物理规律教学的策略与建议.ppt

物理概念教学的策略与建议 2017年8月14日 高中物理概念教学现状 斩两头 烧中间 重识记 轻体验 二八错位 以练代学 为什么 过程 是什么 结果 考什么 讲什么 大容量 高密度 把自己讲懂了学生似懂非懂 20 概念的建立和理解80 习题训练 题海战术 高一做高三 高三补高一 急功近利 所谓概念 布鲁纳认为 没有任何一件事或事物是独一无二且与其他事物没有关联的 因此借由这些关联可以找到一些共同的特征而归为同一个类别 人们透过个人经验归类而建立形成的类目称为概念 所谓物理概念 就是 反映物理现象和物理过程本质属性的一种抽象 是在大量观察 实验的基础上 运用逻辑思维方法 把一些事物本质的 共同的特征集中起来加以概括而形成的 注 查有梁等著 物理教学论 广西教育出版社1998年版 第270页 什么是概念 什么是物理概念 物理概念是组成物理知识的基本元素 是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映 物理概念具有一般概念的特征 同时也具有本身的特殊性 注 梁树森等著 物理学习论 广西教育出版社1996年版 第70页 物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映 是物理事物的抽象 如何使学生形成 理解和掌握物理概念 进而掌握规律 并使他们的认识能力在这个过程中得到发展 是中学物理教学中的核心问题 建立与定义物理概念在物理教学中具有重要的地位 是中学物理教学中的核心问题 5 要注重概念的教学的几个阶段 感知 定义 深化 完善 应用 运动快慢的描述 速度 1 主要内容坐标与坐标的变化量 速度 平均速度和瞬时速度 速度和速率 平均速率 2 教学建议教学的重点和难点是瞬时速度概念的理解 瞬时速度概念的建立 对于学好高中物理 提高思维能力 都是至关重要的 瞬时速度教学案例 通过对滑块在倾斜气垫导轨上的研究建立瞬时速度的概念 O A B C 瞬时速度教学案例 复习 初中学习的匀速直线运动和速度概念 演示 滑块在倾斜的气垫导轨上 从静止开始加速下滑 指出它是变速运动 问 有没有学过什么物理量 用来描述变速直线运动的快慢的呢 平均速度 师 对于匀速运动 速度能完全描述出物体的运动情况 对于这里滑块的运动 平均速度vAB能完全地 真实地反映它在AB段的运动情况吗 生 不能 师 为什么 生 因为滑块的运动是越来越快的 师 你们说滑块的运动是越来越快的 等于说滑块通过B点时比通过A点时快 通过C点时比通过B点快 这里包含着一个重要的假设 那就是物体通过各个点是有快慢的 确实 我们的感觉器官和大脑能感觉到物体通过空间各点的运动快慢 师 请反思实验观察或生活经验 我们是如何感觉物体通过某一点的快慢 生 根据在一定时间内物体通过的路程大小 根据通过一小段路程所用时间的长短 师 也就是说 人们是根据物体通过某一点附近一小段时间内或一小段路程内的平均速度来反映物体通过这一点的运动快慢的 定义 物体在某点附近一小段距离 或一小段时间 内的平均速度叫做物体通过这一点的瞬时速度 实验 取 x 10cm 测量瞬时速度v 师 对这样定义的瞬时速度 你们有什么疑问 学生问题 1 既然是一小段距离内的平均速度 为什么说是A点的瞬时速度呢 2 一小段距离到底要多短呢 3 一小段距离取得不同 测出的平均速度是否相同 实验 换用5cm 3cm的挡光板 测出平均速度 从数据看出 不断减小测量距离 测出的平均速度越来越接近 取两位有效数字 后三个平均速度相等 取三位有效数字 后两个平均速度相等 回答学生的三个问题 师 为什么距离减小到一定程度之后 再减小距离测出的平均速度就几乎不变了呢 学生能想出 时间足够短 物体的运动快慢变化已经很小了 可以看作是匀速运动了 理解 运动物体在某一时刻的瞬时速度 等于假想物体从这一时刻之后做匀速直线运动的速度 速度变化快慢的描述 加速度 1 主要内容 加速度 从v t图象看加速度 2 教学建议赵凯华教授和罗蔚茵教授在 新概念物理教程 力学 中明确指出 这是人类认识史上最难建立的概念之一 也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念 爱因斯坦指出 今天我们难以估量 在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时 