实现物理课堂优化教学的探索
摘要:教好物理的目的就是要学生学好物理,怎样让学生学好,化复杂为简单是主要的思想,同时教给学生物理思维方法。受我国启蒙教材编写上的启发,提出了口诀化以有助于学生的记忆。物理思维需要用符号去实现,因为物理本身就是用符号写成的,采用符号进行思考才能克服生活经验的影响。 关键词:教学 口诀 思维符号化
现在许多学生都觉得物理难学好,上课听老师讲好懂,就是自己遇到问题却感到无从着手,有时自己觉得是正确的,可是老师判下来的结果却是错的。为什么会是这样呢?至少可以说明许多学生并未入物理的门,他们只不过在课堂上跟着教师学了一堆公式,却在用自己在生活中形成的经验来解决物理问题,当然不会好到哪儿去。生活经验和物理既有联系,但却有很大的差别。许多学生正是无法用物理思维解决物理问题,因而一做便错,渐渐地对物理失去了兴趣,使本来生动的、实用的、具有强大吸引力的物理学科成为中学生可望而不可及的“空中楼阁”,望而却步。而作为物理教师应该帮助学生学好物理,把复杂问题简单化、条理化,解决问题准确化。由此,笔者在教学过程中从内容和方法上作了一些探索。 一、把物理知识简单化、条理化
一节课只有45分钟,如何在这么短的时间内既要保持学生的积极性,又要把物理知识有效地传授给学生,同时学生每节课都在学
习不同学科内容,需要考虑学生的疲劳程度,另外还要考虑学科知识间的影响和干扰。比方说:有一些学科,它们不需要一定层次的逻辑思考和数学推导,容易造成学生的学习行为迁移。所以有必要了解学生上一节课是什么课,做好两节课的衔接,充分利用两学科间的联系,克服其不利影响,使学生尽快进入学习物理的状态。 传授的知识虽然基于课本,但着重需要把它进行改编形成教师自己的风格,这也是教材所要求的,全国的教材就那么几套,可教师却成千上万,教师的作用就是依照具体情况对教材进行改编,才能把教材用活。在教学实践中我想到了我国古代启蒙教材的独到之处——韵律美,它使记忆变得轻松。如《千字文》:天地玄黄,宇宙洪荒。日月盈昃,晨宿列张。……。再如《百家姓》:赵钱孙李,周吴郑王。冯陈褚卫,蒋沈韩杨。……。鉴于此联想,我作了一些尝试,把一些重要规律和易理解错误的地方编成口诀,让学生便于理解记忆(本文列举部分)。
力加物、物加速。——力作用在物体上,则物体的速度会改变。 匀加速,匀速加,a为常数要记清,速度变化看时间,位移综合多方面,见着加速度,必有2次现。——学过一些公式,这些公式只是用在匀加速运动上,同时讲了这些公式的特点。
平抛圆周两运动,产生力和施加力,千万把它们细分别。——曲线运动产生离心力,外力的合力提供向心力。
机械能、动和势。二者转化没条件,守恒却要另外论。——动
能和势能在转化时量可以不相等,但在一定条件下却守恒。 冲动量,解决变力很直接。平均力、初末态,中间过程管它的。 动量守恒更直接,只把作用内外别,大小勿需太仔细。 振动和波,图象易错。振动图象延长,过去现在将来。波动图象延长,远近距离相连。整体大挪移,先后才有别。向着传播移,将来没问题,要问移多少,加减周期律。
磁场力、作用电荷要注意,只有转弯没加速。电场力、转弯加速都可以,要看电荷的初速。
在每一节课上尽量把内容进行压缩,抓住其主要方面,还一个简单的面目给学生。促使其记得牢、析得透。 二、解决问题准确化
怎样才能运用物理思维,进行准确地解决问题。首先物理思维是逻辑的。由原因到结果是经过严密的逻辑演化而得到的,不能先入为主,靠生活经验预先猜想,可能有些学生说这是物理直觉。错。在高中学生中特别是象我们这些不发达地区的学生来说,很难有深厚的数学基础,这里的数学基础不是中学阶段的数学,而是今后将要学习的高等数学基础,因为高等数学才把解决问题的方法上了一个层次,才可能产生一些正确的直觉判断,所以学生在解决问题时总爱预先猜想其结果,再来考虑物理模型,这种本末倒置只能造成错误(至少是无把握、不确定)。其次物理思维是符号的。物理学把所有规律、概念等都变成了符号,从符号中找联系、找结果,但
