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電磁感應及其應用范文1
【關鍵詞】高中物理;課堂教學;目標
引言
教學設計是指導教學實踐的重要技術手段,是提高教學質量的重要途徑,同時也是聯系理論教學和實踐教學的重要紐帶。其中教學目標的設計是教學設計的第一步,對于教學目標的科學合理設計是實現優質教學的重要策略。當前我國的基礎教學課程改革十分重視教學目標的作用,因此如何科學而合理的設計課堂教學目標,已經成為課程教學中關鍵性的問題。
一、高中物理課堂教學目標設計原理概述
(一)教學目標設計的理論基礎
1、教學設計理論
教學設計是教育科學的重要組成部分,是教育技術學的重要領域。教學設計已經成為課堂教學的重要內容。教學設計是一個系統性的問題,著重于教與學的綜合運用,教學系統的根本目標在于幫助學習者實現預期的目標。教學目標是教學設計的核心和關鍵內容,教學設計的其余內容都是以教學目標為前提,教學目標對教學設計具有指導的作用。
2、系統科學理論
課堂教學是一個較為復雜的系統,課堂教學目標設計也是一個復雜性的系統。目標設計要堅持系統科學的整體性、有序性和反饋性原理。既要從國家的教學目的整體考慮出發,也要從知識與技能、情感與價值觀的局部考慮。整體和局部目標有機結合,促使學生全面發展。
3、基礎教育新課程方案及課程標準
物理教學不僅要使學生能夠自主的學習,同時能夠讓學生樂于探究物理問題、勤于思考、勇于實踐?;A教育課程方案和課程標準,提出公民教育理念,強調以學生全面發展為本的思想。從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度設置了課程目標,為教學目標的科學、合理設計提供了科學依據。
(二)高中物理課堂教學目標分類結構
針對目前教師在教學目標設計中存在的普遍問題,借鑒現代課程與教學目標取向和我國學者的研究成果,結合《普通高中物理課程標準(實驗)》、學科內容特點和學生實際,可以將課程目標的三個維度一知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀,系統地演繹到課堂教學之中了教學目標分類和層次基本框架。如圖建構了高中物理課堂教學目標體系。
(三)高中物理課堂教學目標設計原則
高中物理課堂教學目標設計需要包含以下原則:
首先是全面性原則,所謂全面性主要包含三層含義,第一是要面向全體學生,高中的教育不是精英性質的教育,是面向大眾的教育,因此高中物理教學必須要面向全體學生;第二是教學目標要有利于促進學生的全面發展,課堂教學目標不僅僅是認知的,應該是在認知構建過程中,促進學生掌握方法,促進學生科學價值觀的自然形成;第三教學目標要涉及三個維度的各個方面,內容要全面,課程目標要貫穿和體現在教學目標之中,因此教學目標的內容和課程目標的內容應該是一致的。
其次是操作性原則,實現教學目標不是學習的終點,而是學生綜合能力發展的途徑。課堂教學的時間有限,教學目標不可能面面俱到,目標的設計需要考慮到教學進程,教師要結合學校的教學環境和條件,結合學生的生活實際情況,使教學目標更具有操作性和實效性。
再次是科學性原則,教學目標的設計必須要以學生為主體,從學生的認知、感情和價值觀等原則出發,確定最合適的教學目標,能夠讓每一個學生得到最大限度的發揮。教學目標的確定,要按照夠使每一個學生在原有基礎上得到最大限度的、充分而自由地發展。教學目標的確定,如果僅從教師自身出發,按照一個標準要求每一個學生,勢必會造成大部分學生的失落,人為地加重學生的學習負擔,導致教學的低效率。此外教學目標不僅要適應時代對物理教學的要求,對于基礎較牢固的學生,要適當的提高要求,符合學生更高的發展要求。對于有困難的學生,要適當降低目標,讓他們根據自己的能力,學有所獲。
二、高中物理課堂教學目標設計實例——以《電磁感應》章節為例
(一)教學任務分析
本章教學內容主要分為七節:電磁感應現象;法拉第電磁感應定律;楞次定律;楞次定律的應用;自感現象;日光燈原理和渦流。其中渦流一節為選學內容。
根據教學大綱和教科書要求,本章教學內容和要求為:磁通量(A)、法拉第電磁感應定律(B)、導體切割磁感線時的感應電動勢(B)、楞次定律(B)、右手定則(B)、自感現象及其應用(A)。
本章的重點:法拉第電磁感應定律及其應用、楞次定律及其應用。
本章的難點:楞次定律、自感現象。
(二)知識學習水平細目表
(三)本章教學目標設計
1、知識與技能目標
對于磁通量、磁通量的變化和變化率的定義要有正確的描述,并能用實例來說明這些定義的含義和區別;能夠舉例說明電磁感應現象,完整準確的表達出電磁感應所需的條件;能夠準確的表述出右手定則內容和適用條件;能夠用自己的語言來表述出楞次定律的本質和內容;能夠正確的描述自感現象,舉出幾個自感現象的例子;能夠說出自感因素的單位和決定自感因素大小的變量;能夠指出自感現象的利與弊;正確敘述渦流的定義,知道渦流現象發生的條件。
2、過程與方法目標
能夠說明閉合回路磁通量變化與導體切割磁感線在感應電流產生條件上的關系;能準確地說明電和磁相伴而生規律發現中的可逆思維方式;對各種各樣的電磁感應現象產生本質進行抽象歸納和總結,分析其相同點即磁通量的變化;運用楞次定律判斷與電磁感應現象有關的問題。
3、情感態度與價值觀目標
感受逆向思維法在科學發現中的重要作用;體驗各種類型的電磁感應現象的不同與內在一致性;具有積極探究、主動觀察與操作、善于思考的心理和態度;理解并認同楞次定律的內容表述方式;體驗電磁感應現象研究推理過程中的邏輯美;感受法拉第個人魅力,包括他的科學精神、情操美和人格美;通過自感現象,認識和體驗辨證觀思想,全面理解周圍的事物。
電磁感應及其應用范文2
關鍵詞:生活體驗;物理教學;科學素養;教育功能
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)6-0036-3
1 問題的提出
