前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的高中物理主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
一、初高中物理的差異
1.知識層面的差異。高中物理要求上明顯加深加寬,有以下顯著特點:①從直觀到抽象。初中講物體的運動,高中講質點的運動;②從單一到復雜:二力平衡到多力平衡,從初中的勻速直線運動到高中變速運動和圓周運動;③從標量到矢量:初中的代數運算到高中的矢量運算;④在語言上從淺顯表達到比較嚴謹的表達,物理量從定性討論到定量的計算。
2.學習方法層面的差異。初中的學習由于教學的進度比較慢,對概念規律反復討論,變化不多;初中生的學習方法比較簡單、機械,不習慣于復雜計算;也不習慣于獨立思考,只要記住公式,把題中的已知條件代入就可以知道答案。
高中的教學進度明顯加快,課堂教學的密度大大提高,概念多,公式多,物理規律復雜,物理規律表達方法靈活,對數學能力要求高,例如力學對三角函數的要求,靠初中那種以機械記憶來學習的方法,是行不通的。對定義和公式不理解,不注意適用條件,往往亂代公式,亂用數據。
3.思維層面上的差異。初中物理對學生的思維方式要求,是比較低的形象思維,對抽象思維能力要求不高,對物理問題簡單分析就可以得出結論。
高中物理對思維方式要求比較高,常常要用到分析、比較、抽象、概括、類比、等效等思維方法,對感性材料進行思維加工,抓住主要因素,忽略次要因素,抽象概括出事物的本質屬性和基本規律,建立科學的物理概念和物理規律。
二、解決“銜接”問題的根本出路
要解決初高中物理教學銜接,就得研究初高中教材、學生,開展教學改革,真正實現以人為本的教學理念。筆者以為應在以下幾方面努力,以解決“銜接”問題。
1.加強初、高中教師之間的交流與學習。長期以來,初中物理老師不了解高中物理教學的實際,高中物理教師不清楚初中物理課程的設置與特點,人為增加了初、高中物理教學銜接的困難。因此,很有必要經常組織初、高中教師的研討交流,包括教學情況和學情分析,這樣會讓初、高中教師從整體上把握整個中學物理的知識體系,有利于在教學中處理好初、高中物理教學的銜接。
2.研究教材,注意新舊知識的同化和順應。教師要認真研究初高中教材,準確把握教學內容及標高,把高中教材研究的問題與初中教材研究的問題在文字表述、研究方法、思維特點等方面進行對比,明確新舊知識之間的聯系與差異。了解學生在初中已學過了哪些知識,掌握的程度如何,知道學生學習物理的水平。選擇恰當的教學方法,幫助學生以舊知識同化新知識,使學生掌握新知識,順利達到知識的遷移。
3.研究學生,注重循序漸進,做好過渡工作。首先我們要明白,學生在想什么,他們愛好什么,他們有了什么知識儲備,他們的心理特性怎樣,思維能力達到了何種程度,他們以前是怎么學習的,他們又需要哪樣的老師。只有知已知彼,才能事半功倍。
①降低起點,分散難點,放慢起始教學進度。初高中物理由于多方面存在差異,對于剛進入高中階段學習學生來說,宜于降低起點,分散難點,放慢起始教學進度,幫助學生熟悉高中的教與學的方法,便于學生接受、掌握新概念,排除他們的畏難心理,使他們能夠打牢基礎,順利步入高中物理的殿堂。
②加強直觀教學,重視由形象思維到抽象思維的過渡。高中物理在研究復雜的物理現象時,為了使問題簡化,經常只考慮主要因素而忽略次要因素,從而建立物理模型。這樣一來,會便使物理概念、模型很抽象,初進高中學習的學生,感到學習起來很困難,不容易想象。針對這種情況,應該采用直觀的教學方法,多做一些實驗,多舉一些實例,使學生能通過具體的物理現象來掌握物理概念,建立物理模型。
③加強基礎訓練,培養邏輯推理能力和用數學處理物理問題的能力。學生的邏輯推理能力不強,分析、回答問題時邏輯性、條理性較差,學生習慣于初中的算術法解題,而不善于運用代數法解題,往往只會記死公式,對公式應用的條件,范圍不太注意,我們在教學中應注意加強這方面的訓練。學生習慣于初中的套公式型的定向思維,我們就在教學過程中有意識地設計一些題目讓學生去上當,由此訓練學生多因素、全面地考慮問題,從而扭轉他們的定向思維習慣,逐步培養他們的邏輯推理、思維能力和用數學處理物理問題的能力。
4.改革教學方法,加強學生學法引導和能力的提高。解決“銜接”問題的關鍵是培養學生能力。但是傳統的教學方法重視基礎知識、基本技能的教學,而忽視學生自主學習和能力的培養,學習方法和培養能力在教學中只是一種自發狀態,沒有一個明確的目標。要加強能力的培養,必須改革傳統的教學方法。
