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一、我国初中物理的教学现状
初中物理在初二和初三时开课,内容涉及简单的声学、光学、热学、电学以及力学等知识。初中物理教学大纲要求学生在学习物理基础知识的同时,进行一些简单的物理实践活动和物理实验,理解物理科学现象产生的原理,鼓励同学们发挥自己的动手操作能力。总体上看,由于素质教育和新课改的要求,初中物理的教学方法发生了很多变化。如:课本内容精简了许多,标准教材也更加规范,教学方法也变得多样化。但是,初中物理的教学方面还存在许多问题。一方面是由于部分老师的教学方法过于陈旧单一,都是照本宣科和填鸭式的教学方法。这样虽然保证了上课的进度,但是由于学生没有吃透,使得学生难以理解课程的内容;另一方面是由于学生初次接触初中物理,其中的定义公式较为繁多,一时无法适应。
二、初中物理教学过程中面临的困境
1.老师的教学方法不当。部分老师仍然只使用黑板教学,对科技的利用较少,而不利用多媒体教学,学生在学习的过程中不能形象地体会物理规律,难以理解物理现象;同时,初中时期所学的内容较多,语文、数学、英语都需要背诵和理解。初中生本就学业繁杂,填鸭式和照本宣科的教学方法,使得学生的学习能力难以负荷。在这种情况下,对于物理的学习热情就更低了;老师在讲课的过程中不能积极地引导学生参与其中,没有建立良好的互动,不符合初中物理的教学方法。2.老师对学生有偏颇。虽然素质教育早已开始实行,但是由于多年的应试教育留下的影响,不少教师和学校对于分数还是较为看中。而学校的学习分数仅能代表学生对于校内各个科目的学习能力,不能在总体上评价和定义学生的优劣。部分教师对于学习成绩较差的学生过于忽视或轻视。这样就对初中整个阶段学生的学习热情有着很大的影响。3.学生对初中物理不感兴趣。如上述所说,初中物理的内容涉及简单的声学、光学、热学、电学以及力学等知识。学生以前没有接触过此类知识,学的时候不免吃力。且其中理论知识较多,老师在上课时提及的问题、答案也较为固定。课程内容不够吸引人,学生自然对物理的兴趣大大减低。4.学校的实验器材不足。据调查,我国中学的实验器材较少,特别是初中学校。因为初中知识大部分都是理论基础,学校对于实验教学方面没有比高中学校重视,实验器材明显不足。学校既没有专业的实验人员,也没有足够的经费支出。5.学校太少举办物理实践活动。学校和教师过于重视考试成绩分数,对于实践教学方面的关注度不够。没有意识到培养学生动手操作实践能力的重要性。这种能力在高中以及大学的学习生涯中至关重要。
三、提高学生学习初中物理效率的方法
1.老师要制定新型的学生评价标准。
每一个学生都有自尊心,老师在教学过程中不应该给学生划分等级,区别对待成绩好和成绩差的学生。在教学中,老师制定相应的计划,根据每个人的基础,让学生查漏补缺;同时在学习过程中经常鼓励学生,让其有成就感和信心,不再害怕学习的困难。在课外时间,老师应该关心学生的学习情况和心理健康,以平等的姿态适时和学生聊天,了解他们的想法。和学生建立平等的朋友关系,消除学生对老师的敬畏感。同时,作为一个老师,除了教学之外,也应该学会发现学生的长处,鼓励学生学习之外的技能的发展。
2.政府加大对部分学校的扶持力度。
当今社会,不光要求学生掌握基础知识,还要求学生有相应的实践能力。动手操作的实践能力要从小培养。因此,政府应该调动一部分资金,供给各个学校一部分实验器材。特别是农村学校,应该加大扶持力度,为我国实践人才的培育奠定基础。
3.教师要学会教学方面的科学技术。
据统计,目前我国大部分中小学都还在使用黑板教学。由于黑板和书本教学的局限性,学生在学习物理、化学、数学等具有空间性质的课程时,不能完全理解其原理。随着科技的发展,多媒体等教学方法慢慢普及,教师应该学会操作。这样不仅可以方便教学,还能吸引学生的注意力,让学生深刻理解老师所讲的内容。
