发布时间:2022-03-15 00:28:33
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的物理教师论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
教师也需要适应学生的过程。接手新高一的教师往往是从高三或者复习班倒过来的教师,他们习惯了快节奏、大容量的课堂,教学时习惯学生如饥似渴地吸取知识,在激发学生兴趣这一方面未免有些欠缺。面对新的学生,教师不能够及时快速地了解他们的学习情况,对学生的认知水平和思维特点了解不够清楚,这些原因都导致了师生之间互动的欠缺。学生不能融入到课堂中来,课堂教学的效率受到了影响,且教师不了解新学生的学习习惯和学习方式,对不同层次的学生就不能照顾到。
二、解决高中物理教学困境的策略
首先,教师要花费时间去了解学生。俗话说,磨刀不误砍柴工。工欲善其事必先利其器,对于教师来说,面对新生,给学生上课不是当务之急,如果没有摸清楚学生的情况,只顾得按照教材进度去讲课,课堂教学就失去了针对性。对于高一的新生,教师要做到三点:一是要了解他们的毕业学校。每个学校都有自己不同风格的教学特点,了解毕业学校可以帮助教师尽早认识学生的学习特点。在了解毕业学校的过程中,如果能够认识他们原来的物理教师就更好了,这样不仅可以更准确地把握他们的学习特点,还能够让学生对教师产生亲切感,在情感上今早地接受教师。二是要尽快地融入到学生中间。高中阶段的学生不再把主动接近教师当作是快乐的事情,甚至会嘲笑那些愿意接近教师的同学,他们有了骄傲且带有叛逆性的自尊,这就需要教师主动接近学生,和他们聊天,了解他们生活中的困难和思想上的困惑。学生会因为喜欢了教师而喜欢他所教的学科,这是他们开始学习的良好开端。三是要做好学生的思想工作。我在接手高一新生的时候总是会用一段时间做学生的思想工作。一方面教师要做自我介绍,让学生尽快地熟悉老师,知道教师的教学习惯,了解教师的讲课风格;另一方面,教师应该让学生相互了解和认识,尽快地建立起一个和睦温暖的班集体。一个有温暖的班集体能够很快得到学生的认可,帮助他们树立学习的信心。
其次,教师要做好高中物理教学的工作。所谓的工作包括对学生的心理准备和物质准备。在心理方面,教师要注意帮助学生培养学习兴趣,可以通过短片让学生尽可能多地接触物理学的最新进展,让他们了解人类在了解世界、探索宇宙方面所做出的种种努力和获得的成果,培养他们勇于探索的勇气。在教学之初,教师可以让学生通过科幻电影来了解不同领域的迷人前景,利用电影来进行入门教学。除此之外,教师还应该让学生准备好物理学习所需要的工具、器械和资料。如果感觉学生的水平参差不齐,需要补充基础知识,教师应该花费一段时间去进行相关知识的补充。对于这部分知识,完全可以采取让学生教学生的方法,即让那些在某个知识点上有优势的同学给其他学生讲课,实现学生间的优势互补,互通有无。这个过程是学生展现自己,彼此熟悉的过程,也是教师及时发现人才的最佳时机。
笔者之一曾在美国考察访问过八所中学,给笔者留下深刻印象的是:美国中学物理教师普遍很重视实验。他们一般都有自己的专用教室,各班学生轮流来上课。教室里四周靠墙的桌子上,常常摆了一圈演示实验仪器。教室旁边还有一间准备室,准备室里也放满了教师的各种教具与实验器材。这些演示教具和实验器材大多是教师自己设计制作的。许多自制的实验器材构思巧妙,结构简单,效果良好。例如,ROYAL中学的贝克尔先生设计的将沉重的长方木从中点水平支起来,用塑料的高尔夫杆套经毛皮摩擦后吸引长方木一端使之水平旋转的静电实验;磁铁在竖直的铜管中缓缓下落的涡流阻尼实验,塑料瓶中装有界限明显的两色液体的模仿龙卷风的实验;数字显示不同物体的温度的实验等;VANNUYS中学的罗伯特先生用苹果和南瓜在教学楼顶上做的自由落体实验;自制木头飞机在铁丝上滑行投弹的平抛实验及“射击猴子”实验;SANFERNANDO中学的克朗代尔博士的水流反冲实验,用玩具枪在不同角度做的斜抛运动实验等。这些实验器材大部分是他们自己掏腰包购买材料,不惜时间精力制作起来的,表现了美国中学物理教师对实验的重视和敬业精神。他们通常一天5节课,另一节用于备课和批改作业等,天天如此,还有的周课时达到30多节的。即便如此,他们也是想方设法设计各种教具及实验器材以改进教学。
值得一提的是“射击猴子”问题,这在中国的中学物理课本上也有:树上吊着一只猴子,有一管猎枪的枪口直接对准猴子,猎枪开火的一瞬间,猴子从树上掉下,问枪弹能否击中猴子。我国的有关报刊曾专门对此问题进行过讨论,稿件几乎全是从理论和计算方面来证明或是讨论的。而在美国,笔者先后四次看到不同的美国教师用实验回答这个问题。最精密的实验是加州洛杉矶大学(UCLA)的霍夫曼博士设计的用激光瞄准远距离射击,在猴子快要落地时命中的演示实验。最简单的实验是上面提到的罗伯特先生设计的实验:他用一根3米长的塑料管做为猎枪,用木头削制子弹,猴子用电磁铁吊在空中,电磁铁开关用一导线连至塑料管口。他从管子另一头瞄准猴子,用嘴使劲一吹,子弹飞出管口,断开电源,猴子落下,飞出的子弹恰好击中下落的猴子。如此简单的实验,就能得到良好效果。这一“射猴”例子生动地说明了美国中学物理教师对实验的重视程度。
美国教师认识到,实验教学比起直接讲述来,确实要花费更多的时间和精力,而且在得到结论方面常常反不如直接讲述来的简洁而明确。但物理科学是一门实验科学,学生从物理实验中所获得的感性认识,探索能力和动手技巧等,不是直接讲述所能给予的,而且物理实验在增加物理教学的趣味性方面,也有它不可替代的作用。所以,虽然在美国中学物理教材中一般并没有列举需要作什么样的物理实验,教学大纲上也没有规定这部分内容[1],但美国中学物理教师普遍很重视实验,这已成为一种风气和共识。
二、关于物理实验的规范性及多样性
