第一篇:中学物理教学设计案例
十二、五科研教学案例 二
课题: 《汽化和液化》
北郭一中张顶晨
【教材分析】:本课讲述的蒸发是汽化的一种形式,蒸发过程要吸热及现象解释是学习的一个难点,另一个难点是关于液化产生的条件及“白汽”形成的原因。影响蒸发快慢的因素和认识液化现象是本课的重点。如何引导学生把握重点,相信蒸发过程要吸热以及水蒸气遇冷,温度降低到一定时,就会液化这两种现象,除了让学生做好实验外,还应让学生根据生活经验,充分发挥想象,相互交流启发,展开讨论,并引导他们分析、归纳,在思维上真正参与课堂教学,以培养学生的参与意识。【学情分析】:八年级学生已经学会了如何正确使用温度计,掌握了两种相反的物态变化方式---熔化和凝固,同时也了解探究实验过程。他们对物理现象具有直觉的兴趣;对物理活动具有操作的兴趣;但他们易于用生活观念代替物理概念,学习物理的思维障碍表现为片面性和干扰性障碍。为了克服学生的思维障碍,教学中多让学生接触真实、具体的物理情境,提高从真实、具体的物理情境中获得信息的辩识能力,让学生暴露出错误观念并加以纠正。【教学目标】:
1.知识与技能
(1)知道汽化的两种方式——蒸发和沸腾,知道蒸发现象。
(2)知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关。
(3)知道蒸发过程中吸热及其应用。
(4)知道液化现象。
(5)懂得应用所学知识解释日常现象
【教学构思与设计】:
1.体现以学生为主体,教学过程活动化的观念。本节内容处在物理知识的启蒙阶段,在教学过程中针对八年级学生的年龄特点,从激发学习兴趣出发,在整个教学活动中,采用以小组合作的探究实验,通过观察、讨论、发表见解,既体验成功,也增强了学生合作、互助的能力,还可对弱势学生关注的不足。同时结合多媒体教学手段,让全体学生积极参与,多动脑、动手、动眼、动口,突出学生的主体性,教师的主导性。使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2.教学中渗透科学思想和方法教育,还注重能力的培养。由各种看得见摸得着的现象引入蒸发和液化,体现了学习物理知识的新理念:生活---物理---生活。如:从学生熟悉的晒衣服的例子中,猜测出影响蒸发快慢的因素,最后又用影响蒸发快慢的因素来解释干手器等学生熟悉的生活现象。但要从现象中得出结论,还需通过实验来认识。教学中着重引导学生设计实验,从中观察并分析得出结论,培养了学生自主思维的能力。本节课也体现了学习物理知识的认知过程—由简单到复杂、由形象思维到抽象思维的过程。物理课堂教学除了传授知识,培养能力外,还应注重知识的形成过程,提高学生的科学素养,本节课力图体现这一点。如:“蒸发吸热”和“液化现象”由学生用简单的器材进行实验探索,以帮助学生逐步了解物理学的重要研究方法—观察和实验法。“影响蒸发快慢的因素”使学生初步了解控制变量法。初步认识科学及其
相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。如:利用“坎儿井”的图片,在教学中渗透了节水的观念,使学生有可持续发展的意识,能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
3.采用“情境—活动”课堂教学模式。把教学活动的重点放在指导学生主动获取知识上。利用学生生活经验创设的情境,引导学生参与积极思维、主动探索、动手实验等一系列活动来获得新知。同时应用媒体画面展现生活实例来培养学生应用物理知识解释生活现象的能力,从而突破教学难点。这样既增长知识,又培养能力,也激发学生学习物理的浓厚兴趣。在结尾部分采用抢答活动,不仅将课堂气氛推向高潮,还可达到良好的教学效果。【教学流程】:
(一)创设情境,引入汽化: 师:大家好,(用水笔写:“大家好”)今天看到同学们个个精神抖擞,老师真的很开心,相信同学们能学得轻松,学得愉快。师:嗨,黑板上的几个字怎么啦?
生1:消失了。
师:到哪儿去啦?
生2:变成气体了。
师:对,这就是我们今天要学的内容。〈板:汽化和液化〉我们将像这样物质由液态变成气态的过程,叫做汽化。(板)汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
(二)引入蒸发
师:刚才大家看到黑板上的字消失了这种汽化现象就是蒸发。你能举出生活中的蒸发现象吗?
生:地上的水逐渐消失。
师:很好,有没有同学会说只有夏天地上的水会干,而冬天却不会变干呢?所以,蒸发是液体在任何温度下都能发生,且只在液体表面发生的汽化现象。(板)
一、蒸发 1.什么叫蒸发
师:刚才黑板上先写的字更迟消失,说明什么呢?说明蒸发有快慢。下面我们就研究同种液体蒸发快慢的问题。大家请看这是一件刚洗过的湿衣服。〈情景:一件湿衣服〉
(三)影响蒸发快慢的因素
师:你如何让这件湿衣服尽快变干,有哪些方法呢?知道的同学请举手。
生:在阳光下晒干得快,用电吹风吹。
生:拧干,摊开来。
生:挂在通风处。
生:用电熨斗熨;烘干机烘。
生:甩干后干得快。
师:非常好,刚才大家提了好多的方法让衣服更快变干,现在请同学们把这些方法进行归类,并猜测一下影响蒸发快慢的因素可能有哪些呢?
生:温度高低,表面积大小;表面空气流动快慢,液体多少。
师:蒸发快慢与这些因素到底有什么关系?用什么方法来研究?比如要研究蒸发快慢与温度的关系该怎么办呢?能不能同时改变这些因素来研究它们间的关系呢?像校运会上要比赛100米的成绩,要分成甲乙丙丁组,而不让12
岁的同学和18岁的同学一起比呢?
师:那该怎么研究呢?请大家讨论一下。(讨论,再提问)
生:只让一个因素改变,而保证其他因素都不变。
师:很好,这种方法叫控制变量法,即只让其中一个因素变化,而控制其他因素都不变,来研究它们间的关系,现在提供给同学们的器材有:三个酒瓶盖、打火机、碘酒、滴管、硬纸片等,你该怎么设计每个研究实验的步骤呢?请大家议一议(讨论,再提问)。
生:在两个瓶盖上都滴两滴碘酒,让它们的面积一样,一个用打火机加热,一个不加热,观察哪个碘酒干得快。
师:他说的这几个因素有没有控制好,请注意用打火机加热时别让碘酒烧着了。
师:如何让表面气流不同呢?
生:用纸片扇。
师:能不能两个瓶盖靠很近扇呢?(师演示)
生:
师:如何让碘酒表面积不同呢?
生:一个瓶盖滴一滴,一个瓶盖滴两滴(或用棉签抹开)师:这样能行吗?(生齐答:不行)请再想一想该怎么办?
生:都滴两滴,一个瓶盖晃动一下让表面积更大。、师:回答得很好,现在就根据你们的设计方案开始实验。
比一比哪组同学实验完成得快,且观察得仔细。
请第一、二组研究蒸发快慢与温度的关系;
第三组研究蒸发快慢与表面积的关系;
第四组研究蒸发快慢与表面空气流动快慢的关系。
师:如果实验完成快的小组可以根据你们的兴趣再研究别的因素。
(学生实验完成后,请举手),师:同学们还可以对刚才的实验过程反思一下,你的操作步骤是否合理,有没有什么新的发现?(学生汇报)得出结论 师:很好,这组同学观察的很仔细。
(板)2.影响蒸发快慢的因素:液体温度高低;液体表面积大小;液体表面附近空气流动快慢。
师:要加快液体蒸发可以怎么做呢?
师:生活中很多时候是希望蒸发快些,可有时又尽量使蒸发慢些。师:(图片、录像片段)日常生活中为了让蔬菜保鲜,人们常将蔬菜用保鲜袋包起来并放入冰箱。这是采用了哪些方式来减慢水分的蒸发呢?
师:大家知道我国是个水资源紧张的国家,画面上谁能想象这里曾经是黄河的河道?在酷热的新疆,为了减慢水的蒸发,人们利用埋于地下很深的暗渠道输水--坎儿井。坎儿井已有两千多年的历史,它是劳动人民智慧的结晶。尽管如此我国西部地区仍然严重缺水,制约了当地的经济发展。可见水是多么重要的资源,同学们一定要从小树立节水意识。
(四)蒸发吸热
师:除了水能蒸发外,各种液体都能蒸发。液体蒸发过程还有什么特点呢?接下来请同学们观看一个“乙醚蒸发”的实验,大家猜一猜,随着乙醚的蒸发,将会发生什么现象?(播发录像)
生:可能乙醚会消失„„„„
〈现象〉:烧杯与泡沫块粘在一块儿,并且杯底的水结冰了。
生:哇!
师:为什么杯底水会结冰呢?想要知道原因吗?请同学们用棉签沾些酒清擦在你的手上,说出你的感觉。(感到凉)接下来再跟老师一起按实验步骤一步步来做个有趣的实验。(教师边演示,学生边做)[学生实验]:(1)取两支相同的温度计在室温下观察示数是否相同?
(2)将其中一支温度计的玻璃泡浸没酒精中,观察示数有否不同?
(3)再将这支温度计从酒精中取出,并与空气中的那支温度计相比较,观察示数有何不同?
结论:液体蒸发要吸热,蒸发有致冷作用。
简单分析“杯底水结冰”的原因:因为乙醚蒸发时要从周围吸热,使水的温度降低达到凝固点而结冰。
师:生活中有蒸发吸热的现象吗?在坐的同学有会游泳的吗?说说当你刚从游泳池上岸时,有什么感觉?
生:游泳上岸感到凉,因为身上的水在蒸发时要从身体吸热,使体表温度降低感到凉。
(五)液化
师:回答得很好,生活中还有许多蒸发的现象,请同学们课后收集有关蒸发应用的实例,下节课来汇报。关于汽化的另一种方式沸腾现象的研究,我们下节课专题讨论。刚才讨论了物质从液态变成气态的过程,那么物质能不能从气态变成液态呢?
[演示]:电热棒烧开水
下面请同学们认真观察一个实验,杯里的水已经开了,从导管口喷出了什么?再认真观察导管口附近这段有什么特征?你还观察到了什么?
生:是水蒸气 〈引导学生观察〉:在导管口位置什么也看不到,在离导管口一小段距离的位置才看到“白汽”,同学们看到的“白汽”到底是什么呢?冬天嘴里会呼“白汽”,而夏天却不会,这是为什么呢?请同学们先跟老师一起用汤勺做两个小实验。
[学生探索实验2]:
1.先观察汤勺的凹面,然后用嘴对着汤勺哈气,再观察,比较有何不同?
2.将汤勺的背面用打火机烧一烧,再用嘴对着汤勺凹面哈气,观察有否变化?
学生讨论原因:第一次是嘴里呼出的热的水蒸气遇冷勺子凝结成的小水珠;第二次勺子温度较高,水蒸气不会凝结成小水珠。
结论:(1)将物质从气态变成液态的过程叫液化。
(2)水蒸气遇冷,降低到一定的温度时,就会液化。
师:请同学们来分析刚才看到的“白汽”是怎么形成的。
生:„„„„
师:教室的空气中也有许多水蒸气,同学们能不能让空气中的水蒸气凝结成小水珠呢?请同学们回去做一做。
师:同学们是否注意到家中浴室的镜子在洗完澡后都会变模糊?
师:请你设计一个装置,使浴室内的镜子不会变模糊。生活中有没有应用液化知识解决实际问题的实例,请大家以小组为单位收集相关资料,下节课交流讨论。
师:关于气体液化的其他知识希望同学们回去自学课本并进入“相关知识链接”详细了解,下节课来汇报。
(六)学生抢答
师:画面中的现象你会解释吗?
1.湿手在干手器下,一会儿手上的水就不见了。
2.夏天从冰柜里取出的饮料瓶外有许多水珠,这是饮料瓶被冻裂而渗漏吗?
