摘 要:情景教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分。在教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)合適的物理情景,有助于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們學(xué)習(xí)的能力。課堂上的物理情景可利用物理實(shí)驗(yàn)、圖像、物理圖示及多媒體等手段來(lái)創(chuàng)設(shè)。
關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn);圖像;物理圖示;多媒體手段
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2008)08-0054-02
中學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中,教師時(shí)常會(huì)遇到這樣的情況:學(xué)生經(jīng)常在物理情景的建立和理解上陷入尷尬境地,做題時(shí)無(wú)法理解和運(yùn)用物理規(guī)律,造成原本并不難解的問(wèn)題無(wú)法解決。這要求教師在授課過(guò)程中,將那些抽象的概念、復(fù)雜的公式和難以理解的物理過(guò)程,同一些具體、形象的實(shí)驗(yàn)、模型及可視性較強(qiáng)的圖形聯(lián)系起來(lái),使那些晦澀難懂的文字變成形象、生動(dòng)的“情景”,使學(xué)生在物理情景之中,較容易地理解物理概念、掌握物理規(guī)律。如何在物理教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生創(chuàng)設(shè)、體驗(yàn)、尋找、再現(xiàn)物理情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和求知欲,是物理教師長(zhǎng)期探索和研究的一項(xiàng)課題。下面就自己多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐,淺談一些自己的認(rèn)識(shí)、做法和體會(huì)。
一、利用物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情景
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),一個(gè)成功的物理實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)完整的物理情景。讓學(xué)生親眼看一些物理現(xiàn)象、親手做一些物理實(shí)驗(yàn),然后與理論的學(xué)習(xí)相互對(duì)照、驗(yàn)證,可以加深對(duì)物理概念、定律的理解,掌握更為科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。重視物理實(shí)驗(yàn),是加強(qiáng)物理情景教學(xué)的重要途徑之一。因此,不但要將課標(biāo)、大綱要求的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)開(kāi)足開(kāi)全,而且還應(yīng)設(shè)法將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探索性實(shí)驗(yàn)以及增加新的演示實(shí)驗(yàn)。
對(duì)于教學(xué)中一些難以理解或難以描述的物理情景,通過(guò)實(shí)驗(yàn)情景可以讓學(xué)生一目了然。例如通過(guò)對(duì)微小形變的觀察,不但可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到彈力是物體發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的,同時(shí)也能使他們體會(huì)到“任何堅(jiān)硬的物體受力時(shí)都能發(fā)生形變”這一物理現(xiàn)象的普遍性。在講解按照實(shí)際作用效果來(lái)分解力時(shí),可以做下面的實(shí)驗(yàn):取一根細(xì)繩,在它的一端掛上重物,將繩子的另一端套在中指上,然后用鉛筆的末端支起繩子,將鉛筆的尖端頂住掌心。這樣,可以直觀地感受到手指受的是拉力,手掌受到的是壓力。這種通過(guò)顯而易見(jiàn)的效果來(lái)體現(xiàn)物理作用的實(shí)驗(yàn)方法,是認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的普遍方法。
另外,對(duì)于學(xué)生不熟悉的問(wèn)題,也可以通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情景,讓學(xué)生親手實(shí)踐解決。例如,探究?jī)蓚€(gè)相互垂直的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡類型時(shí),倘若采用課本上的蠟塊實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題,并不直觀,大多數(shù)學(xué)生只能憑猜測(cè)得出結(jié)果,不能真正地解決這個(gè)問(wèn)題。這時(shí),教師如果讓同學(xué)取出直尺、三角板(直角)、白紙、鉛筆,將白紙和直尺固定,使三角板的直角邊沿直尺勻速滑動(dòng),同時(shí)使鉛筆沿三角板的另一直角邊也保持勻速滑動(dòng),這樣鉛筆畫(huà)出的軌跡就是兩個(gè)相互垂直的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡類型。當(dāng)然,利用這種方法還可得出成任意夾角的兩個(gè)任意分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡類型。這樣,通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),既解決了問(wèn)題,還增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,提高了學(xué)習(xí)的積極性。
二、通過(guò)掛圖、課本插圖和教學(xué)簡(jiǎn)筆畫(huà)等圖像創(chuàng)設(shè)物理情景
物理情景還可以通過(guò)掛圖、課本插圖和教學(xué)簡(jiǎn)筆畫(huà)等圖像來(lái)創(chuàng)設(shè)。解決物理問(wèn)題時(shí)通過(guò)形象思維,運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)、表象、意象等,使學(xué)生能迅速、準(zhǔn)確地在腦海中形成物理圖景。
