物理视角（共10篇）
物理视角 篇1
一、原始物理问题与物理习题 (高考题) 之间的关系与区别
高考物理能力测试与命题导向历来都为大家所关注, 历次物理高考命题均以习题形式考查, 聚焦于如何更好地鉴别不同层次学生的各种物理能力以达到选拔目的, 但是物理习题 (高考题) 考查学生能力有其局限性, 原始物理问题的引入是高考命题改革的趋势之一. 早在1983年, 北京大学赵凯华即建议将原始物理问题引入教学, 笔者根据赵教授的论述把物理问题分为两类:1原始物理问题:指自然界及生活、生产、科研中客观存在的能够反映物理概念、规律本质且未被加工的保持“原汁原味”的典型物理现象和事实;2抽象物理问题:指从实际问题中经过分解、简化、抽象, 为巩固物理概念、规律而人为加工编制出来的物理问题, 即物理习题, 高考题是典型的物理习题.从原始物理问题到物理习题 (高考题) 主要需经过如图1中虚线框Ⅰ所示的过程, 虚线框Ⅱ内是物理习题 (高考题) 的解决过程.由图中相互衔接的过程可知, 物理习题 (高考题) 是命题人员在原始物理问题的基础上“越俎代庖”式加工 (例如把需考查的物理量镶嵌在物理现象中, 提供详细甚至是“凑好”的数据, 以及构建好理想化模型等) 而成的“半成品”.
原始物理问题与物理习题有诸多不同特点, 如图2所示, 由于原始物理问题来自与人生活紧密联系的现实世界, 故其具有复杂性、已知条件隐蔽性、生态化、过程与结果发散性、思辨性、解决方法最佳性等主要特点;而由原始物理问题经过人为简化抽象而成的物理习题虽然在形式上联系了物理现象, 但由于其具有简单性、已知条件显性化、缺乏生态性、答案唯一性等主要特点, 实际上并没有给学生提供真实的原始物理问题情境, 使学生解答习题时的认知心理及行为表现与解决原始物理问题时的相应状态相去甚远.
二、在原始物理问题与物理习题 (高考题) 的转化中培养学生的问题解决能力
1.原始物理问题与物理习题 (高考题) 转化的桥梁———物理建模
原始物理问题是培养学生物理建模能力的宝贵资源, 建立物理模型是原始物理问题与物理习题 (高考题) 之间的桥梁, 也是解决问题的关键环节.如图1中的虚线框Ⅰ、Ⅱ所示, 原始物理问题要通过建立物理模型来提炼加工为物理习题, 再通过物理知识和相关数学工具使问题得到解决. 在平时物理习题教学中, 引入的试题, 基本都是理想化的物理情境, 学生的物理建模思维训练过程被习题编制者“越俎代庖”, 导致学生只会死记硬背式地“套模”, 而不会自己“建模”, 学生缺乏“解决实际问题的能力”, 本质上是缺乏“把原始物理问题转化成合适的物理模型的能力”.
以2009年重庆理综第24题为例:“探究某种笔的弹跳问题时, 把笔分成轻质弹簧、内芯和外壳三部分, 其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段:1把笔竖直倒立于水平硬桌面, 下压外壳使其下端接触桌面如图3 (1) ;2由静止释放, 外壳竖直上升至下端距桌面h1时, 与静止的内芯碰撞如图3 (2) ;3碰后, 内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度h2处, 如图3 (3) .设内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力, 不计摩擦与空气阻力, 重力加速度g.求: (1) 外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小; (2) 从外壳离开桌面到碰撞前瞬间, 弹簧做的功; (3) 从外壳下端离开桌面到上升至h2处笔损失的机械能.”
该题涉及的原始物理问题是学生课间无意识玩的一个小游戏, 不少学生耳熟能详, 却被命题者捕捉到, 成为绝佳的命题素材, 是高考中的一道好题.但根据当年高考分析, 该题平均得分仅为6.89分 (总分18分) , 原因何在?该题所述的原始物理问题的具体情境以笔的上跳过程为原型, 虽然已在一定程度上对该原始物理问题进行抽象和简化处理 (如内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力, 不计摩擦与空气阻力等) , 但学生对于此类“耳熟能详”却又新型、陌生的原始物理问题的解答有相当的困难, 困难何在?主要在于以下三个方面原始问题转化困难. 1实物系统 (笔) 部分构件形状转化困难:笔的外壳、内芯分别为管状和不规则的柱状, 与抽象物理问题 (习题) 的小球、小车、物块等不同;2实物系统 (笔) 部分构件相对位置关系转化困难:笔的外壳、内芯及弹簧之间是内外分层嵌套的装置, 使得受力分析和各阶段的分界点难以辨析, 导致学生对模型的分割、重组和匹配困难;3第二阶段中外壳与内芯碰撞时“粘合”方式转化困难:通过弹簧下推内芯和同时上推外壳, 把向上运动的外壳与静止的内芯碰撞并“粘合”在一起, 与学生平时遇到物理习题中类似两个小球、物块碰撞后“粘合”在一起的完全非弹性碰撞应用模型略有不同.上述三点原始物理问题转化困难造成了很多学生的解题障碍.
如何对上述原始物理问题进行有效转化建立物理模型?物理建模的基本方法是等效简化和抽象化, 突出研究对象的主要因素, 忽略次要因素并排除无关因素, 使问题中的具体现象与相关物理模型的相似性突显出来, 为物理建模匹配创造有利条件.该题物理建模过程如下:1简化构件形状, 把具体构件模型化:舍弃对各阶段过程没有实质性影响的外壳A和内芯B的形状、长度, 把图4 (1) 里的长管状外壳A和柱状内芯B逐步简化、抽象为图4 (2) (过渡形式) 和4 (3) , 图4 (3) 是物理习题中物体A和B常见的块状形式 (即构件模型) .2简化构件间的位置关系, 使具体构件间的位置关系模型化:舍弃对各阶段过程没有实质性影响的外壳A和内芯B的内外位置关系, 简化为图4 (4) 所示的外壳A和内芯B的上下关系 (去掉非本质的内外关系, 只保留上下关系) .3等效地移动某些力的作用点 (外壳A所受的外力作用点移动) , 忽略、简化次要的影响因素, 如微小的力、质量、长度、体积等.题中在外壳与内芯碰撞“粘合”的第二阶段中, 忽略了重力这个相对次要的外力, 使外壳与内芯碰撞“粘合”的过程与动量守恒过程的条件相匹配.物理建模完成以后, 问题难度便大为减小了.
(1) (2) (3) (4)
2.原始物理问题与物理习题 (高考题) 的转化举隅
原始物理问题与物理习题 (高考题) 的转化, 将原始物理问题中涉及的典型物理现象用物理语言描述, 运用已知的物理知识进一步分析判断, 经过简化和抽象等科学方法构建物理模型, 并给出解答过程中需用到的物理量作为已知量, 将解答结果进行潜在的限定而得到物理习题, 并且预判该习题能在学生掌握的物理知识范围之内, 并运用数学工具和物理公式等加以解决.
以近期社会热点问题“汽车在十字路口如何通过黄灯”的原始物理问题为例:“驾驶员驾驶车辆将过十字路口, 若看到黄灯信号, 驾驶员经常要纠结一个问题:是刹车还是加速通过?1若选择刹车, 求汽车到达停止线的安全距离;2若选择通过, 求汽车安全通过路口所需时间.”学生拿到此类原始物理问题往往束手无策, 与平时所做的物理习题差异较大.通过图1所示过程, 把原始物理问题转化为学生熟知的物理习题关键在于“表征物理问题”, 对于学生而言, 采用直白的物理语言描述, 即画出情境示意图 (如图5所示) 、设置已知物理量和未知物理量, 包括常量和变量:如十字路口宽度, 汽车长度, 汽车质量, 路面类型 (汽车轮胎与地面间的动摩擦因素, 常见如表1所示, 特别注意晴天和下 雨天路面 的动摩擦 因数) , 司机反应时间, 马路口法定限制速度 (我国目前交通法无明确法定限速, 部分路口有限速指示) 等.
根据题意可知, 黄灯问题属于运动学和动力学方面的问题, 问题1中的安全距离即为刹车距离, 应包含驾驶员反应时间内的匀速运动距离和刹车的匀减速运动距离.由于不同驾驶员临时判别的失误, 总会造成闯红灯或者更为严重的交通意外, 对社会实践指导意义而言, 例如可设置以临界线作为参考与警示作用, 如图6所示, 当黄灯亮起时如果汽车未进入黄色区域时, 则必须刹车停在停止线内, 若汽车已驶入黄色区域内, 则可继续行驶安全进入对面车道的停止线内.问题2中从驾驶员看到黄灯信号选择通过, 汽车安全通过时间即为黄灯时间间隔, 对于不同地区的十字路口长度、限速及路况等实际情况确定不同的黄灯时间间隔.黄灯问题给学生提供了真实的原始物理问题情境, 可培养学生分析、判断、抽象及物理建模能力, 提高运用物理规律及科学方法解决实际问题的能力.
