如何在新課程中學(xué)好物理

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物理新課程以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為主要目標(biāo),以有教育價(jià)值的物理知識(shí)為課程內(nèi)容,充分體現(xiàn)出“淺、寬、活、新”的設(shè)計(jì)思想和自主、合作、探究的學(xué)習(xí)要求。這種前衛(wèi)的課程理念和人本化的課程目標(biāo)向我們表明,從生活中學(xué)物理、從STS中學(xué)物理、從探究中學(xué)物理、從實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理,必將成為新課程中學(xué)好物理的基本途徑。
    一、從生活中學(xué)物理
    從生活中學(xué)物理,就是要樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的科學(xué)道理,從中找到物理知識(shí)產(chǎn)生和形成的背景,勤于探究簡單日常用品或新器件中的科學(xué)原理,用學(xué)到的物理知識(shí)解釋生活、自然現(xiàn)象或解決生活中的問題。
    例1 夏季,農(nóng)戶家常用一種沒有燒過的粘土做的茶壺。觀察發(fā)現(xiàn),裝水后,壺的外壁總是潮濕的。請(qǐng)分析:這種茶壺能使里面的涼茶水變得更涼些的原因是___________。你認(rèn)為茶壺放在___________地方變涼效果會(huì)更好。
    例2 張笑同學(xué)用圖1的牽引裝置來鍛煉關(guān)節(jié)的功能。重物質(zhì)量為3kg,小腿拉繩使重物在4S內(nèi)勻速上升0.5m,若不計(jì)繩重及摩擦,求:
    (1)小腿拉重物所做的功;(2)小腿拉重物的功率。
    以上都是我們身邊的實(shí)例,并且與蒸發(fā)吸熱、影響蒸發(fā)快慢的條件、功與功率等知識(shí)密切聯(lián)系,這些實(shí)例充分表明生活處處有物理。通過細(xì)心觀察這些現(xiàn)象,合理提出相關(guān)問題,思考其中蘊(yùn)含的道理,可以促進(jìn)我們學(xué)以致用,使我們養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考、善于提問、善于聯(lián)想的良好習(xí)慣。
    二、從STS中學(xué)物理
    從STS(科學(xué)、技術(shù)、社會(huì))中學(xué)物理,就是要學(xué)會(huì)從科技進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的事實(shí)中尋找物理素材,發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題,在解決問題中鍛煉、提高分析、解決新情境問題的能力特別是物理建模能力,從而理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)之間的相互關(guān)系。
    例3 2003年10月15日9時(shí)整,我國第一艘載人飛船“神舟五號(hào)”由“長征二號(hào)F”運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,10多分鐘后,成功進(jìn)入預(yù)定軌道。我國首位航天員楊利偉帶著國人的千年企盼夢(mèng)圓浩瀚太空,中國成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立載人航天的國家。
    (1)火箭在加速上升過程中機(jī)械能(填“增大”“減小”或“不變”),這個(gè)能量是由___________能轉(zhuǎn)化而來的。由于地球自西向東不停地自轉(zhuǎn),為節(jié)省燃料,火箭升空后應(yīng)向___________方向飛行(填“偏東”或“偏西”);
    (2)楊利偉在太空中飛行21小時(shí),繞地球14圈,在此過程中他能看到___________次日出;
    (3)在飛船的返回艙表面涂有一層特殊的材料,這種材料遇高溫時(shí)要熔化、汽化而__________大量的熱量,從而防止飛船在返回地面時(shí)與大氣層摩擦而被燒壞;
    (4)目前,中國正在實(shí)施“嫦娥一號(hào)”登月工程,已知月球表面沒有空氣、沒有磁場,引力為地球的1/6,假如你登上月球,你能夠?qū)崿F(xiàn)的愿望是___________。(填代號(hào))
    A.用指南針判斷方向
    B.輕易將100kg物體舉過頭頂
