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谈物理教学怎样“授人以渔”促使学生成才

2017-05-24吴新平

文理导航·教育研究与实践 2017年4期
关键词:授人以渔理想实验

吴新平

中学物理教学必须顺应时代的要求,以提高学生素质、促使学生成才为目的,坚持为学生的全面发展和未来进一步深造及工作的需要服务,为培养和造就跨世纪人才服务。

众所周知,学习和掌握研究问题的思路和方法,比单纯传授知识和掌握知识更为重要。作为中学物理教师应通过教学,使学生逐步掌握物理研究问题的思路和方法,“授人以渔”,使其终身受益。为达此目标,笔者认为教学中应从以下四个方面着手。

一、着重观察和实验能力的培养

观察和实验是物理學赖以建立的基础,也是学好物理知识的前提。教师应该结合教学实际,有意识地培养和发展学生的观察、实验能力。如何做到这两种能力的尽快培养呢?

首先,使学生认识到观察和实验的重要性。物理知识跟其他各科知识一样,都是从实践中发源的。教师要结合教材,引导学生认识观察和实验在科学发明和发现中的重要作用,调动学生观察和实验的积极性。

其次,要使学生明白观察和实验要有明确的目的。在进行实验前,要引导学生弄清楚实验要研究什么?怎样研究?观察和记录什么?做到“目标明确,心中有数”。只有这样,才能使学生抓住问题的关键,进行有目的的观察和实验。

第三,要使学生掌握两种常用的方法。①对比法:此法的特点是对比性强,结果一目了然,常用于定性比较。如定性演示单摆振动的规律、受迫振动、自由落体运动等;②控制变量法(又称分步实验法):此法的特点是化繁为简,化难为易,便于得出变量之间的关系。是实验研究多个变量变化关系的常用方法之一。例如:“电阻定律”、“欧姆定律”、“牛顿第二定律”、“气体状态方程”等,都应用了这种研究方法。

第四,培养学生科学的态度。教师要注意通过演示实验,学生实验、言传身教,潜移默化地培养学生的科学态度。无论是教师或学生,都应当重视实验,如实记录实验现象和实验数据,尊重实验结果,出现意外情况时,要根据科学原理分析,认真查明原因,必要时重做实验,决不能任意涂改实验数据,更不能抄袭别人的实验结果。只有这样持之以恒,才能培养出学生尊重事实、尊重客观规律、实事求是的态度。

二、加强思维能力训练

在客观、实验的基础上,引导学生把得到的感性材料经过分析、概括、抽象、逻辑推理、数学论证,使之上升到理性认识。例如:在进行“楞次定律”教学时,先指导学生正确进行实验,并将实验结果填入预先设计的表格中,然后引导学生进行分析:①引导学生认识到线圈中存在的两个磁场,分清哪个是引起感应电流的原磁场B,哪个是感应电流的感应磁场B'。②通过分析,使学生认识到四种实验现象,可归纳如下两类,即磁铁插入线圈B增加,B'与B方向相反和磁铁拨出线圈中B减少,B'与B方向相同。③要使学生对实验现象的认识产生飞跃,磁铁插入或拨出都使原磁通量Ф发生变化(增加或减少),而Ф增加时B'与B方向相反,Ф减少时B'与B方向相同,都要保持Ф不变。④什么原因会使原磁通量保持不变,怎样保持不变呢?引导学生认识到是B'阻碍B的变化,从而保持Ф不变。至此,“楞次定律”呼之即出。

三、讲好理想模型

纵观物理学中,理想模型在物理学发展中发挥了重要作用,许多理论都是建立在相应的理想模型基础上的。如库仑定律建立在“点电荷”模型基础上,简谐运动建立在“弹簧振子”模型基础上等。教师要结合教学实例,引导学生认识到建立“理想模型”对物理规律的研究具有重要意义。

1.建立和使用理想模型的意义。现实世界中的事物及其与周围事物的联系是错综复杂、不断变化的。我们不可能也不必要对其方方面面都作出精细的研究。物理学的研究方法之一,就是在所研究的方面,忽略对其不起作用或起次要作用的因素,集中突出对其起主导作用的因素,从而建立起理想模型。例如,在研究物体的机械运动时,用“质点”来替物体,它突出物体“具有质量”和“占有空间位置”这样两个在机械运动中所体现的力学性质,而暂时忽略它的形状和大小,于是讨论时可以不考虑物体的转动和形变,使问题大为简化,所得的结论又非常接近实际。

2.理想模型也有一定的适用范围。理想模型是原型在一定条件下的近似反映,因此也有一定的适应范围。譬如我们在研究地球公转时,由于地球与太阳的平均距离比地球的直径大得多,就可以将地球视为“质点”来处理;但在研究地球的自转时,就不能将其视为“质点”。

3.应用理想模型所得的结论也要接受实践的检验。理想模型是在原型的基础之上,经过科学抽象而建立起来的一种研究客体,其结论也要接受实践的检验,也需加以纠正、补充和发展,以便更接近客观实际。如在常温常压下建立起来的理想气体状态方程,与实际的气体并不相符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能与实际气体较好地符合了。

四、介绍科学假说,培养创造能力

结合教材实际,向学生介绍科学假说及其在物理学研究中的重要作用,调动学生积极思维,大胆设想,培养创造力。具体做法是:

1.明确假说是在实验事实上提出的科学假说。假说是在实验事实的基础上,为寻找事物的新规律,对有关现象的本质提出一些未成熟的说明方案或基本观点。如爱因斯坦光子学说的提出,卢瑟福原子核结构的假说等等。

2.假说本身也要接受实践的检验。如果假说不仅能解释已知事实,而且由它推得的结论也能经受得住实验的检验,那么这种假说就是客观的真实描述,就可以上升为理论。例如:麦克斯韦在总结法拉第等人研究电磁感应现象成果的基础上,大胆提出变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场。并在此假说的基础上经过严密的推理和科学论证,形成一套完事的电磁理论。不仅精辟地解释了当时已知的各种磁现象,而且预言了电磁的存在及其传播速度。十几年后,赫兹用实验证明了这一预言。

3.大胆设想,勇于创新,培养创造能力。结合教材,以譬如“你想过吗”、“阅读园地”及教材中的问题为雏形,对学生进行科学假说训练,启发学生大胆设想,培养创造能力。例如在“电荷在导体上的分布”教学中,先提出问题:“静电平衡时,电荷在导体上是怎样分布呢?”引导学生根据已掌握的知识大胆设想,然后再做实验验证。这样,既激发学习兴趣,调动思维,又进行了科学方法训练。可谓一举三得。对学生今后的学习、工作都起到了积极作用。

综上所述,只有将物理学的理论知识与实验教学有机结合起来,既传授知识,又培养能力,才能真正培养出社会发展必需的人才。

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