3.装水的纸锅可以烧水,当水烧开时,纸锅却不会燃烧。
4.喝开水烫嘴时,常向水面吹气并用两个杯子来回倒水。
(七)小结:
(八)布置作业:
1.观察了解本节所学的蒸发、液化知识在生产、生活中还有哪些应用,并说出自然界中存在的液化现象。
2.自学液化的相关知识。
【教学反思】:
在本节课的教学中老师要善于启发学生,发扬民主,鼓励并尊重每一位学生发表的个人见解,重视培养学生的个性发展和创新意识真正的让学生参与到教学当中来,如:在“请你设计一个装置,使浴室内的镜子不会变模糊。”这一环节中,学生有许多创新的想法。在整堂课中师生情感交流充分,信息反馈及时,学生积极思维,主动探究,争相举手发言,学生主动学习的积极性和自信心得到充分的调动。这堂课的学生实验器材均来源于日常生活中的物品,不仅取材方便,还能废物利用(如:酒瓶盖制作的探究影响蒸发快慢因素的器材;金属汤勺、打火机等)。实验设计有理有节,使整堂课在学生主动思考、讨论和实验探究中进行。
本节课中采用的多媒体形式表达的主要是文字、画面、录像等能够交互式处理的信息,使整个教学过程变得简捷、和谐、方便、环保。课前我花费了较多的时间和精力收集了大量的资料(如:“乙醚蒸发”、冰柜里取出的饮料瓶外有许多水珠、湿手在干手器下很快变干等),其中最有特色的是在实验室通风橱拍摄的“乙醚蒸发”这段录像,不仅环保,而且还收到意想不到的效果,使课堂教学一次次达到高潮。
当然,在教学中由于容量大,老师担心上不完课,有时也表现出太心急,不能让学生充分思考。是本节课的不足之处。
第二篇:中学物理教学设计案例
篇一:高中物理新课程教学设计案例及分析
高中物理新课程教学设计案例及分析
《磁感应强度》
一、三维目标
(一)知识与技能
1、知道磁感应强度b的物理意义。
2、了解磁感应强度的方向是如何规定的。
3、理解磁感应强度b的定义。
4、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
(二)过程与方法
1、通过对电场的研究方法类比探究描述磁场的物理量。
2、利用控制变量法探究磁场力与电流及长度的关系。
3、通过演示实验,分析总结,获取知识。
4、体会比值法定义物理量。
(三)情感、态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
瓦房店市第三高级中学 徐军
二、分析教学内容、确定重点难点
磁感应强度是电磁学的重要概念之一,是本节的重点。同时磁场对磁极和电流的作用力远比电场对电荷的作用力复杂,怎样建立磁感应强度的概念是本课教学的难点。
三、分析学生状况、创设问题情境
在引入磁感应强度的概念时,基于学生接受能力不是太强,让学生首先回忆在学习电场强度时的探究方法。即通过从电场的基本性质入手寻找描述电场的物理量,让他们类比从磁场的基本性质着手寻找描述磁场的物理量,这样可以降低教学难度。
这样设计增加了学生参与的活动以增进学生对类比方法的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生设计探究方案的能力和归纳能力。
四、设计和指导学生探究的教学策略
探究式学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念,其宗旨是改变学生的学习方式,突出学生的主体地位。对学生而言,学习是一种经历,其中少不了学生自己的亲身体验,老师不能包
办代替。物理教学要重视科学探究的过程,要从重视和设计学生体验学习入手,让学生置身于一定的情景,去经历、感受。
通过上面的复习我们可以得到磁场的探究方法,即从磁场的基本性质出发,通过磁场对磁极和电流的作用来寻找描述磁场的物理量。可以通过小磁针的北极受力来规定磁感应强度的方向,但是因为小磁针有南极和北极,而不是磁单极子,两极受力会平衡,所以无法通过小磁针受力来定义磁感应强度的大小。教师指导学生通过磁场对电流元的作用力来定义磁感应强度的大小。在探究的过程中指导学生运用控制变量法来探究力与电流元的关系,然后类比电场比值法定义磁感应强度。
五、教学手段
蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电流表、金属杆、导线、铁架台、投影仪、投影片等
六、教学过程
(一)复习提问
如下表所示,填充电场中内容,并猜测磁场中填充内容:
(二)引入新课
磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。怎样的物理量能够起到这样的作用呢?
今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。
(三)进行新课
1、磁感应强度的方向(板书)
电场和磁场都是客观存在的。我们想想,电场强度的方向是如何规定的?对磁场我们可以采用同样的方法来研究。
物理学规定:在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。(板书)
问题:磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
同学分析讨论后结果:不能。因为小磁针不会单独存在一个磁极,小磁针静止时,两个磁极所受合力为零,因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱。既无法定义磁感应强度的大小。
提问:那么通过什么来研究磁感应强度的大小呢?磁场除了对放入其中的小磁针有力的作用,还对电流有力的作用,所以我们通过电流在磁场中受力的角度去研究。
2、磁感应强度的大小(板书)
研究电场时我们通过试探电荷受到的力与电量的比值定义电场强度。在物理学中,把很短一段通电导线中的电流i与导线长度l的乘积il叫做电流元。但要使导线中有电流,就要把它连接到电源上,所以孤立的电流元是不存在的。那我们怎样研究磁场中某点的磁感应强度呢?可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中,研究较长的一段通电导线的受力情况,从而推知一小段电流元的受力情况。
下面我们通过控制变量法探究磁场力与长度、电流之间的关系。
演示实验: 如图所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较磁场力的大小,分别接通“
1、2”、“
1、3”和“
1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流强度由外部电路控制。
(1)先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。
学生分析得出结论:通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力就越大。(2)然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
学生分析得出结论:电流一定时,通电导线越长,磁场力越大。精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的磁场力的大小,既与导线的长度l成正比,又与导线中的电流i成正比,即与i和l的乘积成正比,用公式表示为f=bil,式中b为比例系数。
问题:比例系数b有何物理意义呢? 演示:在不同的蹄形磁铁的磁场中做上面的实验。
实验结果发现:
图1(1)在同一磁场中,不管i、l如何改变,比值b总是不变的。
(2)i、l不变,但在不同的磁场中,比值b是不同的。
可见,b是由磁场本身决定的,在电流i、导线长度l相同的情况下,电流所受的磁场力越大,比值b越大,表示磁场越强,所以我们就用这个比值来表示磁场的强弱,即将这个比值定义为磁感应强度。
磁感应强度(板书)
a、定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力f跟电流i和导线长度l的乘积il的比值叫磁感应强度。
即b=f/il 说明:如果导线很短很短,b就是导线所在处的磁感应强度。b、物理意义:磁感应强度b是表示磁场强弱的物理量。
c、单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是t。1 t=1 n/am d、方向:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
一些磁场的磁感应强度大小(见教材p84表3.2-1)
(四)小结
1、磁感应强度的方向
物理学规定:在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。(板书)
2、磁感应强度的大小
a、定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力f跟电流i和导线长度l的乘积il的比值叫磁感应强度。
即b=f/il b、物理意义:磁感应强度b是表示磁场强弱的物理量。
c、单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是t。1 t=1 n/am d、方向:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
(五)板书(内容与小结相同)
(六)课堂训练
1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()
a.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 b.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
c.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同 d.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
2、下列说法中错误的是()..a.磁场中某处的磁感应强度大小,就是通以电流i、长为l的一小段导线放在该处时所受磁场力f与i、l的乘积的比值
b.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处一定没有磁场
c.一小段通电导线放在磁场中a处时受磁场力比放在b处大,则a处磁感应强度比b处的磁感应强度大
d.因为b =f/il,所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线il乘积成反比-2
3、一根导线长0.2m,通过3a的电流,垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10n,则该处的磁感应强度b的大小是_____t;如果该导线的长度和电流都减小一半,则该处的磁感应强度的大小是_____t。
(七)作业:
1、课下阅读课本第85页科学漫步《地球磁场与古地质学》
2、完成p85“问题与练习”第1、2、3题。
七、对教学设计的反思与评价
本节课的设计思路,即:学生通过类比主观感受──猜想与假设──实验测量──分析数据──建立磁感应强度的概念──对磁感应强度的理解。这一探究过程很好地落实了本节课的重点:磁感应强度概念的建立。让学生用探究的方法,体验磁感应强度概念的建立过程,应当是学生掌握磁感应强度概念的最有效途径。
通过课前复习,创设本节课学习思路,在教师的引导下,学生主动尝试、主动探索、主动理解和主动发现,学生动的多了,说的多了,不仅有利于学生理解,而且大大的调动了学生主动参与学习的积极性和主动性,使学生在科学探究的过程中体验了学习的快乐,也充分体现了新课标的宗旨,让学生自主去探究知识,理解知识,在轻松的教学过程中达到对新知识的理解和探究的欲望。
因此,作为物理教师,也只有不断地转变教学观念,让学生不断地探究学习,才能让学生掌握探究学习的方法与步骤,从而满足学生学习的需要。篇二:中学物理教学设计案例
中学物理教学方案设计
《
山西师范大学物信学院 0904管驹
2012年5月13日星期日
气化和液化》
课题: 《汽化和液化》
【课本章节】义务教育课程标准实验教科书----北师大版物理(八年级上册)第一章第四节
【学习任务分析】:本课讲述的蒸发是汽化的一种形式,蒸发过程要吸热及现象解释是学习的一个难点,另一个难点是关于液化产生的条件及“白汽”形成的原因。影响蒸发快慢的因素和认识液化现象是本课的重点。如何引导学生把握重点,相信蒸发过程要吸热以及水蒸气遇冷,温度降低到一定时,就会液化这两种现象,除了设计好演示和随堂小实验外,还应让学生根据生活经验,充分发挥想象,相互交流启发,展开讨论,并引导他们分析、归纳,培养学生的发散性思维。
【学生特征分析】:八年级学生已经学会了如何正确使用温度计,掌握了两种相反的物态变化方式---熔化和凝固,同时也具备了初步的探究实验能力。他们对物理现象具有直觉的兴趣;对物理活动具有操作的兴趣;对物理知识具有因果关系的认识兴趣;对物理知识具有概括性的认识兴趣。他们喜欢活跃的课堂形式,热忠于讨论、归纳、分析、争辩等思维活动,兴趣广泛,求知欲强,探究和讨论的风气较浓厚。但他们易于用生活观念代替物理概念,学习物理的思维障碍表现为凝固性、片面性和干扰性障碍。为了克服学生的思维障碍,教学中多让学生接触真实、具体的物理情境,提高从真实、具体的物理情境中获得信息的辩识能力,让学生暴露出错误观念并加以纠正。
【教学目标】: 1.知识与技能
(1)知道汽化的两种方式——蒸发和沸腾,知道蒸发现象。
(2)知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关。
(3)知道蒸发过程中吸热及其应用。
(4)知道液化现象。
(5)懂得应用所学知识解释日常现象 2.过程与方法
(1)通过实验探索,培养学生的观察实验能力和分析解决问题的能力。
(2)培养学生分析概括,归纳总结和应用所学知识解释日常现象的能力。
(3)初步认识应用控制变量法研究物理问题的方法。3.情感、态度与价值观
(1)保持学生对自然界的好奇,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
(2)解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,有主动与他人合作的精神。
(3)关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识,有将科学服务于人类的使命感与责任感。通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象,乐于了解日常活动中的物理道理
【教学设计说明】:
1.体现以学生为主体,教学过程活动化的观念。本节内容处在物理知识的启蒙阶段,在教学过程中针对八年级学生的年龄特点,从激发学习兴趣出发,在整个教学活动中,采用以小组合作的探究实验,通过观察、讨论、发表见解,既体验成功,也增强了学生合作、互助的能力,还可弥补班额较大时对弱势学生关注的不足。同时结合多媒体教学手段,让全体学生积极参与,多动脑、动手、动眼、动口,突出学生的主体性,教师的主导性。使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2.教学中渗透科学思想和方法教育,还注重能力的培养。由各种看得见摸得着的现象引入蒸发和液化,体现了学习物理知识的新理念:生活---物理---生活。如:从学生熟悉的晒衣服的例子中,猜测出影响蒸发快慢的因素,最后又用影响蒸发快慢的因素来解释干手器等学生熟悉的生活现象。但要从现象中得出结论,还需通过实验来认识。教学中着重引导学生设计实验,从中观察并分析得出结论,培养了学生自主思维的能力。本节课也体现了学习物理知识的认知过程—由简单到复杂、由形象思维到抽象思维的过程。物理课堂教学除了传授知识,培养能力外,还应注重知识的形成过程,提高学生的科学素养,本节课力图体现这一点。如:“蒸发吸热”和“液化现象”由学生用简单的器材进行实验探索,以帮助学生逐步了解物理学的重要研究方法—观察和实验法。“影响蒸发快慢的因素”使学生初步了解控制变量法。初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。如:利用“坎儿井”的图片,在教学中渗透了节水的观念,使学生有可持续发展的意识,能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
3.采用“情境—活动”课堂教学模式。把教学活动的重点放在指导学生主动获取知识上。利用学生生活经验创设的情境,引导学生参与积极思维、主动探索、动手实验等一系列活动来获得新知。同时应用媒体画面展现生活实例来培养学生应用物理知识解释生活现象的能力,从而突破教学难点。这样既增长知识,又培养能力,也激发学生学习物理的浓厚兴趣。在结尾部分采用抢答活动,不仅将课堂气氛推向高潮,还可达到良好的教学效果。
【多媒体手段的应用】:利用多媒体手段自制课件,为学生提供生动丰富的信息资料。本节课运用课件教学既可增加课堂容量,增强直观性,又有利于提高课堂教学效率。
【教学设备和用具】:多媒体演播室、自制《汽化和液化》教学光盘、烧杯、酒精、水。
【学生自备器材】:一把金属小汤勺、一次性灯火机、碘酒、滴管、硬纸片、酒精、棉签两根、温度计两支、冰块少量。
【教学流程】:
(一)创设情境,引入汽化:
师:大家好,很荣幸能来到美丽的大连(用水写“大连”),我来自福建著名的武夷山脚下,欢迎大家到武夷做客(用酒精写“武夷)。今天看到同学们个个精神抖擞,老师真的很开心,相信同学们能学得轻松,学得愉快。
师:嗨,黑板上的几个字怎么啦?
