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關(guān)鍵詞:初中物理;教學(xué)概念;探索式;實(shí)驗(yàn)教學(xué);理論模式
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)31-0076-02
一、初中物理概念教學(xué)的重要意義
物理概念是非常重要的,如果概念弄不明白,是無論如何都無法正確理解題目的。而且,如果理論掌握不好,或者是掌握得不全面,是很難解決綜合性題目的。
1.初中物理基礎(chǔ)概念的教學(xué)為學(xué)生掌握初中物理基礎(chǔ)知識(shí)的關(guān)鍵。每當(dāng)進(jìn)行一門學(xué)科的教學(xué)時(shí),必須使得學(xué)生深入了解并掌握相關(guān)學(xué)科的基本框架結(jié)構(gòu)[1],此結(jié)構(gòu)亦為相關(guān)學(xué)科的基本概念和規(guī)律。并以此加深學(xué)生對(duì)所需了解事物之間的相互關(guān)聯(lián)的理解,可有助于知識(shí)的縱向遷移,進(jìn)一步變成系統(tǒng)的學(xué)科前景。老師必須采用多種教學(xué)方法與手段,以輔助學(xué)生將所學(xué)新的物理學(xué)概念融進(jìn)其本有的正確的概念網(wǎng)絡(luò)中去,重構(gòu)其新的知識(shí)體系與認(rèn)知框架。
2.初中物理學(xué)概念教學(xué)主旨是為塑造學(xué)生思維能力。初中物理的概念并不是為了讓學(xué)生們把它記住,而是對(duì)學(xué)生思維的一種鍛煉。就像數(shù)學(xué)是來鍛煉一個(gè)人的思維邏輯的,語文是用來鍛煉一個(gè)人語言水平的。物理所要鍛煉的是塑造學(xué)生的思維能力,而這種能力是其他科目所不能夠涵蓋的。為什么這么說?因?yàn)槲锢砀拍疃际莵碓从谏钪械氖挛?,并不抽象,很容易讓學(xué)生把生活和物理結(jié)合起來[2]。
3.初中物理學(xué)概念教學(xué)是可對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的主要手段之一。初中物理學(xué)概念教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法的訓(xùn)練與培養(yǎng)提供了理論根據(jù)。在初中物理學(xué)概念教學(xué)中,掌握運(yùn)用物理學(xué)概念與物理學(xué)研究方法之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,就能促進(jìn)學(xué)生深入理解物理學(xué)概念,并逐漸熟練與掌握物理學(xué)的研究方法,達(dá)到提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[3]。
二、初中物理學(xué)概念教學(xué)的基礎(chǔ)模式
初中物理學(xué)教學(xué)階段為一項(xiàng)包括多層次、多因素相互作用的較為復(fù)雜的過程,教學(xué)模式與教學(xué)思想、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象并教學(xué)手段等密切相關(guān),初中物理學(xué)教學(xué)模式按照不同分類就有許多種,就概念教學(xué)模式而言主要有:傳遞-接受教學(xué)模式、自學(xué)-指導(dǎo)教學(xué)模式、練習(xí)-鞏固教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)—?dú)w納教學(xué)模式等[4]。
三、初中物理學(xué)教學(xué)模中探索式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的作用[4]
