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摘?要:本文通過對初中物理教材中一些有價值的探究點(即學生的思維障礙點),進行二次挖掘,從中篩選出符合學生認知規(guī)律、能促進學生發(fā)展的部分,作為重要的學習資源,師生共同研究學習,以達到突破學生的思維障礙,提升學生的學科思維能力的目的.
關(guān)鍵詞:微探究;思維障礙;思維能力
文章編號:1008-4134(2019)18-0041中圖分類號:G633.7文獻標識碼:B
微探究的“微”除了“細微”之意,還含有“精深”“精妙”之意,微探究從“精”“深”“妙”處入手,能精準抓住學生的思維障礙點,對突破學生的思維障礙點有重要的意義.通過一年的研究,篩選微探究內(nèi)容、進行精細化設(shè)計、課堂實踐檢驗、反思提升修改完善等,微探究已經(jīng)成為突破學生思維障礙點的一種重要方式,有效促進了學生思維能力的科學發(fā)展,下面結(jié)合具體的案例和大家分享.
1?單位換算微探究,突破學生思維障礙
單位換算一直是教學中學生的思維障礙點,例如在2018~2019年期末水平檢測中,全區(qū)單位換算題的得分率只有50%.初次接觸長度單位換算時,教師引領(lǐng)學生進行微探究,發(fā)現(xiàn)單位之間的進制規(guī)律,后面學習所有單位時可以采取類比遷移的方式, 做到一通百通,突破學生的思維障礙.對于有些復合單位,如速度單位的換算,針對學生因為死記硬背,常常將它們之間的換算關(guān)系混淆的現(xiàn)象,更要設(shè)計微探究,讓學生對其換算關(guān)系實際進行推導,讓他們真正理解“乘或除3.6”的原因來突破思維障礙.
2?情境創(chuàng)設(shè)微探究,突破學生思維障礙
課堂設(shè)計的問題只有在一定的情境中才能激發(fā)學生的求知欲,才能提高學生的問題解決能力,進一步突破學生的思維障礙點.
例如龜兔賽跑情境設(shè)計:兩個同學分別扮演烏龜和兔子,呈現(xiàn)比賽的整個過程.提出問題:(1)烏龜和兔子誰獲勝了?為什么?(2)烏龜和兔子誰的平均速度大?(3)在整個比賽過程中,烏龜?shù)乃俣纫恢笨靻???)龜兔賽跑的寓言故事真實可信嗎? 學生在不知不覺中理解了平均速度的含義.
再如誤差情境設(shè)計.學生先動手完成實驗:用刻度尺測量物理課本的長度,學生再展示測量結(jié)果,若未估讀則引導學生加以改正,并對自己的測量結(jié)果進行修改,教師繼續(xù)板書其他不同的數(shù)據(jù),引導學生發(fā)現(xiàn)結(jié)果不同之處,問:哪個結(jié)果正確?(都對)明明有區(qū)別?(有誤差)學生閱讀課本9~10頁“誤差” 回答下列問題:什么是誤差? 誤差與錯誤的區(qū)別?減小誤差的方法?學生實際計算平均值,是在真實的測量情境中真正理解了誤差的含義.
3?實驗微探究,突破學生思維障礙
實驗是學生學習物理的最好方式,它通過最簡潔的思維活動形成概念、建立規(guī)律,實驗直觀形象,也是激發(fā)學生學習興趣最有效的方法,它是學生最喜歡的突破思維障礙的方式.
在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,一般的思維方式是先探究物距滿足什么條件時,分別形成倒立、縮小的實像,倒立、放大的實像和正立、放大的虛像,通過數(shù)據(jù)的不完全歸納得出物距滿足的條件 ,然后再探究三個成像區(qū)間的兩個分界點u=2f和u=f時分別成什么像.這種教學方式需要采集大量的數(shù)據(jù),然后通過分析數(shù)據(jù)、不完全歸納得出結(jié)論,比較費時費力,
現(xiàn)在采用逆向思維的方式進行設(shè)計,將以往給定數(shù)值進行不完全歸納性探究,變?yōu)橹苯俞槍Τ上穹纸琰c的精確探究,有效幫助學生理解規(guī)律,具體操作如下.
一探:將凸透鏡固定在50cm處,發(fā)光體F置于零刻度處,移動光屏得到清晰的像,觀察并記錄像的性質(zhì)和像距.說出像的性質(zhì)和像距.讓發(fā)光體F靠近凸透鏡,過程中分三次停下來,移動光屏找到清晰的像,觀察并記錄像和像距的變化.
二探:在由縮小的像變?yōu)榉糯蟮南竦倪^程中,一定有一個位置成等大的像,找到并記錄物距和像距.找到剛開始不能成像的位置,記錄物距.
