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淺談物理思想和物理方法在教學(xué)中的滲透
淺談物理思想和物理方法在教學(xué)中的滲透文/黃樹林
摘 要:物理課程改革重視物理思想和研究方法的教學(xué),但在實(shí)際教學(xué)中很多教師仍然只重視基礎(chǔ)知識傳授,而忽視了物理思想和研究方法。以對勻變速直線運(yùn)動的研究為例,論述物理思想的和研究方法滲透問題。
關(guān)鍵詞:物理教學(xué);思想;方法
“改變課程過于注重知識傳授的傾向……使獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程同時(shí)成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過程!边@是《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》提出的要求,同時(shí)也對高中物理新課程教學(xué)賦予了更多的教育意義。但在實(shí)際的教學(xué)中,很多教師仍然只重視基礎(chǔ)知識傳授與基本技能的訓(xùn)練,而忽略了物理思想和方法的滲透。
例如,研究“勻變速直線運(yùn)動位移與時(shí)間的關(guān)系”時(shí),教材提供了一份真實(shí)的測量記錄,教師應(yīng)該認(rèn)真組織、引導(dǎo)學(xué)生討論“怎樣根據(jù)測量記錄中的數(shù)據(jù)求出該物體運(yùn)動的位移”,同時(shí)強(qiáng)調(diào)是“估算”,鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,充分表達(dá)自己的想法。通過討論,便會發(fā)現(xiàn),顯然不能用任一時(shí)刻的速度v乘以整個(gè)運(yùn)動的時(shí)間t去計(jì)算位移,因?yàn)檫@將導(dǎo)致巨大的誤差。但是,測量數(shù)據(jù)中繪制了6個(gè)時(shí)刻的速度,其中相鄰時(shí)刻的時(shí)間間隔Δt只有0.1 s。如果用每段Δt內(nèi)的任一時(shí)刻的速度乘以Δt,然后再相加起來,所得的位移與真實(shí)位移的誤差就會減小。這是因?yàn)棣內(nèi)任一時(shí)刻的速度與Δt內(nèi)各時(shí)刻速度的差別,總是比整個(gè)時(shí)間t內(nèi)任一時(shí)刻的速度與Δt內(nèi)各時(shí)刻速度的差別要小。在此基礎(chǔ)上,從勻變速直線運(yùn)動的v-t圖像出發(fā),采用了先微分:將運(yùn)動過程分為很多很多的小段,設(shè)某一時(shí)刻的速度為v,則每一小段的位移Δx=vΔt;再求和:所有小段位移之和就是整個(gè)過程中的總位移。用v-t圖象表示出來就是圖線與橫軸圍成的“面積”,從而得出勻變速直線運(yùn)動位移時(shí)間公式。這樣處理既滲透了微積分的思想,也為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
要提高解決問題的能力,需要形成科學(xué)的思路和掌握基本的方法?茖W(xué)思路和基本方法的掌握是不可能通過灌輸達(dá)成的,需要經(jīng)常、實(shí)時(shí)的滲透。其實(shí),“把一個(gè)變速運(yùn)動在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做勻速運(yùn)動來處理”在運(yùn)動學(xué)中已有應(yīng)用:瞬時(shí)速度的定義和用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測變速運(yùn)動紙帶的瞬時(shí)速度!耙粋(gè)變化過程在極短的時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的”,這是一種科學(xué)的思路和方法:在力學(xué)中,一段變力做功在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做恒力做功來處理;在電磁學(xué)中,一個(gè)變化的電場(或磁場)在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做恒定的電場(或磁場)來處理等,都體現(xiàn)了這種思想方法。如果在這里把勻變速運(yùn)動的位移公式以簡約化的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,那么教學(xué)過程就變成了知識的“吞咽”和“套用”,就把一個(gè)在物理學(xué)發(fā)展中極為深刻而有效的思維方法忽視了。
再如,“勻變速直線運(yùn)動速度時(shí)間關(guān)系”在新教材中,不求以“簡明、輕快”的方法給出知識的結(jié)論,而是努力把得到知識的過程展現(xiàn)給學(xué)生:通過實(shí)驗(yàn)測量、數(shù)據(jù)處理、作出小車運(yùn)動的v-t圖象;再通過對圖象的研究,發(fā)現(xiàn)其v-t圖象所描述的運(yùn)動是加速度不變的運(yùn)動,得到勻變速直線運(yùn)動的定義、速度和時(shí)間的關(guān)系。教學(xué)時(shí)應(yīng)該圍繞v-t圖象中直線斜率的物理意義進(jìn)行分析,使學(xué)生認(rèn)識到,勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象是一條斜率不變的直線,明確直線斜率反映加速度的大小,由此定義勻變速直線運(yùn)動。教學(xué)中要注意邏輯推理的過程,教給學(xué)生利用圖象分析問題的方法。這雖然與人類對此問題的認(rèn)識過程不完全一致,但它強(qiáng)化了從實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律的一般性過程,是練習(xí)用圖象分析問題的有效方法,邏輯線索清晰,它在價(jià)值觀及過程與方法上的教育價(jià)值較高。但是,在實(shí)際的教學(xué)過程中,不少教師受種種考評制度的影響,著眼于應(yīng)試教育,只強(qiáng)化知識的掌握:從加速度的定義a=出發(fā),經(jīng)過代數(shù)式的變形,得到v=v0+at,于是就用來解題了,進(jìn)行大量的訓(xùn)練。這樣的做法就淡化或忽視了“過程與方法”的教學(xué)。
在講授物理學(xué)的基礎(chǔ)知識的同時(shí),讓學(xué)生充分領(lǐng)悟物理思想和研究方法,使之成為溝通學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、掌握物理方法、熱愛物理科學(xué)的橋梁,讓學(xué)生得其精髓,有所借鑒,使之終身受益,這才是物理新課程改革的初衷所在。
。ㄗ髡邌挝 江蘇省響水中學(xué))
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