1.探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。探索性物理學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)P鸵话銖膯栴}與矛盾入手并對(duì)學(xué)生的已有認(rèn)知產(chǎn)生強(qiáng)烈沖突,并以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的內(nèi)動(dòng)力。在教學(xué)中應(yīng)該客觀考慮到學(xué)生的實(shí)際能力,立志堅(jiān)持與自主啟發(fā)性相互聯(lián)合的原則,通過循序漸進(jìn)的方式使得每一位愛好學(xué)習(xí)物理學(xué)的學(xué)生都可能達(dá)到成功掌握的目的。從中可顯著發(fā)覺學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)抱有濃厚興趣,這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣也大有裨益。更重要的為將改善初中學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)心向,并能使學(xué)生更加理性地投入物理學(xué)習(xí),達(dá)到學(xué)生不斷進(jìn)取、努力追求的自我完善的升華高階段。
2.探索性實(shí)驗(yàn)可開發(fā)學(xué)生的智慧潛力與學(xué)習(xí)能力。物理教學(xué)中進(jìn)行“探索式教學(xué)”非常重視學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng),通過參與并揭示物理學(xué)概念的形成過程、結(jié)論的推導(dǎo)過程及方法的思考過程,也可揭示問題的發(fā)現(xiàn)過程和規(guī)律的探究過程[5]。唯有如此才可充分啟發(fā)學(xué)生于此物理學(xué)教學(xué)過程中所起的主體作用,也可使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得活潑和生動(dòng)。這不但可使學(xué)生牢靠把握物理知識(shí),并對(duì)初中學(xué)生智力的開發(fā)、學(xué)習(xí)能力的發(fā)展和素質(zhì)教育的提高都是大有裨益[6]。初中學(xué)生通過對(duì)物理學(xué)概念與物理學(xué)規(guī)律的形成過程的探求,亦能塑造學(xué)生勇于探索的精神和創(chuàng)新的意識(shí)并提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理學(xué)問題的能力。
四、初中物理教學(xué)模式的操作程序概括為以下幾個(gè)要點(diǎn)
物理教學(xué)的模式是非常簡單的,但是又非常有邏輯的。物理教學(xué)不同于數(shù)學(xué)和語文等其他學(xué)科,這是由物理的特點(diǎn)決定的。我們不可否認(rèn)物理是非常博大的,因?yàn)樗w了我們生活的全面,而且還超越了我們的生活。物理教學(xué)模式主要是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行概念的講解,進(jìn)行概念的消化,到最后對(duì)概念的理解和在題目中的應(yīng)用。對(duì)于概念教學(xué),切記不能夠死記硬背,更不能夠強(qiáng)迫學(xué)生去記憶這些知識(shí)和概念。對(duì)于一些我們沒有接觸過的知識(shí),我們要讓學(xué)生去學(xué)習(xí)自己推理,因?yàn)橐粋€(gè)概念一旦學(xué)生自己能夠推理出來,那么他們就真正掌握了這個(gè)概念。而且即使是長時(shí)間不適用這個(gè)概念,當(dāng)用到的時(shí)候,學(xué)生們也會(huì)用最原始的方法把答案推導(dǎo)出來。很多學(xué)生,尤其是物理學(xué)得好的學(xué)生。他們并不把每一個(gè)物理概念都牢記于心,而是將推導(dǎo)方法熟記于心。他們用最原始的方法,迅速推導(dǎo)出一些新的公式和概念。這種學(xué)習(xí)方式是非??扇〉?,對(duì)于很多學(xué)生都是非常適應(yīng)的。所以在平時(shí)教學(xué)過程中,我們一定要將每一個(gè)公式推導(dǎo)給學(xué)生看,然后給他們機(jī)會(huì)去自己推導(dǎo)。只有把知識(shí)消化成為自己的知識(shí),才能夠運(yùn)用自如,才能算得上是自己的知識(shí)[7]。
參考文獻(xiàn):
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[[4]吳波.基礎(chǔ)物理中的物理概念教學(xué)研究[M].江西師范大學(xué),2003.
[5]劉炳升.物理8年級(jí)上冊(cè)[M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,2004.