生1:消失了。
师:到哪儿去啦? 生2:变成气体了。
师:对,这就是我们今天要学的内容。〈板:汽化和液化〉我们将像这样物质由液态变成气态的过程,叫做汽化。(板)
汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
(二)引入蒸发
师:刚才大家看到黑板上的字消失了这种汽化现象就是蒸发。你能举出生活中的蒸发现象吗?
生:地上的水逐渐消失。
师:很好,有没有同学会说只有夏天地上的水会干,而冬天却不会变干呢?所以,蒸发是液体在任何温度下都能发生,且只在液体表面发生的汽化现象。(板)
一、蒸发 1.什么叫蒸发
师:刚才黑板上先写的字更迟消失,说明什么呢?说明蒸发有快慢。下面我们就研究同种液体蒸发快慢的问题。大家请看这是一件刚洗过的湿衣服。〈情景:一件湿衣服〉
(三)影响蒸发快慢的因素
师:你如何让这件湿衣服尽快变干,有哪些方法呢?知道的同学请举手。生:在阳光下晒干得快,用电吹风吹。
生:拧干,摊开来。
生:挂在通风处。
生:用电熨斗熨;烘干机烘。
生:甩干后干得快。
师:非常好,刚才大家提了好多的方法让衣服更快变干,现在请同学们把这些方法进行归类,并猜测一下影响蒸发快慢的因素可能有哪些呢?
生:温度高低,表面积大小;表面空气流动快慢,液体多少。师:蒸发快慢与这些因素到底有什么关系?用什么方法来研究?比如要研究蒸发快慢与温度的关系该怎么办呢?能不能同时改变这些因素来研究它们间的关系呢?像校运会上要比赛100米的成绩,要分成甲乙丙丁组,而不让12岁的同学和18岁的同学一起比呢?
师:那该怎么研究呢?请大家讨论一下。(讨论,再提问)生:只让一个因素改变,而保证其他因素都不变。
师:很好,这种方法叫控制变量法,即只让其中一个因素变化,而控制其他因素都不变,来研究它们间的关系,现在提供给同学们的器材有:三个酒瓶盖、打火机、碘酒、滴管、硬纸片等,你该怎么设计每个研究实验的步骤呢?请大家议一议(讨论,再提问)。
生:在两个瓶盖上都滴两滴碘酒,让它们的面积一样,一个用打火机加热,一个不加热,观察哪个碘酒干得快。
师:他说的这几个因素有没有控制好,请注意用打火机加热时别让碘酒烧着了。师:如何让表面气流不同呢?
生:用纸片扇。
师:能不能两个瓶盖靠很近扇呢?(师演示)
生:不能
师:如何让碘酒表面积不同呢?
生:一个瓶盖滴一滴,一个瓶盖滴两滴(或用棉签抹开)师:这样能行吗?(生齐答:不行)请再想一想该怎么办? 生:都滴两滴,一个瓶盖晃动一下让表面积更大。
师:回答得很好,现在就根据你们的设计方案开始实验。比一比哪组同学实验完成得快,且观察得仔细。请第一、二组研究蒸发快慢与温度的关系;
第三组研究蒸发快慢与表面积的关系;
第四组研究蒸发快慢与表面空气流动快慢的关系。师:如果实验完成快的小组可以根据你们的兴趣再研究别的因素。
(学生实验完成后,请举手),师:同学们还可以对刚才的实验过程反思一下,你的操作步骤是否合理,有没有什么新的发现?
(学生汇报)得出结论
师:很好,这组同学观察的很仔细。
(板)2.影响蒸发快慢的因素:液体温度高低;液体表面积大小;液体表面附近空气流动快慢。师:要加快液体蒸发可以怎么做呢?
生:?? 师:生活中很多时候是希望蒸发快些,可有时又尽量使蒸发慢些。
师:(图片、录像片段)日常生活中为了让蔬菜保鲜,人们常将蔬菜用保鲜袋包起来并放入冰箱。这是采用了哪些方式来减慢水分的蒸发呢?
师:大家知道我国是个水资源紧张的国家,画面上谁能想象这里曾经是黄河的河道?在酷热的新疆,为了减慢水的蒸发,人们利用埋于地下很深的暗渠道输水--坎儿井。坎儿井已有两千多年的历史,它是劳动人民智慧的结晶。尽管如此我国西部地区仍然严重缺水,制约了当地的经济发展。可见水是多么重要的资源,同学们一定要从小树立节水意识。
(四)蒸发吸热
师:除了水能蒸发外,各种液体都能蒸发。液体蒸发过程还有什么特点呢?接下来请同学们观看一个“乙醚蒸发”的实验,大家猜一猜,随着乙醚的蒸发,将会发生什么现象?(播发录像)
生:可能乙醚会消失 〈现象〉:烧杯与泡沫块粘在一块儿,并且杯底的水结冰了。生:哇!
师:为什么杯底水会结冰呢?想要知道原因吗?请同学们用棉签沾些酒清擦在你的手上,说出你的感觉。(感到凉)接下来再跟老师一起按实验步骤一步步来做个有趣的实验。(教师边演示,学生边做)[学生实验]:(1)取两支相同的温度计在室温下观察示数是否相同?
(2)将其中一支温度计的玻璃泡浸没酒精中,观察示数有否不同?
(3)再将这支温度计从酒精中取出,并与空气中的那支温度计相比较,观察示数有何不同?
结论:液体蒸发要吸热,蒸发有致冷作用。
简单分析“杯底水结冰”的原因:因为乙醚蒸发时要从周围吸热,使水的温 篇三:高中物理新课程教学设计案例
高中物理新课程教学设计案例
————楞次定律-感应电流的方向
【教材分析】
1、法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中的重要定律,一个判定感应电动势的大小,一个判定感应电流的方向,二者前后关联,映衬了电磁感应现象规律的多样性和复杂性。
2、无论是前一节的法拉第电磁感应定律还是本节的楞次定律,首先它们都是电磁感应这一事物本身属性的一个放映,客观存在且发展变化。既然是放映事物本质的规律,在物理学中称为定律,从新课程标准来看,是体现“过程与方法”这一具体课程目标的最佳切入点。
3、教材指明了教学的方向,让学生经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。但在探究的细节和过程上,留给了教师和学生广阔的思考设计空间,有助与激发新思维,发现新方法,提出新问题,得出新结论,体现新课程。
4、从教材内容来看,楞次定律将学生知识范围内有关“场”的概念从“静态场”过渡到“动态场”,而且它涉及的物理量多,关系复杂,为教学带来了很大的难度。
5、楞次定律是电磁学的一个重要规律,对学生而言是以后分析和解决电磁学问题的理论基础,在高考试题中常以综合题的形式表现出来,要求学生能够灵活的运用。
【学情分析】
1、本人所教学校属于农村薄弱学校,绝大多数同学没有刻苦的学习精神,通俗的讲就是十分“懒笔”,但思维活跃,善于回答问题,不过还存在“眼高手低”的问题。
2、长期以来,教育教学过程中师生地位平等,以人为本,坚持学生的主体地位,教师的主导地位。
3、本节课是规律的探究课,呈现在学生面前的是现象,是问题,而不是结论。受应试教育的影响,在上课前告诉学生上课的内容,学生会将结论记住,在课堂上机械的,剧本式的配合老师,没有深入的思考,达不到教学的目的,因此本节课的教学没有要求学生预习。
4、面对新现象,新问题,且没有唯一固定的答案,学生有浓厚的探究欲望,为其思维的发散提供了较大的空间。从另外一个角度讲,本节内容,数学运算,物理理论要求不高,适当地又降低了学习难度,选择探究式教学是最佳的途径。
5、探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论,探究过程是产生创造思维的温床,过于重视结果可能会导致丧失探究热情,扼杀学生探究的欲望。
【教学目标】
1、知识与技能
a)通过实验探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。b)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
c)通过实验现象的直观比较,进一步明确感应电流产生的过程仍能遵循能量转化和守恒定律
2、过程与方法
a)观察实验,体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题。
b)尝试用所学的知识,设计感应电流方向的指示方案,并动手实验操作。
c)关注实验现象的个性,找出实验现象的共性,并总结出规律,培养学生抽象思维能力和创新思维能力。
3、情感态度价值观
热情:在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神; 参与:养成主动参与科学研究的良好学习习惯;
交流:在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
哲学思考:能够用因果关系和矛盾论的辨正观点认识楞次定律;
【重点难点】
重点:楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。
难点:感应电流激发的磁场与原来磁场之间的关系。
定律内容表述中阻碍二字的理解。
【设计思想】
本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考,备教材,备学生,备教法,始终把学生放在教学的主体地位,让学生参与,让学生设计,营造一个“安全”的教学环境,广开言路,让学生的思维与教师的引导共振。
整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”,结合实验探究总结楞次定律的内容,把规律的得出过程和方法放在首位,把学生的情感价值体验放在重要位置。总体教学布局如下表: 【教学过程】
一、实验引入,激发探究的欲望。
师(演示):用方形线圈在磁场中来回切割,导致灵敏电流计的指针左右来回摆动。
问:大家是否注意到,不同的切割方向,回路中产生的感应电流的方向是不同的。那么,感应电流的方向由那些因素决定?遵循什么规律?我们需要通过实验来探究这个问题。
二、学习新知,开始探究过程。
1、教师启发,完成电流方向的指示设计
师:我们要解决的问题是感应电流的方向问题,我们首先要做的什么呢? 生:感应电流方向的指示。
师:如何指示呢?有那些实验器材可以被我们所利用?
生:学生的回答可能有以下两种情况:
a:利用电路改装实验中的表头,没有电流时,指针在表盘的中央,当电流从不同的接线柱流入时,指针的偏转方向不一样,我们可以根据指针的偏转方向判定电流的输入方向。b:利用发光二极管的单向导电性,将二极管串连接入闭合回路,当二极管发光,表明感应电流的方向与二极管的导流方向一致。
(学生的知识得到了应用,能力得到了体现,导致学习热情高涨)
师:该设计怎样的电路来查明电流方向与电表接线柱,或者是电流方向与二极管发光的关系?