三探:觀察通過凸透鏡成的手指的像,是正立放大的.它的物距在什么范圍呢?
4?科學方法微探究,突破學生思維障礙
科學方法是物理教學的重要內(nèi)容,也是培養(yǎng)學生能力的重要途徑,科學方法作為物理認識活動的中介,是連接物理現(xiàn)象和物理知識的重要紐帶,重視科學方法有助于提高學生的科學素養(yǎng).物理教材中蘊含著豐富的科學方法,舉例如下.
控制變量法:初中許多重要實驗利用了此種方法.例如研究滑動摩擦力的有關(guān)因素,設(shè)計系列問題運用控制變量的方法設(shè)計實驗.
轉(zhuǎn)換法:音叉的振動很微弱,用肉眼幾乎觀察不到,我們用乒乓球?qū)F(xiàn)象放大.
理想實驗法:實驗時雖然聽到的鈴聲逐漸變小,但始終都能聽到鈴聲.請學生分析原因.
理想模型法:怎樣表示光的傳播?用一根帶有箭頭的直線表示光的傳播軌跡和方向.
等效替代法:某同學在做“研究平面鏡成像特點”實驗時,將一塊平板玻璃豎直架在放有一薄直尺的水平桌面上,再取兩段蠟燭用以尋找像的位置.當蠟燭B與蠟燭A的像完全重合時,便找到了像的位置.
反證法:如真空罩實驗:用抽氣機將空氣抽出,傾聽聲音的變化,驗證聲音的傳播需要介質(zhì).再如光的反射實驗:探究反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)的特點時,將一塊硬紙板向后偏折,無法找到反射光線.
類比法:如學習功率概念時類比速度概念,包括物理意義、定義、公式、單位等;再如學習電壓時類比水壓,電路、電流、電源、開關(guān)、用電器都可以找到對應(yīng)的類比對象.
“相對論”.如用受熱膨脹的尺子測量物體(不受溫度影響)長度,結(jié)果會偏小,因為尺子膨脹后標準放大.同樣道理利用磨損的砝碼稱量質(zhì)量,標準變小了,所以結(jié)果會偏大.
5?學科(如數(shù)學)整合微探究,突破學生思維障礙
5.1?數(shù)推得當,重視物理意義
在物理學習中,如果脫離物理模型的適用條件或者忽視物理與數(shù)學的相互制約關(guān)系,只是進行純粹的數(shù)學推導,容易導致思維障礙.例如,對于密度公式ρ=m/V,從數(shù)學角度看,密度與質(zhì)量成正比,與體積成反比,但這與事實是不相符的,因為密度是物質(zhì)的一種特性,與質(zhì)量和體積無關(guān),類似的還有速度、電阻、比熱容和熱值公式等.對于這些有特殊物理意義的概念,要注重概念的獲得過程,并且要從物理上對學生的數(shù)推關(guān)系進行分析和消除,從而加深對物理概念的理解.
5.2?區(qū)分物理和數(shù)學的解題格式
數(shù)學強調(diào)數(shù)的運算,而物理強調(diào)量的意義,因此在計算題上兩個學科相差較大.在教學上,要采用比較的方法,抓住兩者的異同,強化計算題解題格式,見表1.
物理和數(shù)學計算題的最大區(qū)別是物理計算題必須有公式,中間必須有單位.物理結(jié)果用小數(shù)表示,更加強調(diào)了數(shù)值的物理意義.對于初學者,要不斷強化物理計算題的格式,把正確的解題格式逐漸納入學生的認知結(jié)構(gòu)中.
6?規(guī)律整合微探究,突破學生思維障礙
物理規(guī)律是物理學習的核心內(nèi)容之一,適當將物理規(guī)律進行整合,有助于學生建構(gòu)完整的知識體系.例如凸透鏡成像拓展物理規(guī)律整合微探究,可以幫助學生進一步理解記憶.二倍焦距和焦距分別是什么像的分界點?縮小和放大實像的分界點,實像和虛像的分界點.總結(jié)為:一分虛實,二分大小.實像和虛像有什么規(guī)律?倒立的像都是實像,正立的像都是虛像.總結(jié)為:倒實正虛.再看前三條規(guī)律隨著物距的變化,像距和像的大小有什么變化規(guī)律?隨著物距的減小,像距增大,像也增大.總結(jié)為:物近像遠大.又例如,從岸上看水中的景物,由于光的折射,在水中的折射角小于空氣中的入射角,像的位置比實際位置淺;而從水中看岸上的景物,由于同樣的原因,將比實際位置變高;而這兩種情況可以合二為一,那就是成像位置變高的虛像.
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