《全日制普通高中物理課程標準》要求“高中物理課程應促進學生自主學習,讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學方式,幫助學生學習物理知識與技能,培養其學科探究能力,使其逐步形成科學態度與科學精神”[1]。 2016年9月社會各界高度關注的《中國學生發展核心素養》總體框架正式,再次引發社會各界尤其是教育界的熱議,也必將帶動中小學新一輪的教育變革和創新。
物理與生活有著密切的聯系,生活的衣、食、住、行中都蘊含著無數物理知識。上世紀六七十年代,朱正元教授提出“從實際情況出發,自己動手,就地取材,因陋就簡,土法上馬”的口號影響一代又一代的物理教師。生活體驗式教學作為一種新型的教學手段,將其應用到物理教學中,對于提高學生的科學素養意義重大。
2 “生活體驗”教學內容梳理
根據物理教學特點,教學內容可分為三類:概念教學、規律教學、習題教學?;诳茖W素養要求,“生活體驗”的教育功能可以總結為五個方面:知識、過程方法、思維觀念、合作探究、情感態度與價值觀。筆者以粵教版高中《物理》選修3-2第一章《電磁感應》為研究對象,對涉及“生活體驗”教學內容與教育功能進行梳理。梳理結果如表1。
3 基于“生活體驗”提高學生科學素養的教學設計
基于“生活體驗”在物理教學中具有重要的價值,根據其教學內容與教育功能進行歸納,并針對提高學生科學素養提出相關教學建議。
3.1 通過生活體驗,構建物理概念,突破學習思維障礙
案例1 “自感現象及其應用”的引入教學
教學內容:自感
體驗名稱:千人震
體驗過程:用兩節電動勢為1.5 V的新干電池,幾根導線、開關和一個用于日光燈上的鎮流器。幾位參與體驗的同學手拉手成一串,和電池、鎮流器、開關、導線連成如圖1所示的電路。閉合開關,經過一段時間再斷開開關。當開關斷開瞬間,同學們會有明顯觸電的感覺。
體驗結論:當開關斷開瞬間,繞圈(鎮流器)本身的電流變化(減小)而產生電磁感應現象(同學觸電)稱為自感。
教育功能:現在的學生動手機會少,對生活中的物理現象缺少觀察和深入思考,因此學生很難構建物理概念。要使學生在課堂學習中“活”起來,關鍵的因素之一是教師“促成學生主動地與周圍環境進行交互作用”,從學生產生的認知沖突來組織開展教學活動[2]。
教學建議:物理概念的建立必須借助于感性材料、理性的邏輯思維方法[3]。物理教師結合物理新課程的教學理念,有意識地運用生活體驗指導物理概念教與學,對于培養學生的思維能力,具有重要的促進意義。
3.2 通過生活體驗,探索物理規律,培養學生的探究能力
案例2 “法拉第電磁感應定律”的探究教學
教學內容:探究感應電流的大小和方向
體驗名稱:搖繩發電
體驗過程:把一條大約50 m的電線繞成10 圈,電線的兩端連在一個教學演示用的靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合電路。如圖2所示,讓兩個同學東西方向站立,并迅速搖動這條電線,觀察靈敏電流表指針的擺動情況;改變搖動速度再觀察靈敏電流表指針的擺動情況。學生觀察發現:搖動電線過程,靈敏電流表指針左右擺動;且電線搖動的速度越快,靈敏電流表指針擺動幅度越大。
體驗結論:靈敏電流表指針左右擺動說明導體在做切割磁感線運動時產生了感應電流,且感應電流的方向和大小跟導體做切割磁感線的方向和快慢有關。
教育功能:通過合作探究,讓學生親身動手體驗,使學生經歷與科學家進行科學探究時的相似過程,這樣學生的實驗探究能力將得到提高,同時在輕松愉悅的學習氛圍中實現科學素養的提升。
教學建議:在物理規律教學中,教師可通過增加學生的體驗活動,讓學生在親歷研究過程中得到解決一般問題的規律,從而建立概念或發現規律,這樣既解決了實驗探究時學生的困惑,又激發學生的學習內驅力,進而提高學生的動手能力和合作精神。
3.3 通過生活體驗,檢驗習題結論,深入揭示學科本質
案例3 “法拉第電磁感應定律的應用”的習題教學
教學內容:(習題)一個輕質鋁管放置在水平桌面,將帶有手柄的柱狀磁鐵插入鋁管內,當向外抽出磁鐵過程中(忽略磁鐵與鋁管間摩擦力的影響)( )
A.桌面對鋁管支持力等于鋁管所受重力
B.桌面對鋁管支持力小于鋁管所受重力
C.當磁鐵拔出速度達到一定值時,鋁管會跳起來
D.無論磁鐵拔出速度多大,鋁管不可能跳起來
體驗名稱:磁鐵吸鋁管
體驗過程:一個輕質鋁管放置在電子臺秤上,讀出臺秤的示數,將帶有手柄的柱狀強力磁鐵插入管內(保證強力磁鐵不與鋁管內壁接觸)。如圖3所示,將強力磁鐵從鋁管拔出,觀察臺秤示數的變化;再將強力磁鐵以較大的速度從鋁管拔出。通過這樣的體驗,學生自己就能做出正確的選擇。
體驗結論:當強力磁鐵從鋁管拔出,鋁管內的磁通量發生變化,所以鋁管產生感應電流,根據楞次定律,感應電流的磁場對鋁管產生向上的磁場力,因此臺秤的示數減??;當強力磁鐵拔出速度達到一定值時,感應電流的磁場對鋁管產生向上的磁場力大于鋁管所受重力,因此鋁管會跳起來。
教育功能:親眼所見和親身體驗這是一種學生積極學習的動力,現在的物理課堂缺少這種“物”的東西,而從認知的角度來說,“理”是建立在“物”的體驗上,經歷了“物”的美好才能激發“物”的本質[4]。
教學建議:習題教學中教師若能用實驗模擬出題目的情景,讓學生通過親身體驗目睹實驗結果,這樣能降低學生認知的難度,從而也便于讓學生發現問題的本質。
綜上所述,物理源于生活,并最終服務于生活,具有很的實踐性。以“學生發展核心素養體系”課程培養目標的實現不能脫離生活實踐,如果將生活體驗式教學有效地融入物理課堂教學之中,引導學生重視實驗、重視參與、共同建構,那么我們的學生定能學有所用,切實體會到物理知識在生活中的應用價值,從而真正實現現代化建設中的高素質人才的培養。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.全日制普通高中物理課程標準[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2]劉崎.讓體驗成為物理課堂教學新常態[J].中學物理,2016(01):79.
