关键词:课程标准;数学思想;活动经验
新修订的《义务教育数学课程标准》在继承我国数学教育注重“双基”传统的同时,明确提出让学生理解和掌握“基本的数学思想和方法”,获得“基本的数学活动经验”,并以此“四基”作为数学课程总目标。如何帮助学生在数学学习中感悟数学思想方法、积累数学活动经验呢?近日,本人承担的校级公开课――西师版小学数学四年级下册第六单元“探索规律”,磨课的经历给了我很多启示。
课前阅读
从某种意义上讲,数学学习是一个个规律的建构过程。学生不断地经历“发现―猜测―验证―应用”的建构过程。在建构的过程中,发展学生抽象概括、归纳等能力,感悟数学思想方法,积累数学活动经验。因此,探索规律,重要的不是知识的结论,而是重在一个“探”字,学生探索规律收获的不是某个具体的知识点,而是数学学习的方法、数学活动的经验以及基本的数学思想和数学学习的情感体验。
课中实践
通过对课标的解读、教材内容的研读以及学情的分析,我将教学目标定位为(1)通过操作活动,学会用比较的方法探索规律。(2)经历探索规律的过程,提高观察、归纳、概括及空间想象能力。(3)在活动中感受数形结合与变与不变的数学思想,积累学习经验,获得成功体验。在教学目标的指引下,我开始了教学尝试,大致流程如下:
一、猜数游戏,引入新课
游戏:猜数字――1、4、7、10、13、16、19……
师:为什么猜得又快又准确了?
师:你是怎样发现规律的?根据学生回答相机板书:比较
师:比较是探索规律的好方法,这节课我们就用比较的方法继续学习探索规律。(课件出示课题)
二、组织活动,探索规律
1.示范引领,激发兴趣
出示1个平行四边形,给出数据(长2短1),口算周长。
再摆一个平行四边形拼在一起,计算周长,方法引领。
师:平行四边形的个数和拼出图形周长有什么关系?我们一起来研究。
2.同桌合作,探究规律
3.汇报交流,认识规律
小组汇报,并说一说发现了什么规律?是怎样发现的?
预设:每增加一个平行四边形,周长就增加4。每增加一个平行四边形,周长和就减少2。
从表中数据和拼图过程中发现规律。
小结:我们不仅可以通过比较数据发现规律,还可以通过比较图形变化发现规律,这是一种很重要的数学方法:数形结合。
4.借助课件,深入理解
规律一:每增加一个平行四边形,周长就增加4。
(1)课件演示
1个平行四边形的周长是6;
2个平行四边形拼在一起,跟1个比较,个数增加了1个,周长就增加了1个4;
3个平行四边形拼在一起,跟1个比较,个数增加了2个,周长就增加了2个4;
……
8个平行四边形拼在一起,跟1个比较,个数增加了()个,周长就增加了()个4,这时的周长可以怎样计算?
按照这样的规律,10个平行四边形拼成的图形周长怎么计算?100个?很多个呢?
逐步得出:6+(n-1)×4
(2)验证规律
师:当n为5时,6+(5-1)×4=22,与表格数据核对。
(3)变式深入
图形数据改变、拼的方式改变、拼的图形改变(长方形、梯形、三角形)
师:你发现了什么?
预设:每次增加的总是上下两条边的长度之和,左右两边不变。
顺势引导在变化中发现不变。
规律二:每增加一个平行四边形,周长和就减少2。
5.学习回顾,感悟方法
师:我们是通过怎样的方式发现规律的?
