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續(xù)物理教學中的問題

 江山攜手 2015-12-14

四、物理1、物理2的知識問題研討。在實際教學中,不少知識的理解和教學不到位,制約了教學成績的提高。

1.概念和規(guī)律的深化理解問題

從一些材料和網絡上一些人的理解來看,有些概念是不清楚或不嚴謹?shù)?,或者是沒有抓住問題關鍵的。

(1)講解質點概念時要講清研究什么問題時將物體看成質點。一個物體是否可以看作質點,只決定于研究的問題,而不決定于物體的大小。在諸多材料和課堂教學中,關于質點的選擇題有很多說不清的問題,甚至歸納了一些不正確的結論。如有些材料或網絡討論中有這樣的說法,供大家可以評判:

A.做平動的物體可以看作質點?求火車過橋的時間怎么辦?

B.在地球繞太陽的公轉中,地球上任一點對太陽的位移、速度和加速度都略有差別,但地球半徑遠小于地球太陽間的距離,上述差別也遠小于地心的位移、速度和加速度,可以忽略不計,仍可視地球為質點。問題是,地球在公轉中也有自轉,上述研究的問題不清,怎么能說研究公轉時就可視為質點?要把問題說清,必須進一步明確研究公轉過程中的哪個物理量才行。如研究公轉中哪個時刻太陽照在地球的哪些位置,則不能把地球視為質點了。

C.如果兩個物體是球體,且質量均勻分布,那么不管尺寸如何,都可以看作位于球心的質點?這里沒有說明研究什么問題:如果研究引力大小,則是可以的,如果知道兩球原來的距離,研究什么時候相撞,則不能視為質點了。所以,講清質點,必須明確研究什么問題是重要的。

D.舞蹈演員可視為質點?看上去,命題者可能自己心里清楚:舞蹈演員是做花樣的,做花樣是不能看成質點的,但有一個問題,研究他表演的時間或軌跡時,不能看成質點嗎?

總之,物體是否可以看成質點,首先抓住研究什么問題,然后看物體的大小對研究的問題是否有影響,這才是弄清質點概念的關鍵,教學中要使學生學會具體情況具體分析,才是新課標的要求和理念,也是弄清質點概念惟一正確的思路。

(2)彈力、摩擦力的產生條件問題:

有些材料中歸納彈力產生的條件:a.接觸;b.接觸處產生了彈性形變。其實,產生彈性形變時不接觸行嗎?

摩擦力產生條件:a.相互接觸;b.相互擠壓;c.表面粗糙;d.有相對運動或相對運動趨勢。其中a、b兩條也是可以合并的。

有些材料或老師的講解中還出現(xiàn)“正壓力”一詞,是為了強調?還是理解不到位?有“正壓力”還有“斜壓力”嗎?

(3)物理量的正負號和公式中的正負號問題

與物理量有關的常見正負號有以下三種情況

①表示矢量方向的正負號:一維矢量只有兩個方向,若規(guī)定一個方向為正,另一方向則為負,此時的正負表示物理量的矢量性。

一維矢量表達式中的物理量在計算時要代入表示矢量性的正負號,但表達式本身自帶加減號,一定要區(qū)分加減號與表示矢量性的正負號。

有一種說法很流行但卻是不合適的:當物體做直線運動時,用正負號表示矢量,矢量運算便轉化為代數(shù)運算。矢量運算怎么會轉化為代數(shù)運算?這句話告訴學生有什么意義?矢量與標量是完全不同、毫不相關的兩類量,它們分別遵循不同的運算法則:矢量加法和代數(shù)加法。所以,在研究矢量求和或運算時,矢量運算就是矢量運算,不要給學生誤解。只是在物體做直線運動時,用“正”或“負”表示物理量的矢量性而已,應該說仍然是矢量運算。

說到這里,我們還可舉一個易混淆的例子:為了讓學生區(qū)分位移和路程,老師往往強調位移是矢量,路程是標量,同一運動,大多數(shù)情況下位移與路程不相等,只有當物體做方向不變的直線運動時,位移與路程相等。聽了這句話你有什么感覺?位移與路程還是分不開!其實,解決這一問題很簡單:當物體做方向不變的直線運動時,位移與路程“巧合”。雖然變了兩個字,但卻使學生有了明確的區(qū)分。

②表示標量大小(或高低)意義的正負號:此類物理量一定是標量,它們的正負表示比零值大或小。如:電場中的電勢、電勢能、重力勢能、攝氏溫標等都屬于這種類型。

③表示特殊意義的正負號:此類物理量的正負號是我們人為或習慣賦予的,用來表示相反的物理現(xiàn)象、性質、過程。既不表示方向,也不表示大小的含義,常見的有下面幾種:

