高中物理教学中实施方法教育的两个途径.doc

高中物理教学中实施方法教育的两个途径陆丰市林启恩纪念中学 温展煜【论文摘要】本文提出了在高中物理教学中实施方法教育的两个途径：一是从中学物理的教学内容中去挖掘方法论的教育因素，通过教学过程进行渗透；二是用典型的科学方法涵盖高中物理的教学内容，在复习过程中显化科学方法，引导学生迁移运用科学方法。并列举在概念、规律教学和复习过程中如何运用“比较法”提高记忆、理解和应用的能力。【关键词】高中物理 方法教育 渗透 显化 迁移 高中物理新课程的基本理念之一，就是在课程目标上注重提高全体学生的科学素养。新课标明确指出：“高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面培养学生，为学生的终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。”在中学物理教学中加强科学方法教育，是提高学生科学素养的重要手段。实施方法教育的方法和途径很多。在高中物理教学过程中，我们从两个方面来实施方法教育：一是从中学物理的教学内容去挖掘方法论的教育因素，通过教学过程进行渗透；二是用典型的科学方法涵盖中学物理的教学内容。1.在概念规律教学中渗透方法教育，引导学生领会、掌握科学方法方法教育重在渗透。在渗透科学方法教育的过程中，如何设计课堂教学至关重要。下面举例加以说明。在“自由落体运动”一节的教学过程中，我们设计了以下实验程序：（）取五分硬币一枚，与五分硬币等大的纸片一张，让它们从同一高度同时下落，让学生观察；（）取小石子一颗，比石子重的大纸片一张，让它们从同一高度同时下落，让学生观察；（）取两张完全相同的大纸片，把其中一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落，让学生观察；（）取五分硬币一枚，与五分硬币等大的纸片一张并捏成小纸团，让它们从同一高度同时下落，让学生观察。第（）步中，学生观察到硬币先于纸片落地的现象，教师据此向学生提出：比较小石子和纸片，我们能否得出“物体越重下落越快”的结论呢？有学生回答“重的物体下落得快”，有的学生回答“不是”。在第（）点中，学生又观察到小石子先于纸片落地的现象，教师于是提出：比较小石子和纸片，我们能否得出“物体越轻下落越快”的结论呢？（）中矛盾的结论，激起学生积极的思维。有学生回答：从观察到的现象看，物体下落的情况是比较复杂的，直观的感觉和经验告诉我们，有时重的物体下落快，有时轻的物体下落快，物体下落的快慢不仅与重力有关，还与其他因素有关，对具体的问题要作具体分析。教师对学生的回答予以肯定，并用“控制变量法”进行第（）步的演示。此次学生又观察到纸团先于纸片落地的现象，这说明：重力相同的物体有时也不能同时落地。教师的一句“为什么？”又激起学生热烈的讨论，绝大多数学生指出上述实验是在空气中进行的，空气阻力影响了物体的下落运动。比较（）和（）同样的纸片，只是（）中的纸片被捏成了纸团，其目的是尽量减小空气阻力。让它与五分硬币从同一高度同时自由下落，观察到硬币和纸团“几乎同时落地”。教师指出：上面实验只是初步验证这样一种假设，即只在重力作用下的物体自由下落时的快慢是一样的。如果能设法排除空气，情况会怎样呢？接着进行了在真空管中金属片、羽毛等下落的演示（说明略），通过进一步的实验验证，学生已相信“只在重力作用下从同一地点同一高度同时下落的物体下落的快慢是相同的”。教师引导学生进行小结：（1）自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。当空气阻力可以忽略时，物体所做的自由下落运动可以看做是自由落体运动。（2）做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。（3）自由落体运动是一种理想化的运动过程，为了研究落体的运动，我们常常忽略空气阻力等次要因素，而将物体理想化为“只受重力作用”。在进行实验时，我们常常采用“控制变量法”和“比较法”。在这一过程中，学生始终处于较为兴奋的状态，在教师引导下感受到科学方法的教育。为了探索自由落体运动的规律，我们可以自己设计实验进行研究。通过引导学生对打点计时器的原理的分析，设计出用纸带法研究自由落体运动规律的实验。学生领会到如何运用实验原理进行实验设计的方法。方法教育要循序渐进，方法的渗透要经常进行；对典型的物理方法，要在教学过程中反复进行强化，使之在学生的大脑中内化，以至达到活化（灵活运用）。例如，在学习质点、单摆、理想气体、自由落体、匀速圆周运动、简谐振动等概念以后，对它们作比较分析。它们虽然有的是理想的“实物”，有的是理想的过程，但他们的共同点是对客观存在的纯化反映，是抽象的绝对理想形态，所以我们把这些称之为理想模型。在介绍伽利略的理想实验后，又指出这类实验是纯化条件、塑造理想过程、进行逻辑推理而得到一定的结论。将理想模型和理想实验作比较，指出它们的不同点是：理想模型是作为一种形态的形式存在，而理想实验作为一种推理过程的形式存在。它们的共同点是：以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映客观，这样的方法就是理想化的方法。.