【摘 要】初中物理規(guī)律教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要組成部分,根據(jù)初中物理規(guī)律的探究過程及其特點,可將初中物理規(guī)律分成實驗規(guī)律、理想規(guī)律和理論規(guī)律等不同的類型,并采取相應(yīng)的教學(xué)策略。
【關(guān)鍵詞】初中物理 規(guī)律教學(xué) 策略研究
物理規(guī)律是指物質(zhì)在相互作用以及發(fā)展變化過程中本質(zhì)的聯(lián)系和必然的趨勢。初中物理規(guī)律包括定律、原理和定則等,是初中物理知識中最為重要的部分,是初中物理知識結(jié)構(gòu)體系的中樞。因此,規(guī)律教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要一環(huán),直接關(guān)系到初中物理教學(xué)的成敗。根據(jù)初中物理規(guī)律的特點,可將其分為實驗規(guī)律、理想規(guī)律和理論規(guī)律這三類。物理教師要根據(jù)規(guī)律的探究過程及其特點采取適當(dāng)?shù)姆椒?、策略進行教學(xué),這樣才能取得較好的教學(xué)效果。
一、實驗規(guī)律教學(xué)策略
物理學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。初中物理的大多數(shù)規(guī)律都是在觀察、實驗的基礎(chǔ)上,通過對現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的分析、歸納總結(jié)出來的,我們稱之為實驗規(guī)律。如阿基米德原理、歐姆定律等。根據(jù)實驗規(guī)律的不同特點可采取以下的教學(xué)策略:
(一)學(xué)生實驗探究法
《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出,課程內(nèi)容由科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩部分組成??茖W(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式。
“學(xué)生的聰明才智來自于他們的手指頭?!比缒茏寣W(xué)生親歷規(guī)律的探究過程,不僅能使學(xué)生加深對規(guī)律的理解,而且能夠深刻體驗科學(xué)探究的過程。教師應(yīng)積極創(chuàng)造條件開展學(xué)生探究實驗。例如在阿基米德原理的教學(xué)過程中,教師提出問題串,由學(xué)生逐次回答。(1)小木塊和輪船在水中哪個受到的浮力大?(2)哪個排開的水多?(3)物體所受浮力的大小可能與什么有關(guān)?然后教師分別將大小不同的木塊放入溢水杯中,讓學(xué)生觀察溢出水的多少。接著由學(xué)生分組討論如何設(shè)計實驗,在此過程中需要學(xué)生解決兩個問題:一是如何測量浮力?(如圖1乙、丙,稱重差法:F浮=G-F拉=F2-F3)二是如何測量排出水的重力?(如圖1甲、?。篏排=F4-F1)小組討論后進行全班交流,形成一致的實驗方案。接著由學(xué)生按圖示方法分組進行實驗,設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù),分析實驗數(shù)據(jù)歸納得出阿基米德原理,然后再由學(xué)生評估實驗過程中的得與失,最后教師再提出一個新的問題:如果把石塊換成木塊,實驗又該怎樣設(shè)計,留給學(xué)生課后思考,這樣又給教學(xué)留下了更為廣闊的空間,由課內(nèi)延伸到課外。
(二)邊教邊實驗法
邊教邊實驗法是指教師一邊講授,一邊指導(dǎo)學(xué)生做有關(guān)實驗進行教學(xué)的模式。邊教邊實驗的方法比較靈活,教師的講授,學(xué)生的操作、思考穿插進行、密切配合,可在實驗室,也可在教室進行。例如在探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)時,就可采取這種策略。教師首先講授摩擦力的相關(guān)概念,接著提出問題,引導(dǎo)學(xué)生猜想影響滑動摩擦力的相關(guān)因素,隨后引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法討論制定實驗方案。學(xué)生利用圖2甲、乙探究滑動摩擦力與壓力的關(guān)系,方案:保持接觸面粗糙程度不變,改變壓力。學(xué)生利用圖2甲、丙探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系,方案:保持壓力不變,改變接觸面粗糙程度。還可以繼續(xù)探究滑動摩擦力與接觸面積、運動速度的關(guān)系。邊教邊實驗法適用于一節(jié)課中有多個小實驗,需要一個一個地完成,逐個分析歸納的情況。