1)正電荷、負電荷是表示兩種性質相反的電荷。

2)力做正功,表示力對物體運動起推動作用;力做負功表示力對物體運動起阻礙作用;

3)熱力學第一定律△E=W+Q中,對于Q的正負意義,我們用“正”表示吸熱,用“負”表示放熱。對于W的正負意義,如外界對氣體做功,W取“正”;氣體對外界做功,W取“負”;

4)幾何光學的成像公式,對v值規(guī)定為實正虛負,表示兩種相反的成像現(xiàn)象;對f值,規(guī)定為凸正凹負,表示當使用凸透鏡時,f為正值,使用凹透鏡時,f為負值(高考不要求)。

“增量”的正負號問題:增量是物理量的變化,是末態(tài)量與初始量的差值。它同樣有正負問題。矢量的增量為正時,表示物理量在正方向上增加,反之表示物理量在正方向上減??;標量的增量為正時,表示該量在增加,為負時表示該量在減小。

(4)矢量和標量的概念問題:

 

α

I2

 

I

 

I1

新教材本著循序漸進的原則,不要求一步到位。但作為教師,心中必須將問題弄清楚。教材中“像位移這樣的物理量叫矢量,它既有大小又有方向”,這句話倒過來是不對的:既有大小又有方向的量叫做矢量!諸多材料中也有這樣的敘述。其實,矢量一定既有大小又有方向,但有些標量為了敘述方便,也規(guī)定了一個方向。如電流由于有流向的不同,人為規(guī)定了正電荷定向移動的方向為電流的方向,畫it圖時,我們也同時用了這個規(guī)定,但電流是標量。在學完電流一章后,有的同學可能產生這樣的疑問:為什么電流是標量?回答這個問題,我們可以根據矢量與標量的根本區(qū)別:是否遵從平行四邊形定則來作出回答:如圖所示,電流II1+I2,與α角有關嗎?無論α角怎么變,總有II1+I2,這是電荷守恒的必然結論――電流的求和不遵從平行四邊形定則。與矢量對比,向東的力F與向南的力F是不相同的,加深學生對矢量的理解。

 

(5)關于衛(wèi)星的發(fā)射和圓周運動中的“供”、“需”、向心、離心問題:

①衛(wèi)星的發(fā)射、發(fā)射速度和繞行速度。在教學中,不少學生對發(fā)射速度、繞行速度,最大繞行速度、最小發(fā)射速度分不清。a.衛(wèi)星的發(fā)射過程先是垂直發(fā)射(減小空氣能耗),到大氣層外后,再噴氣使衛(wèi)星具有水平速度(稱為入軌速度);b.以離地高度300km處衛(wèi)星速度變?yōu)樗?,此時水平速度如果達到v0= km/s=7.72km/s,火箭便在300km高度處做圓周運動,7.72km/s既是教材上所說的發(fā)射速度,只不過是在300km高空的發(fā)射速度,也是在這個高度處衛(wèi)星的繞行速度,也稱為入軌速度;c.教材中所說地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度7.9km/s,是無地球大氣時近地衛(wèi)星的最小入軌速度、近地圓周運動的最大繞行速度,也是所有繞地球做圓周運動的最大繞行速度(高度越高,繞行速度越小)。

另外,火箭提供衛(wèi)星升空的動力,衛(wèi)星脫離火箭后,自身仍然有動力或說除推動衛(wèi)星上天的三級火箭外,衛(wèi)星上還有小火箭,這些小火箭的作用是進一步變軌(調整軌道)。像嫦娥一號,它的變軌是需要動力的,這些動力可理解為小火箭的作用(僅靠太陽能是達不到變軌目的的)。

 

v

r

②衛(wèi)星向心、離心和軌道問題。質量為m的衛(wèi)星在距地心r處垂直于r的速率v(入軌速度)是任意的,這個速率大小由衛(wèi)星上的發(fā)動機(火箭)控制。由衛(wèi)星質量m、速率v、離地心距離r三個量決定的便不是惟一的,我們把由運動量決定的 理解為衛(wèi)星做圓周運動“所需”的向心力,但在此處地球提供的引力 是惟一的,我們把稱為地球“提供”的向心力。這樣,一個衛(wèi)星在距離地心r處以速度v垂直于r運動時,便有三種關系:、 和 ,這三種關系決定了衛(wèi)星不同的軌跡。只有當天體在離地r處,以速率v做勻速圓周運動時, 和二者才是相等的,而 大于 時,衛(wèi)星便會做離心運動(相對于地心越來越遠), 小于 時,衛(wèi)星便會做向心運動(相對地心越來越近)。