生:(同学之间交流,共同完成设计,对不同的结果给予适当的可行性评价)
师:(从同学的设计中,找到最佳合理设计)如图所示:
师:按照设计的方案,连接电路,辩明指示的方向并做简要的交代。
第三篇:中学物理教学论 中学物理教学设计
第九章
中学物理教学设计
第一节
教学设计概述
一、概述
教学工作是学校经常性的中心工作,作为一个中学教师来说,最基本的任务是搞好教学工作。要搞好教学工作,中心环节是备好课。备课是教师工作责任感的具体表现,是教师不断学习和提高教学能力的过程,是提高教学质量的根本保证。作为教师,要完成教学大纲中规定的任务,又要发展学生的智力,培养学生的能力,这就是中学教师备课的总要求。所以教师必须认真备课,做到心中有数,有的放矢。
1、备课的基本要求就是学习大纲,熟悉教材,了解学生,制定计划,编写教案。做到“三备”即:
备教材(钻研和熟悉教材,确定教学目的和重点、备知识、备实验、备习题); 备学生(分析研究学生、了解学生实际、明确教学难点);
备教法(处理教材,选择教法),就是通常所说的“备课”。不过这种备课(或叫传统的教学设计),往往是建立在教师个人经验基础上的,当然这种经验在课堂教学中发挥了一定的作用。在今后的教学中,这些经验还会不断地被总结和运用,因为它体现了教师在教学实践中的创造性。
但是,随着人们对教学功能认识的不断完善,对教学过程的要求越来越高,而且教学过程本来就是由诸多相互作用的要素所构成的复杂过程,因此仅仅以教师经验作为教学设计的基础,已不能适应现代教育的要求和发展。20世纪六七十年代以来,在世界范围内,特别是在教育发达的国家形成了一种新的教学设计观。
教学设计是以学习理论、传播理论等为基础,应用系统科学的方法来研究教学过程,综合考虑教学过程中的多种因素,在分析教学大纲、教材内容、学生特征的基础上确定学习需要,从而制定学习目标,根据学习内容的类型选择相应教学策略、设计教学模式、进行教学评价,及时反馈,从而实现教学过程的最优化。其最大优势是克服了传统备课中对教学状态的直觉描述,凭经验教学,教师的职业能力的提高全凭个人摸索的缺陷,能够充分利用人类对教育教学所积累的丰富知识,对新教师的迅速成长也是一条捷径。
2、课堂教学设计就是在课堂教学工作开始之前,根据现代教育理论的基本观点与主张,依据教学目标和要求,通过对教学过程各主要要素的系统分析,创造一种教学活动模式,并形成有序的流程,为教学工作提供行为的规范和具体的操作方案,以指导教学工作的实施。简言之,课堂教学设计的任务就是把教育理论转化为教学行为,并以教学模式和教学方案为其成果表现出来。
“教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论的指导下,在某种环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式”。教学设计必须最终落实到教学模式的设计上。教学模式具有层次性,并有总模式和子模式之分。目前流行的教学总模式有三种:
★传统的以教师为中心的教学模式(简称“启发教学模式”);
★基于建构主义的以学生为中心的教学模式(简称“学生中心模式”);
★既发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式(简称“双主模式”)。
“双主模式”可以根据学习内容和学习目标的不同要求,在基本保留课堂教学环境的同时,创造多元化的软、硬件环境,充分利用以计算机为核心的现代教育技术,通过人机交互去主动发现、探索、思考,培养学生的创新能力和认知能力,激发对学科学习的浓厚兴趣。而“学生中心模式”以建构主义的学习理论为基础,强调“情境”、“协作”、“会话”对“意义建构”的作用,强调学生的首创精神。这两种模式均符合当前素质教育以人为本的理念。所以高中物理课堂教学设计可以“双主模式”为主,适当使用“学生中心模式”(如课题研究等)。
二、物理课堂教学设计的内容
物理课堂教学设计应该包括物理教学的全过程所涉及的各个方面,主要有:
1、中学物理课堂教学目标的确定及教材处理;
2、中学物理科学方法和科学态度的教育;
3、中学生观察能力、思维能力和创造能力的培养;
4、物理课堂实验的设计;
5、物理学与技术、社会和生活的研究;
6、现代化教学手段与媒体的应用和设计;
7、知识的运用和问题的解决;
8、教学策略和教学模式的研究;
9、研究性学习的研究;
10、中学生物理学习评价的研究,等等。
三、物理课堂教学设计的原则
1、理论指导性与实践操作性相统一
物理课堂教学设计不能以感性经验为依据,而要以先进的教育思想和教育理论为指导,这样才能以先进的教育理论来规范教学实践,提高教学质量,以减少实践的盲目性,增加自觉性。正是为了发挥理论的指导作用,教学设计又必须把理论转化为教学行为,给出教学流程,明确可操作的方法。
2、整体设计与要素分析相结合
没有要素分析的综合是肤浅的,难以揭示事物的本质,而只有要素分析,没有综合,必然是孤立的,并且缺乏整体功能。因此教学设计既需要以整体为背景进行要素分析,又需要以要素分析为依据进行综合优化,使教学系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。
3、规范性与创造性兼顾
反映教学过程的发展是有客观规律的。只有规范才能保证教学质量和教学效率。但新思想、新理论的运用又必须创造,创造是对规范的完善与发展,二者是可以兼顾而统一的。
4、静态设计与动态设计并重
教学过程由教学初始状态、目标状态及二者的中间联系过程三者构成。因此教学设计既要重视静态设计(初始状态与目标状态)又要重视动态设计(教学过程的发展),使二者在相互促进,相互转化中向前推进。
5、施教者与学习者交互协调
教学过程既是施教过程,也是学习过程。教学设计的关键是要促进两者的交互与协调,但交互的出发点与落脚点都应该以促进学生的发展为目的。
讨论 根据教学设计的原则,自选一段高中物理教材中的内容进行教学设计。
第二节
物理课堂教学设计方案及案例
编写课堂教学设计方案就是常说的课时计划或教案。
教案一般是由教学内容、教学过程、教学方法、时间安排等综合编成的,是教师备课的总结、上课的依据,是检查备课质量和教学效果的参考。认真编写教案是积累资料、提高业务水平和教学能力、进而提高教学质量的重要手段。教案的形式可以多种多样,一般应包括以下几个方面:
1、教学课题:即章节标题或核心内容,并注明授课时间;
2、教学目标:包括对知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等三方面的要求;
3、实验教具及媒体:实验所用仪器、器材的规格、数量,教学所用的媒体;
4、教学过程:这是教案的主要部分,一般包括教学的主要内容(知识、公式、数据、例题、研究方法等)、程序安排、时间分配、习题作业、技能训练等;
5、课后分析:课后及时把教课中的激情灵感记录下来,以免情消意散、无法追忆。课后记录可以包括:教案的执行情况、教学目标是否达到、教法的选择和应用效果如何、学生的反映、疑难问题、典型错误、经验体会、存在的问题、今后教学建议、资料索引等。
教案要能反映教学的主要内容和教学方法,并且能反映出师生教与学的动态过程。
这里我们提供一个教案格式,并附案例供参考。
表10—1 教学参考格式
教案可以写成文字形式也可以编写成电子教案.
教师可以建立自己的电子备课平台(可参考:《物理教学探讨》2003.1.“点击物理教学资源,创建电子备课平台”)或者应用网络上介绍的“电子备课授课系统”(如洪恩数字校园系统中的一个组件--电子备课授课系统)。
利用计算机备课有以下几点优势:
1、有利于提高备课的速度,摆脱手工书写教案的种种苦恼,避免重复抄写的简单劳动,使教师有更多的时间去钻研教材和教法。
2、利用电脑具有信息存贮量大和信息处理速度快的特点,组建学科习题库可以满足教学中的需求,有利于精选习题和试题。
3、有利于课堂教学的现代化。课堂教学中恰当地使用幻灯投影、录音录像和多媒体电脑等电教手段,可以使教学过程更加生动、直观、形象和快捷,有效地促进教学过程的整体优化。
4、有利于对教学反馈信息的分析统计。利用电脑的数据处理软件(如EXCEL软件)进行学生考试成绩的分析统计,不但速度快、正确率高,而且可以十分方便地对考试成绩的各种数据(如难度系数、区分度、标准差等)进行统计分析。统计资料的保存和查找也十分方便,从而为教学研究和改革提供准确的数据资料。
5、有利于备课资料的保存和交流优秀的备课资料.
因此,作为跨世纪的教师应该有战略眼光,早日掌握电脑在备课中的应用技术,以适应现代化教学的需要。
备课:自选下列内容中的一个,按照教案的一般形式撰写教案
★惯性 惯性现象;
★压力 压强
★杠杆的平衡条件
★浮力产生的原因
★加速度的概念
★电动势的概念 阅读 “自由落体运动”的教学设计
2、渗透人文教育
物理学史是一部人类的进步史,每一项重大的发现,都联系着社会,联系着人。许多物理学家的治学态度、研究方法,以及他们的人格、品行,都是我们学习的榜样。因此,物理学史中蕴藏着极其丰富的人文思想。在指导学生学习物理知识的同时,适当进行一些学史的介绍,就能潜移默化地对学生进行人文教育。
读材料--伽利略对落体运动的研究,还可以阅读伽利略的传记。号召学生不仅要学习伽利略研究自然规律的科学方法,还要学习他尽管身处逆境却始终不屈不挠地探求真理的精神。
教师还应当指导学生正确评价亚里士多德在科学发展史上的地位:亚里士多德是古希腊的杰出学者,恩格斯称他是最博学的人。他的著作很多,对西方的哲学和自然科学的发展都有很大的影响。限于当时科技发展的水平,他在物理方面的论述,今天看来很多是不恰当的。但是,在两千多年前他能够通过观察、归纳,形成自己的一套理论体系,已经很不简单了。
3、引入新的教学理念
新的教学理念明确指出了3个维度的教学目标:知识和技能,过程和方法,情感、态度和价值观。因此,在设计教学时,不能只想着知识目标,还必须考虑另外两方面的教学目标。在“自由落体运动”这节课中,“测定反应时间”的教学可以使这3个维度的教学目标融于一体:
(1)师生合作做一个小游戏
教师出示一枚金属小书签,用两个手指捏住书签上端。请一位学生,伸出拇指和食指,在书签下端做捏书签的准备.告诉学生,如能捏住,就送给他做纪念。
在学生注意力不集中时释放书签(措施:教师若无其事地对学生说,这枚书签漂亮吧?说的同时,松手),学生一般捏不住.可鼓励该生再捏一次,这次教师要有意识地让他捏住(措施:书签的下端距学生的手远些).
然后,教师指出这个小游戏能检验人反应的灵敏程度,引出“反应时间”的概念。(2)指导学生设计一个测定反应时间的实验
看到桌上的直尺(带刻度、长30 cm),联想到刚刚做过的小游戏,多数学生已经有了一些想法。
请一组学生谈谈他们设计的方案:原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。其他组学生不断补充。最后,形成完整的实验方案:
[原理]
人的反应时间等于直尺下落的时间 [器材]
直尺、计算器.
[操作]
一人捏住尺子的上端,保持直尺竖直不动.另一人两手指呈捏的姿势,在直尺的下端零刻度处等待.前者释放,后者捏住(注意后者要紧盯着前者的手,且在捏的过程中后者的手不能向下移动)。[读数] 测出直尺下落的距离s,即后者捏住处的刻度值。
处理数据]
根据位移公式s=1/2gt2可计算出直尺下落的时间,即人的反应时间t =(2s/g)1/2 学生分组做实验,测定自己的反应时间。(3)教师用一根“神秘”的尺子检测,直接读出反应时间。让学生猜一猜这根尺子的奥秘。学生经过思考能够明白,教师事先完成了时间和位移的转换,把时间标在了尺子上。
这样就制成了一把“反应时间测量尺”。
(4)提出一个研究性学习小课题 建议学生在课外动手做一把“反应时间测量尺”,用它跟踪检测自己的反应时间;检测不同人群的反应时间(性别、年龄、职业等)。研究采集到的数据,总结出反应时间跟哪些因素有关,等等。
4、应用现代信息技术
以计算机和互联网为代表的信息技术,正以惊人的速度改变着我们的生存方式和学习方式。为适应数字化生存新环境,我们在物理教学中应当积极探索应用现代信息技术,提高教学的效率。
在“自由落体运动”这节课的教学中,现代信息技术的应用体现在两方面:
(1)用Microsoft PowerPoint编制了计算机教学软件,将文字、表格、图片、动画等投影到大屏幕上,替代了板书。
(2)用自由落体仪、光电计时装置和计算机(硬件、软件)研究自由落体运动的位移s和时间t的关系,测定重力加速度g。自由落体仪如图所示,立柱的上端有一个电磁铁,通电,小钢球就被吸引住;断电,小球做自由落体运动。在立柱上有4个可移动的光电门,当小球经过某一光电门时,利用光电计时装置就能测出小球下落到这个光电门所用的时间。
从刻度尺上读出小球末端的位置和4个光电门的位置,输入计算机,就能得到小球下落到4个光电门时经过的位移s,相应的时间t由光电计时装置侧出后直接传送给计算机。
这样,小球下落一次,就能得到4组实验数据。
编制的计算机软件不仅能记录实验数据,还能处理实验数据:
建立一个坐标系(纵轴s。,横轴t,在坐标平面上描点,让学生看看这4个点在排列上有什么特点(看不出它们在怎样一条曲线上)。换一个坐标系(纵轴s,横轴t2),能够看出4个点差不多在一条直线上。
根据这4个点拟合一条s-t2图线:
差不多是过原点的一条直线。改变光电门的位置,多做几次。大量的实验可以证明:自由落体运动的位移s与所用时间的平方t2成正比.所以,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线。
根据实验数据还可以计算出重力加速度g的数值(s-t2图线斜率的2倍)阅读 “自由落体运动”教案
第三节 教学反思
对教学的反思如同人照镜子,通过照镜子可以发现自己在教学中的成败得失,从而了解自己今后努力的方向。反思中发现的问题可以提醒我们去思考,学生是怎样学习的,教学应该如何针对学生的学习特点去设计,教学设计如何体现课程标准所反映的基本理念。在不断的反思总结过程中,自己的理论水平和教学能力也得到不断提升,教师的成长就是一个反思的过程。
一、什么是教学反思
如维拉认为“反思性教学是教师借助发展逻辑推理的技能和仔细推敲的判断,以及支持反思的态度进行的批判性分析的过程。”这个定义告诉我们,反思性教学依赖理智的思考和批判的态度,是教学主体自我解剖的过程。在教学反思中,教师主动、自觉地把自己的课堂教学实践作为认识和分析的对象,进行全面、深入、冷静地思考和总结,从而进入更优化的教学状态。
教学反思的特征:
第一,教学反思以探究和解决教学问题为基本点。在反思性教学过程中,反思不是一般地回忆教学情况,而是对教学目的、教学方法、手段、评价等在课堂上对学生所产生的实际效果的再认识,找出存在的问题。
第二,教学反思以追求教学实践的合理性为动力。这主要从两个方面表现出来,一方面之所以要反思,主要是为了进一步改进教学,使之向着更合理的方向迈进,另一方面通过反思发现的新问题,能够唤起教师对教学的责任心,促使教师以教育理论作指导改进教学。
第三,教学反思是教师全面健康发展的过程。正如一个婴儿的成长过程是一个不断面临问题,解决问题的过程一样,教师的成长也会经历一个从失败、再失败,找出失败的原因纠正存在的问题,最后走向成功的过程。这其中反思教学起到重要的作用。可以说,能够对自我进行全面、恰当的反思是成功教师的必要条件。
第四,教学反思是一种个性化的行为。反思的过程是教师自觉自愿地把自己的实践活动作为认识对象进行照镜子的过程,属于“个人奋斗”的行为,别人不可替代的个性化特征。这种自我剖析的过程源于教师敢于怀疑自己,敢于和善于突破自我、超越自我的高目标追求。第五,教学反思是一种有益的思维活动和再学习过程。一个优秀教师的成长过程离不开不断的教学反思这个重要的环节。教学反思可以进一步激发教师终身学习的冲动,不断的反思会不断地发现困惑,“教然后而知困”,不断发现一个个陌生的我,从而促使自己拜师求教,书海寻宝。教学反思的过程是激活教师的教学智慧,探索教材内容的崭新表达方式,建构师生互动机制及学生学习新方式的过程,也是教师人生不断辉煌的过程。
二、教学反思的方法
通常教学反思的方法有行动研究法和对比法两种。
教学设计的内容必然要实施,将实施的过程作为认识对象与课程理念、教学目标等进行对照,同时开辟绿色信息通道,不断地获取学生的反馈意见,并将它作为另一个认识对象进行分析,最后把两个具体的认识对象统整在一起来剖析教学设计和实施过程,为改进和提高教师自己的教学水平提供参考。这样的研究方法属于行动研究法。
教学反思需要跳出自我、反思自我,所谓跳出自我就是经常地开展同行之间地交流,倾听他人的教学设计思想,观摩其他教师的课堂教学,研究富有经验的教师的长处,尤其是要研究优秀教师、特级教师的独到见解,他山之石,可以攻玉,通过比较学习,找出理念上的差距,方法、手段、评价上的差异,从而提升自己。另外,参考国外教材和教学中的独特设计也会产生很大的启发。这样的研究方法是对比法。
阅读 “单摆”的教学设计
教师:广州人冬天去哈尔滨旅游,买了一台漂亮的摆钟,买的时候很准,但由于两地的温差很大,到了广州摆钟就不准了,为什么呢?能不能将它调整过来呢?