小结:比较;数形结合、变中抓不变;多角度思考。
三、运用方法,巩固练习
四、全课小结
课后所思
1.研究教材、充分理解教材是上好课的关键。“探索规律”是一个崭新的教学内容,需要仔细研究、深入理解、准确把握。理解和把握教材要做到:理清探索规律的教育价值所在,才能让自己站得更高,为学生的未来发展想得更远。
物理规律是物理知识的骨架,它表现为若干物理概念之间的内在联系,反映出物理现象和过程在一定条件下发展、变化的必然趋势。为了便于物理规律的教学,依据规律的建立过程,把规律分为:经验规律和理论规律。
经验规律:在观察和实验的基础上,通过分析归纳、概括出的物理规律。如牛顿三定律、牛顿运动二大定律、开普勒定律、能的转化与守恒定律、库仑定律、欧姆定律、左手定则、右手定则、安培定则、电磁感应定律、热力学定律、光的反射与折射定律等等。
理论规律:为了解释某些物理现象,探求相关经验规律成因,在若干经验事实和相关经验规律的基础上运用数学工具推导出的新的物理规律。如万有引力定律、分子运动论、安培假说、原子壳层结构等等。
二、物理经验规律探究式教学常见问题
我国的新课程改革已经进行几年,不少物理教师从教学实践中总结出了有效的经验规律教学方法。经验规律是在观察和实验的基础上,通过分析归纳、概括出的物理规律,通过探究的方法来学习物理经验规律,则可以使学生亲身经历实验过程,及时弥补感性认识的不足和偏差,以及抽象思维能力不强,增进对物理规律的理解并深化。基于以上,探究式教学理所当然地成为物理规律经验教学的首选。用探究式对物理经验规律教学过程如下:确定问题情境提出解决问题的假设设计方案实验验证假设分析和论证反馈和反思等,但在具体实施过程中却容易出现许多问题。
1.来自生学中的问题
①不能正确面对探究中出现的错误。传统教育是“永远正确”的教育,是消灭错误、鄙视错误的教育。由于受传统教育影响,学生在错误面前得到的是紧张、羞愧,而不是理性的分析与反思,探究过程学生并非去发现错误从而坦诚地面对错误。
②探究能力的缺乏。能力的形成需要一个过程,这一点大多数教师都有亲身体会,不论是培养学生解数学题的能力,还是解决物理问题的能力,或者是语文教师提高学生写作的能力,都需要一个较长的过程。探究能力也是如此,可惜的是,过去幼儿园与小学还不够重视,因此进入初中的学生非常缺乏探究的经验与能力。
③学生面对新的物理经验规律教学不适应问题。启动新课改后,我们的老师尝试在教学中改变传统的教学模式,顺应课改的潮流,改变过去过分强调知识的传承倾向,在课堂教学积极选取探究式对物理经验规律教学,可是由于学生长期受接受式教学方法的影响,一时难以适应,因而影响到教学的效率,学习进度较慢。
2.教师存在问题
①完全放弃传统的教学。接受式是传统教学模式的代表,而探究式是我们新课程改革中最重要的教学方式,特别是物理经验规律最适合探究式教学。有的教师完全摒弃传统的接受式,而完全采用探究式。
②教师不能驾驭课堂。新课程强调以学生为主体,强调让学生“动”起来,特别是探究式对物理经验规律教学中,教师要把课堂大部分时间交给学生,如果处理不好就会出现许多问题,学生积极参与学习,课堂气氛空前活跃,学生提出各式各样的问题,有些甚至是令人始料不及的,课堂纪律难于控制,教学任务难于完成。学生一放开,教师在课堂上感到特别紧张,甚至感到无所适从。结果造成教学任务完不成,课堂纪律无法控制,对课堂不能调控。
③用探究式对物理经验规律教学引起的教学时间不足。我们知道用探究式对物理经验规律教学过程主要包括如下过程:确定问题情境提出解决问题的假设设计方案实验验证假设并分析数据分析和论证反馈和反思等一系列的活动,而要全面地实施需要花费许多时间,这样势必影响我们的教学进度,导致不能完成教学任务。
三、物理经验规律探究式教学的完善与改进探讨
在目前,探究式教学已成了贯彻新课改理念的主旋律,它让课堂教学焕发出新的活力。物理经验规律的教学最适合于探究式教学,但在具体的教学过程中,为了尽可能的减少或避免以上问题,我们有必要对物理经验规律的探究式教学进行完善或改进。
1.物理经验规律探究式教学模式的完善
(1)从探究的时间长短看物理经验规律探究式教学模式
从探究的时间长短来看物理经验规律探究式讨论,主要类型有三类:一类是主题探究,第二类是片断探究,这两类强调的是知识的形成过程,其学习的周期较短。主题探究一般占一节课左右,也可以是一个单元,按需要也可适度延伸到课外。片断探究一般在十分钟左右,它可以是课堂教学的片断,也可以是探究过程中的几个环节。第三类是专题探究(项目设计),它强调的是应用知识,产生新知识的过程。其学习周期较片断探究和主题探究都长,时间跨度大。所以,第一、二类是在物理教学中开展科学探究的重点。在具体实施该方法教学过程中不一定要严格按照问题探究式教学的步骤,例如片断探究一般在十分钟左右,如果严格按照探究式的教学步骤是没必要的。我们应该根据需要来取舍,对不同的知识点应该选取与之相应的探究式类型。
