張淑婷

【摘要】 ?物理教學中要注重基礎知識、基本規律的教學,更要注重科學思維方法的指導與訓練。掌握正確的科學方法往往能起到事半功倍的效果,所以本文將從實際教學入手,總結其中滲透的物理方法。
【關鍵詞】 ?控制變量法 轉換法 類比法 物理模型法 歸納法
【中圖分類號】 ?G633.7 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?【文獻標識碼】 ?A ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】 ?1992-7711(2015)08-045-01
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俄國生理學家巴甫洛夫說過:“重要的是科學方法,科學是思想的總結,認識一個科學家的方法遠比認識他的成果價值要大”。因此,為了培養學生科學探究能力、實踐能力,教師在教學中要十分重視科學方法的培養。
研究物理的科學方法有許多,經常用到的有:觀察法、實驗法、類比法、轉換法、控制變量法、模型法、科學推理法、歸納法、比值定義法、微元法、小量放大法、逆向思維法等。當定義某個物理概念時,我們會用到某個方法;而當研究某些物理知識或物理規律,往往又要同時用到幾種研究方法。下面我將從《動能和動能定理》的實際教學過程入手,介紹幾種課堂中用到的物理方法。
一、控制變量法
所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化,最終解決所研究的問題。
比如探究牛頓第二定律時,先控制質量不變,改變合外力,利用測量的數據作圖,從圖像中確定加速度與合外力的關系;再控制合外力不變,改變質量,依舊通過作圖確定加速度與質量的關系。
在“動能和動能定理”這節課堂教學中,為了定性的探究動能與速度、質量的關系,我也采用了控制變量法。首先如圖甲所示,控制小球質量一定,改變高度從而改變速度,通過觀察木塊被撞擊的距離來判斷小球的動能大小。其次如圖乙所示,控制小球高度不變(即控制速度不變),改變質量,再次通過觀察木塊被撞擊的距離來判斷小球的動能大小。
圖1
利用控制變量法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利于扭轉重結論、輕過程的傾向,有助于培養學生的科學素養,使學生學會學習。
二、轉換法
一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象,要研究它們的規律,就要使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們;或者是一些物理量不容易測得,甚至是無法直接測量,我們可以根據物理原理間接測量相關的物理量,再通過分析測量數據或者由其定義式計算出其值。這種方法在叫做“轉換法”。
比如電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時,我們可以根據電流產生的效應來認識它;電場、磁場看不見、摸不到,我們可以根據它產生的力的作用效果來認識它。
在“動能和動能定理”這節課堂教學中,動能的大小無法直接測量,我們可以通過實驗(圖1),觀察小球撞擊木塊后滑動的距離來判斷其動能的大小。也就是說木塊在平面上滑動的越遠,小球的動能越大,這樣就將小球動能的大小轉換成了木塊運動的遠近。
利用轉換法,可以輕松解決物理實驗上的不易測量量,同時也可以鍛煉學生的靈活變通能力。
三、類比法
類比法,是指在我們學習一些陌生的問題時,由于不易理解我們就拿出一個熟悉的事物進行比較,從而找出它們的相似或相近之處,達到認識事物的規律。
比如學習電場強度的定義時,它與試探電荷所受的電場力及電荷量無關,學生很難理解。我們就可以類比密度的定義來幫助學生理解,當水的質量或體積改變時,水的密度不變,也就是說密度與物體的質量、體積無關。
在“動能和動能定理”這節課堂教學中,為了引導學生“從何處入手分析動能的變化”,我通過類比重力做功對應重力勢能的變化,彈簧彈力做功對應彈性勢能的變化,那么動能的變化就要從做功入手,功是能量轉化的量度。然后借助“合外力產生加速度,從而使速度變化,進而導致動能變化”的邏輯思路引導分析,得出研究動能的變化要從合外力做功入手。
通過類比法,用大家熟悉的知識,來解決陌生的問題,就使得問題簡單化,清晰化。
四、物理模型法
實際現象和過程一般都十分復雜,涉及到眾多因素,采用構建模型的方法對學習和研究起到了簡化的作用。但簡化后的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。
比如在高中教材中,學生需要掌握質點、斜面模型、單擺模型、傳送帶模型等一系列物理模型的特點和研究方法,學會將研究的對象簡化成理想模型,將新的物理情景抽象成我們熟知的物理模型并加以解決。
在“動能和動能定理”這節課堂教學中,為了推導動能定理,我也滲透了這種方法。通過構建簡單的平面木塊模型,從受力分析入手,結合牛頓第二定律、運動學公式、功的公式,引導學生自行推導出動能定理。這樣,學生就不是簡單的“拿來”知識了,而是通過自己的邏輯推導“獲得”知識,學習效果將更佳。
五、歸納法
所謂歸納法,就是在列出幾個事例后,歸納它們所共有的特性,從而達到“一通百通”的功效。
在“動能和動能定理”這節課堂教學中,為了幫助學生更好地掌握動能定理的應用,我就采用了歸納法。首先通過細致分析兩道例題的求解過程,引導學生歸納其中共同的解題方法及步驟,再通過練習題加以強化,學生便可以輕松解決類似習題。
以上便是我在動能和動能定理這節課中所滲透的一些物理方法。在今后的教育教學過程中,我將繼續注重物理方法的引導與應用,自身也需要再多學習和掌握一些科學方法,靈活運用,以便于更好地提升學生的思維品質和思維能力。
[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]
[1]馮克誠.《中學物理課堂教學法》內蒙古大學出版社.
[2]孫大君,著.《立足實驗教學,培養創新能力》.