運用物理模型、圖表與幻燈
物理學所研究的內容大到宇宙小到原子結構,物理教學不可能將研究對象都在課堂上展現給學生。即使是我們身邊的物體如一些機械或常用的實驗儀器也大多結構複雜,不易直接觀察。因此,在物理教學中經常需要運用模型、圖表、幻燈將不易觀察或無法直接觀察到的物體、物理現象、物理過程形象生動地展現給學生,運用這些媒體揭示物理現象的本質和規律,幫助學生完成認知過程,掌握物理知識。物理教師應該不斷地研究模型、圖表、幻燈在教學中的作用和功效,根據教學內容、學生心理特點和認知規律,科學有效地運用這些媒體,掌握運用這些媒體的技能、技巧,充分發揮它們在教學中的作用,提高教學質量。
一、運用物理模型進行教學
(一)物理模型在教學中的作用
模型是根據教學需要,以實物為原型,經過加工而模擬製作的仿造品,物理教學中常用的模型有實物模型和剖麵模型。它可以將客觀實物縮小或放大,可以展現宏觀或微觀的物體。利用模型能幫助學生認識物體的立體外形,也能將物體不易觀察的部分顯露出來,揭示其內部結構。學生通過觀察模型能全麵透徹地認識客觀物體。例如:汽油機模型,不僅能演示其外部曲軸的運動,還能讓學生觀察到活塞在氣缸裏的運動。進而易於理解汽油機的工作原理。汽油機模型能客觀地反映出汽油機的立體結構,這是其它教學手段不能實現的,特別是模型對汽缸內活塞運動的展示,是觀察汽油機實物也無法感知的。可見模型在教學中具有獨特的作用,教師應充分發揮模型的功能。
(二)怎樣運用物理模型進行教學
利用模型進行教學,既要向學生傳授知識,又要培養學生的能力。應抓住模型給學生提供觀察的時機,培養學生觀察分析、綜合歸納的能力。在出示模型前,教師要結合觀察的目的、要求、方法,提出問題,使學生做好心理準備,然後再出示模型並演示。教師要指導學生進行有序觀察,並引導學生在觀察的基礎上經過思考、分析、綜合後回答有關問題,逐步完成認知過程。例如在汽油機教學中,讓學生觀察模型前,教師可以用表格提出觀察的順序和思考問題,見表7,然後出示模型並演示,學生在教師的引導下進行觀察、分析、綜合、歸納後回答問題,完成認識過程。教師最後進行總結和評價,完成傳授知識、培養能力的完整過程。運用模型進行教學時教師應講明模型與實物的區別,避免學生誤把模型當作實物。
二、運用物理圖表進行教學
(一)物理圖表在教學中的作用
圖表能夠傳遞物理知識信息,具有交流物理意識的作用,是物理學的特殊語言。圖表能簡潔地揭示物理規律,清晰、直觀地描述物理過程,鮮明地表達物理特點,正確地反映實驗規律,直觀地表示物理量變化的總趨勢。圖表所負載的內函與外延是複雜的、看不見的物理現象、過程或規律,具有高度的抽象性和概括性,是物理教學的重要媒體。教師在教學中熟練地運用圖表,能使教學直觀、生動,簡練;使學生獲得的知識形象具體,簡單明了,便於理解、記憶。經過教師的培養,學生具有了運用物理圖表的能力後,能把複雜的或難於理解的物理現象、過程、內容冗繁的物理規律,用簡潔的圖表表征。使繁多的物理知識濃縮,概括於圖表之中。因此運用圖表進行教學是一種科學、高效的物理教學方法,充分發揮圖表的教學功能是物理教師的一項基本功。
(二)物理圖表的分類
常用的物理圖形主要有下列幾種:(1)物理函數圖象:反映某物理規律的物理量函數圖象,如速度——時間圖象、阻尼振動圖象等。(2)示意圖:從教學要求考慮,忽略事物的次要部分、突出事物的主要部分,采用概括或抽象的手法所畫的各種物理圖形。其中有原理圖,如電動機原理圖、光路圖等;各種反映物理概念、規律的簡圖,如力的圖示、電力線圖形等;實驗裝置圖;物理現象圖等等。(3)框圖:將所反映的物理內容用簡練的文字彙編成圖框彙總到一起,並用箭頭指出各部分的關係,如收音機原理框圖、知識整體結構框圖等。
常用的表格有:物理量數值表、實驗記錄表、歸納總結表、對比表等。
(三)怎樣運用物理圖表進行教學
(1)觀察認知
在教學過程中,利用圖表能給學生提供不易或不能直接觀察的物理現象及物理過程。如天體運動的教學中,可以把九大行星繞太陽運動的軌道用圖表示出來、原子能級躍遷情況也可以畫出示意圖。這類圖能幫助學生了解這些無法直接觀察到的現象。物理實驗中許多過程一瞬而過,無法仔細觀察,運用圖形能夠提供某瞬間物體的狀態。學生通過對瞬間狀態圖的觀察能逐步認識物理過程,進而掌握規律。如交流電的產生,就必須運用轉子在磁場中不同瞬間狀態圖,使學生掌握交流電產生的原理。在教學中還經常用圖形簡化複雜的物理問題,使學生通過圖形對物理內容一目了然。如介紹實驗裝置時,常用簡圖配合,使學生了解裝置的結構。再如,力學中的受力分析圖,圖示物體所受的力,便於學生觀察分析、解決物理問題。