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浅谈利用演示实验创设高中物理问题情景

作者: 栾爱民 发布时间: 2015-12-22 16:13:00 点击数:

在教学过程中,经常有学生会问:为什么我可以听得懂老师讲的内容,但遇到问题却不知如何解决?我为什么总不会象老师考虑问题的方式那样想问题呢?也有些学生不理解基本概念;不会设计实验验证自己的想法;定理、定律会背,但不能在实际问题中进行应用。我认为其中重要的原因是:我们在教学中对学生解决问题时的思维活动关注不够,没有从思维理论的角度注意学生学习过程思维的发展。没有能够从学生的认知心理和认知过程注意学生的思维过程。

实际上当我们在学习过程中接受一个概念或是解决一个问题常常要经过判断、抽象、概念、逻辑、分析、计算等多个思维过程的,我们在平时的教学中往往注重的是知识的传达、习题的解出、实验的演示和操作,而忽略了学生在进行这些学习过程中的思维活动。所以我想从中学物理的常见课型:概念教学、习题教学、实验教学入手,对学生的思维进行全方位的训练。

一、概念教学

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是对物理事物的抽象反映。在物理概念教学中,要使学生明确建立物理概念的事实依据,教师应该刻意地引导学生在感性材料的基础上运用分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎、比较与分类、还有科学推理等抽象思维方法来建立概念。这是一个运用抽象思维建立物理概念的过程,也是一个通过建立物理概念培养抽象思维的过程。教师应该充分挖掘概念教学中各环节的潜能,引导学生运用抽象思维方法,掌握物理概念,培养思维能力。

的概念教学为例,是在的基础上形成的概念。对于初学者来说,是一个复杂而又抽象的新概念。指导学生阅读导读材料,联系机车牵引车厢等生活实例,再组织学生用手推动纸盒前移、用手把水桶提起等实验。在这些感性材料的基础上,引导学生用抽象思维方法进行思考,分析受力:纸盒、桶、车厢的受力情况,分析运动:纸盒被推动、桶被提高、车厢被牵动。用比较法来发现各个研究过程异同点,归纳推理得出:虽然具体对象、过程不同,但是这些过程中物体都在受力的方向上发生了一段位移。从过程中众多复杂因素中抽象出主要因素,概括得出:物体受力而且在这个力的方向上发生了相应的位移才是做功的关键。这样就得到功的定义式:w=fs。由此进行逻辑推理,当fs夹角为θ时,通过思维分析,把f分解得出与s同方向的分力做功为,s方向垂直的分力做功为。由此,进行综合、演绎推理得出功的普遍计算式:w=fscosθ。对于做功过程,还要引导学生积极思维分析,明确是哪个力对物体做功,再思维综合得出合力做的功。把数学公式与物理意义结合起来,分析θ的变化,用数学计算分析得出正功负功的概念,再经过分类与比较对正功和负功的物理意义给予解释。

二、习题教学

在重视物理概念、规律教学的同时,要把重点放在解题的思维过程上,增强学生解题思维的自我调控意识。可以把学生的解题过程看作是获取信息、思维启动、思维逻辑、思维深化的过程。在指导学生解题上,可以抓住明确对象、运用规律、设疑点拨等几个方面。

1、  明确对象

习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。对题目给定的研究对象进行抽象思维,形成一定条件下的清晰的物理图景。根据题意画出物体的受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。

2、  运用规律

高中物理阶段主要有运动学规律、力学规律、能量关系等等。解题时可以根据物理过程或已知条件选择规律。也可以引导同学从不同角度去分析已知量和未知量之间的关系,使一题多解,这样既能推陈出新,又拓展了学生思维空间,既巩固了学生已有的知识,又使学生增长了新知识,久而久之,就能真正地帮助学生沟通知识间的联系,建立知识间的网络,达到融合沟通的教学目的,从而提高学生解决问题的能力。

3、  设疑点拨

学生解题一旦受阻,思维停滞,需要点拨才能展开。通过设疑点拨探究解惑,学生思维进入新的层次。一道题解完后,可以将其再向下拓展,或是将与之相关的一些题型进行比较,总结出一般的解题规律。这样既促进学生对知识的理解与掌握,提高教学效果,又能进一步培养学生的思维能力。

三、实验教学

物理教学的优势在于,教师可以利用丰富多彩的演示实验让学生观察思考,使他们产生迫切要求学习的愿望。通常学生都喜欢上有演示实验的物理课,更喜欢自己动手做实验,他们有渴求参与探索的心理,他们希望对感兴趣的事物施加影响,自己动手试一试,看能否得到预期的结果。学生实验和小实验满足了他们这种心理要求,教师要尽量创造条件,给予支持,让他们有自己动手做实验的机会。在物理实验教学中,要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,还要引导学生学会研究物理问题的实验方法,为培养他们的物理创新思维能力打下良好的基础。如常用的间接测量的实验方法、控制变量的实验方法、探究法等。教师通过选择典型的实验,通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新思维能力。

例如在研究了动量守恒定律之后,开始研究弹性碰撞的时候,向学生提出这么一个问题:两个质量相同的钢球,以相等的速率相向运动,碰撞后它们的速度是怎样的?学生经过思考后,有的认为两球速度都变为零,有的认为两球的速度不为零。到底谁对谁错呢?可以让学生思考可以通过什么样的实验来验证。学生通过积极的思维,会提出相应的实验:两个质量相同的钢球分别吊在细绳上,静止时靠在一起。使它们分开与铅直线成相同的角度后放开,它们回到原位置时相碰。可以看到碰撞后它们不是静止下来而是沿相反方向分开,几乎会达到原来的角度。显然,两球速度不为零。接着再做一次实验,不过用油泥球代替钢球。实验的结果可以看到两个油泥球碰撞后都静止下来了。经过讨论后,学生便弄清了其中的道理:因为碰撞前它们总动量等于零,根据动量守恒定律,碰撞后总动量也应该等于零。总动量等于零,可以是两球的动量与各自原来的动量等值反向。但是,学生们还不理解:为什么有的静止下来,有的却不这样?而且他们认为:既然只要两球动量等值反向,总动量都可以等于零,那么碰撞后两球的速度就应该有多种呀?于是,我让学生注意钢球和油泥球的差别,将学生进一步引导到研究弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性上去。

总之,学生只有经过正确的思维活动,才能使观察敏锐、准确,才能更加合理地抽象出物理现象的共同属性和变化规律,才能够更迅速、更准确地地解决问题。因此我们应充分地对学生进行思维能力的训练,同时也能提高物理教学质量,使学生得到全面发展。