 

近地點(高度為0)發(fā)射衛(wèi)星的軌道分析:假設沒有空氣阻力,若衛(wèi)星在近地點處入軌速度v=7.9km/s,則軌道是以地球半徑為半徑的圓周,此時衛(wèi)星既不離心也不向心;當11.2km/s>v>7.9km/s時,軌道是橢圓;當v=11.2km/s時軌道是拋物線;當v>11.2km/s時,軌道為雙曲線。橢圓、拋物線、雙曲線軌道都說明衛(wèi)星在近地點做離心運動。需要說明的是,上述三個速度都是近地點(高度為0)的發(fā)射速度,且是無大氣存在的理論數(shù)據。如圖所示。這也就是教材中所說的第一、二宇宙速度,v>11.2km/s但小于16.7km/s時,雖然軌跡是雙曲線,但不能逃逸,只有當v>16.7km/s時才能逃逸,這是第三宇宙速度。

 

遠地點發(fā)射衛(wèi)星的軌道分析:在實際的發(fā)射中,入軌點在稀薄的大氣外層,此處做圓周運動的入軌速度比7.9km/s?。ㄈ绺叨?00km處的入軌速度是7.72km/s),如圖所示,v1為在高處的圓周運動速度,若入軌速度v0v1,則衛(wèi)星做圓周運動,v0v1,則衛(wèi)星做內橢圓運動,v2v0v1,則衛(wèi)星做外橢圓運動,v0v2,則衛(wèi)星做拋物線運動,v0v2,則衛(wèi)星做雙曲線運動(此時的v1<7.9km/s,v2<11.2km/s)。當然,在高度等于0處發(fā)射衛(wèi)星,不存在速度小于7.9km/s的情況,因為速度小于7.9km/s,衛(wèi)星會向心運動而落在地球上。由此可見,天體運動的軌道有:圓周、橢圓、拋物線、雙曲線等

 

(6)在曲線運動中功的定義講解問題

教材中明確指出,功是力與力的方向上位移的乘積。但有些材料上卻將功分成如下內容

a.恒力功:用功的定義求;b.大小不變力的功如用沿圓周方向、大小不變的拉力作用下物體沿圓周運動一周,拉力功不是零,而是F·2πR,故此種情況下功是力與路程的乘積。c.有些情況下,功可用動能定理來求,d.功可由WPt來求,等等,列舉了一大堆。還有的老師說,WFlcosθ只能求恒力功,不能求變力功。就像E=只能求平均電動勢、不能求瞬時電動勢一樣的錯誤。

上述的歸納既有“灌”的觀念,又存在錯誤的理解:功怎么會是力與路程的乘積?WFlcosθ怎么會只能求恒力功,不能求變力功?這不是誤導嗎?

 

F

R

其實,功一定是力與力的方向上的位移的乘積,如圖所示,恒力F作用的情況下,WFlcosθ= F(l1+l2+…+ln)cosθ=W1+W2+…Wn,也就是說,長距離的功一定是短距離功的累積。

 

對于圓周運動時,力F大小不變,方向沿圓周切線使物體繞圓周運動一周,力F的功應該是短距離功的累積,累積的結果確實是F·2πR,但仍然是力與位移的積,不是力與路程的積。

重視累積,也就抓住了功的特征,抓住了功的本質,使功的教學更準確、更簡潔,這是微積分思想的再參透。

(7)關于圖象描點、畫線和求斜率問題

在一些材料、老師的講解中,經常出現(xiàn)描點用“·”或“×”,有些人認為不是什么大問題,但卻體現(xiàn)了科學與嚴謹?shù)膽B(tài)度問題,暴露了講實驗還是做實驗的問題。

①描點:從真實的實驗描點過程看,一個坐標點是縱橫兩條直線相交的點,橡掉多余的虛線,剩下的是“+”點,因此,坐標系中描點,應該是“+”,而不是“·”或“×”?!啊ぁ被颉啊痢笔菦]法畫出的,是荒唐的、沒做過實驗的人的所為。

②連線:使圖線通過盡量多的點,有點太相信自己了,但沒通過的點盡量均勻分布在圖線兩側是重要的,因為我們所測的點不一定恰好在圖線上。如何理解均勻分布兩側?上下距離之和大致相等。

另外,要注意舍棄個別差錯點。實驗中,由于不慎,或其它原因,可能出現(xiàn)一兩個差錯,點,這是正常的,但自理數(shù)據時,要分析出差錯點,并把它舍棄。

描點后的連線畫平滑的曲線還是折線,不少學生會犯將所有點都連在折線的的錯誤。畫平滑曲線還是折線要看研究的問題:速度、加速度不能突變,要用平滑曲線,而研究經過每過30s布朗運動中花粉的位置,則用折線,此折線表示時間的先后。