    C.放飛風(fēng)箏
    D.做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外水銀面高度差為76cm
    例4 請(qǐng)?jiān)谧屑?xì)閱讀下面的短文后,按要求回答文章后面的問題。
    近張小姐十分苦惱,因?yàn)樗姆孔诱龑?duì)著一座大廈的玻璃幕墻。有時(shí)站在她家窗前,看到對(duì)面玻璃幕墻就像平面鏡一樣,將同樓居民家的一舉一動(dòng)看得清清楚楚。玻璃幕墻的反光也使她苦不堪言,只要是晴天,她的房間就被強(qiáng)烈的反射光線照得通亮,無法正常休息。尤其是那種凹形建筑物,其玻璃幕墻在客觀上形成一種巨型聚光鏡,一個(gè)幾十甚至幾百平方米的凹透鏡,其聚光功能是是相當(dāng)可觀的,能使局部溫度升高,造成火災(zāi)隱患……
    (1)從文中找出一個(gè)光學(xué)方面的物理知識(shí)填入橫議:______________;
    (2)文中有一處出現(xiàn)了科學(xué)性的錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤句子下面畫上橫線;
    (3)從文中找出一個(gè)玻璃幕墻給居民生活帶來的不便或危害的實(shí)例:______________;
    (4)如何預(yù)防光污染?請(qǐng)你提出一條合理化建議:______________。
    這些實(shí)例以現(xiàn)代科技和社會(huì)生活為背景,通過物理建模把這些事實(shí)與能的轉(zhuǎn)化、慣性、地球自轉(zhuǎn)周期、熔化、汽化吸熱、指南針工作原理、重力與質(zhì)量關(guān)系、流動(dòng)氣體壓強(qiáng)、托里拆利實(shí)驗(yàn)、平面鏡成像、光的反射、凹鏡會(huì)聚作用等知識(shí)聯(lián)系起來,有利于培養(yǎng)我們的發(fā)散思維和物理建模能力、這些背景材料原本是綜合性的、模糊的,其中的物理問題也是隱蔽的和零散的,需要我們通過課外閱讀、資料查詢和社會(huì)實(shí)踐等,用物理的眼光去發(fā)現(xiàn)、去收集、去加了、去解決。在這一過程中,我們既加強(qiáng)了理論與實(shí)際的聯(lián)系,用活了知識(shí),又從正反兩方面認(rèn)識(shí)了科技進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,增強(qiáng)了科學(xué)決策和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。
    三、從探究中學(xué)物理
    在新課程中,科學(xué)探究不僅是一種學(xué)習(xí)方式,而且是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。我們的物理學(xué)習(xí)應(yīng)改變過去被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)模式為主動(dòng)獲取的學(xué)習(xí)模式,積極參與探究活動(dòng),體驗(yàn)探究過程,感悟探究思想,掌握探究方法。
    例5 如圖2(甲)所示,是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖。洞穴有兩個(gè)出口,一個(gè)是平的,而另一個(gè)則是隆起的圓形土堆。生物學(xué)家不是很清楚其中的原因,他們猜想:草原犬鼠把其中的一個(gè)洞口堆成土包狀,是為了建一處視野開闊的瞻望臺(tái),但是如果這一假設(shè)成立的話,它又為什么不在兩個(gè)洞口都堆上土包呢?那樣不就有了兩個(gè)瞻望臺(tái)嗎?實(shí)際上,兩個(gè)洞口的形狀不同,決定了洞穴中空氣流動(dòng)的方向。吹過平坦表面的風(fēng)運(yùn)動(dòng)速度小,壓強(qiáng)大;吹過隆起表面的風(fēng)速度大,壓強(qiáng)小。因此,地面上風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴,給犬鼠帶去了習(xí)習(xí)涼風(fēng)。
    根據(jù)以上材料回答下列問題:
    (1)在圖2(甲)中標(biāo)出洞穴中空氣流動(dòng)的方向。
    (2)試著運(yùn)用上文提到的物理知識(shí)說明,乘客為什么必須站在安全線以外的位置候車,如圖2(乙)?
    例6 電學(xué)課中,老師曾講過“水果電池”,激發(fā)了某同學(xué)對(duì)蘋果導(dǎo)電性能的探究。
    (1)你認(rèn)為蘋果的導(dǎo)電性能可能與蘋果的哪些因素有關(guān)?