電磁感應及其應用范文3
物理本學期就要會考,會考是學生高中階段除高考外最重要的一次考試。會考的成績更是決定應屆畢業聲能否拿到高中畢業證及能否參加高考的唯一憑證,而我們的學生都是女生,物理這門科基礎比較薄弱,為了使學生能順利參加高考,本學期教學一切以會考為重.以下為我本學期的教學計劃
一、本學期教學目標:
1.根據《浙江省普通高中會考標準》有針對性的教學和復習。
2.雖然物理基礎比較薄弱,但要時時給她們以鼓勵,讓她們增加信心,端正會考態度,使她們積極投入到物理學習中
3.課堂教學聯系生活實踐調動學生學習物理學科的興趣,培養學生在學習物理和解決物理問題的能力
4.完成高二會考所需的教學進度
二、 教學建議:
1.我了解到高二學生物理基礎很差,我要狠抓課堂教學效果,使學生學習一步一個腳印,踏踏實實抓好基礎,向"45分鐘要質量".
2.課堂教學多聯系實際,抓好課堂演示實驗,讓學生更好的理解物理概念和物理規律,同時培養文科生學物理的興趣.
三、教學進度
第1——2周 第一章 電場 電流 共7課時
第一節 電荷 庫侖定律 2課時
第二節 電場 1課時
第三節 生活中的靜電現象 1課時
第四節 電容器 1課時
第五節 電流和電源 1課時
第六節 電流的熱效應 1課時
第3——4周, 第二章,磁場 共7課時
第一節 指南針與遠洋航海 1課時
第二節 電流的磁場 1課時
第三節 磁場對通電導線的作用 2課時
第四節 磁場對運動電荷的作用 2課時
第五節 磁性材料 1課時
第5——8周, 第三章, 電磁感應 共9課時
第一節 電磁感應現象 2課時
第二節 法拉第電磁感應定律 1課時
第三節 交變電流 1課時
第四節 變壓器 1課時
第五節 高壓輸電 1課時
第六節 自感現象 渦流 1課時
第七節 課題研究:電在我家中 2課時
第9——10周,第四章,電磁波及其應用 共6課時
第一節 電磁波的發現 1課時
第二節 電磁波譜 1課時
第三節 電磁波的發射和接收 1課時
第四節 信息化社會 1課時
第五節 課題研究:社會生活中的電磁波 2課時
第11——20周,全面復習,備戰會考,在復習的過程中,要讓學生多多練習。
物理科是相對較難學習的一科,學過高中物理的大部分同學,特別是物理成績中差等的同學,總有這樣的疑問:上課聽得懂,聽得清,就是在課下做題時不會.這是個普遍的問題,值得物理教師和同學們認真研究.下面就高中物理的學習方法,淺談一些看法,以便對同學們的學習有所幫助.
(一)三個基本.基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練.
(二)獨立做題.要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題.
(三)物理過程.要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患.
電磁感應及其應用范文4
關鍵詞:電磁;教學方法;學科體系
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)17-0064-02
一、電磁學
電磁運動是物質的一種基本運動形式,電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用。其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,在教學實踐中,應從以下幾個方面來認真分析處理教材。
1.電磁學的兩種研究方式。整個電磁學的研究可以分“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式在中職教材里均有體現。只有在明確它們各自的特征及相互聯系的基礎上,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。場的方法是研究電磁學的一般方法。場是物質與物質的相互作用的特殊方式。中職汽車電氣設備構造與維修教材中的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,組成一個關于場的系統,該系統包括中職教材電學部分的各章內容。“路”是“場”的一種特殊情況??梢赃@樣理解,整個教材結構是以“路”為線的大骨架,其思路可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等?!皥觥焙汀奥贰敝g存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的,而“場”是電磁運動的實質,因此可以這樣去定義即“場”是實質而“路”是方法。
2.教學知識規律。教材知識內容可歸結為物理范疇。物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系。物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。該部分內容所遵循的是電學部分的重要物理規律即庫侖定律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。在物理學范疇中,恒定電流是重要的物理規律。它的內容有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系,電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體?!按艌觥边@一部分內容闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這部分內容,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本部分以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”內容是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。