③求斜率:求圖線的斜率不得用數(shù)據點,應該用圖線上距離足夠大的兩個點,劃的線必須起作用。若用數(shù)據點,計算的結果可能相差不大,但在原理上是錯誤的。

這里,圖象與圖像是不同的?!跋蟆备嗟氖且庀?,“像”更多的是實像。如x-y圖象,是意義上的圖象,不是圖像。照的像是圖像,不是圖象。

(8)對“只有彈力做功,機械能守恒”中 “彈力”的理解。教材中說:“在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內,動能與勢能可以相互轉化,而總的機械能保持不變?!?/P>

彈力是系統(tǒng)內包含彈簧時的彈力,這個彈力做功,是彈簧的彈性勢能與跟它接觸的物體之間動能或勢能轉化時,總的機械能才守恒,而有些彈力做功時,機械能不守恒,如電梯中地板對物體的彈力做功,物體的機械能是不守恒的等等,都要跟學生分析清楚。

(9)關于逐差法。在不少的材料中,仍然講逐差法,仍然要求用逐差法求加速度,而新教材中已刪除了這些內容,只是提到用圖象求加速度,原因是測量多個小距離的數(shù)據比測量兩個長距離的數(shù)據帶來的相對誤差要大得多。這種求法是有害的,除了增加誤差和麻煩外,沒有什么用處。有些人認為,打了點不用可惜,但要明確,打點是為了計時的(看測量的長度內有幾個時間間隔)。

從紙帶上怎么求加速度?按照逐差法,要在紙帶上取6段,用a1= 、a2= 、a3= ,得 ,實質上還是,這是同一式子推出的結果,但后面的式子卻是科學的,因為xII、xI是長距離的測量結果,它的相對誤差要比x1、x2等小的多。故從紙帶上求加速度,只要取時間相同的兩段,這兩段越大越好,這樣相對誤差才更小。當然,用圖象法求加速度,需要多測幾個點,用連線時取平均將較大的相對誤差去掉,這也是一種科學思想。

(10)關于自由落體運動、平拋運動教學中的理想化問題

自由落體運動是無空氣阻力的運動,是理想化的運動。教學中,我們的重點不是推出自由落體運動的結論,而應把重點放在“為什么簡化到沒有空氣阻力”的探究上。在現(xiàn)實生活中,紙片比金屬片下落慢,這是事實。問題是怎么想到會拿出抽成真空的“牛頓管”?突然拿出牛頓管,是不是沒有什么依據?我在一次測試時出了這樣一個題:

從高為h的樓頂由靜止釋放一片樹葉和一鐵球,若當?shù)刂亓铀俣葹?I>g,則

A.樹葉先落地                B.鐵球先落地

C.同時落地                 D.不能確定

竟然有的同學還選了C兩個答案,這不能不說明一個問題:我們研究自由落體運動的意義在哪里?是否是掌握了科學思想?是否是掌握了科學思想就不與現(xiàn)實相聯(lián)系了?釋放一個氫氣球,還照樣套用自由落體運動的結論嗎?

有一個案例很受啟發(fā),他用一節(jié)課探究過渡引出自由落體運動,再用另一節(jié)課研究自由落體運動的規(guī)律,這對培養(yǎng)學生研究問題的能力是很有好處的:

(鏈接“自由落體運動”教案)

這個教案的優(yōu)點是

1. 重視實驗:整節(jié)課由6個演示實驗、1個小實驗組成,通過實驗設疑、解疑、探求規(guī)律,又通過實驗鞏固所學的知識,充分體現(xiàn)了物理是以實驗為基礎的學科,體現(xiàn)科學實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。

2. 重視多媒體輔助教學手段的運用:運用多媒體展示直觀的自由落體實例,再現(xiàn)伽利略對自由落體運動的研究過程,給出自由落體的最新科學證實等,多媒體手段的運用可提高課堂教學的效率。

3. 注重對學生進行物理學研究方法的教育:本節(jié)課從教學目標的制定,到教學內容的安排與講述,都在這一方面進行了一些有益的嘗試。

4. 充分發(fā)揮學生的主體作用:通過實驗探索、設問點拔,創(chuàng)設問題情境,引導學生積極參與,激發(fā)學習興趣,活躍課堂氣氛,調動學生的學習積極性,使學生始終保持積極探索的學習心態(tài)。

5.層次分明:這節(jié)課的程序是:(1)通過對生活經驗的分析及實驗觀察,說明實際的落體運動受多種因素的影響;(2)正確地提出問題,研究在真空條件下的落體運動,以及在實際中如何近似地滿足自由落體的條件;(3)揭示自由落體運動的性質,研究在真空條件下落體運動的加速度,探求自由落體運動的規(guī)律。