①精心備課,用教法促學法。長期以來教師在教學活動中的直接表現是“重教法”而“輕學法”這種意識在中學物理教學中尤其突出,在設計教法時忽視或不設計“學法”。“學法”很大程度上來自于老師的教法,是糅合在學科知識的傳授課過程中的,既傳授學科內容,也潛移默化物理的學習方法。
②培養自學能力。在各種能力中,自學能力顯得尤其重要。培養學生自學能力,主要采取加強課前預習和課堂指導閱讀的方法。老師在課前列出預習提綱,讓學生進行自學,上課時老師讓學生根據預習中的疑點提出問題,根據教材內容向學生提問,然后老師再根據提問的情況有針對性地進行教學,對學生已基本掌握的內容就不講或少講,學生中存在問題較多的教材內容,老師就詳講或著重講。
1、多學習、多觀察、多思考,其實高中物理講的就是一些自然界當中事物的定理,這些在我們身邊還有很多事物都蘊含這這些真理,生活處處都有物理,就比如說我們每次坐車,我們看外面的世界就可以看見這些車子外面的東西都在向后走,這就是我們高中物理當中的參照物,這個知識點,生活到處都存在知識,你要用心去體會。
2、只要我們長一顆發現的眼睛,你一定要多看看你的生活當中會有很多的現象,不管是自然的還是生活的,你還要多看看夜晚的星星,看看他的變化,你還會發現物理當中發光、發熱以及一些定律問題.這些知識在我們的生活當中還是處處存在的。
3、學會從定理入手,對于一些定理還有就是一些死概念還有的一些規律你們都要高度重視,但是你不光時要記住這些知識,你要學會該怎樣利用起來,這才是關鍵,聰明的孩子是利用這些公式然后應用到自己的錯題當中,從中找到問題的所在,你還要做到從一個小小的錯題,就可以復習到很多知識,真是雙豐收,這也是學生學習高中物理能不能開竅的關鍵。
(來源:文章屋網 )
一、抓住題眼,并理解它們的物理意義
要想學好物理,就得當好兩個翻譯家:即把一般語言翻成物理語言;再把物理語言翻譯成數學語言;之后,結合數學工具解決物理問題。每個題,都有自己的關鍵詞,它們大多以定語、狀語、補語的形式出現,用來描述運動狀態的變化,或者對研究對象及其物理過程的界定,這些關鍵詞猶如一個人的眼睛,是題目的要害,引導學生學會準確地找到題眼,是培養他們審題能力的關鍵。
[例1] 如圖1所示,細繩豎直拉緊,小球和光滑斜面接觸,則小球受到的力是( )
A. 重力、繩的拉力
B. 重力、繩的拉力、斜面的彈力
C. 重力、斜面的彈力
D. 繩的拉力、斜面的彈力
解析:本題考查學生對物體受力分析的能力。要根據不同性質的力產生的條件來判斷物體的受力情況,但是,彈力和摩擦力的產生條件不易觀察,本題的題眼是“細線豎直拉緊”和“光滑”,細線豎直拉緊的物理意義是:細線對小球有彈力且彈力的方向豎直向上;光滑的物理意義是接觸面上物體間沒有相互作用的摩擦力。再結合物體的平衡條件,就可以判斷:小球和斜面體之間只有接觸沒有擠壓,也就沒有彈力,所以小球只受重力和細線對它的拉力,A正確。
二、有效挖掘題目中隱含條件
高中物理題目,特別是高考題,不同的物理情境、物理過程、運動狀態和研究對象,都可能隱含不同的物理條件,只有有效挖掘這些隱含條件,才能準確審題、正確作答。
三、分清物理過程
高中階段,隨著所學物理知識的增長,題目所提供的物理情境也越來越復雜,特別是高考壓軸題,一般由多個物理過程組成,要想順利準確地解決這類問題,就必須讓學生學會理清物理過程。通常,首先,根據研究對象運動時間的先后順序、受力情況的不同,分成不同過程,判斷其運動狀態、功能轉化關系,結合相對應的運動規律就可以解題,這里需要特別指出的是,一定要緊抓不同過程的中間狀態,因為它是前一個過程的末狀態,又是下一個過程的初狀態,起到承上啟下的作用。
[例2] (2011新課標)如圖2,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,其上疊放一個質量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2,下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是( )
1.知識結構特點的區別
1.1初中物理研究的問題相對獨立,高中物理則有一個嚴謹的知識體系。
第一學期所學的(粵教版)必修一,第一章:運動的描述,第二章:探究勻變速直線運動的規律,第三章:研究物體間的相互作用,第四章:力與運動,四章的基本內容就構成一個基本的動力學體系。第一、二章從運動學的角度構建理想物理模型質點,從而研究物體的運動規律,從速度等矢量著手,找出物體運動狀態改變的規律———加速度,第三章講述物體間的相互作用,為動力學做準備,第四章講述力與運動,則從力學的角度進一步闡述運動狀態改變就是產生加速度的原因。