3.電磁場物質屬性的表現,使學生建立世界是物質的觀點。電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量的科學實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其他電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場,磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?,F在的科學實驗和廣泛的社會生產實踐完全肯定了場的客觀存在,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其他運動的電荷(電流)有磁場力的作用。所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象并取得如下結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。從場的觀點來闡述路即電荷的定向運動形成電流。產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、學科體系的系統性貫穿始終,知識學習與智能訓練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場強度、電勢、磁場磁感應強度是反映電、磁場具有物質性的實質性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段,要進行比較,找出兩種曲線的共性和區別以加強對場的理解。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭?。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說電荷的電勢能是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就無從談起電荷的電勢能了。
3.演示實驗和學生實驗,使得抽象的概念形象化。把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練。安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力。從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上。
4.培養學生運用所學知識去分析和解決問題的綜合能力。學習電磁學首先要抓住場和路這兩個方面,解答綜合題時,首先應搞清不同的運動形式或不同的物理過程是怎樣聯系在一起的。一般聯系渠道有兩條:一是力,二是能,從而形成兩條解題思路。從力的角度考慮,全面分析受力情況(三種性質的力和電磁場力)并和運動狀態的改變聯系起來。從能的角度來考慮,緊緊扣住能的轉化和守恒定律,從而引導學生認識能的轉化和守恒定律的正確性和普遍性。經過教學實踐使學生明確:能量的不同形式,就是物質運動的不同形式;能量由一種形式轉化為另一種形式就是物質運動由一種形式轉化為另一種形式;能量不能創生也不能消滅,就是運動的不可消滅性。
三、結語
電磁感應及其應用范文5
一、近三年高考大綱卷和新課標卷物理試題分析
近三年來,高考大綱卷整體而言呈現出“穩中求變、變中求新、新中求活”的特點,試卷內容、結構和風格均保持穩定,總分為120分。試題沒有出現超出課本知識外的題目,重點考查物理核心內容,考試內容基本上以力學、電學為主,以熱學、光學、近代物理為輔。其中力學占46分,電學占56分,熱學、光學、近代物理各占6分。試卷結構上分為第Ⅰ卷和第Ⅱ卷,第Ⅰ卷有8道選擇題,第Ⅱ卷有2道實驗題和3道計算題。
明年是我區實施新課改后的第一年高考,坊間普遍預測最大可能是使用新課標卷,究竟是使用課標Ⅰ卷還是Ⅱ卷,我們還不得而知,但我們可對近三年的課標卷試題進行重點分析,從中獲得備考啟示。新課標卷全卷總分為110分,分為必考題與選考題。其中必考內容為必修模塊物理1、物理2和選修模塊3-1、3-2的內容,即力學與電學內容(不含振動與波和動量),共占95分;選考內容為選修模塊3-3、3-4、3-5的內容,即熱學、振動與波和光學、原子核物理和動量(占15分)。在結構上仍分為第Ⅰ卷和第Ⅱ卷,其中第Ⅰ卷全是必考題,共有8道選擇題(占48分);第Ⅱ卷既有必考題也有選考題,必考題有2道實驗題和2道計算題,選考題有3個選考模塊,考生可以從中任意選做一個模塊,但不得跨模塊選做。
(一)選擇題
無論是大綱卷還是新課標卷,近幾年高考物理試題選擇題數量均為8個,共48分,所占比重較大。
近三年的大綱卷試題選擇題的考查內容較為穩定,題目數量為力學3個(其中1個考查內容為振動和波),電磁學2個,光學、熱學、原子物理各1個。考查的主要內容如下:力學主要考查牛頓運動定律(與運動學結合)、萬有引力與圓周運動、動量和能量、振動和波;電磁學主要考查帶電粒子在電磁場中的運動、法拉第電磁感應定律、楞次定律;熱學主要考查分子動理論、熱和功(熱力學第一定律)、氣體狀態變化;光學主要考查光的反射、折射和全反射、光的干涉與衍射、光電效應;原子物理主要考查氫原子能級躍遷、粒子結構、核反應方程、質能方程。
近三年的新課標卷試題選擇題只考力學和電磁學,題目數量為力學4~5個(其中1個考查內容為萬有引力或衛星問題),電磁學3~4個。由于不再考振動與波、熱學、光學、原子物理,選擇題更注重考查對基礎概念以及基本定理、定律的理解,更突出主干、基礎知識考查,突出能力考查,更重模型、考思想,強化基本方法、聯系社會熱點。比如物體的動態平衡、靜摩擦力的討論、勻加速直線運動、平拋運動、圓周運動、功與能、點電荷電場、平行板電容器、帶電粒子在電場或磁場中的運動、導體棒切割磁感線、理想變壓器等,并且不避陳題,甚至將舊的高考原題翻新。從考查方式上看,2012年以前為單選與多選混排,從2013年開始,選擇題明確指出:“第14~18題中只有一項符合題目要求,第19~21題有多項符合題目要求”。2013年新課標Ⅱ卷還有三選題,2014年兩卷都是5個單選題、3個雙選題,選項的分布更趨于合理且穩定。
