中学物理教学方式的探讨

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  【摘 要】目前,中学物理教学主要形式,还是以解题训练为核心,注重“高密度大容量、快节奏”的物理演练,而物理教学中概念的形成过程、定律的推导过程、物理文化的积淀过程普遍受到忽视。强迫性的识记、机械性的模仿,使学生的物理意识和物理素养急剧下降。因此,现代物理教育必须从过去以教师为中心、以教材为线索去传授机械性、模仿性、重复性的知识,转向以学生为中心、以问题为线索,使学生获取知识,提高思维能力;教会学生学习,提高学生能力、完善学生人格,培养学生科学的精神,为其终身优质发展奠基。
  【关键词】科学方法 素质教育 学习方法 能力培养
  
  长期以来,由于受传统的“应试教育”的影响,在物理教学中往往重理论而轻实验,重结论而轻过程,重习题操练而轻方法,导致了“物理不见物,物理不思理”的局面。随着教材的不断改革,研究方法有了一定的地位。在教学过程中忽视研究方法的教学十分普遍,多数学生没有自己的独特见解,其创造性思维受到了限制。
  我国九年制义务教育物理学科课程标准明确指出:要对学生进行科学方法的教育。使学生真正成为学习的主人,变被动学习为主动地“会学”。所以,教师应注意把科学方法的教育作为重要的教学目标之一,让学生在获取知识的实践中掌握科学的研究方法。学生走出校门后,大部分人工作中并不直接用到所学的物理知识,但他们会运用科学的方法去分析、解决问题,会用科学的方法来支配工作和生活,这对他们一生的发展都是有益的。
  
  一、中学物理教学中的科学方法教育
  
  1.观察和实验法
  物理学是以实验为基础的学科,“观察和实验法”是物理学中最基本的研究法。
  例如,在研究光的反射时,利用(如图1)装置进行实验,当入射光为AO时,反射光为OB;当入射光为CO时,反射光为OD;当入射光为EO时,反射光为OF。
  由此实验观察得出结论一:反射光线和入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。若把此装置中的小门向后转动一角度,则在小门上不能看到反射光。由此可进一步得出结论二:反射光线、入射光线和法线在同一平面上。整个实验过程中,学生运用“观察和实验法”,综合结论一和结论二可以方便地总结出光的反射定律。
  观察和实验既是研究物理的基本方法,也是学生学好物理的基本途径。初中学生的思维在很大程度上仍属于经验型,经验的获得需以具体直观的感性认识为支柱,观察、实验可以为学生理解物理知识提供事实依据,使学生对物理现象获得鲜明生动、印象深刻的感性认识,也是培养学生各种能力的重要途径,同时对培养学生实事求是的科学态度,引起学习兴趣都有不可替代的作用。
  


  2.控制变量法
  自然界发生的各种现象往往是错综复杂的,被研究的对象往往不是孤立的,要想精确地把握研究对象的各种特征,弄清事物的原因和规律,必须对研究对象施加人为影响,造成特定的便于观察的条件,这便是一种科学方法——“控制变量法”。
  如,在进行“决定电阻大小的因素”教学时,可告知学生采用了“控制变量法”。当研究“欧姆定律”时,要研究电流与电压、电阻的关系,学生很自然地想到先控制一个变量(电阻)、研究电流与电压的关系,再控制另一个变量(电压)、研究电流与电阻的关系,最后很方便地导出欧姆定律。
  另外,在建立“速度”、“压强”等概念,或进行“影响液体蒸发快慢的因素”、“影响滑动摩擦力大小的因素”、“力的作用效果跟哪些因素有关”等内容的教学中,教师都可渗透控制变量的科学方法。
  教学中使学生学会用“控制变量法”研究物理问题,可提高其在研究物理问题的过程中从实验现象、数据中归纳总结物理规律的能力。
  3.等效替代法
  “等效替代法”是一种行之有效的科学思维方法。无论从历史到现代,还是从科学实验到理论探索,等效替换法都发挥着重要的作用。
  在“力的合成与分解”、“运动的合成与分解”、“阿基米徳原理表达式:F浮 =ρ液gV排”、“串、并联电路中等效电阻”等的实验教学中都应用了这种科学方法。
  例如,一只瓶子的质量是0.2千克,装满水时总质量是0.7千克,把水倒掉,在瓶内装满另一种液体时总质量是0.6千克,求这种液体的密度。懂得了等效替代法,学生知道该液体的体积跟0.7千克水的体积是相等的。
  4.综合法
  在物理教学过程中,有时各种科学方法是交叉在一起的,这时教师要充分利用教材中科学方法教育的因素,将各种方法有机地结合在一起进行教育。使学生从不同的方面、不同的角度来思考和认识问题,这样可激活学生思维,开阔学生的思维空间,培养思维的灵活性。不但提高学生的思维品质,而且培养学生的综合能力。
  