1.2初中物理只介紹一些較為孤立、簡單的知識,高中物理則注重更深層次線索邏輯性的研究。
如物體的運動,初中只介紹到距離、速度及平均速度的概念,高中則更為深入,從理想模型質點出發,點到點的移動形成距離和位移的概念,描述點點移動的快慢引入了速度、速率,平均速度、平均速率的概念,接著總結了標量和矢量的區別,進而描述了速度的改變引出加速度的概念,知識的鋪墊是層層遞進的,也形成了一個完整的運動學知識體系。再比如彈力的形變原因和方向,摩擦力有無和摩擦力方向的判定都是難點,“摩擦力總是要阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢 ”。首先要分清是發生在哪個面,相對哪個面,其次要用運動學的知識來判斷相對運動或相對運動趨勢的方向,然后才能找出力的方向,有一些問題中甚至還要用物體平衡的知識能才得出結論。例如:在水平面上有一物體B,其上有一物體A,今用一水平力F拉B物體,它們剛好在水平面上做勻速直線運動,求A和B之間的摩擦力。分析:A物體作勻速直線運動受力平衡),在水平方向不受力的作用,故A和B之間的摩擦力為零。
1.3初中物理注重學科定性分析,高中物體則注重學科定量分析。
定量分析比定性的要難,當然也更精確。如對于摩擦力,初中只講增大和減少摩擦的方法,好理解。高中則要分析和計算摩擦力的大小,且靜摩擦力的大小一般要由物體的狀態來決定。高中物理還強調:首先注重物理過程的分析:就是要了解物理事件的發生過程,分清在這個過程中哪些物理量不變,哪些物理量發生了變化。特別是針對兩個以上的物理過程更應該分析清楚。若不分析清楚過程及物理量的變化,就容易出錯。其次注意運用圖象:圖象法是一種分析問題的新方法,它的最大特點是直觀,對我們處理問題有很好的幫助。但是容易混淆。如位移圖象和速度圖象就容易混淆,同學們常感到頭痛,其實只要分清楚縱坐標的物理量,結合運動學的變化規律,就比較容易掌握。再次注意實驗能力和實驗技能的培養:高中物理實驗分演示實驗和學生實驗,它對于我們學習知識和鞏固知識都起到重要的作用。因此,要求同學們要認真觀察演示實驗,切實做好學生實驗,加強動手能力的鍛煉,注意對實驗過程中出現的問題進行分析。
2.初中物和高中物理學習產生差異的原因
初中學生升入高中一年級學習,普遍感到物理難學難懂,教師也感到難教,根據上述高中物理的知識結構特點與初中物理的區別,經過分析,產生這種現象的原因主要有以下三個方面:
2.1定性的學習變為定量的學習。
初中物理學習和教學都是對問題進行定性的分析,遇到定量的計算也是比較簡單的套公式,簡單的運算,而高中的問題不光是定性的分析還要定量的研究和計算。
2.2學科的形象思維過渡為抽象邏輯思維。
初中物理的學部分都是建立在生動的自然現象和直觀的實驗基礎上,在現實的生活中幾乎都看得見,摸得著,讓學生們通過感知、形象思維獲得知識;步入高中則是向抽象邏輯思維過度,就目前教材的編寫來看,雖然經過修整,但是坡度臺階還是有的,比如理想模型的構建,摩擦力的方向,瞬時速度,受力分析,力的合成與分解,牛頓定律等,都從抽象邏輯思維給與學生很大的磨練空間。再者很多初中生秉承了初中的形象思維,進入高一以后缺乏邏輯思維能力,遇到問題不會聯想,缺乏分析、歸納、演繹的能力,不善于判斷和推理,只會簡單的套公式,沒有定量的分析,所以出現一帶公式就錯的現象。
2.3學習方法上的不適應。
初中學生更多的習慣于由教師傳授知識,而高中物理學習中在相當程度上則要求學生獨立地或在教師指導下主動地去獲取知識(包括預習、獨立地觀察和總結實驗以及系統地閱讀教材和整理知識等)。此外,高中物理學習中的理解、記憶,邏輯推理能力越來越顯得更重要。
3.怎樣才能學好高中物理
3.1樹立學好高中物理的信心。
改變以前初中學習物理的觀念和做法,徹底拋棄分數高就代表著會學物理,就代表著物理就能學好的陳舊觀念,在剛開學的過程中會感到物理不是很好學,也不太適應,此時一定走出初中的學習光環,堅定信念,及時改變學習的方法和態度,使自己盡快的適應高中的物理學習生活,及時的爬上高中的坡度,培養自己學好物理的良好心態。
關鍵詞:物理;模型;教學
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)09-223-01
高中物理常見的模型有:1.對象模型。2.條件模型。3過程模型。4.結論模型。建立正確鮮明的物理模型本身就是重要的物理內容之一,它與相應的物理概念、規律現象相依托,它是物理教學的重要方法和有力的手段之一。同時了解物理模型的遷移和轉化,對于物理邏輯的培養和學習能力的提高具有深遠的影響,那么,在高中物理教學過程中,如何利用好出現的物理模型問題進行教學呢?
