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物理教学中应关注观察与思维能力的培养

时间:2022-12-21 19:10:04 公文范文 来源:网友投稿

《初中物理课程标准》把“过程和方法”作为教学目标,强调在物理学习中知识形成的过程和方法。针对初中物理新教材突出探究性学习的特点,在物理教学中,教师应确立以“观察为基础,思维为核心,探究为手段,能力为目标”的教学理念,注重过程和方法的指导,关注学生的观察与思维等能力的培养,帮助他们掌握科学的学习方法。对此,笔者结合本人的教学实践,浅谈几点认识体会。

1 关注观察方法指导、培养学生的观察能力

观察是物理学习中最基本的科学方法,是学生获得感性认识、认识物理世界的主要途径之一。通过观察,能更好地发现问题、解决问题。

1.1 学生观察兴趣的培养

爱因斯坦曾说“兴趣是最好的老师”,唯有激发兴趣才能进入好的观察状态。因此,在教学中教师要善于激发学生的观察兴趣,通过对自然、生活和实验中物理现象的观察与思考,唤起他们强烈的求知欲望。

例如,引导学生透过玻璃杯看书本上的字,观察字的大小、形状有什么变化?分别透过红、绿、蓝三种玻璃片观察图片,图片色彩各有什么不同?观察平行光分别照射在白纸表面和平面镜上,发现有什么不同现象?观察在夏天刚从冰箱中拿出的棒冰周围冒出的“白气”,这“白气”是什么?它是怎么形成的?把一张纸和一个硬币同时从同一高度释放,观察哪个下落得快?如果把这张纸揉成小纸团,再和硬币同时从同一高度释放,观察下落的快慢是否一样?通过对上述物理现象的观察,既激发学生兴趣、活跃思维,又让学生从观察中,感受到发现问题的喜悦。

自然界中许多物理现象发生是稍纵即逝的,单靠直接观察很难完全捕捉瞬间信息。所以,必须通过在人为控制条件下对有关物理现象进行再现。实验演示或探究具有生动、直观的特点,很容易激发学生的兴趣,而教师则要注意引导学生保持兴趣,进而对实验现象进行有目的地观察,最后经过分析发现规律。

例如,在探究碘的升华和凝华的实验中,有的学生在开始观察碘升华成紫红色的碘蒸气时,表现出浓厚的观察兴趣,而当碘蒸气逐渐消失,凝华成固态碘时,学生的观察兴趣就减弱了,忽视了对碘凝华现象的继续观察,将会导致难以对整个物态变化形成全面的认识。因此,实验过程中需要教师适时地给予引导点拨,促使学生始终保持观察的兴趣。

再比如,在观察水的沸腾实验时,教师要引导学生观察下列现象:①水在沸腾前水温的变化和水中气泡位置、气泡大小及气泡多少的变化;②水在沸腾时水温的变化和水中气泡位置、气泡大小及气泡多少的变化;③停止加热后水温的变化和水的状态情况。在观察认识的基础上,还可以进一步引导学生描述水沸腾的特征:沸腾同时发生在液面和内部,汽化现象十分剧烈,在沸腾过程中水的温度保持不变。因观察时间较长,教师既要关注学生的观察兴趣,又要引导其积极思考,使学生对水的沸腾过程有一个全面深刻的认识,进而提高他们的观察能力。

1.2 学生观察目标的明确

在初中物理课程中,学生接触了许多有关物质结构、物质运动和物质相互作用的现象。在对这些现象的实验探究中,不仅要关注学生观察兴趣的保持,而且更要引导学生明确观察目标。每个实验探究都有明确的目标和要求,教学中教师要善于引导学生思考如何观察并指导他们进行有目的地观察,在观察中发现问题、思考问题。

例如,在探讨压力的作用效果跟哪些因素有关的问题时,教师可指导学生利用身边的物品。比如讨论用两指分别压紧一支铅笔的两端时感觉一样吗?如果把铅笔的一端固定在桌面,用大小不同的力压另一端感觉有什么不同?有了简单体验后,对压力作用效果与压力大小和受力面积的关系,学生获得了感性认识,然后教师可引导学生再思考如何进行实验定量探究压力作用效果与哪些因素有关的问题。

再例如,在探究液体内部压强特点实验时,教师要指导学生有目的、有意识地观察有关现象。具体步骤如下:①首先要了解所使用的压强计,用手指挤压压强计金属盒上的橡皮膜,观察压强计U形管两边液面上的高度差,从而知道压强越大,液面的高度差也就越大。②将压强计铁金属盒放入盛水的塑料圆筒中让学生观察U型管两边液面是否存在高度差,由此判断水的内部是否存在压强。③保持压强计金属盒处于水面下的同一深度,改变橡皮膜的不同指向,再观察U形管两边液面高度差的变化情况,由此判断同一深度的水的压强大小有什么特点。④再将金属盒放在水面下的不同深度,观察U形管两边液面高度差的变化,据此判断水的压强随深度如何变化。对探究实验全过程进行观察与分析,有利于提高学生观察和思维能力。

生活中有些物理现象具有隐蔽性、迷惑性,学生必须具有一定的观察能力,才能辨别其真伪,认识其本质;所以在实验探究时,教师须加强学生观察能力的培养。例如,我们常说的“水蒸气”与“汽”,其实它们是两个不同的状态,前者是气态的,是眼睛看不见的,而后者是液态的,是眼睛能看见的,但学生往往不能区分二者。这时教师可指导学生仔细观察冷天烧开水时水壶嘴附近的物理现象:靠近壶嘴处的一段是透明的。由于壶嘴附近温度高,水被汽化离开壶嘴一段距离后,形成一团白雾,人们常称为“汽”,这其实是水蒸气遇到较低温度的空气后液化而成的无数小水珠,它们悬浮在空气中,所以看上去是一团“白汽”,并不是水蒸气。学生通过对物理现象的观察与分析,将有效训练其观察能力。