結合以上情況預測,2015年高考課標卷選擇題分布情況仍將不變。力學可能考查物體平衡(與摩擦力結合)、勻加速直線運動(與動能結合)、牛頓運動定律(與運動學結合)、萬有引力與天體、圓周運動等;電磁學可能考查幾種常見的電場、電場力做功與能量變化、帶電粒子在電場或磁場中的運動、切割生電并受安培力與運動、法拉第電磁感應定律、楞次定律等。
(二)實驗題
實驗題在高考試題中地位突出,無論是大綱卷還是新課標卷,實驗題不僅重視考查原理、步驟、數據處理、誤差分析,更重視考查考生能否用學過的實驗原理、方法解決新穎、靈活的實驗問題,強化對創新能力的考查(考查知識點見表1和表2)。試題從儀器使用、裝置改造、電路設計、實驗方法等多方面設置新的物理情境。物理實驗題賦分較高(大綱卷17或18分,新課標卷15分),成為歷年高考的熱點內容,但它往往又是考生得分率較低的題。例如,今年高考廣西卷理綜物理試題第22題測物塊的加速度,其原理雖然是考生學過的知識,但利用頻閃相機拍攝是考生沒有實際操作過的,一些考生因產生懼怕心理而丟分,更靈活的在于最后一空要求考生與光滑斜面相對比,絕大多數考生沒能做到,以致該題零分率高達58.7%。又如,第23題要求用伏安法測量某電源的電動勢和內阻,既考實物連線,又考畫圖線,最后要求考生從圖線中求出電動勢和內阻,考查方式很靈活,需要考生具備較高的變通能力??忌奈锢韺嶒災芰δ芊裉岣咭约皩嶒瀼土暿欠裼行?,是高考能否取勝的關鍵。
(三)計算題
高考計算題命題選材廣泛,一個題目往往涉及多個知識點,能有效地考查考生的思維能力、物理綜合能力和科學素養,側重考查主干核心知識,試題情景有的來源于科研、實驗、生活,有的則是舊題改編。經??疾榈暮诵闹R點有:受力分析、物體的平衡;勻速直線運動、牛頓三大定律,平拋運動、圓周運動、萬有引力定律,動能定理、機械能守恒、動量定理、動量守恒,電場力做功與電勢能的改變,帶電粒子在電場中的加速和偏轉,歐姆定律;安培力,洛侖茲力、帶電粒子在磁場中的運動,電磁感應定律等。
大綱卷有3道計算題(考查知識點見表3),其中第24、25題為中等難度以上的考題,區分度較大,而26題為壓軸題,綜合考查考生的閱讀理解能力、綜合分析能力、應用數學知識解決物理問題的能力等多項能力。壓軸題往往含有多個物理過程或多個研究對象,需要應用多個物理概念和規律進行解答,難度最大。
新課標卷比大綱卷少1題(選考模塊中另有1題),只有2道計算題,通常是1道動力學題和1道電磁學題,考查方式和能力要求與大綱卷相似,難度比大綱卷稍容易些(具體考查內容見表4)。
表4 近三年新課標卷計算題
考查知識點及分值分布表
根據以上內容推測,2015年新課標卷計算題仍會延續原有思路:第24題可能仍考查運動學或動力學;第25題可能是一道電學題,考查帶電粒子在電場或磁場中的運動,當然電磁感應中的導體運動情況或功能問題仍有可能是命題的方向。
(四)選考題
新課標卷的選考題體現了新課程的選擇性,一般有3個模塊,每個模塊都是1道選擇題(或填空題,占5分)和1道計算題組成(占10分),共15分,要求考生從中任選一模塊作答。選擇題通常有5個選項,選對分項給分,選錯分項扣分;填空題一般有2個空。從近三年的新課標卷試題可以看出,針對選修3-3,小題多考分子動理論、內能、固體的微觀結構、晶體和非晶體、氣體圖像或實驗定律微觀解釋等基礎知識;大題著重考查氣體實驗定律,常涉及兩部分氣體,結合熱力學定律、受力分析與力的平衡等多個知識點,考查考生的綜合分析能力,有一定難度。針對選修3-4,小題重點考查振動與波的圖像、幾何光學知識、光的干涉與衍射等;大題著重考查光的折射與全反射的計算,而狹義相對論的基本假設、質速關系、質能關系等內容較少涉及。針對選修3-4,小題多考查原子和原子核物理,如玻爾理論、原子核衰變、核反應方程、放射性同位素、結合能、質量虧損、光電效應等;大題重點考查動量守恒定律,且多與能量守恒定律、動量定理等結合,綜合性較強,情景多以碰撞的形式呈現,但難度不及大綱卷。
從近幾年高考的考試大綱看,高考要求考查的知識點的數量和要求基本沒有變化,考查的5種能力(理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學知識處理物理問題的能力和實驗能力)不變,其中重點考查實驗能力、應用數學知識處理物理問題的能力,而近三年我區高考理綜物理平均分(見表5)可以反映我們的學生在這幾個方面的能力水平。
由表5可見,我區考生的平均分顯然偏低。Ⅰ卷偏低說明許多考生對基本概念、基本規律不理解,對選項的選擇有盲目性,原因可能是我們的課堂缺少啟發,以講代練、以塞代悟現象仍未改變。Ⅱ卷偏低說明許多考生變通能力差,情景想象和推理能力較弱,其原因是許多教師在備考指導中過分倚重資料,對資料不做處理,照本宣科,忽視學生的參與,弱化學生視野的拓展和創新意識的培養;大容量講練,忽視學生知識和技能方面的缺陷,針對性差;缺乏方法總結與引導,學生的綜合分析能力得不到應有提高;學生的時間和情緒管理不當,解題速度偏慢。
三、2015年備考策略
(一)命題預測
綜觀近幾年的高考試題不難發現,物理試題既常規又有所創新,不刻意追求熱點,注重對物理基礎知識和基本能力的考查;注重對分析物理過程、建立物理模型及運用數學知識處理物理問題的綜合能力的考查。2015年高考物理新課標卷命題存在以下可能:
1.穩中求變,平穩過渡。試卷將緊扣教學大綱和考試大綱,題型、題量、分值、難度穩定,但會在穩定中求變,以體現課程改革和考試改革的方向和力度。
2.注重基礎,突出主干。力學中的物體受力分析、牛頓運動定律與運動規律的綜合應用、動量和動量守恒定律的應用、機械能守恒定律及能的轉化和守恒定律,電學中的帶電粒子在電磁場中的運動、有關電路的分析與計算、電磁感應現象及其應用等,仍可能成為命題的重點。
