物理教學教育研究論文
時間:2022-05-08 09:16:00
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在科技迅猛發展,知識日新月異,科技競爭日益激烈的今天,大多數教育人士已經普遍認識到,能力的高低在一定程度上,表現為掌握方法的多少和熟練程度。因此,物理教學中既應該讓學生掌握物理學的概念和規律,更應該讓學生重視科學的態度和科學的方法。
所謂科學方法,是研究自然科學和社會科學的一般規律性理論。在中學物理教學中,科學方法教育的內容有:一是物理學的研究方法的教育;二是物理學習方法的教育。在物理教學中,教師在完成傳授知識的同時,有意識、有目的的進行科學方法教育和指導,有利于促進學生智能的發展,培養科學的態度,使學生在學習中不僅掌握了物理知識本身,而且掌握了研究和學習物理的方法,以及探索物理的精神。
一.指導閱讀課本,培養自學方法
在教學中充分利用教科書,指導學生讀書的方法,是培養學生自學能力的有效途徑。一方面通過讀書掌握物理的科學語言;二是通過反復讀書,使掌握的知識更加全面、系統、準確;三是通過讀書提高自學能力,在學習上變被動為主動,充分發揮學習的主動性和積極性。那么,怎樣正確指導讀書呢?
(1)基本概念、基本定律要著重讀,對其中的重點字母要深入體會、準確理解。因為這些字句或揭露了事物的本質;或指出了事物變化的范圍和條件;或反映兩個事物的區別與聯系。教學時,必須指導學生把這些重點字句“摳”出來搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“時間”限制為“完成這些功所用的時間”,而不能簡單說成“功率等于功跟時間的比值”。又如楞次定律:“感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”,“阻礙”的含義不是“阻止”,它是指:原來磁場增強時,感應電流磁場與原磁場反向;原來磁場減弱時,感應電流磁場與原磁場同向。在教材中“這段”、“該點”、“某時”、“某刻”、“任意”、“總是”等字眼很多,切不可輕視。要養成“摳”字眼的習慣,正確理解概念和規律的物理意義、適用條件。
(2)指導學生識圖、讀圖、畫圖。物理學上的圖形很多,如速度圖線、振動圖線、
波動圖線、交流電的圖線、氣體狀態變化圖線、電力線、磁感線、電路圖、受力圖等,是用來描述量與量之間關系或變化規律的,是最簡單的物理語言。學會識圖、讀圖、畫圖是一種基本功,決不能忽視。通過對圖形的理解,可以提高空間想象力,增強物理綜合能力。
二.在物理知識的教學中滲透方法教育
科學方法教育既需要潛移默化的熏陶,也需要有目的的訓練。脫離物理知識對中學生大講科學方法,則猶如建設空中樓閣;埋頭講物理知識而不注意方法教育,則猶如給學生一堆磚瓦。因此,科學方法教育應滲透在物理知識教學之中,只有根植于物理知識沃土之中的科學方法教育,才會結出豐碩的智慧之果。在物理知識的教學中,處處蘊涵著科學方法。物理概念、物理規律的建立常常運用觀察和實驗、比較和分類、分析和綜合、數學和推理、理想化等科學方法。如在概念教學中,將電勢能和重力勢能類比,學生很容易接受;在洛侖茲力教學中,由安培力演繹出洛侖茲力。在牛頓第二定律、玻—瑪定律、楞次定律等規律的教學中,常采用觀察和實驗、數學推理的方法來研究。如“電磁感應”的教學就是對學生進行科學方法訓練的好例子,可將教學過程組織為較完整地體現科學研究一般方法的過程,使學生受到科學方法的訓練。具體做法如下表所示:
研究方法
教學活動
(1)初步的觀察實驗
觀察閉合電路的部分導體做切割磁力線的運動?;芈分挟a生電流的現象
(2)提出猜想
介紹法拉第電磁感應實驗,分析、猜想變化的磁場才能產生感應電流
(3)再次實驗驗證
按教材完成實驗
(4)總結規律
再次分析上述各個實驗,得出產生感應電流的條件
這樣,在傳授知識的同時,使學生感受科學方法在建立概念、發現規律中的作用,激發學生自覺的學習和運用科學方法解決實際問題的積極性。
三.重視物理學史,體會科學方法
物理教學改革的目的之一,是把科研人員應具有的素質和能力早一些對學生進
行培養和訓練,使教和學的思路去盡量接近科學家認識的思路。這就要求我們將物理教學和物理學史結合,當然教學過程不同于科學研究過程,但在必要時,結合重要的物理史料用模擬科學認識過程的方法進行物理教學,這也是物理教學實質性改革的途徑和方向,是實現上述教學目的,培養創造型人才的一個有效途徑。模擬科學認識過程的方法,就是讓學生遵循前人科學發現和發明的思路來學習,學會科學研究的方法。這就要求我們將物理學史溶于物理教學之中,將科學方法教育溶于物理學史教學之中。具體地講就是善于把學生推到若干年前,讓他們從當時的科學背景出發去重溫科學家們在什么問題上、什么環節中、什么情況下、用什么方法和思路作出了科學發明和發現,從而把這些關鍵的步驟聯系起來。
