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1學習物理概念需要重視概念的形成過程
物理概念是物理知識的核心內容.著名科學家錢學森曾說過:“學習理科的關鍵是概念清,多練習.”學生的物理概念是否清楚對學好物理至關重要.學習物理概念需要重視物理概念的形成過程.學習物理概念需要知道為什么要引入它,它是如何定義的,定義式是什么,單位是什么,如何測量(或測定),有什么應用等.例如:密度是一個十分重要的物理概念,學習它要重視以下過程:在物理學中為了比較相同體積的不同物質的質量一般不同的特性引入了密度,單位體積的某種物質的質量叫做這種物質的密度,定義式是ρ=m/V,國際單位是kg/m3,常用單位是g/cm3,測密度的方法很多,但基本方法是測質量,測體積,再利用密度公式計算出密度,應用有求密度,求質量,求體積等等.速度、壓強、功率、比熱容、電功率等等都是重要的物理概念,望廣大師生重視其形成過程.
2學習物理規律需要重視規律的形成過程
物理規律是物理知識中的最核心內容,多數是從物理事實的分析中直接概括出來的,學習物理規律更需要重視物理規律的形成過程.要知道物理規律的實驗基礎、基本內容、數學表達式、適用范圍、應用等等.例如:歐姆定律是電學中最重要的規律之一,學習它,我們要知道歐姆定律的實驗基礎,歐姆定律是研究電流與電壓、電阻的關系,首先要用到控制變量法,電阻一定,研究電流與電壓的關系,電壓一定,研究電流與電阻的關系.電阻一定,可找一定值電阻(R=5 Ω),研究電流與電壓的關系,實際上要看電壓變,電流變不變,若變,如何變.如何改變定值電阻兩端的電壓呢?方法一:可以改變電源的電壓,方法二:可以通過滑動變阻器來改變定值電阻兩端的電壓.通過探究實驗得出電阻一定時,電流與電壓成正比.電壓一定,可找一穩壓電源,也可通過滑動變阻器來保持電阻兩端的電壓不變,研究電流與電阻的關系,實際上是看電阻變,電流變不變,若變,怎么變?改變電阻,還要知道它的值,可以逐次更換定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),移動滑動變阻器,保持電阻兩端的電壓(U=3 V)不變,從而測出相應的電流值.分析實驗數據得出,電壓一定時,電流與電阻成正比.
歐姆定律的基本內容是:通過導體的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.數學表達式為I=U/R,歐姆定律是在金屬導體做實驗的基礎上,總結出來的,一定適用于金屬導體,對于其它的導體是否適用,要用實驗驗證,通過實驗證明,歐姆定律還適用于電解液導電,不適用于氣體導電,可見歐姆定律的適用范圍是適用于金屬導體,電解液導電,不適用于氣體導電.應用有三方面:(1)求電流,(2)求電壓,(3)求電阻.解題時要注意I、U、R三個物理量的對應性、同時性、統一性,即對應于同一導體、同一段電路,同一時刻、同一狀態,單位要統一于國際單位.
3學生實驗需要重視實驗過程
學習物理要以觀察、實驗為基礎,觀察自然界中的物理現象,進行學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體的明確認識,這種認識是理解物理概念和規律的必要的基礎.學生實驗需要重視實驗過程,如要了解每個學生實驗的實驗目的、實驗原理、實驗方法、需要測量的物理量、實驗器材、實驗步驟、實驗記錄、實驗結論、必要的誤差分析等等都應該清楚.
4科學探究需要重視探究過程
科學探究就是讓學生模擬科學家的工作過程,按照一定的科學思維程序探索學習的過程,從中學習科學方法、發展科學探究所需要的能力、增進對科學探究的理解,體驗探究過程的心理感受.科學探究需要重視探究過程.科學探究的過程是一個創造的過程,而創造力的核心是創造性思維.因此,探究實質是一個思維的過程,這個思維的過程是模擬科學工作者進行科研的思維程序來進行的,這種思維程序就是學生科學探究的程序步驟.即提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作.