平拋物體的運動也要重視理想化的問題,有的材料上有這樣的例子:擊出的排球做平拋運動、踢出的足球從最高點之后的運動可看作平拋運動。這些例子與“香蕉球”是有悖的,因為球類運動是受空氣影響很大的,不能什么運動也套“理想化”。

(11)關于分解問題。教材第64頁最后一句話:一個已知力究竟怎樣分解,要根據實際情況決定,這是正確的,但不少材料中卻提出“力的分解原則:按照效果來分解”。效果怎么找?它比“相對運動趨勢”更虛無,在實際操作中是不好找的。教材65頁例題中第二行“從力的作用效果看,應該怎樣分解?”這只是給出了分解的一種方式或要求,但不能理解為力的分解原則。實際上,力的分解也好,運動的分解也好,分解只是為了解決問題,只要方法正確,怎么分解都不會影響結果。這正如去濰坊,道路可以不同,但最終都能到濰坊。一般來說,分解應該按照題目的需要來分解,看題目求什么。如教材65頁例題所進行的分解不是虛無的,是為以后運用牛頓定律求加速度、求運動時間作準備的。分析物體下滑的時間,必須知道沿斜面方向的合力,要求合力,則必須知道物體對斜面的壓力和動摩擦因數(shù),求壓力,就要將重力垂直斜面分解;當然也要知道重力沿斜面方向的分力。這些分解,不是按效果,而是按需要。例題的分解是為將來求角運動學問題(與牛頓定律結合解決問題)作準備。教材不搞一步到位,但教學中應當把握實質。

(12)刻度尺、游標卡尺和螺旋測微器的關系問題。

刻度尺測長度是初中內容,在必修1第4節(jié)《實驗用打點計時器測速度》中就涉及了,是直接用的,但學生對有效數(shù)字的基礎較差,比如,測紙帶上兩點間的距離時,刻度尺上某一刻度與紙帶上某一起點對齊,紙帶上另一點不一定與刻度尺上某一點對齊,如圖所示,要測量OA間的距離,發(fā)現(xiàn)OA大于94mm小于95mm,這就要將這1mm兩分,但兩分后發(fā)現(xiàn)A點距94mm不到0.5mm,故應采用十分法,估計約為0.4mm,但0.4是人為估計的不準確數(shù)字,怎么使這個估計變成準確?將這1mm再劃十個格。帶來的問題是刻線不能太細,細了人眼不能分辨;粗了也同樣不能分辨,因此采用放大法:將9mm分成10份,每份是0.9mm,它與主尺上的1mm相差0.1mm,這就是10分度的游標卡尺。

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

O

同樣,螺旋測微器是將毫米刻度尺的0.5mm等分為50份,理論上都是使刻度更細,讀數(shù)精度更高,從道理上讓學生理解游標卡尺和螺旋測微器細分1mm的原理(高一不須加太多的訓練題),特別是對尖子班是有必要系統(tǒng)講解的。所以,今年的必修1導學練中加了這段內容,大家可據實際情況增刪。

 

上述是本人在研究游標卡尺和螺旋測微器時的體會,大家可以斟酌并在適當時機讓學生弄清道理。

(13)xt圖象加不加,什么時候加?

必修1中第4節(jié)用打點計時器測速度中出現(xiàn)了用圖象表示速度,而前三節(jié)均沒有圖象的討論和基礎,學生理解速度圖象是困難的,另外,高考中有關于位移圖象的題目,不講也是存在缺陷的。所以,建議在第2節(jié)位移中初步加一點位移圖象,使速度圖象的理解有一些鋪墊。本次導學練的修訂,加上了位移圖象,就是基于這種考慮。

五、談幾點教學體會:

(1)“法”或“性”要讓學生體會,而不要增加記憶負擔。

法多則無法,這是辯證法。我們在教學中,習慣于給學生總結一些所謂的“方法”,實際上是一些小方法。我們必須弄清小方法與大方法的關系。小方法是某一問題的解決方法,如處理平拋運動的方法,大方法是適用面廣、普遍適用的方法。在教學中應更加重視由小方法滲透大方法。如平拋運動的處理方法滲透著“化曲為直”、適用于所有曲線運動的處理方法。再如,豎直面內的圓周運動的小方法是桿球模型的繩球模型,滲透的大方法是建模的研究方法,是物理狀態(tài)與過程的研究方法。

