到打点计时器。
通过这段的讲解,再配合上一些动画演示,学生基本上对纸带上打出的点所表达的物理含义有较深的理解,懂得如何应用打点计时器来研究运动,但对打点计时器的构造和原理仍不甚理解,这和课程安排的学习顺序有关,笔者的建议是在高二《简谐运动》中以打点计时器作为例子,分析受迫振动的实际应用,这既强化了仪器的理解,同时强化知识的应用,效果是不错的。
高一的学生并非理解能力弱,只是较少接触到自然科学发展史,特别是思想史。课堂教学中结合思维发展历史的介绍,既能激发学生学习的兴趣,又能让学生更好地理解,是一种良好的教学形式。
综上所言,在新高一的教学中,教师应采取多种手段,在学习习惯、概念讲解、实验方法、实验仪器等各方面为学生创造适当的情景,让高一学生能更好地进入精彩的高中物理学习。同时,初高中的衔接并非是高一年段需关注的问题,即使到了高二,学生依然面临着与初中所学知识的衔接问题。路是长远的,探索是无限的,有效的教学方法和教学方式定能让学生在物理学习的道路上走得更远。
参考文献:
[1]陈奋策.基础物理学中的科学方法[M].福州:福建教育出版社,1998.