2 关注思维方法指导,培养学生的思维能力

思维是外部客观事物在人脑中间接概括的反映,是建立在观察基础上对理性认识的升华。初中学生的思维正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段,而思维能力是在对大量物理现象的探究基础上逐步发展起来的。

2.1 指导学生在观察体验中发展思维能力

生活、社会实践中有着大量形象、直观的物理现象。通过有意的观察可刺激大脑的思维活动。例如,观察风吹树叶发出“沙沙”声,观察小纸片在嘴的吹动下发出“哗哗”声音,观察一个小石块扔到河里所引起的水面“啪通”的声音等现象引导学生思考声音产生的原因。通过观察电线杆在太阳光照射下形成的影子,观察日食、月食的现象和射击瞄准的现象,获得光在均匀物质中沿着直线传播的感性认识。再如让学生观察日常生活中拍打衣服灰尘,乘坐公交汽车起步、中途刹车以及左右转弯时的身体变化的现象,体验惯性的存在。还有通过观察自然界中的云、雾、雨、露、霜的形成,了解物态变化。

学生的思维能力发展还可以通过对演示实验现象的观察得到加强,例如观察奥斯特实验,将一个小磁针静止放置,如果在小磁针上方平行放置一根直导线,这时发现小磁针不偏转;如果给小磁针通上瞬间电流,就会观察到小磁针发生偏转现象,由此启发学生思考分析产生现象的原因,学生经过思考后认识到小磁针受到力的作用,那么,这个力又是从何而来呢?学生很自然就进入积极的思维活动状态,得出“通电直导线周围存在磁场”的猜想。

再如,指导学生观察气体压强的演示实验,将一个开口的空塑料矿泉水瓶置于盛有开水的玻璃杯中,经过一段时间后盖上瓶盖,这时再把它立即放入盛有冷水的玻璃杯中,将看到矿泉水瓶渐渐变扁了,这时教师启发学生去分析出现这一现象的原因。当在给空塑料瓶加热时,瓶中的空气变热以后是否要溢出一部分?停止加热并拧紧瓶盖,把塑料瓶放入冷水中,瓶中气体体积如何变化?瓶里气体的压强如何变化?瓶子内外的气体压强哪个大?学生在经过一步步的观察、思维、分析与讨论后,最终认识到塑料瓶变扁,是由于瓶外压强的作用。经过学生对探究实验的观察思考,学生的思维能力有了新的发展。这时,教师还可进一步激发学生的思维兴趣,如问如何将一个煮熟剥了壳的鸡蛋,完好无损地装入一只口径小于鸡蛋大小的广口玻瓶中?

2.2 在实验探究中提高学生的思维能力

初中物理新教材中对分子运动、物质结构、磁场、电流等有关物理原理的认识发现都是学生通过从宏观到微观,从形象到抽象的大量实验探究、分析、想象、论证等思维活动后,逐步认识的。

例如,对分子问题的认识。分子是看不见、且无法直接感受的。教师可以引导学生通过观察有关的气体、液体的宏观扩散现象,确认分子的真实存在,进而运用抽象的思维方法,还可以指导学生开展对导体电阻大小的认识:把通过不同导体中的电流大小与相应导体对电流的阻碍作用的大小联系起来,从电流宏观效应进行分析、比较、推断、归纳,自然就能推出导体电阻的本质特征。

初中物理新教材对许多物理原理,物理规律的实验探究涉及到几个物理量的关系。这就要求我们在具体的探究实验中,对每个物理量进行单独研究,掌握控制变量法。例如在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,教师首先可以引导学生联系生活经验,猜想摩擦力大小可能跟哪些因素有关,学生有以下猜想:摩擦力的大小可能跟物体的压力大小有关,跟接触面的粗糙程度有关,跟物体与接触面的面积大小有关,还可能跟物体的相对运动速度有关。教师指导学生采用控制变量法进行实验,首先探究摩擦力大小与物体压力大小的关系,这时让学生思考应控制哪些物理量不变;接下来再分别研究摩擦力大小与接触面的粗糙程度、接触面面积大小以及物体相对运动速度的对应变化关系时,学生就可以采用同样的探究方法进行操作了;最后综合分析归纳,学生就能得到摩擦力大小与哪些因素有关的探究结论。对于这个实验的探究,教师还可以将全班学生分成几个大组,让每组探究其中一个影响摩擦力大小因素的因素;探究实验结束,让各组汇报探究结果,然后学生集体归纳出影响摩擦力大小的因素。这样的探究活动,使学生的思维能力、探究能力得到了很好的发展。

在初中物理中还有许多物理问题,都需要采用控制变量法来进行实验探究的。比如研究压力的作用效果与哪些因素有关,研究导体的电阻跟哪些因素有关,研究导体中的电流与导体两端的电压、导体的电阻的关系,研究通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关,研究焦耳定律等。在这些实验探究活动中,教师的作用在于引导学生运用恰当的方法,掌握科学探究的方法;培养他们的思维能力,激发他们内在的探究欲望。学生通过对这些实验的直接参与和亲身体验,领略了探究的快乐,增强了探究的信心,更重要的是提高了他们的形象思维、抽象思维、逻辑思维等能力。这将有助于学生学习物理的可持续发展。

(栏目编辑赵保钢)

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