在我国比较正规的中学中,学生分组实验的规范性及实验条件的优越,显然是大部分美国中学所不及的。笔者曾看过他们的一份实验讲义,上面列举了七,八个实验,内容涉及力学,电磁学,声学,热学等多项内容,在实验的规范性及与教学内容的紧密配合方面,显然不如我们的学生分组实验。曾到中国中学访问过的美国教师对中国中学中实验设备的齐全、实验经费的充足感到十分羡慕。他们说:“中国的中学是很富裕的。”所以美国学生动手做实验的条件反而不及我国学生优越。我们应该重视我们在这一方面的长处,加强管理,提高仪器设备的利用率,充分挖掘实验仪器在培养学生能力方面的潜力。
但从另一方面说,仪器的缺乏也激发了美国中学师生在实验方面的创造性。如上所述,美国中学物理教师自制了大批的教具和实验器材,此外他们还领导学生搞各种各样的课外实验活动。例如,有一所学校的老师领着一个学生实验小组利用仪器接收从人造卫星上发来的信号,并以此验证相对论的理论。笔者曾参加洛杉矶1992年中学生发明竞赛的评判工作。他们中学生制作的各种各样的参赛展品摆满了一个体育馆的偌大一周圈门廊,充分显示了他们中学生课外实验活动的丰富多彩。笔者在美国参加过多次学术会议,其中教师以及学生演示他们设计制作的各种实验常常是会议的一项重要内容。
前两年,计算机在美国中学物理实验教学中已开始使用,但还不是那么普遍。在笔者访问过的八所美国中学中,有一所中学的物理教室中摆满了一周遭黑白屏幕的计算机,学生们正在上有关的课程。他们的课本就叫做“计算机模拟物理实验”[2],目录如下:
实验一统计规律
1.随机事件的分布2.分布的平均值和标准误差
实验二抛体运动
1.平抛2.斜抛3.猎人和猴子。
实验三非匀加速运动
1.空气阻尼2.谐振动3.非谐振动
实验四行星运动
1.环绕一个恒星运动2.环绕两个恒星运动
实验五波动
1.正弦波2.波的迭加3.驻波。
实验六电场
1.两个点电荷2.三个点电荷3.未知电荷。
与教材相适应有配套的软盘。学生当时正在津津有味地做着“猎人射击猴子”的模拟实验。由目录可知,这一教材是综合性的,并不直接配合某一部分物理教学内容,但部分弥补了他们学生分组实验内容的不足,同时也能使学生获得操作计算机的基本技能。此外,有些计算机模拟的物理实验也是用实物实验很难实现的,例如“行星运动”。所以,预计计算机模拟物理实验以后会有大的发展。
三、对我国中学物理实验教学中某些问题的反思
当前高校电子商务物流管理教学水平参差不齐。沿海一带高校在这一领域教学水平相对较高,而中西部则相对落后。主要体现在东部沿海地区由于其区域经济发展的优势,其地域物流发展水平本身较高,学科依托的大背景较好。很多高校都认识到了物流管理学科的教学必须充分重视其实践教学。物流管理实践教学体系的构建包括改善教学条件、建设物流实训室,以及加强校企合作、建立校外实践基地。在这两个方面,目前高职院校都比本科院校做得要好。高职院校注重学生实践能力的培养,因此,大多投入大量资金建立物流实训室,以期设施完善、功能齐全,为提高学生的职业技能起到了一定的促进作用。另外,在建立校外实训基地方面,由于高职院校的学生自我定位相对较低,愿意做一些实际性的工作,而本科院校的学生自视较高,实训过程中难免会眼高手低,反而不太受企业欢迎。本科院校的物流管理实训大多还停留在购买简单的物流模拟操作软件进行训练的层面上,而在配套功能设备和集成信息系统等方面都不完善,培养的学生在物流技术应用和物流综合能力方面都与社会的需要存在较大差距。
2高校电子商务物流管理教学落后于需求原因分析
造成当前高校电子商务物流管理课程教学被动的原因是多方面的。综合分析,主要有以下几个方面的原因。
2.1思想上不够重视。
目前从电子商务专业所开设的课程来看,学生的课程非常多,学生的学习日程几乎被必修课程占满了。学生普遍的感觉是什么都学了,但是什么都不精通。而且学生大多忙于考英语、学数学以及考各种各样有用无用的资格证,而对专业课都不够重视,对《电子商务物流管理》这门课程也是如此。其实这门课程是电子商务专业的核心课程之一,其具有较强理论性,又必须在实践中加以应用,理论与实践性兼具的一门课程。所以,光有理论的学习或只注重实践的操作都学不好这门课程。而一旦学生对这门课程失去兴趣,那么在后续学习过程中,又会由于知识的系统性和连贯性,让学习难度加大,形成难度越来越大、兴趣越来越少的厌学恶性循环,显然,这并不利于电子商务物流管理课程的教学。另一方面,由于这门课程不仅知识性和系统性强,而且是与日新月异的新技术新知识结合紧密,发展异常迅速的一门功课,担当该门课程教学的老师工作任务较重。如果老师授课量大,一则教师疲于应付,没有时间与时俱进、持续学习跟上物流行业发展的步伐;二则课时短,老师难以在有限的时间内充分讲解重点和难点知识,同时给学生充足的实践机会。这样,教师只好采取传统的满堂灌的教学模式,形成了教师与学生从思想上到行动上的倦怠和敷衍的恶性循环。
2.2相关教学设备匮乏,影响教学效果。
当前高校电子商务专业虽然都开设了电子商务物流管理这门课程,但是作为本科院校的课程,由于对实践教学重视程度不够,在电子商务物流管理这门课程的实验和实践设备的配备上,往往不如职业技术学院的教学条件。相关的实验器材和设备严重不足,相关的综合实验和综合技能训练实践活动也基本上无法进行,动手实验相当少。对于电子商务物流管理这样一门实践性强的课程来说,学生无法从实践和实验中得到扎实而系统的动手实践能力训练,将会对学生专业能力的培养和后续课程的学习造成一定程度的障碍。
2.3校企缺乏合作渠道。
电子商务物流管理是一门实践性很强的学科,必须在干中学、在学中悟、在悟中创新。同时,由于电子商务的极速发展,行业本身在实践中不断地摸索和发展,物流管理也处于快速跟上、超常发展的快速轨道上,并没有现成的运营和发展模式可供学习、借鉴。所以,电子商务物流管理实际上实践是超前于其理论和学科发展的。因而,这门课程的学习,如果拘泥于书本知识,而不立身于行业实践,从实践中去吸收营养,其收效是会大打折扣的。但是,目前由于电子商务企业普遍的民营所有制形式以及当前社会急功近利思想的影响,企业总是希望聘用即来即用的人才,而不是对在校的大学生进行储备和培养。对于来自学校的见习、实习和联合培养等要求,通常不予积极配合。事实上,历史和国外的经验都表明,有效的校企合作是产学研一体化的主要方式,不仅学校,企业本身也能在合作中享受到知识共享以及随之而来的知识创新所带来的收益。
