



【摘 要】初中物理規律教學是初中物理教學的重要組成部分,根據初中物理規律的探究過程及其特點,可將初中物理規律分成實驗規律、理想規律和理論規律等不同的類型,并采取相應的教學策略。
【關鍵詞】初中物理 規律教學 策略研究
物理規律是指物質在相互作用以及發展變化過程中本質的聯系和必然的趨勢。初中物理規律包括定律、原理和定則等,是初中物理知識中最為重要的部分,是初中物理知識結構體系的中樞。因此,規律教學是初中物理教學的重要一環,直接關系到初中物理教學的成敗。根據初中物理規律的特點,可將其分為實驗規律、理想規律和理論規律這三類。物理教師要根據規律的探究過程及其特點采取適當的方法、策略進行教學,這樣才能取得較好的教學效果。
一、實驗規律教學策略
物理學是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學。初中物理的大多數規律都是在觀察、實驗的基礎上,通過對現象、數據的分析、歸納總結出來的,我們稱之為實驗規律。如阿基米德原理、歐姆定律等。根據實驗規律的不同特點可采取以下的教學策略:
(一)學生實驗探究法
《義務教育物理課程標準(2011年版)》指出,課程內容由科學探究和科學內容兩部分組成。科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式。
“學生的聰明才智來自于他們的手指頭。”如能讓學生親歷規律的探究過程,不僅能使學生加深對規律的理解,而且能夠深刻體驗科學探究的過程。教師應積極創造條件開展學生探究實驗。例如在阿基米德原理的教學過程中,教師提出問題串,由學生逐次回答。(1)小木塊和輪船在水中哪個受到的浮力大?(2)哪個排開的水多?(3)物體所受浮力的大小可能與什么有關?然后教師分別將大小不同的木塊放入溢水杯中,讓學生觀察溢出水的多少。接著由學生分組討論如何設計實驗,在此過程中需要學生解決兩個問題:一是如何測量浮力?(如圖1乙、丙,稱重差法:F浮=G-F拉=F2-F3)二是如何測量排出水的重力?(如圖1甲、丁:G排=F4-F1)小組討論后進行全班交流,形成一致的實驗方案。接著由學生按圖示方法分組進行實驗,設計表格記錄數據,分析實驗數據歸納得出阿基米德原理,然后再由學生評估實驗過程中的得與失,最后教師再提出一個新的問題:如果把石塊換成木塊,實驗又該怎樣設計,留給學生課后思考,這樣又給教學留下了更為廣闊的空間,由課內延伸到課外。
(二)邊教邊實驗法
邊教邊實驗法是指教師一邊講授,一邊指導學生做有關實驗進行教學的模式。邊教邊實驗的方法比較靈活,教師的講授,學生的操作、思考穿插進行、密切配合,可在實驗室,也可在教室進行。例如在探究滑動摩擦力與哪些因素有關時,就可采取這種策略。教師首先講授摩擦力的相關概念,接著提出問題,引導學生猜想影響滑動摩擦力的相關因素,隨后引導學生用控制變量法討論制定實驗方案。學生利用圖2甲、乙探究滑動摩擦力與壓力的關系,方案:保持接觸面粗糙程度不變,改變壓力。學生利用圖2甲、丙探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系,方案:保持壓力不變,改變接觸面粗糙程度。還可以繼續探究滑動摩擦力與接觸面積、運動速度的關系。邊教邊實驗法適用于一節課中有多個小實驗,需要一個一個地完成,逐個分析歸納的情況。
(三)演示實驗法
演示實驗法是指教師通過精心設計的演示實驗,引導學生有目的地觀察,根據實驗現象、數據,師生共同分析歸納總結出有關物理規律的模式。例如在探究焦耳定律的教學中,采取以下的程序進行(如圖3)。1.根據日常生活的經驗,猜想電熱可能與電流、電阻、通電時間有關。2.研究方法:控制變量法,轉換法(將電熱的多少轉換為質量相等的煤油升高的溫度)。3.通過演示實驗、搜集數據分析歸納出電熱與電流、電阻、通電時間的定性關系。這個實驗的關鍵是如何提高現象的可見度。我們可采用先進的多媒體教學設備,利用實物投影儀將溫度計的讀數顯示在屏幕上,讓學生都能看到溫度計示數的變化。演示實驗可由教師完成,也可師生合作完成,還可由學生在教師的指導下完成。這是規律教學中常用的一種方法。
二、理想規律教學策略
有些規律雖然不能直接用實驗來驗證,但卻是在實驗的基礎上通過科學的推理、合理的想象而得出的,又能被大量的事實所推證,這樣的規律稱之為理想規律。如牛頓第一定律,功的原理等。
(一)做好基礎實驗是前提
理想規律不是空中樓閣,理想規律是在一定的物理事實的基礎上,通過科學的推理、合理的想象而總結概括出的規律,因此在教學中,首先要做好基礎實驗。例如在牛頓第一定律的教學中,首先做好“斜面小車實驗”(如圖4),讓小車從同一斜面、同一高度由靜止滑下,分別運動到毛巾、棉布、木板表面,比較小車運動的距離,得出結論:小車所受阻力越小,速度減小得越慢,運動的距離越遠。做好基礎實驗是順利地進行理想規律教學的前提。
(二)科學推理、合理想象是關鍵
愛因斯坦說:“想象力遠比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上的一切并推動著進步。想象才是知識進化的源泉。”在上述“斜面小車實驗”的基礎上,教師要引導學生科學地推理:如果小車運動到冰面上,阻力更小,小車運動的距離將會怎樣?如果小車下面有一層氣墊,阻力比冰面還小呢?再引導學生合理地想象,如果阻力小到零,小車的速度還減慢嗎?小車運動的距離將是多遠?小車將做什么運動呢?通過這一系列的追問引導學生科學地推理、合理地想象,進而再總結出牛頓第一定律。
三、理論規律的教學策略
有些規律是以已知的事實或規律為依據,通過邏輯推理而得出的,我們稱之為理論規律,如液體壓強公式、斜面公式等。
(一)復習舊知是基礎
理論規律是由已知的物理知識經過推導而得出新的規律,因此在理論規律的教學中首先要復習好相關的知識。如在液體壓強公式的教學中,首先要帶領學生復習壓力的概念,壓強的定義、定義式,液體壓強產生的原因等知識。因為這些知識如果不掌握,后面的推理就成了無水之源,無本之木。
(二)邏輯推理是關鍵
在復習了相關知識的基礎上,再采用邏輯推理法進行推導。如液體壓強公式可推導如下:在液體中取底面積為S,深度為h的液柱(如圖5),其體積:V=Sh,質量:m=ρV=ρSh,重力:G=mg=ρVg=ρShg,則液體對底部的壓強:P=F/S=G/S=ρShg/S=ρhg,即可得出液體壓強公式:P=ρgh。這種邏輯推理的方法也稱為“理論探究法”。
以上是初中物理規律教學常用的策略。教學有法,但無定法,貴在得法,教學是一門創造性極強的藝術,我們還需不斷地創新,探索更好的教學方法,不斷提高初中物理規律的教學水平。
(作者單位:江蘇省儀征市實驗中學)