物理教學(xué)中化難為易研究論文
時(shí)間:2022-12-22 09:49:00
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摘要:實(shí)驗(yàn)法、類(lèi)比法、等效法、論文物理模型法、問(wèn)題討論法、諧音口訣記憶法、反證反演極端分析法、利用多媒體等八個(gè)方法,是物理教學(xué)中化難為易的有效方法。
關(guān)鍵詞:物理教學(xué);化難為易;方法
物理教學(xué)化難為易的方法大致有下列八種:
一、實(shí)驗(yàn)法
物理思維的最大特點(diǎn)是物理形象和物理概念的不可分離性。教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)的“難以理解”,主要是“難以想象”造成的。造成物理教學(xué)低效率的原因,從思維方面看,關(guān)鍵問(wèn)題就在于嚴(yán)重地忽視了形象思維能力的培養(yǎng)。豐富感性認(rèn)識(shí)是防止抽象、幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)的有效手段,而感性認(rèn)識(shí)的獲得源于實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)。因此要努力創(chuàng)造條件,注重課堂演示實(shí)驗(yàn)(包括實(shí)驗(yàn)、模型、圖示、實(shí)物等),同時(shí)要求學(xué)生親自動(dòng)手做一些實(shí)驗(yàn)(包括分組實(shí)驗(yàn)、課后小實(shí)驗(yàn)、小制作等),學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)踐和思考,豐富感性認(rèn)識(shí)后,對(duì)物理概念或規(guī)律、定律或原理的理解就會(huì)深刻,對(duì)新的知識(shí)的感受就會(huì)比較深刻。
二、類(lèi)比法
根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)原理,在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí),最好能找到一種聯(lián)系,讓新舊知識(shí)之間相互溝通,而類(lèi)比就是建立新舊知識(shí)之間聯(lián)系的一座橋梁。高職生處于從具體形象思維向抽象邏輯思維的過(guò)渡階段,其中具體形象思維仍起重要作用。對(duì)一些概念抽象、難以直接用實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)感性、且學(xué)生又未充分具備知識(shí)基礎(chǔ)的教學(xué)難點(diǎn),用類(lèi)比的方法往往可以收到化抽象為具體、化模糊為清晰、化生疏為熟悉的效果,使新的知識(shí)順利地納入到學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中。
類(lèi)比不但可以在物理知識(shí)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行,還可以將許多物理知識(shí)與其他知識(shí)如數(shù)學(xué)知識(shí)、化學(xué)知識(shí)、哲學(xué)知識(shí)、生活常識(shí)等進(jìn)行類(lèi)比,常能起到點(diǎn)化疑難、開(kāi)拓思路的作用。例如,在講楞次定律時(shí),可以這樣比喻:在被太陽(yáng)曬過(guò)的爛泥塘里,當(dāng)人踩上去時(shí),稍硬的表面會(huì)阻礙你下沉;當(dāng)下沉后,你想拔出腿來(lái),爛泥又會(huì)阻礙你拔出腿來(lái)。在講解光的波、粒二象性時(shí),可引用蘇軾的詩(shī)句“橫看成嶺側(cè)成峰”來(lái)幫助突破難點(diǎn),還可拿起講臺(tái)上的粉筆盒,讓學(xué)生從不同角度觀察粉筆盒的形狀。在講授玻耳原子模型時(shí),學(xué)生對(duì)核外電子可在一定的軌道上運(yùn)動(dòng)(不連續(xù))和在不同軌道上的原子具有不同的能級(jí)感到非常困惑,教師可把大型的圓形劇場(chǎng)中央的舞臺(tái)比擬成原子核,周?chē)囊蝗θΦ呐_(tái)階相當(dāng)于電子可能運(yùn)動(dòng)的軌道,一個(gè)觀眾(相當(dāng)于電子)只能在某一級(jí)臺(tái)階上(不可能在兩層臺(tái)階的中間),當(dāng)觀眾在不同的臺(tái)階上運(yùn)動(dòng)時(shí),他的能量(機(jī)械能比擬原子的能量)是不一樣的。