一、利用物理模型強化對物理知識的理解
在高中物理的學習中有很多容易混淆的概念和規律,我們如何區分這些知識對與我們理解和運用物理規律解決實際問題就有重要的指導作用。這里就針對力學的中的幾種容易混淆的概念模型進行比較。學生通過比較,可以很清晰地區分這些相接近的概念間的差異,在解決問題中有了明確的方向,提高了學習效率。
二、利用典型物理模型促進物理知識的學習
1、典型物理模型的學習。在教學中設計對比實驗,觀察并分析實驗現象,逐步建立模型。
先讓學生觀察下列對比實驗:
(1)、兩個質量不同,但擺長振幅相同的單擺振動。
(2)、兩個擺長相同,但振幅不同(擺角都小于5度)的單擺的振動。
(3)、兩個擺長不同的單擺的振動。
通過這一組演示實驗激發學生學習探究興趣,形成對單擺這一理想模型的初步認識。進而展開對物理現象的分析:
(1)、實驗器材:輕質繩(不可伸長)、小重球(密度大);
(2)、實驗的條件:小擺角(小于5度);
(3)、實驗的結論:等時性(來回擺一次時間相等)。
深入分析(運用抽象、近似等方法)可以得出單擺周期T與擺長周期的關系,使單擺模型的物理表面與本質特征統一起來。
2、典型物理模型的遷移。在物理學習中,不僅要學習一些典型的物理模型,而且要鞏固發展物理模型,將其放在一個更復雜的新環境中去加以應用,促進物理學習能力的提升。舉例說明:
豎直平面內有一半徑為R的光滑圓弧軌道,a、b兩小球分別置于軌道圓心O點和離軌道底A點很近的B點處,將它們同時由靜止釋放,忽略空氣阻力,問誰先到達A點?(此題求解的關鍵是對兩小球建立物理模型。)
分析如下:
首先,“小球”是一模糊語言,但從題目分析來看,可將球a、b大小忽略,抽象為質點模型。其次,由“靜止釋放”、“忽略空氣阻力”、“A點很近的b點處”、“光滑軌道”等描述。可將a球運動轉化為自由落體運動模型,而b球的運動轉化為單擺模型(聯想到光滑軌道對小球b支持力N相當于單擺運動過程中擺線對擺球的拉力)。最后,對兩小球分別運用自由落體運動規律和簡諧運動規律進行求解。
對典型物理模型的學習和遷移可以使我們在解決問題時能夠迅速抓住問題的核心,對于我們學習物理有很大的幫助。
三、利用重要物理模型提高物理知識的學習能力
1、質量柱體微元模型
對于速度為v定向流動的密度為ρ的連續流體,可在v方向選取一橫截面積為S的柱體微元,則在Δt時間內通過S截面的流體質量即為以vΔt為高、以S為底的柱體微元的質量,柱體微元質量表達式為:Δm=ρSvΔt。
舉例說明:人的心臟每跳一次大約輸送8ml的血液,正常人血壓(可看作心臟壓送血液的壓強)的平均值約為1.5×10Pa,心跳約每分鐘70次。據此估測心臟的平均功率約為多少瓦?
分析如下:對該問題的解決不能只停留在原有的情景上,而應將問題轉換成我們熟悉的問題來解決,即通過認真讀題后,把實際問題加工改造成相關的物理模型來處理。將心臟每跳動一次輸送的那部分血液視為一長為L,橫截面積為S的液柱。血液柱受到心臟的推力為F,每次心臟推動液柱前進的位移為L。由壓強公式P=FS可知,心臟每跳動一次,推動血液做的功為:W=FL=pSL=pV其中V為心臟跳動一次輸送血液的體積。因心臟每分鐘跳動n=70次,故心臟的平均功率應為:P=nW/t=70W/t=1.4W。
2、電荷柱體微元模型
類似于質量柱體微元的建立,對于速度v定向連續移動的電荷,也可以在v方向選取一橫截面積為S的柱體微元,則Δt時間內通過S截面的電量即為以vΔt為高、S為底面積的柱體微元中的電荷的電量。柱體微元電荷表達式為:
ΔQ=neSvΔt。其中n為單位體積中的自由電子數,e為電子電量。
對于重要的物理模型,我們在教學過程中要讓學生理解透徹,同時逐漸學會將實際問題轉化為物理模型的本領,從而提高學習能力。
在高中物理教學中運用物理模型教學法,對于學生學習物理知識具有很大的指導作用,具體體現在以下幾個方面。
1、有利于學生形成清晰的物理概念。物理概念中有相當一部分是以模型的形式出現(概念模型),它們是物理現象和事實抽象出來的,用來表征物質屬性和描述物質運動狀態的。學生對物理模型這個科學方法的精髓是否領會,直接影響他對有關概念的理解、掌握和運用,影響對物理知識整個大廈的構建,因為概念是構建這個大廈的基石。
2、有利學生對物理規律的正確理解。物理規律的教學過程實質上是幫助學生學習物理模型,運用物理模型,有助于學生對物理規律的深刻理解,有利于學生對物理意義領會,準確把握物理規律的成立條件和適用范圍。
一、問題串導學,發現式學習概念
規律形成是一個需要學生進行思考、探究從而由感性變成理性的過程.新授課中的概念教學,筆者常常采用“發現建構式”的問題設置策略.這期間除了對物理的過程的本質進行理解,還要對實際問題進行解釋和應用.
例如:在加速度概念的教學中,關于加速度與速度、速度的變化概念的辨析通過一個例題編制如下幾個問題.
某款小汽車經過10s速度增加到30m/s;某型號戰頭機經過10s速度增加到60m/s;高鐵加速到60m/s用了300s.