在“自由落體”教學中,首先應闡明:歷史上,伽利略首先通過落體佯謬的思想進行實驗,否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結論;然后運用數學工具得出初速為零的勻加速直線運動S/t2=常量;進而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面下滑的運動是符合s/t2=常量的規律;最后將斜面實驗推廣,得出結論:落體運動是初速為零的勻加速運動。伽利略之所以敢于首先用一個理想實驗批判亞里斯多德的學說,是因為他此前已進行過長期的實驗研究,他曾多次觀察過從同一高度同時下落的輕重不同的物體(如兩個球體或兩塊石頭等)的下落情況。伽利略認為自然界“總是習慣于運用某種最簡單最容易的手段”這一哲學思考,使他大膽猜想自由落體運動是勻加速運動,他的關于落體的全部研究都是為了確證這一猜想而進行的。他的研究方法是觀察---假設猜想----數學推理------實驗驗證---合理外推。他對自由落體運動的研究,開創了研究自然規律的科學方法,這就是“抽象思維,數學推導,科學實驗”相結合的方法,對科學研究起到了重大的啟蒙作用,極大地推動了物理學發展,是人類物理思想上最偉大的成就之一。然后引導學生重做伽利略的斜面實驗,加深對方法的理解。
四.加強物理實驗,體驗科學方法
觀察與實驗是物理學研究的基本方法,物理學的所有規律都是通過實驗建立起來的,也是學生學好物理知識的基本方法。在教學中,應培養學生六個方面的實驗技能:一是掌握基本儀器的構造、原理和使用,能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數;二是掌握中學有關實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確的結論;四是了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析;五是會寫一般的實驗報告;六是養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器、遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。例如“用溫度計測溫度”的教學中,可以對學生進行下述方法論的教育:(1)平衡原理:溫度計與被測物體達到熱平衡,溫度計的液柱不再變化時的示數即是被測液體溫度;(2)轉化原理:把被測液體的溫度轉化為溫度計內液柱的高低,是看不見向看得見的轉化;(3)放大原理:溫度計內徑做得應當小些,以便觀察的現象明顯,能表現出溫度微小的差別;(4)使用所有有刻度的儀器儀表都需首先觀察刻度盤刻度和每小格的讀數。
實踐表明:只要我們能從眾多的實驗中總結出共同的規律,引導學生觀察時注意目標明確,層次分明,就可讓學生掌握某種儀器的使用方法,而且使學生學會如何觀察,提高觀察能力。因此,在物理教學法中要重視培養學生的觀察實驗能力,教給學生觀察與實驗的方法。
五.巧妙設計習題,訓練科學方法
科學方法教育的目的在于發展學生分析和解決問題的能力。實踐也表明:教師生動精辟的講述,學生對于知識只能達到理解的水平,要達到運用的水平,就非要經過學生本人參與分折解決新問題的實踐不可。因此,教師要創設情景,強化習題教學和訓練,引導學生運用科學方法解決具體的物理問題,使學生實現知識向能力的轉化。
在習題教學中進行科學方法教育,主要是進行思維方法的訓練,提高思維能力和分析解決問題的能力。因此,教師要站在科學方法論的高度,認真研究題型、分析歸類、精選典型例題和習題,對學生進行邏輯思維與非邏輯思維、集中思維與發散思維、正向思維與逆向思維、局部思維與整體思維、類比思維與聯想思維等專項訓練。在教學中有些習題明顯要運用科學方法來求解,教師要點明這種科學方法,讓學生學會這種方法的應用。如習題:一半徑為R的光滑豎直圓軌道固定在水平地面上,并與水平地面相切,小球從軌道上距離桌面h(h《R)高處由靜止釋放,求小球經過多長時間到達軌道的底端。這個題要和單擺相類比,用單擺知識來求解時間。在教學中要點明此題用類比方法,讓學生在解題中體會到方法的重要性。又如習題:斜面A放在水平地面上,物塊B放在斜面上,有一水平力F作用在B上時,A、B保持靜止。A受到水平地面的靜摩擦力為f1,B受到A的靜摩擦力為f2,現使F逐漸增大,但仍使A、B處于靜止狀態,問f1、f2大小怎樣變化?此題討論f1的大小變化時要用到整體思維的方法,討論f2的大小變化時要用到局部思維的方法。
總之,在物理教學中有意識地加強科學方法教育,是實現學生增長知識、發展能力、提高素質的一個有效途徑。
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