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中圖分類號:G633.7 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)31-0076-02
一、初中物理概念教學的重要意義
物理概念是非常重要的,如果概念弄不明白,是無論如何都無法正確理解題目的。而且,如果理論掌握不好,或者是掌握得不全面,是很難解決綜合性題目的。
1.初中物理基礎概念的教學為學生掌握初中物理基礎知識的關鍵。每當進行一門學科的教學時,必須使得學生深入了解并掌握相關學科的基本框架結構[1],此結構亦為相關學科的基本概念和規律。并以此加深學生對所需了解事物之間的相互關聯的理解,可有助于知識的縱向遷移,進一步變成系統的學科前景。老師必須采用多種教學方法與手段,以輔助學生將所學新的物理學概念融進其本有的正確的概念網絡中去,重構其新的知識體系與認知框架。
2.初中物理學概念教學主旨是為塑造學生思維能力。初中物理的概念并不是為了讓學生們把它記住,而是對學生思維的一種鍛煉。就像數學是來鍛煉一個人的思維邏輯的,語文是用來鍛煉一個人語言水平的。物理所要鍛煉的是塑造學生的思維能力,而這種能力是其他科目所不能夠涵蓋的。為什么這么說?因為物理概念都是來源于生活中的事物,并不抽象,很容易讓學生把生活和物理結合起來[2]。
3.初中物理學概念教學是可對學生進行科學訓練的主要手段之一。初中物理學概念教學對學生進行科學研究方法的訓練與培養提供了理論根據。在初中物理學概念教學中,掌握運用物理學概念與物理學研究方法之間存在的內在聯系,就能促進學生深入理解物理學概念,并逐漸熟練與掌握物理學的研究方法,達到提升學生自主學習的能力[3]。
二、初中物理學概念教學的基礎模式
初中物理學教學階段為一項包括多層次、多因素相互作用的較為復雜的過程,教學模式與教學思想、教學目的、教學內容、教學對象并教學手段等密切相關,初中物理學教學模式按照不同分類就有許多種,就概念教學模式而言主要有:傳遞-接受教學模式、自學-指導教學模式、練習-鞏固教學模式、實驗—歸納教學模式等[4]。
三、初中物理學教學模中探索式的實驗教學模式的作用[4]
1.探索性實驗教學模式可激發學生對物理學學習的興趣。探索性物理學實驗模型一般從問題與矛盾入手并對學生的已有認知產生強烈沖突,并以此激發學生學習物理的內動力。在教學中應該客觀考慮到學生的實際能力,立志堅持與自主啟發性相互聯合的原則,通過循序漸進的方式使得每一位愛好學習物理學的學生都可能達到成功掌握的目的。從中可顯著發覺學生對物理學習抱有濃厚興趣,這對學生的學習習慣也大有裨益。更重要的為將改善初中學生的思維習慣和學習心向,并能使學生更加理性地投入物理學習,達到學生不斷進取、努力追求的自我完善的升華高階段。
2.探索性實驗可開發學生的智慧潛力與學習能力。物理教學中進行“探索式教學”非常重視學生參與教學活動,通過參與并揭示物理學概念的形成過程、結論的推導過程及方法的思考過程,也可揭示問題的發現過程和規律的探究過程[5]。唯有如此才可充分啟發學生于此物理學教學過程中所起的主體作用,也可使學生的學習變得活潑和生動。這不但可使學生牢靠把握物理知識,并對初中學生智力的開發、學習能力的發展和素質教育的提高都是大有裨益[6]。初中學生通過對物理學概念與物理學規律的形成過程的探求,亦能塑造學生勇于探索的精神和創新的意識并提高學生發現物理學問題的能力。
四、初中物理教學模式的操作程序概括為以下幾個要點
物理教學的模式是非常簡單的,但是又非常有邏輯的。物理教學不同于數學和語文等其他學科,這是由物理的特點決定的。我們不可否認物理是非常博大的,因為它涵蓋了我們生活的全面,而且還超越了我們的生活。物理教學模式主要是通過對學生進行概念的講解,進行概念的消化,到最后對概念的理解和在題目中的應用。對于概念教學,切記不能夠死記硬背,更不能夠強迫學生去記憶這些知識和概念。對于一些我們沒有接觸過的知識,我們要讓學生去學習自己推理,因為一個概念一旦學生自己能夠推理出來,那么他們就真正掌握了這個概念。而且即使是長時間不適用這個概念,當用到的時候,學生們也會用最原始的方法把答案推導出來。很多學生,尤其是物理學得好的學生。他們并不把每一個物理概念都牢記于心,而是將推導方法熟記于心。他們用最原始的方法,迅速推導出一些新的公式和概念。這種學習方式是非常可取的,對于很多學生都是非常適應的。所以在平時教學過程中,我們一定要將每一個公式推導給學生看,然后給他們機會去自己推導。只有把知識消化成為自己的知識,才能夠運用自如,才能算得上是自己的知識[7]。
參考文獻:
[1]黃倫松.初中物理概念教學的基本模式探究[J].中國校外教育,2007,(10).