在复习过程中显化科学方法，引导学生迁移运用科学方法复习是教学过程的重要环节，是一种延时反馈，是新课讲授结束后为消化、巩固知识点，归纳总结教学内容和方法，或矫正学习中的偏差等采取的教学手段。由于科学方法蕴含在物理概念和规律的建立发展和应用过程中，以及各知识点相互联系的地方，因此在复习过程中，我们可以将科学方法进行显化，以科学方法涵盖中学物理的教学内容。如在进行物理图象专题复习中，我们以“比较法”引导学生将力学到电磁学中的图象进行比较。抓住图象的点、线、面的物理意义，从而帮助学生理解掌握图象所涉及的物理规律及其应用。质点运动可用vt图线表示，其中“点”表示某时刻质点的运动速度，“线”表示一段时间内质点速度变化的规律，“面”表示质点在一段时间内发生的位移；外力在一段时间（或一段位移）对物体的作用可用t（或s）图线表示，其中“点”表示某时刻（或位置）作用在物体上的力，“线”表示力在该过程作用在物体上的力的变化规律（如弹力fx图线，反映f随x的线性变化关系到），“面”表示力在该过程对物体的冲量（或对物体所做的功）；一定质量的理想气体状态变化可用图线表示，其中“点”表示这部分气体在体积为时的压强值，“线”表示气体压强随体积变化的规律，“面”表示在状态变化过程中气体系统所做的功；还有电学的t图，图等通过比较，在学生头脑中建立起清晰的物理图景。同样地，通过比较可以帮助学生巩固对物理公式的记忆。在高中物理中有很多比值定义的物理量，如匀变速运动的加速度，电场强度，电势差，电容器的电容，导体的电阻，电流强度等，它们都与相比的两个量无关，只由自身的因素决定，所反映的是各物理量的本质属性。运动物体的国度决定于该物体的质量（m）及作用于其上的合外力（），而与物体的运动速度变化（）和时间（）无关，因此不能说“加速度与速度的变化量成正比，与时间成反比”；同样地，我们不能说“电场强度与电荷所受力成正比，与电量成反比”，等等。在列举上述各量的定义式的同时，将它们对应的决定式列出，进行比较，既能雇各式也能理解各量的意义。又如，我们可以对几个周期公式进行分析比较：弹簧振子的周期公式单摆的振动周期公式圆锥摆的周期公式地球表面附近人造地球卫星绕地运转周期振荡电路的固有周期这些公式均有这一形式，根号内都有两个物理量，反映了主体的属性。如弹簧振子k表示弹簧属性，m表示振子质量属性；振荡电路中表示线圈属性，表示电容属性。又如单摆公式中的l和g，我们还可依其本质特征找出不同场合中的“等效摆长”和“等效重力加速度”求其。在实际应用时，很多学生会误写内两个物理量的关系，为此我们只需根据周期的单位秒可知内的单位一定为秒，以此反推两物理量的关系，就不致出错。在学习电磁学时，很多学生对于和ev两式也常误写，如果能对两式认真比较，便不会出现错误。前者是通电（）导体（）在磁场（）中受力（条件：、垂直），后者是导体（）以一定速度（）在磁场（）中切割磁感线产生感应电动势（条件：、三者互相垂直）同样地，我们也理解和记住q及fqv。前者为电荷（q）在电场（）中受力，只决定q 、，而与其它因素（如电荷的运动状态）无关；后者为电荷（q）以速度（v）垂直于磁场运动时的受力，显然与v的大小及方向都有关。通过比较加深对物理概念和规律的理解。上面已看出，通过比较，在理解的基础上可以准确牢固地记忆物理量（或公式），对于看似相同而意义和本质不同的物理概念，只有通过比较才能弄清其异同。如动量和动能、动量和冲量等概念，我们可以分别从它们的物理意义、定义式、单位、矢量或标量、过程量或状态量以及相互联系等加以比较，找出它们的异同。同样地，对于物理规律我们可以从研究对象、规律的内容（文字表述、公式、图像）、实际难或推导、适应条件以及解题要领等方面加以比较。如力学中的几个重要规律：牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律等，这些规律为解决力学综合问题提供了四条主要思路：（） 运用牛顿运动定律来研究质点的运动；（） 从功和能角度来研究质点的运动；（） 从冲量和动量的角度来研究质点的运动；（） 综合运用功、能关系、动量关系及牛顿运动定律分析问题。采用何种思路较强简捷，则需根据题设的条件，通过比较来选择。一般不涉及a和t的问题，先从功、能入手较方便；若涉及a、t，且受恒力作用，则从牛顿它二定律和匀变速运动规律入手；若涉及v和t则先从动量定理入手，若有两个以上物体相互作用且同时满足的问题，从动量守恒定律考虑。教学中，教师可以通过实际问题，引导学生比较，以确定具体的解题方法。通过适当的训练提高解题能力。在进行电场或磁场的复习教学中，我们通过对重力场中物体受力、运动的特点跟带电粒子在电场或磁场中受力、运动的特点进行比较，引导学生将力学中的研究方法迁移运用于电、磁场中并得出规律。中学物理教学中涉及的科学方法很多，主要包括观察实验方法、逻辑思维方法以及数学方法等，而比较法是物理学研究中经常应用的基本的思维方法，也是物理学习中经常应用的重要方法。因此本文以比较法为例进行说明。方法教育是一个长期的教育过程，方法的掌握非一朝一夕便可实现。教师必须彻底转变教育观念，认真研究设计教学过程，将“渗透”的工作做深、做足，将“迁移”的工作做细、做活，这样才能真正发展学生能力，提高学生的素质。 2005年6月