3.強調過程,突顯能力。試卷將以能力立意,重視物理情景和過程的分析,突出考查能力和素質,不僅考查5種學科能力,還會考查建模能力、理論聯系實際能力、語言表達能力等。
4.注重技能,凸顯創新。實驗題仍會有兩題,“一小拖一大”,堅持在考查基本技能的同時,考查考生的遷移能力、創新意識和實驗的科學素養。
(二)備考方略
根據近幾年的命題情況和考試大綱要求,筆者提出以下備考策略:第一輪夯實基礎,照章節復習,從知識入手,構建知識結構,強調技能訓練,此過程做到單元過關;第二輪提升能力,按專題復習,從題型入手,構建能力結構,強調綜合應用,此過程應做到以下幾點:
1.研習考試大綱,注重主干知識復習的深度和非主干知識復習的廣度。在第二輪復習過程中,首先要將所學知識點串成線、拉成面、形成網,將前后知識融會貫通。對于主干知識,要求學生把學習的基點放在對基本概念、基本規律和原理的理解上,總結典型而重要的物理模型、物理過程,拓展問題情景,變換思維角度,反復評估,從而掌握物理學的重要思想和方法。而對于非主干知識,也要重視,不留盲點。
2.注重學科內的綜合訓練。注意對各知識板塊的綜合,特別是力學和電磁學兩大板塊內容的綜合練習應達到一定深度,將力與運動、動量與能量的變化、守恒思想、場的觀念、電磁感應等主干知識有機融合起來,從不同的角度深入剖析,融會貫通,形成整體認識。
3.知識和方法并重,逐步提升能力。各知識板塊的內容雖然各不相同,但基本研究方法、物理模型、規律的表達有著許多共同的特征。在復習過程中要善于對比分析,區別不同點,掌握共同點,以期提高能力。中學物理思維方法有隔離法與整體法、聯想與類比法、等效法、理想模型法、圖像法、合成與分解法、逆向思維法、假設法、微元法、極限法、對稱法、外推法、數學(函數、幾何、歸納、數列、極值)法等。在能力提升方面應突出主干知識,尋找提高能力的支撐點;強化思維訓練,尋找觸類旁通的鏈接點;精選能力型試題,尋找提高能力的切入點。
4.強化題型訓練,提高應試針對性。高考試題題型穩定,仍由選擇題與非選擇題組成。選擇題特別注重對理解能力和推理能力的考查,其難度幾乎僅限于容易題和中檔題,復習時要注重雙基抓落實率、注重方法抓正確率、限時訓練抓解題速度。物理實驗的復習要動手、動腦、聯想和設計,在復習中要求學生重新動手實驗,自己思考分析實驗中出現的現象,歸納整理實驗原理,限時完成適量的設計性、探究性實驗習題。論述計算題訓練首先注意選題要有針對性,應以夯實基礎、追求質量為先,以落在實處為重,適量而精,并做到舉一反三;注意獨立分析、解決問題能力以及批判性思維習慣的培養,讓學生學會反思,不斷將知識和方法轉化為能力;重視應用型知識,突破新情境問題,提高知識和方法的遷移能力。此外,復習訓練應講究規范,要求學生堅持規范地使用物理定律、定理,時間久了必然會加深對規律的理解,能力自然會上升到新的層次;將習題做完整,許多物理題粗一看解題方向似乎很明顯,仔細一解才發現其中隱含著重要的變化及陷阱,因此,做題時務必要完整答題,而不是只抓住解題方向就“作罷”。完整的解答還要有嚴密的邏輯過程、簡明扼要的文字表述、單位處理和數字運算等。
電磁感應及其應用范文6
關鍵詞:人文;教育;物理;物理學史
在《普通高中課程標準實驗教科書·物理(選修1-1)》①的編寫中,我們在精要地展示物理學核心內容的同時,注意突出物理學深刻的文化內涵。使學生經歷從觀察、認識形式多樣的電磁現象到構建統一的電磁理論的探究過程;了解這些物理知識產生的背景及由此引發的人類思維、生產方式、生活方式的變革;認識科學技術和社會發展的互動關系;體會科學家不畏艱辛、勇于探索和創新的精神。[1]教材著眼于學生的終身發展,努力向學生提供正確的人文導向,力求較完美地實現科學教育與人文教育的有機融合。
一、展現科學文化與人文文化的相互影響
著名科學家拉比曾經說到:“只有把自然科學和人文科學融為一體,我們才能期望達到與我們的時代和我們這一代人相稱的智慧的頂點。”[2]
物理學是自然科學的重要分支,在把自然科學和人文學科融合的新教育理念上,承擔著其他學科不可替代的重要任務。在這本物理教材中,我們展示了物理學的發展與人文文化的相互影響,使學生感受科學文化與人文文化的相互促進作用。
教材在《致同學們》中從人類社會發展的大背景中,展示了科學技術的發展對人類文化的影響:
“遠古荒蠻的文明之初,投擲、尖劈、杠桿等知識幫助原始人群度過了漫長的舊石器時代。由于改造自然的能力的低下,人類創造了聽命于自然的圖騰文化。
弓箭、鉆木取火的發明,是最早的技術革命,它催生了畜牧業以及制陶和冶金技術。金屬農具的普遍使用,使人類進入到農業社會,產生了具有田園意趣、以自然啟示人格和藝術的人文文化。
從近代歐洲的文藝復興開始,科學實驗開辟了科學革命的道路,理性精神強力地滲透到文化當中,把人類推進到科學文化的時代?!?/p>
我們在展示物理知識的過程中,也注意介紹科學文化與人文文化的相互影響。例如,第一章第一節是通過講故事的方式引出人類對電的認識過程的:
“電閃雷鳴是常見的自然現象……蒙昧時期的人們認為雷電是“天神之火”,在很長的歷史時期內對它充滿畏懼。歐洲的文藝復興使得科學精神得到解放。活躍的科學思想和對自然現象豐富多彩的認識,鼓舞著人們擺脫傳統觀念和進行獨立思考的勇氣……
18世紀中葉,歐洲街頭盛行像演雜技那樣的靜電表演。1746年,富蘭克林在歐洲看到了這樣的表演,新奇的現象激發了他極大的興趣,就此開始了他的實驗研究……”
又如,在教材第一章第四節用“眾僧齊躍”的漫畫和生動的敘述引出了最早的電容器──“萊頓瓶”。
這些小故事展現了人們對神奇的電的威力的好奇。
我們通過列舉大量史實,說明人類關于電現象的研究是在好奇心的引導下,從研究神奇的靜電現象開始的。人們對電的認識經歷了從天上到人間、從定性到定量的歷程,使人類對電現象的認識從神學發展到科學。而這些與歐洲文藝復興時期人們思想解放的大背景有關。