問題1:計算出小汽車、戰斗機、高鐵列車的加速度,并通過數據分析三者加速性能有什么不同?
問題2:試分析中最終哪個“速度大”?哪個“速度變化大”?哪個“加速度大”.
問題3:判斷下列說法是否準確,請說出判斷依據.
①物體加速度大就是說物體運動得快.( )
②加速度為零的物體一定處于靜止狀態.( )
③物體加速度為3m/s2,即該物體速度變化為3m/s.( )
④加速度大的物體相同時間內速度變化大.( )
引導學生通過對上述問題的解答,然后自主小結并反思:“速度”、“速度的變化”、“加速度”各自描述的是什么運動狀態或哪個運動過程?
二、充分運用實驗進行探究性教學
物理教學離不開實驗,物理實驗是物理教學的重要內容、方法和手段.要創造條件努力做好各個演示實驗和學生實驗,加強教學直觀性,增強學習的興趣.通過一些探究性的實驗設計,讓學生自己去發現問題,去尋找解決問題的方法,培養學生的動手實驗能力,加深對問題的理解,學生的思維也在實驗設計和實驗探究的過程中實現最大化發展.
例如,“探究加速度與力、物體質量的關系”,讓學生討論影響加速度的因素,除課本所介紹的實驗之外,自己能否設計一些實驗來進行研究.這樣既激發了學生的學習興趣,同時又培養了學生動手能力和創新能力以及對加速度的理解更加深入.
當然,在實驗演示和分組實驗實施前,也需要用問題來進行思維的激發,讓學生帶著問題思考可能觀察的結果.
例如,《超重與失重》一課,在課堂上可以提出如下幾個關鍵性問題
問題1:“紙帶可以承受兩個鉤碼的重力,為什么提拉一個鉤碼時就斷了呢?”
問題2:在觀看錄像后,“什么情況下發生超重現象,什么情況下發生失重現象?”
問題3:DIS學生實驗后,“同學們得出物體加速上升時發生超重現象,加速下降時發生失重現象的依據是什么?”
問題4:教師在肯定學生猜想有一定合理性后,進一步追問“為什么超重發生在加速上升階段,失重發生在減速上升階段呢?”
問題5:DIS教師演示實驗后,“為什么加速度向上時超重,加速度向下時失重呢?”
三、積極引導學生解題后反思
物理學習不可缺失了習題教學,學生完成習題解答的過程是運用知識解決實際問題的過程,是內化知識、深化理解的重要渠道.對于問題解答的結果通常有兩種可能性,一種是正確地解決了問題,一種是解題出現了錯誤.解決完習題不應該是習題教學的終止,而應看作為一個新的開始.
例如,在牛頓運動定律的應用一章節,有一個典型的例題,如圖1所示,一人質量為m,立于一正在向上勻減速的自動扶梯上,已知加速度大小為a,電梯上升方向與水平夾角為θ,求電梯對人的支持力FN及摩擦力Ff.
評析 學生常見的解析式沿著運動和垂直于與運動方向分解,如圖2所示,這樣做可以完成問題的解答,但是比較麻煩,這時在學生完成問題解答后,應引導學生思考,有沒有解決問題的其他辦法,將思維引向“分解加速度”的方向上去,如圖3所示,這樣一來不僅僅實現了一題多解,更豐富了學生對矢量運算的理解.
當然,學生做題還有可能出現障礙和錯誤,這是學生真實的思維狀態,科學處理,能夠幫助學生順利突破思維瓶頸,實現認知上的跨越.
例如,房間里有一只可視作為點光源的白熾燈,距離地面高度為H,現將一小球從緊靠白熾燈的A點以初速度v0水平拋出,如圖3所示恰好落在豎直墻面的墻角B點,已知A點于墻壁之間的水平距離為L,試分析小球拋出其影點在墻上做什么運動?