[2]葉瀾.學校教育研究方法[M].北京:教育科學出版社,2003.
[3]李澤軍.物理概念與物理概念教學研究[M].湖南師范大學,2004.
[[4]吳波.基礎物理中的物理概念教學研究[M].江西師范大學,2003.
[5]劉炳升.物理8年級上冊[M].江蘇科學技術出版社,2004.
一、初中物理教育中基本理念的理解。
1、強調學生的主體地位,應著眼于學生的發展。要求在掌握知識的過程中全面培養學生的能力,強調促進學生的發展,發展智力,促進心智和情感領域全面協調發展。要重視學生的體驗,引導式的開展教學,讓學生參與知識地形成過程,主動獲取知識,只有教師的主導作用和學生的主體作用得到和諧統一,形成教與學的和諧互動,才能使教育的功能得到最大限度的發揮。
2、強調教學平等和教學民主,注重人的個性和創造性才能、創造思維的發展。在課堂教學中,教師必須牢記自己與學生的地位是平等的,與學生的活動是交互的,要讓每位學生都可以自由平等的做他們應該做的事情;要正確認識他們所犯的錯誤,允許他們爭論,要給予鼓勵和贊揚,要精心保護學生的創造性靈感,這是培養創新人才的重要環節。
3、討論、合作、交流等多樣的活動課堂
學生學習新知識的方法和方式是多種多樣的,除了閱讀教材、聽教師講課、做練習之外,也可通過討論、講故事、做游戲、演示、表演等活動;可深入合作調查研究,分析解決實際問題;也可動手設計、制作和做實驗,還可以通過觀察、探索、歸納等。另外,討論、合作是學習小組成員完成學習任務的手段,而交流則促進學生智慧(成果)共享。課堂上的討論、交流、合作首先有利于學生培養自主,自信和學習的主動性,許多平時內向、不善言辭的同學也會活躍起來勇于發表個人見解,學生個性得到張揚;其次,有利于創造自由、輕松、愉悅的學習環境,促進學生思維的伸展,這也是愉快學習的一種形式。
物理學習是現實的,動手實踐、自主探索是物理學習的重要形式,在新課程中,每個知識點基本貫穿在一個現實情境中,注意突出知識的實際背景和知識探究過程,貼近學生生活經驗和興趣愛好,立足社會需求。力求學習內容生活化以及學習過程經歷化,根本目的是提高學生的物理素養,特別是學生的創新意識和創新能力。
4、應面向全體學生,提高全體學生的科學文化素質。物理課程培養的目標是“提高全體學生的科學素質”。教師應精心設計教學,尊重個性差異,使不同層次的學生個體受到照顧,讓學生的自主性、能動性、創造性得到充分發揮,讓所有學生都能樹立起學習物理的自信心、全身心地投入學習,在一個良好的教育學習氛圍重視學生的物理學習水平得到共同提高。
二、新課改后,物理教師更應該關注什么。
1、注重密切聯系實際生活,激趣,課堂活潑有序。讓學生在熟知的生活情境中,運用他們已有的生活經驗和知識經驗,正確對待認識本節課的新知,充分體會到物理與生活的緊密聯系,學生在學習時就更主動,更積極,因而就愛學、愿學,與教師的關系更加地親密。教師努力創設課堂情境,激發學生的學習情趣,讓學生主動參與,甚至可以議論紛紛。教師要巧妙地給學生創設一個合適的情境,通過分組討論、交流,最終找出其規律,進一步體驗學習物理的樂趣。感受到學習物理,有其規律,又有其樂趣,更能夠為我們的學習解決一些實際的問題,為我們的生活服務。教師方式多樣、靈活地組織,使課堂上人人參與、個個活躍,每一個學生都有參與的機會,都有參與的愿望,使每一個學生在參與的過程中體驗學習的快樂,獲得心智的發展。
2、尊重學生認知規律,多關注學困生。