我们有很多学生不习惯用符号思维,总是试着去分析建立模型,一旦建立的模型较复杂,特别是运动轨迹绕来绕去,想不过来,便束手无策,当然这与我们在教学过程中经常画图帮助分析怎样运动、轨迹如何等细致分析有关。下面举几个例子。
1、(05高考)一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中
a 外界对气体做功,气体分子的平均动能增加 b 外界对气体做功,气体分子的平均动能减少 c 气体对外界做功,气体分子的平均动能增加 d 气体对外界做功,气体分子的平均动能减少
这个题如果用概念进行思考是多么易混淆,且不一定想得全面,但是抓住规律,采用符号(公式)
缓慢意味着p不变,绝热意味着q不变,膨胀意味着v增大,分子势能忽略意味着 可得d答案是正确的。
2、(07高考)对一定量的气体,下列说法正确的是 a.在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功 b.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功 c.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加 d.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变 所用公式符号同上题,可以准确地判断出a答案正确。
3、(08高考)如图,一质量为m的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2 射出。重力加速度为g。求: (1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
此题虽然给了图,但只要我们能把题目变成符号就不需要细致地分析运动的轨迹如何了。由题目可得: 解:
公式(1)动量守恒的必然,由此发现可算出物块的速度,根据质量和速度,然后可求动能,进而求出机械能的变化。公式(3)、(4)是平抛运动的基本公式,为什么用平抛的公式,是因为它的受力和初态与平抛相同,而不是分析它的轨迹。写出公式再找可求出哪些量,边解边找,层层递进,最后求出题目要求的。 4、(05高考)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块a、b,它们的质量分别为ma、mb,弹簧的劲度系数为k,c为一固定挡板。系统处一静止状态,现开始用一恒力f沿斜面方向拉物块a使之向上运动,求物块b刚要离开c时物块a的加速度a和从开始到此时物块a的位移d,重力加速度为g。 公式(1)是牛顿定律对多个物体的应用,列出此方程后看出可求出a的加速度,公式(2)、(3)包含了弹力的定义以及弹簧被压缩和伸长时力的关系,由此公式可看出位移自然地包含于公式之中
了,不必刻意地思考如何求解,而是一种自然的演算。 综上可见,通过符号系统的演绎才能使问题得到准确的解决,任何先入为主的猜想,只能使问题更加复杂,难以捉摸,因此必须以符号为基础培养学生这方面的能力,不能因为难而放弃,只有训练到了一定程度学生就会自然而然地采用这样一套系统和方法来解决问题,在近代物理中,不乏这样的例子:先推导出一些符号,再寻求相应的物理解释,如正电子,波函数,真空等。 从题目来看,所问结果题目设计者必将其包含在公式演化之结果中,所以作题时,先用符号写出方程,直接去演算,在演算过程中会渐渐地发现与题目问题的联系,这才是学生的思路,我们一些老师讲先读问题,再分析先求什么,后求什么,最后得出所给问题的结果。试想绝大多数学生能做到胸有成竹吗,所以应该在推导过程中去发现其关联,才是学生的实际水平。
以上是本人在教学实践中的探索,通过教学实践取得了一定的效果,但每一个地方的学生又各有自身的特点,只有因地制宜,因材施教,才能使物理教学活动丰富而多彩,简洁而高效。
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