一、初中物理教育中基本理念的理解。
1、強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位,應(yīng)著眼于學(xué)生的發(fā)展。要求在掌握知識(shí)的過程中全面培養(yǎng)學(xué)生的能力,強(qiáng)調(diào)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,發(fā)展智力,促進(jìn)心智和情感領(lǐng)域全面協(xié)調(diào)發(fā)展。要重視學(xué)生的體驗(yàn),引導(dǎo)式的開展教學(xué),讓學(xué)生參與知識(shí)地形成過程,主動(dòng)獲取知識(shí),只有教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用得到和諧統(tǒng)一,形成教與學(xué)的和諧互動(dòng),才能使教育的功能得到最大限度的發(fā)揮。
2、強(qiáng)調(diào)教學(xué)平等和教學(xué)民主,注重人的個(gè)性和創(chuàng)造性才能、創(chuàng)造思維的發(fā)展。在課堂教學(xué)中,教師必須牢記自己與學(xué)生的地位是平等的,與學(xué)生的活動(dòng)是交互的,要讓每位學(xué)生都可以自由平等的做他們應(yīng)該做的事情;要正確認(rèn)識(shí)他們所犯的錯(cuò)誤,允許他們爭論,要給予鼓勵(lì)和贊揚(yáng),要精心保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)造性靈感,這是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)。
3、討論、合作、交流等多樣的活動(dòng)課堂
學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法和方式是多種多樣的,除了閱讀教材、聽教師講課、做練習(xí)之外,也可通過討論、講故事、做游戲、演示、表演等活動(dòng);可深入合作調(diào)查研究,分析解決實(shí)際問題;也可動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作和做實(shí)驗(yàn),還可以通過觀察、探索、歸納等。另外,討論、合作是學(xué)習(xí)小組成員完成學(xué)習(xí)任務(wù)的手段,而交流則促進(jìn)學(xué)生智慧(成果)共享。課堂上的討論、交流、合作首先有利于學(xué)生培養(yǎng)自主,自信和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,許多平時(shí)內(nèi)向、不善言辭的同學(xué)也會(huì)活躍起來勇于發(fā)表個(gè)人見解,學(xué)生個(gè)性得到張揚(yáng);其次,有利于創(chuàng)造自由、輕松、愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生思維的伸展,這也是愉快學(xué)習(xí)的一種形式。
物理學(xué)習(xí)是現(xiàn)實(shí)的,動(dòng)手實(shí)踐、自主探索是物理學(xué)習(xí)的重要形式,在新課程中,每個(gè)知識(shí)點(diǎn)基本貫穿在一個(gè)現(xiàn)實(shí)情境中,注意突出知識(shí)的實(shí)際背景和知識(shí)探究過程,貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和興趣愛好,立足社會(huì)需求。力求學(xué)習(xí)內(nèi)容生活化以及學(xué)習(xí)過程經(jīng)歷化,根本目的是提高學(xué)生的物理素養(yǎng),特別是學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
4、應(yīng)面向全體學(xué)生,提高全體學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)。物理課程培養(yǎng)的目標(biāo)是“提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)”。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)教學(xué),尊重個(gè)性差異,使不同層次的學(xué)生個(gè)體受到照顧,讓學(xué)生的自主性、能動(dòng)性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮,讓所有學(xué)生都能樹立起學(xué)習(xí)物理的自信心、全身心地投入學(xué)習(xí),在一個(gè)良好的教育學(xué)習(xí)氛圍重視學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平得到共同提高。
二、新課改后,物理教師更應(yīng)該關(guān)注什么。
