中学物理教学中的点滴感悟(力学部分)_中学物理教学感悟
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中学物理教学中的点滴感悟(力学部分)薛东
物理学对人类社会的发展起到了重要作用,它一方面带动了科学技术的发展,另一方面推动了文化、经济和社会的发展。高中物理肩负起提高学生科学素养,促进学生全面发展的重任。力学是现代物理学的源头、基石、支柱和核心。力学的概念、理论、方法在日常生活、工农业生产、科学研究中都获得了广泛而重要的应用,重视力学的学习,掌握力学研究的思想和方法,能有效提高学生科学逻辑思维能力和分析解决实际问题的能力。高中物理力学教学是通过两条主线展开的:一是依据牛顿运动定律探讨力、加速度和运动之间的关系。另一条是受学生数学知识的限制,在处理复杂运动问题时采取忽略中间复杂的过程,运用能量和动量的观点进行分析和研究。在实际进行教学中,有以下一些点滴感悟和体会:
一、转变教学理念
注重学生主体
时代在变、学生在变、教学环境也在变,这要求我们也要与时俱进转变教学理念。当今社会是一个知识爆炸信息发达的社会,每天一睁眼,各种各样的信息通过电视、广播、手机、互联网、广告、报纸、卫星通信等各种渠道扑面而来。“外事不决问谷歌,内事不决问百度”是当今的流行语,靠“祖传秘方”养活几代人的现象不复存在。评价现代人才的标准不再是看你学会了多少,而是看你会不会学,不是看你能记住多少,而是看你会不会选择。新一轮基础教育课程改革要求变注重老师的教为重视学生的学。教师不再是知识的权威,而是充当指导者、合作者和助手的角色,与学生共同经历知识探究的过程。在新的形势下应改变过去传统的落后的教学思路,探讨和实践新的教学方法。凭着一支粉笔一本书一根教鞭一统课堂的传统教学模式被远远抛在时代的后面,取而代之的是合作交流、探究互动、猜想验证等新的培养学生自主学习教学模式。要培养学生自主学习,就要教给他们方法,运用发现式、激励式、探究式、情趣式等各种教学方法,引导学生掌握归纳、演绎、比较、假设、实验、总结等各种学习方法,使学生由学会变为会学。例如在学习质点、位移、弹力、摩擦力、平抛运动、匀速圆周运动、牛顿运动定律、万有引力定律、机械能守恒定律等基本概念和规律时采用归纳、演绎、实验探究等多种方法相结合,培养学生建构知识和探究知识的能力,促进学生全面发展。
二、注重实验探究
落实三维目标
物理学本身就是一门实验的学科,实验是了解、研究自然规律的重要途径,它不仅能让学生学到必要的知识信息,而且通过动手动脑还能学会把实验获得的信息演绎、归纳成结论。新课标规定力学中的涉及实验的内容标准有8条,新教材编排的涉及实验教学形式有:学生实验、实验、演示、做一做、问题与练习共5类,并且把实验作为标准课程正式纳入章节之中。实验是探究活动的重要组成,是建构知识的重要过程,是自主学习的重要方法,要学好物理就要做好实验。
新课程标准对高中物理提出了课程总目标:培养学生学习终身发展必备的物理基础知识,发展自主学习能力,有振兴中华,将科学服务于人类的社会责任感。具体进行教学设计中落实在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三维目标上。三维目标的提出,不再把学生当作填充知识容器,而是看作充满生命力的有血有肉的人。要求教师从学生的角度感受学习新知识的过程中产生的困惑,想学生之所想,忧学生之所忧。在新课程标准里界定的行为动词中涉及表达、分析、运用、设计、探究等行为动词共有65个,其中涉及到学生体验性要求的动词如体会、敢于、养成、经历等行为动词有32个,约占50%,这说明新课程标准对学生主体感觉的重视。三维目标不是孤立的,在教学设计时应把它们都融于同一个教学过程中。