在物理教學(xué)中適時(shí)地運(yùn)用類(lèi)比法,對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的突破和對(duì)教學(xué)重點(diǎn)的突出,有非常重要的作用,能使一些不容易直接從理論上理解的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單而直觀。需要指出的是,在運(yùn)用類(lèi)比使學(xué)生初步了解新的概念后,應(yīng)指出概念和規(guī)律的物理本質(zhì),說(shuō)明它們的區(qū)別。
三、等效法
等效思維方法是將一個(gè)復(fù)雜的物理問(wèn)題,等效為一個(gè)熟知的、簡(jiǎn)單的物理模型或問(wèn)題的方法。例如等效電路、等效電阻、合力與分力等效……常見(jiàn)的等效法又有“分解”、“合成”、等效類(lèi)比、等效替換、等效變換、等效簡(jiǎn)化等,從而化繁為簡(jiǎn),化難為易。
如對(duì)于復(fù)雜的電路計(jì)算,可采取簡(jiǎn)化電路的方法,將其化為幾個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題進(jìn)行解決。簡(jiǎn)化電路的原則是根據(jù)題目提出的要求,取消被短路與開(kāi)路的器件,保留通路的器件,從而簡(jiǎn)化出不同時(shí)刻的電路圖來(lái),解題自然是水到渠成。對(duì)于復(fù)雜的混聯(lián)電路,將電路中各個(gè)電阻兩端的電勢(shì)按電勢(shì)高低分別標(biāo)上序號(hào),據(jù)序號(hào)標(biāo)出每條電路的電流流向,再據(jù)序號(hào)順序和電流流向,對(duì)電路加以整理,就化成能看清串、并聯(lián)關(guān)系的等效電路圖。
四、物理模型法
現(xiàn)實(shí)中的事物都是錯(cuò)綜復(fù)雜的。針對(duì)物理問(wèn)題的特點(diǎn),抓住其主要因素,排除次要因素,提出物理模型,將對(duì)具體問(wèn)題的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)物理模型的研究,這就是物理模型法。這種方法的思維過(guò)程是,分析物理問(wèn)題的條件,研究對(duì)象和物理過(guò)程的特征,建立與之適應(yīng)的物理模型,通過(guò)模型思維進(jìn)行推理。
轉(zhuǎn)換物理模型,深入理解模型。通過(guò)對(duì)理想化模型的研究,可以完全避開(kāi)各種因素的干擾,在思維中直接與研究對(duì)象的本質(zhì)接觸,能既快又準(zhǔn)確地了解事物的性質(zhì)和規(guī)律。例如,建立起“單擺”這一理想化模型后,理解了單擺的周期公式,可以解決類(lèi)似于單擺的一系列問(wèn)題:在豎直的光滑圓弧軌道內(nèi)作小幅度滾動(dòng)的小球的周期問(wèn)題;在豎直的加速系統(tǒng)內(nèi)擺動(dòng)的小球的周期問(wèn)題;在光滑斜面上擺動(dòng)的小球的周期問(wèn)題;等等。
借助“物理模型”教學(xué),可以突出物理問(wèn)題的主干,疏通思路,幫助學(xué)生建立起清晰的物理圖景,使物理問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),這樣不但起到降低教學(xué)難度、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心的作用,同時(shí)還在潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生的解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。
五、問(wèn)題討論法
對(duì)比較深?yuàn)W、學(xué)生難以理解的內(nèi)容,教學(xué)時(shí)可采用問(wèn)題討論法。把復(fù)雜的物理現(xiàn)象或物理過(guò)程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)象,提出適當(dāng)?shù)妮o助性問(wèn)題,幫助學(xué)生掃除思考難題中的障礙,把大題化小題,分步提問(wèn),引導(dǎo)過(guò)渡。