在此原始物理问题基础上, 经过图1所示的编制过程, 经过编制可得类似物理习题如2013年四川理综第9题:“近来, 我国多个城市开始重点治理‘中国式过马路’行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起, 死亡上千人.只有科学设置交通管制, 人人遵守交通规则, 才有保证行人的生命安全.如图7所示, 停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m.质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶, 当车前端刚驶过停车线AB, 该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯. (1) 若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路, 卡车司机发现行人, 立即制动, 卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离? (2) 若人人遵守交通规则, 该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全, D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯?”该题契合“从生活走向物理, 从物理走向社会”的课改理念, 题中貌似考查行人过马路问题, 实质上考查的是以“黄灯问题”的原始物理问题情境为素材, 经过习题编制人员的简化、抽象及动力学建模, 并表征其情境示意图、路口宽度、汽车长度、汽车质量、阻力 (汽车轮胎与地面间的动摩擦因数) 及汽车速度等.该题第 (1) 问中驾驶员发现行人就立即制动, 略去了驾驶员反应时间内的匀速距离, 根据《交通工程学》驾驶员反应特性分析:驾驶员在开始制动前最少需要的反应时间为0.4s, 产生制动效果需要0.3s时间, 合计刹车发生效果至少需要0.7s, 根据该车速度54km/h, 该段时间匀速距离为10.5m, 明显不能忽略, 与实际情况偏差较大.另外, 根据题意计算出制动距离30m大于马路口宽度23m, 已然出现交通事故, 向考生渗透“过路口汽车要减速慢行, 行人需遵守交通规则注意安全”等信息.第 (2) 问中汽车恰好安全通过路口的时间为黄灯时间间隔, 计算结果2s也符合路口黄灯实际时长, 同时需考虑车身长度才符合实际情况. 在2009年江苏卷第7题 (题略) 中, 如图8所示, 该车立即做匀加速运动, 由匀加速位移公式, 故在绿灯熄灭前可能通过停车线, 但该答案前提是将汽车看成质点, 而一般家用汽车长度都在4—5米左右 (如图8所示停车线上汽车的位置) , 明显不能看成质点处理, 考虑车身长度, 则与A选项违背, 有待商榷. 上述两道高考题都是从原始物理问题转化而来, 虽与原始物理问题实际情境有一定的偏差, 但瑕不掩瑜, 对于考查学生对物理概念及规律的掌握不失为好题.
当我们充分肯定物理习题的教育价值时, 也要客观地认识其缺陷, 原始物理问题的训练能有效克服物理习题的弊端, 有利于培养学生的科学素养, 但它不能完全替代物理习题在巩固物理概念、规律及知识掌握的熟练程度和测评等方面所具有的价值, 因此, 通过原始物理问题与物理习题转化达到两者间的适切于平衡:“以习题演练为基础, 以原始物理问题解决为升华.”
三、原始物理问题研究对物理习题编制和物理习题教学的启示
1.原始物理问题研究对物理习题编制的启示
原始物理问题为习题编制提供了丰富的素材, 同时也是习题编制的绝佳素材.根据自组织表征理论, 原始物理问题的解决主要包括定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征等7个表征层次, 这既是原始物理问题解决的方法, 也为根据原始物理问题转化编制物理习题提供了途径. 可采用的常用编制方式有:1改变原始物理问题中研究对象的结构形式, 例如对研究对象进行变形简化、增加或减少器材等;2改变原始物理问题中研究对象的物理环境, 例如改变研究对象周围的关联物体情况、能否忽略空气阻力等, 抓住主要因素, 忽略次要因素;3根据原始物理问题提供的真实情境, 经过抽象简化, 给学生提供模型化的情境示意图, 帮助学生建立解题物理表象等;4改变原始物理问题中的物理量, 例如增加或减少物理量, 或根据潜在结果改变数据等;5改变原始物理问题中的物理条件, 例如强化或明确原始条件, 删减多余条件, 补充原始条件不足等, 同时题设条件要注意自洽性和完备性;6改变原始物理问题中的设问方式, 例如根据考查要求中需掌握的物理概念和规律指定需求解的物理量等.
2.原始物理问题研究对物理习题教学的启示
在原始物理问题解决过程中, 所呈现的对学生掌握物理知识情况及对知识更深层次的理解、解决问题所需的各种科学方法和能力、原始物理问题本身所渗透的情感态度价值观, 与新课改中的三维培养目标是一致的. 但就目前的教育现状而言, 我们无法摒弃物理习题而无视高考的存在, 在高考中适当引入原始物理问题, 将原始物理问题与物理习题恰当结合起来, 扬各自之长, 避彼此之短.在习题教学中, 教师可给出原始物理问题, 实施原始物理问题与物理习题的转化教学, 有意识地让学生从不同的视角分析、归纳、抽象出具体的物理模型, 设置相关物理量, 编制成不同的习题, 培养学生的物理建模能力、甄别信息的能力、分析和解决问题的能力, 从原始物理问题与物理习题转化教学过程中, 让学生知晓物理习题编制的方式, 使学生在解决习题时能切中要害, 心中能清楚习题编制的过程是如何分析、如何建模和求解的, 从而提升物理解题能力.
原始物理问题不仅是物理现象的一种呈现形式, 更体现了一种新的物理教育思想.原始物理问题回归“物理现象”的“真实世界”, 有助于我们以新视角来重新思考和理解物理教育, 纠正教育实践中的“题海战术”现象提供了有益启示.
物理视角 篇2
【关键词】建构主义教学观；生态物理课堂；合作小组
自新课标实施以来，初中物理教学的模式已经逐步从传统教学模式的桎梏中走出。随着课堂教学改革的深入，激发学生学习兴趣，增强学生的实践动手能力，培养学生的科学探究精神已经成为了物理教学的首要目标和任务。为了实现这样的目标，丰富课堂教学方式，提高课堂教学效率，创建科学有趣的生态物理课堂则成为必然。
1. 生态物理课堂创建的理论基础
生态物理课堂是以建构主义的教学理论为基础的。建构主义从认知论的角度向教育者重新诠释了学习的本质，为教学的改革提供了重要借鉴。建构主义认为人对于周围事物的学习和认知来源于人自身具备的知识和经验，是在自身知识的基础上对于外部知识的吸收和重新建构。学习成果的好坏取决于学习者对于知识的建构能力，学习的过程是学习者发挥主动性的主动建构过程。学习者要根据自己的认知，选取自己感兴趣的学习内容，进行自身知识的升级建构。然而，仅仅依靠单独个体对新知识的认知和建构存在着严重的狭隘性，只有通过学习者的相互合作才能实现对知识的全面理解。因此，建构主义视角下的生态课堂就是要从学生的学出发，以学生为中心，为学生创立科学的认知情境，实现学生对于物理知识的自主建构。
2. 生态物理课堂的创建方案
生态物理课堂的创建遵循着建构主义的教学观，主要从角色转变、兴趣激发、合作学习等几个方面进行，教师与学生，学生与学生之间相互交流，相互合作，共同提高课堂的学习效率。
2.1 教师和学生角色的转变
传统的教学模式中，教师是教学活动的主体，操控着整个学习过程，学生处于被动接受知识的地位。建构主义教学观则认为学习并非是由外部强行压入的，知识的习得需要依靠学习者的自我认知，主动构建新知识。因此，学生才是学习的主体，教师在学习的过程中只是起到引导的作用，根据学生的学情，给予学生必需的帮助。在生态物理课堂中，教师的角色就是引导者。教师通过情境教学、启发式教学等多种教学方法的使用，激发学生的学习积极性，使学生主动地将新知识点与自己已经掌握的物理知识联系在一起，通过贴近生活的实验案例，帮助学生主动探究新知识的内在奥妙。当然，教师还要起到示范者的作用。通过正确的示范，帮助学生纠正在新知识习得过程中产生的错误理解，实现知识建构的正确性。