傳統的接受式學習是以學科本身和教師為中心,教師關注的事學科本身,不能容忍學生對學科知識敘述上出現錯誤,理解上出現偏差,但是,實際上,教師和學生對科學概念和規律的本意的理解方面,往往存在著很大差異。在教學活動中,還應該考慮到學生的個體的差異,比如在進行分組實驗、合作交流等活動時,要根據學生的整體情況合理搭配,以便目標的達成。教育不能滿足于對概念和規律進行簡單的陳述,或者教師將自己的理解強加給學生,而是需要學生與文本、學生與教師以及學生與學生之間進行溝通,并形成共識。教師更應該關注學生是怎樣理解科學知識的,他們在認識上有什么困難,怎樣幫助學生在自己的頭腦里真正建構起科學知識。例如:一次公開課上,我選擇的內容是《平面鏡成像》,在學生做出了相關的猜想后,我讓學生以小組為單位設計實驗,在學生設計的實驗中沒有一個是選擇平板玻璃的,這時我就直接告訴學生用平板玻璃,學生是照我的意思完成了實驗,可為什么要用平板玻璃代替平面鏡他們依然沒能理解,當然遇到相關類型的題目會做的也很少,也就是說在這點上我沒有關注到學生的困難,直接說了結論,讓他們做就是了。后來我看了別的教師的課,發現教師上在每小組內都分別準備了平板玻璃和平面鏡,學生用平面鏡后不能找到像的位置自己就會選擇平板玻璃,自己發現的問題自己想法解決的效果當然比我那樣處理要好得多。
3、應該關注學生的學習過程。
關鍵詞 不同版本 速度 認知發展 初高中銜接 教學策略
一、三種版本教材“速度”描述的比較
1.三種版本教材“速度”的描述
(1)人教版教材[1]中速度描述
人教版教材使用比值定義法定義速度,給出速度計算公式和速度的物理意義,沒有將速度的定義限定于直線運動。
(2)蘇科版教材[2]中速度描述
蘇科版教材給出了速度的物理意義和計算公式,沒有使用比值定義法定義速度,也沒有將速度的定義限定于直線運動。
(3)上教版教材[3]中速度的概念出現在“勻速直線運動”中
上教版教材給出速度計算公式和速度的物理意義,將速度的定義限定于直線運動。比值定義法的思想體現不明顯。
2.三種版本教材“速度”的描述差異
比較上述三種教材,它們的主要差異有兩點:
(1)是否使用比值定義法定義速度;
(2)是否將速度的定義限定于直線運動。
同一個概念,不同版本教材描述為什么會出現上述兩點差別呢?這是由速度這個概念的特殊性所決定的。速度是學生惟一歷經初中、高中和大學三個學段學習的一個“特殊”概念,隨著學習的深入,學生對它的認識逐漸加深和提高。初中“速度”作為一個過渡性概念,不同版本教材編者對它的理解與認識的不同,導致描述方式出現差異。
二、從高中“速度”看初中“速度”
1.高中對速度的認識
在高中,與速度直接相關的物理量有四個:平均速度、瞬時速度、平均速率和瞬時速率。它們的定義如表1所示。
學生進入高中學習時,在直線運動中,用位移定義速度,認識其矢量性,形成平均速度的認識。再用極限或微分的數學方法將平均速度發展成瞬時速度。
2.對初中“速度”的認識
(1)初中“速度”的內涵
初中“速度”是一個過渡性概念,它將發展成高中的平均速度。從初中到高中,學生對速度概念認知的發展過程如圖4所示。
學生在初中“速度”的認識基礎上,融入矢量性的知識后,用位移定義速度,將初中速度發展成高中的平均速度。所以,表1中高中的四個“速度”中與初中速度直接對接的是平均速度,即初中速度是高中平均速度的“前身”。
因此,初中速度應該是高中平均速度中除矢量性外的其他內容,即初中速度就是高中平均速度的大小。
(2)將初中“速度”的定義限定于直線運動
需要注意的是,在表1中,質點的路程s與經過這一段路程所用時間 t 的比值,即vs=,定義的是平均速率。當質點沿曲線運動時,位移大小小于路程,其平均速率大于平均速度的大小,這時平均速率不等于平均速度的大小,它們的意義和結果都是不同的。