在《普通高中課程標準實驗教科書·物理(選修1-1)》的編寫中,我們注意自始至終貫穿這種教育理念。例如,第二章“司南”的章首圖,第二章第一節中的“鄭和下西洋”,散布在教材各處的與物理學發展相關的“郵票”等,都試圖潛移默化地對學生樹立科學文化觀起到積極的作用。
二、加強“科學·技術·社會”的教育
我們在本教材中,編寫大量“科學·技術·社會”的內容,進行科學價值觀的教育。
人類在這個世界上,主要是通過對自然的認識和利用,求得自身的生存和發展。人類認識自然、利用自然的歷史,是人類歷史的一條主線。教材在緒言中敘述了以物理學理論和相關技術突破為先導的近代三次技術革命的發生及其對社會進步的巨大作用。這樣,就把物理學的發展放到整個社會發展的大背景中,使學生認識物理學的重大進步在人類的認識和生產力發展中產生的震撼人心的沖擊和推動。
在科學技術高度發展的今天,科學技術影響到社會生活的方方面面。科學技術已經賦予了人類強大的能力。我們的教育要使學生具有這樣的素質:可以不了解某些科學技術的細節問題,但應當了解如何掌握科學技術的應用方向,以有益而非有害的方式使用這種力量。
我們在教材編寫上以充分的材料,在能源、資源、生態、環境等關系社會可持續發展的熱點問題上,揭示科學技術的“雙刃劍效能”,以確立正確的對科學技術功能的社會評價觀念,增強學生的社會責任感,使學生“學會關心”:關心人類的命運,關心社會的可持續發展,關心科學技術的正確應用,促進形成正確的科學價值觀。
教材注意體現科學、技術、社會的相互關系,例如,在第四章“電磁波及其應用”中,我們先介紹麥克斯韋在理論上預言了電磁波,再介紹赫茲在實驗上證實了電磁波的存在,然后介紹電磁波在現代社會生活中的應用,最后一節“信息化社會”,把學生的視野擴展到科學技術給社會生活帶來的巨大變化上。這樣,我們以具體的歷史發展的時間為線索,展示科學帶來技術的發展,促進社會生活的變化。我們還用漫畫“互聯網改變了我們的生活和工作方式”形象地展示了這種變化,通過“大家談”的欄目讓學生從正反兩方面談科學技術對社會生活的影響。
為了進一步展現科學技術與社會的相互關系,我們注意強調人、社會與自然生態共榮,和諧發展。例如,我們談到太陽輻射時寫道:“眼睛把太陽在最強輻射區的輻射作為自己的接收對象,這樣就能看到最多的東西,獲得最豐富的信息。讀到這里,你是否又一次感到了自然萬物的絕妙與和諧?這是巧合呢,還是人類進化的結果?”在“尋找地外文明”一文中,我們呼吁:“時至今日,人們還沒有找到地外文明?,F在人類發現,文明星球目前只有一個──地球。生活在地球上的人們應該更加愛護自己的地球母親?!?/p>
三、發掘物理學史在科學思想和方法上的教育功能
現有的物理學知識都是人類從與自然界的長期對話中,經過無數的曲折與反復,進行抽象概括而獲得的。[3]對現有知識的歷史考察,可以把發現過程放在更真實的背景下,讓學生了解科學問題是如何提出的,它的自然原型和理想模型是什么,問題是如何解決的,相應的概念和定律是如何萌生、提煉和發展的,從而達到對知識本質的深入理解。在本教材中,我們精選了一些史料,運用歷史與邏輯結合的方法,幫助學生理解相關知識的本質和內涵,并得到物理思想上的升華。
培養崇尚科學的信念,即樹立對科學理性的堅定信仰,是培育科學精神的基石。在教材中,從科學定律神奇的預測和辨識功能中,引導學生體驗科學的巨大威力,激發他們崇尚科學的情結,并提高他們抵御偽科學的免疫力。例如在電磁學內容中,從奧斯特、法拉第的發現到電機的研制和電動力的廣泛應用,從麥克斯韋電磁場理論到對電磁波的預言和電通信事業的輝煌發展,都展示出科學理論的這種功能,教材給予明確的揭示和熱情的頌揚。
獨立思考和獨立判斷的能力,首先表現為懷疑和批判的精神。批判的頭腦,懷疑的目光,是激勵創新的先導。在以往的教學中,強調培養學生分析問題和解決問題的能力,我們認為在培養探究精神上,更應該強調提出問題的能力。因為,創造性活動總是起始于對困難或問題的認識,是圍繞著解決問題展開的。我們在教材中注意揭示物理學探索過程中問題背景的演化,闡明重大物理學問題產生的歷史條件和所導致的重大發現,培育學生善于提出科學問題的靈性和聰慧。例如,奧斯特從對電磁分立的懷疑開始,導致了電流磁效應的發現;麥克斯韋從對已知的電磁學規律的矛盾開始,提出“變化的電場產生磁場”的假說而完成了電磁場理論的創立,等等。
在物理知識的探求中,物理學家們鑄造和采用了一些有效的方法。如觀察實驗方法(庫侖發現電力作用定律,富蘭克林發現電荷守恒,奧斯特和法拉第的重要發現,赫茲檢驗電磁波,等等);綜合歸納方法(麥克斯韋創立電磁場理論);科學假設方法;類比推理方法;等等。幾乎在每一項重要的發現中,都有生動鮮活的研究方法的使用。我們在教材內容的闡述中,在知識和結論的講述上,注意揭示科學發現的方法論因素,期待科學大師們采用巧妙的方法作出科學發現的案例和經驗,能在學生的記憶中長期保留下去,并從中受到熏陶和感悟,產生科學思維訓練的長效作用。
在傳統的物理教材和教學中,向學生講述的多是科學中理性的、邏輯的方法。而在實際的科學發現中,科學家們的創造工作卻常常帶有濃厚的非理性、非邏輯的色彩。當一個科學家致力于解決某個問題時,對他的自由創造很少有意識地規定什么限制??茖W發現雖然可以通過不同的途徑獲得,但本質上都是一種為解決科學問題而進行的試探性的猜測,必須依賴于以對經驗的共鳴的理解為依據的直覺。直覺、靈感、頓悟、大膽猜測、科學想象,都是非邏輯的創造思維形式。高中物理選修第1系列的教材,改變傳統教材的做法,通過展示科學發現中的大量事例,反映了科學創造的這種非理性、非邏輯的特質。
轉貼于 科學想象力和大膽猜測,是創造性思維的重要特征,也是科學研究中的實在因素。對于培養創造性人才的目標來說,進行這種非邏輯的思維訓練,是不容忽視的。教材介紹了法拉第關于電場線、磁場線的直觀想象,引導他創立了“場”的新概念。
科學家的科學信念,實際上也是直覺思維和科學洞察力的一種表現形式。教材還介紹了奧斯特一直堅持各種自然力的統一性,法拉第本能地相信電磁作用的對稱性以及超距作用的可疑,使他們執著地走向最后的成功。