5做物理習題需要重視解題過程
學習物理要求概念清,多練習.可見做物理習題很重要,做題可以幫助我們鞏固所學的知識,檢驗學習效果,錘煉思維的靈活性,全面提高學生的科學素養,培養學生觀察、實驗能力,分析概括能力,運用物理知識解決簡單的實際問題的能力,以及創新精神和實踐能力.物理題型很多,如填空題、選擇題、實驗題、探究題、簡答題、計算題、作圖題、推理題等等.無論是做何種題型的物理習題,都需要重視解題過程.不同的題型,有不同的解題要求,不同的解題方法,不同的解題過程.一般來說,無論是做何種物理習題,都要正確理解題意,正確審題;明確相應的物理過程,物理情景,建立物理模型;運用相應的物理概念、物理規律,直接得出結果或結論.稍微有點靈活性,有點難度的題目,要分清層次,理清思路,找出聯系,或進行物理公式變換或公式推導,或運用數學思想(如列方程、列方程組)求解.最后就是檢查.
6學習物理需要重視有的物理量是過程量
物理學所研究的許多問題,都直接涉及到某一物理現象發生的整個過程,或者是過程中的某些狀態.因此,相應地就引人了許多關于描述某些物理過程的過程量和用來描述某些特定的物理狀態的狀態量.
過程量是描述物質系統狀態變化過程的物理量,如沖量、路程、功、熱量、速度改變量等都是過程量,它們都與一定的物理過程相對應.一般說來,物質系統從某一個狀態變化為另一個狀態,如果經歷不同的物理過程,雖然初始狀態與終了狀態量可能保持相同,但過程量不一定相同.
分析其根源:初中電學抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學概念、定律及計算公式常常使學生不知所措,然而電學綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點,并且綜合性強、障礙設置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學習電學的過程中注重以下策略,可以有效提高學習效率:
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標準》指出:“實驗是物理課程改革的重要環節”要求學生能動腦動手地“學”科學,改變過去以書本為主、實驗為輔的教與學的方式,把實驗地位空前提升。要解決學好抽象的電學這個問題,以實驗課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學習抽象的電學。
利用課外活動時間讓學生走進實驗室操作,并且利用多媒體、實物講解操作過程:什么是串聯?什么是并聯?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯還是并聯?講解連接電路時要注意的事項。對于特別害羞的女同學,她們不敢動手,要善于開導,訓練她們的膽量,提高她們的動手實踐能力,讓她們通過實驗體會接線柱接反了的現象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實物圖之間的互相轉化。
二、培養探究意識,做好探究性教學實驗
在實施素質教育的過程中,物理教學主要是以探究性學習為主,注意對整個物理概念和結論的過程的探究,通過提出疑問、設計方案、動手操作、思考解決、得出結論等具體步驟,讓學生自主地參與教學的整個過程。電學學習更是如此。
為此,要精心設計實驗,激發學生探究的主體性,做好探究性實驗,充分發揮探究式邊學邊實驗的教育功能,實現教與學的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實驗做一遍,然后直接把結論告訴學生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關系”時,可以創設這樣的情境:先把一個2.5V的小燈泡接在一節干電池上,看看小燈泡的發光情況,再把電源換成兩節干電池上,看看此時小燈泡的發光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學習了電流、電壓、電阻三個重要物理量的基礎上來學習這三個物理量之間的關系。它是貫穿整個電學的重要規律,奠定了整個電學的基礎,是學習下一章電功率的前提,因此,本章內容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學好電學的關鍵。
歐姆定律最難理解的知識點是:
當導體兩端電壓一定時,導體的電流與導體中的電流成反比?
當導體電阻一定時,導體兩端電壓與導體中的電流成正比?
