姚青
【摘?要】以蘇科版“速度”教學(xué)為例,闡述了初中物理概念教學(xué)中如何通過“四問”讓學(xué)生領(lǐng)會概念教學(xué)中的過程與方法,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】物理概念;速度;前知識;四問
概念,作為物質(zhì)屬性及其運動規(guī)律的一種抽象,是人的認(rèn)識過程的一次極其重要的飛躍。只有在完成這次飛躍之后,人對某一事物的認(rèn)識才會擺脫淺表的,模糊的,零散的初級狀態(tài),認(rèn)識事物的本質(zhì)屬性,才能揭示事物的運動發(fā)展規(guī)律,才能使認(rèn)識進(jìn)入自覺的高級狀態(tài)。
眾所周知,初中階段是是青少年系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)知識打基礎(chǔ)的時期,一個人從懂事開始,通過反復(fù)不斷地記憶,積累,辨別和比較,對周圍世界的認(rèn)識已逐步形成一些粗淺的概念,進(jìn)入小學(xué)之后,這一過程逐步深入,但是只有在跨入初中階段之后,他們才能比較系統(tǒng)地、相對嚴(yán)密地接收到科學(xué)“概念”的教育,而當(dāng)他們初步掌握了自然科學(xué)方面的一些“概念”之后,他們才能從緩緩張開的科學(xué)大門的門縫中逐步窺視到科學(xué)王宮的宏達(dá)深邃,精彩紛呈。初中學(xué)生學(xué)習(xí)的自然科學(xué)課程不止物理一門,但是無論從深度還是廣度來說,學(xué)生從物理這門課程中學(xué)到的基本概念至關(guān)重要,這是學(xué)生完成對自然認(rèn)識的一個重大飛躍,概念就像一塊穩(wěn)固的基石,只有他們得到這一穩(wěn)固的基石之后,他們才能完成更大的飛躍,直到攀登科學(xué)的頂峰。
學(xué)生從小學(xué)進(jìn)入初中階段是學(xué)習(xí)過程的大轉(zhuǎn)折,事實說明,部分學(xué)生在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)上不能完成這個轉(zhuǎn)折,常常是他們在學(xué)習(xí)、掌握物理概念是遇到了困難。因此,在概念教學(xué)中教師不僅要讓學(xué)生在掌握相關(guān)概念,同時應(yīng)讓學(xué)生對物理概念學(xué)習(xí)的過程與方法有較深體會,本文擬以“速度”概念教學(xué)為例,分析如何在物理概念建構(gòu)過程中,強化過程與方法的學(xué)習(xí),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
“速度”概念是八年級《物體的運動》一章的重要內(nèi)容,這個概念本身學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課上已經(jīng)有所涉獵,在小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題中速度的計算也占了很大篇幅。正因為如此,“速度”學(xué)習(xí)前就有學(xué)生(甚至包括有的數(shù)學(xué)老師)表示,在科學(xué)課和數(shù)學(xué)課中,我們速度已經(jīng)學(xué)的很多了,物理課關(guān)于速度還有什么好學(xué)的呢?其實,之所以有這樣的疑惑,就是因為學(xué)生具有的前知識中只知道算速度,不知道為什么學(xué)“速度”,更不知道如何學(xué)“速度”,這一前知識不能讓他們具備關(guān)于“速度”的較為完整的概念。針對這一狀況,在“速度”的教學(xué)設(shè)計中,筆者以這樣幾個問題為主線,貫穿整個速度教學(xué)過程:
一、為什么要學(xué)“速度”
針對學(xué)生的“前知識”,筆者在一上課就開門見山地提了一個問題:為什么學(xué)“速度”?(當(dāng)時就有學(xué)生回答:為了算題)帶著這個問題,筆者設(shè)計了以下幾個小問:
(1)百米賽跑時,如果運動員實力相差懸殊,未到達(dá)終點時,觀眾就能比較出誰快誰慢,他們是怎么比較的?(運動相同時間比路程,誰跑在前面誰快)
(2)百米賽跑的終點裁判如何判斷誰快誰慢?(運動相同路程比時間,誰的時間短誰快)
(3)百米世界紀(jì)錄保持者博爾特成績9秒58,本老師有一次跑了5秒,可見本老師跑得更快。對不對?為什么?
第三個問題學(xué)生立刻嗤之以鼻,但遲疑半晌才有一個學(xué)生問道:老師你跑了多遠(yuǎn)呢?筆者回答跑了20米,學(xué)生哄堂大笑。筆者立刻問了第四個問題:
(4)從這個例子中你有什么感悟?