(2)从学生活动方式看物理经验规律探究式教学模式
在讨论探究式教学的模式之前,有一点是需要明确的,那就是:“探究”≠“动手操作”。探究不一定都要动手操作,重要的是解决问题的思维过程,要像科学家一样创造性地解决问题。中学物理课程中的探究式教学可以有以下两种模式。
教育实践发展的需要。
【关键词】思想政治教育过程交往实践
一、思想政治教育过程研究现状
思想政治教育过程是思想政治教育重要的一部分,从20世纪80年代思想政治教育作为一门独立的学科诞生以来,广大的思想政治教育理论工作者就一直重视对思想政治教育过程的研究,并提出了相关的原则和方法。关于思想政治教育过程的研究,大多在学者的专著中以独立的章节出现,以论文的形式发表在中国期刊网上的共有一百多篇相关文献,其中近几年比较有代表性的论著有教育司1999年主编的《思想政治教育学原理》,陈秉公2001年著的《思想政治教育学原理》,张耀灿等2006年编写的《思想政治教育学前沿》,郝文清2008年编写的《现代思想政治教育学》,陈义平2008年编写的《思想政治教育学原理》等。关于思想政治教育过程的研究形成了一些共同认可的研究领域。比如思想政治教育过程的含义;思想政治教育过程的要素;运行、环节等。但是这些研究领域均还不能达成共识,形成了各异的观点。
思想政治教育过程的含义。对于思想政治教育过程含义比较有代表性的观点是:思想政治教育过程是教育者根据一定社会的思想政治品德要求和受教育者的思想品德形成和发展的规律,对受教育者施加有目的、有计划、有组织的教育影响,促使受教育者产生内在的思想矛盾运动,以形成一定社会所期望的思想政治品德的过程。很多观点和这个观点大致相同,如郝文清主编的《现代思想政治教育学》中对思想政治教育下的定义是思想政治教育过程就是把一定社会的思想观念、政治意识、道德规范转化为受教育者个体的思想品德的过程,是教育者和受教育者共同参与双向交往互动的教育实践活动过程。这个定义在原有研究的基础上有所拓展,提及受教育者在过程中要共同参与。比较有突破性的是张耀灿主编的《现代思想政治教育学前沿》中对思想政治教育过程下的定义。该观点认为思想政治教育过程是以形成受教育者一定的思想政治品德为目标,教育者和受教育共同参与交往互动的教育实践活动过程。前两种观点中的施加、转化,很明显的有种强加、单向灌输的思想在里面,它是不适合现代思想政治教育过程发展的要求的。后面的观点强调教育者和受教育者的平等和互动体现了现代思想政治教育的要求。
思想政治教育过程的要素。对思想政治教育过程的要素,学者也有不同的观点。教育组司编的《思想政治教育学原理》中认为思想政治教育过程的要素主要有教育者(主体)、受教育者(客体)、思想政治教育的内容和方法(介体)、社会环境及其所提供的教育支撑条件(环体)。很多专著关于过程的要素划分的角度都与这个观点大致相同,只不过是在此基础上有所拓展,形成了四要素论、五要素论等,这些观点都把教育者和受教育者划分为主体——客体对立性的要素。如陈义平的《思想政治教育学原理》中认为思想政治教育过程的静态要素和动态要素构成:其中静态要素包括主体(教育者)、对象(受教育者)、介体(教育控制);动态要素包括施教系统和接受系统、反馈系统。他把思想政治教育过程要素划分为静态要素和动态要素是其进步之处。张耀灿主编的《思想政治教育学前沿》中对思想政治教育过程的要素进行了分类,按要素所起作用的方式分为决定性要素和概率性要素;按要素的状态分为静态要素和动态要素,其中静态要素主要有教育者、受教育者、教材等,动态要素主要有教师的教和学生的学等;从交往教育实践认识论的角度划分为主体(教育者和受教育者)、客体(教育内容)、媒介(物质条件和活动形式)三个要素。这里首次对思想政治教育过程的要素进行了不同以往角度的划分,把受教育者认为是过程的主体之一,是具有前沿意义的。
思想政治教育过程的矛盾和规律。思想政治教育过程的矛盾和规律是学者研究比较多而且比较深入的部分。教育组司主编的《思想政治教学原理》中认为思想政治教育过程的主要矛盾是教育者所掌握的社会要求的思想政治品德要求与受教育者思想政治品德发展状况之间的矛盾;思想政治教育过程的基本规律是“适应超越规律”,具体表述为:教育者的教育活动既要适应受教育者的思想政治品德基础和发展的要求,又要超越受教育者的原有基础,体现社会思想品德要求的规律。思想政治教育过程的具体规律包括双向互动律、内化外化律和协调控制律。郝文清对规律的研究进行了扩展,他主编的《现代思想政治教育学》认为思想政治教育过程的规律有内化与外化规律、双向互动律、协调控制律、教育与自我教育相统一规律。而苏星鸿等的论文《思想政治教育过程规律新论》针对以往研究忽视人的个性、主体性和需要的不足,认为思想政治教育过程包括三大规律:人的社会化和个性化相统一的规律、互教性和自教性相统一的规律、要求和需要相统一的规律。这里对规律的探讨注重人性是有一定进步性的。