  如图2,“牛顿第一定律”的教学就综合了多种科学方法。让小球A从同一斜面的同一高度由静止滚下:采用了“控制变量法”;平面越光滑,小球A运动的距离越长,如没有摩擦,水平面绝对光滑,小球A在水平面上没受到任何阻力,它将永远沿着直线匀速运动下去:采用了“推理法”;水平面绝对光滑:属于“理想化法”。这个实验叫“理想实验”。
  除了前面提到的一些科学方法外,还有类比、演绎、归纳、比较、概括等等,都可以适当地贯穿于日常教学中,逐步进行训练,使学生在学习物理知识的同时,也学会了科学的研究方法,能活跃思维,培养创新精神。
  
  二、素质教育的概述
  
  素质教育是指全面发展人的素质,培养能力,造就面向21世纪的社会主义建设人才的教育。素质教育是符合教育规律的更高层次、更高水平、更高质量的教育。如果对素质教育的涵义作一个表述的话,可概括为:素质教育是以促进学生身心发展为目的,以提高国民思想道德、科学文化、劳动技术、身体心理素质为宗旨的基础教育。现在教材强调STS(Science Technology Society)课程设计思想,加强了课程与社会发展和科技成就的联系,内容大为更新,富有时代感,并加强了探究式学习和动手实践等各种学习方式的运用,专题学习也受到重视。在这基础上,老师由传统的知识传授者这一角色向平等地参与学生的研究这一角色转变,从知识的传递者到学生学习的促进者、组织者和指导者。
  