2.2 學生兴趣的激发
有效的课堂教学效果离不开积极的课堂教学气氛。生态物理课堂从学生的原有知识出发，选择学生在生活经常能看到的实例来引发学生的兴趣。使学生意识到自己的现有知识与新知识间的差距，意识到自己的不足。强烈的好奇心理则会激发学生强烈的学习动机，从而主动改变自己的知识结构。学生的学习主动性则会大大活跃课堂的教学气氛，带动全班的学习热情，使得学生与教师之间实现有效的良好互动。建构主义的教学观认为，学习者主动构建的知识结构，不仅不容易遗忘和退化，还能培养学生的创新能力，使学生从中国填鸭式的教学束缚中解放出来。
2.3 合作小组的创立
学习者自主构建新的知识结构虽然有利于知识的习得和巩固，但若只是依靠学习者的个人奋斗，则会出现理解错误的情况，容易偏离知识习得的正常轨道。合作小组的创立则有效地解决了这样的难题。在生态物理课堂中，合作小组依据学生的学习兴趣和认知差异设立，由学优生、学困生等不同学情的学生平衡搭建。不同的学生在小组的分工不同，共同合作，在教师的指引下，主动探究问题、分析问题、解决问题，达到整个小组共同进步的目的。
3 生态物理课堂的实施案例
下面，笔者将以讲解“电流和电流表的使用”为例，具体说明生态物理课堂的创建。
步骤一，教师利用多媒体播放水流过水轮机，驱使水轮机转动的动画画面和水流动的声音，形象生动的动画一下从视觉和听觉上吸引了学生的注意力，从而激发出所有学生一探究竟的欲望，积极的学习动机为后来的小组合作与协同配合奠定了良好的基础。
步骤二，教师继续展示电路中灯泡的发光和电铃的发声实验来引导学生思考，帮助学生搭建水流和电流间的联想桥梁，从而自然地告知学生本节课的学习重点。
步骤三，各小组按照教师提供的导学案展开自学自研，每个小组先将自学过程中遇到的问题，在小组内相互学习，相互讲解，相互评价，从而最大化地发挥出小组学习中的兵教兵的功能。同时各小组的组长负责收集组内有疑惑和有争议的问题。比如：电流的其它几种单位之间的关系、电流表为什么会有三个接线柱、电流表上那么多的数学到底如何来读、电流表为什么不能直接接在电源两端等等。
步骤四，各小组间协同学习。每个小组安排一名代表来叙述本小组已经解决的问题和待解决的问题，其它小组则积极帮助陈述小组设计解决方案，在这过程中教师一定要灵活地倾听各小组的解决方案，对其中某些细节上的问题加以精讲点拨，直到所有问题都得到解决。
步骤五，教师引导各小组对已经解决的问题进行提炼和升华。比如总结出电流表使用的“两要两不要”原则和电流表相关内容的思维导图。
步骤六则是生态物理课堂的最后一个环节。此环节的主要任务是对本节课所学的内容进行当堂检验和反馈，对于检验过程中出现的新问题进行再探究，学生通过寻求老师的帮助或课后去查阅相关资料，完美解决学习中遇到的所有问题。
在“电流和电流表的使用”整个这节课中处处都能体现出在学生原有的认知基础上，通过自主学习，逐步提升，直到全面理解的螺旋式上升的知识习得模式。
建构主义教育观指导下生态物理课堂真正凸显了学生的学习主体地位，激发了学生的学习热情，使得学生在轻松自主的学习情境中，实现了个人的知识建构。合作小组的学习方式为学生主动解决学习中的问题提供了良好的平台，十分有利于学生创新思维能力的培养，同时也大大优化了初中物理课堂的教学效果。
参考文献：
1. 陈琦，张建伟.建构主义学习观评析[J].华东师范大学学报：教育科学报，1998（1）.
任务型视角下的高中物理课堂构建 篇3
一、创设任务情境, 强化学生的任务主体设计
在物理课堂的新课教学导入过程中有针对性的设置任务情景, 可以激发学生的责任感和完成任务的主体意识。教师需要充分了解教学内容, 并掌握一定的物理知识应用情景, 这样创设出的任务情景能更好的展现物理问题, 同时让学生感知到现实世界中的物理现象, 产生一种学习与解决问题的需要, 以此激发学生积极主动去学习与探索物理知识。在教学《牛顿运动定律及其应用》这章节时, 就可以通过滑雪场滑雪来设置一个任务情景, 设计一个“我的阻力”的学习任务。同学们以此为分析背景, 结合以前所学的有关知识测算出初速度、滑雪场倾角、滑雪里程等基本数值, 然后运用牛顿第二定律予以解答。当学生分析出相应思路的时候, 教师可以主动邀请学生到讲台上予以课堂讲解, 就自身的做题流程和全班同学进行分享。其他同学则在自身思考基础上, 就讲演同学的观念予以评点, 从而帮助同学以具体的事例为背景, 通过自主思考与集体参与, 加深了对牛顿运动定律有关内容的了解。这样做达到了任务经验和知识经验的自然链接, 课堂就比较生动, 精彩。
二、运用物理知识, 生成任务解决的现实环境
物理教学除了要引导学生探究、获取物理知识, 掌握分析问题的策略, 熟悉求解过程, 强化技能训练, 更要让学生运用物理的方法来观察物理现象, 探求正确解决问题的方法。教师在教学的过程要注意培养学生以物理的视角来观察情景任务, 将物理问题融入到实际中, 强化对现实中物理现象与问题的理解, 用现实环境创设物理知识任务, 让学生认识到物理现象中必然存在相互关联的各事物间的联系, 用正确的物理知识去解决。
例如教学《曲线运动》这部分内容的时候, 为了便于学生更好的完成对知识的学习, 教师可以根据学生学习情况, 组建相应的物理学习兴趣小组, 印发“小球实验”的物理学案, 要求其通过小组合作, 自主分工完成对实验的操作任务, 然后根据实验操作结果得出的相关定律, 对生活中的曲线运动现象进行模型建构与分析, 并就生活中的诸多现象进行回答, 从而“最大程度上调动学生学习的积极性和主动性, 从而在实践中努力提高学生的科学素养, 着力培养学生的创新精神和实践能力”, 深化对于曲线运动规律的了解。再如探究形变与弹力的关系学习中, 为了进一步了解桥梁模型的承重力情况, 教师可以设计一个“我眼中的桥”的活动比赛, 学生自己准备材料或者自己动手、或者小组合作, 选取生活中的桥梁作为模仿对象, 制作相应的桥梁模型, 然后进行承重力的实验。让学生以生活中的实际场景为参考, 动手操作, 动脑思考, 动心感受, 不仅对知识印象深刻, 更是感受到探究过程的无穷乐趣。
三、注重思维开放, 强化任务思维培养
在课堂教学的过程中, 采取任务化的教学模式是目前实行新课改的基本要求, 也是适应高中生发展阶段的需要。教师创造性地在物理课堂上设置任务情境, 进行任务化的教学, 可以将物理和任务紧密联系在一起, 在任务的完成中强化了思维培养, 在不同的任务完成过程中也体现了思维的开放, 充分发挥了学生的个性特长, 给学生一种物理具有无穷魅力的兴奋感。
在学习《摩擦力》有关内容后, 教师可以组织学生进行摩擦力比较的活动实验, 要求学生以小组为单位选取生活中的诸如棉布、木板、石块、砂纸等实际素材。在测量出木板与小滑块之间的滑动摩擦系数后, 以此标准, 再对其他素材进行估测, 引导学生在探究中深化了对所学知识的了解, 提升学生的动手操作能力。再如在重力加速度内容学习中, 通过一定的学习, 学生对于“重力加速度g, 与物体的质量m相乘, 就等于物体的重量”这个内容有所了解后, 教师可以设计如下的学习任务:如果你是神舟十号的设计师, 如果其以2g的加速度上升或者下降, 那么航天员所要承担的压力如何。当其完成与“天宫一号”对接返回地面, 以大于g的加速度下降, 其中的宇航员会有怎样的感觉?在获得以上数据后, 对你设计神舟十号有何启示?
物理视角 篇4
1教师主导下的物理习题教学要体现学生为主体的“合作与探究”
初中物理的传统教学方法注重物理教师的讲解.不可否认，物理教师的讲解有时是必不可少的.生动的讲解、及时适度的点拨可以起到营造合适的物理课堂教学情境、促进学生物理思维的活跃，物理教师在讲解中对学生的巧妙心理暗示与激励可调动学生学习兴趣与激情.但是，物理学习的主体是学生，学生物理学习的有效与否应该主要从学生的内在因素考虑，物理习题教学应从侧重于教师输出信息的过程转变为侧重学生吸收、加工、输出、反馈信息的过程.新课标对此提出的一个重要要求是重视学习过程中的“合作与探究”.值得关注的是，相当多的初中物理教师认为，习题课教学中要体现“合作与探究”，即“在物理问题的解决过程中，让学生分组讨论或分组介绍解法，最终从诸多解法中由教师或学生集体择优确定问题的答案”. 实际上这只是完成了物理习题教学的一个基本步骤而已.