3构建多层多维的电子商务物流管理教学体系
为了有效地提高电子商务物流管理的的教学效果,必须根据学生和学校的实际情况,构建多层多维电子商务物流管理教学体系。
3.1根据学校层级的不同,采用不同的教材和不同的教学模式。
一般来说,本科院校的学生基础较好,学习能力较强,理论基础相对扎实,可以学习较多较深的物流相关理论知识。这些学生的培养目标是面向电子商务或物流行业中的物流规划人才和物流管理人才。但本科院校电子商务物流管理课程的学习也必须立足于学生对物流行业有着基本扎实的理解和领悟的基础上,所以,其实践环节不是削弱而是应该增强。而对于高职院校的学生而言,由于其文化基础相对薄弱,而且其培养目标是具备物流行业物流师职业资格,能从事具体的物流活动如采购、仓储、运输、配送、库存管理、装卸搬运、包装和物流信息系统等业务的从业人员。所以,对物流行业的各个流程务必充分熟悉,对各流程相关的原理有着必要的了解。
3.2借鉴国内外物流管理课程教学经验,构建多维实践教学体系。
文献记载,德国采用以企业为主、实践和理论并重的双元制物流课程教学模式:学生同时与企业签订培训合同,在企业进行在职培训;到职业学校注册登记,取得理论学习资格。理论学习和实践技能培训并行不悖,在学生毕业时既要进行书面考试也要进行实践操作技能考核,只有二者同时达到合格标准,才能毕业。而由于考试是由行会负责,所以,学生毕业的同时,就取得了该行业的执业资格,成为了一名合格的熟练工。而新加坡的教学工厂模式则仍然是以学校为主,只不过实践体系与工厂完全无异,其教学工厂硬件完全由工厂提供,教师既是理论授课者,也是实践授业者。借鉴以上国家的教学经验,我国也应构建多维物流教学模式:校内实训、企业实践和社会实践多维一体,共同提高学生实践能力。
3.3创设有利环境,促进各参与主体间协同。
物理学不仅指物理知识,而且还包含科学思想、科学方法、科学态度和科学精神。物理学产生和发展于实践(实验),是一门以观察和实验为基础的科学,因而物理教学理应突出实验,并发挥实验的育人作用。传统的物理教学只把实验作为实现知识目标的手段,在技能锻练上也很薄弱。又由于受应试教育的影响,实验多停留在纸上谈兵的层面上,实验中的育人因素没能得到挖掘和体现,本来精彩诱人的物理课堂变成为空洞的说教,将学生学习物理的积极性和热情扼杀殆尽。物理课程标准将科学探究列入内容标准,“旨在将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,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而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。”它不仅是重要的教学方式,更是学生的学习目标,“学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学研究时的相似过程,学习物理知识与技能,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。”
科学探究包括“提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集证据分析与论证评估合作与交流”七个要素。根据课程标准精神,每一要素都有其相应的能力要求,它具有提高学生的科学素养和人文素养的双重功能。目前,学科教师对科学探究的重要性已有了一定的认识,不管是概念课还是专题探究课,大都能较好地体现科学探究的几个要素,特别是关于“提出问题”这个首要要素。课堂上教师能为学生提供一定的问题情景,并组织学生参与一些活动,激发学生从中观察发现问题并提出要探究的问题,能较好地组织学生从事探究活动,并对活动进行分析和概括,形成知识。但结合课程标准的要求,多数教师在实施探究式教学时,要么对其相关要素的内涵领会不深刻、要求不能很好把握,要么机械呈现科学探究的“七个要素”,学生的科学探究流于过程,难以发挥其科学探究应有的功效。在科学探究七个要素中,第一要素是提出问题。探究课伊始,教师虽也为学生设计提供了一些问题情景,但都不很丰富。创设的情景要么过程短暂,学生没有充分的观察思考,要么与探究的问题缺乏联系,使学生思维偏离探究主题。学生从情景中提不出有价值的问题,或由老师提出问题,而不是学生的真问题。此环节的过程性不强,老师没能有效地培养学生的问题意识和提出问题的习惯。学生的问题常常是直观现象加问号,需要老师引导学生将其转化为要探究的科学问题,对此,老师缺乏有效及时的引导和指导。在探究活动和交流过程中学生也都没能提出相应的问题,仍然是老师问学生答。说明老师“以问题为纽带”的科学教学观还没形成。此外,多数探究课都没有很好体现评估要素,信息交流也多停留在老师和学生之间。
科学始于问题,问题源于发现,发现源于情景。所以,为学生创设丰富真实的物理情景,组织引导学生认真观察,对学生大脑产生刺激,引发认知冲突,从而引导学生发现问题并提出问题是科学探究的灵魂,也是成功进行科学探究的前提,也是由学生年龄特点和认知水平决定的。因此,科学探究七个要素中的“提出问题”是首要要素。在组织学生进行科学探究时,教师要竭力为学生提供丰富的物理情景,组织引导学生从多角度认真观察,激发学生发现问题并提出值得探究的科学问题。爱因斯坦说过,发现问题比解决问题更重要。学生能从提供的情景中发现问题,说明学生全神贯注,并初步学会了观察。发现是创新的基础。这是学生学习物理应形成的能力之一。根据物理学科的特点和学校实际,教师为学生提供的情景一般可概括为以下三类:一是实物展示(操作或演示)的真实情景;二是多媒体呈现的模拟情景;三是由生动的语言描述的物理情景。我们提倡以实物提供的情景为主,这更能引发学生的兴趣和注意,引起更强烈的刺激和认知冲突。在以实物展示(操作或演示)时,可采用“慢动作”或“慢镜头”的呈现方式,使学生能充分观察和思考,甚至可以用“哑语”的方式,更能起到“此处无声胜有声”的特效功能。运用媒体呈现时,也应反复两次,以克服媒体瞬时性的不足。在情景呈现的过程中,需要教师的适时激疑和质疑,鼓励学生发现问题和提出值得探究的问题,并引导学生将问题进行归纳。这创设情景的目的和科学探究的源头活水,也是学生进行探究的动力之源。