例如对“机械能守恒定律”教学中,我是这样设计的:为激发学生学习的主动性,先引导和提出要探究的问题,利用过山车模型分析,若和高度有关的势能减少,则和速度有关的动能增加,让学生做出猜测,机械能不变。为提高学生制定探究计划的能力,让学生自己设计实验方案验证猜想,学生设计“自由落体”“单摆”“斜面滑车”学生自主实验进行验证进行检验,对实验数据分析,引导学生在获得知识的同时提高对实验数据的处理能力。最后对所涉及的实例进行综合分析得出机械能守恒定律。了解定律本身内容后,再通过对生活实例如地铁站台、神五飞船的机械能是否守恒的分析,增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识,最后讨论伽利略的斜面实验体会科学研究方法对科学发展的意义。各环节都渗透新课程理念,体现了注重学生为主体的自主学习过程,而不仅仅是知识的传授。
三、开发利用教材
培养建构能力 教材是最基本最重要的课程资源之一。教材是众多学者教师、教育专家呕心呖血的结晶,是经过精挑细选、反复论证的。新教材中力学内容的编排体现以下一些特点:
1、形式多——新教材除了实验探究外,安排了几个没有实验活动的科学探究,如探究弹性势能的表达式,探究向心加速度大小的表达式。
2、节奏缓——新教材传递新知识不求简明、轻快,而是留出时间让学生想一想,议一议,以后再挑明说清。
3、重过程——新教材在匀变速运动与时间的关系、功与物体速度变化的关系、重力势能的引入、万有引力定律的得出、加速度与物体受力及物体质量的关系等,都是强调过程,教学中不要为节省时间把过程简化。
4、重感受——新教材注重让学生体验科学探究的曲折与艰辛,体会成功带来的满足和快乐,激发学习物理热情和兴趣。
5、重素养——新教材注重培养学生实事求是、言必有据的科学态度,严肃认真、一丝不苟的科学作风,勇于创新、开拓进取的科学精神。
6、受众广——不论将来学生是否以科学技术为职业,凡是经历过新教材的学习,都会让学生潜意识中领略了有条理思维、全面看问题、善于认识新事物的思维习惯,正所谓“随风潜入夜,润物细无声”。
传统的教学中教师把教材当“圣经”,奉为经典,咬文嚼字,经过个人过滤后“交”给学生,学生将笔记看作“圣旨”,没有质疑,没有创新,不敢越雷池一步。学生倚赖教师,教师倚赖教材,这样培养出的学生怎么能适应瞬息万变的信息社会?怎么能肩负起振兴中华的历史使命?实际教学中经常发现,有的学生笔记本上工工整整,密密麻麻,但是物理成绩一塌糊涂,甚至有学生到国外名校留学时,发出这样的感慨:这里的教授不讲题,这怎么能学会?新的教学理念认为,要变教教材为用教材。教师应根据学生的实际情况制定学生的最近发展区,把握学生已有知识和待学教材的联系,大胆地对教材进行再开发,再创造,对教材内容重新选择、排序和组织。促进学生与教科书直接联系,使学生成为学习活动的主人,进入自主学习的境界。
例如对“生活中的圆周运动”一节的教学中,我介绍火车转弯时,为拓宽知识面,又和学生一起探讨了自行车转弯、汽车转弯、盘旋的雄鹰转弯和飞机转弯问题,效果很好。又如“万有引力与航天”一章的教学中,学生普遍对卫星变轨前后的速度大小关系迷惑不解,受匀速圆周运动的影响,总是错误地认为质点间的距离等于轨道半径,为了纠正错误观点,我提出问题:卫星变轨前后的轨道半径是否相同?并引导学生仔细研究“向心力”一节中的“一般的曲线运动”内容,这时学生恍然大悟,连忙重新推导最后得出正确的结论。
教科书是最基本、最重要的课程资源之一。一个好的习题,就是一个科学问题。教科书本身就有许多如何提出问题、分析问题和解决问题的范例。教材“用牛顿运动定律解决问题二”一节中的例1,没有讲明硬杆OB的弹力为什么沿着杆在杆上,对此我做了大胆处理,先去掉钢索和悬绳,由于硬杆OB的重力可忽略,若要硬杆OB保持水平要施加什么方向的力,同时引导学生思考如果硬杆OB插入墙中,若要硬杆OB保持水平可施加什么方向的力,通过对比分析发现,“死杆”上的力不一定沿着杆,“活杆”上的力一定沿着杆。接着加上悬绳情况如何?再加上钢索情况如何?逐步引导学生构建知识体系。