1、注重密切聯(lián)系實(shí)際生活,激趣,課堂活潑有序。讓學(xué)生在熟知的生活情境中,運(yùn)用他們已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn),正確對(duì)待認(rèn)識(shí)本節(jié)課的新知,充分體會(huì)到物理與生活的緊密聯(lián)系,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)就更主動(dòng),更積極,因而就愛學(xué)、愿學(xué),與教師的關(guān)系更加地親密。教師努力創(chuàng)設(shè)課堂情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣,讓學(xué)生主動(dòng)參與,甚至可以議論紛紛。教師要巧妙地給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)合適的情境,通過分組討論、交流,最終找出其規(guī)律,進(jìn)一步體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的樂趣。感受到學(xué)習(xí)物理,有其規(guī)律,又有其樂趣,更能夠?yàn)槲覀兊膶W(xué)習(xí)解決一些實(shí)際的問題,為我們的生活服務(wù)。教師方式多樣、靈活地組織,使課堂上人人參與、個(gè)個(gè)活躍,每一個(gè)學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì),都有參與的愿望,使每一個(gè)學(xué)生在參與的過程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂,獲得心智的發(fā)展。
2、尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,多關(guān)注學(xué)困生。
傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)是以學(xué)科本身和教師為中心,教師關(guān)注的事學(xué)科本身,不能容忍學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)敘述上出現(xiàn)錯(cuò)誤,理解上出現(xiàn)偏差,但是,實(shí)際上,教師和學(xué)生對(duì)科學(xué)概念和規(guī)律的本意的理解方面,往往存在著很大差異。在教學(xué)活動(dòng)中,還應(yīng)該考慮到學(xué)生的個(gè)體的差異,比如在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)、合作交流等活動(dòng)時(shí),要根據(jù)學(xué)生的整體情況合理搭配,以便目標(biāo)的達(dá)成。教育不能滿足于對(duì)概念和規(guī)律進(jìn)行簡單的陳述,或者教師將自己的理解強(qiáng)加給學(xué)生,而是需要學(xué)生與文本、學(xué)生與教師以及學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行溝通,并形成共識(shí)。教師更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生是怎樣理解科學(xué)知識(shí)的,他們?cè)谡J(rèn)識(shí)上有什么困難,怎樣幫助學(xué)生在自己的頭腦里真正建構(gòu)起科學(xué)知識(shí)。例如:一次公開課上,我選擇的內(nèi)容是《平面鏡成像》,在學(xué)生做出了相關(guān)的猜想后,我讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),在學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中沒有一個(gè)是選擇平板玻璃的,這時(shí)我就直接告訴學(xué)生用平板玻璃,學(xué)生是照我的意思完成了實(shí)驗(yàn),可為什么要用平板玻璃代替平面鏡他們依然沒能理解,當(dāng)然遇到相關(guān)類型的題目會(huì)做的也很少,也就是說在這點(diǎn)上我沒有關(guān)注到學(xué)生的困難,直接說了結(jié)論,讓他們做就是了。后來我看了別的教師的課,發(fā)現(xiàn)教師上在每小組內(nèi)都分別準(zhǔn)備了平板玻璃和平面鏡,學(xué)生用平面鏡后不能找到像的位置自己就會(huì)選擇平板玻璃,自己發(fā)現(xiàn)的問題自己想法解決的效果當(dāng)然比我那樣處理要好得多。
3、應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。
關(guān)鍵詞 不同版本 速度 認(rèn)知發(fā)展 初高中銜接 教學(xué)策略
一、三種版本教材“速度”描述的比較
1.三種版本教材“速度”的描述
(1)人教版教材[1]中速度描述
人教版教材使用比值定義法定義速度,給出速度計(jì)算公式和速度的物理意義,沒有將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。
(2)蘇科版教材[2]中速度描述
蘇科版教材給出了速度的物理意義和計(jì)算公式,沒有使用比值定義法定義速度,也沒有將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。
(3)上教版教材[3]中速度的概念出現(xiàn)在“勻速直線運(yùn)動(dòng)”中