4.教师在教学时可引入适当的情景。
初中物理的内容大多为文字定义、公式以及图片,学生在学习过程中不能理解其物理原理和物理现象。老师要将教学的内容变得更加贴近现实生活,让学生明白这些公式、这些原理并不是那么遥不可及。如:在讲解物质液态和气态的关系时,就可以问同学们为什么冬天从寒冷的室外走进教室时,眼镜片会出现小水珠?这就是把现实情境和物理原理结合起来的教学方式。在新课改的要求下,初中物理的教学内容变得精简了很多。随着科技的发展,多媒体教学也带来了很大的方便,但是老师们仍然面临很多挑战。如何把握教学的深度、如何平衡多媒体教学的时间等等,需要老师们继续努力探索。
参考文献:
[1]罗海东.关于初中物理高效课堂的探索与实践[J].教育教学论坛.2014.25:209-210
[2]王春晖、钟永江、张语函.初中物理智能学习系统的设计研究[J].中国电化教育.2014.10:90-95
[3]王润兰、白然、黄金辉、陈丽.信息技术环境下初中物理实验探究教学模式研究[J].中国电化教育.2007.03:84-88
[4]安举.初中物理兴趣教学的趣引策略探讨[J].科技信息.2008.26:603
关键词:习题教学;汽化热;物理意义
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)3-0044-1
八年级物理热学部分的教学中,遇到一道这样的习题:在1标准大气压下,质量为0.5千克、温度为80 ℃的水,吸收84 000焦的热量后,水的最终温度是多少?水的比热容是4 200 J/(kg・℃)。}目后面所附的参考答案是这样解答的:由Q=cmΔt计算水吸收热量后升高的温度:
因此,吸收热量后的温度t =t0+Δt=80 ℃+40 ℃=120 ℃。由于在标准大气压下,沸水的温度是100 ℃。所以,水的最终温度只能达到100 ℃,而不能达到120 ℃。
刚开始看到这样的题目及其相应的解答,觉得是合理的,但是经过仔细思考之后,发现该参考答案还是有其不合理之处。该参考答案虽然能够给出这个题目的最终答案,但是这样的解答没有考虑到实际物理过程。因为在标准大气压下对水加热的时候,水吸收热量温度升高,当水的温度升高到100 ℃后,再对其进行加热,水吸收热量就会被汽化,从而形成水蒸气,而此时水的质量就会减少。在上述的题目中,参考答案的解决方法是:质量为0.5千克、温度为80 ℃的水在吸收84 000焦的热量后,温度就会升高到120 ℃,这样的结果不符合物理知识,所以水的最终温度是100 ℃。而实际上,0.5千克80 ℃的水,温度升高到100 ℃,不需要吸收84 000焦的热量,依据吸收热量的计算公式:
即此时水的温度升高到100 ℃,只需要吸收42 000焦的热量。此时,水再吸收热量就会被汽化,水的质量就会减少。而在标准大气压下,水的汽化热(L)是2 260 000 J/kg。因此,此时水汽化的质量(Δm)就是:
所以,0.5千克的水,温度为80 ℃,吸收84 000焦的热量后,就会有大约0.019千克的水被汽化。而剩下水的质量就是0.481千克,因此在式(1)的计算过程中,水的质量发生了变化,所以不能用0.5千克进行计算。虽然题目的参考答案给出了最终正确结果,但是答案没有考虑其中发生的物态变化过程,忽视了物理意义的重要性。
初中物理习题教学中既要注重对学生学习兴趣的激发[1],同时进行适当的教学“反思”也有助于改善习题教学[2]。物理知识的学习是对物理思维过程的经历与理解,而物理习题的训练,是对物理知识及其思维过程的进一步理解与应用。因此,我们在进行物理习题的解题与讲解过程中,更需要将题目所呈现的物理过程展现出来,充分地发现其存在的物理意义,提高学生分析物理问题、解决物理问题的实际能力。
参考文献:
考点一:对比热容概念的理解
例1 (烟台市)关于比热容,下列说法中正确的是().
