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    物理_教学研究

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    整合物理学史,以校本课程提高课堂效率

    整合物理学史,以校本课程提高课堂效率

    摘要整合科学史于科学教育教学之中,已经成为国际上重要的科学教育趋势。在我国,许多高中教育者认识到物理学史的教学对中学物理教育具有重要的意义,并进行了研究和取得了不少的成果。但是,由于教材编排和教学统筹的局限,目前还没有把物理学史系统地整合到初中物理教学中的具体做法。笔者认为通过①精挑文本资源,以物理学思想方法提升课堂效率②激发积极情感,充分发挥物理学史的动力作用③整合物理学史与STS,巧“留白”,让学生提供充分参与课堂等方法能形成精品校本课例,确实地提高课堂效率。关键词 整合 物理学史 提高课堂效率正文教材既是学生掌握知识和方法的主要依据,又是培养学生能力的凭借和载体。我们的教学任务不仅是把教材知识传授给学生,更重要的是使学生通过学习教材内的知识和方法,为探求未知世界打下坚实的基础,以激发学生探索热情,培养其创新精神和创造能力,进而提高综合素质。因而,初中教学中要千方百计创设教学情境,把全国教材作为凭借,把教师置于组织者和指导者的地位,通过整合物理学史,多角度挖掘教材的潜在价值,提高课堂效率,使教材的死内容变成活知识,再把学活的知识转化为能力。具体说应做到以下几点: 一、精挑文本资源,以物理学思想方法提升课堂效率新教材中能整合物理学史的素材非常多,一般来说,物理学史包括科学家语录;物理原理及定律的发现过程;物理原理、定律发现的方法;阐述某些发现在历史中的地位;佯谬的介绍;对基本物理定律或理论体系的评述;科学家的生平;各物理学派、假说间的争议;我国科学技术与物理文化等九种形式。教师应对“海量”的史料,进行适当的删减和修正,使之既能恰到好处地起到理想的教学作用,又不会过于臃肿以至于影响了教材的教学进度。例如,学习八年级§9.3电动机时,涉及的物理学史主要有两位科学家:奥斯特·奥斯特实验在历史上相当长一段里,物理学只是关于运动、热、光、电、磁以及大家所知道的其他现象的零散的汇总。到了19世纪初,奥斯特意识到声、光、热、力、电、磁等各种自然现象间存在普遍而相互的联系。经过17年的苦苦思索与实验研究,1820年4月,奥斯特利用伏打电堆、白金丝、粗铜导线以及玻璃、木板、水、树脂、陶器、石头等介质,先后做了60多个实验,都得到同一个结果,终于第一次揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的。1820年7月21日,奥斯特把他观察的结果发表成题为《关于磁体周围电冲突的实验》的论文,轰动了科学界,揭开了物理学史上的一个新纪元。 安培·安培定则的由来1820年7月21日,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,轰动了整个欧洲。9月11日安培得知这一消息后,第二天就重新做了奥斯特的实验。实验中他惊奇的发现,磁针转动的方向和电流的方向有一定的规律。9月18日,在法国科学院学术报告会上,安培高兴地报告了他的重要发现,使科学家们赞叹不已。后来,这个定则就被命名为安培定则。第二段史料虽然体现了安培对前人成果的迅速继承与再发展,但未能与教科书内容有机结合,果断舍弃。而第一段物理学史,虽然多花1分钟的时间,却突出了物理学思想方法,“自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用,并且尽可能把它们归纳为一些普遍的法则和一般定律——用观察和实验来建立这些法则,从而导出事物的原因和结果”。更阐明了这一科学发现在历史中的地位,及其带来的社会发展和技术进步对人类发展的影响,所以把它整合在课题引入部分。 又如,学习九年级§13.4杠杆 时,可采用整合阿基米德的史料和如下的图片。教学可设计如下:活动1:由阿基米德的豪言壮语引入“给我一个支点,我就能撬动整个地球”活动2:学生通过观察古代利用杠杆和生活中的杠杆的图片自主归纳杠杆的共同特点活动3:杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂活动4:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆活动5:阿基米德真能撬动地球吗?首先,要在地球上举起与地球等重量的物体要6×1022的力,若他能用的最大力为600N,根据杠杆平衡条件,动力臂要是阻力臂的1022倍。而即使有这样长的杠杆,在茫茫宇宙中,也不会有相对于地球静止的固定支点,因为太阳系中的星体无时无刻不在运动着。而即使找到这样的支点,哪怕只是撬动地球1mm,他在宇宙中所画过的圆弧也会达到1017km(约10000光年),这够他玩100辈子了。