欧姆定律的局限性实用13篇

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(3)万有引力定律。教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性

(4)机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

(5)动量守恒定律。历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。

篇2

1. 电磁学的两种研究方式。

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来。只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力。

场的方法是研究电磁学的一般方法。场是物质,是物质的相互作用的特殊方式。中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电场、恒定电场、恒定磁场、静磁场、电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容。

2. 物理知识规律。

物理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的。但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性。

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系。

电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体。

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点。

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用。运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种场——磁场。磁体的周围也存在着磁场。磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态。

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1. 场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场强度、电势、磁场磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段。要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解。

2. 电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别。

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物理规律教学在中学物理教学中占有重要地位,其教学成效直接影响到物理教学质量和学生科学素养的培养。提高物理规律教学效果的前提是了解物理规律内涵、本质和特征,并在此基础上结合学生的认知特点设计科学的教学策略。

1 物理规律的内涵

“规律就是相互联系着的事物、现象、分子、元素(因素、要素)或方面的本质之间的关系”。相应的,物理规律就是物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的内在、必然的联系。

1.1 物理规律的类型

经过2000多年的建设,物理大厦恢宏庞大,其组成规律自然纷繁复杂。为了认识物理规律本身,我们有必要对物理规律进行必要的分类。从物理规律获得途径的角度来看,物理规律可分为实验规律和理论规律;从物理规律知识形式的角度来看,物理规律可分为定律、定理、原理等类型;从过程中不同质的运动角度来看,物理规律可分为力学规律、热学规律、电磁规律、光学规律等;从“定性―定量”维度来看,物理规律可分为定性规律、定量规律。

1.1.1 实验规律与理论规律

从物理规律建立基础和过程的不同,可以将物理规律划分为实验规律和理论规律两种。实验规律是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,中学物理中的绝大多数规律都属于实验规律。如电磁感应定律、欧姆定律等即为实验规律。理论规律是由已知的物理规律经过理论推导,得出的新物理规律。动能定理、万有引力定律等即为理论规律。我们以万有引力定律为例来说明一下理论规律的建立过程。牛顿在伽利略的自由落体运动定律、牛顿自己的第三定律、开普勒的行星运动第三定律等前人工作的基础上,应用他超凡的数学才能,通过理论计算建立了万有引力定律。

1.1.2 定律、定理与原理

从物理规律知识形式的角度来看,可以将物理规律划分为物理定律、定理与原理三种类型。通过大量具体事实(包括实验和观察)归纳而成的结论称为物理定律,如牛顿第二定律、电磁感应定律、光的折射和反射定律等。通过一定的论据,经过逻辑推理而证明为真实的结论称为物理定理,如动量定理、动能定理等属于物理定理类。对大家公认的具有普遍性,而且可以作为其它规律基础的物理规律一般称为物理原理,如我们中学阶段比较熟悉的功能原理、叠加原理等即属于物理原理类。

1.1.3 定性规律与定量规律

从“定性―定量”维度来看,可以将物理规律划分为定性与定量两种类型。定性规律揭示的是各物理量间必然联系的存在和发展趋势;定量规律揭示的是必然联系中量的相互制约。例如牛顿第一定律就定性的描述了一切物体在不受外力作用或所受合外力为零的情况下的运动趋势,不反映外力与运动趋势之间的量化关系,属于定性规律。而定量规律则不同,如欧姆定律,除文字描述外,我们还可以用公式I=U/R来揭示各物理量之间的相互制约关系。

不同的物理规律分类之间并不是完全对立的,比如欧姆定律即属于物理定律,又是实验规律,同时也属于定量规律。

1.2 物理规律的特点

1.2.1 物理规律的实践性

物理学是一门以实验为基础的自然学科。中学物理的众多规律都是在实践、实验的基础上建立起来的。新课程标准倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”,在教学中应重视引导学生运用物理规律解决生活实际问题,在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!

1.2.2 物理规律的联系性

物理规律都存在一定的联系,包括物理规律内在的概念、现象之间的联系;规律与规律之间的关系。

以牛顿运动定律为例,牛顿第一定律是说物体不受外力时做什么运动;牛顿第二定律公式F=ma揭示了物体的惯性质量、所受到的合外力与由此而产生的加速度之间的关系,是阐述物体受力时做什么运动,二者是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能取消第一定律。

1.2.3 物理规律的对应性

物理规律中的各物理量都针对于某一研究对象。如果是状态量则对应于某一时刻、某一位置、某一状态。如果是过程量则对应于某一段时间、某一个过程、某一空间等,这就是物理规律的对应性。如,欧姆定律U=IR中各量均对应于同一导体、同一段电路在同一时刻的量值。

1.2.4 物理规律的因果性

因果性是物理规律的重要特点,任何物理规律都是在规律所表述的具体条件下才具有规律所阐述的结论。例如牛顿运动定律是在研究宏观低速运动物体的“前因”下,才有其结论的“正果”修成。

1.2.5 物理规律的发展性

物理规律是认识的结果,是在一定的事实基础上,归纳、推理得出的结论,具有历史局限性,只能部分地反映客观世界及其内在联系。规律会随着人的认识能力的提高和认识的深入不断发展。发展有时是温和的――是对已有规律的修正、丰富;有时是激进的――是对已有规律的否定、颠覆。换言之,物理规律不是绝对的真理,而是逐渐发展变化的,具有一定的相对性。如从经典力学到相对论、量子力学的发展变化过程。

2 物理规律教学的重要性

物理新课程改革强调改变过去过于注重知识传授的一维目标而向三维课程目标迈进。教学要以人为本,在学生获得知识的过程中,同样注重学生终身学习与发展所需的各种能力的培养。如何实现物理规律教学由传统向新课程理念的转变,应进一步明确物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用。

2.1 物理规律教学,有助于学生对知识的理解

新课程改革倡导从三个维度对学生进行全面的培养,知识的理解历来是一个重要培养目标。依据布鲁纳的认知结构学习理论,我们教学的目的,就是引导学生建构一个理解物理知识的学科结构,从而运用知识解决具体问题。在最终建构的物理知识结构中,分散的各个点表示物理概念,联接各点的线就代表了物理规律,通过点和线及其之间的相互联系的讲解,引导学生在头脑中建构物理知识网络图。

