摘 要:物理規律是高中物理的重要組成部分。本文闡述了物理規律課的概念,以《超重與失重》一課為例通過重拾現有知識、創設教學情境、強化概念學習以及解決實際問題幾個方面著重探討了物理規律課的教學方法,旨在為一線教師提供理論性的參考意見,為學生未來的學習和發展奠定良好的基礎。
關鍵詞:超重;失重;物理規律;教學
物理規律是高中物理的重要組成部分。傳統課堂教學中,學生主體地位不明顯,加之高中物理知識過于復雜繁瑣,抽象性概念很難理解,長此以往學生容易出現抵觸和厭倦心理,嚴重影響物理課程教學效果。規律課程能從學生認知角度出發,結合物理概念間的規律性采取有效的教學方法,能激發學生的自信心和探索欲,有助于提高教學效率。
一、 物理規律課的概念
物理規律課即是通過人為掌握知識點之間的變化趨勢和關聯性設置的教學課程。一般來講,物理規律課分為以下幾種類型:
其一,實驗規律。高中物理知識中,很多概念可以通過實驗證實,學生可以通過觀察實驗效果掌握物理規律,使抽象知識更為直觀明確,確保課堂教學的靈活性和高效性,例如焦耳定律、歐姆定律、牛頓第二定律等。
其二,理想規律。很多物理知識點不能用實驗證明,有可能缺少實驗具備的條件;也可能實驗難度較大,結果不以得出。這種情況下需要通過總結來得出理想中的規律,例如牛頓第一定律。
其三,理論規律。這種規律是通過現有的知識推導出新的知識,實現知識間的關聯互通的過程。例如必修二所學的動能定理即是由運動學和牛頓第二定律推導出來,存在一定的科學性,學生能在舊知識的基礎上獲得新延伸,確保知識之間的關聯作用。
二、 基于《超重與失重》物理規律課的教學方法
(一) 重拾現有知識,通過引導提問顯示出學生的前概念
學習《超重與失重》前,學生已經學習了牛頓運動的三大定律,教師先帶領學生回憶相關內容,需要注意的是應將學生放到課堂的主體地位,使其由被動學習轉化為主動學習,利用提問或知識歸納引導其口述現有知識。如教師提問牛頓第三定律的內容是什么?學生回答兩個物體之間產生相互作用時,施加的力特點為大小相等,但方向相反。教師提問對超重和失重的理解是什么?學生可能會從字面上來理解超重就是重力增加,失重就是失去重力,這就是我們所說的前概念。錯誤的前概念是學生學習過程的一種阻力。一旦形成,很難糾正。由此引出課堂內容“超重與失重”。希望通過這節課的學習,能理解什么是超重,什么是失重。
(二) 創設各種教學情境,引發學生的認知沖突
教學情境的創設能讓課堂充滿趣味性和靈動性,激發學生的求知欲和好奇心,所以教師應創設能引起認知沖突的情景來豐富課堂內容,營造良好的教學氛圍,促進學生對新概念的建構。對于《超重與失重》一課,教師可以先播放航天員在太空的視頻,從課堂導入中吸引學生注意,學生會產生濃厚的興趣,觀察過后,教師提問:“飛船中是否存在重力?”帶著問題,引導學生進入到實驗過程中。準備的實驗器材有鉤碼、細線、彈簧秤、水桶、水瓶、棉墊、體重計等,將學生分為多個小組,以組為單位完成實驗教學。學生在教師的引導下應將鉤碼掛于彈簧秤上,此時彈簧秤受力示數明顯改變,教師提出問題:“鉤碼剛放上去時同學們觀察到了什么?鉤碼的重量改變了嗎?”學生回答:“當彈簧秤上升時,其示數會增大,當彈簧秤下降時,其示數會減小,鉤碼的重量不變。”
教師再繼續引導學生進行下一項實驗,選學生站在體重秤上做蹲下起立動作,觀察體重秤的示數變化。學生發現鉤碼和自己體重是不變的,但是運動時會出現大于或小于實際的重力變化,這種情況被稱之為超重和失重,學生通過實踐情境既能掌握二者的概念,為概念的強化奠定了良好的基礎,也促進他們對新概念的建構。
(三) 強化概念學習
學生在情境教學中掌握了超重和失重的基本現象,教師以此引出概念要點,超重即是當物體存在向上的加速度時,該物體處于超重狀態,此時物體支持面的壓力或對懸掛處的拉力>物體的重力;相反,失重即是當物體存在向下的加速度時,該物體處于失重狀態,此時物體支持面的壓力或對懸掛處的拉力<物體的重力。概念中的要點為:其一,無論物體處于何種狀態,其重力都沒有發生改變;其二,無論是超重還是失重狀態都取決于加速度的方向,與物體的速度并無關系,也可以理解為加速上升及減速下降皆為超重;減速上升及加速下降則皆為失重。
需要注意的是,概念規律教學不能單純地理論灌輸,要將實驗過程或情境創設過程作為鋪墊,引出此環節的概念,讓學生更為透徹清晰的理解超重和失重的含義,在解決問題時也自然能舉一反三,融會貫通。
(四) 解決實際問題
知識源于生活,也應用于生活。所以,教師在引導學生掌握物理知識時可從現實生活中出發,利用現實存在的科學現象解釋物理知識,再將物理知識應用到生活中,使物理的實用性更強,也促進學生理論知識與實踐能力的結合,增強學生的動手能力,促進學生全面發展。
如人在乘坐飛機時會出現上升和降落反應,此時即為超重和失重現象,所以飛行員為了適應空中環境需要進行身體素質訓練,通過離心機來掌握失重環境,避免出現不適應情況。再如玻璃纖維在存在重力的條件下制造的纖維較短,但是在太空中玻璃纖維可達到幾百米長,主要原因在于處于失重狀態,而玻璃纖維是光纖通信的重要組成部分。人乘坐電梯時會感到眩暈,這種情況也是由超重和失重導致的,主要原因在于剛升起時存在向上的加速度,此時為超重狀態,在下降時存在向下的加速度,此時為失重狀態,所以在掌握了超重和失重的知識以后可以應用到天文、機械、科研、醫療等各個領域,無論是利用超重或失重效果還是抵御出現超重和失重反應,生活中的物理都存在著至關重要的作用。
總而言之,在高中物理規律課教學中教師應轉變傳統的教學觀念,通過探尋規律、深入規律、掌握規律和應用規律使課堂教學方法更具實效性和科學性。此外,還要結合學生的認知能力和年齡特點選擇有效的教學方法,確保課堂的靈活性和趣味性,從而激發學生學習的主動性,提升物理課堂教學的有效性,更好地掌握物理規律。
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作者簡介:
林萍,福建省莆田市,福建省莆田第二中學。