上教版教材給出速度計(jì)算公式和速度的物理意義,將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。比值定義法的思想體現(xiàn)不明顯。
2.三種版本教材“速度”的描述差異
比較上述三種教材,它們的主要差異有兩點(diǎn):
(1)是否使用比值定義法定義速度;
(2)是否將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。
同一個(gè)概念,不同版本教材描述為什么會(huì)出現(xiàn)上述兩點(diǎn)差別呢?這是由速度這個(gè)概念的特殊性所決定的。速度是學(xué)生惟一歷經(jīng)初中、高中和大學(xué)三個(gè)學(xué)段學(xué)習(xí)的一個(gè)“特殊”概念,隨著學(xué)習(xí)的深入,學(xué)生對(duì)它的認(rèn)識(shí)逐漸加深和提高。初中“速度”作為一個(gè)過渡性概念,不同版本教材編者對(duì)它的理解與認(rèn)識(shí)的不同,導(dǎo)致描述方式出現(xiàn)差異。
二、從高中“速度”看初中“速度”
1.高中對(duì)速度的認(rèn)識(shí)
在高中,與速度直接相關(guān)的物理量有四個(gè):平均速度、瞬時(shí)速度、平均速率和瞬時(shí)速率。它們的定義如表1所示。
學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)時(shí),在直線運(yùn)動(dòng)中,用位移定義速度,認(rèn)識(shí)其矢量性,形成平均速度的認(rèn)識(shí)。再用極限或微分的數(shù)學(xué)方法將平均速度發(fā)展成瞬時(shí)速度。
2.對(duì)初中“速度”的認(rèn)識(shí)
(1)初中“速度”的內(nèi)涵
初中“速度”是一個(gè)過渡性概念,它將發(fā)展成高中的平均速度。從初中到高中,學(xué)生對(duì)速度概念認(rèn)知的發(fā)展過程如圖4所示。
學(xué)生在初中“速度”的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,融入矢量性的知識(shí)后,用位移定義速度,將初中速度發(fā)展成高中的平均速度。所以,表1中高中的四個(gè)“速度”中與初中速度直接對(duì)接的是平均速度,即初中速度是高中平均速度的“前身”。
因此,初中速度應(yīng)該是高中平均速度中除矢量性外的其他內(nèi)容,即初中速度就是高中平均速度的大小。
(2)將初中“速度”的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)
需要注意的是,在表1中,質(zhì)點(diǎn)的路程s與經(jīng)過這一段路程所用時(shí)間 t 的比值,即vs=,定義的是平均速率。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移大小小于路程,其平均速率大于平均速度的大小,這時(shí)平均速率不等于平均速度的大小,它們的意義和結(jié)果都是不同的。
在初中,如果不限定于直線運(yùn)動(dòng),直接用“路程與時(shí)間的比值”來定義速度,這種定義方式定義的是平均速率,而不是平均速度的大小。如果再將這一定義應(yīng)用在曲線運(yùn)動(dòng)中,雖然教學(xué)時(shí)不向?qū)W生提及平均速率的概念,但這時(shí)在學(xué)生的潛意識(shí)中,他們對(duì)速度的定義所形成的是高中平均速率的認(rèn)識(shí),他們會(huì)在無意識(shí)中將初中速度定位成高中的平均速率,后續(xù)學(xué)習(xí)中將自然地將其發(fā)展成平均速率。這樣的發(fā)展軌跡偏離初中速度的發(fā)展方向。而將初中速度的定義及應(yīng)用都限定在直線運(yùn)動(dòng)中,就可避免學(xué)生對(duì)初中速度的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生上述偏差。
雖然初中教學(xué)中我們不要求學(xué)生區(qū)分平均速度的大小與平均速率的不同,但有一點(diǎn)是肯定的,初中速度作為一個(gè)過渡性概念,我們給學(xué)生的定義即使是階段性的,也必須是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,不能讓學(xué)生在潛意識(shí)中形成偏離發(fā)展方向的、錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。
因此,在初中定義速度時(shí),應(yīng)將其定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。上教版教材(圖3)中在定義速度時(shí)加上“直線運(yùn)動(dòng)”的限制條件,正是基于這樣的考慮。
三、三種版本教材速度描寫的分析
人教版教材(圖1)中,突出比值定義法的思想,但表述過于簡單,未將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng)。如果教師在教學(xué)中處理不當(dāng),學(xué)生容易將概念定位成高中的平均速率,不利于高中階段的教學(xué)。這樣的描寫可能使初中學(xué)生在潛意識(shí)中對(duì)速度概念的構(gòu)建“偏離正道”。