2.2 物理规律教学,有助于学生思维能力的发展

作为智力核心的思维能力的培养对学生的发展是至关重要的。物理规律教学既是物理知识教学的核心内容,同时也是对学生思维能力培养的重要途径。

物理规律教学是在学生的感性认识(已有的对实验和事实认识)基础上,教师指导学生探索物理规律的过程。根据规律建立的思维过程和学生的认知特点,选择适当的途径方法,指导学生对感性材料进行思维加工,认识到物理规律中某些物理概念之间的内在联系,考虑到物理规律的近似性与局限性,从而概括出物理规律。作为近似反映物理对象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的物理规律的建立,离不开观察、实验和数学推理,也离不开物理思维,是诸多因素相结合的产物,学生在理解具有这些特点的物理规律的同时,其思维能力就会得到培养。

2.3 物理规律教学,有助于学生科学方法的掌握

物理规律的教学过程,其实也是科学方法教育的过程。我们知道物理规律的获得,少不了一些科学方法的使用,在物理规律教学过程中,合理运用一些研究方法并适时适当地进行显性教育,使学生不仅学到了物理规律,同时也学到了科学方法,培养了能力,可谓一举多得。

例如,在牛顿第一定律的教学过程中,教师重点要向学生说明的,除了牛顿第一定律的内容外,就是讲解这个规律获得过程中所用到的一个重要的科学方法――理想实验法。在欧姆定律、牛顿第二定律等的实验探究过程中,可以重点要求学生设计实验方案,在这一过程中,使学生明确研究3个变量的关系时,通常采用“控制变量”的方法。

2.4 物理规律教学,有助于学生科学探究能力的形成

提倡对学生进行科学探究能力的培养,是新课程改革的一大亮点,在新教材的编写中贯穿了科学探究精神并安排了一些科学探究的内容。由于物理规律的实践性特点,便于在课堂教学中开展实验教学,创设问题情境,从而激发学生探究物理问题的兴趣,经历物理规律发现的过程,培养学生的科学探究能力,并能使学生更好地运用物理规律去解释生活中的物理现象、解决生活中遇到的物理问题。

2.5 物理规律教学,有助于学生情感、态度与价值观的培养

我们知道,情感、态度与价值观培养,是物理新课程改革所倡导的三维课程目标中的一个维度。在物理规律的教学过程中,无时无刻不渗透着对学生情感、态度与价值观的培养。我们在进行物理规律教学时,可以通过创造良好的物理学习氛围、对相关物理学史内容的选择性介绍、开展科技创作活动、采用科学探究的教学方式等等,对学生进行情感、态度与价值观的培养。

比如,在进行牛顿第一定律的教学过程中,就可以适当地给学生讲述一下它的发展历史,激发学生的学习兴趣,同时使学生在了解亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿等大科学家的观点的基础上,使其不畏权威、理性求真的科学态度与科学精神得到培养。而在进行万有引力定律教学的时候,可以联系神舟六号载人飞船的发射与回收过程进行讲解,把物理知识与科技发展、应用技术相结合,能使学生获得一个更为宽广的视野,有助于学生形成科学的价值观。

3 物理规律教学的基本策略

当明确了物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用之后,为行之有效的进行物理规律教学,我们提出以下基本策略。

3.1 活化物理实验教学:为学生提供主动获得规律的机会

在物理学的产生、建立和发展过程中,物理实验是归纳物理规律、产生物理假说的实践基础,是验证理论预言和假说的主要依据;在物理规律教学中,物理实验是培养学生操作技能的主要途径,是发展学生非智力因素的一个重要环节。通过实验重现物理规律的发现历程,使学生在实验操作过程中体悟物理规律所反映的各物理量之间的相互关系,有助于更新学生头脑中的物理观念、提高物理规律的教学质量。

3.2 强化物理思想教学,使学生感受物理学的理性美

在进行物理规律教学时,为了让学生最有效地掌握好物理规律,达到课程标准所规定的能力要求,应该在规律教学的过程中渗透科学史、科学思想的教育,引起学生对物理思想在物理规律建立过程中所发挥作用的重视,使学生感受到物理学的理性美,同时给学生以更多的启示。

教师在采用此策略教学时,应明确两点:一是渗透物理思想的教学策略主要是指向学生展示物理规律建立的思想史;二是科学史的历史发展逻辑与课本上的知识逻辑并不相同,规律教学过程中要引导学生感悟到二者的异同,处理好二者之间的辨证关系,在了解真实历史发展过程的同时明了知识逻辑的呈现脉络。

3.3 重视规律应用教学,让学生体会物理学在社会发展中的作用

物理规律来源于生活实践,反过来应锻炼学生将物理规律运用于社会生活实际的能力。因此,在教学中应重视引导学生利用物理规律解决实际问题,让学生体会到物理学在社会发展中的重要地位,增强学习兴趣,进而在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!

3.4 提升教师科学素养,为实施新课程背景下的物理规律教学奠定良好基础

我们将其作为一项策略提出,重在强调教师对新课程理念与目标的钻研、对物理规律的理解、对物理规律教学的整体认识与把握等。同时该策略也是关系到物理规律教学实施效果的重要因素,教师应努力提升自己的科学素养,进而才会有足够的信心调控物理规律教学,为学生的全面发展创造最好的先决条件,从而取得最佳教学质量。

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1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

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1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

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1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

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2.教学手段 多媒体给人的视觉冲击无疑是巨大的,对学生的高考成绩能够起到较大的提升。然而我在这方面还很欠缺,教学基本功还不成熟之外制作powerpiont的技术还不熟练,应该加以锤炼。

3.师生互动 高三教学面临的是大量习题,更要加强师生互动以提高学生应试能力。然而由于受选修科目、教学时间的限制,反而更愿意以讲授的方式教学。这种教学方式不是我的强项,结果成绩大打折扣。

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镜头2:某公开课,教师在讲解反射定律时,制作了计算机软件来模拟光的反射这一过程。底下学生小声嘀咕“是否有假? ”

镜头1使我们认识物理实验教学中面临一些实验自身无法解决的缺陷。这时如果借助实物投影辅助,就能便于学生观察。多媒体可以使教学的表现形式更加形象化、多样化、视觉化,对于优化课堂教学,强化教学效果能起到积极的作用。

镜头2老师可能考虑到课堂的效率等问题完全依赖媒体,把本来可以做的实验用多媒体模拟实验来代替。但他忽视了一个重要问题,那就是实验的可信度下降了。物理学科是以实验为基础的学科,学生对物理概念和物理规律的认识、理解和掌握,首先要依靠对真实物理现象的感性认识,而后才升华为理论知识。另外新课程提倡过程与结果并重,通过实验可以探究规律、得出结论, 但实验本身也能培养学生各方面的能力,如动手能力、分析解决问题的能力、创新能力等。多媒体不能成为培养学生物理实验能力的杀手,更不能反客为主。

