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论比较学习法在高中物理教学中的尝试

2020-03-15山东王丝月

高中数理化 2020年6期
关键词:测力计斜面因数

◇ 山东 李 娟 王丝月

为了加强学生对知识的理解和掌握,教师可以引导学生采用比较学习法,通过与物理规律和概念相对或相近的物理知识点的对比,让学生顺利掌握知识内容,提高学习效率.

1 通过比较理解相近的物理概念和规律

高中物理的很多概念和规律都非常相近,学生如果不理解知识本质,就可能出现混淆的情况.所以,为了区分这些内容,教师需要引导学生对比与物理概念和物理规律相近的知识点,帮助学生形成有效的理解和记忆,提高学习效率.另外,物理知识在公式形式上也有着相似之处,如果不能正确区分就会出现公式运用混乱的情况.例如,在学习电学和力学这两部分知识内容时,涉及库仑定律和万有引力定律,二者的公式极为相似,却存在本质的区别.电学中库仑定律的表达公式为F=k(q1q2)/r2,力学中万有引力定律的表达公式为F=G(m1m2)/r2,从中我们可以看出,库仑定律和万有引力定律都和距离平方成反比关系,不同的是万有引力定律中出现的性质相同的两个量是物体质量,库仑定律中出现的性质相同的两个量是电荷量.

2 通过比较提高学生思辨能力和创新精神

为了锻炼学生多角度思考问题的能力,教师可以引导学生设计不同的实验方案,并通过不同的方案对比,培养学生的创新意识和科研精神,提高学生的思辨能力.例如,在学习测定动摩擦因数μ 的时候,教师可以让学生在完成教材内容后自主设计实验方案,然后大家一起交流讨论,与其他人分享自己的想法,最后总结出最佳实验方案.

方案1:将物体放置于水平地面上,用弹簧测力计拉动物体,使物体做匀速直线运动,记录下此时弹簧测力计的示数,然后将示数和物体质量代入动摩擦因数的计算公式中,计算出动摩擦因数.经过讨论,学生认为这个方法的优点是原理简单,计算方便,但缺点也很明显,即无法保证物体一直做匀速直线运动,操作非常困难.

方案2:准备一块木板,将物体放置于木板之上,然后用弹簧测力计连接物体,将木板从物体下方匀速抽出,记录这时弹簧测力计的示数,利用公式计算出动摩擦因数.经过讨论,学生认为这个方案比第一个方案操作更加简单,但是仍然无法保证弹簧测力计示数的稳定性,误差较大.

方案3:借助“探究加速度与质量和力的关系”的实验装置,记录小车在木板上做匀加速直线运动时不同拉力下的小车加速度,绘制a-F 图象,利用横轴截距计算出动摩擦因数.这个方案运用了公式μg,根据已知拉力和小车加速度求解μ,操作简单,原理清晰,但是处理数据和测定拉力数值较为烦琐.

方案4:无缝连接水平面和光滑斜面,在水平面上平铺待测表面,然后将物体从斜面的顶端无初速释放,使之下滑,直到小车在水平面自动停止,然后记录小车的水平位移x 和斜面高度h,利用公式计算动摩擦因数.这个方案的缺点是很难保证斜面光滑以及水平面和斜面完全无缝连接,容易出现能量损失的情况,优点是容易测量数据,操作简便.

3 通过比较进一步加强学生对情境的认知

在面对似是而非的物理情境时,学生很难把握情境本质,为此,教师要引导学生开展比较学习,通过对比分析打破思维定势,加强学生对情境的认知.例如,在学习竖直平面圆周运动的时候,学生会遇到两种模型,一种是“杆”模型,一种是“绳”模型,两种模型的图形绘制基本相同,都是用线段表示,但是两种模型蕴含的力学性质却千差万别,分析问题的时候要结合实际情况代入正确情境,否则就会造成分析出错.因此,教师要引导学生分析比较两个情境的特点,正确区分模型的差异.“杆”和“绳”的最大差别就是“绳”只能提供拉力,但是“杆”既能提供拉力,也能提供推力.在竖直平面圆周运动中,“绳”无法对小球提供支撑力,如果小球速度达不到要求就会偏离圆周运动的轨道,但是“杆”模型则不会出现这种情况,所以,使用杆连接的小球可以在竖直平面内做速度较小的匀速圆周运动.

总之,比较学习法不仅可以加深学生对所学物理知识的理解,强化知识巩固效果,还可以锻炼学生的逻辑思维能力,提高学生的物理学科核心素养,从而达到事半功倍的教学效果.

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