关于学生的具体探究活动,是在教师组织学生进行制定计划和设计实验并对方案进行优化的基础上进行的。中外研究和实践表明,探究式教学包括结构型探究、指导型探究、开放型探究三种。在这三类探究教学活动中,教师的直接指导和帮助相应地越来越少,学生探究的自主性和独立性越来越强。从某种意义上说,开放型探究教学与科学探究十分相似或接近。探究教学的开展会受到诸多因素的影响,所确立的科学探究程序和学生认知方式是建立探究教学模式的两个至关重要的依据。忽视前者教学就不能体现科学探究的特性,失去探究教学的基本规范;忽视后者探究教学就会缺乏心理基础,难以落到实处。因此,探究教学应以学生发展水平为基础对科学探究程序进行优化和模拟。笔者认为,结构型探究显得教条呆板甚至有点僵化,多少有悖于新课程倡导的培养学生自主意识和能力的精神要求。根据学生的学习基础和认知发展水平,在组织初中学生特别是八年级学生进行科学探究时,应以指导型探究为主,辅以开放型探究。在学生探究前和探究过程中应有必要的面上指导和个别具体的指导,决不是听之任之的“牧羊式”的探究。否则会有相当小组的探究带有极大的盲目性,达不到探究的目的。
科学探究的“七个要素”是要素而不是七个环节,也不应理解为程序。应避免将“七个要素”以环节或程序的形式呈现,也不应在一个探究课题中同时要体现各要素。科学探究对学生乃至对老师都是新课题,新课程科学探究课的要求也是逐步完善和深化。并且各要素也应是隐性显现而不是机械的显性呈现。因而,在实施探究式教学时要灵活处理,避免程式化甚至“八股化”。笔者认为,不论是那种探究课题,只少应有“提出问题、合作交流和评估(评价)”三个要素的体现。提出问题是进行科学探究的前提,合作交流是培养学生合作意识和语言表达能力的重要途径,评估(评价)是培养学生甄别判断和创新能力和交流互动的有效手段。并且,合作交流和评估(评价)是伴随着整个探究教学始终,并不是游离于各要素之外而独立存在的一个程序。
为确保探究式教学的有效实施,笔者在实践中探索尝试出“发现探究导学”探究式课堂教学模式,其课堂结构是“情景激趣问题导引活动探究反馈交流应用活化”。具体概括如下:1.学生围绕教师创设的物理情景或现象引发学习兴趣,教师设法激起学生认知冲突,激发他们的求知欲望并提出探究问题;2.学生通过动手实验探究问题,形成和检验假设,解决问题,解释观察结果;3.学生分析、解释数据,对自己的观点进行综合;4.教师与学生共同回顾与评价所学内容与学习方法;5.将所学知识运用于新情境,以拓宽理解,形成新技能。
一堂优质高效的科学探究课需要时间作保障,这正是有效进行科学探究课的矛盾所在。因此,实施探究式教学需要教师对课堂教学进行优化。笔者曾提出课堂教学“六优化”,乃不适为提高探究式教学效果的有效思路和措施。课堂教学“六优化”,即“优化课堂结构,优化课堂环境,优化课堂语言,优化教学内容,优化教学方法和优化教学手段”六个方面。实现了教学“六优化”就可保证探究教学有效实施。这需要教师的深入研究和探索。
参考文献:
1.《物理课程标准》,北京师范大学出版社,2001.7
[关键词]:普通高中物理课程标准、探究性学习、互成角、度二力的合成、平行四边形法则、创造能力
教育部颁布的《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称《高中新课程标准》),对课程目标提出:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维要求。《高中新课程标准》在课程实施上提出“应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、
勇于实验、勤于思考。……培养学生科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。”希望用这种方法来培养具有创新能力的人才,落实素质教育。
我校尚未实行《高中新课程标准》及其教材,但在教学中,引人探究思想来优化课堂教学。我们不仅重视知识和技能的传授,同时创造条件进行探究性实验,让学生“经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。”从中学会获取知识和实验技能的方法,体验到探求知识的乐趣,同时培养科学态度和科学精神。
现以高一“力的合成”这堂课作一些尝试,谈谈笔者的作法和看法,和同行商榷。
高一“力的合成”传统的教法以及人教版教材的安排:由教师从演示实验总结出力的合成法则,再由学生做验证性实验。需要两节课才能完成这部分教学内容。
我们将这堂课作了改动:突出合力和分力的“等效代替”关系用“等效代替”思想师生共同设计测定互成角度两个力合力的方法再由学生测定互成角度两力的合力师生讨论总结出力的合成法则。这样,用一节课就能完成这部分的主要教学内容。具体做法如下。
1、创设物理情景,为新课和探究实验铺垫
一堂优化的课,教师应该精心研究引人新课的教学,让学生兴趣盎然地开始学习。
好的引人新课教学应为学生创设物理情景,为新课和探究实验做好铺垫,使教师能顺利和谐地开始教学。本课一开始按顺序向学生展示图l(a)、(b)、(c)三幅图(*图1(a)、(b)、(C)中五幅取自现行人教版初中物理第一册,2001年5月版),让学生叙述三幅图各自的含意。
在学生叙述过程中,教师插话点明图(a)中两个桶表示同一个桶,图(b)中两个木箱表示同一个木箱,图(C)中两个夯表示同一个夯块。此中隐含着作用效果相同的启示。
师:从物理学角度看,这三幅图有什么共同点?
