董诗玉
摘要:遵循学生的认知特点,物理规律是观察、实验、思维、想象和数学思维的产物。一般要经过提出问题、探索规律、讨论规律和运用规律四个阶段。
关键词:提出问题、探索规律、讨论规律和运用规律
学生对物理规律的认知是一个整个中学物理学习的核心和复杂的认识过程,是感性认识与理性认识、特殊认识与一般认识反复结合、相互作用的发展过程。学生学习物理规律首先要在具体感知的基础上,通过抽象概括,得出结论;然后将得出的结论运用于实际,使知识从弄懂到会用。物理规律的教学过程就是帮助学生完成上述复杂的认识过程。基于上述掌握物理规律的认知过程,物理规律教学一般要经过提出问题、探索规律、讨论规律和运用规律四个阶段。
1.创设便于发现问题、探索规律的物理环境
获得足够的感性认识是掌握物理规律的基础,教师要指导学生通过观察实验、或分析学生生活中熟知的典型事例、或从对学生已有的知识的逻辑展开中提出问题,激发学生兴趣,创造便于探索规律的良好的物理环境,提供探索物理规律必要的感性材料,提供进一步思考问题的线索和依据,为研究物理规律提供必要的知识准备。在这一阶段的教学中需要注意的问题是:创设的物理环境要能提供探索物理规律的感性材料,又要有助于激发学生的学习兴趣和求欲望。
2.思维加工,建立规律
在已有的物理概念和实验数据的基础上,引导学生进行科学逻辑思维,即运用比较、分类、分析、综合、归纳、演绎、判断、推理和想象等方法,抓住物理现象和过程的本质特征和内在联系,摒弃非本质的、偶然的因素。具体而言.在中学阶段主要是运用实验归纳法和理论分析法,或者把两者结合起来进行。
(1)运用实验总结规律的方法
第一,由对日常经验或实验现象的分析归纳得出结论。如电磁现象中的右手定则,声音的三要素教学就可以运用这种方法。
第二,由大量实验数据,经归纳和必要的数学处理,得到结论。如杠杆的平衡条件、光的反射定律的教学就可以运用这种方法。
第三,先从实验现象或对实例的分析中得出定性的结论,再进一步通过实验寻求严格的定量关系,得出定量的结论。如光的折射定律的教学就可以运用这种方法。
第四,在通过实验研究几个物理量的关系时;先分别固定某些物理量,研究其中两个物理量的关系,然后加以综合,得出几个量的关系。如欧姆定律、焦耳定律的教学。
第五,限于实验条件,先介绍前人通过实验得出的结果,再通過对实验结果的分析,得出结论。如库仑定律的教学。
(2)运用已有知识,通过理论推导,得出新的物理规律的方法
第一,在观察和日常经验的基础上,研究理想实验,通过推理、想象,得出结论。如牛顿第一定律的教学。
第二,先用实验或实例做定性研究,再运用理论推导得出结论。如动量守恒定律的教学。
(3)提出假说,检验和修正假说,得出结论
对有些物理规律的研究,可以先引导学生在观察实验或分析的基础上进行中学物理教学论猜想,提出假说,然后再运用实验或理论加以检验,修正假说,得出科学的结论。如阿基米得定律的教学可以采用这种教法。
无论采用哪种方法,都要在探索的基础上,得到物理规律的文字表述和数学表达(初中阶段有些规律只要求用文字表述)。
3.引导学生对物理规律进行讨论,加深理解
对物理规律的讨论一般从以下几个方面进行:
(1)规律的物理意义。物理规律通常是用公式来表示的,明确公式的物理意义是应用物理公式的基础。所以,在进行物理规律的教学时,要特别注意搞清楚公式或图像的物理意义。例如,Q=cm△t反映的是在热传递过程中物体吸收和放出热量所遵循的规律。
(2)强调规律表述中的关键词语及公式中各字母的物理意义。规律中的关键语句是学生理解规律和运用规律的关键。在教学中应加以强调,并解释清楚。如阿基米得原理中的“排开”二字便是关键词,引导学生找出并注意。
(3)指明公式中各个字母所代表的物理量及其单位。
(4)明确规律的适用条件和范围。物理规律都是在一定条件下、一定范围内总结出来的。如果不考虑规律的适用范围乱套公式,就会导致应用上的错误。因此,在讲解规律时,要指导学生明确规律的适用范围。例如,光的反射适用于漫反射和镜面反射,p=ui的变形的两个公式适用纯电阻电路等。
(5)物理规律反映了物理概念、公式、之间的相互关系,与物理概念是密不可分的,与某些物理规律也有相互关系.要使学生搞清物理规律与物理概念和其他物理规律之间的关系,从而整体上把握物理规律。例如,牛顿第一定律与物体的惯性有联系,但二者有本质的区别,惯性是反映物体的一种属性,不论物体运动与否都存在惯性,在经典物理学中,物体的质量视为恒量,平动惯性的不小也视为恒量。而牛顿第一定律则反映“当物体所受的合外力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动的状态”这一客观规律了,加强应用物理规律解决实际问题的训练的指导。
4.引导学生运用规律解决问题,加深对物理规律的理解和掌握
在讨论的基础上具有极强针对性的典型的习题,有助于学生进一步深刻地理解规律,并且还能训练学生运用知识解决实际问题的能力。在这一过程中,一方面,要用针对性和典型性的问题通过教师的示范和师生共同讨论,使学生结合对实际问题的讨论,深化、活化对物理规律的理解,逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法;另一方面,更主要的是组织学生进行运用规律的练习.要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律,经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象,通过训练,使学生逐步学会有逻辑地说理和表达。对于运用物理规律分析和解决实际问题,要逐步训练学生运用规律分析、解决问题的思路和方法,使学生学会正确地运用数学解决物理问题,还应当鼓励学生运用学过的规律独立地进行观察和实验,自己动手、动脑进行小设计和小制作,创造性地解决一些简单的实际问题。要帮助和引导学生在练习的基础上,逐步总结出在解决问题中一些带有规律性的思路和方法,逐步提高各种思维能力的水平。
例如:学生学了阿基米得原理后,用阿基米得原理测物体的密度,有些学生往往会感到困难,不会利用浮力求体积。因此教师在讲述规律之后,还应提出一些有代表性的问题和习题,让学生进行练习,然后针对学生在练习中暴露出来的问题,再加以纠正和强调。除习题训练外,还可适当安排一些小设计、小制作活动等。
总之,学生掌握物理规律的认知过程是一个十分复杂的过程。首先应该让学生获得必要的感性认识;然后在感性认识的基础上,引导学生运用“科学的抽象概括归纳出规律;再使学生理解规律的物理意义;最后还要使学生在运用规律的过程中,从定性与定量两方面不断加深对规律的理解。
参考文献:
1.李新乡,等 ,物理教学论{ M} 北京科学出版社
2.陶洪 ,物理教学论{M} 南宁:广西教育出版社
3.郭玉英,主编物理新课程案例教学研究{M} 北京:高等教育出版社