张耀灿主编的《思想政治教育学前沿》把思想政治教育过程的矛盾分为三个层次:思想政治教育过程与外部环境的矛盾、思想政治教育过程内部的矛盾、思想政治教育过程中主体自身的矛盾。把思想政治教育过程的矛盾层次化,其中认为施教系统和受教系统的对立统一是思想政治教育过程内部的基本矛盾。认为规律和规律的价值性运用是构建思想政治教育过程规律体系的关键性问题,思想政治教育过程的规律体系包括思想政治教育过程的外部规律、内部规律和主体自身思想品德发展的规律。对思想政治教育过程的矛盾和规律的认识都越来越全面和深化。
思想政治教育过程的运行和环节。教育组司主编的《思想政治教学原理》中认为思想政治教育过程的基本环节包括确定教育目标和制定教育计划、选择教育机制、指导受教育者践行社会要求。郝文清主编的《现代思想政治教育学》中认为思想政治教育过程包括内化、外化和反馈检验三个阶段,思想政治教育过程的环节包括明确教育目标、制定教育方案、思想政治教育实施、思想政治教育评估这四个环节。思想政治教育过程的运行包括思想政治教育活动的准备、思想政治教育活动的开展、思想政治教育活动效果的强化。张耀灿主编的《思想政治教育学前沿》把思想政治教育过程的运行环节分为教育者的施教环节和受教育者的接受环节,并且认为这两个环节是过程的两个方面相辅相成。对思想政治教育过程运行和环节的研究都还是比较宏观的研究,有待微观化。
二、思想政治教育过程研究存在的不足及对策浅析
以上的研究反映了学者们对思想政治教育过程研究的丰硕成果。从这些研究成果看,虽然对思想政治教育过程的研究在深化,但是很多是重复性研究,没有多大的理论突破。本文认为思想政治教育过程研究存在以下不足:(1)宏观化研究多,过程的运行大多分为确定教育目标、制定教育方案等都是很宏观的概括,与其说是思想政治教育过程的运行,不如说是思想政治教育工作的运行,过程运行的分析不能深入到思想政治教育的内部,因此不能具体的指导实践,这是现代过程不能取得实效的关键所在。(2)经验层次概括多。过程的矛盾规律、运行环节、要素等都是经验概括,没有统一的理论依据导致观点大同小异,实质重复性研究多。(3)过程的要素及要素的关系只是在过程矛盾和规律的研究中有所提及,还没有专门研究过程要素间的关系。过程要素及要素间的关系认识不足,是导致过程规律和矛盾研究处于经验层次的主要原因。(4)过程理论没有从哲学本体论去审视,使过程研究缺乏统一的基点。(5)过程研究还处于实践是对象性活动的思维方式下,明显落后于思想政治教育实践发展的需要,缺乏现代气息,不能有效指导实践。
思想政治教育是人类的社会实践活动之一,那么什么是社会实践活动呢?社会实践活动的真正内涵是什么?马克思认为,人类的任何一个社会实践活动都必然会发生主体与客体之间的自然关系以及主体和主体之间的社会关系。社会实践活动的双重关系,决定了社会实践活动具有两个不同的向度:一是“主体——客体”向度,是指主体与客体之间对象化的生产实践活动;二是“主体——主体”向度,是指主体与主体之间的交往实践活动,即“人对人的作用”。社会实践活动不是单纯地表征主体与客体之间的对象性关系,也不是单纯地表征主体与客体之间的交往关系,而是主体之间的交往关系与客体之间的对象性关系的统一。传统的社会实践观本质是一种“主体——客体”社会实践观,只是抓住了社会实践活动的一种类型和一个方面——“主体——客体”向度,而抛弃了社会实践活动中的人与人之间的主体际交往关系。以往的思想政治教育过程理论,是建立在“主体——客体”社会实践观基础上,把教育过程视为一种改造人塑造人的过程,它用对待物的思维视角对待思想政治教育活动,这是导致当下思想政治教育过程研究单向化,缺乏内生性,从而导致理论研究的僵化。本文认为,思想政治教育主要是以人的世界为对象的交往实践活动领域,而不是以物的世界为对象的生产实践活动领域,因此思想政治教育过程不是生产实践的过程而是交往实践的过程。在思想政治教育过程中,教育者和受教育者之间不是生产实践中的控制和被控制、改造和被改造的对象性关系,而是一种交往实践中人与人之间平等的主体际交流和对话关系。思想政治教育过程研究要实现视角的转换才能找到新的生长点,也就是对思想政治教育过程研究应该从物的世界的视角转移到人的世界的视角中来,即从生产实践走向交往实践,因此我们不能把以自然界为对象的生产实践的思维模式去建构思想政治教育过程理论,而应该用表征人与人之间主体间性的交往实践去审视思想政治教育过程。交往实践是实践的另一种基本形式,他同样存在主体客体和主体主体向度,他是对象性关系和交往关系的统一。用交往实践去审视思想政治教育过程,注重过程的交往性的同时坚持对象性和交往性的统一,必将能突破以往主客对象性思维的局限,深入到思想政治教育过程的内部,分析过程各要素的关系,从而对过程的运行情况等有新的具体的认识。
