首页 -> 2007年第4期

注重过程教学,回归物理本源

作者:张红波




  高中物理教学普遍存在着不重视过程教学,重运用物理结论进行习题训练的状况。长此以往造成了学生认为物理学习就是通过物理结论做题获得答案,而物理概念规律的来龙去脉并不重要。在新课标中把过程与方法定为课程三维目标之一,充分认定了高中物理教学中过程教学的重要性。这就促使高中物理教师在未来的教学中更加注重过程教学,不断地引导学生经历、认识和理解探究的过程,从而让物理在学生的头脑中能回归本源,让学生真正地体会到物理学的精髓。本文从物理概念、物理规律及习题教学中对高中物理过程教学进行探讨。
  
  一、注重物理概念的形成过程教学
  
  物理概念是客观事物的物理本质属性在人们头脑中的反映,是人们进行物理思维的基础。我们习惯了一上来就对物理概念下定义,接下来就是讲解其内涵、外延、结构、特征及与其它概念的区别,对物理概念的形成过程似乎认为是一个可以省略的环节。这就使我们的学生老是认为好象这个物理概念是天上掉下来的一样,也就缺少对物理本源的理解。
  例:下面是笔者在一次教研活动中有幸听到的一位教师关于质点概念形成的过程设计,值得我们借鉴。
  播放鸽子飞行的录像。
  探究1:要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢?
  学生思考讨论:主要由于它的身体在向前运动的同时,它的翅膀还在上下运动。也就是鸽子有一定的大小和形状,各部分的运动情况不一样。
  探究2:如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信,需要了解它各部分运动的区别吗?
  学生思考讨论:如果我们研究它长度飞行就不需要了解它各部分运动的区别。
  探究3:如何才能较准确地描述它的运动呢?
  学生思考讨论:如果忽略它的大小和形状就可以了。
  讲述:有些时候为了便于分析,常常把物体简化为一个点。
  呈现信息窗:
  “神舟”5号飞船载人舱长7.4m,直径2.8m,用长58m,重达480t的“长征”2号火箭发射。
  如科学家研究“神舟”5号飞船在空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点。
  播放“神舟”5号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。
  教师小结:这样,在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点。
  物理学中,用来代替物体的有质量的点叫质点(mass point)。
  信息快递:
  在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。
  上面的质点概念形成过程,从创设一个新颖的物理情境到最后科学研究方法的渗透,通过精心设置的提问步步紧扣,让学生在思考与讨论中充分锻炼了物理思维能力。通过物理概念的形成过程教学让学生知道了物理概念的建立并不是科学家们凭空想象出来的,它的建立是具有科学性与必然性的。
  
  二、注重物理规律的发现过程教学
  
  物理规律就是用联系的观点,用一种合乎逻辑而又容易掌握的思维结构,把分立的物理事实联系起来,把不同的物理的概念联系起来,从而使我们能够把握复杂的物理现象。 物理规律的发现与完善过程,都是人们运用创造思维不断创新的过程,在发现规律的过程中所创造出来的新方法是人类极其宝贵的财富。为了培养学生的素质,应该重视物理规律发现的教学。
  例 在《变压器》的规律教学中,可对学生作如下的过程教学:
  探究1:如图1线圈1通直流电,观察线圈2连接的电压表有无示数?(可将线圈1和线圈2放得稍近些。)
  探究2:把线圈1通入交流电,观察连接线圈2的电压表有无示数?
  
  
  探究3:电压表指针有示数,因为线圈2通交流电引起线圈2中磁通量的变化,但示数很小,能否让示数变大些呢?
  演示:将线圈1和线圈2靠的更近些。
  将线圈1叠放到线圈2上。
  观察结果:发现上面两个实验结果都使连接线圈2的电压表示数明显变大。
  探究4:引起示数变大的原因是什么?
  学生讨论结果:引起示数变大的原因是线圈1中所产生的交变磁通量大部分了穿过线圈2。
  探究5:能否让线圈1中所有的磁通量通过线圈2呢?引入闭合铁芯。
  演示:将线圈1和线圈2放入到闭合铁芯中再进行实验。
  观察结果:连接线圈2的电压表示数大大增大。
  这样对变压器的构造的认识,得出原线圈必需接入交流电的原因及理解闭合铁芯的作用便水到渠成。对变压器的变压、变流规律的导出也就顺理成章。
  “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”可靠的实验基础,加科学推理,会使原本复杂的问题变得简单易懂,提高了学生解决问题的能力。通过物理规律发现过程的教学,使学生对物理规律理解得更深刻,记忆得更牢固,而且能充分调动学生学习的主动性,增强学生的学习兴趣。
  
  三、注重物理习题的剖析过程教学
  
  习题教学也是一个过程,而不能单纯追求数量。在纵向要分析例题涉及到哪些知识点,解题方法解题关键。在横向要给出多样解法,培养学生发散性思维。最后能一题多变,变换其中的部分的条件,在新情境下培养学生的思考过程。
  例:一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑,如图2,斜面高1m,长2m。不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?
  探究1:[纵向剖析]
  [解法1]利用机械能守恒定律求解。
  
  ①受力分析②做功分析③守恒分析
  ④动能Ek、势能Ep分析
  ⑤列式求解:EkA+EkP= EkB+EkB
  探究2:[横向剖析]
  [解法2]利用牛顿第二定律和运动学公式求解。
  [解法3]利用动能定理求解。
  探究3:
  [变题剖析]如图3
  
  我们重视物理过程的教学并不是不重视结果,而是把知识作为线索进行教学。让学生亲自经历概念和规律建立的全过程表面上看好像是浪费时间,但是随着他们水平的提高,会愈来愈提高教学效率。过程本身也是一种知识,在过程的学习中也蕴含着终身受用的方法。歌德有句名言:“教会学生学什么是为了过去,教会学生怎样学才是为了未来。”这也是新课程中提到的“培养学生终身学习能力”的要求。这就是笔者在新课程研究中对物理教学的思考。