四、探索教法学法
打造高效课堂
爱因斯坦说“提出问题有时比解决问题更重要”。质疑能力是一个人最宝贵的能力之一,也是创新能力的重要表现。只有通过质疑和提出问题,学生的创新意识才能够得到不断强化,创新思维能力才能够得以不断提高。教师给予学生真诚的鼓励,学生就敢于质疑;教师给予学生科学的指导,学生就善于质疑;教师努力创设民主、宽松和自由的教学氛围,学生就经常质疑。传统的教学是把有问题的学生教成没有问题,新课标的教学是把没有问题的学生训练成有问题。除了鼓励学生提出问题外,还要记录保留学生的问题,以便为以后的教学提供参考。在实际教学中我记录的学生问题有:μ可能大于1吗?摩擦力产生的原因是什么?为什么小车过桥时只考虑最高点?人造卫星为什么不会掉下来而成了太空垃圾?等等。
教无定法,贵在得法。为激发学生学习兴趣,形成生动、活泼、开放的教学氛围,可根据学生实际情况,实行灵活多样的教学模式。如在探讨玻璃刀切割流水线上的玻璃问题时,绝大部分学生总是把情形考虑完全相反,主要是因为学生没有生活生产经历,我通过小游戏的形式给学生构建物理模型,让八位同学组成长方体队列行进充当玻璃板,尽量控制匀速,再让一同学充当玻璃刀,试一试如何才能切出方形,探究的过程中,学生采用各种割法,也提出各种修改建议,气氛热烈,虽然耽误一些时间,但是学生印象深刻。
又如在“v-t”图象的教学中发现,有一部分同学不会画图象,也不敢画图象,只用笔在纸上比划,迟迟不敢落在纸上。为培养学生主动发现和构思问题的能力,我让一位同学将自己构思好的“v-t”图象画在黑板上,要求越复杂越好,由他指定一名同学分析图象所表示的运动,结果成功率很高。整个过程教师不当裁判员,让学生自己评价自己,自己教育自己。这样不但培养学生自我教育的能力,同时也发现了一些问题,如变加速运动现象,如图象只能表示一条直线上的运动无法表示二维三维空间的运动,并纠正了一些问题,如有学生的图象中出现了“时光倒流”现象,谈到“时光倒流”现象学生兴趣盎然,我因势利导指导学生查阅斯蒂芬·霍金的《时间简史》等资料。
五、几点建议和一些做法
1、参照物和参考系
参照物和参考系有没有区别?要不要区别?为了培养学生严谨科学态度,我个人认为有必要进行区别。
2、矢量和向量
矢量和向量本是同一概念,物理教材和数学教材多年来没有统一,这给学生造成错误的理解。
3、建议介绍曲率半径
曲率半径对于研究天体运动十分重要,建议适当介绍。
4、建议简单介绍微积分
经典力学的核心思想就是牛顿的思想,牛顿又是微积分学科的创立人,实际力学教学中无处不体现出微积分思想,向学生介绍能让学生感受到数学和物理的密切联系,展现出科学研究美丽迷人的一面,激发学生的学习热情。
5、利用现代科技
对于一些复杂的物理过程,以往的教学是通过语言描述,形体模仿、黑板图示等手段进行分析,这固然有效,但再配以电脑动画展示教师的思维、科学家的思维,甚至是学生的错误思维,效果极其好。如我用电脑动画处理板块模型问题时,引起学生极大的兴趣,学生感觉物理非但不难还十分有趣。
6、学以致用
时代在变,学生在变,现代学生很少有机会参加工农业生产劳动,学生感到学了没用,到超市买件东西用不到“动能定理”“机械能守恒定律”,所以教学阻力很大。为了让学生感到学了有用,应开发学生身边的,看到见摸得着的事物。如我让学生研究游乐场中的轮滑鞋,单排轮滑鞋和双排轮滑鞋哪一个更省力?地震灾害中如何保护自己免受更大的撞击力?躲在房屋的什么位置更安全?学以致用能激发学生主动学习。