那么应该怎样才能更有效地将多媒体融入物理实验教学? 我们要充分利用多媒体课件的优势,对物理实验中的缺陷进行弥补,使高中物理实验在多媒体课件的辅助下得以优化。

一、将物理实验和计算机多媒体课件结合起来,能使实

验取得更好的效果:物理实验是物理教学中的一项重要内容,是培养学生观察能力、分析能力和动手实践的一个重要途径,也是培养学生把握科学方法的有效手段。但是,物理实验也有其局限性,那就是有些东西如:电场、磁场无法直接看到;许多物理量的变化,如:磁通量、电场强度、磁感应强度等也不能直接观察到。而需要学生发挥想象能力去理解, 这就使学生在学习物理中碰到了很大困难。

例如在“楞次定律”这节课中,我们首先提出探究问题:“原电流的磁场与感应电流的磁场有什么关系? ”先让学生展开讨论,设计出实验方案,操作实验、实验现象的观察、列表记录,自主地在实验中进行探索。其后,再利用计算机动画再现实验过程, 把实验中本来看不见的原磁场的磁感线方向及磁感线条数变化, 感应磁场的磁感线方向清楚地展示在计算机屏幕上,并用两种不同颜色显示出来。从而使学生可以很快找到规律,感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,使实验取得更好的效果。

二、将物理实验与实物投影有机结合,能使实验面向全体

一些可见度较低的演示实验,传统的方法一般是采用放大实验仪器。然而,实验仪器的放大是有限的。采用实物投影技术可以克服上述缺陷,大大提高演示实验现象的可见度。另外通过实物投影有利于使实验成果共享。例如:在学习“欧姆定律”一课时,探究电流随电压、电阻的变化规律。设计演示实验,需测多组电压、电流的数据,要求全班同学观察指针变化并读数,由于电表大小的有限,不利于后面同学观察。这时就可以将两个电表实物投影到屏幕上,提高演示实验可见度,让全体同学参与课堂教学,体现学生主体地位。所有的电学实验及其他部分力学、热学实验演示,都存在面向全体学生可见度较低的特点,若将物理实验与实物投影有机结合,能使实验面向全体,提高学生的参与度。

三、应用计算机软件辅助处理物理实验数据

计算机辅助教学,可以应用在一切需要对实验数据进行处理及需要做出图像的物理演示实验或学生实验中。既能够大大节省实验时间,又能够很快做出所需要的图像,总结出实验所揭示的物理规律。如: “欧姆定律”一课,探究电流随电压、电阻的变化规律时,教师可以通过excel将所记录的数据转化为图像,观察做出的图像是否为过原点的直线,就可出电流和电压是否成正比P系。类似再如“探究功与速度变化的关系”实验等,如果借助Excel软件,可以提高课堂效率。

四、计算机在辅助教学模拟动态变化实验

利用现代多媒体技术,可以将动态过程做成课件展示给学生观看,学生通过亲自感受“实际”动态过程,并可以放慢实验速度,易于观察,弄清复杂物理过程。如:《波的干涉》一节教学演示实验,按照常规采用“发波水槽”做演示实验,由于太快,学生观察不到各点振动加强、减弱的变化情况。利用计算机模拟辅助, 可以把干涉过程放慢, 并且对几个状态进行恰当讲解,大大加快了学生的感知过程。

五、通过录像与模拟实验,可克服教室内无法完成实验的局限

在物理教学中应重视实验教学已成共识,虽然形象化的多媒体课件不能代替具体的实际实验, 但有些物理实验因在课堂教学中实验条件难于满足,实验成功率低下甚至是失败。在这种情况下做实验,不但达不到应有的效果,反而对物理教学起反面作用。这种情况下,老师可在课外适当的时间和地点完成该实验并把它拍成录像,在课堂教学中播放,学生在课堂中通过观看录像也能达到同样的效果。比如静电实验对实验条件要求很严格,要在干燥的环境做,防止电荷导走。然而平时教学中静电实验往往不是在空气干燥的冬天, 且经常碰到雨天,实验成功率十分低下。在这种情况下,老师可在空气干燥的冬天随时选择适当时机,完成该实验并把它拍成录像,以便于在静电教学中通过播放录像能达到同样的效果。