    你的猜想是______________。
    (2)下表是該同學(xué)用伏安法,在一定電壓下研究蘋果的形狀、甜度和通過的電流的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
    蘋果1 一般甜
    蘋果2 較甜
    蘋果3 很甜
    完整
    100(μA)
    200(μA)
    300(μA)
    削了皮
    100(μA)
    200(μA)
    300(μA)
    切掉一部分
    100(μA)
    200(μA)
    300(μA)
    根據(jù)上述表格信息,把能得出的探究結(jié)論寫出兩條填在橫線上。
    結(jié)論一:______________;
    結(jié)論二:______________。
    上述兩例,前一例是我們親身感受或聽說過的,但其中的科學(xué)道理卻難以說清,后一例的結(jié)論是我們未知的,需要我們?nèi)ヌ骄?。解決這些問題,需要從文字、圖表、數(shù)據(jù)中獲取信息,充分運(yùn)用想象、對(duì)比、分析與綜合等思維,概括歸納出正確結(jié)論,在這里死記硬背知識(shí)結(jié)論顯然是沒有用的。因此,我們的物理學(xué)習(xí)不僅要學(xué)知識(shí),更重要的是學(xué)習(xí)獲取知識(shí)、解決問題的方法。
    四、從實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理
    實(shí)驗(yàn)既是物理學(xué)科的重要內(nèi)容,也是培養(yǎng)我們觀察、動(dòng)手能力的重要途徑。從實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理,除了理解物理原理、了解儀器特點(diǎn)及使用方法、掌握基本實(shí)驗(yàn)技能外,更要重視經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、培養(yǎng)動(dòng)手解決問題的實(shí)踐能力。
    例7 小華同學(xué)測定食用色拉油密度的實(shí)驗(yàn)方法及步驟完全正確。圖3顯示的是他測量的相關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)幫小華填寫下表中空白測量量和數(shù)據(jù)。
    燒杯和油的總質(zhì)量(g)
    倒出適量油后燒杯和油的總質(zhì)量(g)
    倒出的油的質(zhì)量(g)
    油的密度(g/cm3)
    例8 下面是你某次與另兩位同學(xué)合作完成的實(shí)驗(yàn)。
    實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定一段金屬絲的電阻(約10Ω)。
    實(shí)驗(yàn)器材:電源(3V);定值電阻3個(gè)R01;(0.1Ω)、R02(10Ω)、R03(100Ω);電表1個(gè)(只有0~0.6A量程能用);單刀單擲開關(guān)2個(gè);導(dǎo)線若干。
    (1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4(a)的實(shí)驗(yàn)電路圖,得到一致認(rèn)同。乙同學(xué)按圖4(a)完成了實(shí)物連線如圖4(b),但有一處連線錯(cuò)誤,請(qǐng)你把錯(cuò)誤的導(dǎo)線打上“×”。
    (2)在選用定值電阻R0時(shí)引起爭議,甲認(rèn)為選R01(0.1Ω),乙認(rèn)為選R03(1000Ω),你認(rèn)為應(yīng)選用__________,其理由是:①__________;②__________。
    上述例7“測色拉油的密度”不是書本上的實(shí)驗(yàn),表中要填1個(gè)待測物理量和4個(gè)數(shù)據(jù),這實(shí)際上要求我們會(huì)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)儀器和方法熟練進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測量和讀數(shù)。例8則要求我們能對(duì)電路的連接做出正、誤判斷,能在與同學(xué)合作交流中正確表述自己的觀點(diǎn)和理由,這正是新課程對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新要求。
    總之,只要我們根據(jù)新課程的特點(diǎn),明確新的課程目標(biāo),樹立新的學(xué)習(xí)理念,采取靈活的學(xué)習(xí)方式,就一定能在新課程中學(xué)好物理。
    參考答案
    例1:外壁潮濕不斷蒸發(fā),從壺內(nèi)吸熱,使壺內(nèi)水變涼通風(fēng)陰涼的
    例2:(1)15J?。?)3.75W
    例3:(1)增大 內(nèi) (化學(xué)) 偏東?。?) 14?。?)吸收 (4)B
    例4:(1)平面鏡成像(或光的反射等)?。?)一個(gè)幾十甚至幾百平方米的凹透鏡,其聚光功能是相當(dāng)可觀的 (3)造成火災(zāi)隱患(或危害居民身體健康、暴露生活隱私等)?。?)建議對(duì)城市使用玻璃幕墻的范圍、設(shè)計(jì)、制作和安裝制訂一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(或限制使用玻璃幕墻等)
    例5:(1)空氣從左邊洞口進(jìn),右邊洞口出;圖略?!。?)運(yùn)動(dòng)火車周圍的空氣流速大,壓強(qiáng)小,乘客靠近運(yùn)動(dòng)的火車容易被火車“吸引”而造成危險(xiǎn)。
    例6:(1)蘋果的大小、形狀、酸甜程度、是否成熟、品種等(圍繞蘋果答出一個(gè)即可);?。?)結(jié)論:電壓一定時(shí),通過蘋果的電流與蘋果的甜度有關(guān),越甜電流越大;電壓一定時(shí),通過蘋果的電流與蘋果的形狀無關(guān)(意義相近即可)。
    例7:從左到右表格中應(yīng)填數(shù)據(jù)分別為:33.8 17 倒出油的體積(cm3) 200.84
    例8:(1)從開關(guān)S2的左接線柱到電流表的負(fù)極之間的連線是錯(cuò)誤的,圖略。 (2)R02理由是:①當(dāng)選R01時(shí),如開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2無論閉合與斷開,整個(gè)電路的電阻非常小,電流很大,會(huì)燒壞電流表?、诋?dāng)選R03時(shí),閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電路中的電阻很大,電流很小,電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù)。