中学物理力学的教学法讨论.docx

中学物理力学的教学法讨论中学物理知识内容是物理学的初级层次严格地讲它的科学性系统性都受到了一定的限制它只是阐述了物理学中最基本最基础的知识并不是十分严谨的物理理论其主要内容是经典物理学的基础知识而以力学电学为重点本文就力学部分的教学法谈点看法一从全局观点分析力学部分教材从全局观点分析力学部分教材揭示物理学的基本规律有目的地提高学生的思维品质增强学生的物理思维能力对此应从以下三个方面认真分析教材力学教材的基本知识结构牛顿运动定律是经典力学的基础也是经典物理的基础之一动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁现行教材的体系是先讲静力学后讲运动学最后讲动力学把牛顿三定律按三一二的顺序安排第三定律放在静力学中讲授这种安排符合由易到难循序渐进的原则即学习静力学时有牛顿第三定律作准备知识学习牛顿第二定律时有力的合成与分解作先行通过静力学的教学要求学生正确理解力的概念物体受力分析是力学中的关键几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析所以静力学教学是最重要的基础物理思维方式思维是人脑对客观事物进行加工的过程是人脑的功能通过表象概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习研究中所体现的具体的一种思维方式在教材分析中掌握物理思维结构就是要掌握怎样运用思维的基本形式概念推理论证等和思维的基本方法比较分类鉴别分析综合归纳证明反驳等以便能更好地有目的地培养学生的思维能力第一章力要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向为物体受力分析做好准备力的三要素在初中已经讲过对质点来说不会发生关于力的作用点的问题而对刚体来说力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外还跟力的作用点的位置有关教材中虽然没有明确提出刚体概念但所说的物体都是指刚体力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果因此与其说力的作用点是一个要素还不如说力的作用线是一个要素物体的平衡用了平衡和固定转动轴的物体等理想模型方法力的分解和合成用了分析综合等效的方法第二章物体的运动用了理想模型过程模型的方法高中教材以初中教材为基础先提出质点这个理想化模型在研究物体在一直线上的运动以后立即研究物体在一个平面内运动的有关概念规律和描述方法运动学是力学的重要组成部分是学习其它各章的必备知识对平面运动的速度的合成与分解运用了分析综合等效的方法第三章牛顿运动定律用了经验归纳方法论虽然第一定律不能用实验直接证明但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性当今的实验已能近似地验证这个定律例如用气垫导轨实验运动物体滑块在水平方向可以近似地认为不受力因而它近似地做水平匀速直线运动随着科学技术的日益发展牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明牛顿第二定律是通过实验归纳得出的在功和能机械能守恒定律动量动量守恒这几章中主要是用了推理的方法如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的但应当明确一点这是一条实验规律是实践经验的总结是客观规律的反映这此规律能够相互推导这说明它们之间存在着内在联系动量定理出自于牛顿第二定律又异于牛顿第二定律牛顿第二定律是一个瞬时的关系而动量定理则说明状态过程它可以按过程始末状态处理物体的动量变化而不必涉及过程的细节如果只考虑两个物体的孤立体系把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来就得到作用前后的总动量不变我们可以用实验进行检验牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的振动与波一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程运用了动力学和运动学的基本规律导出满足机械能和机械振动规律的新结论数学是表达物理学规律最精确的语言在教学过程中只有将教材的教学方法结构搞清楚才能达到运用数学方法解决物理问题的目的在力这一章中重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题对物理矢量必须透彻理解掌握其数学运算法则矢量的平行四边形法则引导学生对代数和与矢量和进行对比体会矢量的质的差别从而自觉地运用矢量运算法则在物体的运动这一章中先提出质点这个理想化模型并研究质点动力学中的几个基本概念位移速度加速度等从数学角度分析这些量之间的函数关系包括文字叙述数学公式函数图象等再进行运动的合成与分解的矢量运算在牛顿运动定律这一章中牛顿运动定律起着承上启下的作用即能进一步加深对静力学运动学知识的理解又能为顺利学习机械能和动量铺平道路牛顿第二定律的数学表达式只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系过渡到分析物体受几个力产生加速度以及加速度与力的关系从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式在公式中力与加速度都是矢量故此式是一个矢量式牛顿第二定律概括了力的独立性原理或力的叠加原理即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加矢量和在解题中运用了正交分解法等基础知识机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上讨论力的空间和时间积累效应从而引出功和能冲量和动量等概念功和能将矢量运算变成了代数运算教材从力对物体做功引出动能和动量定理研究了重力弹力做功的特点引出势能的概念得出在只有重力弹力做功时机械能守恒最后从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系在讨论动量定理时应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系而动量定理则说明状态过程应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时只有在时才是相等的实验是讲述动量守恒定律的基础教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的而是一个独立的物理规律而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出目的是避免学生只是死记公式注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力在应用动量守恒定律时应选用惯性系物体的动量速度的大小和方向也与参照系的选取有关应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系机械振动和机械波是较复杂的机械运动它需要力学圆周运动运动图象等知识作基础简谐运动是最简单最基本的振动是讲清波的关键建立振动和波的联系与区别是突破机械波教学难点的关键二物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力而后者较前者更为重要从物理学本身来看它研究的各种现象和规律是互相联系的例如功和能的概念及能的转换和守恒定律又渗透在各个分科中教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的运用最科学的方法传授给学生又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力要重视知识的传授离开知识的掌握能力的发展就成为无源之水无本之木系统化结构化的教学在中学物理教学中贯穿力学的两条主线动能定理和动量定理机械能转换和守恒定律及动量守恒定律这两个定理两个定律来源于牛顿运动定律与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律是力学部分的重点知识围绕这两条主线要深入分析牛顿运动定律为这两个定理打好基础动量定理动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论它们提供的表达式与牛顿运动定律等价可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式而不是什么新的表达式但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一它们的作用远远超出了机械运动的范围培养学生的独立实验能力和自学能力要培养思想活跃有创新精神和创造能力的人材必须加强学生的实验能力和自学能力物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现做物理实验必须满足于一定的条件才能获得预想的结果如设计实验步骤选择测量仪器正确观察现象完整的读取数据严格的计算是做好实验不可缺少的过程让学生按照上述过程有目的的科学训练自觉地掌握科学实验的规律激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务调动学生的学习积极性就得改变由教师一讲到底的状况避免由于教师教学方法的单调而使学生产生厌烦情绪总之以学科体系的系统性贯穿始终使知识学习与智能训练融合于一体形成一个系统的完整框架所以系统化结构化的教学使学生头脑中形成力学体系的清晰图象有益于培养学生的探索精神从被动的学习转为主动的学习才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关取得良好的学习效果