有些材料上總結牛頓定律的“五性”、“六性”,什么矢量性、瞬時性、同一性等等,老師都很難記住,告訴學生更是毫無意義的增加負擔。如果將這些所謂的“性”變成具體的情境,讓學生自己體會,則既不增加負擔,也能培養(yǎng)能力。

有些材料上往往一題多解、一題多變,或說熱衷于多種解法,我看是不必要的。首先,時間不夠用,沒有那么多時間去反復練,其次,學生最熟悉的、自己悟出來的“法”才是最簡單的方法,也是課堂上應該加以鞏固的方法。兩節(jié)課悟一個法,也比一節(jié)課講十個法強得多。如講平拋運動的處理,如果一味強調水平和豎直兩個方向分解,學生會產生誤解:是不是其它方向不能分解?其實,分解只是處理問題的方法,方法不同,只要正確,結果應該是相同的。另外,研究平拋運動,教材上的分解也是為了提供處理曲線運動的方法或思想,我們必須把這一點弄清楚。

(2)“類”要學生自己歸,教師不要幫學生亂歸類、亂總結。

在一次聽課中,發(fā)現(xiàn)某學案有一個例子,這個例子雖然是電學的,但可以借鑒一下:

題型1.電路的動態(tài)分析問題(變阻器觸頭滑動)

題型2.電路故障判斷問題(短路、斷路)

題型3.含電容電路問題

題型4.閉合電路歐姆定律問題

按照上述四種題型,還給每種題型配備一個例題,耗費了一節(jié)課時間。但仔細分析,發(fā)現(xiàn)上述題型只是一個題型:閉合電路歐姆定律!我們可以只拿題型1中的例子分析便可達到目標,至于故障問題、動態(tài)不動態(tài)也都沒什么必要了。

再舉一個亂總結的例子(某教輔書):

(六)萬有引力定律適用條件:

a. 嚴格地說,萬有引力定律公式只適用于質點間的相互作用;

b.兩個質量分布均勻的球體間的相互作用也可用本定律來計算,其中r是兩個球體球心間的距離;

c.一個均勻球體與球外一個質點的萬有引力也適用,其中r是球心到質點間的距離;

d.兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時,公式也近似適用,其中r是兩物體質心間的距離

以上總結,增加了學生的記憶負擔,且第4點與第1點說的都是質點的情況,第2點與第3點也同屬均勻球體的情況。這些總結沒有總結出實質,且否定了“萬有”的本質意義,實在是亂總結。

我們不反對總結,但總結要到位,要準確。對于萬有引力定律公式的總結,只要讓學生自己體會“任何有質量的物體間”,同時滲透微積分思想:不是質點的,從原理上講,可以細分為無數(shù)質點,求出這些質點間的引力,然后求和,公式都是適用的,進而拓展到均勻球體間。

不要迷信材料、不加整理搬到學案上。有一個學案內容:

2.重力做正功時,重力勢能______,_____的重力勢能等于____所做的功;物體克服重力做功(重力做負功)時,重力勢能______,_____的重力勢能等于______所做的功,可以證明:重力所做的功只跟初位置的____和末位置的_____有關,跟物體運動的_____無關。

3.選擇不同的參考平面,物體的____的數(shù)值是不同的,但這并不影響研究有關重力勢能的問題,因為在有關的問題中,有確定意義的是重力勢能的_____,這個_____并不因選擇不同的參考平面而有所不同。

這兩個題中的好多空是沒法填寫的,并且這些總結也是空洞而沒有意義的、浪費學生時間的無效問題。

再如,有些材料上有這樣的結論:皮帶不打滑時,兩輪邊緣上點的線速度相等;同一輪上各點角速度相等。把物理變成了語文,實際上,只要把皮帶不打滑時,兩輪邊緣上點的線速度為什么相等搞清楚,結論便是自然的了,何必增加記憶負擔?

另外,不少老師熱衷于講解“整體法”、“隔離法”,甚至設置專題加以強調,沖淡了力的概念這一重點。因為分析受力,只要抓住物體周圍有幾個物體對它施力,然后多讓學生體會,才能真正提高受力分析的能力,而不應該在什么“法”上大做文章。諸如上下坡法、平移法、振動法等等,不如在波的形成原因上下功夫輕松簡單。

(3)要重視閱讀與表達的訓練,給學生閱讀和表達的時間和空間,讓學生自我鍛造、自我教育。

解答物理題的一般步驟如下:

 