學生初學歐姆定律時最難理解知識點,所以在實驗時應注意探究的方法、結合圖像得出電流與電壓、電阻的關系。首先鞏固練習電路分析,然后理解串并聯電路的特點,利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關系式(電源電壓一般不變、串聯電流相等、并聯電壓相等……),若能熟能生巧,在做計算題時,這些隱含的條件便會在學生看到題的同時馬上就跳出來,再結合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。
定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個導體或同一段電路上對應的物理量。不同的導體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關系。因此在運用歐姆定律公式時,必須將同一個導體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應,再帶入計算。對于歐姆定律及導出公式,前者既有物理意義又有數學意義,后面兩個只有數學意義,所以就不成比例關系變形公式并非歐姆定律的內容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學難題就迎刃而解了。
四、加強學生說題訓練,升華學生思維
新課程倡導自主、合作、探究的學習方式,讓課堂激揚,充滿生命活力,讓學生成為學習的主人。但相當多學生來自農村,許多學生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵方式,讓他們敢于開口,表達自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識點在審題過程中的錯誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學生學習物理的能力。
利用“說題”來強化所學知識內容,通過“說題”為學生學習而設計活動,為學生發展而開展活動,提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機勃勃、充滿智慧的歡樂與發展創造的快意。
五、加強變式訓練,總結中考重要考點
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學”, 題型雜亂,變幻莫測,學生如果抓不住解題規律,就題做題,進步不會很大。為了讓學生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內容,培養分析問題和解決問題的能力,針對電學的一些考點,我進行了以下幾種變式處理練習,簡化學習難度:
(一)經典中考試題,變換已知量的數據進行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進行的;達到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動變阻器在電學實驗中的作用:
相同點:保護電路;
不同點:探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關系實驗中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實現多次測量,從而減小實驗誤差。
伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時的實際功率。
滑動變阻器在測電阻實驗中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學綜合題有何規律可循呢?分析歷屆中考物理的電學計算題,我們也稱之為電學綜合題,此題看似簡單,其實暗藏玄機?細分析做此題也有固定的套路:
1.由實物圖轉化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點,根據各狀態之間的聯系建立等式關系
4.解未知量
在進行變式練習時,認真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點代面,突出重點;一題多變,等幾個方面進行。應注意練習的層次,層層推進,使學生在解題時達到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關知識的聯系,培養其聯想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會解題思想,善于用概念、規律去揭示問題的本質特征,培養知識遷移運用的能力。
實踐證明,通過師生共同努力,在教學過程中吸引學生主動參與學習,注重以上“策略”,初中生完全可以學好物理電學。
參考文獻:
1、《初中物理教學中的問題與對策》東北師范大學出版社
關鍵詞:教育游戲;初中物理;多媒體技術