有學(xué)生回答出:很多時候只看路程或只看時間比較運動的快慢是不科學(xué)的。(對此,筆者予以大力表揚)。
由此總結(jié)出,我們處在一個運動的世界中,探究這個世界經(jīng)常要比較物體運動的快慢,通過比較物體運動的路程或時間比較物體運動快慢有很大的局限性,即:需要以物體運動時間相同或運動路程相同為前提,為此,我們需要引入一個新的物理量來比較物體運動的快慢,這個物理量我們稱之為速度。
二、什么是“速度”
要給速度下定義,筆者設(shè)計了這樣幾個問題:
(1)甲汽車5分鐘運動了9千米,乙汽車20分鐘運動了25千米,哪個運動得快?你是怎么比較的?(學(xué)生大都能用路程除以時間得到速度,但并沒有建立速度的概念。)
(2)在比較過程中你把路程和時間這兩個量進(jìn)行了怎樣的數(shù)學(xué)運算?(路程除以時間得到單位時間通過的路程進(jìn)行比較。)
總結(jié):我們把路程和時間的比值定義為一個新的物理量,這個物理量我們稱之為速度。
即速度定義:物體運動路程和時間的比值叫速度。
由定義得到公式:v=s/t
單位:m/s;Km/h
物理量下了定義之后我們需要做的就是如何計算它和如何測量它,由此過渡到第三個問題:
三、如何計算“速度”
速度的計算學(xué)生自我感覺已經(jīng)很是拿手,小學(xué)階段已經(jīng)做過許多復(fù)雜的速度計算,但同時學(xué)生沒有習(xí)慣借助于公式分析問題,利用物理的思維方法解決問題,所以在此筆者以簡單的問題入手,以物理視角計算速度。
仍以前例:甲汽車5分鐘運動了9千米,乙汽車20分鐘運動了25千米,速度分別多大?
V甲=s1/t1=9000m/300s=30m/s
V乙=s2/t2=25000m/1200s=20.8m/s
入門級計算題不宜難,但必須讓學(xué)生掌握解物理計算題的基本方法。
四、如何測量“速度”
對一個物理量的學(xué)習(xí)中有一個重要的環(huán)節(jié)就是對相關(guān)概念進(jìn)行測量,所以這一問題非常重要。對此,筆者設(shè)置了如下的問題:
(1)你打算用什么原理測量速度?(v=s/t)
(2)你打算直接測量的物理量是什么?(路程、時間)
(3)你的測量工具是什么?(刻度尺、秒表)
(4)如果有一鐵塊和一紙錐,你打算用哪個作為被測物體測量下落速度?(紙錐,便于計時)
(5)如何設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格?
解決了這四大問題,即:為什么要學(xué)“速度”;?什么是“速度”;?如何計算“速度”;如何測量“速度”,后,速度這一概念的基本面貌也就較完整地展現(xiàn)在我們面前。這時筆者問學(xué)生:你現(xiàn)在還覺得學(xué)習(xí)速度僅僅是計算嗎?學(xué)生都紛紛予以否定。
在這節(jié)課的最后小結(jié)反思中,筆者進(jìn)一步和學(xué)生共同總結(jié)出這樣的感悟,即:在物理概念的學(xué)習(xí)中,對接觸到的一個物理概念,我們首先要想到的就是:我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)這個概念?這個問題是概念建立的基石,所以至關(guān)重要?;卮鹆诉@個問題之后,進(jìn)一步我們要思考如何定義它(在定義的過程中,很多時候我們要用到比值的方法,這一方法在后面的學(xué)習(xí)中我們還要不斷加以體會)、如何計算它、如何測量它。在這一小結(jié)反思過程中強化過程與方法的學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
在后面的系列概念學(xué)習(xí)中,在概念學(xué)習(xí)之前,筆者都讓學(xué)生帶著這四個問題先預(yù)習(xí),如:在密度學(xué)習(xí)中,筆者課前讓學(xué)生思考,課后讓學(xué)生總結(jié):1、為什么要學(xué)習(xí)密度?(為了探究物質(zhì)關(guān)于質(zhì)量和體積關(guān)系的一種屬性);2、如何定義密度?(物質(zhì)質(zhì)量與體積之比);3、如何計算密度?(ρ=m/v);4、如何測量密度?(直接或間接測出質(zhì)量和體積,代入ρ=m/v)解決了這四點,密度概念也就初步建立。
再如:壓強概念學(xué)習(xí)中,同樣筆者課前讓學(xué)生思考,課后讓學(xué)生總結(jié):1、為什么要學(xué)習(xí)壓強?(為了比較壓力的作用效果);2、如何定義壓強?(壓力與受力面積之比);3、如何計算壓強?(p=F/s);4、如何測量壓強?(測出壓力和受力面積,代入p=F/s)解決了這四點,壓強概念也就初步建立。
初中物理的教學(xué)是極其重要的,我們希望培養(yǎng)出的人才有很強的解決實際問題的能力,解決問題的能力如何衡量?從智力結(jié)構(gòu)來說,就是要求這樣的人能準(zhǔn)確地把各種實際問題抽象為典型的物理模型。在這個過程中,清晰的概念至關(guān)重要。而概念的學(xué)習(xí)過程中過程與方法的掌握尤為重要,能夠用科學(xué)的方法建立起一個清晰的概念,這正是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的初步體現(xiàn)。
初中物理教學(xué)實際上是學(xué)生物理學(xué)習(xí)始發(fā)站,千里之行始于足下,我們要努力探索,做好始發(fā)站的工作。
參考文獻(xiàn):
[1]殷作模.淺談概念教學(xué)的“四重四忌”——以《速度變化的快慢-加速度》教學(xué)為例[J].課程教育研究,2012(27).
[2]王文清,郭玉英.物理概念的探究教學(xué)設(shè)計——以“加速度”教學(xué)為例[J].物理之友,2014(03).