正因為許多重要的概念和假設,本身就不是從已有的理論中邏輯地推演出來的,如果在教學中以純粹的邏輯方法來講授,當然也是不可能的。例如,法拉第研究磁與電的相互關聯與轉換時,一批不同國家的科學家也在同時進行同一領域的研究,但大多都沒有成功。原因看來十分簡單,他們都把磁生電想象成是與電生磁相同的“穩態”效應。只有法拉第在大量實驗中悟出電磁感應現象產生的關鍵在于它是一種“瞬態”效應。第三章第一節中的“遺憾出自哪里”介紹了科拉頓實驗,說明就是因為未能在“瞬態效應”這一重要觀念上有所突破而錯失了發現機遇。在本章教材中,編者注意引用科學史實中的失敗案例來闡述物理觀念變革重要性,這有助于提升學生的思維品質,學會一些有用的科學思想方法,也使他們體會到物理知識形成過程的鮮活、可信,增進了學習物理的興趣。
四、探究方法不僅限于實驗探究,更注意培養學生的探究精神以學生為學習主體的高中物理選修第1系列教材,在內容的處理上,盡量回避繁難的數學公式的應用和計算,多采用定性或半定量的方法講述,以適應學生的能力水平。不在物理學的計算難度上下工夫,而注重引導學生在科學探究過程中建立大的科學觀和研究方法是本書的特點。
例如,第三章第一節“電磁感應現象”,教材注意以當時科學家探究電磁感應現象的線索對內容作適當安排,并增加一些可讀性較強的科學史料欄目,以突出對相關知識形成的“過程與方法”的展示。本節教材的整體設計是以探究的思路展開的,教材的內容結構概括如下圖。
“電磁感應”是電磁學的核心內容,盡管教材依據《普通高中物理課程標準(實驗)》的規定,已大大地降低了難度和要求,所涉及的知識均屬于“了解”層次,但如何使學生能夠比較清楚地了解電磁感應現象,識別產生感應電流的前提條件,仍是教學中的難點,需要循序漸進的概念構建,做較多的實驗演示和探究討論。這無疑給教學上帶來一個兩難局面:一方面要通過這一重要的物理概念規律的教學,給學生進行必要的科學素養訓練和知識儲備;另一方面,“電磁感應現象”的發現過程本身體現豐富的科學思想與文化底蘊,應作重點展示,以突出物理教育的人文價值。為解決這一教學疑難,教材不拘泥于傳統教學所關心的“知識點”,注意以發現“電磁感應現象”的認識程序和邏輯環節為主線,適當梳理相關知識脈絡,并在學生對物理觀念和圖景已有所領悟的基礎上,盡可能按這部分知識形成的本來面目,把這一探索過程的科學思想方法展現給學生,使學生在體驗科學家對未知世界的探究過程中,學習科學探究的方法。
在發展創新精神的今天,科學探究是非常值得提倡的學習活動。但這里應該強調,物理教學中的探究類型不應僅限于實驗探究,探究的方式也不應局限于固定的操作程式。具體到高中物理,特別是物理選修第1系列的教學,其科學探究活動更應不拘一格。除了初中階段學生就已熟悉的實驗探究,我們還設計了一些不全是實驗或完全沒有實驗的探究,例如,文獻檢索研討類探究,社會調查分析型探究以及包括“理想實驗”在內的理性思辨性探究,等等。
事實上,只要能夠圍繞某一科學課題,讓學生通過自主的問題解決過程,變未知為已知,提升科學素養,就是好的科學探究課。我們在教材的第三章和第四章都設計了課題研究這類的探究活動。例如,第三章的第七節“課題研究:電在我家中”是根據《普通高中物理課程標準(實驗)》關于擴展學生自主學習和獨立探索能力要求而設置的物理研修專題。為突出選修1模塊的人文特點,課本選擇了更偏重物理與技術、社會發展互動的家庭用電課題,相信會引起學生的研究興趣。本節的課題比較注重調查研究和查閱資料方法在課題研究中的作用,從課題的提出、研究形式與方法、研究的內容、研究成果的表現形式給出提示,并給出一些參考資料。這對于學生(文科)而言,無疑更有現實意義。
五、進行正確的思想教育
物理學是探討物質結構和運動規律的學科,它著重于物質世界普遍而基本的規律的探討,與哲學的關系是十分緊密的。從對物理學發展史上的大量發現個例的分析中不難看出,哲學在諸多物理發現中,特別在一些具有劃時代意義的發現中,具有不可忽視的啟迪作用??茖W發現無論如何也離不開正確的哲學觀點的指導,正如愛因斯坦所說:“如果把哲學理解為在最普通和最廣泛的形式中對知識的追求,那么顯然,哲學就可以被認為是全部科學研究之母?!盵4]
我們在“場的物質性”“能的物質性”“電磁世界圖景”以及“近距作用與超距作用的對立”的介紹中,都力求貫徹辯證唯物主義哲學觀點的教育。
科學理論的真理性與其表現形式的簡單、對稱、和諧統一是互為表里的。美學的直覺和高超的審美鑒賞力,引導著科學家叩開科學真理的大門。這本教材,結合知識的講授,引導學生去認識自然界質樸的統一,認識科學理論內在的美,從而潛移默化地培養他們的科學鑒賞力。
除此以外,我們還注意弘揚中華民族對世界文明的貢獻,對學生進行愛國主義和民族自信心的教育,例如,介紹了中國古代在靜電、靜磁、指南儀器的制造和航海上的應用方面的領先世界的發現。
我們還更注意挖掘利用物理進行思想品德教育的生動材料。物理學史上的大量事例表明,追求真理的科學理想和獻身精神,是科學偉人們取得成就的思想支撐。他們不畏艱險,勇于探索;廢寢忘食,惜時如金;不慕利祿,甘守清貧;嚴謹求實,敢于創新。在教材中向學生介紹科學家的生平、理想、貢獻和情操,引用他們的名言警句,對于學生樹立正確的人生觀,是有強烈感染力的。富蘭克林的獻身精神,奧斯特的執著探索,法拉第的甘守清貧,麥克斯韋的創新精神,在相應部分都有熱情的頌揚??茖W大師們身上閃現出的高尚品格,永遠是激勵后人奮發向上的精神食糧??茖W大師們追求科學真理的理想和獻身精神,以及他們的高尚品格、光輝言行,能為學生設置理想的人格典范,對他們人生價值的追求有深刻的影響。
在物理教育中如何更好地體現人文教育,使物理教育與人文教育相融合的道路還很長,讓我們大家共同探索吧。
① 人民教育出版社課程教材研究所物理課程教材研究開發中心編著。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.1.17.
[2]L R 韋伯.諾貝爾物理學獎獲得者[M].上海:上海譯文出版社,1985.133.