这个教学设计创设了一个问题的情景,可以启发学生在上课开始时就思考,但是,让学生思考的这个问题很难亲身体验,能不能创设一个学生可以亲身体验的情景,然后自发地提出问题呢?为此剖析如下一个相同内容的教学设计。
⑴活动的组织形式
教师将学生分成四人一组,每一个同学在小组中承担一定的任务,如:实验材料的管理员、观察实验的记录员、代表小组的交流汇报员、噪声控制员等。
⑵活动的过程
材料管理员可以到实验台(讲台)上领取一段绳子、一把剪刀、一卷胶带和几个尺寸、质量各不相同的硬币。
每一组同学利用这些材料完成如下工作:
·用胶带将铅笔的一端固定在桌子的旁边,铅笔的另一端露出桌子的边沿;
·把回形针系在绳子上,把硬币插在回形针中,绳子的另一端系在露出桌边的铅笔上;
·由硬币、回形针和绳子组成的摆能够自由摆动;
·测量物体在15秒内的摆动次数。
·各组的记录员把测量结果记录在黑板上的数据表中。
⑶发现并提出问题
当全班各组学生测量的数据出现在黑板上时,就会发现每一个组记录的摆动次数都是不一样的。一场关于为什么会出现这种现象的热烈讨论开始了。
⑷进行猜测或假设
学生们认为造成摆动次数的差异可能有:
·摆动次数测量得不对或者时间测得不准,(每组可以重复实验一次);
·绳子的长度不同;
·硬币的尺寸不同;
·硬币的重量不同;
·物体摆动时的起始高度不同;
·„„
分析两个案例可以发现后者能够让学生“经历科学探究的过程,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,能计划并调控自己的学习过程,在教师的引导下通过自己的努力解决学习中遇到的一些问题,有一定的自主学习的能力;能够培养学生一定的质疑能力分析、解决问题的能力和交流、合作的能力”这些正是新的高中物理课程标准的具体目标。
讨论 “你在微格教学技能训练的过程中是如何反思自己的教学的?学习了本节的内容后你认为应该如何反思自己的教学?
第四篇:中学物理教学设计复习题
中学物理教学设计复习题
第一部分:简答题(续)
1.简要说明教学目的与教学目标的区别
2.简要说明行为教学目的四个要素
3.举例说明物理教学媒体选择的依据
4.简要说明中学物理教学过程的发展功能
5.简要说明中学物理教学过程设计要突出以学生发展为主旨的三维目标
6.简要说明中学物理教学过程设计要突出学生的学习过程
7.简要说明中学物理教学评价的含义
8.简要说明中学物理教学传统评价观和发展性评价观在评价功能方面的区别
9.举例说明物理概念同化的含义
10.举例说明物理习题教学具有巩固和理解知识的功能
11.举例说明物理复习课的作用
9.简要说明物理复习课的类型
第五篇:中学物理教材分析和教学设计
中学物理专题研究
中学物理教材分析和教学设计
专题一:中学物理教材分析
一、中学物理教材分析的目的和意义
• 中国有句古话:“凡事预则立,不预则废。”强调了准备工作对于成功的重要作用。教师为了上好课,取得良好的教学效果,就必须熟悉和掌握所用的教材,为此必须对教材进行分析。只有对教材进行正确的分析,才能根据教材的内容和要求,确定教学目的,明确教学重点、难点,结合教学实际,制定出好的教学方案,以充分发挥教师的主导作用,使教学过程最优化,创造出高效课堂。为此必须对教材进行分析
二、教材分析的重要性
• 教材是依据课程标准编写的科学文化知识的载体,是教师实施教学的主要依据,也是学生获取知识、发展能力、培养品德的重要来源。• 分析教材是教师的基本功和基本素养
1、是备好课、上好课的关键,是进行教学设计的第一步。
2、教材分析的过程,也是增长专业知识、促进教学修养的过程。
• 3.挖掘教材的隐含知识和隐含价值 • 4.提升教师基本功
三、中学物理教材分析的方法
• 从分析教材的地位和作用入手
• 分析教材的内容和结构,明确教学知识目标、重点和难点 • 挖掘教材的科学方法、能力培养因素
• 挖掘情感态度价值观因素,分析教材中的学习心理问题 • 设计适当的教学方式或提出合理的教学建议。
• 教材分析的前提是阅读教材,基本步骤可概括为“四读”:泛读、通读、细读、精读。
一、泛读有关资料,明确课程的地位和任务 •
1、物理课程标准、教学参考书 •
2、大学物理、初(高)中物理教材 •
3、有关期刊杂志等 •
二、通读整个教材,对教材有一个总体认识
• 所谓通读,是指教师阅读所教全部初中或高中物理教材。
• 了解整个教材的基本内容、知识体系、结构特点以及各部分知识之间的内在联系和逻辑关系
• 结合课程标准的精神,分析教材的编写意图、内容选取、程度要求、风格特点等。•
三、细读每一部分教材,进行整体分析
• 所谓细读,是在通读的基础上,对物理教材中的某一部分(通常指一篇教材或联系比较密切的二三章教材)进行深人研究,从整体上对该部分教材进行分析。• 通过分析要搞清楚以下几个方面的问题: • ①该部分教材中知识的逻辑结构;
• • • • • • • • • • • • • ②该部分教材中的重点知识和难点知识;
③该部分教材知识在生活、生产、科学技术、社会中有哪些重要的实际应用; ④该部分教材中包含了哪些科学方法和能力培养的因素; ⑤该部分教材渗透了哪些情感态度价值观教育的因素; ⑥该部分教材的地位和作用是什么。
四、精读每一节教材,进行具体分析
所谓精读,是在细读的基础上,对物理教材中的某一节进行深人钻研,分析每一段,研究每一句,斟酌每一词与每一字,细致、具体地分析教材。精读做到以下几点:
①透彻理解该节教材中的全部知识;
②弄清本节教材在整篇教材或整个物理教材中的地位,课程标准对与其相关内容的具体标准是什么;
③找出本节教材中所蕴涵的学习心理特点,学生学习时易犯的错误及其原因、难点的成因及突破方法;
④分析本节教材的教学特点和讲清知识的关键,选择合适的教学策略、方法、设计教学过程,考虑如何通过知识教学培养能力、训练技能和方法以及进行情感态度价值观教育等。
四、某一节课教材分析的一般内容
1、出处:教材是那本教材哪一章哪一节
2、地位和作用
3、风格特点
4、分析教材的内容和知识的逻辑结构
• 具体分析时,要从整体到局部依次进行,具体内容: • 1.知识的逻辑结构
• 知识的逻辑结构指教材整体或教材某章节的重点知识和方法之间的主要内在联系方式。
• 分析知识的逻辑结构的方法:
一、要阅读教材,找出主要知识点,如概念、规律、重要实验等,并将所有的知识点编号
二、按它们在教材中出现的先后顺序依次排列,每一个知识点用一个方框表示,作用相近或重要程度相近的知识点并列安排;
三、之后在有内在联系的知识点之间画箭头,箭头方向从前概念指向后续概念,从背景知识指向扩展知识。最后整理成体现内在联系的知识结构图。
5、分析需要调整、补充的地方
6、分析挖掘拓展教材的隐形知识和价值
二、学情分析
1、先备知识与技能 •
2、心理特征
3、认知特点与能力
三、分析教学的重点和难点
重点是由它在物理学中的地位、应用的广泛程度、对培养能力的作用以及教学要求和学 2 生的基础诸方面综合而定的,一般说来都是基本物理概念、基本物理规律和基本研究方法。特别要强调的是教材的能力因素分析,应该成为确定重点知识的一个依据。
• 例如,从电磁感应实验不仅可以得出电磁感应定律,更重要的是它在培养学生思维能力方面有着不可忽视的作用。
• 难点是教师感到难教学生感到难学的知识,是由教材的特点以及学生学习物理的思维规律和特点决定的,通常出现在学生的认识障碍之处。• 知识本身需要复杂的思维过程;学生原有认识结构与需要学习的知识结构相差太大,不容易引起同化顺应过程;感性认识不足或原有的感性认识不全、不正确,对理解新知识造成干扰,形成知识的负迁移等,都会成为教学的难点。
四、分析确定三维教学目标
1、知识与技能分析
• 知识与技能分析就是在全面阅读教材的基础上,以现代教育思想为指导,从不同层次对教材涉及的知识进行多角度、多方位的分析。
• 通过知识分析,明确编者意图,教材所选内容的特点,作用与地位;了解教材的体系及逻辑结构,进而明确教材的逻辑结构、重点、难点;同时挖掘思想教育、科学方法以及能力培养等因素。•.知识的应用
• ①知识的应用十分广泛
物理学是一门应用十分广泛的基础科学,其知识不仅是解物理习题,还包括在工农业生产中的应用,在日常生活中的应用,在科学技术发展与前沿中的应用,解释自然现象,解决社会问题。
• ②理论联系实际
主要突出怎样用基础知识分析解决实际问题,切忌大讲特讲生产环节和技术细节,要突出物理原理
2、过程与方法分析
分析并挖掘该节教材包含了哪些科学方法和能力培养因素,分析本节教材的教学特点和讲清知识的关键,选择合适的教学策略、方法、设计教学过程;讲清如何突出重点,如何突破难点;考虑如何通过知识教学培养能力、训练技能和方法以及进行情感态度价值观教育等。过程与方法分析是以教材内容为基础,以物理学的发展史料为线索,运用物理学发展中的基本研究方法对比、分析与挖掘、总结教材中的方法论因素,制定教学策略,设计教学过程。让学生体验知识的发现过程,进而使学生掌握物理学的研究方法。
• 物理学方法论因素指教材中所体现的研究物理学所应用的各种基本方法,有常规方法和非常规方法。
• 常规方法:观察、实验、逻辑思维、数学方法 • 非常规方法:直觉、猜想、灵感 • 其主要表现在以下几个关键地方: • 知识点建立时;(速度概念建立)• 知识点纵向引伸时;(从速度到加速度)• 知识点横向扩展时;(速度到平均速度、瞬时速度、光速)• 知识点应用时。(向心加速度,车辆转弯时的路面为什么里低外高。)
3、情感态度价值观分析
分析挖掘该部分教材情感态度价值观因素,分析教材中的学习心理问题,关注学生的情 3 感,使学生形成科学的态度,使学生具有正确的价值观是提高教育效率和教学效果的有效途径,而且可以充分体现以学生为主体的教育思想。
• 情感态度价值观分析主要是一种心理分析,主要是对非智力因素的分析。• 心理分析的内容包括:
• 认识过程:感知、表象、思维、记忆(智力因素)• 意向过程:兴趣、情感、意志(非智力因素)• 个性特征:能力、性格(非智力因素)• 价值观:
• 情感态度价值观分析一般有两个途径:
• 一是分析教材的整体结构设计、内容选取与安排、教材的主要风格和特点等方面是如何考虑和适应学生情感态度价值观发展的;
• 二是分析学生在物理学习的具体环节中的所蕴藏的情感态度价值观因素,以便在教学实施过程中更好地落实教学要求。• 教材情感态度价值观分析的作用:
1、可以充分调动学生学习内因,提高教学效率;着重分析学生的学习心理
2、便于在教学过程中有意识、有计划地培养和改善学生的心理素质,发展学生的智力因素和非智力因素;
3、根据学生心理特点进行思想教育;
4、还可以通过心理分析,弄清学生的思维障碍,突破学习难点。
五、分析确定教学方法和学习方法
为了体现教师的主导地位和学生的主体地位,在教学实施过程中,将采用教师引导和学生探究相结合的启发式教学,同时利用多媒体辅助教学,增强直观效果。
教学模式:启发—引导模式、自主-讨论模式、探究模式、课题研究模式、合作学习模式等 教学方法:讲授法、讨论法、谈话法、实验法、阅读法
教学策略:概念转变策略、任务驱动策略、图示策略、分层教学策略
六、分析教学用具
七、分析设计具体教学过程
1、教学流程
2、新课引入
导入新课是课堂教学过程的重要环节之一.成功地引入课题, 可以集中学生的注意力, 引起浓厚的学习兴趣, 把学生迅速带入物理情境之中.“引入”要密切联系学生的实际, 要有明确的目的, 要具有启发性和趣味性.一般来说, 可以利用以下几种方式引入课题:(1)利用演示实验;(2)联系生产生活实际;(3)讲述物理学史或物理学家的故事;(4)“以旧带新”;(5)提出不足;(6)反向提问等.3、新课教案(简案)
4、例题、检测题教学分析:
5、补充例题:
6、小结作业:课本配套习题分析:
八、板书设计
九、教学反思
专题二:中学物理教学设计