掛圖和課本插圖中有原理示意圖,如力的合成圖示,繩波的形成等;有情景示意圖,如水波的干涉圖樣、運(yùn)載火箭升空、布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象、失重等。這些掛圖和插圖集趣味性、科學(xué)性、形象性于一體,所描述的物理現(xiàn)象和原理對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)烈的吸引力,學(xué)生認(rèn)真看后,結(jié)合自己在這方面生活上的經(jīng)驗(yàn)積累,會(huì)產(chǎn)生聯(lián)想與遐想,從而形成認(rèn)識(shí)問(wèn)題和解決問(wèn)題所需的物理圖景或物理模型,以后遇到類似問(wèn)題,就會(huì)觸景生情,誘發(fā)解題思路,順利實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的過(guò)渡。值得注意的是,掛圖和課本插圖中的原理圖是從實(shí)物結(jié)構(gòu)中抽象出來(lái)的,在教學(xué)中往往習(xí)慣于脫離具體物體而作純知識(shí)的解釋,造成教課時(shí)教師和學(xué)生無(wú)法產(chǎn)生互動(dòng),不利于學(xué)生理解。正確講法應(yīng)當(dāng)是首先讓學(xué)生根據(jù)原理圖還原成實(shí)物圖,明確實(shí)際情形后再講物理原理。例如,講日光燈電路的原理時(shí),最好先讓學(xué)生觀察日光燈的實(shí)際組成,然后用符號(hào)代替實(shí)物畫(huà)出簡(jiǎn)明電路圖,使學(xué)生一看到原理圖就能跟實(shí)物對(duì)上號(hào),在大腦中反映出的是日光燈實(shí)際接線的具體情景,在此基礎(chǔ)上再講日光燈電路的應(yīng)用。這樣才能加強(qiáng)思維訓(xùn)練,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力有實(shí)際的意義。
教學(xué)簡(jiǎn)筆畫(huà)是另一種情景圖示,它以生動(dòng)、直觀、形象、簡(jiǎn)縮、夸張的形式將抽象的物理概念或規(guī)律表現(xiàn)出來(lái),能夠幫助學(xué)生在大腦中迅速地建立起相關(guān)的物理情景。教學(xué)中使用簡(jiǎn)筆畫(huà),不但易于學(xué)生理解,而且還能加深印象。在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。
三、應(yīng)用物理圖示創(chuàng)設(shè)物理情景
美國(guó)數(shù)學(xué)家蒂恩說(shuō):“如果一個(gè)特定的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖形,那么,思想就整體地把握了問(wèn)題,并能創(chuàng)造性地思索問(wèn)題的解法。”在物理教學(xué)中,圖形用于創(chuàng)設(shè)物理情景,具有相同的作用。
例:一個(gè)質(zhì)量為m=2.5千克的物體放在光滑水平面上靜止,某時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)作用水平力F,F(xiàn)隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖1 a所示,求物體在10s末的位移和速度:
分析:此題給出的物理情景是:物體受力先做加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到某一最大速度vm,再做減速運(yùn)動(dòng),因?yàn)閮蓚€(gè)過(guò)程加速度的絕對(duì)值相等,加速和減速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則在t=4s時(shí)物體的速度與t=0時(shí)速度一樣,是v=0,以后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程的物理圖示如圖1b所示。進(jìn)一步還可以用速度圖像描述它的運(yùn)動(dòng)情況,如圖1c所示。
經(jīng)常應(yīng)用的物理圖示有示意圖、軌跡圖和矢量圖等。例如:做受力分析時(shí),需要用到力的示意圖;物理中研究關(guān)于矢量的問(wèn)題,如力、位移、速度、加速度等時(shí),經(jīng)常會(huì)用到矢量圖。要研究一個(gè)變化的運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí),可以用物理軌跡圖來(lái)描述物理過(guò)程,在圖上表示運(yùn)動(dòng)變化之處標(biāo)上反映該處物理狀態(tài)的物理量如位移、速度、加速度等。
四、運(yùn)用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)物理情景
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是現(xiàn)代多媒體技術(shù)的核心,它將圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻影像等多種形式有機(jī)地融為一體,實(shí)現(xiàn)了有聲可視。它的物理模擬和可重復(fù)性,使創(chuàng)設(shè)的物理情景更加豐富多彩,使物理教學(xué)更加形象化。以生動(dòng)形象的視聽(tīng)效果,模擬再現(xiàn)一些物理現(xiàn)象、物理過(guò)程,將瞬息即逝的短暫過(guò)程或現(xiàn)象無(wú)限地延緩、拉長(zhǎng)、重現(xiàn),做到動(dòng)中有靜、靜中有動(dòng),不但物理情景非常鮮明形象,而且可以拓寬感受的時(shí)空領(lǐng)域。例如尋找火車轉(zhuǎn)彎所需向心力的來(lái)源時(shí),可以將帶有聲音、動(dòng)態(tài)圖像的火車轉(zhuǎn)彎情景讓學(xué)生認(rèn)真觀看,引導(dǎo)學(xué)生觀察:火車的輪緣有何特點(diǎn),轉(zhuǎn)彎處的軌道有何特點(diǎn)。然后將輪緣的形狀及轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌高度的偏差依次清晰地展現(xiàn)出來(lái)。這樣,火車轉(zhuǎn)彎的物理情景就清楚了,向心力的來(lái)源也就很容易地找到了。除此以外,物理中的追及、小船過(guò)河問(wèn)題都可以適當(dāng)?shù)乩枚嗝襟w設(shè)備輔助教學(xué)。
總之,情景教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分,通過(guò)以上幾種手段創(chuàng)設(shè)的物理情景,清晰地展現(xiàn)物理過(guò)程,可以很好地降低物理的理解難度,有利于發(fā)展學(xué)生的思維,使學(xué)生逐步掌握學(xué)習(xí)物理的方法。教師在備課過(guò)程中,就所教授的內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富、生動(dòng)的物理情景,能更有效地幫助學(xué)生學(xué)好物理。