教学设计中恰当地融入了科学家的名言妙语,用简单的一两句话,勾勒出即将学习的物理知识、方法及其科学家的科学思想和科学精神,抓住学生的注意力,激发学生的求知欲望;小结与引入遥相呼应,通过浓缩、严谨、严密的计算,提高学生的科学胆略和推理能力。这样做,不仅是知识和方法的传递,更是心灵的唤醒,回味无穷。整个课堂学生精力集中,兴趣盎然,思维积极活跃。 对教材中那些理论性强、难以理解的内容,在教学设计中,如果能结合教学内容的特点和教学要求,恰当地引入物理学史料,定会抓住学生的注意力,激发学生的求知欲望,使其始终处于积极动脑的状态,比教师单纯地讲述,或让学生死记课本知识会获得更好的效果,实际上提升了课堂效率。 二、激发积极情感,充分发挥物理学史的动力作用教材内容的情感教育,是指如何利用教材中情感素材,有目的地培养学生良好的情感品质,防止和克服消极情感,使学生身心获得健全的发展。物理学史中有大量情感教育素材,如果我们能潜心地去挖掘这些素材,寓情感教育于教学之中,就一定能达到上述目的。为此可以从以下几方面入手。1、挖掘物理学史的吸引力,激发学生学习的积极情感。简单的加工处理,就能使物理学史立刻变得富有情感性。例如,学习八年级上册§2.2光的反射 时,可整合如下物理学史:公元前216年,罗马帝国从海路进攻叙拉古,叙拉古的物理学家阿基米德眼见国土危急,他召集城中妇女手持镜子,一起将阳光反射到罗马军舰的船帆上。多面镜子会聚太阳光产生的高温,烧毁敌人船帆,成功地保卫了自己的家园。一句简单的反问“古代的妇女能在短时间内,学会利用镜子反射的方法,那我们现代聪明的同学们,能学会‘光的反射’吗?”学生的学习情绪顿时高涨起来,怀着强烈的好胜心,精力高度集中起来。2、树立榜样,激发学生的勇敢精神,克服畏难情绪。教材中有很多中外科学家在科学研究事业中的伟大发现和轶事,是对学生进行思想教育的好素材。例如,电学一向是物理学中的难点,学习八年级上册§5.1电荷 时,可整合如下物理学史:富兰克林不惧生命危险,进行了著名的“风筝实验”,利用风筝引下雷电的火花,最终证实闪电实际上就是大量的静电。并提出了避雷针的设想,由此而制造的避雷针,避免了雷击灾难,破除了迷信。物理学史中科学家们不畏艰险,不怕牺牲,勇于实践和创新的精神,必将大大鼓舞学生的学习积极性;物理学的发展史同时就是人类的科技发展史,它涉及人们日常生活的吃、穿、用、住、行等各个方面,它能分析和解决社会、生活中的实际问题,越了解物理学史越能使学生体会到学习物理的真正价值,充分发挥学生非智力因素对认识过程的动力作用。 三、整合物理学史与STS,巧“留白”,让学生提供充分参与课堂现代教学论认为,启发式不是一种具体的教学方法,而是一种方法论的指导思想。凡是能调动学生的学习自觉性、积极性,引导学生积极思考、主动实践的一切方式方法,均可称为启发式教学。如果在科学发展史与STS的整合中,恰到好处地“留白”,给学生以自主思考和自由发展的空间,就创设了无限遐想和创造的空间,启发了学生的发散思维,有利于提高物理课堂的效率。例如,学习八年级下册§9.6电动机 一节内“生活中的电动机”时,我布置了查“动力源、动力装置的发展史”资料的预习作业,让学生自主搜集直观性图片使其注意生活与物理的联系,增加了学生学习的价值体验。以下是学生当时搜集的资料:动力源的、动力装置的发展一直带动着人类生产力的进步,结合图片把电动机与人力、畜力、水轮机、风车、蒸汽机、内燃机对比并结合“环保低碳”理念展望电动汽车的未来。上述教学设计中以教材与物理学史为依据,但不局限于教材与物理学史,从知识、能力等多方面向外延伸和扩展,拓宽了学生的视野和知识面,使学生掌握更多的知识。可见,整合物理学史于物理教学时,与其大包大揽,不如充分发挥学生的主体作用,让学生利用网络资源参与资料搜集,就能培养学生主动查阅,收集相关资料的学习习惯,提高学生的自学能力。 笔者作为初二备课组长,通过上述的方法与备课组老师共同进步,并在实际教学中选取符合初中学生认识水平和接受能力的科学史内容,不断优化教学设计,形成了5个精品课例,上升为校本课程,确实地提高了物理的课堂效率,深受学生和家长的欢迎,领导的赞许,2009-2010学年初二级参加期末区统考,物理学科超区平均0.4分。为了使初中物理教学符合历史发展观,使初中学生具有正确的科学发展观,并把所学的物理知识通过历史的角度去深入理解,具有更高的科学素养,整合物理学史不能只停留在理论阶段。我将继续以提高课堂效率为目的,在教学实践中坚持不懈地不断改进、不断完善、不断丰富校本课程,从物理学史文献中筛选、提炼出能和中学物理教学有机整合的物理学发展史的核心内容,并结合初中学生的实际进行科学整合,及时总结经验和教训,形成精品校本课例,为课题研究在更广的范围内推行奠定良好的基础。 参考文献著作 [1]《全日制义务教育物理课程标准》 人民教育出版社2003. [2] 梁中怡《整合物理学史于中学物理教学的研究》开题报告 2007.1