文字

圖表

圖境

分析

判斷

建立

模型

列式

綜合

對應

重視分步列式

結果

判斷

解題的切入點是文字圖表,學生一聽便明白,但自己做題卻不會的根本原因是閱讀理解的訓練不夠,拿過題來無從下手。所以必須加大學生對文字圖表的自主閱讀訓練,教師在例題、習題的講解中,不要對文字圖表的分析包辦代替。課堂上教師念題、幫學生分析題意,都是不好的、剝奪學生閱讀能力訓練機會的低效益行為。從信息學的角度看,拾取信息、加工信息、輸出信息是一條完整的鏈條,缺少了拾取信息能力的訓練,必然導致聽得明白,做起來不會。另外,自主表達的訓練也要加強,否則會導致丟三落四、筆下誤的失分現(xiàn)象。自主表達包括說出來、寫出來、算一算等,要讓學生舍得花紙錢,在多說的基礎上多寫和多做。

 

以往的課堂,往往是教師講方法、分析題意、問學生明白了就放過去,實際上是只重視了信息加工(推理),忽視了信息拾取和表達。練在課堂才是真正高效的。有句話叫做“不僅重視知識,更要重視素質的形成”,是很有道理的??匆豢锤呖季碇械年P鍵題,我們發(fā)現(xiàn),答題不僅僅靠知識,而更重要的是靠素質,什么是素質?基本的素質包括審題、畫圖習慣和能力、文字與物理圖境的轉化意識等。

在教學中,往往重視結論,特別是有的教師樂于歸類式的結論,增加學生記憶負擔不說,淡化了學生素質的形成,造成“回憶式”解題的思維習慣。而注重素質形成的教學方式,卻容易形成“分析式”解題的習慣。一個知識缺陷短時間內可以弄懂,一種不良習慣短時間內難以克服。素質提高需要過程,不可能一蹴而就。

訓練要解決精做與多做的問題,題目做多了,往往會馬虎,一看就答題,卻答錯了。做多了往往會只注意題目的形式(外觀),不重視內涵、內容,會審題不細,丟掉了基本的做題步驟。

要求學生表達規(guī)范。規(guī)范不僅為形式好看,規(guī)范條理表明思維品質好,表達水平反映思維水平。所以規(guī)范不僅是表面的,更是培養(yǎng)學生能力的手段。

做精做透,做出感覺的東西,才能內化為能力。

要重視科學語言的教學。a.學科述語規(guī)范。保證氣體質量一定是學科術語,不漏氣是白話。b.符號規(guī)范。牛頓第二定律各國通用,都是F=ma,不能寫成x=yz。有些老師符號亂用,

Fma,“∑”是標量求和,而加“∑”后,后邊的矢量必須加矢量號:,而教材上是F。c.圖形語言規(guī)范。圖形語言也是國際通用語言,

要重視引導對一些概念、詞義的理解。如“質點”是有質量的點;“位移”是位置的變化;“漂起來”是壓力為零;“向(離)心”是相對圓心越來越近(越來越遠);

總之,獨立審題,獨立地弄清物理情景、獨立地提取信息,這是學生必須具備的基本的解題能力,也是近幾年高考命題所看重的熱點問題,也是教學中必須重視的問題。

(4)盡量展示學生的思維,重視不同意見,要盡量由學生評判,發(fā)揮學生的主動性。

提高課堂針對性的手段之一是展示學生思維、聽取學生意見。學生的思維有些是正確的,有些是不正確的,不正確的題目反而是最好的例題――這確實是學生真正存在而又必須抓住的問題。

學生思維展示的前提是辨認,沒有辨認也就沒有展示,辨認需要批判、反問、辯論。缺少辨認的過程,難以產生同化或順化,也就沒有產生真正的學習。所以,展示思維是學習必不可少的教學活動。

(5)正確處理階段目標和終極目標的關系。

理解是綜合的基礎,目標的有序性是教育科學化的前提。一步到位必將對理解目標產生干擾。所以,無論是新授課,還是復習課,都要分析目標的序列,不能將階段目標與終極目標顛倒來實施教學,應更多地重視基本素質的培養(yǎng)和方法的滲透。教學要有全面的培養(yǎng)目標,且要分解到具體的教學中去:

a. 明確具體的物理概念和規(guī)律

b.解答新情境問題的思維習慣

c.分析復雜問題的思路和方法

d.根據題意畫草圖(狀態(tài)、過程圖)的能力和習慣

e. 審題時的轉化意識和能力

f. 對答案和結論的審視意識和能力

g.用圖象和幾何圖處理物理問題的意識和能力

h.用函數(shù)討論物理問題的基本功

以上目標是要在教學中加以重視的。

(6)要允許學生出錯,出錯是最好的老師;要讓學生遇到困難,困難是進一步學習的動力。小孩是要跌倒的,但小孩知道跌倒了爬起來,沒有跌倒,不可能走得更好。學生也是在不斷地修正錯誤而成長的。不要對學生的錯誤大加指責。

