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浅谈教学中的物理方法

2015-11-09张淑婷

中学课程辅导·教师教育(中) 2015年8期
关键词:控制变量法转换法类比法

张淑婷

【摘要】  物理教学中要注重基础知识、基本规律的教学,更要注重科学思维方法的指导与训练。掌握正确的科学方法往往能起到事半功倍的效果,所以本文将从实际教学入手,总结其中渗透的物理方法。

【关键词】  控制变量法 转换法 类比法 物理模型法 归纳法

【中图分类号】  G633.7                   【文献标识码】  A                       【文章编号】  1992-7711(2015)08-045-01

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俄国生理学家巴甫洛夫说过:“重要的是科学方法,科学是思想的总结,认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大”。因此,为了培养学生科学探究能力、实践能力,教师在教学中要十分重视科学方法的培养。

研究物理的科学方法有许多,经常用到的有:观察法、实验法、类比法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法、归纳法、比值定义法、微元法、小量放大法、逆向思维法等。当定义某个物理概念时,我们会用到某个方法;而当研究某些物理知识或物理规律,往往又要同时用到几种研究方法。下面我将从《动能和动能定理》的实际教学过程入手,介绍几种课堂中用到的物理方法。

一、控制变量法

所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。

比如探究牛顿第二定律时,先控制质量不变,改变合外力,利用测量的数据作图,从图像中确定加速度与合外力的关系;再控制合外力不变,改变质量,依旧通过作图确定加速度与质量的关系。

在“动能和动能定理”这节课堂教学中,为了定性的探究动能与速度、质量的关系,我也采用了控制变量法。首先如图甲所示,控制小球质量一定,改变高度从而改变速度,通过观察木块被撞击的距离来判断小球的动能大小。其次如图乙所示,控制小球高度不变(即控制速度不变),改变质量,再次通过观察木块被撞击的距离来判断小球的动能大小。

图1

利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。

二、转换法

一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的规律,就要使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们;或者是一些物理量不容易测得,甚至是无法直接测量,我们可以根据物理原理间接测量相关的物理量,再通过分析测量数据或者由其定义式计算出其值。这种方法在叫做“转换法”。

比如电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;电场、磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的力的作用效果来认识它。

在“动能和动能定理”这节课堂教学中,动能的大小无法直接测量,我们可以通过实验(图1),观察小球撞击木块后滑动的距离来判断其动能的大小。也就是说木块在平面上滑动的越远,小球的动能越大,这样就将小球动能的大小转换成了木块运动的远近。

利用转换法,可以轻松解决物理实验上的不易测量量,同时也可以锻炼学生的灵活变通能力。

三、类比法

类比法,是指在我们学习一些陌生的问题时,由于不易理解我们就拿出一个熟悉的事物进行比较,从而找出它们的相似或相近之处,达到认识事物的规律。

比如学习电场强度的定义时,它与试探电荷所受的电场力及电荷量无关,学生很难理解。我们就可以类比密度的定义来帮助学生理解,当水的质量或体积改变时,水的密度不变,也就是说密度与物体的质量、体积无关。

在“动能和动能定理”这节课堂教学中,为了引导学生“从何处入手分析动能的变化”,我通过类比重力做功对应重力势能的变化,弹簧弹力做功对应弹性势能的变化,那么动能的变化就要从做功入手,功是能量转化的量度。然后借助“合外力产生加速度,从而使速度变化,进而导致动能变化”的逻辑思路引导分析,得出研究动能的变化要从合外力做功入手。

通过类比法,用大家熟悉的知识,来解决陌生的问题,就使得问题简单化,清晰化。

四、物理模型法

实际现象和过程一般都十分复杂,涉及到众多因素,采用构建模型的方法对学习和研究起到了简化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。

比如在高中教材中,学生需要掌握质点、斜面模型、单摆模型、传送带模型等一系列物理模型的特点和研究方法,学会将研究的对象简化成理想模型,将新的物理情景抽象成我们熟知的物理模型并加以解决。

在“动能和动能定理”这节课堂教学中,为了推导动能定理,我也渗透了这种方法。通过构建简单的平面木块模型,从受力分析入手,结合牛顿第二定律、运动学公式、功的公式,引导学生自行推导出动能定理。这样,学生就不是简单的“拿来”知识了,而是通过自己的逻辑推导“获得”知识,学习效果将更佳。

五、归纳法

所谓归纳法,就是在列出几个事例后,归纳它们所共有的特性,从而达到“一通百通”的功效。

在“动能和动能定理”这节课堂教学中,为了帮助学生更好地掌握动能定理的应用,我就采用了归纳法。首先通过细致分析两道例题的求解过程,引导学生归纳其中共同的解题方法及步骤,再通过练习题加以强化,学生便可以轻松解决类似习题。

以上便是我在动能和动能定理这节课中所渗透的一些物理方法。在今后的教育教学过程中,我将继续注重物理方法的引导与应用,自身也需要再多学习和掌握一些科学方法,灵活运用,以便于更好地提升学生的思维品质和思维能力。

[ 参  考  文  献 ]

[1]冯克诚.《中学物理课堂教学法》内蒙古大学出版社.

[2]孙大君,著.《立足实验教学,培养创新能力》.

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