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中学物理知识内容是物理学的初层次,其主要内容是经典物理学的基础知识而以力学、电学为重点,本文就力学部分的教学及对力学解题做了一些探究。
一、从全局观点分析力学教材
从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生思维能力,对此从以下二个方面认真分析教材。
1 力学教材的基本知识结构
牛顿运动定律是经典学的基础,也是经典物理的基础之一,动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁,现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学,把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授,这种安排符合由易到难,循序渐进的原则,即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行,通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念。
物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础。
2 物理思维方式
在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力。
第一部分“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备。物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型的方法,“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法。
第二部分“物体的运动”用了过程模型的方法,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法,运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章必备的知识,对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法。
第三部分“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论,虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这间接地证明了牛顿第一定律的正确性。当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动,随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明。牛顿第三定律通过实验归纳得出的。在功和能、机械能守恒定律、动量、动量守恒这几章中,主要用了推理的方法。如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的,但应明确一点,这一条规律是实践经验的总结,是客观规律的反映,此规律能够相互推导。它们之间存在着联系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变;我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的。
二、认真审题、明确对象、联想图景、启动思维。
力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:
1、由个别向一般转换。所有力学解题开始应对研究对象进行受力分析,代人运算时统一用力学的国际单位制(sI)制,解题结束应对结果的合理性作出判断。
2、研究对象的实体向物理图景转换。宏观物体(大到天体)有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也有相关的群体。对题目给定的研究对象进行抽象思维形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动。
3、物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生对物理过程和物体所处状态的了解,减少了解题的盲目性。
4、已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括,画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。
5、文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。
三、弄清概念,策略认知,分配注意,发散思维
1、增强物理要领的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。
2、强化物理要领界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者地过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。
学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有得于增强解题思维的自我调控意识。
3、培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计,给学生创造了发散思维的条件。
在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地引导学生自己实践。
一、从全局观点分析力学教材
从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生思维能力,对此从以下二个方面认真分析教材。
1 力学教材的基本知识结构
牛顿运动定律是经典学的基础,也是经典物理的基础之一,动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁,现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学,把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授,这种安排符合由易到难,循序渐进的原则,即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行,通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念。
物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础。
2 物理思维方式
在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力。
第一部分“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备。物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型的方法,“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法。
第二部分“物体的运动”用了过程模型的方法,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法,运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章必备的知识,对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法。
第三部分“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论,虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这间接地证明了牛顿第一定律的正确性。当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动,随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明。牛顿第三定律通过实验归纳得出的。在功和能、机械能守恒定律、动量、动量守恒这几章中,主要用了推理的方法。如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的,但应明确一点,这一条规律是实践经验的总结,是客观规律的反映,此规律能够相互推导。它们之间存在着联系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变;我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的。
二、认真审题、明确对象、联想图景、启动思维。
力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:
1、由个别向一般转换。所有力学解题开始应对研究对象进行受力分析,代人运算时统一用力学的国际单位制(sI)制,解题结束应对结果的合理性作出判断。
2、研究对象的实体向物理图景转换。宏观物体(大到天体)有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也有相关的群体。对题目给定的研究对象进行抽象思维形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动。
3、物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生对物理过程和物体所处状态的了解,减少了解题的盲目性。
4、已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括,画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。
5、文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。
三、弄清概念,策略认知,分配注意,发散思维
1、增强物理要领的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。
2、强化物理要领界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者地过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。
学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有得于增强解题思维的自我调控意识。
3、培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计,给学生创造了发散思维的条件。
在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地引导学生自己实践。