生:每幅图左侧都是两个力作用在同一物体上,右侧是一个力作用在该物体上,二者的作用效果相等。
师:生活中、生产活动中,这种情况很多,学物理应重视这种情况。我们把它写下。
【板书l】如果一个力对物体作用产生的效果跟两个力(或几个力)共同作用产生的效果相同时,我们就可以用这个力来代替那两个力(或几个力)。
教师指着板书l再读一遍,并说在初中我们也是遇到这种情况,我们把……(引导学生回答)
教师根据学生的回答,在板书l之后写上:
【板书2】这个力就叫做那两个力的合力,那两个力就叫做这个力的分力。
教师在板书l之上,边说边添上。
【板书3】合力与分力
2、突出合力和分力关系的实质----等效代替
师:大家一起找一找,在合力和分力的定义中,关键词是哪几个?
生:作用效果相同,可以相互代替。
教师在板书1和2之下的正中写上:
【板书4】等效代替
师:在物理学中,只有等效才能代替(在板书4的等效和代替之间,添上);要代替必须等效(在上述之下添上,使板书4成为等效代替)。
师:求两个力的合力,叫做二力的合成;求几个力的合力,叫做力的合成。
【板书5】力的合成
3、以“等效代替”思想为指导,师生共同设计探究实验
师:在初中,我们曾用实验讨论同一直线上二力的合成,并得到相应的结论。
今天我们要用实验来讨论互成角度二力的合成规律。具体方法:先从实验求出互成角度两个力的合力,然后从实验结果再来讨论互成角度两个分力和它们合力有什么关系,从中找到它们的规律。
师:已知互成角度的两个力,如何找它们的合力呢?请同学和我一起想办法来设计一个求合力的实验。(让同学讨论几分钟)
教师在黑板上用两组“三根橡皮筋串联”之后再并联作为受力物体,再用两根细绳和两个5N的弹簧测力计仿照人教版(2003年6月)高一物理教材“学生实验二:验证力的平行四边形定则”的实验方法。但教师不能把实验方法告诉学生,关键是由教师引导,由学生自己得出实验方法。
具体方法如下:
师:合力和分力关系的实质是“等效代替”,如何利用“等效代替”的关系来求互成角度两个力的合力呢?
(教师在黑板上,用两个5N弹簧测力计通过两细绳,并让两细绳成较大角度拉并联橡皮筋)
师:橡皮筋受互成角度两个力的作用而伸长。这两个力或几个力作用在同一点上,这样的力就叫做共点力。如何知道互成角度两个力的大小和方向呢?
生:两个力的大小由两个测力计读出来。两个力的方向沿两细绳的方向,画出细绳的方向就是两力的方向。
师:(保持两力拉橡皮筋的位置不变)找合力必须保证合力的作用效果和两分力共同作用效果相同。因此,我们非常关心这两个互成角度力的作用效果如何。
在实验中,如何知道这两个力的作用效果呢?
生:在橡皮筋伸长的端点做个记号。
(请一位同学到黑板上演示)
师:如何根据“等效代替”来找合力呢?
(教师用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮筋,故意让橡皮筋的端点一次在所做“记号”的上方,另一次在“记号”的下方)
师:这个力的作用效果和两个分力作用效果相同吗?
生:不相同。
师:如何才能保证两次的作用效果相同?
生:把橡皮筋的端点拉到刚才所做“记号”处。
(教师在黑板用弹簧测力计演示,并保持测力计不动)
师:现在作用效果相同了。如何知道这个力,也就是合力的大小和方向呢?
生:由弹簧测力计读出力的大小,画出细绳的方向就是这个力的方向。
师:这样我们就求出互成角度两个力的合力了。
今天我们不仅要求出合力,而且要找到两个分力和合力有什么关系,即它们之间的规律。
怎样找这个规律呢?我们规定:从同一个作用点出发,按同一个标度画出两个分力和合力的大小和方向,然后从图上找出它们之间有什么关系。
请注意,今天是研究互成角度两个力和合力的关系,所以实验时,两个力之间的角度应该大些,效果才明显,最好角度大于90°,学生实验过程从略。
4、重视“交流-评估-总结”过程
师:合力求出来了,力的图示也画好了。我们找一找它们有什么关系。
生:合力好像是两个分力的角平分线。
师:你只说合力和分力方向的关系,这种关系正确吗?它们的大小有什么关系呢?
生:为什么两个分力之和不等于合力呢?
师:互成角度两力的大小之和不等于它们的合力的大小!互成角度两个分力和合力有什么关系?
生:……
师:同学们可以把合力的端点跟两个分力的端点用虚线连接起来,看看我们所作的力的图示像什么图形?