  三、如何在物理教学中进行素质教育
  
  1.重视物理教学的教法革新和学法指导
  (1)互动学习模式
  在物理教学中,首先应体现教师和学生互动的学习模式。选用各种现代的教学方法,其目的都在于调动学生的学习积极性和主动性,促进学生把注意力集中到分析问题和解决问题上。如当讲物体受力发生形变时,有的现象明显,有的现象很不明显,不能直接看到。这时如何通过特殊的方法去进行观察就是我们要启发的重点,例如用手按压玻璃瓶时,我们察觉不到玻璃的形变,但可以在装满水的玻璃瓶的瓶塞上插入一根细管,这时按压玻璃瓶时,细管中的水面就上升,松开手时,管中水面又降回到原处,这样我们就可以间接地察觉到瓶子受压时所发生的形变。但如果在截面是椭圆形的玻璃瓶上做实验,会有什么现象呢?这样的问题可让学生进行猜想,在课后自己进行验证。经过同学们在课堂上热烈讨论分析,结合课后的小实验得出结论:在周长一定时、圆的面积最大。当在短轴方向按压时,椭圆变偏,截面变小,瓶的容积变小,所以细管水位上升;在长轴方向按压,使椭圆形变更接近于圆,瓶的容积变大,所以细管水位下降。这种实验既让学生动手又让学生动脑,课堂学习气氛浓厚,学生的求知欲高涨,也就学得生动、主动,印象深刻。
  (2)引导学习模式
  在物理教学的教学流程中必须有意识、有目的地引导学生学会对各种物理问题研究的方法。因为正确掌握研究问题的方法是发展学生创造性思维的一种重要思想方法,这也为他们今后进行学习、研究及进行创造性劳动打下一个良好的基础。
  例如,有许多实验中物理量变化很小,很不明显,却又是我们研究的重点,如何将这种很小的量通过一些特殊方法让我们观察或测量到呢?这在物理学的研究中有两种途径:一种是“化零为整”,如在常规环境下如何测细导线直径、纸张的厚度、细针的质量?若用单个物体测量,是量不出来的或测不准的,若把它增大几十倍或几百倍,问题就解决了。另一种是通过某种量的放大,“以大量小”的实验方法来完成。例如用手按压桌面,桌面的形变很难看到。如果在桌面上竖放一块平面镜,让一束平行光照在平面镜上,让它反射后照在墙上。当手按压桌面时,由于桌面的形变,使竖立放置的平面镜产生了一个微小的倾角,经光线反射在墙上的光斑就有一个明显的位移。
  再如,物理学中还有一种用“等效法”来研究问题,如阿基米德用溢杯把溢出的水收集起来再倒入阿基米德金属桶,得到物体所受到的浮力等于物体排开水的重力,这就是实验中常用的一种“等效替代法”。如有的学生“用一架不等臂天平秤物体质量”除通常用“复称法”测量外,还自己设计一种“替代法”测量,其方法是:把要称的物体放在天平的一只盘上,在另一盘加沙粒,直到天平平衡为止,然后把物体拿下,代之以砝码,使天平再次平衡(另一盘砂粒不能变动),这时盘上砝码质量就等于物体的质量。
  物理教学中还经常采用分析和综合法来研究问题。例如,为了探索研究电流、电压、电阻三者变化关系,通常先使一个量(如电压)保持不变,通过实验找出电流随电阻的变化规律,再使另一个量(如电阻)保持不变,再通过实验找出电流随电压的变化规律,最后把这三个量联系起来研究,得出欧姆定律。这个定律的导出过程,就是学生通过实验,运用分析和综合法进行逻辑思维的过程,它挖掘了学生的抽象思维。物理知识的掌握和物理学的研究方法分不开。掌握了研究问题的方法,也就掌握了重要的思维方法。
  (3)注意学生心理素质全面和谐发展
  心理素质的教育包括智力发展教育、情绪稳定教育、意志坚强教育和环境适应教育等等。应有意识地培养学生的自信心、成就感,提高他们的自我评价,养成克服困难的大无畏精神,培养他们的坚强意志。通过有效的自我调节和主动调控手段,形成适度的情绪反应能力和较强的抗干扰能力。通过各种适度的模拟训练,使学生敢于正视现实,正确对待现实和未来,不断修正那些不切实际的幻想,以充足的心理准备和环境适应能力,去迎接新的挑战。
  (4)应适当加入一些科学、技术、社会关系的内容
  物理学不仅有趣而且有用,这是显而易见的。例如,学了电流磁场,就可以制作电磁铁、电磁继电器;学了电磁感应就可以制造发电机;学了通电导体在磁场受力作用而运动就可以制造电动机等等。物理学的这些应用极大的提高了社会生产力,这些是“科学技术是第一生产力”教育的良好素材。
  (5)充分发挥新课程标准的指导作用
  以新课程、新教材为载体,扎实有效地在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的教育。强调让学生通过科学探究活动来学习物理课程中的内容,是新课程标准的基本特点之一。因此,教材充分而全面地体现课程理念,实现了为新课程标准所规定的课程目标服务,这与素质教育的要求是完全一致的。
  (6)重视科学态度,弘扬科学精神的教育。
  物理教学必须充分运用物理学史和物理学家史来对学生进行科学态度和科学精神的教育。应该结合物理实验等教学活动,培养学生严肃认真、求真务实的科学态度。实事求是的教育应是素质教育的重要内容之一。
  柳斌同志说:“素质教育的主要环节在课堂里面,课堂教学的主体是学生,关键是教师,教师是课堂教学的设计者,是学生学习的指导者和帮助者。”在进行科学方法教育时,教师要根据学生的实际情况,因材施教,在制定教学目标和方案时,尊重学生的认知规律,使科学方法的教育真正落到实处。实施素质教育是一个艰巨而复杂的系统工程,不是单靠一门学科在短时间内可以获得显著收获的。在物理教学中,要充分利用物理学的优点,将学生学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从被动接受知识向主动获取知识转化,培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。使学生在学习物理知识与技能的过程中,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
  
  四、结束语
  
  古人云:“授人以鱼,供一饭之需,教人以渔,则终身受用无穷。”实施素质教育,教师应使教学逐步从“应试意识”向“发展意识”转变,应重视培养学生的自我发展能力,立足让学生掌握获得知识的方法,让学生主动地参与知识获取过程,提高对来自外部信息的处理加工能力,使学生真正地学会学习,使认知能力、学习能力、发现能力、创造能力成为学生终身受用的宝贵财富。
  
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