課前布置涉及難點(diǎn)的有關(guān)問(wèn)題,學(xué)生分組探究,查資料,動(dòng)手操作,研究討論,嘗試解決問(wèn)題;課上以問(wèn)題為線(xiàn),教師設(shè)計(jì)一系列循序漸進(jìn)的問(wèn)題,調(diào)動(dòng)全體學(xué)生自主探索,讓學(xué)生相互啟發(fā)、補(bǔ)充,在討論中理解掌握所學(xué)內(nèi)容;最后以集體討論、歸納的方式掌握難點(diǎn),徹底解決問(wèn)題。如玻耳原子理論抽象、難懂,是學(xué)生感到棘手的難題之一。教學(xué)中可采用“問(wèn)題討論”教學(xué)法,形成一幅學(xué)生熟悉的知識(shí)圖象和以一定知識(shí)為基礎(chǔ),以一個(gè)問(wèn)題接一個(gè)問(wèn)題為內(nèi)容,以求得問(wèn)題的解決為動(dòng)力,以找到答案為終結(jié)的生動(dòng)、活潑的立體思維模型,使學(xué)生處于思考之中,其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力定可隨之日趨增強(qiáng)。六、諧音、口訣記憶法
這是一種巧妙的、用途廣泛的記憶方法。恰到好處的諧音記憶,能夠激發(fā)人的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生良好的記憶效果,并能激發(fā)人的創(chuàng)造精神。諧音記憶的核心,是根據(jù)記憶對(duì)象的聲音編成另一句聲音相似的話(huà),來(lái)幫助記憶。如三個(gè)宇宙速度的數(shù)值記法,可按讀音編成諧音的三個(gè)短句來(lái)幫助記憶:v1=7.9千米/秒(諧音:吃點(diǎn)酒),v2=11.2千米/秒(諧音:要一點(diǎn)兒),v3=16.7千米/秒(諧音:要留點(diǎn)吃)。記憶這組諧音時(shí),把三個(gè)諧音短句作為一個(gè)故事情節(jié)來(lái)理解,意思是:一個(gè)無(wú)錢(qián)的酒鬼向店家喊道:吃點(diǎn)酒,店家不允,酒鬼乞討說(shuō):要一點(diǎn)兒(嘛),店家答道:要留點(diǎn)(來(lái)自己)吃。作了這樣的奇特聯(lián)想后,就很容易記住這三個(gè)宇宙速度。
口訣記憶法的核心,是把課內(nèi)學(xué)到的重點(diǎn)、難點(diǎn)編成口訣,賦予它們一定的音韻和節(jié)律,使深?yuàn)W的道理變得生動(dòng)有趣,讀來(lái)朗朗上口,便于學(xué)生理解和記憶。如在講完“凸透鏡成像規(guī)律”后,把凸透鏡成像規(guī)律編成這樣的口訣:“物近像遠(yuǎn)像變大;實(shí)像倒,虛像正;兩個(gè)分界點(diǎn):二倍焦距定大小,虛實(shí)分界在焦點(diǎn)。”又如牛頓定律的適用步驟:畫(huà)簡(jiǎn)圖、定對(duì)象、明過(guò)程、分析力;選坐標(biāo)、作投影、取分量、列方程;代數(shù)據(jù)、求結(jié)果、驗(yàn)單位、作答案。又如用口訣“增反減同”幫助學(xué)生記憶楞次定律;為了區(qū)分左、右手定則,可用口訣“右手發(fā)電左手動(dòng)”或“電右力左”來(lái)記憶。
七、反證、反演、極端分析法
有些物理問(wèn)題,正向分析、正面解答,比較麻煩,還思路不清。如從反向角度來(lái)處理,采用反演法、反證法等,則可收到化難為易的效果。
對(duì)于具有可逆性的物理過(guò)程,依照正向思維方法分析遇到困難時(shí),可將過(guò)程進(jìn)行反演,利用逆向思維來(lái)求問(wèn)題的解,這種思維方法叫反演法。反演法可解決具有可逆性的物理問(wèn)題。如一個(gè)勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的空間反演(末速為零時(shí))必是一個(gè)初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
反證法是通過(guò)證明與論題相矛盾的反論題虛假來(lái)確定論題是正確的一種間接證明法。當(dāng)我們由已知命題的條件去求證結(jié)論不易著手時(shí),可以改證它的逆否命題。如證明磁感線(xiàn)不相交。
還有這樣一類(lèi)物理問(wèn)題,由于物理現(xiàn)象涉及的因素較多,過(guò)程變化復(fù)雜,人們往往難以洞察其變化規(guī)律并對(duì)其做出迅速判斷。但如果用極端思維法分析,將問(wèn)題沿已知條件或假設(shè)某種變化,依據(jù)連續(xù)性原理推到極端狀態(tài)(或極端條件)下進(jìn)行分析,問(wèn)題有時(shí)會(huì)頓時(shí)變得明朗而簡(jiǎn)單,化繁為簡(jiǎn),起到事半功倍的效果。
一般,只要在選定的區(qū)間內(nèi)所研究的物理量連續(xù)變化,并具有單調(diào)性,都可以采用極端分析方法。