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    1. 整合物理学史,以校本课程提高课堂效率 2015/07/02
    2. 物理课堂教学的探讨 2015/07/02
    3. 创设物理教学情境,激发学生的探究欲 2015/07/02

    物理_教案精选

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    测量物质的密度

    测量物质的密度

    第四节、测量物质的密度(一) 学习目标 1、知识与技能目标:(1) 通过实验进一步巩固物质密度的概念;(2) 尝试用密度知识解决简单的问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象;(3) 学会量筒的使用方法,一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。2、过程与方法目标: 通过探究活动学会测量液体和固体的密度。学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。3、情感、态度与价值观目标: 培养学生严谨的科学态度。(二) 学法点拨本节在学习质量、密度概念及用天平测量质量的基础上,学习测量物质的密度。学习利用公式间接测定某个物理量的方法。量筒的容积单位一般是毫升(mL), 也有使用立方厘米(cm3)作单位的。1mL=1cm3.同许多测量仪器(电流表、电压表、天平)一样,量筒也有量程和分度值。测量物体体积的方法:规则形状物体可以用直尺测量。不规则形状物体可以用量筒测量。用量筒测量体积常用“溢杯法”:将物体浸入盛满水的容器中,同时将溢出的水接到量筒中,读取量筒内水的数值便是该物体的体积。测量石蜡等密度密度比水的密度小的固体的体积,可以采用“悬垂法”:先读取悬挂重物被浸没于量筒中液体对应的体积,再将石蜡和重物系在一起浸没于量筒中,读取此时的液体体积,两者的差便是石蜡的体积。 教学过程一、引入新课通过上一节课学习,我们知道密度是物质的一种特性。在实际应用中有重要的意义。1、问:什么叫物质的密度?怎样计算物质密度?2、出示一块长方体铁块,问:要测这铁块的密度,需要测哪些量?用什么器材测量?记录哪些量?怎样求出铁块的密度?3、再出示一块任意形状的石块和装在小碗的盐水问:能否用测长方体铁块密度的方法测这块石块的密度和小碗里的盐水?用刻度尺不行,那么用什么仪器来测定形状不规则的石块和盐水的体积?出示量筒,指出液体的体积可以用量筒来测量。二、量筒的使用指出:量筒中液面呈凹形时,读数时要以凹形的底部为准,且视线要与液面相平,与刻度线垂直。1、探究怎样用量筒测量不规则形状物体的体积方法:先在量筒中装入适量的水(以待测体积的物体放入量筒后能完全浸没,且量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值为准),读出此时量筒中水的体积V1;将不规则形状物体浸没在量筒中,读出此时量筒中水面所对应的刻度值V2。V2与V1的差值就是被测不规则形状物体的体积。2、了解这种测量方法的原理:利用等量占据空间替代的方法进行测量。3、尝试测量一个塑料块的体积。4、探究怎样用量筒测量一些形状不规则且无法浸入量筒之内的固体的体积。可采用“溢杯法”测量其体积。所谓“溢杯法”即将物体浸入盛满水的容器内,同时将溢出的水接到量筒中,读取的数值便是该物体的体积。但现有量筒一次不能盛取石块溢出的水量,可用较大容器盛接溢出的水,再分若干次用量筒测量所接到的水,多次读取数据,最后相加得到石块的体积。5、探究怎样用量筒测量密度小于水的不规则物体的体积。(1) 压入法:用一根细而长的铁丝将蜡块压入水中。蜡块投进量筒和压入水中后量筒中水面所对的刻度的差值就是烹块的体积。(2) 沉锤法:用细线将一个钩码系在蜡块下面,用细线吊着蜡块和钩码放入量筒,钩码先浸没在水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V1,然后钩码和蜡块一起浸入水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V2,V2与V1的差值就是蜡块的体积。 三、测量形状不规则的塑料块和盐水的密度1、学生分组设计实验方案、设计实验数据记录表格。2、各小组间交流所设计的实验方案。根据交流结果对自己设计的实验方案进行适当调整。3、各小组汇报实验数据,然后进行讨论;引导学生进一步体会到:密度是属于物质本身的一种特性,其大小与物质的质量、体积无关,它与物质种类有关,同一种物质密度相同。