参考文献
[1]教育司.思想政治教育学基本原理[m].北京:人民出版社,1999
[2]张耀灿.思想政治教育学前沿[m].北京:人民出版社,2006
[3]陈义平.思想政治教育学原理[m].合肥:安徽大学出版社,2008
一、物理规律及其分类
物理规律是物理基础知识中最重要的内容,是物理学知识体系的中心。它反映了物理现象和物理过程在一定条件下发生、发展和变化的规律。
在一定意义上说,物理规律揭示了在一定条件下某些物理概念之间内在的、必然的联系以及相互制约关系。因此,掌握物理规律是物理概念形成基础上的理性认识过程,它与相关的物理概念一起构成了逻辑上和谐的知识结构体系,即形成物理理论[1]。研究表明:物理规律具有实践性、联系性、对应性、局限性和发展性的特点[2]。
物理规律是客观存在的,它不依人们的主观意志而转移,它不能“创造”,也不能无中生有。物理规律的发现方法大致可分为两类:一类是实验法,另一类是理论演绎法。二者虽然存在很大差别,但是,一个物理规律的发现都与观察、实验、思维、想象和数学推理有着紧密的联系[3]。
一般情况下,在物理教学过程中,通过对各物理量之间必然联系的存在性和发展趋势的揭示,得到定性的物理规律;对各物理量之间必然联系的相互制约关系的揭示,得到定量的物理规律[4]。事实上,物理学科的建立和发展之所以比其他学科更迅速,是因为我们的前辈们首先找到了科学的研究方法,成功揭示了物理量之间的必然联系和相互制约关系。
中学物理规律主要包括物理定律、原理、定理、方程和公式以及法则和定则等几种类型[5]。
物理定律:通常指人们直接从观察实验的结果中概括总结出来的物理规律。如牛顿运动定律、欧姆定律和光的反射定律等。
原理:指自然科学中具有普遍意义的物理规律。是在大量观察和实践的基础上,经过归纳和概括等思维方法而得出的结论。它既能指导实践,而又必须经受实践的检验。如功能原理、阿基米德原理和波的叠加原理等。
定理:一般指从已知的物理规律出发,对某些特定事物或现象进行演绎和推理,从而得出在一定范围内有关物理量之间的函数关系或新的论断,并经得起实践检验的物理规律。如动能定理、动量定理和动量守恒定理等。
方程、公式:又叫数学表达式。指利用数学工具来描述物理量之间的关系的物理规律。如振动方程、气态方程和电阻公式等。
法则、定则:指利用特定方法来表示的物理规律。如矢量合成的平行四边形法则、右手定则和左手定则等。
其他:如力的平衡条件、串联电路的分压规律和平面镜成像规律等。
二、物理规律教学程序
人类在研究和探索物理规律的过程中逐步形成了物理学研究的基本方法。为了说明物理规律的来龙去脉,交给学生探求物理规律的方法,教师在传授知识时,一般情况下,不仅要讲解前人研究所得出的结论,而且还要讲解这些结论是怎样来的。也就是说,对于物理规律的教学方法,除了教学本身的特点之外,还应把学生认识物理规律的过程视为科学家探索与研究物理规律的过程。
物理规律的教学过程一般包括以下几个有序步骤。
1.导出物理规律
导出物理规律,就是要运用各种教学手段以引出问题,创设便于发现物理规律的物理环境。
这一教学环节,就是要按照物理规律课的导入方法,以提出问题的形式来导入规律性课题。接着根据“物理规律只能发现,不能创造”的教学特点,教师要有意识地提供一些便于探索物理规律、发现物理规律的物理情境。而创设物理情境常采用实验法和举例法等教学方法。
2.探求物理规律
探求物理规律,就是要探索物理事实和物理现象之间的内在联系,以形成物理规律。
这一教学环节,是基于“导出物理规律环节(导入环节)”基础上,对一些物理事实和物理现象进行思维加工,探索物理事实和物理现象之间的内在联系,提供建立物理规律的科学依据。根据不同的物理规律,可以采用以下几种常用的教学方法。
(1)实例总结法;(2)科学探究法;(3)实验归纳法;(4)控制变量法;(5)先定性后定量的推演法;(6)理想实验法;(7)理论分析法;(8)假设探讨法。
3.讨论物理规律
讨论物理规律,就是在得出物理规律之后必须对物理规律进行多维度讨论,使学生加深对物理规律的理解。
这一教学环节,是基于“探求物理规律环节”基础上,将初步形成的物理规律整理成文,用科学而又简洁的语言文字或数学表达式来表述物理规律,并冠上一个恰当的物理名称。重要的物理规律还必须从以下四个方面去认真细致地加以讨论。