例:設(shè)人造衛(wèi)星繞地球作橢圓運(yùn)動(dòng),地心C位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)處,衛(wèi)星在近地點(diǎn)A距地面l1=440km,在遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面l2=2400km。有人計(jì)算出衛(wèi)星在D處的速度vD=6.0km·s-1,試判別這一結(jié)果是否正確。(設(shè)地球半徑R=6400km,衛(wèi)星在A處速度v1=8.1km·s-1)
此題若根據(jù)機(jī)械能守恒定律直接計(jì)算檢驗(yàn),顯然比較繁復(fù),現(xiàn)應(yīng)用“極端分析法”檢驗(yàn)之。由機(jī)械能守恒定律可知,衛(wèi)星在A處速度v1最大而在B處速度v2最小,故所述速度vD必應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式v2<vD<v1,由角動(dòng)量守恒定律可知mv1(R+l1)=mv2(R+l2),所以
v2=v1(R+l1)/(R+l2)=6.30(km·s-1),故vD=6.0km·s-1的結(jié)果錯(cuò)誤。
當(dāng)然,應(yīng)當(dāng)明確,v2<vD<v1只是結(jié)果正確的必要條件而非充分條件。但不管怎樣,用“極端分析法”檢驗(yàn)不失為一種方法。
八、利用多媒體
許多復(fù)雜的物理現(xiàn)象、過(guò)程,難以理解和掌握的抽象物理概念和規(guī)律,在物理教學(xué)中用語(yǔ)言、文字、圖片很難把它們講清楚,學(xué)生很難想象出它們的具體情景。在物理教學(xué)中巧用多媒體教學(xué)手段,可以使抽象的數(shù)量關(guān)系形象化,使靜態(tài)的思維材料動(dòng)態(tài)化,如多媒體課件“聲音的傳播”、“凸透鏡成像規(guī)律”、“演示慣性的模型”、“楞次定律”等。它不僅能有力地吸引學(xué)生的注意力,培養(yǎng)學(xué)生的觀察力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和思考問(wèn)題的激情,而且是培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的有效途徑。它還可以提高課堂效率,化難為易,突出重點(diǎn),等等。多媒體給教學(xué)提供了無(wú)限廣闊的天地,為教學(xué)注入了新的活力。
還可充分利用計(jì)算機(jī)模擬一些無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn),模擬物理情景,使課堂教學(xué)內(nèi)容形象化,表現(xiàn)手段多樣化,創(chuàng)造一個(gè)生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)氛圍,促使教學(xué)過(guò)程從靜態(tài)描述向動(dòng)態(tài)描述發(fā)展。如在演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的強(qiáng)大模擬功能、動(dòng)畫(huà)功能及大屏幕顯示器、液晶投影儀等外部設(shè)備,解決了許多常規(guī)手段難以表現(xiàn)、難于再現(xiàn)或可見(jiàn)度低的實(shí)驗(yàn)。如采用微觀放大的方法演示物體的微小形變、波的獨(dú)立傳播、布朗運(yùn)動(dòng)、α粒子散射實(shí)驗(yàn)、原子彈爆炸現(xiàn)象等;用宏觀縮小的辦法模擬人造衛(wèi)星的運(yùn)行、同步衛(wèi)星的定點(diǎn)等;還可以采用慢鏡頭來(lái)模擬平拋運(yùn)動(dòng)、碰撞過(guò)程中的形變和恢復(fù)、波的形成、電容器充放電過(guò)程等。這些模擬過(guò)程畫(huà)面清晰直觀,并且可以暫停、重放,既減少了教師的勞動(dòng)強(qiáng)度,又使學(xué)生理解迅速、印象深刻,增強(qiáng)了教學(xué)效果。
物理教學(xué)方法很多,但如果我們抓住這些方法中的重要部分,就能使我們的教育方法脈絡(luò)清晰,也便于學(xué)生的學(xué)習(xí),化難為易,更有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力,對(duì)于他們以后的成才會(huì)有重要作用。
參考文獻(xiàn):
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