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        淺談高中物理學(xué)科思想方法教育的途徑

        2016-08-18 23:51:49黃劍
        關(guān)鍵詞:滲透途徑

        黃劍

        【內(nèi)容摘要】物理思想方法的教育則是培養(yǎng)素養(yǎng)的重要組成部分,本文通過圖象法的教學(xué),說明物理思想方法的教育的途徑——循序漸進(jìn),逐步滲透。

        【關(guān)鍵詞】思想方法教育 途徑 滲透

        高中物理的思想方法是高中物理學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。教學(xué)大綱明確指出“使學(xué)生受到科學(xué)方法的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)思維能力,分析問題和解決問題的能力”,“加強(qiáng)能力的培養(yǎng),是物理教學(xué)的重要任務(wù)。要破除單純傳授知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)觀念。同時(shí),要注意防止把方法和能力當(dāng)做一種新的知識(shí)向?qū)W生灌輸,這種做法并不能真正提高能力”既然,物理思想方法這么重要,那么如何進(jìn)行物理思想方法的教育呢?

        以下以圖像法為例說明在高中物理教學(xué)中如何滲透方法教育。

        一、“讀一讀”研讀教材,“告知”學(xué)生圖象是研究物理問題的常見的方法

        在“必修一”《用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》一節(jié)中,教材明確說明“許多變化過程,如氣溫的變化,物價(jià)的跌漲、傳染病發(fā)病人數(shù)的增減……,可以用圖象表示,目的是更加直觀地反映變化的規(guī)律。圖象是表示變化規(guī)律的好方法”。說明圖象是研究一個(gè)物理量隨著另一個(gè)物理量變化規(guī)律的方法。

        教材以速度—時(shí)間圖象說明圖象的意義是反映物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,在坐標(biāo)系中描點(diǎn),再用光滑的曲線來“擬合”坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)。其目的是讓學(xué)生初步建立圖象法是研究物理量變化的方式。

        二、“想一想”簡(jiǎn)單拓展,以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象說明加速度的含義

        教材并沒有給出斜率的概念,更沒有指出曲線“切線的斜率”的概念,而是,從加速度的定義入手,結(jié)合勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象,指出在計(jì)時(shí)的起點(diǎn)與終點(diǎn)內(nèi)直線上的兩點(diǎn)為斜邊構(gòu)造直角三角形,其中水平邊長(zhǎng)代表時(shí)間的間隔△t,豎直邊長(zhǎng)代表速度的變化量△v,從曲線的傾斜程度判斷加速度的大小,比值△v/△t就是加速度的數(shù)值,從簡(jiǎn)單的描點(diǎn)作圖到初步理解圖線的簡(jiǎn)單應(yīng)用——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象也可以反映加速度的大小。圖線的傾斜程度可能具有重要的物理意義。

        三、“做一做”動(dòng)手操作,體驗(yàn)如何用速度時(shí)間圖象反映物體的運(yùn)動(dòng)

        教材第二章第一節(jié)的教學(xué)起到承上啟下的作用,學(xué)生自己通過探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn),動(dòng)手打出紙帶,測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算不同時(shí)刻的速度(以平均速度代替瞬時(shí)速度),在作出速度時(shí)間圖象的過程中,需要自己選擇合適的坐標(biāo)標(biāo)度,描點(diǎn)作圖,用平滑曲線來“擬合”,這樣的體驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說是對(duì)前面所學(xué)的“用圖象反映物理量變化規(guī)律”的深化,也是一次很好的實(shí)踐性練習(xí),這種練習(xí)遠(yuǎn)比做幾道速度—時(shí)間圖象的試題對(duì)學(xué)生的影響大的多。

        四、“說一說”拓展深化,將勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究方法向非勻變速直線運(yùn)動(dòng)遷移

        小車速度隨時(shí)間變化的圖象開始時(shí)可以看成是一段直線隨著速度的增大,圖象變成開口向下的曲線,此時(shí),教材中以“說一說”的形式,讓大家交流討論,“速度怎樣變化?均勻增大?相等時(shí)間內(nèi),速度的變化量如何變化?”進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從曲線的傾斜程度來分析物體運(yùn)動(dòng)的加速度。學(xué)生初步知道通過比較相等時(shí)間間隔內(nèi)的速度變化量來比較加速度的變化。

        五、“議一議”,變換思維,利用速度時(shí)間圖象研究直線運(yùn)動(dòng)的位移

        教材充分利用“探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的紙帶,讓學(xué)生思考與討論“如何利用計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度估測(cè)小車運(yùn)動(dòng)的位移”,通過取較小的時(shí)間間隔,計(jì)算各時(shí)間間隔內(nèi)的位移,各段位移的總和就近似認(rèn)為是小車運(yùn)動(dòng)的位移。在此基礎(chǔ)上,研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移。通過由粗略到比較精確再到非常精確的循序漸進(jìn)的研究方式,得到“如果把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分得非常非常細(xì),很多很多小矩形的面積之和就能非常精確的代表物體的位移”,圖象與橫軸所圍的“面積”代表“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移”進(jìn)一步拓展了速度—時(shí)間圖象的外延。

        六、“用一用”,拓展思維利用圖象研究物體的加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系

        如果說,物體的速度—時(shí)間圖象的引入、理解、深化是為了更好的說明圖象在研究物體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。那么,在探究物體的加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,則需要利用測(cè)量的數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)小車的外力保持不變時(shí),改變小車的質(zhì)量,測(cè)出不同質(zhì)量時(shí)小車的加速度,以加速度為縱坐標(biāo)軸,以質(zhì)量為橫坐標(biāo)軸,則得到的是一條曲線,不易直觀的發(fā)現(xiàn)小車的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系,這時(shí),嘗試以加速度為縱坐標(biāo)軸,質(zhì)量的倒數(shù)為橫坐標(biāo),得到一根過原點(diǎn)的直線,說明在利用圖象研究物理量之間的關(guān)系時(shí),需要選擇合適的橫坐標(biāo)(縱坐標(biāo))。

        結(jié)束語(yǔ)

        對(duì)學(xué)生的物理思想方法的教育需要循序漸進(jìn)的進(jìn)行滲透,通過形成物理觀念、開展思維活動(dòng)、動(dòng)手科學(xué)研究、具備科學(xué)態(tài)度等一系列的環(huán)節(jié),讓知識(shí)內(nèi)化為能力,讓能力提升到素養(yǎng),切忌拔苗助長(zhǎng)一蹴而就。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1] 宋鵬.《論高中物理的思想方法與物理哲學(xué)》,人教網(wǎng),2010.3.19.

        [2]《全日制高中物理教學(xué)大綱》,人民教育出版社,2012年10月(第2版).

        [3]《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書必修1、2》,人民教育出版社,2010 年3月第3版.

        【本文系江蘇省中小學(xué)教研課題(2013 年第10期)“普通高中青年物理教師專業(yè)發(fā)展共同體建設(shè)的實(shí)踐研究”階段性成果之一,課題編號(hào):2013JK10-L154?!?/p>

        (作者單位:江蘇省東臺(tái)市安豐中學(xué)教科室)

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