張 麗(包頭鐵道職業技術學院 內蒙古包頭 014000)
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大學物理彈力學的實踐學習
張麗
(包頭鐵道職業技術學院內蒙古包頭014000)
摘要:隨著我國經濟數社會的不斷發展,我國的各項事業發展都在有條不紊的進行當中。教育事業一直是我國發展的重點目標,我國人民的知識水平都有顯著的提高。大學物理是大學生在校期間普遍學習的科目,需要引起大學生的認識。本研究簡單探討大學物理彈力學地實踐教學。
關鍵詞:大學物理 彈力學 實踐學習
大學物理一直是大學期間很難學習的一門課程,為了更好地教學,需要將理論與實際結合起來。對于彈力學方面的相關知識就需要把它很好地運用到實踐學習當中來。本研究運用物理課堂教學模式,教師在教學中通過具體的實例、實驗,激發學生的求知欲望,讓學生主動參與到探究的過程,成為學習的主體,積極主動地獲取知識和能力。[1]
物體受外力作用發生形變后,若撤去外力,物體能回復原來形狀的力,叫“彈力”。它的方向跟使物體產生形變的外力的方向相反。因物體的形變有多種多樣,所以產生的彈力也有各種不同的形式。例如,重物放在塑料板上,被壓彎的塑料要恢復原狀,產生向上的彈力,這就是它對重物的支持力。將一物體掛在彈簧上,物體把彈簧拉長,被拉長的彈簧要恢復原狀,產生向上的彈力,這就是它對物體的拉力。不僅塑料、彈簧等能夠發生形變,任何物體都能夠發生形變,不發生形變的物體是不存在的。不過有的形變比較明顯,能直接見到;有的形變相當微小,必須用儀器才能覺察出來。
大量實證研究表明,學生在學習科學知識時,總是試圖與自己原有的認識相聯系,從而對日常生活中的常見現象和事實做出他們自認為“合理”的判斷與解釋。由于這種解釋是學生通過自己的思考主動建構的,所以他們往往很難做出改變或放棄。研究學生是如何認識和學習科學概念的,分析學生的前概念產生的原因及其發展轉變過程,對實踐教學至關重要,對科學教材的編寫也能夠提供有價值的參考。彈力學的教學是是整個高中物理教學的重點,彈力是高中學生學習的第二種按性質命名的力,是力學的重點,也是一個讓老師和學生都深感頭痛的難點。因此,在學習彈力之前,了解學生對彈力及彈性的理解是十分必要的。研究發現學生都能認識到物理學上的力和生活中的力或力氣的區別,但部分學生容易把力與做功搞混,理解力的平衡時也容易出現偏差,對彈性形變的認識、彈力方向及大小的認識等都易受生活常識的影響而產生各種不同的誤解。因此加強大學生彈力學的實踐教學很有必要。根據相關調查研究的結果,本研究進一步探討了概念轉化的策略并對當前的物理概念教學提出如下建議:融合多種概念轉化策略于教學中,設計恰當的問題或創設情境,引發學生的認知沖突,通過實踐是教學的認知方式,讓學生真正學習到彈力學的實際含義。
1.做好實驗前學習準備和實驗器材準備
課前溫習好教材方面的相關知識,教材從物體的明顯形變引入,繼而通過放大的思想演示“微小形變”的過程中,用實例引出了形變、彈性形變和彈力的概念。在大學教學中要進一步幫助學生深化對彈力的理解。彈力產生的原因及其方向的判定,是學生普遍感到難以把握的問題。為此,在這節課的教學中要精心設計實驗,通過形象直觀的實驗教學幫助學生突破難點,并讓學生在親歷探究的過程中,體驗到探究未知世界的樂趣,領悟科學探究的真諦。并通過研究形變來探究彈力產生的原因、彈力的方向和作用點,探究支持力、壓力和繩子的拉力這幾種彈力產生的原因和方向。對于胡克定律的教學,要先讓學生親身經歷體驗,然后引導學生設計實驗“探索彈力的大小與形變量大小之間的關系”,這種先從感性認識出發,上升到理性認識,再通過實驗檢驗并進行具體運用的研究辦法十分重要。實驗器材有細鋼絲、鋼鋸條、彈簧、海綿、橡皮泥、白紙,通過橡皮塞插有細玻璃管的橢圓形玻璃瓶、激光光源、平面鏡及支架(兩套)、小車、橡皮筋、氣球、、纖維板、演示胡克定律用的米尺、彈簧、鉤碼、力傳感器等等。[2]
2.實踐學習的重點
實踐教學設計特別強調了對實驗的挖掘。通過引入新課時設計的實驗,培養學生的問題意識和激發學生的學習興趣。通過教學中的若干個演示實驗的設計,特別是精心設計了研究桌面的微小形變實驗,使學生感悟科學的探究方法和強化創新的意識。學生在互動和探索的過程中,培養學生的合作精神、獲得探究的成功體驗,使原本平淡的課堂教學變得充實、飽滿、有聲有色。本課以探究式教學模式為主,結合問題法、演示法、啟發法、歸納法、多媒體輔助法等教學方法。本節課流程設計:實驗引入(產生疑問)→設計實驗→學生探究→分析歸納→得出結論(解決問題)→拓展應用(產生新疑問)。對探究實驗設計好實驗的內容、步驟和表格,便于學生的探究。教學中通過設計演示實驗,多媒體課件動畫演示創設物理情景,把復雜抽象的問題形象化,以便于思考分析。實驗過程是學生積極觀察、思考和探索的過程。通過實驗,模擬物理知識發現的過程。通過趣味、新奇的物理實驗,激發學生發好奇心理,從而激發思索的欲望。本課中設計了多個學生實驗,演示實驗和自主探究實驗,將原本較為抽象、枯燥的思維活動轉化為生動活潑、興趣昂然的學習體驗,學生在以小課題研究為載體的研究性活動中,獲得了知識、能力和情感方面的提升和發展。實踐設計充分注重對生活的挖掘,積極貫徹新課程“從生活走向物理,從物理走向社會”的理念,也充分地注意從學生身邊或社會實踐活動中選取典型的素材,緊密結合已有的生活經驗,使抽象的物理概念變成生動形象的認知對象,從而有效地降低了學習的難度。課堂教學中,由于學生自主探究的時間較難駕馭。因此,這節課的授課中在時間的調控上顯得尤為重要。[3]
實踐教學的好處是顯而易見的,它能教會學生真實準確地記錄實驗數據,體會科學的精神和態度在科學探究過程中的重要作用。在彈力學中用簡單器材顯示微小形變的過程中,體會放大法的實驗思想,感受學習物理的樂趣。更好地理解物理深層次的意義,并學習中加強了實踐能力,在大學物理中應該更多地參與到實踐教學當中來。
參考文獻:
[1]李永泉.粵教科技版《彈力》自主課堂學案[J].廣東教育(綜合版),2008,Z1:83-84.
[2]李守旺.問題探究式學案設計——《彈力 彈簧測力計》[J].中學物理,2013,06:92-94.
[3]程傳滿,余蘭山,肖發新.物理前概念及其教學策略[J].高等函授學報(自然科學版).2003(06).