生:像棱形。
生:像正方形。
生:像平行四边形。
生:是普通四边形。
师:平行四边形包含正方形和棱形。从你们实验的图示看,同意合力和分力的关系组成一个平行四边形的同学,请举手。(大约有1/3的同学举手)
师:我们暂时认定互成角度两个分力的大小和方向与合力的大小和方向组成一个平行四边形,再做一次实验看看这个结论是否正确。
学生再次实验过程略。
师:再次实验,看看两个分力和合力的图示像什么图形。
众生:像平行四边形。
师:今天我们通过实验找到了互成角度两个力和它们合力的关系。
【板书6】力的平行四边形定则
如果用表示两个力的线段作为邻边画平行四边形,那么合力的大小和方向就可以用这邻边间的对角线表示出来。这种方法叫做力的平行四边形法则后面的教学过程从略。
5、几点说明
(1)在合力与分力的定义中,我们自己加了“我们就可以用这个力来代替那两个力”这几个字。这是为了突出合力和分力的“等效代替”关系,我们也是以“等效代替”关系为基础,师生共同设计测定合力的实验。这样才能让学生逐步理解合力与分力的关系是“等效代替”关系。
实践范例:
一、求未知电阻:
器材:电流表两只、电压表两只、电键若干、导线若干、已知电阻一个,求未知电阻。
模式1:以渐进性提问为主线,实验为基础讨论教学。这种教学首先把“问题”做为教学的出发点,通过问题的提出引入教学;通过问题的思考和讨论展开教学过程;通过问题的解决使学生理解和把握知识。
问题:电流表、电压表是用来做什么的?如何使用?电流表能不能测电压?电压表能不能测电流,如何测量?电键、导线、电阻是用来做什么的?要想测电阻,如何测量,需要哪些器材,步骤与表达式又是什么?
问题的升华:如果只有一只电压表,电键一个、导线若干,已知电阻一个,如何测量?如果只有一只电流表,电键一个、导线若干,已知电阻一个,如何测量?
模式2:计算题入手:
题目:电键闭合,电压表的读数不同或电流表的读数不同,电路的连接方式有几种?未知电阻为多少?或电键断开与闭合电压表或电流表的读数不同,电路图如何?未知电阻为多少?
通过这些问题情景的创设,学生的思维得到了拓展,并且使他们找着了解决问题的启动点和切入口,使学生通过对问题情景的感知认知的冲突或产生探究的欲望,进入“愤悱”状态。
学生的精彩表现:
模式1:a直接用伏安法测电阻b用两只电压表分别并在电阻的两边c两只电压表一只并在被测电阻上,另一只并在电源上或并在已知电阻上,另一只并在电源上d两只电流表,一只串在与被测电阻的支路上,另一只在干路上e两只电流表,一只串在与已知电阻的支路上,另一只在干路上f利用开关控制电路中电流表所测电流。即电阻之间是并联的连接方式。开关断开,电流表测任一只电阻的电流,闭合测干路的电流。g利用开关控制电路中电压表所测电压。即电阻之间是串联的连接方式。开关断开,电压表测任一只电阻的电压,闭合测电源电压。学生争先恐后,踊跃回答,并且亲自设计电路图,并用实验来验证正确与否,在实验中,得到了能力的锻炼,思维的发散,成功的喜悦。有些细心的同学发现,有的时候电压表的量程用0~3V,有的时候量程用0~15V,电流表的量程有的时候用0~0.6A,有的时候用0~3A,那么电压表、电流表的量程如何选择?这一发现立刻得到了教师的赞扬,并引导学生从串、并联电路的电压、电流特点来回答,很快学生在教师的指引下,找到了答案。
模式2:起初,学生只是在纸上随便画下各个电路符号,胡乱连接。教师点拨:想想在一个电路中,如果电压不同,应该是什么连接方式?这一有意识的渗透,不但这一道会了,其他题目也举一反三,有了思路。这种逆向思维的锻炼方式使学生的应变能力得到了提高。
二、故障判断
模式1:a现象
做上述实验中,将电阻换成两个灯泡,若灯泡都不亮或灯泡一个亮一个不亮分别是什么故障?若电流表在串联过程中出现指针反偏或满偏这是什么故障?若电压表在并联过程中出现指针反偏或满偏又是什么故障?假设电流表、电压表均没有示数,又是什么故障?若电流表示数为0,电压表示数等于电源电压,又是什么故障?
b渐进性提问
解决这些故障,我们可以采取什么方法?用电流表、电压表。用电流表检验电路的故障,有没有缺点,可不可以用导线来检验?用电压表检验电路的故障,什么情况下示数为电源电压?什么情况下为0?
c解决问题
鼓励学生共同分析,并提供万用电表,并告之万用电表的使用规则及用处。这一训练,得到了学生的欢迎,并增强了学生的处理问题能力,并能将这些故障和家庭电路中出现的故障联系在一起,增强了分析能力。
学生的精彩表现:“一石激起千层浪”。学生遇到故障现象后,不再盲目的去找人帮忙,而是静下心来分析。“台灯不亮了,是短路是断路?若把灯丝搭上去再用,又会怎么样?……”“路灯怎么不亮了?”“电饭锅怎么不工作了……”伏安法测电阻、测小灯泡的实际功率实验中出现了故障他们先不找老师,自己先分析,后得到验证,高兴极了。实验后,学生们争先恐后要修理电表、检验电路。
模式2:通过语言文字的叙述,考综合能力。
学生精彩表现:通过实验的具体练习,大多数学生很快找着了问题所在,并说出推理的过程与结果。
三、借学科渗透,培养综合能力
模式:用历届有关中考试题,促进学生的全面发展。(采用多媒体课件辅助)
学生表现:惊异?这是物理题?