中学物理教材分析、教学设计、和课堂教学是教学工作的三个重要环节。教学设计就是以物理教学理论为指导,应用系统科学的方法,综合考虑教学过程中的诸多因素,在分析教学目标、教学内容和学生特征的基础上确定教学问题和需求,选择高效的教学模式、教学策略、教学方法和教学评价方式,形成有序的流程为教学过程提供行为规范和具体的操作方案,以指定教学过程的实施。
教学设计就如同一张行军图,没有它,就不能实现性出发地到目的地的行军,同理,如果教学不按照一定的设计和计划进行,就不能顺利的完成任务 中学物理教学原则
教学原则是根据教育、教学目的, 反映教学规律性而制定的指导教学工作的基本要求.各门学科的教学, 由于它们的研究对象、研究方法和教学对象的不同, 均有各自特殊的内容、方法和活动方式.对于中学物理教学, 除应遵循教学过程的一般规律以外, 还应依据我们对物理教学过程的本质、特点和规律性的认识, 从物理学科本身的特点出发, 结合中学生学习物理的心理因素和认知结构, 发挥周围物理环境的作用来组织教学活动.我们认为, 物理教学中的教学原则不应照搬教育学中提出的教学原则或只加一些实例、说明,应该把教育学原理与中学物理教学过程紧密结合起来, 形成在中学物理教学过程中应当明确提出和切实贯彻的中学物理教学原则.这些原则可以初步提出以下五条, 即:(1)科学性、教育性、艺术性相结合的原则;在进行物理学这类自然科学的教学时, 首先应当注重教学的科学性.无论是对物理现象、物理概念和物理规律的描述与表达, 还是实验或练习题的内容、数据等等, 都应当是正确无误的.教学的科学性要求教师正确的应用术语.对于重要的物理概念或规律的阐述, 一定要注意用语要正确, 表达要确切。教学永远具有教育性.,.思想教育主要是世界观和人生观的教育.要培养学生辩证唯物主义的世界观(2)激发学习兴趣和探究欲望的原则;(3)创设物理环境、突出观察、实验、探究的原则;(4)启发思考、教给方法的原则;(5)联系生活、技术、社会的原则
一、教学设计的原则
1、理论指导和实践操作相统一的原则
中学物理教学设计不能以感性经验为依据, 而要以先进的教育思想和教育理论为指导, 来设计和规范教学过程, 提高教学质量, 以减少实践过程中的盲目性, 增加自觉性.正是为了发挥理论的指导作用, 教学设计又必须把理论转化为教学行为, 给出教学流程, 明确可操作的方法.2、整体设计和要素分析相结合的原则
没有要素分析的综合是肤浅的, 难以揭示事物的本质, 而只有要素分析, 没有综合, 必然是孤立的, 并且缺乏整体功能.因此教学设计既需要以整体为背景进行要素分析, 又需要以要素分析为依据进行综合优化, 使教学系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态.3、规范性和创造性相兼顾的原则
教学过程的发展是有客观规律的.只有规范才能保证教学质量和教学效率.但新思想、新理论的运用又必须另辟蹊径 创造是对规范的完善与发展, 二者是可以兼顾而统一的.新课程强调培养学生的科学探究能力,这是一个新课题,必须有所创造。
4、静态设计和动态设计并重的原则
教学过程由教学初始状态、目标状态及二者的中间联系过程三者构成.因此教学设计既要重视静态设计(初始状态与目标状态)又要重视动态设计(教学过程的生成和发展), 使二者在相互促进, 相互转化中向前推进.5、教师和学生交互协调的原则
教学过程既是施教过程, 也是学习过程.教学设计的关键是要促进两者的交互与协调, 但交互的出发点与落脚点都应该以促进学生的发展为目的.为此应以教师为主导、学生为主体。
二、教学设计的内容
1、制定教学目标
2、分析教学内容
3、分析学生和教学环境,物理学与技术、社会和生活的研究;
4、选择教学模式、方法和策略
教学模式:启发—引导模式、自主-讨论模式、探究模式、课题研究模式、合作学习模式等
教学方法:讲授法、讨论法、谈话法、实验法、阅读法
教学策略:概念转变策略、任务驱动策略、图示策略、分层教学策略
5、利用和开发资源,现代化教学手段与媒体的应用
6、制定测评工具
7、教学反思及修改
专题三:中学物理教材分析、教学设计的案例
一、关于物理实验的教学分析和教学设计
物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验对物理学的形成和发展起着根本性的作用,是物理学发展的源泉,也是实践检验物理理论的唯一标准,物理课程标准把科学探究及物理实验能力纳入内容标准提出了基本要求,物理实验占有重要地位,对提高学生的科学素养起着关键地作用,中学物理实验的分类:
1、演示实验:要有明确的目的、要明显和直观、要安全可靠确保成功、正确对待演示中的失误切忌弄虚作假,要有启发性
2、学生分组实验
基本仪器实验训练性实验
验证性实验:过程:准备阶段、操作阶段、总结阶段 探究性实验:一般过程和教学要求
3、随堂实验。
实例分析:探究功与物体速度变化的关系,探究加速度、力、质量的关系
二、关于物理概念的的教学分析和教学设计 物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映, 是物理事物的抽象.是观察、实验和思维相结合的产物。使学生形成、理解和掌握物理概念, 进而掌握物理规律, 发展认识能力, 是中学物理教学中的核心内容之一。
一、物理概念教学的重要性
1、物理概念是物理学最重要的基石
任何一门学科, 如果没有一些概念作为分析、综合、判断、推理等逻辑思维的出发点, 就不可能揭示这门学科的内容, 形成学科的体系与结构, 也就失去了这门学科存在的价值.纵观物理学内容, 大体可分为物理现象、事实、概念、规律和理论.其中物理概念是物理规律和理论的基础.因为物理规律(包括定律、原理、公式和定则等)揭示了物理概念之间的相互联系和制约关系.例如, 如果学生对力、质量和加速度这几个概念搞不清, 那就无法理解和掌握牛顿第二定律, 更谈不到正确应用了.可以这样说, 如果没有一系列物理概念作为基础, 就无法形成物理学的体系.例如, 若没有电路、电流、电压、电阻、磁感应强度、电磁感应等一系列概念, 就不能形成电磁学;同样, 若没有光源、光线、实像、虚像等一系列概念, 也就无法形成几何光学.所以, 在中学物理教学中, 要使学生比较系统地掌握进一步学习现代科学技术所需要的物理基础知识, 首要的就是让学生掌握物理概念.2、让学生掌握好物理概念是物理教学的关键
教学实践表明: 物理概念是物理基础知识中既不易教也不易学的内容.目前中学生普遍感到物理难学, 其症结之一就在于物理概念教学没有搞好.在教师方面, 往往是由于不同程度地存在着只注意让学生多做练习, 而不注重让学生形成正确的物理概念的现象;在学生方面, 往往只注意背定义、记公式、做练习题, 而
忽视了对物理概念的理解.其结果必然是丰富的物理含义被形形色色的数学符号所淹没, 概念不清就会越学越困难, 怎么还谈得上知识的灵活运用呢? 事实上, 能否使学生逐步领会某些重要的基本概念, 如力、功、能等等, 达到教学要求,不仅直接影响学生对某一章节的学习, 而且会影响对整个物理学的学习.所以,让学生掌握好物理概念是物理教学成功的关键.3、物理概念教学是培养能力、开发智力的重要途径
学生形成、理解和掌握物理概念是一个十分复杂的认识过程.在这一过程中, 要在物理环境中通过观察、实验获取必要的感性知识, 或者用实验对结论进行检验, 要运用物理学方法, 通过复杂的思维过程(分析与综合、比较、抽象与概括)把新事物与自己认知结构中原有的概念联系起来, 通过同化或顺应来认识和理解新事物;还往往要运用数学知识和数学方法来表达概念.形成初步概念以后, 还要从与其它概念的比较、分析中, 从新旧概念之间的联系中, 从学习有关的物理规律中, 从反复应用概念去解释现象或解答问题中, 不断加深对概念的认识和理解.所以, 引导学生形成物理概念和发展对概念的理解, 是学习物理学方法、培养学生多种能力(特别是思维能力)、开发学生智力的重要过程和途径.二、物理概念的特点:
1、物理概念是观察、实验和思维相结合的产物
2、大量的物理概念具有定量的性质
许多物理概念所反映的客观事物的本质属性具有明显定量的性质, 也就是说, 概念可以用一个可测量的量来表示, 如速度、加速度、电场强度、电阻、电压等, 这类概念称为物理量.以速度为例, 它是反映物体某时刻运动的快慢和方向这一属性的, 然而物体运动的快慢程度只有用一个量才能准确地反映出来.例如:某人某时步行的速度是 5 m/s 向东, 这就能准确地反映出这个人走的快慢和方向.由于物理量有确定的量的性质, 因此总是可以跟数学和测量联系起来.7
3、物理概念是不断发展变化的
三、物理量的分类。按照它反映客观事物属性的性质来分, 可分为:
1、状态量和过程量.状态量是描写状态的物理量.研究对象的状态一定,它就有确定的量值.如速度和位置坐标是从运动学角度描写物体状态的物理量;动量、能量(动能和势能)是从动力学角度描写物体状态的物理量;压强、体积和温度是描写气体状态的参量, 也是状态量.状态量往往可以用态函数来表示.过程量是描写过程的物理量.力学中的位移、功、冲量, 热学中的热量等等都是过程量.一般说来, 不同的过程, 具有不同的量值.2、性质量和作用量.性质量是描写物质或物体的某种性质的量, 如密度、劲度系数、比热容、电阻、电场强度、介电常数、磁感应强度、电容等等.作用量是描写物体间相互作用的量, 如力、力矩、功、冲量等.3、矢量和标量.有些物理量它们既有大小, 又有方向, 是矢量, 如力、速度、加速度、动量、电场强度„„.矢量的叠加应遵循几何学法则, 即平行四边形法则.只有大小、没有方向的量, 是标量, 如时间、质量、功、能、电势、电流„„.标量
4、相对量和绝对量.凡与选择参照物或坐标系有关的物理量都是相对量, 如位移、速度、动量、动能、势能、功、电场强度、磁感应强度等等.凡与参照系的选 择无关的物理量都是绝对量, 如各种普适恒量, 再如在两个惯性参照系符合伽利 略变换的条件下, 力、加速度、质量等等.5、物理量按国际单位制又可以划分为基本物理量和导出物理量.基本物理量是人们根据需要而选定的.基本量不是用其它物理量来定义的.基本量的数目应该是能融洽一致地和明确地描述物理学中所有各量所必需的最小数目.目前, 国际单位制中采用的基本物理量有七个, 即长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度和物质的量.它们的计量单位分别是米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉和摩尔.导出物理量是以基本物理量为基础、按照某种定义或根据有关公式推导出来的物理量, 因此一切导出物理量都可以用基本物理量的组合方式来表达.在力学中, 所有的物理量都可以由长度、质量和时间这三个基本量导出;在电学中, 除了上述三个基本量, 再加上电流这一基本量, 就可以导出所有的电学物理量.还有些物理概念, 虽然没有直接的定量性质, 但在表述和研究它们时, 往往离不开定量的描述.例如,“机械运动”这个概念, 实际上表示物体在空间的位置随时间的变动, 这里归根到底仍然涉及位置与时间的函数关系.正是由于组成物理学的基石———物理概念大多具有定量的性质, 因而研究物理学, 就必然离不开数学和实验测量
四、物理概念的教学要求
在众多的物理概念中, 有为数不多的概念是基本概念.所谓基本概念, 是指物理学中最基础、最核心的概念.它们在物理学发展过程中贡献最大, 它们反复出现在许多定律中, 并经常运用, 而且最有生命力.(一)、明确建立概念的事实依据和研究方法