总之, 培养学生实验能力是物理教学的重要任务之一,让学生动手做实验, 目的是使学生对研究问题的过程和方法有更深的理解和体会。在教学实践中要把握住选择现代化教

学技术的基本原则,使其更好为物理实验教学服务,从而达到为新课改服务的目的。

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二、在物理教学中渗透后现代科学观,培养创新精神

在科学主义者看来,既然科学是绝对真理,那就不必要怀疑它,接受它即可。显然,科学主义有助于学生短时高效地学习确定的科学知识,但不利于质疑精神和创新精神的培养。雅斯贝尔斯曾指出:物理教育把科学知识当作不变的真理来教学、考试,忽视科学知识的真正形成过程,机械地对学生进行科学研究程序和方法的训练,忽视科学的局限性,使学生误以为科学不可错和无所不能,可以解决人类的一切问题,具有至高无上的权威,进而导致科学迷信和科学崇拜。[3]在我国物理教学中,更是一直把科学看成是确定的理论体系,只重视科学知识确定性的一面,过分强调学习结果,轻视知识的获得过程,对其可变性、暂时性重视不够,再加上受片面追求升学率的影响,这种教学的消极后果是将科学理论静止化、僵化、神圣化、教条化,以至思维狭窄,缺乏创新。例如,在一次提出问题能力测试中,笔者用自制的简易器材,给初三尖子班和普通班学生演示一个“怪坡”实验,实验中的双锥体自动沿斜槽架子向上滚,而不是向下滚,然后请学生根据这个奇怪现象,把感兴趣的问题写下来。结果尖子班学生提出的问题数量较少,而且基本都可用已有知识回答,而普通班学生提出的问题数量明显多于尖子班,而且问题大多需要进一步探究才能回答。这与国外一些研究者发现不一样,他们发现学习成绩高和学习成绩低的学生提出的问题数量没有显著差异,但问题的质量却有显著差异,高水平学生提出的问题大多需要进一步探究才能回答,而低水平学生提出的问题大多在问题情境中直接就可以找到答案,或用已有知识可以回答。[4]这种差异很显然与国情有很大关系。我国物理教学受科学主义的影响更大,忽视了学生的自主探究能力的培养,容易造成学生对教师、对书本、对权威的迷信,缺乏发散思维、批判思维和想象力等,这种现象在尖子班更甚。无疑,要改革我国物理教育的这一顽疾,后现代科学观提供了新的视角。在后现代科学观看来,既然科学是可变的、暂时的、发展的,那么现行知识就值得怀疑,那就需要探究它,甚至重新建构。因此,我国“物理课程标准”强调“注重科学探究,提倡学习方式多样化”的课程理念,这表明了我国中学物理课程改革的后现代科学观意蕴。在享有指导美国跨世纪科学教育改革“圣经”之誉的《面向个体美国人的科学》一书中,美国科学促进协会把科学世界观作为科学素养的重要组成部分,包括“科学可以认识世界、科学是可变的、科学不可能解决所有问题”,这里的科学世界观其实与后现代科学观是一致的。后现代科学观消解科学的客观性,强调科学真理的相对性,其积极意义在于把科学看成为永无止境的探索过程,而不是一成不变的知识体系。后现代科学观认为:公共知识是建构的产物,而不是发现的结果。[5]“发现”意味着不管你发没发现,它都“存在”着,具有客观的独立性;而“建构”则渗透着人们的主观意趣,知识的建构是基于人们的立场、趣味、眼界、胸襟而实现的。这意味着一切都可以质疑,一切都可以修正,甚至一切都可以推倒重来。这样一来,知识就可以成为解放人的力量,而不是压抑人的力量。我们以对“电流与电压、电阻的关系”这一内容进行科学探究为例,说明科学主义科学观和后现代科学观的不同的教学处理。按照科学主义的观点,电流与电压、电流与电阻之间存在惟一的确定关系,这种关系如同地下的矿藏一样,不管你是否发现,它都客观存在着。表1是某学生得出的数据,从中可以看出“电流随电压的增大而增大、电流随电阻的增大而减小”的定性关系,但并不能一目了然地看出精确的定量关系。教师在引导学生分析这些数据时,往往会说电流数据存在误差,没有误差的真实数据应该如表2,由此得出“电流与电压成正比、电流与电阻成反比”的定量结论。但是,如果教师不引导,学生自主分析表1的测量数据,那么他们可能会得出什么结论呢?尽管学生不知道那些没有误差的真实数据,但他们已习惯了老师平时的说法:初中阶段研究的都是比较简单的关系,如相等、正比、反比等,这种说法已经变成了学生根深蒂固的“前理解”,以至于看到B随A增大而增大,就想当然地把B与A的关系看成正比;看到D随C增大而减小,就想当然地把D与C的关系看成反比,因此学生仍然可以得出“电流与电压成正比、电流与电阻成反比”的结论。这些结论都与书本上的欧姆定律一致,于是师生皆大欢喜,探究成功了。然而,在这种没有教师引导的“自主”科学探究中,学生的“前理解”仍然摆脱不了“唯书”、“唯上”、“唯师”的思维定势的束缚,并没有一丁点的质疑和自主建构,因此除了比讲授式教学多学了一点控制变量法,以及对所学知识理解更深之外,对探究结论的暂时性、可变性、多样性毫无了解,而后者却是科学探究的核心之一。假如书本上没有欧姆定律,学生也没有因受教师影响而形成的“前理解”,那么学生会如何处理表1的数据呢?实际上,如果把表1的数据输入计算机,完全可以建构出不同的结论,而欧姆定律只是其中一种结论。可以预料,在这些不同的结论中,欧姆定律是比较简洁的结论,而其他结论可能很复杂。那么,面对如此丰富多彩的、合理的建构结果,教师应该怎么办呢?这是一个带有共性的问题。按照后现代科学观,面对不同的建构结果,需要科学团体的协商,被科学团体所接受的结论即上升为科学理论,写在教材上,供后来人学习。协商的原则至少有两个,一是真的原则,即建构结果是否与实际相符;二是美的原则,即建构结果是否美,即多样统一、简洁、和谐、对称美。很显然,这些建构结果都与实际相符,但其中一个建构结果———“电流与电压成正比、电流与电阻成反比”更简洁,这个建构结果就是欧姆定律,这样欧姆定律就被接受了,写在教材上,成为一代又一代学子学习的经典内容。然而,在物理史上,并非所有的建构结果都符合美学原则,如对于光的折射,一千多年前就已经得到折射角与入射角成正比的结论,够简洁的了,但后来人们又得出了折射角正弦与入射角正弦成正比的结论,很显然后者更复杂,但更真。如果这样看,对于电流与电压、电阻的关系,欧姆定律只是一种建构结果,而其他的建构结果虽然不够简洁,但很可能更真。既然如此,为什么一定强调欧姆定律的唯一性?为什么把其他建构结果一概排斥?为什么我一定要接受前人的建构结果?无疑,这样挑衅式的质疑和反叛有助于促使我们对传统物理的教育观念、传统教育模式、传统的知识灌输的教学行为进行反思,并对长期统治物理教育领域的科学主义范式进行清算。然而,一些教师往往持一种非此即彼的观点,把后现代科学观教学处理当成一种惟一的教学处理,以一种片面性克服另一种片面性。例如,在一次“后现代科学观及其对物理教育的辩证影响”讲座前,笔者用一份问卷测试听课教师的科学观,然后在讲座中注意持不同科学观的教师对笔者讲座内容的态度反应。在互动讨论中,持科学主义科学观的教师发出质疑:知识重要还是科学观重要?如果这样上课,什么时候才可上完?怎么考试?等等。实际上,后现代科学观的教学处理的确费时费力,不可能在每个概念、规律教学时都要大张旗鼓来一番质疑,重新建构。但是,如果教师能够注意适时地渗透后现代科学观的思想,如提醒学生“这是到目前为止,我们得到的比较好的结果”,“这是前人得到的,说不定将来哪位同学会改变这一结果”等等,让学生意识到所学习的内容仅是一种可选择的建构结果,这个建构结果是可变的、暂时的,这种做法对学生的创新精神的养成会有不可估量的深远意义。超级秘书网

三、结束语

尽管物理课程改革蕴含着后现代科学观,但仍有学者认为“我国社会现阶段并不是如有些人所想象的那样已进入后现代社会,‘科学主义’或‘工具理性’肆虐了”[6],并批评有人“从后现代主义课程理论的两个概念出发,揭示出教学活动的本质,分析我国课堂教学对教学活动本质的背离”。[6]但有学者则把这些观点称之为“发霉的奶酪”[7],“是狭隘的国家意识和民族意识在作祟”。[7]笔者认为,任何一种哲学思潮、教育思潮都不是解决所有教育问题的灵丹妙药,各种理论各有妙处,适用于解决不同的问题,那些脱离社会历史背景进行简单地、机械地类推或否定的做法,都会使之偏颇的。我国物理教学受科学主义影响过深,忽视学生的自主探究,以至于学生“唯书”、“唯上”、“唯师”,缺乏质疑和创新精神,而后现代科学观无疑为根治这一顽疾提供了新的视角。

[参考文献]

[1][美]费耶阿本德著,周昌忠译.反对方法[M].上海:上海译文出版社,1992.