A. 物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B. 物体的比热容跟物体的温度有关
C. 物体的质量越大,它的比热容就越大
D. 物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
解析: 比热容是从热学方面反映物质特征的一个物理量.因为不同物质的吸热本领不同,所以不同物质都有自己的比热容.比热容是由物质本身所决定的,它与物体的质量大小无关,也不随物体吸收(或放出)的热量以及温度的改变而变化.故A、B、C错,D选项正确.
点拨 要正确理解比热容的概念和物理意义,知道比热容是物质的特性之一.虽然比热容的计算式是c= ,但对于同一种物质,比热容c与Q、m、Δt无关.
考点二:比热容的应用
例2 (安徽省)水具有比热容大的特点,下列现象中与此特点无关的是().
解析: 水的比热容大表现为两方面.一方面,冷却或取暖.由于水的比热容较大,那么一定质量的水升高(或降低)一定的温度时吸收(或放出)的热量较多,这样,在吸热与放热两个环节上,用水做介质有明显的优势.用做暖气循环水时,从燃烧炉处获得的热量较多,经过用户时从暖气片向室内释放的热量也较多;用做冷却水时从发热处吸收的热量较多,只要在散热处将吸收的热量尽快散发掉,就可以循环使用.另一方面,由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多.这一点有利于调节气温.白天,太阳晒到海面上,海水的温度升高不多却吸收了大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;夜间,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温不致降得太低,所以住在海边的人又不觉得特别的冷.所以海边的昼夜温差较小.综上所述,本题的正确答案选B.
点拨 在新课程理念的指引下,对物理知识点的考查更贴近社会生活,这就要求我们多用学习的物理知识去分析生活现象.
考点三:热量的计算
例3 (天津市)已知铝的比热容是0.88×103 J/(kg・℃).它表示质量是1 kg的铝块温度升高1 ℃时吸收的热量为_____.依据上述比热容的物理意义,请问:把质量为5 kg、温度为20 ℃的铝块加热到100 ℃,铝块吸收的热量是多少?
解析: 本题考查比热容的物理意义及利用公式计算.第一问填“0.88×103 J”.可以利用Q吸=cm(t-t0)求出铝块吸收的热量,第二问的答案为:Q吸=cm(t-t0)=0.88×103×5×(100-20) J=3.52×105 J.
考点四:探究比热容的大小
例4 (柳州市)为了比较水和煤油的吸热能力,小明设计了如下实验步骤:
A. 在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;
B. 用两支温度计分别测出水和煤油的初温;
C. 在烧杯中,分别放入功率相同的电热器,加热相同时间;
D. 用温度计分别测出水和煤油的末温.
(1) 步骤A存在的错误是:_____;应改为:_____.
(2) 步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油_____.
(3) 步骤B和D是为了得出水和煤油的_____.
解析: 本题考查如何探究不同物质的吸热能力.放入功率相同的电热器,加热时间相同,放出相同的热量,可以认为两个烧杯吸收相同的热量.由公式Q=cmΔt可知,相同质量的不同物体,吸收相同的热量,温度变化不一样.所以步骤A存在的错误是装入等体积的水和煤油,应改为装入等质量的水和煤油.步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油吸收相同的热量.步骤B和D是为了得出水和煤油的温度升高的度数或温度变化.
一、 用于探究性实验
物理是一门以观察、实验为基础的科学,初中物理教材中又近二十个探究性实验用到了“控制变量法”.这些探究性实验涉及热学、光学、力学、电磁学,几乎贯穿了整个初中物理教材.例如:引出“比热容”概念的探究性实验,探究“影响温度的因素”的实验,探究“二力平衡的条件”的实验,探究“压力的作用效果”的实验,“研究电流与电压、电阻的关系”的实验,研究“电磁感应现象”的实验等.这些实验的共同特点:一是“探究”,二是“控制变量”所以说,控制变量法是进行探究性实验的基本方法.在进行这些实验的教学时,教师应告诉学生什么是控制变量法.在实验中引导学生去思考体会、应用控制变量法,最终达到学生会用控制变量法探索问题、分析问题、解决问题.