雖然人教版教材在定義速度時(shí),沒有加上直線運(yùn)動(dòng)的條件,但在本章教材的小結(jié)“學(xué)到了什么”[1]中又將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng),如圖5所示。
很顯然,該處對(duì)速度定義時(shí),編者考慮了初中速度將來的發(fā)展方向,這樣的定義更嚴(yán)謹(jǐn)、更科學(xué)、更規(guī)范,既體現(xiàn)比值定義法的思想,又避免學(xué)生認(rèn)識(shí)上的差錯(cuò)。
在教學(xué)實(shí)踐中,經(jīng)常有學(xué)生將圖1與圖5比較后,對(duì)圖5中為什么加上“直線運(yùn)動(dòng)”的條件提出疑問。因此,教材編寫時(shí),與其千呼萬喚始出來,不如在圖1中對(duì)速度定義時(shí)直接加上“在直線運(yùn)動(dòng)中”的限定條件,使教材描述前后一致。
蘇科版教材(圖2)中,描述比較謹(jǐn)慎,為避免將學(xué)生帶入平均速率的誤區(qū),沒有用比值定義法對(duì)速度進(jìn)行定義,也就未能體現(xiàn)速度的比值定義法的思想。教材中只將v=說成速度的計(jì)算公式,會(huì)使學(xué)生對(duì)其認(rèn)識(shí)仍只停留于小學(xué)數(shù)學(xué)的認(rèn)知水平,沒有從物理量的角度來研究速度,未能體現(xiàn)物理概念的教學(xué)要求。這樣的描寫會(huì)導(dǎo)致初中學(xué)生對(duì)速度概念的構(gòu)建“短了一截”。
在2012年改版時(shí),除速度外,教材中其他用比值定義法定義的物理量都使用比值定義法,唯獨(dú)速度是個(gè)例外,可能編者的意圖是為避免學(xué)生將“初中速度”定位成高中的平均速率。
上教版教材(圖3)中,將速度的定義限定于直線運(yùn)動(dòng),可避免學(xué)生將其應(yīng)用到曲線運(yùn)動(dòng)中去,從而避免學(xué)生將概念定位成平均速率,概念的描寫相對(duì)合理,這樣的安排充分考慮到概念的后續(xù)發(fā)展,嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。只是教材中,比值定義法思想體現(xiàn)不明顯,使得學(xué)生對(duì)速度概念的構(gòu)建因教材描寫的“羞羞答答”而“缺了一角”。
四、優(yōu)化初中“速度”教學(xué)的策略
1.突出比值定義,突顯思想方法
比值定義法是物理學(xué)中定義導(dǎo)出物理量的一種方法。速度是初中學(xué)生接觸的第一個(gè)用比值定義法定義的物理量。初中教學(xué)應(yīng)有別于小學(xué)數(shù)學(xué)和生活中的認(rèn)識(shí),要讓學(xué)生從科學(xué)規(guī)范定義的角度對(duì)其形成科學(xué)的認(rèn)知。因此,初中物理教學(xué)中應(yīng)采用比值定義法定義速度,讓學(xué)生明確v=是速度的定義式,而不只是小學(xué)數(shù)學(xué)中的計(jì)算公式,體現(xiàn)比值定義法定義物理量的思想。
根據(jù)導(dǎo)出物理量的定義要求[4],初中“速度”的定義為:速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(定性定義),在直線運(yùn)動(dòng)中其大小等于物體通過的路程s跟通過這一路程所用時(shí)間t的比值(定量定義)。依其定量定義可得出速度的定義式為:v=。
2.限定直線運(yùn)動(dòng),避免誤入歧途
由前文分析已知,初中速度是高中平均速度的大小,則定義式中v=的路程s就必須等于位移的大小。如果物體做曲線運(yùn)動(dòng),其路程大于位移的大小,v=定義的就不是平均速度大小,而是平均速率,這與初中速度發(fā)展方向是不一致的。因此,在定義初中速度時(shí),加上物體沿直線運(yùn)動(dòng)的限定條件,其位移大小才等于路程,初中速度才是高中平均速度的大小。
初中教學(xué)中也不要將速度的定義應(yīng)用于曲線運(yùn)動(dòng),這些問題在高中會(huì)用平均速率和線速度的概念進(jìn)行研究和分析。初中學(xué)生對(duì)速度知識(shí)的認(rèn)知不完備,他們不具備解決曲線運(yùn)動(dòng)問題所需的知識(shí),如果初中教學(xué)時(shí)向前跨出一步,讓學(xué)生將其運(yùn)用于曲線運(yùn)動(dòng),他們通過自身的思維對(duì)概念進(jìn)行自我建構(gòu),將初中速度定位成平均速率,形成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),不利于高中“速度”概念的建立。
3.理解兩種“速度”,利于初高中銜接