在初中,如果不限定于直線運動,直接用“路程與時間的比值”來定義速度,這種定義方式定義的是平均速率,而不是平均速度的大小。如果再將這一定義應用在曲線運動中,雖然教學時不向學生提及平均速率的概念,但這時在學生的潛意識中,他們對速度的定義所形成的是高中平均速率的認識,他們會在無意識中將初中速度定位成高中的平均速率,后續學習中將自然地將其發展成平均速率。這樣的發展軌跡偏離初中速度的發展方向。而將初中速度的定義及應用都限定在直線運動中,就可避免學生對初中速度的認識產生上述偏差。
雖然初中教學中我們不要求學生區分平均速度的大小與平均速率的不同,但有一點是肯定的,初中速度作為一個過渡性概念,我們給學生的定義即使是階段性的,也必須是嚴謹的,不能讓學生在潛意識中形成偏離發展方向的、錯誤的認識。
因此,在初中定義速度時,應將其定義限定于直線運動。上教版教材(圖3)中在定義速度時加上“直線運動”的限制條件,正是基于這樣的考慮。
三、三種版本教材速度描寫的分析
人教版教材(圖1)中,突出比值定義法的思想,但表述過于簡單,未將速度的定義限定于直線運動。如果教師在教學中處理不當,學生容易將概念定位成高中的平均速率,不利于高中階段的教學。這樣的描寫可能使初中學生在潛意識中對速度概念的構建“偏離正道”。
雖然人教版教材在定義速度時,沒有加上直線運動的條件,但在本章教材的小結“學到了什么”[1]中又將速度的定義限定于直線運動,如圖5所示。
很顯然,該處對速度定義時,編者考慮了初中速度將來的發展方向,這樣的定義更嚴謹、更科學、更規范,既體現比值定義法的思想,又避免學生認識上的差錯。
在教學實踐中,經常有學生將圖1與圖5比較后,對圖5中為什么加上“直線運動”的條件提出疑問。因此,教材編寫時,與其千呼萬喚始出來,不如在圖1中對速度定義時直接加上“在直線運動中”的限定條件,使教材描述前后一致。
蘇科版教材(圖2)中,描述比較謹慎,為避免將學生帶入平均速率的誤區,沒有用比值定義法對速度進行定義,也就未能體現速度的比值定義法的思想。教材中只將v=說成速度的計算公式,會使學生對其認識仍只停留于小學數學的認知水平,沒有從物理量的角度來研究速度,未能體現物理概念的教學要求。這樣的描寫會導致初中學生對速度概念的構建“短了一截”。
在2012年改版時,除速度外,教材中其他用比值定義法定義的物理量都使用比值定義法,唯獨速度是個例外,可能編者的意圖是為避免學生將“初中速度”定位成高中的平均速率。
上教版教材(圖3)中,將速度的定義限定于直線運動,可避免學生將其應用到曲線運動中去,從而避免學生將概念定位成平均速率,概念的描寫相對合理,這樣的安排充分考慮到概念的后續發展,嚴謹規范。只是教材中,比值定義法思想體現不明顯,使得學生對速度概念的構建因教材描寫的“羞羞答答”而“缺了一角”。
四、優化初中“速度”教學的策略
1.突出比值定義,突顯思想方法
比值定義法是物理學中定義導出物理量的一種方法。速度是初中學生接觸的第一個用比值定義法定義的物理量。初中教學應有別于小學數學和生活中的認識,要讓學生從科學規范定義的角度對其形成科學的認知。因此,初中物理教學中應采用比值定義法定義速度,讓學生明確v=是速度的定義式,而不只是小學數學中的計算公式,體現比值定義法定義物理量的思想。
根據導出物理量的定義要求[4],初中“速度”的定義為:速度是表示物體運動快慢的物理量(定性定義),在直線運動中其大小等于物體通過的路程s跟通過這一路程所用時間t的比值(定量定義)。依其定量定義可得出速度的定義式為:v=。
2.限定直線運動,避免誤入歧途
由前文分析已知,初中速度是高中平均速度的大小,則定義式中v=的路程s就必須等于位移的大小。如果物體做曲線運動,其路程大于位移的大小,v=定義的就不是平均速度大小,而是平均速率,這與初中速度發展方向是不一致的。因此,在定義初中速度時,加上物體沿直線運動的限定條件,其位移大小才等于路程,初中速度才是高中平均速度的大小。
