提高學生的學習能力是物理教學的目的之一。研究發現,許多諾貝爾獎獲得者,最主要得益于從名師那里學到的一種發現科學真理的思想方法和工作方法,而不是從名師哪里學到多少實際知識??梢?,方法比知識更重要,而物理學史一門具有方法論的學科,對其他學科的學習以及以后的工作都有很大的指導意義。在教學中應注重物理過程、物理思想和物理方法的教育。讓學生領會、感悟其中的方法,從而活化學生思維,提高他們的能力,使學生學會學習,學會應用,學會創新。
一、科學抽象的物理模型法——理想化模型
理想化模型是忽略研究對象的次要因素后進行簡化而建立的,它是一種科學的抽象,是一種科學的研究方法,點電荷就是這樣的理想化模型。當帶電體之間的距離遠大于帶電體本身大小時,可忽略帶電體的形狀和大小,用一個而具有相同電性、相同電量、相同質量的點來代替帶電體,這就是點電荷。教學時,要著重引導學生理解點電荷的概念,明白引入點電荷的意義,指導什么情況下帶電體可以看做點電荷。同樣勻強電場也是一種理想化模型,嚴格意義勻強電場是不存在的,通常把帶有等量異種電荷的平行金屬板之間的電場看作詩勻強電場。
二、控制變量法
控制變量法是一個多因素影響某一物理量大小的問題通過固定某一個因素。轉化為多個單因素分別影響該物理量大小的物理問題的研究方法,它是物理實驗教、學和習題中常見的方法。例如,庫侖在研究電荷間相互作用時,應用的就是控制變量法。他分別控制器中一個點電荷的電量或點電荷間距離不變,尋找點電荷間的作用規律,最后得出庫侖定律。
三、比值法
比值法就是應用兩個物理量的比值來定量研究第三個物理量。它適用于物質屬性或特征、物體運動特征的定義。由于它們在與外界接觸作用時會顯示出一些物質,這就給我們提供了利用外界因素表示其特征的間接方式,往往借助實驗尋求一個只與物質或物體的某種屬性特征有關的兩個或多個可以測量的物理量的比值,就能確定一個表征此種屬性特征的新的物理量。
四、抽象問題“形象化”——圖線法
電場是一種看不見、摸不箸的物質,但它可以與其他物質發生相互作用。為了形象地表示電場的強弱和方向,使抽象問題“形象化”,從而引入電場線。電場線不是實際存在的線,而是采用的一種研究方法。同樣,為了描述電場中電勢高低情況。而引入等勢面。學習時要充分借助電場線或等勢面等工具,把原本抽象的電場性質凸現出來,形成清晰的物理圖景。
五、等效替代法
“等效替代法”是指在保證效果一致的前提下,從A事實出發,用另外的B事實來代替,必要時再由B而c……直至實現所給問題的條件,從而建立與之相對應的聯系,得以用有關規律解之,它是物理學中常用的一種思維方法。如,在描繪電場中等勢線的實驗中,直接描繪靜電場的等勢線是相當困難的。所以,為了研究靜電場的性質,克服直接描繪靜電場中等勢線所遇到的困難,利用恒定電流場與靜電場具有相似性。遵守相同的規律,通過等效替換思維,利用恒定電流場模擬靜電場來做實驗,以達到實驗目的。
六、假設反證法
假設反證法是指當證明證明遇到困難時,先假設該命題的反命題成立。然后用物理知識進行分析、推理及判斷,反而證明原先假設的反命題不成立,從而得出正確結論的一種思維方法。如,證明任何兩條電場線都不可能相交、任何兩個等勢面都不會相交等規律時,通常采用假設反證法。假設反證法往往起到山重水復疑無路,柳暗花明又一村的作。
七、學習遷移法
學習遷移法是學習心理學的一個專用名詞。它是指一種學習對另一種學習的影響。先前學習對后續學習的影響,叫做順向遷移:后續學習對先前學習影響,叫逆向遷移。學習遷移的性質又有正負之分。一種學習對另一種學習起積極作用成為正遷移;一種學習對另一種學習起校級、干擾或抑制作用成為負遷移。把所學知識推廣到其它類似的情境中去叫做水平遷移。
1 利用“順向遷移”引導學生把每一節課所學的知識點形成某一單元的知識鏈
電場一章可用兩條知識鏈來研究。第一條知識鏈是從電荷受力出發,研究電場力的性質。這里知識點有“電場力”、“電場強度”“電場線”;第二條知識鏈是從電荷在電場中具有電勢能出發,引進了“電勢”、“等勢面”等概念。
在分別對學生進行這兩條知識鏈的各個知識點的教學中,教師應不失時機地指出每條知識鏈中各知識點之間的共同要素,以幫助學生進行順向遷移。
2 應用“水平遷移”引導學生找出知識鏈間內在聯系,并進一步形成知識網
我們把每一節的物理內容看做一個,最,通過上面這樣教學,學生就可以把每節課所學的內容聯系成一條“鏈”。如本章中從電場力——電場強度——電場線是一條知識鏈;從電勢能——電勢——等勢面是另一條知識鏈。在物理學習中,如果教師不但能引導學生找出知識鏈之間各對應物理量的關系以進行水平遷移,那么學生就能從某一單元的知識鏈編織成為整章內容的知識網,形成全方位交叉的知識網絡。
八、變與不變的“辯證法”
對于平行班電容器,常見的有兩類問題:一類是電容器始終與電源相連,即電容器兩極板間的電壓保持U不變,而電容與電量和電壓無關,由公式決定,再根據電容的定義式確定電量的變化,由確定場強E的變化:另一類是電容器上的電量Q保持不變。也就是說,首先要分清是電壓u不變還是電量Q不變,然后用確定電容C的變化,然后用確定E的變化。確定不變量,抓住自變量,判斷因變量,是解決這類問題的關鍵。
總之,本章的教學中還可以滲透著其他多種思維方法,如微元法、補償法、極值法、圖像法、數行結合法、實驗法等等?!敖淌菫榱瞬唤獭?,教給學生學習的方法。幫助學生不斷提高學習及解決問題的能力是教師應盡的職責,對于未來的建設者應該“授之以漁”而不是“授之以魚”。