达标自查1、测量一种物质的密度,一般需要测量它的 和 。然后利用公式 ,计算出物质的密度。这是一种 (填“直接”或者“间接”)测量法。2、测量形状不规则固体体积的时候,要用量筒来测量,量筒的容积要适量,适量的含义是固体 (填“能够”或者“不能”)浸没入液体中。3、小亮做测量石块的密度的实验,量筒中水的体积是40mL,石块浸没在水里的时候,体积增大到70mL,天平测量的砝码数是50g,20g,5g各一个。游码在2 .4g的位置。这个石块的质量是 ,体积是 ,密度是 。4、为了减轻飞机的质量,制造飞机时,应该选用密度较 的材料。5、下列是不同量筒的量程和分度值,小明同学要测量出密度是0.8g/cm3的酒精100g ,则应选择( )A、50mL,5 mL B、100 mL,2 mL C、250 mL,5 mL D、400 mL,10 mL 6、使用托盘天平的时候,下列做法错误的是( )A、加减砝码的时候,可以用手轻拿轻放 B、不允许把化学药品直接放在天平托盘里C、被测物体不能超过天平的量程D、被测物体的质量等于右盘砝码的质量加上游码的读数7、用天平和量筒测量食用油密度的实验中,不必要且不合理的是( )A、 用天平称出空烧杯的质量B、 将适量的食用油倒入烧杯中,用天平测出杯和油的总质量C、 将烧杯中的油倒入量筒中读出油的体积D、 用天平测出倒掉油以后烧杯的质量8、下面是小明在测铁块密度时的主要步骤,请你写下正确的操作步骤序号( )A、 将m、V代入公式中,算出铁块密度B、 铁块用细线拴好轻轻放入水中,测出水和铁块的总体积V2C、 在量筒中倒入一部分水,测出水的体积V1D、 用天平称出铁块的质量mE、 根据数据V1 、V2算出铁块的体积V9、根据密度的公式,下列说法正确的是( )A、质量越大,密度越大 B、体积越大,密度越小 C、密度是物质的性质,与质量、体积无关能力提高10、在调节托盘天平指针前,发现指针偏向刻度线中央的右侧。为使天平横梁平衡,应将横梁右端的调节螺母( )A、向或移动 B、向左移动 C、不必移动,而移动游码 D、以上三种都可以11、给你一台天平、一把直尺、一枝铅笔,测出一卷细铜丝的长度,写出你的方法。12、用铁、木分别做成体积相同的实心立方体,问哪一个质量大?为什么?13、小实验: 测量雪的密度问题:雪的密度在任何地方、不同的时间都一样吗?材料: 两个同样大小的玻璃或塑料筒(高约25cm,直径约7cm); 两个塑料袋,一架天平,一个量筒。操作过程:(1) 在冬天时将塑料袋装满雪,记下雪的类型(例如,湿雪、干雪、干粉状雪等)及室外空气的温度;(2) 返回教室内把雪全部倒入一个大碗里;(1) 将一个圆筒称重(m1), 仔细地装满雪,不要使筒内留下空隙,再一次将圆筒称重(m2),m2-m1即测得的雪的质量;(2) 取第二个圆筒测量它的体积。方法有二:一是用量具测量;二是将圆筒装满水,用量筒测出其体积,记录下需要水的数量(mL)(3) 雪的密度等于雪的质量除以圆筒的体积;雪的密度=(4) 在不同温度下重复这个实验,观察雪的密度在不同温度下是否相同。14、为了判断一个铁球是不是空心的,某同学测得如下数据: 铁球的m/g 水的体积V/mL 水和铁球的总体积V/mL 79 60.0 90.0 table {border-collapse: collapse;}td {padding: 5px;border: 1px solid grey;}(1) 做这个实验需要哪些器材?主要步骤怎样?(2) 该铁球是空心的,还是实心的?(3) 若铁球是空心的,空心部分的体积是多少?

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    1. 测量物质的密度 2015/07/02
    2. 密度 2015/07/02
    3. 质量教案 2015/07/02

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    欧姆定律

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    1. 欧姆定律 2015/07/02
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    密度计算习题

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    1. 密度计算习题 2015/07/02
    2. 中学物理实验操作仿真考试 2015/07/02
    3. 比热容习题 2015/07/02