要使学生形成正确的概念, 首先应从具体的事例出发, 即通过联系学生在生活实践中观察到的物理现象, 列举各种事例及进行必要的实验等等, 使学生明确建立概念的事实依据, 使之对有关的物理现象和过程有必要的感性认识, 以建立起对研究对象的正确清晰的表象, 这是形成概念的基础.其次, 概念的形成, 并不是感性材料的堆积, 而是对物理现象和过程等感性材料进行科学抽象的产物.因此, 在学生已有足够数量的感性认识的基础上, 就要引导他们进行科学的抽象,即引导他们运用比较、分析、综合、想象、归纳、概括等方法, 去逐步抓住事物的本质特征, 以达到认识从感性到理性的飞跃.所以在概念教学中, 既不能只提 8 供形成概念的事实依据而不同时引导学生进行科学的思维活动, 也不能只是从概念到概念, 从理论到理论的简单“演绎”.不同的概念, 它们的引入和建立的方法可能各不相同.在中学阶段, 建立物理概念主要有以下几种方法.1.物理概念是科学抽象的成果.在中学物理教学中, 常用的抽象方法有以下三种:(1)分析概括一类事物的共同本质特征(本质属性)像前面谈过的机械运动、平动概念, 就是通过分析、比较、综合、概括、抽象出事物共同的本质特征.小孩形成“人”、“房子”等概念时, 就运用了这类抽象的方法.所不同的是, 形成日常生活中的那些概念时, 事物的共同特征比较直观, 容易理解, 而物理学中抽象出来的共同特征不那么容易琢磨, 需要有足够的、典型的感性材料做基础, 更加注意通过分析、比较, 认识所列举的同一类事物的共同特征, 以及容易混淆的两类事物之间的根本差别, 才能形成比较清晰的概念.(2)把物质、运动的某种属性隔离出来, 得到表征物质或运动的某种性质的物理量如密度、速度、比速度、比热容、电阻、电场强度、磁感应强度等等, 这种类型的抽象, 特别是用两个(或几个)物理量的比值来定义的物理量, 在中学物理教学中用得很多, 而学生常感到困惑.我们应当通过一些重要物理概念的教学, 教会学生这类抽象方法.(3)用理想化方法进行科学抽象
质点、刚体、理想气体、检验电荷、纯电阻等等, 是把研究对象本身理想化;无摩擦的表面、绝热容器等等, 是把物体所处的条件理想化;匀速直线运动、简谐振动、光的直线传播等等, 是把物理过程理想化.理想化方法就是对所研究的事物突出起主要作用的性质或条件, 完全忽略其它性质或条件而进行的一种科学抽象, 它反映所研究事物的本质特征, 呈现所包含的主要矛盾.理想化方法是物理学研究中最基本、最重要的思想和方法之一.2.物理学中的概念组成一个体系.各个概念间有着紧密的逻辑联系, 一个理概念往往既是前面概念的发展, 又是后面的概念的基础.因此, 抓住新旧概念的逻辑联系展开, 也是建立物理概念的方法之一.具体的方法有:(1)推导法.就是依据概念之间的联系, 从一个或几个已知概念推导出另一个概念.例如, 由速度、速度增量、加速度等概念推导出向心加速度等等.(2)类比法.借助类比来引入和建立概念的例子很多, 如类比水压引入电压、类比光波讲物质波、类比重力势能研究电势能等等.(二)、理解物理概念的内涵
物理概念的内涵就是指概念所反映的物理现象、物理过程所特有的本质属性.在概念教学中, 必须使学生理解概念的内涵.讲授物理量的内涵时, 教师除了应用语言文字把它所反映的本质属性定性地给予表达以外, 还要由定性分析进入定量分析, 给出它的定义式.用数学公式定义物理量最严密、最精确、最概括.定义式从质和量的两个方面反映了物理量的内涵.例如, 加速度的定义式、分别是 C量度公式, 不是决定条件式等等.在教学中, 要引导学生分清物理量的量度公式和它的决定条件.(三)、了解物理概念的外延
概念的外延就是指具有概念所反映的本质属性的对象.通常说的概念的适用范围就是指概念的外延, 它说明概念反映的是哪些对象.例如, 重力、弹力、摩擦力、磁场对电流的作用力, 属于力这一概念的外延.在概念教学中, 对一些重要的基本概念, 要逐步使学生了解它的外延, 使学生通过对物理概念外延的学习,逐步深化和扩展对概念的理解.(四)、了解概念与有关概念的联系与区别
联系的观点是认识事物、研究事物的一个基本观点.在教学中, 揭示不同概念之间的联 9 系, 有助于学生理解知识间的内在联系, 从而加深和扩展对所学概念的认识和理解, 也有助于逐步掌握学科的基本结构.通过比较、了解概念之间的区别, 就能使学生分清不同概念所反映的不同本质属性, 避免概念之间的混淆不清.这对于学生正确地理解概念也是十分必要的.例如, 在电学中, 电势、电势能、电动势是三个既有联系又有本质区别的概念, 学生只有认清了它们之间的联系与区别, 才能准确地理解这三个概念.(五)、学会运用概念
“学以致用”是我们的教学目的, 也是概念教学中的一个基本要求.因为只有通过运用, 学生才能真正掌握概念;同时, 在运用过程中, 学生对概念在理解上的缺陷才能暴露出来, 以便于进一步有针对性地加以纠正, 完善和深化学生对概念的理解.如学过“密度”这一概念后, 可以向学生提问: 质量是 1 kg 的钢球, 切去 500 g, 其密度是否变化? 或许有学生回答: 质量减少一半, 密度也是原来的一半了.这时就应引导学生分析, 物质的密度是否与其质量的大小有关? 通过分析, 让他们悟出密度没有变化的道理, 从而加深了密度是物质的固有属性的理解, 也进行了分析方法的初步训练.再如, 学生只有运用合力与分力的概念解答 一定量的练习题以后, 才有可能真正掌握合力与分力的等效代替的实质及其定量含义.五、物理概念的教学过程
(一)、创设学习物理概念的环境
在物理概念的教学中, 必须首先给学生创造一个适应教学要求、借以引导启发学生发掘问题、思考问题、探索事物的本质属性的物理环境.常用的办法有: 1.运用实验.利用学生积累的生活经验
学生在日常生活中, 观察和接触过许许多多物理现象和应用物理知识的事例.善于恰当地利用学生已有的生活经验, 也能创设良好的物理环境.例如, 在进行压强、摩擦、惯性等概念的教学时, 都可以利用许多典型、生动且为学生熟知的事例来创设物理环境.这种通过“第二信号系统”, 运用生活事例来创设的物理环境会使学生有身临其境的感觉.但要注意, 事例要恰当和典型, 语言要简练生动, 所举的事例必须是学生确已熟知的事例, 否则会使学生感到不可捉摸.3.抓新旧知识的逻辑展开
新概念往往与已学过的概念、规律之间存在着有机的联系.抓住新旧知识间的联系, 从已有知识出发, 通过逻辑展开, 把新概念自然地引申出来, 也可以创设学习新概念的良好物理环境.例如, 以一定的实例分析为依据, 由速度→速度变化(速度增量)→速度变化的快慢(速度的变化率)→加速度.像这样步步深入地引出加速度, 可以使学生认识到引入新概念的客观性和必要性, 使知识系统连贯, 便于学生理解、掌握和不断深化, 也有利于发展学生的逻辑思维能力.此外, 通过介绍生动有趣的物理学史实或故事, 通过有启发性的提问, 运用图表、幻灯、电影、电视、录像、参观等方式, 也可以创设良好的物理环境(二)、引导学生运用科学思维方法建立物理概念
物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物.在概念教学中, 若只向学生提供形成概念的感性材料, 而不同时让学生参与思维加工活动,尽管教师在将概念的文字或数学表达讲得很清楚, 但对学生来说, 表面联系和内在联系、感性认识和理性认识、生活经验和科学概念仍处在分离的状态.因此, 要使学生形成正确的概念, 就必须在他们获得足够的感性材料的基础上, 按照物理学中建立概念的方法, 引导他们运用比较、分析、综合等思维方法, 对感性材料进行思维加工, 进而抽象概括出事物的本质属性, 从而使他们形成概念.在此基础上, 引导学生用精炼的语句将这个概念的内涵表达出来.对于物理量, 还应引导学生从实验数据或实例分析出发, 紧扣它的物理意义, 运用一定的数学知识, 得出它的定义式.进一步通过比较、分析, 使学生理解该定义式怎样从质和量两个方面反映它的物理 10 意义, 它的适用范围是什么.对比是常用来认识几种事物的质或量之间的区别和联系的一种有效方法.在概念教学中, 要引导学生运用对比的方法, 来分清有关概念之间的区别和联系, 以加深对概念的理解.例如, 对比蒸发与沸腾、串联与并联、交流电与直流电、电动势与电压、干涉与衍射、热量与比热容等等.(三)、选择具体问题,运用物理概念
当学生初步形成概念后, 必须及时给他们提供运用概念的机会, 让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去, 使他们在运用概念联系实际或解决具体问题的过程中, 巩固、深化和活化概念, 看到自己在学习中的收获, 会更激起进一步学习的兴趣和主动性.同时, 特别要注意逐步教给学生正确运用概念去分析、处理和解决物理问题的思路和方法.引导他们在运用已有的概念去面对新的物理现象时, 勇于提出问题, 勤于思考, 扩大认识范围, 逐步提高他们分析、解决物理问题的实际能力.所以, 运用是使学生把学到的知识转化为能力的关键.例如, 最后应当指出, 人对任何事物的认识包括物理概念在内, 都有一个过程, 都是有阶段性的.因此, 物理概念教学也要注意它的阶段性, 不能一开始就企图讲深讲透, 那样效果反会适得其反.真正重要的是应该做到既使每个阶段具有十分明确的适度的要求, 又使各个阶段相互联系, 逐步加深扩展, 切不要使之僵化.实例分析:摩擦力
三、关于物理规律的的教学分析和教学设计
(一)物理规律教学的重要性
中学物理是以为数不多的基本概念和基本规律为主干而构成的一个完整的体系,基本概念、基本规律和基本方法及其相互联系构成了学科的基本结构.其中, 基本概念是基石, 基本规律是中心, 基本方法是纽带。可见物理规律是构成物理学科体系的核心要素,所谓物理知识的应用, 主要是指运用物理概念, 特别是运用物理规律解释现象、解决物理问题.在中学物理教学中, 学生的智力和能力也主要是在观察、实验、探索和分析物理现象, 理解、掌握和运用物理概念和物理规律的过程中, 不断发展起来的.所以, 我们应当在抓好物理概念教学的基础上, 认真抓好物理基本规律的教学.(二)物理规律的特点
1、物理规律反映物质结构及物质运动中诸要素之间内在的必然联系 物理规律表现为某物理状态下或某物理过程中相关要素之间在一定条件下所遵从的关系,通常包括物理定律、定理、原理、法则、方程等
物质结构及物质运动中各种要素有物理概念来表征,而且这些物理概念常常具有定量性质的物理量,并总是与测量及数学表示相联系,所以物理规律也是物理概念之间的一定关系的语言逻辑表达和数学逻辑表达
例如, 牛顿第二定律就是由质点、力、质量、加速度等概念组成的.研究对象是质点, 力、质量、加速度是 3 个可测量的物理量.它表明了研究对象(质点)的加速度与研究对象(质点)的质量(反映研究对象本身性质的量)和它所受的力之间的定量的因果关系.2、物理规律是观察、实验、思维、想象和数学推理相结合的产物
任何客观规律都只能被发现, 而不能被“ 创生”.但不同学科的规律被认识与发现的途径又是不尽相同的.物理学规律揭示的是物质的结构和物质运动所遵循的规律, 因此必然与人们认识物理世界的途径有关, 即都与观察、实验、抽象思维、数学推理、想象等有着密不可分的联系.例如, 牛顿第一定律的建立虽然是以实验为基础, 但这一定律不能直接用实验加以验证, 它是实验、推理和想象相结合的产物.牛顿第二定律则是在取得大量实验数据的基础上, 经过分析与综合, 并利用数学方法总结出来, 又被实验和生产实践证明无误的客观规律.3、物理规律具有近似性和局限性
由于物理学所研究的对象和过程往往不是处于自然状态的实际客体和实际现象, 而是采用科学抽象方法适当简化之后建立的理想模型和理想过程;又由于物理学是实验科学, 在观察和实验中, 限于当时仪器的精密程度、操作技术的准确程度, 从而不可避免地出现测量误差.因此, 反映各物理量之间关系的物理规律, 只能在一定精度范围内足够真实但又是近似地反映客观世界.物理规律不仅具有近似性, 而且由于规律总是在一定范围内发现的, 或在一定条件下推理得到的, 并在有限领域内检验的, 所以规律还具有局限性.也就是说, 物理规律总有它的适用范围和适用条件.例如, 牛顿第一定律, 它没有涉及物体的转动, 也没有涉及物体各部分之间的相对运动, 因此它只适用于质点.由于做平动的物体可以视为质点, 所以它只适用做平动的物体.同时, 运动的描写还是相对的, 必须选定参考系.牛顿第一定律中谈到的静止或匀速直线运动是不是对任何参考系都适用呢?