物理习题教学与概念、规律教学和实验教学一样，只是物理教学的载体，其目的不仅是得到问题的正确解答，而是通过求解过程，学生巩固知识、训练思维、锻炼能力，因此，物理习题求解的完成不是物理习题教学的终结.物理教师应针对具体问题求解过程出现的新情况或所谓非常规情况，及时引导学生进行归纳，找出物理思维规律，及时促进物理能力提高.习题求解归纳过程要体现“合作与探究”.
例如：在平均速度教学时，老师列举这样一道例题：“小明100 m赛跑，前8 s跑了45 m，后8 s跑了55 m，那么，小明的平均速度多少？小乐也参加了这场比赛，他前50 m用了11 s，后50 m用了9 s，那么，小乐的平均速度多少？”
学生在合作探究求解此题时，经过相互讨论最终得出解答：小明的平均速度可以这样计算：（45+55）÷（8+8）；类似于此，小乐的平均速度是（50+50）÷（11+9）.但有学生提出，“求小明的平均速度是否可先求第一阶段平均速度为45÷8，再求第二阶段平均速度为55÷8，然后将所求两个平均速度进行平均，最终得100 m平均速度为（45÷8+55÷8）÷2？”此物理老师没有直接指出正确与否，而是让学生们分组合作计算，尝试将此解法用来求解小乐的平均速度，那么结果如何？学生们对此问题经过认真、热烈探究后，经过分析、归纳发现，只有在第一阶段与第二阶段等时的情况下，全过程的平均速度大小才一定等于各阶段平均速度的平均值.这道习题的教学，学生的收获不仅在正确答案的求解中，而且在得到正确答案之后，针对个别同学的设想，再做进一步的归纳、验证与推理，通过合作与探究中的思维活动，学习能力有了提高，对概念的理解更为深入.
在“功和能量”章节的教学中，某位物理教师列举如下一道例题：“用水平向右的大小为50 N的拉力，拖动物体在水平地面上前进10 m，试求拉力所做的功？如果力拉动的时间为5 s，试求拉力的功率？”
这道题经过学生的合作探究学习之后，得到了正确答案，但是，有学生“意外发现”：其实，不必等第一个问题中求出拉力所做的功，其实可以直接用力乘以速度大小即可求出功率.这时物理教师究竟是直接介绍公式P=Fv，还是让学生自行合作探究，通过已经学得的概念和方法，运用自己独立的思维推导出这个关系式？前一种教学处理，看上去“省事”，在习题课上，同样的时间内可以教学更多习题；但是，从发展学生物理能力的角度看，后一种做法似乎更可取.
2习题教学实施方式多样化，体现“合作与探究”
长期以来，习题教学中学生和教师都习惯于教师讲题，接着学生模仿解题.这种做法有其合理的一面，提高教学流程的时间利用率，减轻教师的教学负担.但是，片面这样做的弊端是学生养成了对于教师的依赖，难以形成主动质疑的习惯，不利于批判性思维的形成，不利于产生对问题探究的激情与兴趣.长此以往，相当多的学生在心理上还对这种习题教学的方式有抵触情绪.如何在习题教学中最大限度地调动学生的学习兴趣，激发学习的热情，不妨通过习题教学的一题多解入手解决这一问题.关键之处在于突出“合作与探究”的学习特点.
比如：变习题课教师选材、选题为学生经过自主探究后提出需要进一步研究的问题；这是习题课的可取形式.例如，开设“滑轮组”这节公开课，通过教学观察，教师如果发现学生课前对滑轮组的绳与滑轮的组合有所预习，或在生活中观察过类似现象，且在课堂上对滑轮组省力与绳的绕法很感兴趣，那么完全可以改变以教师讲解为主的教学方式，让学生提炼出关于滑轮和滑轮组的问题：“滑轮组省力与否、省多少力与滑轮组的滑轮组合方式究竟有何关系？”让学生在课堂教学过程中自主探究，可以让学生通过屏幕投影，黑板绘图和现场实验初步介绍合作探究的成果，然后要求全班进一步深入探究，下节物理课继续探究，并要求分组合作撰写探究报告作为这节习题课的作业.
3习题教学评价方式多样化，体现“合作与探究”
新课标的亮点之一在于，所有物理教学的环节都应体现三维教学目标的实现.在习题课教学中也应如此.初中物理教师必须改变以往教学评价的单一形式，习题课教学的评价方式宜形式多变，不拘一格.例如：教学“力的图示”，在学生板演习题完毕评讲时，可以变教师一人独角戏为学生轮流登台自我评点、互评等，从作图的正确性、作图的规范性让学生互评、自评；再如，在“简单机械和功”这一章节的习题教学完毕后，通常进行单元测试，检验学生学习掌握的情况.传统教学中，一般是教师出题或从资料取套题完成检测题的命题.实际上，可以引导学生自我整理本章学习内容、总结习题课的学习情况之后，针对从杠杆、轮轴、定滑轮、动滑轮到滑轮组的一系列内容进行系统回顾，这个章节贯穿其中的基础知识主线其实是“杠杆”，其他内容在其基础上展开，教师应该指导学生抓住本章这一特点、结合自己的学情，进行分组合作探究，提出他们认为“值得考试的问题”，可以通过师、生结合命题，使得单元检测不仅是检测，更是知识与技能的总结、过程与方法的归纳和提高，这样单元测试更能贴合学生实际，并且提高学生的自主学习的能力，养成合作学习的意识.
物理视角 篇5
1．建构学习观。
客观与建构是知识的一个重要维度。客观主义有关知识的假设是：知识是对外部客观世界的被动反映，教学的目的就是使学生通过教学获得这样的现实映象，获得客观的和正确的真理。而建构主义则认为知识主要是个人对知识的建构，即个人创造有关世界的意义而不是发现源于现实的意义，认为知识是由认知主体积极建构的，它是主体对经验世界的组织。
2．社会学习观。
个人与社会是知识的又一个十分重要的维度。前者将知识看作是居于个体内部的，而后者则认为知识是内含在团队或共同体中的。知识的这一维度正是通过个人与社会之间表现为互动、中介、转化等的张力形式构建一个完整的、发展的知识观。激进建构主义正是从个人的角度接近学习和认识的，重点描述的是个人方面的心理。社会取向的建构主义则强调了知识的社会本质。
3．情境学习观。
关注知识的情境性是揭示知识本质的一个新视角。情境理论不满现行学校教育实践，它既关心对传统学校教育的改革，但其关注点又不局限于学校内部的学习，而是拓展到对日常生活中普通人学习的研究以及对各行各业从业者学习的研究。在情境理论中，心理学取向的情境理论十分关注改革学校情境下的学习，其研究重点是真实的学习活动中的情境化内容，中心问题就是创建实习场。人类学视角的情境学习理论则把知识视为个人和社会或物理情境之间联系的属性以及互动的产物，研究学习的焦点是实践共同体中学习者社会参与的特征。
4．复杂学习观。
长期以来，人们并不区分信息与知识，因此常常混淆了稳定的、自足的、结构良好的、客观的信息和不稳定的、结构不良的和主观的知识。日常生活中混同于信息的知识只能是简单知识。持简单知识观就是把知识看成是可以积累、加工、储存、分配和直接传递的，学习就是复制与同化。但知识实际上要比信息复杂得多。知识总是和认知者相关，与特定情境中的过程相联系，它包括认知者对真理的质疑、建构、理解以及它所处的情境脉络，因此是主观的、不稳定的、是与其形成的情境脉络紧密联系的，难于直接传授。复杂知识的主要特征就是结构的开放性、不良性、知识的建构性、协商性和情境性。
5．默会学习观。
重视明确知识与默会知识的区分，特别是重视对知识默会维度的研究，以及进一步探索作为明确与默会知识的互动、转化而形成的知识的完整统一体。这种学习观依据重要知识的默会本质，利用情境原则，试图设计出能成功支持默会的知识学习的真实学习环境。或设法让隐含在人的行动模式和处理事件的情感中的默会知识在人与情境的互动中发挥作用。
6．合作学习观。
正是基于知识的社会性、复杂性、情境性、建构性与学习研究的广泛性、发展性，我们不能不关注知识学习过程中的合作性。
7．生长学习观。
知识不是一个只需简单传授的东西，这源于知识的复杂性和人们认识的深入性。随着我们认识的深入，本来固化的、系统的、已成为人们共识的认识很有可能需要人们重新认识或被推翻。在此螺旋式上升的过程中，人们发掘出了更深层次的认识。
二、高中物理教材分析：一种学习理论视角的解读
1．关于教材所倡导的学习的理论基础。
支持学习的理论基础有两种：客观主义知识观和建构主义学习观。客观主义知识观认为，知识是对外部客观世界的被动反映，教学的目的就是使学生获得客观的和正确的真理。建构主义的学习观认为，学习既是个体性的建构意义的心理过程，也是社会性的、工具中介的知识合作建构过程。有意义的学习是有意图的、复杂的，是处于它所发生的情境脉络中的。哪种理论是正确的?这取决于你所坚持的认识论。如果你认为有绝对的真理，那么你可能倾向于客观主义观点。如果你认为有多重的经验、意图和信念，它们产生多重的现实，那么你可能倾向于建构主义理论。