“速度”與“平均速度”是初中學(xué)生在本章學(xué)習(xí)中遇到的兩個(gè)概念,三種版本的教材都在無意間將它們進(jìn)行了“割裂”,使學(xué)生誤以為它們是兩種完全不同的“速度”。上教版和人教版教材尤為明顯。上教版教材分別在兩種運(yùn)動(dòng)中給出兩種速度,互不關(guān)聯(lián),彼此獨(dú)立。人教版教材的本章小結(jié)“學(xué)到了什么”[1]中在勻速直線運(yùn)動(dòng)中定義速度(如圖5所示)后,卻又另起一行:“在變速運(yùn)動(dòng)中,常用平均速度粗略描述運(yùn)動(dòng)的快慢”,這似乎在暗示學(xué)生,速度與平均速度是有區(qū)別的,它們只能分別運(yùn)用在各自對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)中。平時(shí)教學(xué)實(shí)踐中我們也發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生誤認(rèn)為此處的平均速度與此前的速度是兩個(gè)概念,從而錯(cuò)誤地認(rèn)為速度是用來描述勻速直線運(yùn)動(dòng),平均速度只是用來描述變速直線運(yùn)動(dòng),它們是有區(qū)別的。
為使學(xué)生全面正確認(rèn)識(shí)兩種“速度”,有利于初中“速度”的發(fā)展,在給出平均速率概念后,按以下三個(gè)步驟展開教學(xué)。
第一步,統(tǒng)一兩種“速度”
教學(xué)中在平均速度的概念出現(xiàn)后,我們要回過頭來讓學(xué)生重新認(rèn)識(shí)速度的定義,使他們認(rèn)識(shí)到不管“勻速”還是“變速”直線運(yùn)動(dòng)中,所定義的都是平均速度,知道速度與平均速度不是兩個(gè)不同的概念,在初中它們是一致的,此前速度定義的就是平均速度。
第二步,比較兩種運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度與時(shí)間選擇無關(guān),變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度與時(shí)間選擇有關(guān)。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),并通過對(duì)兩種運(yùn)動(dòng)中平均速度的比較,加深對(duì)平均速度的理解。
本片斷教學(xué)可利用人教版教材中圖1.3-3[1](如圖6所示)。
先讓學(xué)生計(jì)算圖6中兩種運(yùn)動(dòng)每一段的平均速度和全程的平均速度,計(jì)算結(jié)果如表2。
再引導(dǎo)學(xué)生分析比較表2兩種運(yùn)動(dòng)中每一段的平均速度和全程的平均速度的大小,得出以下結(jié)論:(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)中每段的平均速度與全程平均速度相同;(2)變速直線運(yùn)動(dòng)中每段平均速度一般不相同;變速直線運(yùn)動(dòng)全程平均速度與每段平均速度一般不相同。
最后,通過學(xué)生討論,形成以下認(rèn)識(shí):(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度與所選時(shí)間無關(guān);(2)變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度與所選時(shí)間有關(guān),只能粗略描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。
第三步,留下發(fā)展空間
在變速直線運(yùn)動(dòng)中,提出以下兩個(gè)問題討論:
(1)全程與各段的平均速度相比,哪種方式計(jì)算的平均速度描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢更準(zhǔn)確?
(2)要使描述汽車運(yùn)動(dòng)快慢更準(zhǔn)確一點(diǎn),計(jì)算平均速度的時(shí)間應(yīng)如何選???
通過學(xué)生討論,得出計(jì)算平均速度時(shí)所選取的時(shí)間越短,平均速度描述變速物體運(yùn)動(dòng)快慢越準(zhǔn)確的結(jié)論。學(xué)生在此基礎(chǔ)上自然會(huì)產(chǎn)生新的疑問:計(jì)算平均速度時(shí)如何才能使時(shí)間取得更短呢?這就為高中瞬時(shí)速度的教學(xué)留下思維的懸念、留下思考的空間,激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生后續(xù)學(xué)習(xí)的興趣與欲望。
綜上所述,在初中“速度”的教學(xué)中應(yīng)充分考慮概念在初高中的銜接,從利于學(xué)生對(duì)概念認(rèn)知的發(fā)展方面來設(shè)計(jì)教學(xué)。用比值定義法的思想定義速度,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理量與生活(或小學(xué)數(shù)學(xué))中的“速度”的不同;不突破直線運(yùn)動(dòng)的范圍,避免初中學(xué)生潛意識(shí)中將其界定成高中的“平均速率”;認(rèn)識(shí)定義的是平均速度,其描述的準(zhǔn)確程度依賴于時(shí)間t的選取,為高中平均速度發(fā)展成瞬時(shí)速度的教學(xué)留下伏筆。
參考文獻(xiàn)
[1] 彭前程.義務(wù)教育教科書物理八年級(jí)上冊(cè)[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2] 劉炳升,李容.義務(wù)教育教科書物理八年級(jí)上冊(cè)[M].南京:江蘇科技出版社,2012.