该显示出多大的想象力 难学的原因是 加速度概念抽象 较难与日常的经验感觉相联系 克服方法 一是要挖掘它与日常经验的联系 二是要尽量使其形象化 加速度与日常经验的联系 小型轿车的 百公里加速时间 是反映汽车性能的重要参数 警车起动追击目标时 警车加速的快慢往往起着决定性的作用 汽车制动时 能否在最短的时间内减速停止 也是反映汽车性能的一项重要指标 飞机起飞时加速的快慢 决定了跑道的长短 人在交通工具中 速度发生变化时 人的受力情况会发生变化 这种变化会引起人的感觉 人受力变化的大小 与速度变化快慢有关 加速度的形象化 教材中给出了加速度的定义后 直接指出 加速度也是矢量 在直线运动中 如果速度增加 加速度的方向与速度的方向相同 如果速度减小 加速度的方向与速度方向相反 这样 学生会认为加速度是矢量以及加速度的方向都是人为规定 没有客观性 由此背住的加速度定义也是极度抽象的 无法真正理解 加速度的形象化 要理解中 v是一个物理量并且是一个矢量 由v1 v v2 矢量加法 作出图1 图2 理解 v是一个矢量 a的方向就是 v的方向 也是矢量 地球对地面附近物体所施加的引力 中国中学教学百科全书 物理卷 1990版 其它 地球对地面附近物体所施加的引力与由地球自转而使物体具有的惯性离心力的矢量和 地球对物体引力的分力 教材 地面附近一切物体都受到地球的吸引 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力 挖掘概念之源 示例 重力 的概念 1 重力是由万有引力产生的 重力是不是就是万有引力 4 在分析物体受力时 一般顺序为 一重二弹三摩擦 地球外其他物体对研究对象的作用力 为什么没有考虑 几点疑问 2 地球上的物体受到重力 月球上的物体是否受到重力 3 物体在超失重状态重力会改变吗 如处于人造地球卫星上的物体处于完全失重状态 物体是否受到重力 1 处于引力场的物体都受到重力 重力的本质是引力相互作用 3 同一个物体处于宇宙中的不同位置 将受到不同的重力 几点认识 2 物体的重力实际上是宇宙中所有物体作用在该物体上的万有引力的合力 物体在地球表面或在地球附近 地球的引力比任何其他物体的引力要大得多 以致于可以把所有其他的引力忽略不计 从而可以认为重力是由地球产生的 22 F O R r W F f N 1 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力 5 重力就是地球的万有引力 2 重力是引力的一个分力 3 重力是地球引与惯性离心力的合力 4 随地球一起转动的物体所表现出受地心的引力 下列说法如何理解 规律就是指客观事物内部固有的 本质的联系和发展的必然趋势多是事物现象中相对统一 相对静止 相对稳定的方面 规律支配着现象的发生和发展 它是客观存在的并不以人的主观意志为转移 它只能被发现 不能被创造 物理规律 包括定律 定理 原理 法则 公式 方程等 表现为若干物理概念之间的内在联系 是物理现象或过程的内在的本质联系 在一定条件下发生 发展和变化的必然趋势 它反映了有关物理量之间在特定条件下的相互制约关系 一 物理规律的分类 场类 牛顿运动定律 楞次定律 法拉第电磁感应定律 守恒类 机械能守恒定律 电荷守恒定律 动量守恒定律 统计类 分子热运动速率的统计分布规律 热力学第二定律 布朗运动规律 物质类 胡克定律 欧姆定律 按运动过程中物理量的变化 热力学第一定律 测不准关系 相对性 客观性 二 物理规律的知识结构特点 因果性 实践性 统一性 用语言文字 三 物理规律的表达方式 用数学公式 用语言文字 三 物理规律的表达方式 用物理图象 用特定方法 在概括大量经验事实的基础上总结出规律 在观察和实验的基础上进行总结 四 研究物理规律的方法 从理论上通过推理总结出规律 设计实验 分析总结出物理规律 用联系的观点把教学目的转化为学生的学习目的 五 物理规律教学的一般规律 弄清规律的物理意义 注意物理规律的适用范围 应用物理规律解决实际问题 模拟法 六 物理规律的教学方法 模拟法就是模拟人们进行物理科学研究的方法 去引导学生进行物理科学研究 从而获得物理知识 实施时先提出研究课题 然后由教师引导学生通过有关现象的观察分析 实验或推理 得到有关的物理规律 模拟法 六 物理规律的教学方法 验证法 验证法是采用证明规律的方法进行教学 从而使学生理解和掌握物理规律 具体实施时先