在我国的高中物理教育中，我们要同时面对两种知识：稳定的、自足的、结构良好的、客观的信息和不稳定的、结构不良的和主观的知识。前者可称为简单知识，后者可称为复杂知识。对简单知识，由于其客观性相对更突出一些，因此处理起来就比较容易些。而复杂知识的主要特征就是结构的开放性、不良性、知识的建构性、协商性和情境性，复杂知识是不可能以现成的、孤立的方式掌握的，掌握它就需要掌握组织成系统形式的知识的不同方面。因此我们必须用建构主义观点和情境化的方法来处理这一类的学习。
基于前面对学习理论的剖析，我们不能抱有坚信教科书中的各种规律与概念是客观性的和绝对真理的哲学观点。各种规律、概念与判断只是前人对客观世界和发生事件的主观性的一种规律性的描述和总结，这种描述手段的运用及其形成过程的本身就不是客观的，做出这一描述与判断的行为主体也是在进行主观性色彩很浓的脑力劳动，他们所描述的对象或事件倒是客观存在的或客观发生的，但不代表说由他们抽象出来的规律与判断，因此也就具有绝对的客观性。因此，我们固然要用客观的观点来看待世界，但也要容许和支持我们用主观性的、建构性的观点来描述世界。这应是高中物理教材设计时，在提供学生学习材料与学习内容时必须要坚持的观点，由此也必须要发出强烈的信号，引导学生学习观念与学习方式的变革。但如何用客观的眼光看待问题，同时又如何引导学生用建构性的方法来研究问题。我们对客观性和主观建构性的分寸把握如何才能恰当，使得学生既不会用怀疑一切的、主观唯心的、消极的观点来看待所有事物，同时又能发挥他们的主观能动性和积极性，努力去建构新的认识，这是设计高中物理时必须要解决的一个辩证问题。
2．关于知识的特性。
根据知识的特性，高中物理教材设计中就要考虑如下的问题：如何体现与表述知识的建构性、生长性、社会性、情境性、默会性、合作性、复杂性?如何展示并帮助学生建构有意义的信息模式?如何实现知识提取的条件化与情境化?如何才能有助学生顺畅地提取知识?如何把学生的特定性学习经验转化为适应性的专门知识?
3．创设合作性问题环境。
高中物理教材中必须提供合作性的问题研究。其原因为：一、个人的建构是重要的，但也很容易失之偏颇或不全面，为了获得对知识的更为深刻而全面的认识，合作学习是必不可少的。二、知识是复杂的，个人越来越不可能包容一切方面去全面的认识事物，也正因为如此，虽然我们强调人的全面发展，但不可避免的，人们只能在某一或某几个领域获得较为深刻的认识，这样，合作学习就成为更为深刻学习的必然。三、同样，知识是理性与非理性的统一、客观与主观的结合，我们在重视对客观知识的掌握与应用的同时，现代社会的发展同样需要发挥人的主观方面的认识能力，这样才能更好地描述与理解我们所面对的世界与科学领域。因此，合作的发挥被越来越广泛的运用成为当今学习与研究的特点。四、随着我们认识的深入，现今学生的学习任务已不能和上世纪五六十年代相提并论，他们面对的许多问题甚而是当时只有科学家才要考虑的事情，学习与认识任务的艰巨性也必然要求合作学习的深入开展。
4．强调生长性学习意识。
基于生长性学习观的深化，知识与学习的生长性将得到人们越来越深刻的认识;同时，即便是现今的学生，他们所获得的学习条件和环境已相当完善，手段的先进性使得他们有可能参与到知识的重新认识和领悟当中去。因此，高中物理教材突出知识的生长性有利于发挥学生的能动性，通过怀疑和论证研究，通过对某些问题的初步研究，可以更快、更好的促进他们的发展和学习。还有，培养学生的科学素养，社会对创新性人才的需求同样要求当今学生能够以更广阔的视野、更灵活的想法、更前进的批判精神面对他们的学习任务，简单的知识传承无法达到创新性的培养需求，认识到知识的生长性则更有利于学生对学习活动的深入和问题的研究，从而在潜移默化的过程中提高学生的科学素养。
5．关于教材中所体现的评价方向。
根据我们对学习评价的特性分析可知，固然我们的高中物理教材在强调学习的过程性和对学生综合素养的培养，但若不把评价的方向也真正的引向这一方向，学生关注的重点仍然是学习的最后成绩。因此，我们不仅要关注教材内容、示例、材料和问题的选择，而且要注意对问题的评价方法和方向，对一题、一节、一章、一个学期的学习评价必须要能反映出真正是对学生素养培养的全面关注，否则，一方面教师不好操作，学生也不愿在这个方面下大功夫，最后的结果只能仍然是“新瓶装旧酒”。
参考文献
[1][美]戴维·H·乔纳森主编.学习环境的理论基础.郑太年, 任友群译.上海:华东师范大学出版社, 2002.9.
[2]蔡建东.试论建构主义学习环境下学生角色的转变.开放教育研究, 2003 (3) .
[3]靳玉乐, 张家军.国外基础教育课程目标的特点及其启示.外国教育研究, 2000 (4) .
[4]黄显华, 霍秉坤.寻找课程论和教科书设计的理论基础.北京:人民教育出版社, 2002.
物理视角 篇6
一、改善师生关系,促进课堂评价发展
师生关系是学校教育一个永恒的话题,好的师生关系能够调动学生学习积极性、主动性和创造性,对提高课堂效率十分重要。良好和谐的师生关系更是生命课堂的基础,也是实行课堂评价的关键,教师在学生学习过程中充当的是引导者、组织者、参与者和管理者的角色,而学生是学习的主体,是学习活动的关键。在新课标改革背景下教师应当更新自身的教学观念,改善师生之间的关系,形成民主的教学形态。教学过程中,教师应当以学生为主体,形成师生之间的双向互动。民主平等的师生关系是营造课堂生态气氛的关键,正是实现课堂评价的保证。和谐的师生关系不仅能够赢得学生的尊重,还能提高学生学习物理的兴趣,平衡课堂气氛,避免“花盆式”的效应。只有师生之间相互尊重和理解,课堂评价才能顺利进行。
如学习牛顿运动定律和曲线运动尤其是匀速圆周运动相关知识的时候,这部分内容要求学生对运动和力的关系尤其是匀速圆周运动和向心力之间的关系应当掌握得十分牢固。但是不能因为重要就对学生采取强制性态度,而是在教学中注意利用学生已有的学习经验,让学生积极主动地参与课堂教学。
二、开发师生思维,生成课堂评价势态
在生命课堂视角之下,有效的课堂评价和教学应当积极开发师生思维,生成课堂评价的势态。不仅有助于生成课堂评价势态,还能实现有效教学,有利于学生优学,只有两者相互和谐才能提高高中物理教学的有效性。物理课堂教学中,教师应当保证80%的教学内容都能让学生听清楚、听明白。教学评价既是一个让学生学会学习的过程,又是一个让教师懂得教学的过程。所以构建高中物理课堂教学评价,更新教师的教学观念对物理教学有重要意义。
比如,学生本身就已经知道太阳和行星之间有引力作用,但并不一定能够分析牛顿的运动定律,有些学生甚至知道太阳和行星之间的万有引力表达式是什么样的,但是很少有学生能够自己推导出来。所以,教师应当发挥自己的聪明才智,多采用“建模”或者“类比”式教学方式,开发思维,对学生进一步做出评价,启发学生的思维。
三、体味“生命课堂”,挖掘学生潜力
其实课堂进行到后半部分的时候,恰恰是学生自我能力提高的关键时刻,这时候教师应该已经将课堂主要内容讲授完毕,需要学生进行自主探究,细细品味,教师在学生品味之后再进行评价。在物理课堂评价中从生命视角出发,本身就是文与理的有机结合,这种有机结合对学生而言趣味性强,学生能够从对物理生命的思考中收获意想不到的知识与见解。单就这一点而言,学生的学习潜力已经开始渐渐显露出来。这一部分学生对知识的理解可能已经足够,但是对于生命视角的体味还需要教师逐步引导,教师要善于发现学生的内在潜力,充分挖掘,让学生在自我思考过程中发现不一样的自己。
四、回顾“生命课堂”,聆听学生感悟
所谓课堂回顾,实际上就是为师生间的交流提供一个平台,为学生表达交流提供一个不错的空间。回顾课堂的过程为学生提供了思考的空间,为教师提供了评价空间。对于物理这种逻辑性较强的学科,学生逻辑表达能力可能会有所欠缺,所以这样一个回顾课堂的机会是十分有必要的。尤其是在“生命课堂”与“物理课堂”融为一体、理与文紧密地融合在一起的时候,这种课堂表达与交流更是必不可少的。教师在这时候需要做的就是仔细聆听学生的感悟与体会,让学生感受到充分的尊重,对学生稍有偏颇的理解与体悟,教师不能急于否定,首先要进行鼓励,鼓励学生敢于表达自己的观点,其次委婉地对学生的观点提出建议,并在课后与学生交流。另一方面教师可以通过学生的表达了解自己课堂教学的不足,这对教师不断完善物理课堂教学是有巨大帮助的,所以回顾课堂是一个不可缺少的步骤。
总而言之,在生命课堂视角下,高中物理课堂更多了几分活力与灵气,就连复杂的数字运算似乎也富有生命的气息,学生的变化更是明显,原来对物理课堂的厌倦早已消失殆尽,有的只是对物理课堂的期待。其实将生命课堂视角引入高中物理课堂从某一方面讲,是具有挑战性的,因为高中学生学习时间十分紧张,所以很多教师对这种视角的引入是十分惶恐的,但课堂效果则说明一切,不仅激发学生的学习兴趣,更提高高中物理课堂的有效性,所以说生命课堂视角下的高中物理课堂引入对提高课堂效率很有益处。
参考文献
[1]周金中.“场”视角下构建高中物理“生命课堂”的策略研究[J].高中物理,2012.