教师点拨:物理是一门综合学科,它与各学科有直接或间接的关系。它来源于生活,解释生活。比如:你们听到声音,是由于物体的振动。之所以能听出是水发出的声音是音色,等等。经过这样一点拨,学生的积极性调动起来了,思维活跃起来了,有了答案。再通过课件按钮的精心设置,使学生有一种意犹未尽的感觉。
通过与其他学科的结合,使物理学科更具有神秘感,并促进了学生对日常生活中身边的现象的解释能力。通过科学探究,学生得到书本上的知识点非常轻松。但是在这一过程中,更重要的是学生的科学素质得到了充分的培养,学生的科学研究能力得到了充分的锻炼。从上述分析可以看到:通过科学探究,教师可以更好了解自己的学生思维特点,更好地抓住学生的困难在哪儿,帮助学生渡过难关。
教学语言不同于一般性口语,不是用来把个人情感向他人的,而是通过语言将书本知识和自己的见解讲授给学生,使学生获得知识,提高分析问题、解决问题的实际能力。鉴于此,教学语言必须有高度、有深度、有广度,对学生要有指导性、借鉴性、教育性,也即注重“言传身教”中的“言传”,而教学语言的教育性恰恰指的就是要突出“言传”里的“传”。
二、教师语言要突出针对性
教学语言的针对性包括两个方面:一是要针对不同的学科,不同的教学内容采用不同的语言形式;二是针对不同的教育对象,选用恰当的教学语言,充分调动学生的积极性,把师生融合在一起,让课堂充满和谐、融洽的气氛。
三、教师语言要突出启发性
教学过程是一个复杂的心理交流过程,若教师仅仅是照本宣科,这只能算是完成了教学活动中最低级的一部分,教学活动的重要内容是教师利用语言艺术启发学生学会独立思考,提升分析、判断、解决实际问题的综合素质。因此,教师授课要擅长运用启发性的语言,去帮助学生打开禁锢的思维,让学生的思想自由驰骋。
四、教师语言要突出直观性
所谓语言直观性就是言之有物,语言生动、形象,不艰深、不晦涩。教师应把书本上抽象、隐讳的内容用直观、形象的语言讲授给学生,使学生能够看得见、摸得着、听得懂、能明白,如身临其境,继而达到很好的掌握效果。
五、教师语言要突出幽默感
“幽默感”,从艺术上讲,它是喜剧小品的一种表演形式。具体运用到教学上是通过比喻、夸张、寓意、诙谐等手法,用精炼、机智、风趣的语言,使学生在嬉笑中受到启迪,在愉悦中掌握知识。在教学过程中,运用幽默的教学语言有时能起到神奇的教育功能,学生能在轻松愉快中享受学习的快乐,轻而易举地掌握较难的内容。而要做到这一点绝非易事,需要教师除了有较高的业务水平和知识素养外,还要有高尚的情趣、敏锐的观察力、丰富的想象力和较强的语言表达能力,没有这些条件作支撑的幽默,只能是“自拍式”的幽默,令学生厌恶和讥讽。
六、教师语言要突出节奏感
固体、液体、气体都可以产生压强,压强对于初中学生学习难度比较大,原因是,压强的知识比较抽象,特别是液体压力的知识需要较强的抽象思维能力;本单元知识又需要综合运用力的概念、密度、二力平衡等知识;解释有关现象、解答问题需要一定的分析表达能力。而且固体、液体、气体的压强量度和测量方法等都各不相同,是中学物理教学中的重要概念,属于物质间的相互作用,具有很强的规律性,它与生活、生产有密切的关系,为了让学生能深刻理解压强的有关知识,我在教学中做到了以下几点。
一、进行比较与归纳,加强物理概念的教学
1.压力与重力的区别与联系。在讲解压力概念时,为了让学生把压力与重力区分开来,我采用了对比教学法。让学生认识到压力与重力是两种不同性质的力,压力不一定由物体的重力产生的,但将一个物体放在水平支撑面静止时,物体对支撑面的压力大小与物体重力的大小相等,讲解时通过画力的示意图举例说明。如:手用力往墙上按图钉,墙壁受图钉尖的压力,压力方向与墙面垂直。施力者是图钉,受力者是墙壁,与图钉受重力大小无关。还可用列表说明,如:以放置在斜面上的质量为m的木块对斜面产生的压力为例,说明这两个力的区别。
施力物体
受力物体
力的作用点
力的方向
力的大小
力的性质
重力
地球
木块
重心
竖直向下
mg
引力
压力
木块
斜面
斜面
垂直于斜面向下
小于mg
弹力
因此,放在水平桌面上的物体,对桌面产生的压力的大小,等于物体本身重量大小的事实,仅说明压力在数值上等于物体的重力,方向相同,不能把它们混为一谈。
弄清楚了压力与重力的区别后,在探究压力作用效果与哪些因素有关时,学生就不会猜想压力作用效果与重力有关,而会猜想与压力有关了。这样将物理量通过比较分析,讲深讲透,学生自然就可以突破难点了。
2.压强公式P=ρgh与P=F/S的关系
学完了固体、液体、气体的压强之后,学生对于公式P=ρgh与P=F/S的应用经常会混淆,不理解各自的适用范围。所以跟学生分析它们之间的区别与联系,有助于学生对于公式与原理的理解,以便能正确的解决实际问题。
(1)公式P=ρgh中的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。因而此公式是液体压强公式。由公式可知,液体的内部压强只与液体的密度、液体的深度有关,而跟液体的体积、液体的质量无关。由于液体有流动性,能够传递压强,因而液体压强规律与固体压强不同,分析问题时必须考虑其各自的特殊入情入理。我们可采用列表对比、类比分析问题的研究方法,分析下面一下问题。引导学生学习对前后知识的联系、分析问题的方法。
如将盛一定量液体的容器放置在水平桌面上,容器对桌面产生的压力、压强,与液体对容器底产生的压力、压强是否一定相等(容器重不计)。请看下表:
作用对象
产生原因
压力的大小
压强的大小
对水平桌面
容器和液体都受重力作用
等于容器和水所受的总重,与受力面积无关。
计算方法:F=G
与容器和水所受重力有关,与受力面积有关。
计算方法:p=F/S
对容器底
液体受重力,液体能传递压强
不一定等于液体重,与液体的压强、底面积有关。
柱体:F=G
上小下大:F>G
上大下小:F<G
计算方法:
F=pS=ρghS
与液体密度、深度有关,与容器形状、底面积无关。
计算方法:p=ρgh