(三)重点物理规律的教学要求
在中学物理知识结构中, 有一些占主干地位的基本规律, 这些重点规律教学的成败, 对于学生能否学好物理知识, 能否运用物理知识解决实际问题, 具有关键性作用, 必须下大力气抓好.为此, 必须明确对重点规律的教学要求.:
1、使学生把握新旧知识的联系和建立物理规律的事实依据, 懂得研究物理规律的方法
物理规律本身反映了物理现象中的相互联系、因果关系和有关物理量间的严格数量关系.因此, 在物理规律的教学中, 必须将那些原先分散学习的有关物理概念综合起来, 把研究它们的关系作为主题.只有用联系的观点来引导学生研究新课题、提出新问题, 才能激发起学生新的求知欲与新的钻研志趣.另一方面,物理规律本身总是以一定的物理事实为依据的, 因此学生学习物理规律, 也必须在认识、分析和研究有关的物理事实的基础上来进行.对于中学生来说, 他们的抽象思维能力不强, 理解和掌握物理规律更需要有充分的感性材料作为支柱.人类在对物理规律的探索与研究过程中, 逐步形成了物理学研究的基本方法.学生认识和掌握物理规律的过程, 也相当于一个简化了的探索和研究过程.物理规律的获得主要有 12 两种途径: 一种是直接从实验结果中分析、归纳、概括而总结出来, 即实验归纳法;另一种途径是利用已有的概念和规律, 通过逻辑推理或数学推导, 得出新的规律, 即理论分析法.理论分析法可以是利用已有的概念和规律, 推导出更普遍的规律, 这属于理论归纳;也可以是利用较一般的规律, 推导出特殊的规律, 这属于理论演绎.值得注意的是,物理规律并不是纯粹的实事归纳和逻辑推证,猜想、假说、理想化、类比等创造性的科学方法常常起到了及其重要的作用。
对于某一规律的教学,不一定按照历史上的发现过程来展开,教师课根据教学要求、学生已有的基础、学校的设备情况等来确定,实际上,教学中可采用不同的方法来探讨规律,这对促进学生掌握研究方法和发展能力可以起到不同作用。
2、要使学生理解物理规律的物理意义
中学阶段所研究的物理规律, 一般都要用文字语言加以表达, 即用一段话把某一规律的物理意义表述出来.对于物理规律的文字表述, 要认真加以分析, 使学生真正理解它的含义, 而不能让学生去死记结论.对规律的文字表述的引出,必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行, 切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”,“灌”给学生, 然后再逐字逐句解释和说明.这种做法离开了认识的基础, 颠倒了认识的顺序.学生不知道规律是怎么得来的, 也不可能理解它的真正含义.例如, 牛顿第一运动定律的教学, 可仿照伽利略当年运用“理想实验”的思路, 在观察实验的基础上, 进行推理想象.由有摩擦时的运动情况推想到无摩擦时的运动情况, 最后把这一规律的内容作如下表述“一切物体在没有受到外力作用的时候:, 总保持匀速直线运动状态或静止状态.”在理解时, 要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”.还要正确理解“或”这个字的含义,“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态, 有时保持静止状态, 而是指如果物体原来是运动的, 它就保持匀速直线运动状态;如果原来是静止的, 它就保持静止状态.又如, 动量定理可表述为:“物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化”.弄清“等于”两字的含义对理解这个定理有很大帮助.第一,“等于”所包含的是一种因果关系, 即冲量引起动量的变化;第二,“ 等于”包括大小和方向上的关系.冲量是力对时间的积累的量, 属于过程量, 动量则是物体状态的量, 过程量冲量引起状态量动量的改变, 动量的改变量和引起改变的冲量是相等的.可见“等于”揭示了两者之间的内在联系, 不要把“等于”单纯理解为“就是”
大多数物理规律的内容都可以用数学公式表达出来, 即规律的公式.公式的形式要能表达出规律的内容, 能反映出研究对象间的内在联系, 还能由之计算出有关的物理量的量值(有的还要能标示矢量的方向), 参与各种推理和运算, 并尽量选择最简洁的形式.对于物理规律公式, 一要研究它是怎样建立起来的.在实验归纳法中, 是怎样把实验数据通过思维加工和数学加工, 转化为规律的表达式的;在理论分析法中, 规律的表达式是怎样通过严密地推理而得出的.二是研究公式所表示的物理意义.要使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系, 而不能从纯数学的角度加以理解.例如, 牛顿第二定律公式 F = ma, 它揭示了一定质量的物体所受的合外力与由此而产生的加速度之间的关系, 如果只从数学形式考虑,就可能得出物体的质量与所受的外力成正比, 或物体的质量与它的加速度成反比 m =Fa, 这显然是错误的.许多物理规律也可以用函数图像来表达, 函数图像有简明、清晰、直观的优点.在中学物理中, 利用图像表达物理规律有以下几个作用:.利用函数图像归纳实验定律, 讨论实验定律.这是科学研究中常用的一种方法..用图像形象地描述物理规律.数学公式能精确地描述物理规律, 配合函数图像, 表达就 更形象、明显, 就能够加深学生对规律的理解, 例如, 光电效应中的爱因斯坦光电效应方程: 3.在学生数学知识不足的情况下, 可以利用函数图像来表明物理规律, 利用函数图像导出有关公式.例如, 分子与分子间的相互作用力是怎样随分子间的距离而变化呢? 在中学阶段, 无法建立力与距离的函数关系。
3、使学生明确物理规律的适用条件和范围
每一个物理规律都是在一定条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律的, 规律的成立是有条件的.因此, 每一规律的适用条件和范围也是一定的.学生只有明确规律的适用条件和范围, 才能正确地运用规律来研究和解决问题, 才能避免乱用规律、乱套公式的现象.例如:
4、使学生认清所研究的物理规律与有关的物理概念和物理规律之间的关系
物理规律总是与许多物理概念紧密联系在一起的, 与某些物理规律也互相关联, 应当使学生把物理规律与和它相关的物理概念和物理规律之间的关系搞清楚.例如, 牛顿第一定律与物体的惯性虽有联系, 但二者有本质上的区别, 不能混为一谈.常发现中学生把惯性与运动状态等同起来, 把用力改变物体的运动状态说成是“打破物体的惯性”, 把物体不受外力作用保持原来的运动状态说成是“保持物体的惯性”, 有的教师也讲外力“克服惯性, 而使物体运动起来”.我们知道, 惯性是物体的固有属性, 物体无论是静止还是运动, 无论是从静到动还是从动到静, 任何时候都具有惯性.在经典力学范围内, 物体的质量视为不变, 惯性的大小也视为不变, 物体作平动时, 惯性大小的量度就是质量, 因此不能说“打破”惯性.牛顿第一定律是一个反映这些客观事实的物理规律, 与反映物体属性的惯性, 两者不能混为一谈.5、使学生学会运用物理规律说明、解释现象, 分析和解决实际问题
对于重点物理规律, 不仅要求学生理解, 而且要求会灵活运用.因为掌握物理规律的目的就在于能够运用物理规律去解决问题.运用的过程, 是将抽象的物理规律具体化的过程, 从而完成认识上的第二个“飞跃”.在这一过程中, 一方面可以巩固、深化和活化对规律的理解;另一方面, 可以使学生学到分析、处理实际问题的方法, 发展学生分析、解决问题的能力, 运用数学解决物理问题的能力, 逻辑地说理和表达能力, 手脑并用、独立解决简单实际问题的能力, 以及创造能力等.(四)中学物理规律的教学过程
重点物理规律的教学过程, 一般来说应当经历一个在教师的引导下学生在与物理世界的相互作用中发现问题、探索规律、讨论规律和运用规律的过程.所以, 物理规律的教学过程一般包括以下四个有序的步骤:
1、创设物理情境,形成科学问题
教师要带领学生探究和学习物理规律, 首先要让学生明确物理规律的研究主题以及与之相关的问题,因此, 在教学的开始阶段, 要创造便于发现问题的物理环境.在中学阶段, 一是通过观察、实验发现问题, 也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题;二是从对学生已有知识的分析引申和逻辑推理中发现问题.另一方面, 创造的物理环境要有利于引导学生探索规律.还应有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.2、实施科学探究,促进知识建构
在这一过程中, 教师应怀着对科学的热爱, 对探索的兴趣, 对学生的信任, 情绪饱满地引导学生去发现问题, 思考问题, 探索规律.在中学阶段, 主要是运用实验归纳法和理论分析法, 或者把两者结合起来进行.还可以尝试使用“假设—检验”方法。具体的方法大致有以下几种:
A、运用实验总结物理规律.具体的做法有:(1)由对日常经验或实验现象的分析归纳得出结论.如研究蒸发快慢的条件、电磁现象中的 左、右手定则、力的平行四边形法则、楞次定律等等.(2)由大量实验数据, 经归纳和必要的数学处理, 得到结论.如力矩的平衡条件、胡克定律、光的反射定律、气体实验定律等等.(3)先从实验现象或对实例的分析中得出定性的结论, 再进一步通过实验寻求严格的定量关系, 得出定量结论.如研究液体内部的压强、牛顿第三定律、光的折射定律等等.(4)在通过实验研究几个物理量的关系时, 先分别固定某些物理量, 研究其中两个物理量间的关系, 然后加以综合, 得出几个量的关系.如欧姆定律、牛顿第二定律、焦耳定律的研究等等.(5)限于实验条件, 先介绍前人通过实验得出的结果, 再通过对实验结果的分析, 得出结论.如对光电效应公式, 以及近代物理中的一些规律的研究.B、运用已有知识, 通过理论推导, 得出新的物理规律.具体做法大致有:(1)先用实验或实例做定性研究, 再运用理论推导得出结论, 如对电磁感应定律、动量守恒定律的研究等.(2)在观察实验和日常经验的基础上, 研究理想实验, 通过推理、想象, 得出结论, 如对牛顿第一定律的研究.(3)运用已有知识和数学方法, 进行演绎或归纳推理, 得出结论, 如动量定理、动能定理、气态方程、万有引力定律等等.(4)运用物理量的定义式或函数图像, 导出表达物理规律的公式.C、提出假说, 检验和修正假说, 得出结论.对有些物理规律的研究, 可以先引导学生在观察实验或分析推理的基础上进行猜想, 提出假说, 然后再运用实验或理论加以检验, 修正假说, 得出科学的结论, 如讲授阿基米德定律、楞次定律等可以采用这种方法.无论是采用哪种方法, 最后都要在探索的基础上, 得到物理规律的文字表述和数学表达(初中阶段有些规律只要求用文字表述).3、讨论物理规律。理解物理意义 一般往往要从以下三个方面进行讨论:(1)讨论规律(包括公式和图像)的物理意义, 包括对文字表述含义的推敲, 对公式和图像含义的明确;
(2)讨论和明确规律的适用条件和范围;(3)讨论这一规律与有关概念、规律、公式间的关系.在讨论的过程中, 应当注意针对学生在理解和运用中容易出现的问题, 以便使学生对这一物理规律获得比较正确的理解.4、运用物理规律,解决实际问题
在这一过程中, 一方面要用典型的问题通过教师的示范和师生共同讨论, 使学生结合对实际问题的讨论, 深化、活化对物理规律的理解, 逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法.另一方面, 更主要的是组织学生进行运用规律的练习.要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律, 经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象;通过训练, 使学生逐步学会逻辑地说理和表达.对于运用物理规律分析和解决实际问题, 要逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法, 使学生学会正确地运用数学解决物理问题.还应当鼓励学生运用学过的规律独立地进行观察和实验, 自己动手、动脑进行小设计和小制 作, 创造性地解决一些简单的实际问题.要帮助和引导学生在练的基础上, 逐步总结出在解决问题中一些带有规律性的思路和方法, 逐步提高各种思维品质的水平.最后应当指出: 物理规律的教学要有阶段性, 有一个逐步深化、提高的过程.对同一个物理规律, 初中、高中、大学有不同的层次, 不同的要求.例如, 对于力和运动的规律, 初中只要求有个定性的了解, 高中要求用初等数学进行定量研究,大学则有更高的要求.对于高中的必修与选修阶段, 大纲上也规定了不同的要求.另一方面, 学生对某一规律的掌握, 也需 15 要由浅入深, 一步步地通过一系列教学活动, 最后达到教学大纲的要求.那种企图通过
一、两节课的教学, 就要使学生对某些规律完全掌握的做法, 往往既加重了学生的负担, 又不能取得良好的教学效果.实例:动能定理、平抛运动