[2]袁刚.课堂生态观视角下高中物理课堂教学的研究[J].科学时代,2013.12.
[3]周金中.构建高中物理“生命课堂”的时间研究——以《太阳与行星间的引力》教学为例,2012.11.
物理视角 篇7
关键词：电教手段,情境创设,物理课堂效率
情境教学是从教学的需要出发, 教师依据教学目标创设以形象为主体、富有感情色彩的具体场景或氛围,激发和吸引学生主动学习,达到最佳教学效果的一种教学方法。实际教学过程中某些物理情境创设却有些困难。语言描述显得苍白无力,学生则是“启而不发”,无法模拟画面,课堂效率很不理想。电教手段则能使该问题迎刃而解。下面我就创设物理情境方面谈谈电教手段凸显的优势。
一、利用多媒体创设物理情境,激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师。培养学生兴趣,激发求知欲,调动他们的积极性和自觉性,是开启物理大门的钥匙。多媒体电脑技术寓教于乐,图文并茂创设教学情境,使教学形象化,使学生具有一种身临其境之感。例如初二物理《物态变化》教学过程中,我播放了一些电闪雷鸣、风和日丽、银装素裹、冰冻千尺的照片。“北国风光,千里冰封,万里雪飘”;“飘渺的雾,晶莹的露”;电教手段下这些优美的情境很快带学生走进物态变化的世界。
例如我在教学《电流和电 流表的使 用》一课 ,由于“电流”概念比较抽象,就利用计算机模拟电路中电流的流动,让本来看不见的电流变成动态的画面, 加深学生对电流的感观认识,从而为建立电流概念打下基础。同样,《电压和电压表的使用》再次运用该方法,以水压差类比电压,学生理解起来就容易很多,课堂效率提高了不少。《光的折射》以一幅漫画呈现思考问题,《乐音的特性》在课堂上播放优美的乐曲。《 走进分子世界》更是以微观世界的漫画引起学生注意,便于学生理解。这类情境的创设既容易激发学生的探究热情,又牢牢抓住其眼球,相比枯燥无味的讲述,能达到很好的教学效果。
二、利用多媒体创设情境中的“ 意境”,不留痕迹的突破重、难点
我们在物理课堂中也要给予学生充分的人文教育。因此要创设情境中的美感,学生学中有趣,趣中有美,美中有境。
如第一章《声现象》 :播放出风声雨声流水声诉说着大自然的变化,歌声笑声音乐声表达着人们的情感。这便是听到的声音之美;第二章《物态变化》 :展示自然界中云雨露雾霜雪,这便是看到的自然之美;第三章《光现象》 :色彩斑斓的风景画跃然眼前, 真不知大自然是如何创造出如此缤纷的色彩! 动人摄魄的幻日,日食月食,这便是光影变化的奇趣之美;第四章《光的折射透镜》 :人的视力得以矫正、捕捉美好的瞬间、展现历史的画卷,这便是探究规律的创造之美。在这类情境中,我们合理的整合资源。把文字、图形、声音、动画、视频等信息集于一体,学生能从多种角度来接收信息,获得极为丰富、生动、形象的感性认识,从而解决课堂中的重点、难点,提高课堂效率。
传统的教学有时难以呈现真实的物理环境。生动、形象的电教手段很容易使学生产生新奇感, 可加深学生对所学知识的理解。例如学习《从粒子到宇宙》一章时,由于分子看不见摸不着,学生理解起来较为抽象,用课件在大屏幕上展示就显得容易多了。这样不仅培养了学生对微观世界浓厚的兴趣,而且可以十分容易的将宏观和微观结合起来,多方面多角度的展示便于学生掌握用分子动理论解释生活中的现象。学生学习之后不忘问我:夸克可以再分吗? 看来他们都对极小世界产生了探究的兴趣!
三、利用网络创设身边的情境,凸显新课程理念,紧密贴合生活实际
网络容量大、信息丰富且及时,在课堂教学有限的时间内让学生能获得知识的最大化,放大教学效果。这是传统条件下的课堂不具备的。我们关注网络的时候,不要忘了及时获取收藏一些有用的信息。信息技术可以模拟原子结构、天体运行,让学生在脑海里建立起一幅清晰的物理情景,丰富学生的想象力,有效增大教学的清晰程度。如今网络资源中不乏一些精彩的情境。例如我给学生播放天宫一号对接的视频;天体运动的视频。这些结合实际的情境给人留下机器难忘的印象。在学习“凸透镜成像规律”时,虽然学生在分组实验中直接观察到了烛焰的成像情况, 且对三种成像情况观察认真、记录清楚,记忆较深,但对成像的变化过程却把握不准。实验后我用课件动态显示成像的光路,学生就清楚了成像的全部过程。
物理与生活、社会、科技紧密相联。由于客观条件的限制,教材中或者教师补充介绍的许多生活、社会、科技的情境,学生不可能身临其境亲身感受到。教师可运用信息技术让学生产生亲临其境之感,有效激发学习物理的兴趣。如北国的冰雪,炎热的沙漠,飞机的空中加油,荷兰的风车发电,先进的探月设备等。这也体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。风洞,奥运会赛跑,检验真假黄金,飞机投掷炸弹等等情境都可以通过多媒体资料显示。常见的名词“光滑”( 无摩擦) 、“空气阻力不计”、“匀速直线运动”等理想化的状态也可由信息技术模拟出来,让学生观察并探究这种理想化的现象。
物理视角 篇8
2016年高考理综Ⅱ卷第25题中涉及到了变力作用下的力学问题,许多考生由于忽略了弹性力是变力,而盲目套用物理规律,从而导致丢分。
原题:轻质弹簧原长2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。用外力推物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。(1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落到AB上的位置与B点之间的距离。(2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量范围。
这道题的第(1)问求物块P到达B点的速度过程中涉及到变力作用下的力学问题,即物块P由弹簧被压缩至l处到弹簧被弹回至原长2l处时,是变化的弹性力对物块作用的过程。在今年辽宁高考中有相当一部分考生将变化的弹性力按照恒力处理,错误解法有二:(只给出求vB过程)
这也是一个错误的解法!错在:将弹簧反弹过程中的弹性力看成是恒定的,从而应用了匀变速运动学公式。
从上面的错误解法中可以看出其错误归因是学生对功的计算公式W=Fscosθ以及匀变速直线运动公式的适用条件没有很好的理解和掌握,考生只重视了物理规律和公式的记忆,而忽视规律的成立条件或适用范围,进而用错了规律,得出了错误答案。或许恒力条件下力学规律的适用条件在高中物理教学中被教师所忽略,或者平时的物理教学中对此强调的不够。
诸如此类的问题在现行的高中物理课程中还有很多,表现在物理量和物理规律的表达式是在特定条件下成立的,在不满足这些特定条件之下,真理也将成为谬误!这些特定条件的共性就是都含有“均匀”或“恒定”两字。如下表所示:
综上所述,任何一个自然现象都不是偶然发生的,都与其它自然现象有着某种联系,这种联系是有规律的,物理学的任务就是发现最普遍的规律。物理定律就是对物理现象客观存在的关系用定律的形式表达出来的某种规律。每一规律一般都是在一定条件下反映出来的,都有它的适用范围。我们只有明确概念和规律的适用范围,以及它的内涵和外延,才能准确地形成概念,掌握规律。因此教师在教学中应重视和反复强调这些物理概念和物理规律的适用范围和条件,这对于学生学好物理学具有十分重要的作用和意义。
物理视角 篇9
关键词：合作；物理；探究
G633.7