一、物理規律的三種表達方式
圖1物理規律一般常見的三種表達方式是:文字語言表達、數字語言表達和圖像語言表達。下面我們對比一下三種表達方式對某一物理問題的表達。文字語言:以初速度為30m/s豎直上拋一個小球,它的變化規律是:豎直上拋的物體的運動速度,從拋出起是逐漸減小的,當t=3s時,這個物體到達最高點,速度為零,之后它又開始做自由落體運動,速度逐漸變大,速度方向與上拋時是相反的。數字語言:vt=v0-gt(g=10m/s2),vt=20-10t。t=2s時,vt=0;t>2s時,vt
二、圖像各個組成要素的物理意義
物理圖像起源于數學圖像,其思想方法來源于數形結合。數學圖像的六大組成要素分別為:坐標軸、坐標點、曲線、曲線截距、斜率和曲線與坐標軸所圍成的面積。坐標軸是圖像的基本框架。在這個框架之上,才存在坐標點,坐標點運動形成曲線,之后才能構成截距、斜率、與坐標軸圍成的面積。下表為數學圖像坐標元素對應物理圖像的物理意義。
三、物理圖像在物理規律描述上的應用
用圖像描述物理規律,能幫助學生正確建立物理概念,將物理概念寓于圖像之中,可使抽象的陳述變成具體的描述,讓學生既容易理解,又便于比較和記憶。
在描述簡諧振動、簡諧波時,用文字很難說得清,學生也很難理解得透。但是物理圖像引進描述清晰明了,如圖2,由圖像可以快速得出周期、頻率、振幅、某時刻質點所在位置、加速度、速度變化情況等。
在講加速度概念時,學生由于對概念理解不深,而陷入定勢思維,得出“物體運動速度為零,加速度一定為零”“物體運動速度大,加速度也大”等錯誤結論。而用圖像法可以澄清這方面的模糊認識。如圖3是勻變速直線運動vt=v0+at的圖像,斜率表示加速度a的大小。從圖像中可以看出,直線斜率是定值,無論vt如何變化a都不變。再分析圖像中的各點,當t=t1時,vt=0,物體運動速度減為零,在此刻開始做反向運動,此時加速度不為零,因為t1在圖像的直線上,任意一點斜率都為一個定值a。通過分析,使學生知道加速度不是描述物體運動快慢的物理量,而是描述速度變化快慢的物理量,圖像是直線,斜率即加速度一定唯一確定,與某一個速度大小無關。
四、物理圖像在物理實驗中的應用
在實驗中可以用物理圖像探究物理規律、驗證物理規律和分析實驗誤差等。在研究兩個物理量之間的關系時,可以控制其他條件不變,改變其中一個物理量,測出幾組實驗數據,然后由實驗中測量的數據作出它們對應的圖像,如果繪制出一條線性曲線,比如一條傾斜的直線,它們就是正比或者反比關系,他們的比值是一個恒定值。在利用伏安法測電源電動勢和內阻時,先用U、I的實驗數據在U-I坐標上描點,然后知U-I圖線是一條直線。利用圖像可以找出電源電動勢E和內阻r,延長直線,與縱軸交點就是電源電動勢,與橫軸交點就是外電路無電阻時的電流,用r=E/I,就可以得出內阻,內阻其實就是直線的斜率。對比函數圖像y=b-ax,可以驗證公式U=E-rI。在這個實驗中,我們利用圖像法處理數據,可以消除偶然誤差,測量次數越多,誤差就越小。
五、物理圖像在解決物理問題上的應用
在高中階段常常遇到非勻變速運動的問題,而非勻變速運動的規律常常不能用公式來表示,因而研究非勻變速運動的問題時,往往會陷入“山窮水盡”的困境,但如果利用物理圖像來分析研究,就會“柳暗花明”,使問題得以順利解決。
問題1:物體以速度v0=10m/s豎直上拋,落地速度vt=9m/s。若阻力和物體速度成正比,求物體運動的時間。
解析:此題乍看要用高等數學積分或初等數學微元法才能求解。但兩種方法對高中生來說要求過高,而且較麻煩。巧用速度v-t圖像,再變換成f-t圖像,可迅速而巧妙地解答此題。
由題意,可粗略地畫出v-t圖像,如圖4所示。據v-t圖像中速度圖線與時間軸所圍面積的物理意義可知,圖中兩塊陰影面積分別表示物體上升和下降的高度,由于h上=h下,由阻力f∝v,可見f-t圖像與v-t圖像的形狀相似,如圖5所示。在f-t圖中,曲線下圍成的面積的物理意義是阻力f的沖量。兩塊面積相等并分別居于t軸的上、下方,表明物體上升階段和下落階段受到空氣阻力的沖量大小相等,方向相反,所以物體在空氣中運動時,空氣阻力的總沖量為零,即有:
If=0…………………………(1)
對物體的全過程運用動量定理有:
mvt+mv0=mgt+If……………………(2)
聯解(1)(2)式,即得:t=(v0+vt)/g,
代入數據可得t=1.94s。
問題2:如圖6所示,質量相同的木塊A、B用輕彈簧連接且靜止于光滑水平面上,開始彈簧處于原長位置。現用水平恒力F推木塊A,則彈簧在第一次被壓縮到最短的過程中( )。
A.當A、B速度相同時,加速度aA=aB
B.當A、B速度相同時,加速度aA>aB
C.當A、B加速度相同時,速度vA
D.當A、B加速度相同時,速度vA>vB
解析:設彈簧的壓縮量為x,由受力分析可知:
FA=F-kx,aA=(F-kx)/m;FB=kx,aB=kx/m。
圖7
而x隨時間的增大而增大,最終不變。開始時物體的加速度aA>aB=0,以后aA變小、aB變大。兩物體的速度都從零開始加速,A做加速度越來越小的加速運動,B做加速度越來越大的加速運動,當彈簧壓縮到最短時兩物體的速度相等。但根據上述分析還不能確定正確答案。若作出如圖7所示的v—t圖像,可直觀地得到,兩物體的速度相同時,如圖t2時刻A圖線切線的斜率比B圖線切線的斜率小,即aAvB。故D正確。
綜上可知,巧用物理圖像的速度圖線的斜率、與時間軸所圍面積等分析非勻變速運動,可使問題的求解變得更直觀、快速、簡捷。在此類問題中分析時,先分析物體的受力情況,然后分析物體的運動特性,定性地作出v—t圖像,在作圖時,有時先作v—t圖像,然后再根據v—t圖像作出其他圖像,再由圖像來分析解答有關問題。
物理圖像在解決物理問題中還有很多應用,只要分析問題時明確圖像中曲線交點、曲線斜率、圖像面積的物理意義,把文字表述變成圖像表述,再分析圖像即可得出結論、結果。
六、結束語
圖像法是解決物理問題的一種重要手段,我們在平時教學中要善于培養學生識圖、建圖、用圖的能力,努力提高學生用圖像法解決物理問題的能力。
參考文獻
[1]劉筠,盧超.圖像法在物理教學中作用的探討[J].大眾科技,2008(12).