[2][德]伽达默尔著,洪汉鼎译.真理与方法[M].上海:上海译文出版社,1999.

[3][德]雅斯贝尔斯著,邹进译.什么是教育[M].北京:生活•读书•新知•三联书店,1991.

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1.1模型图

当缺乏直观教具可实物,仅用语文不易表述清楚时,画示意图便是较好的辅助手段。在物理教学中,一些无法从实验中观察到的过程,可用模型图透彻地剖析问题、分析过程,以加深学生对物理概念与理念的认识。这就要求教师在明确主题的前提下,简化变形作图,要表现出意境,形虽散而不离神韵。如电学中常用的电路图,用滚珠侄在秤盘上的图像来解释气体压强的产生,用电场线来描述电场的性质,就非常简洁明了,易于学生掌握。

1.2过程图

将可观察到的感性过程,用简笔画表现出来,并配以适当的文字说明。通过过程图再现那些稍纵即逝的过程,或把“快节奏”变成“慢镜头”,或对关键问题、具体环节进行“放大”、“定格”,以有效避免学生对一些细节的忽略。如运动学中的多过程问题,通常画出运动过程简明、运动轨迹;在光学问题中通常使用光路程图等。

1.3函数图

函数图像能以最简洁的数学语言定量分析物理中的量、量的关系、量的变化,加深学生对运动过程和基本理论的理解。在物理教学中,其关键是善于挖掘数学图像的物理意义,如研究物体的运动规律时使用的“v―t”图像,在研究欧姆定律时使用的“u―I”图象等,在研究交变电流时使用的“i―t”图像等。

1.4矢量图

高中物理中,位移、速度、加速度、力、动量等都是矢量,运用矢量图对矢量合成和分解,也是研究物理量的关系、规律的基本方法。通常,配合平行四边形定则、正交分解法、相似三角形法使用。如研究曲线运动时对运动的合成与分解,研究力学问题时用的受力分析图,在电磁波特点的描述中用B、E的矢量图。

1.5列表

通过表格形式(只显示二维关系)来整合比较各知识点的个性与共性,揭示事物的差异或相近关系,触类旁通。一般先列出表格栏目,引导学生思考讨论,在学生的回答中提炼出要点填入表内,是非曲直昭然若揭,在表格展示完后自然导出纵横关系的认识。如在几种概念或物质特性的比较中、在实验数据的处理中常运用到列表。

2 运用图像的原则

为使学生最大限度地获得和发掘图像中的有效信息,使用图像时可遵循以下原则:

2.1突出重点

要重点突出,具有概括性和简约性,尽量用简单的线和基本的几何图形来概括勾画事物的形象和轮廓。

2.2趣味性

要具有趣味性,富有启发性,注意艺术性。

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顾名思义,陈述性知识是进行描述性和解释性的知识体系,回答“是什么”和“为什么” 的问题,陈述性知识是教学中的重要内容,实行陈述性知识的教学目的是培养学生对知识的记忆和理解.程序性知识关注的是操作方面,回答“怎么做”的问题,是对学生运用已掌握的知识解决处理问题的能力和过程的概述.进行程序性知识教学的目的是培养学生按照一定程序完成既定目标的能力.

2.陈述性知识和程序性知识的联系

陈述性知识和程序性知识虽然包含的知识范围不同,学习阶段的过程存在差异,但并不代表两者各自独立,互不兼容.陈述性知识的学习是程序性知识获得的前提,也只有掌握了陈述性知识,并将其进行运用和发挥才能获得程序性的知识.同时,程序性知识的获得加强了陈述性知识的理解程度.两者存在着相对性的相互转化和制约关系.

二、程序性知识教学的特点

初中物理习题课的教学实践中,一方面是陈述性的理论知识,一方面是程序性的解题策略和能力,从陈述性知识教学向程序性知识教学的过渡过程是以完善的程序性知识教学实践体系为基础的.程序性知识教学主要有四方面的特点.

1.程序性知识教学的针对性

锻炼学生的解题能力,这是程序性知识教学的一个目标,因而围绕这个目标设计教学过程,才能彰显程序性知识教学的针对性.实际的教学实践中,学生的解题能力虽然并不能完全代表学生的学习能力,但是在学生时代,学习的主要目的还是为了解题.进行程序性知识的教学,可以从方法上找到提高解题能力的突破口,使学生不但能做题,而且会做题,使做题的成功不再是一种偶然性的事件.

2.程序性知识教学的实践性

程序性知识的学习不是简单的知识填充,而是借助于方法论的指导和程序化的操作实现知识的获取.这种知识通常是方法或过程,具有极强的经验性,因而也是实践的积累.知识的获取存在实践性,同样的,程序性教学也存在着极大的实践性.传统的教学模式存在很大弊端,主要原因是进行填鸭式的知识灌输,使学生丧失了学习的主动性和动手能力.程序性教育要求教师起引导作用,根据学生的实际情况进行判断分析,并给出优化的教育方案.这本身就是不断的实践活动.

3.程序性知识教学的实用性

物理学的知识大部分是理论化的抽象概括,虽然是解题的依据,但在解题之外就不能发挥很大的作用,这也是陈述性知识局限性的表现.程序性知识关注的是方法和能力的获得,培养的不仅是解题能力,更重要的是新的思维方式的建立.建立了良好的思维方式,配合方法论的指导,对学生从事各种各样的活动都大有裨益.

三、程序性知识教学的实施策略

程序性知识的教学策略,重在让学生在一定的环境中掌握适当的方法进行学习.现提出相关的教学策略以供参考.