初中教學中也不要將速度的定義應用于曲線運動,這些問題在高中會用平均速率和線速度的概念進行研究和分析。初中學生對速度知識的認知不完備,他們不具備解決曲線運動問題所需的知識,如果初中教學時向前跨出一步,讓學生將其運用于曲線運動,他們通過自身的思維對概念進行自我建構,將初中速度定位成平均速率,形成錯誤的認識,不利于高中“速度”概念的建立。
3.理解兩種“速度”,利于初高中銜接
“速度”與“平均速度”是初中學生在本章學習中遇到的兩個概念,三種版本的教材都在無意間將它們進行了“割裂”,使學生誤以為它們是兩種完全不同的“速度”。上教版和人教版教材尤為明顯。上教版教材分別在兩種運動中給出兩種速度,互不關聯,彼此獨立。人教版教材的本章小結“學到了什么”[1]中在勻速直線運動中定義速度(如圖5所示)后,卻又另起一行:“在變速運動中,常用平均速度粗略描述運動的快慢”,這似乎在暗示學生,速度與平均速度是有區別的,它們只能分別運用在各自對應的運動中。平時教學實踐中我們也發現,不少學生誤認為此處的平均速度與此前的速度是兩個概念,從而錯誤地認為速度是用來描述勻速直線運動,平均速度只是用來描述變速直線運動,它們是有區別的。
為使學生全面正確認識兩種“速度”,有利于初中“速度”的發展,在給出平均速率概念后,按以下三個步驟展開教學。
第一步,統一兩種“速度”
教學中在平均速度的概念出現后,我們要回過頭來讓學生重新認識速度的定義,使他們認識到不管“勻速”還是“變速”直線運動中,所定義的都是平均速度,知道速度與平均速度不是兩個不同的概念,在初中它們是一致的,此前速度定義的就是平均速度。
第二步,比較兩種運動
勻速直線運動中的平均速度與時間選擇無關,變速直線運動中的平均速度與時間選擇有關。教學中要讓學生認識到這一點,并通過對兩種運動中平均速度的比較,加深對平均速度的理解。
本片斷教學可利用人教版教材中圖1.3-3[1](如圖6所示)。
先讓學生計算圖6中兩種運動每一段的平均速度和全程的平均速度,計算結果如表2。
再引導學生分析比較表2兩種運動中每一段的平均速度和全程的平均速度的大小,得出以下結論:(1)勻速直線運動中每段的平均速度與全程平均速度相同;(2)變速直線運動中每段平均速度一般不相同;變速直線運動全程平均速度與每段平均速度一般不相同。
最后,通過學生討論,形成以下認識:(1)勻速直線運動中平均速度與所選時間無關;(2)變速直線運動中平均速度與所選時間有關,只能粗略描述物體運動的快慢。
第三步,留下發展空間
在變速直線運動中,提出以下兩個問題討論:
(1)全程與各段的平均速度相比,哪種方式計算的平均速度描述變速運動的快慢更準確?
(2)要使描述汽車運動快慢更準確一點,計算平均速度的時間應如何選取?
通過學生討論,得出計算平均速度時所選取的時間越短,平均速度描述變速物體運動快慢越準確的結論。學生在此基礎上自然會產生新的疑問:計算平均速度時如何才能使時間取得更短呢?這就為高中瞬時速度的教學留下思維的懸念、留下思考的空間,激發學生產生后續學習的興趣與欲望。
綜上所述,在初中“速度”的教學中應充分考慮概念在初高中的銜接,從利于學生對概念認知的發展方面來設計教學。用比值定義法的思想定義速度,使學生認識到物理量與生活(或小學數學)中的“速度”的不同;不突破直線運動的范圍,避免初中學生潛意識中將其界定成高中的“平均速率”;認識定義的是平均速度,其描述的準確程度依賴于時間t的選取,為高中平均速度發展成瞬時速度的教學留下伏筆。
參考文獻
[1] 彭前程.義務教育教科書物理八年級上冊[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2] 劉炳升,李容.義務教育教科書物理八年級上冊[M].南京:江蘇科技出版社,2012.