[2]周正龍.圖像法在物理實驗中的應用[J].實驗教學與儀器,2006,(1):45-46.
實踐性是高中物理學習的一個代名詞,它充分表現出了在抽象的物理知識的學習中,課外實踐的重要性和必要性,是高中物理教學中所存在的不可代替的價值表現.
1)高中物理教學中課外實踐能夠保證學生對于物理知識把握的精準性、科學性課外實踐在高中物理教學中的應用,讓比較抽象的物理知識在實踐的過程中變得更加具體,學生對于相關的物理知識點更加容易理解,保證了課堂的效率,提高了學習的效果,比如說:電學知識的學習是整個高中物理階段中較為抽象的知識,學習難度較大,學生對于某些知識點存在著模糊不清的現象,影響了對于知識的理解和學習,在課外實踐課程的幫助下,一個簡單的現象就能夠讓學生切實理解教師課堂上所講授的知識,在學習相關的物理知識之余,還能夠更好地認識我們的生活和社會上的各種自然現象,實現學生對于物理知識把握的精準性和科學性.
2)高中物理教學中課外實踐有利于提升學生對于物理學習的興趣和積極性在高中物理教學中,物理概念和公式定理成為了組成各個物理知識點的重要元素,在若干個知識點相互融合,密切聯系下才構筑成為了整個紛繁復雜的物理知識的脈絡,由此我們不難看出,物理概念和公式定理的學習和把握對整個高中物理知識體系的構建具有重要的作用,但是不可否認的是,數量眾多的物理知識點給學生的學習造成了不小的麻煩,混淆概念成為了學生在物理知識的學習中經常出現的通病,不利于學生對于物理知識的學習和掌握.課外實踐就是解決這一難題的關鍵.課外實踐改變了傳統的教課方式,活躍了學習氛圍,讓學生在輕松的環境中接觸到全新的物理知識,全身心地投入到對于物理知識的研究和學習中,有利于提升學生對于物理學習的興趣和積極性,對于學習物理知識來說,起到了事半功倍效果.
3)高中物理教學中課外實踐有利于培養學生對于知識的探索能力、解決實際問題的能力高中物理教學中課外實踐能夠積極引導學生對于物理知識學習的認識,讓學生對于物理知識的認識從表面逐漸深化,進行深度挖掘,深刻把握到物理知識的內涵,在實踐過程中,它培養的是學生對于知識的探索能力,還能夠幫助讓學生在實踐中去摸索、去探索,自主地學習,提升學生對于物理知識實際問題的解決能力和對于知識的探索創新.
二、高中物理教學中課外實踐方案的研究和討論
高中物理是自然科學的一門基礎課程,其知識涉及了生活的方方面面,一個不顯眼的自然規律,往往就蘊含著某種物理學定律,而且高中物理與初中物理雖然都是物理知識學習的過程,但是存在著質的區別,初中物理更加注重基礎,高中物理則更加注重實踐,對于課外實踐的方案就成為了能否實現預期課堂效果的保證,這就要求課外實踐的方案應該具有靈活機動性,以合適的教學實踐方法來進行相關的知識的傳授,同時還要勇于創新,在新穎的授課氛圍中,增加課堂的吸引力,培養學生的觀察能力,提升學生在學習物理知識過程中實際操作能力,加強高中物理教學課外實踐具有重要的作用和意義,它培養的是學生對于知識的探索能力,在實踐過程中,不僅僅能夠讓學生深刻認識和學習到高中物理的知識,還能夠幫助學生在實踐中去摸索、去探究,從而提升學生對于物理知識實際問題的解決能力,培養學生的全面素質.