物理学是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质相互作用和运动规律的自然科学。《物理课程标准》教学建议指出：“重视科学探究式教学。在义务教育物理课程中，实施科学探究式教学对提高学生的科学素养具有重大的作用。因此，在科学探究中，教师不仅应关注让学生通过探究发现某些规律，而且应注重在探索过程中发展学生的探究能力，提高探索兴趣，增进对探究本质的理解，培养科学态度和科学精神。”改变学习方式是新一轮课堂改革的核心，而合作探究学习是课堂改革倡导的重要学习方式之一。随着课堂改革的逐步推进和深入，我们开始认识到构建有效的合作探究学习机制是取得物理高效课堂的有力保障，如何真正让学生的行为、认知、情感参与到小组合作探究中来，使物理合作探究教学具有实效，笔者进行了有益的探索与实践。
一、精心组织，组建有效的合作探究学习小组
每位学生都是整体上独特的个体，他们的确个性特征、行为习惯甚至家庭背景都各不相同，这也导致他们的学习方法各不相同，学习成绩高低不下。小组合作最重要的一个目标是要保证小组内成员积极参与，共同进步。依据性别、习惯、学习等要素，我将班级同学分成九个小组。每个小组一般由6人组成，每组由1-2名优等生、2-3名中等生和2名后进生组成。这样分组可以让他们积极参与、互帮互助，以互教互学、合作探讨的方式进行学习。每个小组内由一名组织能力强、学习基础好的学生担任小组长。小组长的主要任务是组织并监督小组成员真正参与讨论；带领和帮助小组成员积极主动完成老师布置的任务以及负责检查、收发作业等。小组的其他成员也要做细致的分工，如记录员、报告员等。记录员负责合作过程记录工作；报告员代表小组报告小组学习情况。这样每个成员都是有参与的机会，同时注意关照配合小组内其他成员的活动，从而实现“ 不求人人成功，但求人人进步”的目标！
二、培养良好的合作探究学习习惯
努力让学生养成好的合作学习习惯，需要做到“三要”：一要学会倾听。课堂上，只有调动每个学生“听”的积极性，才能更好地促进全体学生的合作探究学习。为此，我常常有意走到孩子们中间，和他们一起“听”，让他们明白，“倾听”不光是老师的事情。在倾听学生发言的时候，我注意环视四周，以了解学生听的情况，并对认真地孩子们及时提醒。“你听得最认真了，这可是尊重别人的表现啊！”“这么小的区别都被你听出来了，你的小耳朵真灵！”……及时调整的夸奖就像兴奋剂，把孩子们的积极性都调动起来了，一个比一个倾听得认真。当然，倾听能力培养是一个长期、渐进的过程，我想只要我们常抓不懈，孩子们的倾听意识一定会慢慢增强。二要学会质疑。教学应以学生为主体，充分调动学生的积极性和主动性。鼓励学生去想“我要学什么，我怎么学，为什么这题要这么解？…”其间，教师起引导和引领的作用，不断启发学生质疑，鼓励学生质疑。在课堂上，对每位起来提出问题的学生都给予表扬、夸奖；对提得好进行奖励，号召同学们学习；对不爱提问的，教师应多抽起来回答问题，启发他去探究发现问题，甚至可以故意出錯让他来改错；对在旁边笑话的同学进行私下的教育，营造敢于质疑探究的氛围。同时，给学生提供各种提问的机会，使学生有质疑探究的空间：比如课堂上少讲点，让学生多问点；课后鼓励学生去问或以纸条的方式提问等等，学生才有充足的时间进行有效地质疑。三要让学生善于表达。要善于表达，首先要不怕表达。老师应多给孩子鼓励，特别是平时不善表达的孩子。鼓励他们敢说，不怕说错，即使说错，教师不要立即否定，更不应当批评，也不允许其他学生嘲笑，从保护他们的自尊心开始，让他们敢于表达。接着在培养学生表达时，要大胆给他们时间，鼓励逐渐养成用一段话把要表达的意思表达清楚。让学生经历怕表达—愿表达—能表达—善表达这样一个渐进的过程，加之教师的耐心，通过一段时间的培养，课堂上出现了唇枪舌剑的现象。学生思维得以相互点燃，孩子们自然养成了在交流中合作学习的好习惯。
三、合理评价，提高合作探究学习的实效性
小组评价机制的实施还对小组建设起着至关重要的作用，评价机制是一个系统的工程。根据小组评价的时段性可以分为即时评价、课时评价、日评价、周评价、月评价和学期评价。即时评价是在传统课堂中一种常用的评价手段，可以使评价发挥即时效用，直接而有效，但不够长久。所以，要将学生的学习激情得以延续，从课前延续到课堂；从课堂延续到课后；从学校延续到家庭；从周一延续到周末。日评、周评、月评以及学期评价体系的运用就不可或缺。也只有用好这些时段性评价，才能牢牢掌控好学生，真正做到让学生乐学，或者做到辛苦但不痛苦的一种学习境界。
从评价的内容上可以将评价分为习惯养成评价、自主预习评价、课堂展示与交流探究评价等等。使评价贯穿学生的整个学习和生活中，或是学生的一日常规的各个环节中。以小组为主体的评价体系使学生能够以小组为单位发挥团队力量，培养团队意识，增进交流、互助。
四、运行合作探究小组，实施高效探究式教学
等效替代法在初中物理中出现的频率很高，如大家所熟知的合力的概念、等效电阻的概念就用到等效替代的思想，还有平面镜成像中用未点燃的蜡烛代替虚像也用到了等效替代法。通过探究式教学，能为教学带来很好的效果。
比如：探究式教学验证“通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场很相似”时，教师可以指导学生在通电螺线管断电时往里面插入一根条形磁体，可以观察到周围小磁针的情况与通电螺线管通电时是一样的。从而学生就探究验证了通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场很相似这个结论，通过组组合作探究，学生很快就能理解。当改变通电螺线管中的电流方向时，教师也可以调整条形磁体插入的方向，学生探究能快速比较得出通电螺线管的磁场特点，可以说事半功倍。
五、结论
物理视角 篇10
一、视觉思维的内涵
视觉思维是指视觉感官对外部刺激反应形成“视觉意象”,并以“视觉意象”为中介展开的一种创造性思维.美国心理学家麦金(R.H.Mc Kim)从思维训练的角度定义了视觉思维的概念,他指出,视觉思维借助三种视觉意象进行:其一是“人们看到的”意象,其二是“心灵之窗所想象的”意象,其三是“我们的构绘”所得的意象.[1]视觉思维就是观看、想象、构绘三种视觉活动相互作用的过程,如图1,在观看和构绘重合区域,观看促进构绘,构绘反过来鼓励观看;在构绘和想象重合区域,构绘激励和表达想象,想象为构绘提供动力和内容;在想象和观看重合区域,想象指导和过滤看到的东西,反过来观看又为想象提供素材. 三个圆圈重叠处标志着视觉思维进行得极为充分.[2]
二、视觉思维视角下的物理学习错误分析
(一)因视觉观看规律及视觉负效应引起的物理学习错误
1.视觉方向性:对一种粗心现象的解释
生理学家研究发现,视觉具有方向性,人眼观看事物时习惯从左边开始,但会自动移到右方,且位于右侧物体的视像比左侧物体的视像更清晰、稳定些.这是因为:“人眼透镜”成倒立的像,视野右侧的物体成像在视网膜左侧,视觉讯号传到脑的左半部,而通常情况下大脑左半球比右半球血液供应更充分.学生分析物理图像时,经常出现不注意纵坐标含义而导致的错误,如图2,s-t和v-t图像总是混淆,教师往往将此归为粗心.如果从视觉方向性的角度分析,学生的粗心有一定的合理性.因为图像与横坐标的视角重心位于整个图片右侧,学生观看时,不自觉地将注意力放在右侧,图片左侧的纵坐标自然处于视觉漠视区.