(1)物理规律的意义;(2)物理规律表述中的关键词语和公式中各字母的含义;(3)物理公式中各物理量的单位;(4)物理规律的成立条件和适用范围。
4.运用物理规律
学以致用,这是物理教学目标之一。运用物理规律,就是要启发和引导学生善于用物理规律去分析解决物理问题,以巩固物理规律。
这一教学环节,是基于“讨论物理规律环节”基础上,对物理规律进行多维度讨论的前提下,启发和引导学生运用物理规律去分析解决物理问题,以训练学生思维,让学生掌握科学的学习方法,使学生进一步理解物理规律和巩固物理规律。所以,在讲授完物理规律之后,一般还要安排诸如例题讲解和课堂练习等教学活动。
应当指出,物理规律也是多种多样的,有的简单,有的复杂。对于有的物理规律,由于学生已有一定的感性经验或基础知识,容易接受;对于有的物理规律,由于学生感觉到新异生疏,所以难以理解。教师应根据实际情况,采取灵活多变的教学程序和教学方法,以期达到应有的教学目的。
三、物理规律教学的设计理念及策略
这里以“玻意尔定律”一课为例具体谈谈物理规律教学各环节的教学设计理念及策略。
1.“玻意尔定律”之导出
【教学设计理念】
在“玻意尔定律”的导入教学环节中,可以向学生例举与教学内容有关的生活实例或展示与教学内容有关的生活图片或做与教学内容有关的实验来呈现典型的物理现象,创设良好和谐的物理情境,提出要研究的物理问题,以引起学生的学习兴趣,激发学生的求知欲望,调动学生的学习主动性和积极性,引导学生积极生思维,从而导出新课题:“玻意尔定律”。
【教学设计策略】
首先,教师可向学生例举出与教学内容有关的生活实例。如轮胎充气太足,被太阳曝晒之后就容易爆胎;点燃热气球的燃烧器,能加热热气球内部的空气,把美丽多姿的热气球带上蓝天;笨重的潜水艇能在浩瀚的海洋中自由沉浮。这些生活实例都与气体的热现象有关。
其次,教师向学生做如图1所示的实验,让学生认真观察实验现象,提问学生看到了什么?(红色水柱向移动)。容器中空气的T、V、P三个参量有何变化?(空气的T、V、P三个参量都发生了不同的变化,即T、V、P)
图1空气的热膨胀
教师提问学生,研究气体的三个参量之间的内在关系,应采用什么样的物理研究方法呢?紧接着,教师向学生介绍在物理学中研究多变量之间的关系常采用的一种很重要的方法,即“控制变量法”。该方法的关键点:首先在每一次实验时,都必须合理固定几个变量而研究其中剩余的两个变量之间的关系,然后分别加以分析与综合、抽象与概括,最后归纳总结出一个完整的物理规律。
教师引导学生运用“控制变量法”去进一步探讨气体的三个参量之间的关系,其探讨思路为:
T=CP、V间的关系P=C′V、T间的关系V=C″P、T间的关系
今天,首先探讨T=C时,P、V间的关系,从而导出课题“玻意尔定律”。
2.“玻意尔定律”之探求
【教学设计理念】
在“玻意尔定律”的讲授新课环节中,基于导入环节中导出“玻意尔定律”的基础上,教师应向学生演示玻意尔实验,探索气体在等温情况下,压强与体积之间的关系。在教师向学生演示玻意尔实验的过程中,首先应让学生清楚实验目的、明确实验条件、实验对象、观察目标、观察方法以及实验步骤等;然后引导学生仔细观察实验,记录实验现象及收集实验数据,分析实验现象并处理实验数据;最后通过分析与综合、归纳与概括等思维活动,在此基础上,初步形成“玻意尔定律”。
教师应向学生指出:无论是运用实验归纳法还是运用理论分析法去探求物理规律,都能使学生在理解物理规律的同时掌握探求物理规律的科学方法。
【教学设计策略】
(1)教师向学生演示实验:用注射器封闭一定质量的空气,如图2所示。从注射器上的分度线直接读出空气体积,再从压强传感器上读出空气压强。
图2气体被压缩
教师引导学生思考:在演示该实验的过程中,改变气体的体积一定要缓慢进行,为什么要这样做呢?(其目的是让注射器内部空气与外界空气充分进行热交换而达到热平衡,使注射器内部空气的温度始终保持不变)。
(2)教师引导学生认真观察实验现象并记录实验数据,并把所获取的实验数据记录在如下的表格中。
(3)教师引导学生分析实验数据。首先是定性分析。在教师引导学生观察了实验数据之后,问:如果气体压强变大,则气体体积将如何变化?反之,如果气体压强变小,则气体体积又将如何变化?(如果气体压强变大,则气体体积将变小;反之,如果气体压强变小,则气体体积将变大。)
教师引导学生进一步分析实验数据,不难发现:虽然在压强和体积这两个物理量中,一个物理量变大的同时另一个物理量变小,但压强与体积这两个物理量的乘积确大致相同。由此引导学生猜想:压强变化是否与体积变化成反比呢?