1.强化程序性知识和陈述性知识的有机结合

前文已经提到,程序性知识和陈述性知识有着紧密的联系,陈述性知识的学习是程序性知识获取的前提,因此,一定要使学生深刻理解程序性知识应该以怎样的形式和陈述性知识建立有机的联系,也即是,让学生学会程序性知识的陈述形式.例如初中物理“力和运动的关系”的习题课上,可以通过例题,在教师的引导下,让学生通过总结、概括,将程序性知识以陈述性知识的方式呈现.如:(1)物体所受的合力为零时,将静止或作匀速直线运动,反之一样成立;(2)物体所受的合力不为零时,若运动方向与合力方向相同将加速,反之则减速.这样,学生就懂得了“一套明确陈述的技术规则”――“技术性知识”,他们在回答“怎么做”时将能应付自如.

2.强化程序性知识应用条件的教育

任何理论或方法都是建立在一定的基础之上的,这种基础也规定了该理论应用的范围和条件.把程序性知识转化成易于接受的陈述形式是学习的初步阶段,了解程序性知识的使用条件才可以保证其使用的有效性和解题的高效率.对应用条件的教育必须使学生充分了解并非所有的陈述性知识都能够转变为程序性知识,只有能够提供解题依据且具有理论内涵或可以阐述一般规律的陈述性知识才有可能进行转化.同时,还要注意,在对待具体的陈述性知识时,明确其使用的局限性.例如初中物理教材中出现欧姆定律时,并未提及其适用条件,但在讲到焦耳定律时,学生发现:对非纯电阻而言,电流所做电功W=UIt与所产生的电热Q=I2Rt却不相等,即U≠IR.这时就必须向学生强调:欧姆定律及其变形公式在此不适用,让他们知道,大部分原理、规律都有使用前提或适用条件,在解决“怎么做”这个问题时,必须全面考虑到位,才能保证稳操胜券.

3.强化知识原理与生活实际的有机结合

对知识的掌握和理解并不代表实际运用能力的提高.物理习题课中程序性知识学习的主要目的是达到解题能力的提高,这需要不断的练习和经验的积累.对于复杂的程序性知识,不断地训练会使陈述性的概念和程序性的解题思路一步步地深入到脑海中,甚至建立起应激性反应,为解题效率的提高很有帮助.从教师方面讲,要注重教学中理论在现实中的应用,使学生尽可能的发散思维.例如,讲解“光的直线传播”知识的相关习题时,引导学生发现光沿直线传播是有“同一种”“均匀物质”作为前提的,进而引发学生提出疑问.在此基础上,生活中出现“彩虹”和“海市蜃楼”等现象的原因也就迎刃而解了.

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课程教学体系的改革与教学大纲的修订

(一)《电路分析基础》课程内容体系改革的新思路

随着社会需求和人才素质与结构的变化,对传统的课程体系提出更合理的改革,这种需求显得越来越迫切。另外,注重课程体系间的相互联系也非常重要。所以现在出现了把“电路”与“电子技术”或其他课程以模块方式组合成一门课程,这是一种已经开始推行并被大家认可的课程体系改革。

高职教育实际上是大众化教育,培养的是有一定理论基础的实用型、职业型技术人才。职业技术人才的培养,对实践能力和动手能力的要求大大提高。笔者认为动手能力和基本技能实际上是一种综合能力。随着科学技术的发展,学科间的交叉和渗透越来越明显,利用传统的《电路分析基础》课程体系,甚至模块式课程体系实现教学目标存在一定的困难。为了解决这个问题,笔者提出一种更加新颖的《电路分析基础》课程的改革思路,即将某些相关学科内容,如电子测量技术与仪器仪表使用、元器件及工艺等,融入《电路分析基础》课程。职业教育应着重于职业知识技能的训练和实践能力的培养,根据这种教育观念,《电路分析基础》课程在课程内容的设置上应该打破传统课程的学科单一性,而将相关的学科知识和技能与电路分析基础知识有机地结合在一起,这样就能很好地给《电路分析基础》课程的实践教学环节提供相关知识与技能,使《电路分析基础》课在实践能力和动手能力的培养上,得到根本的以及应有的支撑,也为后续课程在提高职业知识技能的训练和实践能力的培养上,开辟一条绿色通道。

(二)关于教学大纲的修订

在教学大纲的修订上,应强调基本理论的学习,基本方法的掌握,基本概念的理解以及因材施教的原则。教学重点应放在强调基础、弱化难度;强调基本概念、弱化解题难度;强化基本概念和基本方法的掌握及准确运用定律和公式,弱化某些推导和公式记忆上。比如,在讲授电路的基本分析方法这一块内容时,对于通信、微电子专业应该重点讲授电路的等效变换(如电阻的串、并联,两种电源模型的等效变换,戴维南定理,叠加定理等),网络方程法选择一两种讲授即可,且重点在“方法的运用”,而非“推导过程”。

教学大纲的制定,传统做法往往追求单一学科知识结构的完整性,面面俱到。然而,面对现今理论课时大幅压缩、学生的素质较差这样一个现实,按传统做法,很难实现使学生掌握完整的知识结构体系的目的,反而弱化了基本知识和重点知识的掌握。所以一定要根据专业需求和培养目标,从“广而博”的电路分析学科知识中进行选择,重构“少而精”的教学内容。这对编写教学大纲的教师提出了更高的要求,一方面要与相应专业的教师紧密沟通,另一方面应该对该专业的知识结构和内容有一定的了解和理解,即具有较广的知识面和工程技术能力。删减不是简化,不是泛泛而谈,而是集中力量把基本概念、基本定律和重点内容讲透,且反复强化(包括举例、设置问题、讨论、课堂练习、作业、实验、实训、课程设计等),以强化基本知识的掌握。

(三)对强化和改革实践教学环节的探讨

强化和改革实践教学环节,一方面要增加实验课时,另一方面要制定科学的符合培养目标的实验实训项目。关于电路课程的实践教学,这是一个必须重视的环节。通过实验和实训,使学生真正掌握电路知识及实验的基本技能和安全操作知识,学会常用电工电子仪器仪表的使用,以及电路参数和元器件的测量,注意培养学生的动手能力;培养学生初步掌握一定的电气工程技术的能力;了解专业信息渠道与检索的能力、识读电路图的能力和排查电路故障的能力等。

过去传统的电路实验以验证性实验为主,效果并不理想,已经不适应高职教育的需求。因为电路课程既是电路知识的入门,也是专业技能的入门。技能的习得过程,可借鉴美国加利福尼亚大学德莱弗斯兄弟等人提出的技能发展模型,即德莱弗斯模型:新手—高级学徒—合格者—熟练者—专家。该理论研究了技能发展从新手到专家的五个阶段。根据这个理论,结合笔者的教学实践与技术工作经验,对高职教育电路课程的实验课程教学,提出这样的改革建议:保留部分传统的验证性实验,增加电工基本技能训练实验和工程应用型实验。

