九年級的物理教材,從物體的機械運動到分子的熱運動和電磁相互作用的領域,并進一步研究與物質運動和相互作用聯系的能量及其轉化問題,這部分內容的學習對學生了解物理與現代生活的聯系、奠定物理知識技能的基礎、發展科學思想觀念、培養實驗和思維能力都有重要的意義。
第11章是《簡單機械和功》,這一章內容可以分為兩部分:第一部分主要介紹簡單機械——杠桿、滑輪;第二部分主要介紹功——做功的多少、做功的快慢、做功的效率。本章共編排了七個學生探究活動,給學生提供了充分施展才華的機會,教材的編寫意圖旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,培養學生科學探究的能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。
在“杠桿平衡條件的實驗”中,關于水平位置平衡的目的,首先需要指出的是杠桿要保持靜止即平衡,而杠桿傾斜是因為杠桿自重的影響,為了忽略重力的影響就要使重力作用線通過支點,調節平衡螺母實質是調節重心的位置。而在實驗過程中,首先要肯定這種方法的可行性,通過討論得出此操作不方便的原因,進一步引導學生得出在實驗過程中使杠桿在水平位置平衡的目的是為了方便測力臂,實質是改變力臂的位置,使力臂在杠桿上,這一例同樣也不方便測力臂。
“再探動滑輪”應圍繞“為何探?探什么?如何探?”的思路展開。為何探——明確實驗目的,用動滑輪能不能省功;探什么——測量拉力做的功與滑輪對鉤碼做的功并比較大小;如何探——改變物重,改變滑輪重。通過數據分析可得出,滑輪不能省功,但是可以少做一些功,從而逐步樹立學生利用機械做功總存在總功、有用功、與額外功的思想,為機械效率的教學做了鋪墊。
學生在做有關機械效率的題目時,常常分不清哪個是有用功,哪個是總功。關鍵在于學生對有用功的認識不足。在這里可以設置這樣一個問題,用水桶從井中提水,哪部分是有用功,哪部分是額外功,如果桶掉到井里,從井里撈桶的時候,水桶里帶上了一些水,在這種情況中有用功與額外功又分別是什么,從而使學生認識到有用功是做功的目的,加深了學生對有用功與額外功的認識。
第12章《機械能和內能》的編寫有明、暗兩條線索。明的一條是以現代交通工具——汽車為載體來引入,先后介紹了機械能、內能及其相互轉化,以及燃料的熱值、內燃機等知識。暗的一條線索是以能量的概念展開,讓學生了解能量的形式是多種多樣的,前面學習的機械運動、分子熱運動這兩種運動形式分別對應著機械能和內能,而且每種形式的能量并不是孤立的,是可以相互轉化(如動能與勢能的轉化、機械能與內能的轉化)或轉移(如內能的轉移)的。
在本章的探究活動中常用到“控制變量法”,如“探究動能的大小與哪些因素有關”“模擬打樁”“探究物質吸熱升溫的屬性”“比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量”等問題時都用到這種方法。這種研究方法在八年級的學習中已經多次接觸過,因此,在教學中要注意學生的掌握情況并對學生提出一定的要求。
觀察單擺與滾擺的實驗,目的是使學生通過觀察和思考發現動能與勢能的相互轉化,同時滲透機械能轉化與守恒的思想觀點。后面所例舉的實例目的是要讓學生學會運用動能與勢能之間相互轉化的觀點來分析,并認識到能量轉化是生活中普遍存在的現象。
在探究物質吸熱升溫特性的實驗中,對于用加熱時間來控制吸收熱量的多少,學生難以理解,往往會答成控制升高的溫度來控制吸收的熱量。雖然在信息快遞中明確指出“如果加熱方法相同,就可以認為單位時間內物體吸收熱量相同”,但仍然比較抽象。這里不防舉一個形象的例子:用相同水流大小的龍頭向不同的柱形容器中放水,能不能根據水位的高低來判斷容器中水量的多少呢?顯然是不行的,容器的底面積不同,而相同的水流量,只要控制放水時間相同就說明容器中的水量相等。
第13章《電路初探》是探究電路的基本結構及其特點,第14章是研究電路的“交通規則”——歐姆定律,第15章是探究電能與內能的相互轉化關系,從現象到規律,從定性到定量,層層遞進,在探究過程的體驗中逐步深化學生對電的認識和理解。
在“怎樣使兩個小燈泡亮起來”活動中需強調不允許發生電源短路的情況,在此前提下,采用小組合作的方法,放手發動學生進行自主探究,要求學生把自己成功的連接方式用電路圖表示出來,利用投影進行交流、分析、歸納得出基本的電路連接方式。正確使用電流表、電壓表是本章教學的重點,在教學中要注意把彈簧測力計、溫度計、刻度尺的讀數技能遷移到電表的讀數上來。同時也要注意到它們的不同之處:中學物理實驗中所用電表的準確度級別較低,不需要對電流、電壓值進行估讀。由于電表是雙量程的,要看清電表使用的是哪兩個接線柱,從而確定量程。由于學生第一次接觸到雙量程電表,所以電流表的讀數是一個難點,可以借助動畫來訓練讀數。
本節課的教學設計應注重引導學生主動探究來獲取知識,教學過程應成為教師引導下學生動手、動腦的生動活潑的探究過程。本實驗也是歐姆定律變換式的具體應用,對于加深學生對歐姆定律和電阻概念的理解有重要作用。由于學生有前一節課探究的經驗,教材將整個探究過程留給學生自行完成,只提供了實驗中需記錄的數據表格。
教材是重要的資源,但不是唯一的資源,教學需要多種資源和手段的支持。教材也不是束縛教師的枷鎖,應當是教師再創造的基石。