二、 用控制变量法给物理概念下定义
物理概念在下定义时都要通过抽象、控制或忽略次要因素,突出主要因素,使概念能反映现象的本质.例如“比热容”概念在定义时,把“单位质量”和“温度升高1℃”这两点作为控制条件,这样就突出了物质吸收的热量跟物质种类的关系,使“比热容”这一概念能反映“物质吸热{或放热}的本领”。
在此意义上,纵览初中物理教材种概念的定义,大都采用了控制变量法。
例如: ① 密度定义:某种物质单位体积的质量,叫做这种物质的密度。
② 压强定义:单位面积上受到的压力叫压强。
③ 功率定义:单位时间里完成的功,叫功率。
以上几个定义中分别把“单位体积”、“单位面积”、“单位时间”、做为控制条件,去突出另外两个物理量的关系。
控制变量法在这方面的应用,主要是体现了“控制变量”这种指导思想。教师在教学过程中要注意这种思想的体现。
三、 用控制变量法给试题分类
例如: 用阿基米德原理(F浮=G排=ρ液gV排)比较浮力的大小的题:用控制变量法可分为两类:① ρ液相等,通过比较V排来比较F浮的大小;
② V排相等,通过比较ρ液来比较F浮的大小.
再如,近年来比较滑轮组机械效率高低的中考题型:据公式η=W有用W总=W有用W有用+W额外,由控制变量法可分为两类:① W有用相等,通过比较W额外来比较η;
② W额外相等,通过比较W有用来比较η.
通过控制变量法给试题分类,使师生对问题的总结更系统更富条理性,另外,通过这样的练习学生更容易抓住命题的考察意图,提高解题的效率.
四、 用控制变量法解题
利用控制变量法解题,可使解题思路严谨、合理、快捷、准确.
例1刀炖了为什么要磨一磨?
解析:这道题涉及压强的定义式p=FS,即压强p的大小决定于压力F的大小和受力面积S的大小,应用控制变量法的解法.
答案为:刀炖了磨一磨,刀刃变锋利了,切东西时,受力面积变小了,在相同压力下增大了压强,更易把东西切开.
若学生头脑中没有控制变量法的基本思想,易把关键点“相同压力”丢掉.
例2森林动物“运动会”中龟兔赛跑,比赛开始后“观众”通过比较认为跑在前面的兔子运动得快,由于兔子麻痹轻敌,中途睡了一觉,“裁判员”通过比较判断最先到达终点的乌龟运动得快,物理学中用表示物体运动快慢的程度.
解析:这道题前后呼应,整体上体现了“控制变量”的思想,涉及速度公式(v=st)的引入过程.
答案:相同时间内通过的路程,相同路程中所用的时间,速度.
一 高中与初中物理教学的梯度
1.初、高中物理教学方法与教材的梯度
初中物理教学是以观察、实验为基础,使学生了解力学、热学、声学、光学、电学和原子物理学的初步知识以及实际应用。
高中物理教学则采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合,对物理现象进行模型抽象和数学化描述,要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。
2.初、高中物理思维能力的梯度
初中物理教学以直观教学为主,在学生的思维活动中呈现的是一个个具体的物理形象和现象,所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维的基础之上。
而在高中,较多地是在抽象的基础上进行概括,在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。
3.学生学习方法与学习习惯不适应高中物理教学要求
由于初中物理内容少,问题简单,讲解例题和练习多,课后学生只要背背概念、公式,考试就很容易了。
而高中物理内容多,难度大,课堂密度高,各部分知识相关联,有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习,结果是学了一大堆公式,虽然背得很熟,但一用起来,就不知从何下手,学生感到物理深奥难懂,从而心理上造成对物理的恐惧。
4.学生数学知识和数学解题能力不适应高中物理教学要求
高中物理对学生运用数学分析解决物理问题的能力提出了较高要求,在教学内容上更多地涉及到数学知识。(1)物理规律的数学表达式明显加多加深,如:匀加速直线运动公式常用的就有10个之多,每个公式涉及到四个物理量,其中三个为矢量,并且各公式有不同的适用范围,学生在解题时常常感到无所适从;(2)用图像表达物理规律,描述物理过程;(3)矢量进入物理规律的表达式。