试验内容笔者把试验内容大致分为如下三个部分:(1)电工基本技能训练实验,应包括如下几个内容:线路的搭接、元器件的识别;通用仪器仪表的使用,仪器仪表的精度概念;电路参数的测量方法、元器件参数的测量方法等;测量数据的处理,测量误差的计算。(2)验证性实验。这在电路课程里已是一种较成熟也较完整的实验体系,可根据专业需要或具体情况进行选择与修改。(3)工程应用型实验。可根据专业需要进行开发,比如电路故障检测、排查与维修,自选测量用仪器仪表和元器件,实验方案的设计和测量方法的制定等等。

实验时间的安排这也是一个值得研究的问题。过去的验证性实验一般安排在相应理论教学内容之后。笔者认为,应该根据授课内容的实际需要安排实验时间。比如线性电阻的伏安特性测试实验,安排在讲电阻元件和欧姆定律之前做,并设置几个问题让学生思考,通过该实验,让学生感觉是自己归纳总结出的欧姆定律,对欧姆定律的掌握效果更好。再比如,在讲暂态分析的暂态(过渡过程)的概念之前,安排一个RC电路的充放电实验,给学生一个感性认识,并让学生了解,哪些参量的改变将影响充放电的速度(或时间)。通过这个实验,不但加深了概念的理解,而且提高了学生学习的兴趣。

实训课要求应设计成工程技术与技能综合应用型课程。现以安装调试万用表为例,作如下的设计和要求:(1)学会识读电路图,掌握万用表电路工作原理;(2)掌握元器件及其参数的识别、选择与采购;(3)掌握焊接工艺和安装;(4)学会排查故障和维修;(5)学会万用表灵敏度的调试;(6)了解或学会仪表的校验;(7)了解专业信息渠道与检索;(8)掌握实验实训报告的书写。

课堂教学模式的探讨

理想的课堂教学模式应该是教师在掌握多种教学模式,并了解不同模式的适应条件及其局限性的基础上,根据具体的教学目标和教学情境所选择的最适当的教学模式。教学内容的多样性、教学过程的复杂性以及教师对教学过程理解的差异性等因素决定了教学模式的多样性。从另一方面来看,学生智力的差异性和学习风格的多样性导致了学习方式的多样性和学习过程的个性化。所有这些,都要求教师要学会运用开放的、多样化的方式和策略,把多种教学模式灵活地注入到课堂教学中。

美国高校20世纪80年代以来,兴起了一种新型的课堂教学模式,这种模式主要由三种模型构成:范例教学模型、交互式教学模型、小组合作学习模型。主要是通过从感性认识到理性认识、从具体到一般,并通过学生与教师、学生与学习伙伴、以及学生与学习资源之间的互动,一方面帮助学生构建知识、发展能力,另一方面促进学生成为学习的主人。笔者觉得该教学模式值得借鉴和推广。

(一)范例教学模型

范例教学模型属于“概念获得”教学模式,目的是通过实例帮助学生有效地学习新概念、新知识。实例也可以是实验(如上述安排在相应理论教学内容之前的线性电阻的伏安特性测试实验、RC电路的充放电实验等)。比如,通过线性电阻的伏安特性测试实验,引出线性电阻和非线性电阻的概念,引出欧姆定律。应强调的是,在运用范例进行教学的过程中,不仅要呈现范例,更重要的是向学生示范在头脑中对信息进行加工的全过程,包括解决一个问题,或对复杂的信息进行归纳、重组时的心理活动,即着重于演示思维过程。教师呈现范例帮助学生学习新知识,还要让学生自己选择范例验证知识,最后能运用知识创造范例。

(二)交互式教学模型

交互式教学模型在课堂教学中是一种非常重要的课堂教学模型,是以师生对话为背景构建的互动教学方式。

在互动教学中,教师的任务是精心设计课堂提问,利用提问吸引学生参与对话。通过对话,可对范例进行分析、归纳,形成概念,让学生真正参与其中。课堂提问可分为低层次——对新概念进行辨识和描述;高层次——引导学生用比较、应用、综合、评价等方法对信息进行加工。课堂提问根据需要,有些可设计成聚合性问题,有些可设计成发散性问题。

这里仍以“电阻元件和欧姆定律”这一章节内容为例,说明在进行交互式教学时,如何通过设置问题来达到教学目的(详见表)。

交互式教学模型的形式是对话和倾听。这就要求在课堂上创设一个互相尊重、互相信任、互相平等的教学氛围。

(三)小组合作学习模型

小组合作学习模型,要求在课堂上创设一个互教互学的学习环境,通过人际交往促进认知的发展,通过恰当的组织形式提高学习兴趣和学习效果。

小组合作式比如,当课堂上刚讲完某一知识点内容,往往要出一些课堂练习题让大家来做,以加强对这一知识的理解或运用,问题是此时会有相当一部分学生不完全会做,有些学生就此放弃学习。这时采用小组合作式效果较好。将学生分成若干小组,让每个小组分组讨论,小组成员共同来做某些题,然后每个小组派代表到黑板上来演示他们的解题过程,再让其他组来点评,最后由教师点评或裁判。这是一种互助式的学习,参与的学生将增加很多,课堂气氛也相当活跃。

切块拼接式就是将某一教学内容切块,分到每一组进行分组阅读,让学生谈自己的理解,最后由教师来讲解。这种方式的特点是文章(内容)切块,合作备课,互教互学,培养和提高学生的自学能力。

团队合作式这种方式主要体现在分工合作上。比如,在课程设计(或实训)中,有一个内容要求学生在某个时间段里完成查找元器件及电路图资料,进行元器件市场调查与模拟采购。因为时间有限,可根据学生的特长和意愿,安排一部分学生负责查元器件手册,一部分学生负责上网查资料,另一部分学生作市场调查与模拟采购。最后大家交流信息,探讨问题,分享成果。学生在这种多边互助互动与协作的集体活动中,可以增长知识,发展能力,培养合作精神。

篇13

对于高考这一关系到许多学生的重要选拔考试,国家对高中教育理念有了全新的改革,新课程理念对物理高考方面的指导教学进行了更进一步的提高和深化,从教材的选择,课题的重点圈选,到考纲的预计和规划都需要有一个完善全面的进步和更新。完成一整套多方位的复习规划,也将会给众多考生要面对的高考做出极有意义的指导。