由上表可知,求固体压力和压强时一般先求压力再求压强,而求液体压力和压强时,一般先求压强再求压力。懂得了这个求解顺序,再加上对公式意义的理解,以后碰到此类问题时,出错几率大大降低了。
(2)公式P=ρgh的适用范围
这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体压强。尽管有时固体产生的压强恰好等于ρgh。例如,将一密度均匀的高为h的长方体或圆柱体铁块放在水平桌面上,桌面受到的压强为P=F/S=ρgV/S=ρghS/S=ρgh,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体由于自身所受策略而产生的对支撑物的压强都可以用p=ρgh来计算。
(3)公式P=ρgh与P=F/S的关系
公式P=F/S是压强的定义式,也是压强的决定式。无论是固体、液体或气体,它都是适用,是普遍用的公式。而P=ρgh是结合液体具体情况,利用P=F/S推导出来的,它只适用于计算液体的压强。能否用公式P=ρgh计算大气压强呢?由于液体很难被压缩,液体的体积不易改变,因而容器内的液体自上而下,其密度都是相同的。由于气体是可以被压缩的,气体的体积容易改变,一定质量的气体,当外加压强增大时,它的体积将缩小,气体密度要增大,所以,在大气层内不同高度的地方,空气的密度不一样,靠近地面的空气密度比较大,越高的地方空气的密度越小。由于大气层中空气的密度不均匀,因此不能用p=ρgh计算大气层中某一高度的大气压强。
通过以上的分析与比较,学生对于固体、液体、气体的压强就有了深刻的理解,分析问题时就能依原理和公式来解决实际问题,同时也培养了学生学习物理知识的技能和方法。
二、加强实验与探究,重视科学方法的教学
我在教学中尽量多安排探究性学习活动,虽然学校的器材缺乏,分组实验很难开展,但我一定会尽量的多利用身边的器材给学生做许多的演示实验,同时将实验进行改进,尽量让学生自己动手用身边的器材进行一些实验探究。做演示实验时,实验的过程仍然遵循实验探究的环节,多数程序要求学生来共同完成。在实验教学中,我的教学程序是:提出问题──进行猜想──设计实验──进行实验──归纳分析──得出结论──交流与评估──应用与延伸。
比如,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,首先通过观察生活中各种跟压强有关的现象,了解什么是压力,知道压力可以产生一定的作用效果,然后再让学生进行猜想。“猜想”是一种科学研究方法,在科学探究的学习过程中,猜想有着举足轻重的地位,它是物理智慧中最活跃的成分,所以平时我很重视这一环节的教学。先让学生的思维进行扩大和发散,充分发展他们的创新思维,但是为了防止学生胡乱猜想,还要让学生说出猜想的理由,这样能去伪存真,去粗取精,从而能让探究活动顺利进行。学生的猜想因素有许多,比如:压力、重力、质量、受力面积、体积等因素。然后我再引导学生进行分析与筛选,合并与归纳,最后得出压力的作用效果可能与压力大小和受力面积大小有关。
猜想之后,再让学生进行实验设计,在设计实验前向学生强调“控制变量法”的科学方法,“控制变量法”是初中物理中常用的探究问题的科学方法。也是我们教学中的重点。当一个物理量与几个因素有关时,我们一般是分别研究这个物理量与各个因素之间的关系,再进行综合分析得出结论。这样就必须在研究物理量同其中一个因素之间的关系时,将另外几个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这个因素之间的关系,这就是“控制变量法”。有了这种科学的思想,学生的实验设计是没有太大的难度的。即先保持受力不变,改变压力的大小,研究压力的作用效果与压力大小之间的关系,然后再保持压力不变,改变受力面积大小,研究压力作用效果与受力面积之间的关系。
压力作用效果如何观察呢?力是一个看不见摸不着的物理量,如何把压力的作用效果显示出来呢?这里又涉及到一个“转换法”的科学方法的教学。所谓“转换法”,主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。要把压力的作用效果显示出来,也就是要让压力的作用效果比较显著,那么在选择被压物体(支持物)的时候应该怎么选择呢?学生一下子就会想到,要选择比较松软的表面来做支持面,比如沙子、海绵、软泡沫、面粉甚至肌肉等。
实验前期的工作都做好了之后,就可以选择适当的器材进行实验了,在实验观察的基础上,自然而然的就能顺利的得出实验结论。
三、重视拓展与应用,引导学生创新
实验结论得出后,让学生进行讨论与交流,分别指出实验中存在的问题,以及还可以进行怎样的改进?比如做完以上实验,有一个学生提出“课本上改变压力是通过改变物体的重力来实现的,我觉得这里容易让我们将压力与重力混淆。我觉得在这个实验里,只需要在木块表面加压力,然后观察在压力增大的情况下,海绵是不是凹陷得更深,即可得出结论。”学生的创造精神得到充分体现。然后我再问学生,除了刚才的实验,你还能通过身边的器材设计一些小实验来探究这个问题吗?许多学生想到了这种方法:将铅笔削尖的一头压在手指上,手会感到疼痛;然后增大压力,疼痛感觉加强,手指凹陷得更深,从而说明在“受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显”。然后我趁机问学生,如何探究“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”呢?学生通过思考一般能想到方法:用两只手的食指分别压住铅笔两端,由于此时两只手对铅笔的压力相等(二力平衡),而两只手指的受力面积不同,通过两个手指的不同感觉,即能得出实验结果了。所以在遇到“如果在超市买了米的时候,你会想哪些办法来减小方便袋对手的压强?”的问题时,学生就能迎刃而解了,一是将米分装两袋来减小压力;二是在袋与手之间垫上一块布来增大受力面积。
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