三、結束語
關鍵詞:高中物理;高效課堂;理論聯系實際;直觀教學手段;激勵性教學評價
所謂高效課堂,顧名思義指的是課堂的高效率、高效益、高效果。具體而言是指在單位時間內(通常為45分鐘),教師投入最少的人力、物力與精力,獲取最大的教學效果。那么,在高中物理課堂上,我們究竟該采取怎樣的教學措施來保證高效課堂的實現呢?下面我就根據自身的教學經驗,談談對這一問題的幾點看法和建議。
一、借助直觀教學手段,增強學生的感性認識
傳統物理課堂教學,教師一貫采用傳統教具粉筆和黑板進行教學,而高中物理具有高度抽象性、嚴密邏輯性的學科特點,如果僅靠教師口頭語言的傳授和傳統教具粉筆在黑板上的寫寫畫畫,某些物理知識點學生理解起來還是有很大的困難,長時間下去,學生就會因為學不會而對物理產生極為強烈的厭煩和抵觸情緒。如今,隨著時代的發展和科學技術的不斷進步,一種直觀性的教學手段開始出現在各學校的實際教學中,并受到了廣大教師的重視和喜愛。對于高中物理教學而言,多媒體技術具有聲形并茂、圖文兼顧、動靜結合的特點,它可以將物理教學中抽象的內容具體化、復雜的內容簡單化、靜態的內容動態化,一方面渲染了課堂教學氣氛,激發了學生的學習興趣,另一方面有效突破了教學重難點,增強了學生對物理知識的感性認識,從而收到事半功倍的教學效果。
比如,在學習必修2第五章第8節《機械能的守恒定律》這部分內容時,因為機械能是一個極為抽象和細微的物理概念,如果僅靠書面文字的描述和我們口頭語言的講述,學生還是無法真正理解和掌握這一概念,因此,我就借助多媒體技術讓學生觀看了涉及到機械能的圖片介紹和錄像資料,如,錢塘江大潮、泥石流等,這樣學生通過形象、直觀的教學形式就對機械能的概念有了清晰、正確的認識,而且因為同時調動了學生聽覺、視覺等多種感官,能極大激發學生的學習興趣和熱情,從而促使學生以積極主動的態度參與整個學習過程。
二、注重理論聯系實際,激發學生的學習興趣
物理來源于生活,同時也應用于生活。所以,物理知識是與人們的實際生產、生活緊密聯系的,這就要求我們在高中物理教學中把物理理論知識與人們生活實際有效結合起來,以體現物理學科學以致用的教學原則。然而,在高中物理實際教學中,教師只注重物理理論性知識的傳授,根本無法將物理知識與實際生活緊密聯系在一起,因而導致學生普遍認為物理難學,學不好,并對物理產生畏難和恐懼心理,實際上,這正是學生在學習物理知識時理論與實踐脫離的結果。而且《普通高中物理課程標準》中指出:“要求學生學習終身發展必備的物理基礎知識和技能,了解這些知識與技能在生活、生產中的應用,以發展學生自主學習能力,提高學生運用物理知識和科學探究方法解決實際問題的能力。”這就更加強調了在高中物理教學中注重理論聯系實際的重要性和必要性。所以,在課堂教學中,我們要將物理知識以學生熟悉的、親切的方式呈現在學生面前,以激發學生求知的主動欲,使學生滿腔熱情地投入到物理知識的學習活動中。
比如,在學習選修1第四章第三節《電磁波的發射和吸收》這部分內容時,我并沒有直接就給學生講解這節內容的物理概念和知識要點,而是對學生說:“在信息技術高速發展的今天,電磁波對我們來說越來越重要,無論是廣播、電視還是無線電通訊或是航空、航天中的通信聯系燈光,都離不開電磁波,比如,我們經常在電視上看到主持人與其他國家、地區的記者通過同步通信衛星通話、航天員和地面工作人員進行通話聯系等,這些都涉及無線電波,那么你們想不想知道無線電波是怎么發射和接受的?學生明顯對這個話題充滿了好奇,并齊聲回答:“想!”這樣,我們就將生活中所涉及的物理現象轉化成了物理問題,既能有效培養學生運用物理知識解決生活實際問題的能力,同時也有利于學生養成運用物理視角觀察生活的良好習慣。
三、重視激勵性教學評價,使學生樹立學好物理的自信心
所謂激勵性教學評價,指的是教師通過語言、情感和恰當的教學方式,給不同層次的學生以充分的肯定、激勵和贊揚,使學生在心理上獲得自信,激發學生的學習動機和興趣。所以,在高中物理教學中,我們必須注重教學評價這一環節,并且盡量使用鼓勵性質的語言,以讓學生感受到來自教師的欣賞和鼓舞,而且高中階段的學生面臨著即將高考的壓力,他們更加需要來自外部力量對自己的肯定和鼓勵,以促使他們繼續努力向上、積極進取。比如,我們在教學過程中可以多跟學生進行一些學習上的交流和互動,并對學生的課堂表現進行及時、有效的教學評價,如:“你對這道題的思考角度很獨特,老師都沒想到呢。”“不錯,可以當作標準答案了,來,大家鼓鼓掌!”“沒關系,雖然方法不如其他同學的簡便,但是老師很欣賞你的勇氣!”等等,或者一個肯定的點頭、一個溫暖的微笑,都能向學生傳遞出我們對他們的欣賞和贊美之意,從而使學生慢慢克服心里對物理的畏難、恐懼心理,并慢慢走入課堂,逐漸樹立學好物理的自信心。
總之,高效物理課堂并不是只圖眼前熱鬧的跟風之舉,而是需要我們付出實實在在的教學活動。在高中物理教學中,我們必須不斷探索、不斷實踐、不斷總結,以創新研究出更多可以構建高效課堂的教學策略,從而使我們的高中物理課堂亮點紛呈,活力四射。
參考文獻:
[1]張帆.以新課程理念為指導構建高中物理高效課堂[J].教育教學論壇,2012(29).
[2]張向紅.優化教學策略,推進高中物理高效課堂的創建[J].考試:教研版,2012(01).