一、新课程高考带来的教育教学理念的更新

传统物理高考备考方式基本上以课堂教师讲述为主,学生只是被动接受、接听老师对重点难点的讲解,其中因学生学力的高低不同,就存在对物理知识囫囵吞枣、似是而非的理解,或者是完全不理解,课堂教学效率低下。而学生普遍的复习方式只是海量的作练习题这一单一的形式,复习效率很低,备考基本上也只是依赖辅助资料照本宣科而已,学生对于高考知识的总体把握十分薄弱,甚至会出现重点模糊不清,不知道怎么考这种情况。这种种的局限性也大大的限制了学生对知识的充分吸收。

二、重视对教材的再认知,系统的备考规划和认真复习准备

1.深入理解教材,掌握教材基本点,抓住重点难点。物理新课程在教学内容上与过去相比发生了较大的变化,但教材中的基本点是教学和备考中依然不变的基础,任何相关物理学知识的基础点都囊括其中,几乎是所有物理考试都绕不开的。所以抓稳抓牢基本知识点,等于是为知识的高楼大厦打好坚实的地基,有了好的基础才能言及掌握和运用更多的知识。比如说要加大对“力学”、“电流”、“电场”、“磁场与电磁感应”的复习力度,突出主要的部分,特别是力学部分的牛顿运动定律、功与能、电学部分的库仑定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、带电粒子在复合场中的运动等,对于这些基础知识的掌握必须是要下功夫牢固掌握的,再相应的增加“相对论”、“传感器”、“逻辑电路”及“新增的实验”等,注重物理学习的实际运用性,更多的加入设计性操作的实验来强化学生的复习。对于复习的重点则可以放在必修1、必修2、必选3-1与选修3-2及实验上,弱化其他知识内容,另外每一章内容也有轻重之分,对只需学生了解、或高考不是重点的问题,可以不用特别强调。譬如物体直线运动部分,我们要把握住:①速度的测量(用打点计时器测量、光电门测量、多普勒效应测量);②用各种方法对变速运动的研究;③函数图像对运动的描述;④匀变速运动规律的研究;⑤追击问题的研究方法等。做到复习时有的放矢,不浪费学生有限的精力。

2.全面系统的备考规划,提高复习效率。一般来说,高考之前,学生的学习和生活都是十分忙碌的,重复的枯燥练习虽然可以一定程度的加强记忆,但并不能很好的提升学生对物理知识点的灵活运用,而且无疑浪费了大量的脑力体力,实际上得不偿失。所以采取合理有效的复习规划,并安排一个复习进程是很有必要的。首先应当从一个宏观的角度将每个阶段的复习进行规划,然后对每一个阶段做出比较细致的内容规划。除了做整体的规划外,对每周的复习计划也应当做出一个详细的、系统的规划,使整个复习过程循序渐进、不断深入,逐步的提升复习深度和广度,避免学生对整个复习过程茫然无措,或者混乱模糊,更好的提高复习效率和考试成绩。

3.注重训练方法,科学的学习和提升应试技巧。①训练重点和方法的提升。学习物理的最终目的不是为了会背一大堆的公式和名词,而是能科学的掌握运用物理知识的能力,培养独立思考的学习习惯。这也就是为什么说物理是听起来容易做起来难,很大的原因是学生在学习过程中,都是知其然不知其所以然,只是学到了些半懂不懂、似是而非的理论。所以在进行物理复习的过程中,一定要注重训练的方式方法。在以前的教学重点里,对学生掌握物理知识的能力主要侧重的是运算能力、思维能力、空间想象能力、分析问题和解决问题的能力,现在更需要注重于模型法、整体法、隔离法、图像法、逆向思维法、演绎法、归纳法、假设法、排除法等能力的培养和训练。在复习过程中,对于典型问题的分析解决,要让学生全面的参与体验,更重要的是在解决问题的过程中,学会总结归纳,数据建模,并拓展解决同类问题的程序和解题模式,从而系统的掌握方法,知其一而能举其三,不再僵化的死记硬背公式法则。②强化应试能力的培养,保持良好心态。学生在高考时,最终面对的是一份份的试卷,应试能力也显得十分重要。面对试卷时,审题能力是首先要具备的,审题能力牵涉到阅读文字、理解题意、分析解决问题等综合层面,因此应当注重保持严肃认真的态度,细心、耐心的理解题目的真正含义,注重关键词句的作用,排除干扰因素,直指解决问题的核心。一般来说审题最初的判断是十分重要的,特别是学生在高考时精神处于十分紧张的状态,心态一定要保持平稳,慢审题快做题,先泛读再精读,仔细分析,注重物理情景的构想和模型重建,专注于思考和作答,避免只凭直觉判断不做精确计算,先入为主造成错误有机可乘。同时也要注意解题落点的书面表达要规范完整,避免含糊不清的回答使阅卷老师对答案产生歧义,这种答题规范性训练对考试而言是非常重要的。考试时还有一点要注意的是,合理分配答题时间,采取先易后难的答题流程,不要纠结于某一个难点不肯逾越,不要放过可以拿到的每一分,只要是自己可以解答的一定优先解答,如果选修题目不是很困难的,可以提前解答,时间有富裕,再转回头认真思索刚才的难点也不迟,压轴难题可以放到后面慢慢思考,尽量留一定的时间给自己检查答案,避免本来可以到手的分数,因自己的不细心而白白丢掉。

高考只是对学生学习阶段的一个总结,它绝不是一个学生所有素质和才能的体现。面对高考,学生应当调整心态,保持自然从容的态度,相信自己,不要自怨自艾甚至采取放弃的态度,只要认真踏实的跑好最后冲刺的几个月,成绩肯定是会有一定程度提升的。③结合社会生活,多关注时代环境。新课程对于知识和生活之间的联系、实际的运用更加看重,甚至会在考题中加入一些涉及科技前沿、社会技术热点之类的内容,旨在引导学生抬起只盯书本的头,学会用科学的角度去观察、思考我们的日常生活。因此探究性试题的不断增加,关于社会发展、科技进步、环境改善等与我们生活密切相关的问题都有可能出现在考题中,只靠传统的题海战已经很难应对这种改变,所以相应地增加对超导、纳米、电子显微镜、激光、粒子物理、混沌、大爆炸等的关注,让学生学会自己收集处理各类信息,自主的探究学问,培养灵活的应对能力,关注最新科技的发展和在生活中的应用,变得越来越重要。

参考文献:

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