其次是定量分析。教师引导学生处理实验数据:以体积为横坐标,以压强为纵坐标,建立直角坐标系,根据实验数据在直角坐标系中描点连线,得到“玻意尔定律”的?妆-V图像。通过观察“玻意尔定律”的?妆-V图像,不难发现,该?妆-V图像基本遵循数学上的“反比律”。此时,教师应向学生进一步说明:在物理学史上,大量实验已证明,在玻意尔实验过程中,如果不考虑实验过程中的系统误差和偶然误差,“玻意尔定律”的?妆-V图像就一定遵循数学上的“反比律”。
(4)教师引导学生归纳总结出实验结论:对于一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比。这个结论叫“玻意尔定律”,这就是玻意尔在1662年对外公布的自己的实验发现。
3.“玻意尔定律”之讨论
【教学设计理念】
在继续讲授新课环节中,基于初步形成“玻意尔定律”的基础上,教师应引导学生去准确表述“玻意尔定律”并加以讨论,使学生进一步理解“玻意尔定律”。
(1)准确表述“玻意尔定律”:①文字表达;②数学表达;③图像表达。
(2)强调“玻意尔定律”中的关键词、公式中各字母的物理意义及单位。
(3)讲明“玻意尔定律”公式中各物理量的单位。
(4)指出“玻意尔定律”的成立条件和适用范围。
【教学设计策略】
(1)教师应引导学生去准确表述“玻意尔定律”,而准确表述“玻意尔定律”有以下几种方式。
①“玻意尔定律”的文字表达
对于一定质量的理想气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比。
②“玻意尔定律”的数学表达
如果用?妆1、V1和?妆2、V2分别表示一定质量的理想气体在等温过程中任意两个状态的压强和体积,那么“玻意尔定律”就可以用数学表达式(公式)表达为
■=■或?妆1V1=?妆2V2或?妆V=k(常数),条件:T=C(常数)
③“玻意尔定律”的图像表达,如图3所示,?妆-V图像是反比曲线,这一条反比曲线叫等温线。
图3玻意尔定律图像
(2)教师应向学生强调“玻意尔定律”中的关键词、公式中各字母的意义。
①关键词:“理想气体”、“等温”、“反比”。
②公式中各字母的意义:?妆1、V1分别表示理想气体处于第一个状态下的压强和体积;?妆2、V2分别表示理想气体处于第二个状态下的压强和体积。
(3)教师应向学生讲明?妆、V两个物理量的单位。
在用“玻意尔定律”公式进行计算时,?妆、V两个物理量常采用配套单位。
即,p1pa,V1cm3p2pa,V2cm3;p1pa,V1mLp2pa,V2mL;Tk
(4)教师应向学生指出:“玻意尔定律”的成立条件和适用范围。
①成立条件:一定质量的理想气体,温度不变。
②适用范围:温度不能过低,压强不能过大。
4.“玻意尔定律”之运用
【教学设计理念】
在“玻意尔定律”的巩固应用环节中,基于用多维度去准确表达“玻意尔定律”,弄清“玻意尔定律”的成立条件和适用范围的基础上,练习运用“玻意尔定律”去解释物理现象、推断物理结果、解决物理问题,训练学生科学思维,交给学生科学的学习方法,提高学生分析解决物理问题的能力,同时让学生能进一步理解物理规律和巩固物理规律。
【教学设计策略】
(1)如图4所示,请同学们用“玻意尔定律”解释输液器的原理。
图4
教师引导学生解释:因为随着药液流出,瓶中的液柱稍有降低,上方气体体积稍有变大,压强稍有减小,使得瓶口处的总压强稍小于外界大气压强,外部大气压强就将空气从进气管压入瓶中加以补充,使瓶口处的压强基本上保持在一个大气压,如此等等,使药液能均匀稳定地滴下,不随瓶中药液的逐渐减少而改变。而在开始时,瓶中气体的压强大约为一个大气压,瓶口处的压强略大于一个大气压,所以在开始的一小段时间内总是滴得很快。
(2)用打气筒给一自行车内胎打气。设每按一次打气筒,可打入压强为1.0×105pa的空气125cm3。这个自行车内胎容积为2.0L,假设胎内原来没有空气,那么按了20次后,胎内空气的压强有多大?设打气过程中温度始终不变。
教师引导学生解析一