德國學者沃爾夫岡•克萊默將游戲定義為一種由道具和規則構建的,游戲者主動參與并且在整個過程中包含競爭,充滿變化的娛樂活動[1]。將游戲運用到教育中,主要是借助游戲的娛樂性和趣味性,使學習者可以在輕松的氛圍中獲得知識[2]。在游戲設計開發環節加入各種先進的電子、媒體技術,可以使游戲在表現形式上更加多樣化,用戶體驗更加真實。使用多種媒體技術對游戲進行開發設計,可以讓學習變得輕松愉快,可以實現“寓教于樂”的教育目標[3]。如學生學習歐姆定律這一內容時,傳統的教學方法中,大多數教師都是照本宣科地進行理論講解,容易使教學變得枯燥乏味。而使用多媒體技術可以把枯燥乏味的知識融入到游戲中,讓學生在放松的情況下掌握相關的知識,因此研究教育游戲具有重要意義。
一、國內外教育游戲的研究現狀
(一)國外研究現
狀國外學者對教育游戲的研究開始于20世紀80年代初,初代教育游戲是將教學和電視游戲相結合,學習者在電視上進行游戲的同時掌握知識技能。隨著計算機的普及和多媒體技術的發展,教育游戲的載體也逐步從電視發展為計算機,教育游戲軟件的種類也更加豐富多樣。國外教育游戲在理論方面也有一套完整的設計開發模式。如KRISTIAN將已有教育理論與游戲設計整合提出了體驗式游戲模型,強調在教育游戲設計中加入即時反饋,以及根據學習者的技能水平為其提供相應的挑戰的內容[4]。
(二)國內研究現狀
我國學者最開始是致力于挖掘游戲的教育價值,之后有學者提出了娛教技術,才正式確定了游戲的教育地位。通過娛教技術,可以使學校教育在時空上得到擴展,將學習者日常生活的一些有趣的體驗融入到傳統的學校教育中,為學習者提供系統的學習生活情境[5]。目前我國物理游戲大多是以零散的單機游戲為主,需要玩家擁有一定的物理常識和體驗才能過關。如在某個光學游戲中,玩家需要靈活運用入射角等于反射角這一光學物理知識,才能完成游戲任務,這些游戲雖然沒有系統的對某個知識點進行教學,但深受學習者的喜愛。這也表明教育游戲終將成為未來教學新的突破口,游戲與教育相結合會逐步成為一種發展趨勢,因此制作出更多、更好的教育游戲已經是教育的一個潮流[6]。基于以上分析,在《超級電工》游戲的設計制作中,要充分結合課程標準,使用娛教技術的相關理論進行設計開發,在發揮游戲娛樂性的基礎上,更要注意對學習效果的檢測,不然就會本末倒置[7]。
二、《超級電工》教學游戲開發設想
(一)課程內容
本游戲的教學內容是初中物理中的歐姆定律,所以在設計游戲時,考慮了如何將歐姆定律體現在游戲過程中,使游戲設計既符合歐姆定律的相關原理,又能與日常生活中的一些現象聯系起來,使游戲既貼合課程標準,又具有趣味性。
(二)游戲內容
游戲設定為超級電工,任務是幫助主人修好電路點亮電燈。游戲給定電壓值和電流值,選擇適當的電阻連接,將電壓減小到電燈的額定電壓。電阻選擇完成后拉下電閘,如果電壓達到電燈額定值燈亮;如果電壓小于額定值燈閃爍;如果電壓大于額定值電燈爆炸。游戲過關可獲得金幣獎勵,如果到游戲結束時間還沒有選好電阻并拉下電閘主人會生氣。
(三)游戲結構設計
游戲的結構初步設計為四個部分:主界面、游戲幫助、游戲關卡小提示。主界面:用一個簡單的動畫效果吸引學生眼球。介紹游戲規則,讓學生了解游戲怎么玩,明白獎勵制度。游戲關卡:設置游戲關卡主要目的是讓學生通過游戲方式快速學習、記憶電阻和歐姆定律的相關公式,學生完成關卡會得到相應的金幣獎勵。小提示:用于輔助學生完成游戲任務,在學生忘記相關公式時可以點擊小提示查看公式表,但是在點擊小提示時會扣除一定的金幣,如果金幣數量不夠則無法開啟小提示。具體的游戲界面如圖1所示。教育游戲的實質是利用游戲來激發學習者的興趣,達到特定的教育目標[8]。針對于教育游戲的特性,筆者認為在游戲設計中應該注意兩個環節,首先游戲設計必須按照相關課程標準進行設計,不可脫離理論知識;其次需要將教學目標完美融合到游戲場景、任務要素中[9]。
三、應用價值
本研究把初中二年級物理中的歐姆定律作為研究內容進行分析,根據國家課程標準的理論指導和技術手段及開發平臺將其設計并制作成教育教學游戲,可體現出以下應用價值。首先,可以增強學習者學習物理的主動性。教學內容以游戲的方式呈現,設置多種難度不同的關卡,學習者可以通過體驗游戲的不同關卡,來理解歐姆定律的基本內容,學習串并聯情況下電阻總值的計算方法,在一種輕松的游戲氛圍下自主學習,并且能通過玩游戲的方式來掌握歐姆定律。通過游戲探究閉合電路中電壓和電阻之間的關系,并將所學的知識應用到生活中。其次,可以加強學習者學習效果。眾所周知,人們對自己感興趣的事物學習的主動性更強,學習效果會更明顯。而把這些繁雜和抽象的物理電學方程式融入在游戲中,能使學生在體驗游戲的過程中充分理解并掌握知識點,有效提高學習者的學習效果。
四、結語
在物理學習中繁多的定律公式學習起來是非常枯燥乏味的,但是如果在游戲中加入了教學內容,根據學生的心理特征設計制作出貼合科學教育目標的教育游戲,不僅能激發學習者的學習興趣,還能提高學習者的學習效果。另外教育游戲是結合學習者的特點設計的,有一定的獎懲措施,能激發學習者的學習動力及學習的積極性和自主探索能力。
作者:曾思遙 單位:云南師范大學
參考文獻:
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