(三)演示實驗法
演示實驗法是指教師通過精心設(shè)計的演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生有目的地觀察,根據(jù)實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù),師生共同分析歸納總結(jié)出有關(guān)物理規(guī)律的模式。例如在探究焦耳定律的教學(xué)中,采取以下的程序進行(如圖3)。1.根據(jù)日常生活的經(jīng)驗,猜想電熱可能與電流、電阻、通電時間有關(guān)。2.研究方法:控制變量法,轉(zhuǎn)換法(將電熱的多少轉(zhuǎn)換為質(zhì)量相等的煤油升高的溫度)。3.通過演示實驗、搜集數(shù)據(jù)分析歸納出電熱與電流、電阻、通電時間的定性關(guān)系。這個實驗的關(guān)鍵是如何提高現(xiàn)象的可見度。我們可采用先進的多媒體教學(xué)設(shè)備,利用實物投影儀將溫度計的讀數(shù)顯示在屏幕上,讓學(xué)生都能看到溫度計示數(shù)的變化。演示實驗可由教師完成,也可師生合作完成,還可由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成。這是規(guī)律教學(xué)中常用的一種方法。
二、理想規(guī)律教學(xué)策略
有些規(guī)律雖然不能直接用實驗來驗證,但卻是在實驗的基礎(chǔ)上通過科學(xué)的推理、合理的想象而得出的,又能被大量的事實所推證,這樣的規(guī)律稱之為理想規(guī)律。如牛頓第一定律,功的原理等。
(一)做好基礎(chǔ)實驗是前提
理想規(guī)律不是空中樓閣,理想規(guī)律是在一定的物理事實的基礎(chǔ)上,通過科學(xué)的推理、合理的想象而總結(jié)概括出的規(guī)律,因此在教學(xué)中,首先要做好基礎(chǔ)實驗。例如在牛頓第一定律的教學(xué)中,首先做好“斜面小車實驗”(如圖4),讓小車從同一斜面、同一高度由靜止滑下,分別運動到毛巾、棉布、木板表面,比較小車運動的距離,得出結(jié)論:小車所受阻力越小,速度減小得越慢,運動的距離越遠。做好基礎(chǔ)實驗是順利地進行理想規(guī)律教學(xué)的前提。
(二)科學(xué)推理、合理想象是關(guān)鍵
愛因斯坦說:“想象力遠比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上的一切并推動著進步。想象才是知識進化的源泉?!痹谏鲜觥靶泵嫘≤噷嶒灐钡幕A(chǔ)上,教師要引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地推理:如果小車運動到冰面上,阻力更小,小車運動的距離將會怎樣?如果小車下面有一層氣墊,阻力比冰面還小呢?再引導(dǎo)學(xué)生合理地想象,如果阻力小到零,小車的速度還減慢嗎?小車運動的距離將是多遠?小車將做什么運動呢?通過這一系列的追問引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地推理、合理地想象,進而再總結(jié)出牛頓第一定律。
三、理論規(guī)律的教學(xué)策略
有些規(guī)律是以已知的事實或規(guī)律為依據(jù),通過邏輯推理而得出的,我們稱之為理論規(guī)律,如液體壓強公式、斜面公式等。
(一)復(fù)習(xí)舊知是基礎(chǔ)
理論規(guī)律是由已知的物理知識經(jīng)過推導(dǎo)而得出新的規(guī)律,因此在理論規(guī)律的教學(xué)中首先要復(fù)習(xí)好相關(guān)的知識。如在液體壓強公式的教學(xué)中,首先要帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)壓力的概念,壓強的定義、定義式,液體壓強產(chǎn)生的原因等知識。因為這些知識如果不掌握,后面的推理就成了無水之源,無本之木。
(二)邏輯推理是關(guān)鍵
在復(fù)習(xí)了相關(guān)知識的基礎(chǔ)上,再采用邏輯推理法進行推導(dǎo)。如液體壓強公式可推導(dǎo)如下:在液體中取底面積為S,深度為h的液柱(如圖5),其體積:V=Sh,質(zhì)量:m=ρV=ρSh,重力:G=mg=ρVg=ρShg,則液體對底部的壓強:P=F/S=G/S=ρShg/S=ρhg,即可得出液體壓強公式:P=ρgh。這種邏輯推理的方法也稱為“理論探究法”。
以上是初中物理規(guī)律教學(xué)常用的策略。教學(xué)有法,但無定法,貴在得法,教學(xué)是一門創(chuàng)造性極強的藝術(shù),我們還需不斷地創(chuàng)新,探索更好的教學(xué)方法,不斷提高初中物理規(guī)律的教學(xué)水平。
(作者單位:江蘇省儀征市實驗中學(xué))