二 如何搞好初、高中物理教学的衔接
1.高中物理教师要重视教材与教法研究
高中物理教师要研究初中物理教材,了解初中物理教学方法和教材结构,知道初中学生学过哪些知识,掌握到什么水平以及获取这些知识的途径,在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点,设置合理的教学层次、实施适当的教学方法,降低“阶差”,保护学生物理学习的积极性,使学生树立起学好物理的信心。
2.教学中要坚持循序渐进,螺旋式上升的原则
高中物理教学大纲指出:教学中应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。高中教学应以初中知识为教学的“生长点”逐步扩展和加深;教材的呈现要难易适当,要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高,让教学内容在不同阶段重复出现,逐渐扩大范围和深广度。
3.透析物理概念和规律,使学生掌握完整的基础知识,培养学生物理思维能力
培养能力是物理教学的落脚点,能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。在衔接教学中,首先要加强基本概念和基本规律的教学。要重视概念和规律的建立过程,让学生知道它们的由来,弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉。要使学生在掌握物理规律表达形式的同时,明确公式中各物理量的意义和单位、规律的适用条件及注意事项,注意概念、规律之间的区别与联系,通过联系、对比,真正理解其含义。
4.重视学生物理思想的建立与物理方法的训练
中学物理教学中常用的研究方法是:确定研究对象,对研究对象进行简化,建立物理模型,在一定范围内研究物理模型,分析总结得出规律,讨论规律的适用范围及条件。例如平行四边形法则、牛顿第一定律、理想气体的状态方程的建立都是如此。建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径。要通过对物理概念和规律建立过程的讲解,使学生领会这种研究物理问题的方法;通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力,以实现知识的迁移。 转贴于
解题过程中,要培养学生应用数学知识解答物理问题的能力。学生解题时的难点是不能把物理过程转化为抽象的数学问题,再回到物理问题中来,教学中要帮助学生闯过这一难关。
5.要加强学生良好学习习惯的培养
教育家叶圣陶先生指出:“教育的本旨原来如此,养成能力,养成习惯。”培养学生良好的学习习惯是教育的一个重要目的,也是培养学生能力、实现教学目标的重要保证。
(1)首先是要培养学生独立思考的习惯。独立思考是学好知识的前提。学习物理要重在理解,只是教师讲解,而学生没有经过独立思考,就不可能很好地消化所学知识,不可能真正理清其中的道理,从而更好地掌握它。
(2)培养学生自学的能力,使其具有终身学习的能力。阅读是提高自学能力的重要途径,阅读是对学生进行智育的重要手段。学生对学习感到越困难就越需要阅读,正像敏感度差的照相底片需要较长时间曝光一样,学生的头脑也需要科学知识之光给予更鲜明、更长久的照耀。阅读物理教材不能一扫而过,而应潜心研读,边读边思考,挖掘提炼,对重要内容反复推敲,对重要概念和规律要在理解的基础上熟练记忆,养成遇到问题能够独立思考以及通过阅读教材、查阅有关书籍和资料的习惯。
现在的学生,很少对教材进行津津有味的阅读,当然可能与教材的内容和编写陈旧有关,内容不丰富,画面不直观。为了提高学生阅读兴趣与效果,教师可以根据教材重点设计思考题,使学生有目的地带着问题去读书,还应设计些对重点的、关键性的内容能激起思维矛盾的思考题,引起学生的思维兴趣和思维活动;当然,还可以充分利用现代信息技术,利用电脑动画再现物理情境。
(3)培养学生养成先预习再听课,先复习再作业,及时归纳作总结的良好习惯。
(4)培养学生良好的思维习惯。通过课堂提问和分析论述题,培养学生根据物理概念与规律分析解答物理问题、认识物理现象的习惯,要求学生“讲理”而不是仅凭直觉。通过课堂上教师对例题的分析和学生分析、讨论、解答物理题,使学生注重物理过程的分析,养成先分析再解题的习惯。严格做题规范,从中体会物理的思维方法,养成物理的思维习惯。