2.视觉误差:一类错误前概念形成的原因
视觉误差是指人和动物通过视觉感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静所获得的信息与被感知物体真实特性的差别,也就是错觉.比如,当人们在静止的列车里看旁边运动的火车时,总觉得自己所在的列车在运动.这是因为平常乘车时,车的运动产生外物移动的知觉,在脑海中留下深深的印记,因而当在静止的列车里看到旁边火车的移动与这种知觉一致时,就会不假思索地认为是自己坐的列车启动了.学生的一些错误前概念就是因为视觉误差引起的,比如关于平面镜成像特点的前概念是:当人远离时,像变小,反之,像变大.这是学生对物体大小产生的错觉,对视觉负效应的了解使学生在观察上能摆脱它而不致将错觉认为是正确的,要防止因错觉造成认识上的错误.
3.视知觉定式:相似情境题易错的解释
对同一类题的不断训练,使学习者对知觉对象的各种特征确立一种稳定的、按重点程度确定的优先序列,从而导致某些特征弱化为与当前训练目的无关的性质,当遇到相似而有变化的物理情境时,这些特征就不会被注意或认识出来,于是产生了视知觉定式.
例如,如图3,问题:当滑片移动时,电流表示数如何变化?这类基础题在作业中反复出现,不断强化视知觉,学生自然就产生了固定认识:电路有滑动变阻器、电流表这两个重点元素,当滑动变阻器电阻变大(小)时,电流变小(大),电路连接情况成为与电流表示数变化无关的特征.当电路变为如图4时,视知觉定式发生作用,视觉只关注滑动变阻器及电流表示数变化情况,“并联”并没被认识出来,得出与图3相同的错误结论,这也是视觉负效应的体现.
(二)因视觉想象受阻引起的物理学习错误
1.视觉意象库储备不足,视觉想象缺乏基础
任何思维活动都离不开视觉意象,只有物理意象库储备充足、丰富了,学生的想象才有坚实的基础,问题解决过程中出错的概率就会降低.物理意象的侧重点和丰富程度受地域特点、经济条件、教学方式等因素影响. 比如,北方的雾凇对南方学生而言,如果没去过,遇到雾凇的相关习题,必然会有障碍,因为缺乏视觉观看的体验,想象不出雾凇的样子,而北方的学生就不缺乏雾凇的视觉意象;经济条件较好的学生一般见多识广,头脑中积累的视觉意象更丰富些;对生活中常见的物理情景,学生较易积累相应的视觉意象,而对于微观世界或抽象的物理过程,学生的物理意象就比较匮乏,但这些可以通过物理模型、多媒体等手段来辅助弥补.
2.视觉素材自身问题,制约学生视觉想象
初中生以形象思维为主,所以物理教材和习题中配有许多插图,为学生开拓了广阔的想象空间.学生在阅读插图的过程中,必须启动视觉想象在自己头脑中加工、组合成一些图形或形象,才能更好地理解插图所表达的视觉信息.[3]但如果插图没有突出关键信息或高于学生认知水平,势必造成学生想象受阻,难以还原出物理情景的真相,产生错误认识.
比如,苏科版教材九年级下册在活动“观察磁场对通电线圈的作用”中,呈现如图5的图片,学生看到线圈放在支架上,至于线圈怎么绕、导线两个头怎么引出,全凭学生想象.笔者曾让学生画出图5中的线圈结构及开关闭合瞬间电流的方向,几乎所有学生答案一致,如图6,显然学生不清楚线圈中导线的具体走向.教材呈现的视觉素材模糊,没有突出“线圈的制作过程”这一关键信息:将一根长铜丝沿同一方向反复缠绕,就制成了线圈,如图7.开关闭合瞬间,线圈中的电流为顺时针方向.线圈上边导线电流方向相同,且与下边导线电流方向相反.
3.物理过程动态变化,视觉想象力不从心
有些物理过程是动态的,学生面对图像和文字叙述,需要想象变化的过程和相应物理量的变化情况.由于有的教师不重视实验、教学方法单一,学生积累的动态意象有限,影响视觉想象力的发展.当遇到动态物理过程时,想象力就跟不上文字表述,不是把握不准变化的临界点,就是理不清对应的变化关系. 比如,杠杆动态平衡、平面镜转动引起光线转动等问题,学生错误率就较高.
(三)因缺乏视觉构绘意识和能力引起的物理学习错误
视觉构绘是一种视觉形式的表达,借助纸、笔,利用图形、符号色彩等视觉语言将表象表达出来的心理操作和实践操作过程.构绘能力是儿童较早发展的一种智能,但由于我们的教学偏重逻辑思维的培养,错失了借助绘画发展视觉思维的关键期.学生视觉构绘意识淡薄,构绘能力不足,主要体现在以下几个方面.
1.物理情境生成示意图的能力
缺乏这种能力必然导致学生对物理问题的思考没有着力点,思维凌乱,找不到突破口.例如,峭壁前方的山路上有一辆汽车向远离峭壁的方向匀速行驶,速度为10m/s,汽车鸣笛后经过3s听到回声,求鸣笛时车和峭壁间的距离(此时声速为340m/s).学生思路出现障碍的根本原因是不能将本题的物理情境转化成示意图,从而影响对运动过程的分析和突破口的寻找.学生在构绘物理示意图的同时,应调动视觉观看和视觉想象,这有助于思维的展开和灵感的迸发.
2.定格运动瞬间的能力
对动态变化的物理过程而言,关键的物理关系往往建立在变化的瞬间,这就势必要将这些运动瞬间构绘出来,使其“暂停”在眼前,这样物体运动的全过程就通过几幅静态图像展现出来,这无形中分解了难度,降低了出错的可能.缺乏这种能力将影响学生对复杂物理问题的分析和理解.
三、教学对策
教学中有必要让学生了解一些视觉规律、视觉负效应等常识,以便在学习中引起注意,并加以克服.此外,还可以从以下几方面入手.
(一)多角度观看视觉素材,变“陌生”为“熟悉”
面对视觉素材,学生首先会对素材关键点进行识别,并自觉与大脑中储存的各种视觉意象对比,当能找到同类型意象时,学生就能顺利解决问题,而当两者有区别时,思维就容易受阻,产生错误.有时,观看的材料与视觉意象表面上不一致,但经转换后,两者却可以和谐统一起来.比如,如图8,要求画出螺线管的绕法,学生反复训练积累了固定的视觉意象,当出现图9时,学生感觉别扭,不适应,此时将图逆时针转90°后,就与学生储备的视觉意象完全对应起来.又如,如图10,平躺滑轮组问题,顺时针旋转90°就转化成学生熟悉的滑轮组,有助于学生理解和知识迁移.
(二)注意强化视觉体验,丰富意象储备
阿恩海姆说,“心灵没有意象,就永远不能思考”,“每当人们思考问题时,都有某种具体形象作为出发点或基础”. 意象的积累对提高学生思考力具有重要作用.在物理教学中,尽可能多地让学生“观看”各种具体物理事件发生发展的真实过程,丰富学生意象贮备;对同一物理问题,可按不同思路提供多样视觉信息,如当教师的演示实验与教材设计不相同时,实验结束后,应接合教材图片,说明教材的实验思路,因为课后习题一般与教材设计配套,避免学生接触教材实验图时,产生陌生感,甚至出现看不懂的情况.最后注意,呈现的视觉材料应符合学生认知水平,要求形象、直观,突出关键信息.
(三)培养视觉构绘意识和能力,促进对物理情境的理解
视觉构绘不是一种机械的再现过程,而是与观看、想象相互作用不断产生反馈的心理操作过程,学生构绘图形过程中产生的直觉、形象有助于加深对物理过程和情境的理解,从而获得灵感.在平时教学中,应鼓励学生多画草图和示意图,教师在分析物理问题时,注意身体力行,给学生形成潜移默化的影响.
参考文献
[1]麦金.怎样提高发明创造力——视觉思维训练[M].王玉秋,吴明泰,于静涛,等译.大连:大连理工大学出版社,1991.
[2]季一鸣.高中物理教学中强化学生视觉思维的探究[D].南京:南京师范大学,2004.