(7)教會學生自主復習。

閱讀式復習思維量小、難深入,不能溫故知新、沒有檢測功能;

回憶式復習思維量大、靠聯(lián)想,聯(lián)想是建立聯(lián)系,靠的是理解,而理解才能建立知識網絡,反過來能加深理解,能溫故而知新、具有檢測功能。

用全部的時間來學習新知識或做題,那一定考不好,是笨蛋行為。

(8)關于習題教學與訓練。

a. 注重復習消化。做題的過程是耕耘的過程,復習、反思、消化才是收獲季節(jié),只做題不消化是傻瓜,要給學生消化時間。消化什么?做對的有什么經驗和一般性的結論,不會做或做錯了則更要復習:知識上有什么缺陷?方法上抓什么關系?列什么方程?

b.在中檔題上下功夫。中檔題能真明白,才能悟出一些思路、方法、規(guī)律,這些才是最有用的。只有中檔題的解題水平提高了,高檔題才能水到渠成。

c.訓練要有思路,量不要大,要在獨立性上下功夫;在“快”字上下功夫,快做題、慢消化,像考試一樣做作業(yè),像做作業(yè)一樣考試。老師的教學水平與投放的題量成反比。

(9)關于課堂小結問題

聽課中經常發(fā)現(xiàn)課堂最后是由老師講解小結的,內容空洞、沒有學生一節(jié)課的感受,聽起來非常枯燥。其實,小結是讓學生自己感悟的過程,也是能力形成的關鍵環(huán)節(jié),感悟小結要讓學生自己凝煉,說說體會,談談疑惑,搞搞爭論等等,都是小結的高效組織形式。

(10)重視實驗,做好實驗。

新課標要求培養(yǎng)學生的動手能力和理論探究能力,實驗是理論探究能力培養(yǎng)的重要途徑,做好實驗也是高考立于不敗之地的根本。沒有理論探究,就不可能進行實驗。

以驗證機械能守恒定律實驗為例,教材中缺少不少探究:原理探究、器材探究、操作過程探究、誤差探究等,在做這個實驗時,建議進行3課時:一節(jié)探究、一節(jié)實驗、一節(jié)總結寫報告。

第一課時,理論探究舉例如下:(鏈接“驗證機械能守恒定律”理論探究教案)

上例看出,實驗中理論探究是學生能力的生長點,教學中要抓住不放才能有高效益。

實驗能力培養(yǎng),要抓住以下幾種能力作為重點:

①儀器的使用能力。觀察測量范圍,最小刻度,保護措施,零點調整。

②測量誤差和數(shù)據處理問題。系統(tǒng)誤差、偶然誤差。數(shù)據處理重視兩類:一是列表計算法,列表過程反應了對實驗的理解,先做什么是要清楚的。二是圖線法,坐標紙就是刻度尺,讀數(shù)要與刻度尺的規(guī)則相同。數(shù)據處理的原則是處理過程不能帶來新的誤差。測量是準確的,必須對應準確的分度,數(shù)據上估計的,圖上可以估計。有些坐標原點不一定是零,是節(jié)約問題,占滿全格不是主要的。

③簡接測量相應知識。電荷量等是不可能直測的,利用規(guī)律,關鍵是尋求測量式,只要某規(guī)律、定義包含這個物理量,這個式子就可能是測量式。但條件是物理量可測。如測重力加速度g,第一步,尋求測量式,有關的,什么裝置產生落體現(xiàn)象?第二步,相應的h、t怎樣測?準確程度怎樣?再有Δx=gT2,Δx可用打點計時器。也可,但為什么用單擺測g?原則是經濟簡單,好處是裝置簡單,測量效果好。擺長測量簡單,輕而易舉3位有效數(shù)字,用米尺從懸點比到球的中心即可,教材上講用游標卡尺測球徑是多余的。T的測量用累積法也可輕而易舉的做到3位有效數(shù)字,這是科學思想,實驗要盡可能做到理想單擺,擺角<50,準確度可達4位,<100,準確度可達3位有效數(shù)字。即盡量使擺角不要太大。

教材中有幾個實驗是值得討論的,在這里提出來,請大家討論,因為是一家之言,還望在教學中慎重。除上面提到的不必用游標卡尺測單擺小球的球徑外,還有:1.用伏安法測電動勢和內阻實驗是不必要的,實驗作為道理讓學生知道有這么一種方法是可以的,但卻是勞民傷財?shù)模ú唤洕筒环峡茖W思想),道理在于用電壓表直接測量電動勢就可達到較高的準確度;2.逐差法是不科學的;3.伏安法測電阻率時,長度的測量測一次即夠,不必測三次。

 

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