以每次打入胎内的这部分空气为研究对象。
初状态:压强p1=1.0×105pa,体积V1=125cm3。
末状态:压强p2′=?,体积V2=2.0L=2.0×103cm3,体积。
根据玻意尔定律:p1V1=p2′V2,
得:p2′==■p1==■×1.0×105pa=6.25×103pa
打了20次空气之后,胎内气体的压强:p2=np2′=1.25×105pa
教师引导学生解析二
以打入胎内的所有空气为研究对象。
初状态:压强p1=1.0×105pa,体积V1=125×20cm3。
末状态:压强p2=?,体积V2=2.0L=2.0×103cm3,
根据玻意尔定律:p1V1=p2V2,,
得:p2=■p1==■×1.0×105pa=1.25×105pa
四、结语
物理规律是中学物理的重要教学内容,我们应该认真去研究物理规律的教学特点,改革课堂教学方法,合理选择教学手段,娴熟运用教学技能,优化课堂教学过程,努力完成物理规律的教学任务。
参考文献
[1]李新乡,张军朋主编.物理教学论.北京:科学出版社,2005.
[2]冯杰主编.中学物理课程与教学论.北京:北京大学出版社,2010.
[3]孙枝莲主编.中学物理教学论.北京:北京师范大学出版社,2010.
【关键词】新课改;物理教学;“四教”
一、物理现象教学
物理以我们周围的客观事物的发展变化现象为其研究对象,想要总结现象中的规律,老师所传授的知识、规律虽然是以前已经总结出的规律,但是为了符合新的教育教学理念,培养学生创新能力、探究能力,我们老师应该首先把学生带到现象中去,对生活中实例通过观察分析总结其特点。然后由老师引导学生通过科学的抽象,总结出物理现象,同时老师应强调物理现象与实际现象的区别。
二、物理概念教学
为了总结物理现象中的规律,就需要引入一定的物理概念。在物理概念的教学过程中应该从概念的引入、大小、方向如何确定、概念的物理意义几个方面实施教学。
三、物理规律教学
物理规律教学实际就是寻找物理概念之间的关系,这一教学过程主要是通过实验探究来完成。老师应尽可能地设计实验、做实验,同学生一起寻找探索发现物理概念之间的关系。这样既培养了学生探究能力,又使得学生对物理概念之间的关系掌握清楚。
四、规律应用教学
规律应用教学是实施物理教学的最终目的,是对学生对规律掌握隋况的检测,也是理论在实践中的应用。老师应通过习题引导学生,同学生一起总结出规律应用的基本思路,基本步骤。在规律应用教学过程中应注重规律应用的基本思路,基本步骤教学。
例如机械运动教学,老师通过生活中的例子引导学生发现其特点是一个物体相对另一个物体发生位置的改变。为了总结机械运动的一些规律,首先要对实际物体进行科学的抽象,引入质点的概念、参考系数的概念,把研究实际物体的运动抽象为研究质点的运动。为了描述物置的改变引入位移的概念,为了描述位置改变的快慢引入速度的概念,为了描述速度变化的快慢引入加速度的概念。这样实施现象教学、概念教学会使学生对物理背景的认识以及物理概念的理解掌握得更深刻,并且有利于激发学生的求知欲望。
再例如在实施探究下落物体运动教学过程中,首先通过探究实际生活中实例发现,有时重的物体比轻的物体落得快,有时轻的物体比重的物体落得快,有时一样重的物体落得不一样快。很难总结出规律,那就得分析、抽象引入物理现象自由落体运动。然后通过介绍伽利略的探究方法,通过实验总结出自由落体运动的规律。这些过程的实施有利于培养学生的创新能力和探究能力,真正使新课程改革理念得以实现。
学生在实施规律应用的过程中,一般都对思路的把握不够,这就要求老师通过例题总结出解题的基本思路和基本步骤,并且老师要不断地实施这方面的教学。例如,牛顿第二定律的应用,动能定理的应用等等。通过实施这方面的教学不断地提高学生分析问题和处理问题的能力。
总之,在实施物理教学过程中,如果长期按照一教物理现象,二教物理概念,三教物理规律,四教规律应用的基本思路实施物理教学,就会使得学生有一个好的认知思路,也能够很好地培养学生创新能力、探究能力以及分析问题、处理问题能力。
参考文献: