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在中学物理教学中,注意对基本概念和定律形成过程的介绍,渗透潜科学思想,努力使学生站在巨人的肩膀上学习、思考,对提高物理教学质量有很重要的意义。
首先,有利于激发学生的学习兴趣,增进求知的欲望。科学家在研究过程中的种种假说,争论和实验,本身就具有很强的故事性,让学生知道这些会消除他们对知识的神秘感,带来亲切感,产生浓厚的兴趣,有勇气和热情登上巨人们的肩膀,以审视的目光来看待这些知识,从俯视的角度掌握这些知识。
其次,有利于活跃学生的思维,开拓他们的视野。自然科学具有很强的继承性,科学家们在建立新理论时,继承了前人的什么观点?如何巧妙地以前人的成果为基石,开拓出新理论?突出这一点无疑给了学生一副登上巨人肩膀的脚手架,从而使学生能看出知识相互联系的关节点,分清知识的主次和脉络,更好地掌握和理解,开阔视野。
第三,有利于提高他们发现问题,分析问题和解决问题的能力。在教学中使学生感受到科学巨人们在观察现象中的细致人微,提出假设时的大胆设想,逻辑推理时周密考虑,无疑会缩短学生与科学巨人们的心理距离,更好地训练学生发现问题的素养。
因此,在中学物理教学中,如何使学生“攀上”巨人们的肩膀,是一个值得重视的问题,它也应成为教育者努力的目标之一。笔者认为作为物理教师应做到以下几点:
一、消除学生对登上巨人肩磅的神秘感。
这就要求教师要有丰富的物理学史知识,熟悉中学物理课本中各个基本概念,基本定律和基本理论的产生、形成和发展过程,并把它们有机地穿插到教学中。
例如,学生在学习匀加速运动定义之前,往往认为匀加速运动的速度正比于所通过的距离,而学习之后又往往只记住匀加速运动的定义,对于为什么这样定义感到神秘莫测。其实,伽里略当初也曾一度认为物体在下落过程中所得到的速度与下落的距离成正比,但他很快发觉这个定义会导致谬误。他说如果物体在下落第一段距离后已得到某一速度,那么落下距离加倍时,其速度也将加倍,果真这样,物体通过这两倍距离所用的时间将和通过原来那段距离所用的时间一样,因为速度也是原来的两倍,后一半距离好象不用时间一样,是瞬时通过的,这不仅与定义不符,也同客观事实不符,于是伽里略转向了第二个假设,以△v和△t成正比的运动来定义匀加速运动他发现这个定义既简单,又不存在自相矛盾之处。如果教师在讲授时,穿插介绍伽里略对匀加速运动定义的探索过程,无疑会把学生从对知识的僵化掌握转为灵活理解,使他们把自己心目中的科学家从神变成活生生的人来看待,从而增强了登上巨人们肩膀的信心。
二、为学生建造登上巨人肩膀的阶梯。
这就要求教师要总结认识科学家的研究思想、研究方法,在教学中不断地对学生进行方法论方面的启迪。例如牛顿根据伽里略的地上物体运动规律和开普勒的天体运动规律,从万有引力出发,采取一系列科学方法,建立了牛顿力学;巴尔末运用内插法建立了巴尔末经验公式;卢瑟福把原子模型跟太阳系模型进行类比的方法等等。通常的一些科学方法:观察、实验、类比、模拟、理想实验、科学抽象、适时抓住机遇、比较与分类、归纳与演绎、分析与综合、假说与推理以及数学方法,控制论方法,信息论方法,系统论方法等,都贯穿于科学家们研究的整个过程中。
例如在讲平抛运动时,介绍了伽里略把平抛运动等效为物体不受重力时,所作的匀速直线运动和不存在水平初速度时自由落体运动的合成来研究的等效法之后,让学生运用等效法解决这样一个问题:如图,已知θ=300,初速度为v0的小球从O点射出,落地点为A,问OA问的距离是多少?在这里把小球的运动等效为沿OB的匀速直线运动和沿BA的自由落体运动(等时),从而方便地求出OA,这样就使学生对等效法有了更深入的理解,使思路得到开拓。
三、使学生体会到登上巨人肩膀后的快慰。
科学发展的历史表明,任何新的理论,新的规律都不是凭空产生的,更不是单凭科学家们的天才想象,而是经过逐步的积累和及时总结,敏锐分析渐渐形成的。因此,在向学生讲解这些知识时,不能跳跃式的得出一个一个新的定理、定律,而应充分利用学生已有的知识,遵循历史的进程,引导学生进行深入的分析和思考,从而使学生不知不觉地向巨人肩膀上攀登,自然地得到需要掌握的新知识。
例如:在讲“人造卫星”这一节时,学生已有了圆周运动,万有引力及平抛运动等知识,因此,可引导学生从平抛运动人手分析得出:“从山顶用弹药以一定速度把一个铅球平射出去,那么它将沿一条曲线射一定距离后才落到地面。如果发射速度增加,那么铅球的射程也会更远,或者最后也可以把它发射到空中去,绕地球永远不落到地面”。此时再向学生介绍牛顿的预见,出示他所画的那张图,学生们一定会因自己和科学巨人想到一块而欣喜异常,进而会有一种豁然开朗的感觉。这样,人造卫星的升空道理就很容易使学生掌握。同时也培养了学生逻辑推理和大胆想象能力,提高了发散性思维的水平。
总之,把学生扶上巨人的肩膀,是培养创造性人才的需要,也是提高物理教学质量的有效途径,我们在教学中应充分注意这一点。
首先,有利于激发学生的学习兴趣,增进求知的欲望。科学家在研究过程中的种种假说,争论和实验,本身就具有很强的故事性,让学生知道这些会消除他们对知识的神秘感,带来亲切感,产生浓厚的兴趣,有勇气和热情登上巨人们的肩膀,以审视的目光来看待这些知识,从俯视的角度掌握这些知识。
其次,有利于活跃学生的思维,开拓他们的视野。自然科学具有很强的继承性,科学家们在建立新理论时,继承了前人的什么观点?如何巧妙地以前人的成果为基石,开拓出新理论?突出这一点无疑给了学生一副登上巨人肩膀的脚手架,从而使学生能看出知识相互联系的关节点,分清知识的主次和脉络,更好地掌握和理解,开阔视野。
第三,有利于提高他们发现问题,分析问题和解决问题的能力。在教学中使学生感受到科学巨人们在观察现象中的细致人微,提出假设时的大胆设想,逻辑推理时周密考虑,无疑会缩短学生与科学巨人们的心理距离,更好地训练学生发现问题的素养。
因此,在中学物理教学中,如何使学生“攀上”巨人们的肩膀,是一个值得重视的问题,它也应成为教育者努力的目标之一。笔者认为作为物理教师应做到以下几点:
一、消除学生对登上巨人肩磅的神秘感。
这就要求教师要有丰富的物理学史知识,熟悉中学物理课本中各个基本概念,基本定律和基本理论的产生、形成和发展过程,并把它们有机地穿插到教学中。
例如,学生在学习匀加速运动定义之前,往往认为匀加速运动的速度正比于所通过的距离,而学习之后又往往只记住匀加速运动的定义,对于为什么这样定义感到神秘莫测。其实,伽里略当初也曾一度认为物体在下落过程中所得到的速度与下落的距离成正比,但他很快发觉这个定义会导致谬误。他说如果物体在下落第一段距离后已得到某一速度,那么落下距离加倍时,其速度也将加倍,果真这样,物体通过这两倍距离所用的时间将和通过原来那段距离所用的时间一样,因为速度也是原来的两倍,后一半距离好象不用时间一样,是瞬时通过的,这不仅与定义不符,也同客观事实不符,于是伽里略转向了第二个假设,以△v和△t成正比的运动来定义匀加速运动他发现这个定义既简单,又不存在自相矛盾之处。如果教师在讲授时,穿插介绍伽里略对匀加速运动定义的探索过程,无疑会把学生从对知识的僵化掌握转为灵活理解,使他们把自己心目中的科学家从神变成活生生的人来看待,从而增强了登上巨人们肩膀的信心。
二、为学生建造登上巨人肩膀的阶梯。
这就要求教师要总结认识科学家的研究思想、研究方法,在教学中不断地对学生进行方法论方面的启迪。例如牛顿根据伽里略的地上物体运动规律和开普勒的天体运动规律,从万有引力出发,采取一系列科学方法,建立了牛顿力学;巴尔末运用内插法建立了巴尔末经验公式;卢瑟福把原子模型跟太阳系模型进行类比的方法等等。通常的一些科学方法:观察、实验、类比、模拟、理想实验、科学抽象、适时抓住机遇、比较与分类、归纳与演绎、分析与综合、假说与推理以及数学方法,控制论方法,信息论方法,系统论方法等,都贯穿于科学家们研究的整个过程中。
例如在讲平抛运动时,介绍了伽里略把平抛运动等效为物体不受重力时,所作的匀速直线运动和不存在水平初速度时自由落体运动的合成来研究的等效法之后,让学生运用等效法解决这样一个问题:如图,已知θ=300,初速度为v0的小球从O点射出,落地点为A,问OA问的距离是多少?在这里把小球的运动等效为沿OB的匀速直线运动和沿BA的自由落体运动(等时),从而方便地求出OA,这样就使学生对等效法有了更深入的理解,使思路得到开拓。
三、使学生体会到登上巨人肩膀后的快慰。
科学发展的历史表明,任何新的理论,新的规律都不是凭空产生的,更不是单凭科学家们的天才想象,而是经过逐步的积累和及时总结,敏锐分析渐渐形成的。因此,在向学生讲解这些知识时,不能跳跃式的得出一个一个新的定理、定律,而应充分利用学生已有的知识,遵循历史的进程,引导学生进行深入的分析和思考,从而使学生不知不觉地向巨人肩膀上攀登,自然地得到需要掌握的新知识。
例如:在讲“人造卫星”这一节时,学生已有了圆周运动,万有引力及平抛运动等知识,因此,可引导学生从平抛运动人手分析得出:“从山顶用弹药以一定速度把一个铅球平射出去,那么它将沿一条曲线射一定距离后才落到地面。如果发射速度增加,那么铅球的射程也会更远,或者最后也可以把它发射到空中去,绕地球永远不落到地面”。此时再向学生介绍牛顿的预见,出示他所画的那张图,学生们一定会因自己和科学巨人想到一块而欣喜异常,进而会有一种豁然开朗的感觉。这样,人造卫星的升空道理就很容易使学生掌握。同时也培养了学生逻辑推理和大胆想象能力,提高了发散性思维的水平。
总之,把学生扶上巨人的肩膀,是培养创造性人才的需要,也是提高物理教学质量的有效途径,我们在教学中应充分注意这一点。