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基于理性思维 探究物理概念生成论文

发布时间:2022-10-28 11:25:34 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com):

  摘  要 :思维的理性是基于证据、逻辑推理,来认识事物,解决问题的一种思维方式,更是培养 学生科学精神的基本任务. 在初中物理概念教学中,倡导学生尊重事实和证据,培养学生严谨的科 学态度,运用理性思维来展开观察、比较、分析、综合,促进学生对物理概念的深切理解.

  关键词 :初中物理;理性思维;概念教学

  在物理核心素养中,理性思维是基本内涵,物理 学中的概念是构建物理模型的基础. 对概念的讲解, 一些教师重知识传授,轻理性求知,导致学生概念辨 析不清,影响对物理问题的有效解决. 库恩认为 : “理性思维是智力发展的最终目标,教育的核心在 于发展学生的理性思维”. 崇尚事实与证据,启发学 生的实证意识,培养学生严谨的求知态度,从理性思 维层面来提高学生观察、比较、分析、判断、质疑等优 秀品质. 面对物理学,概念是基本知识点,对概念的 提出、建构,直接关系到学生理性思维的认知能力.  藉由此,就学生在物理概念生成中理性思维的培养提出几点建议.

  1 运用情景创设,形成正确物理观念

  物理概念具有抽象性,因而对初中生而言具有 较高的学习难度. 一来学生的生活阅历有限,需要在 教师的引导中才能发现生活中的物理细节和现象; 二来部分教师围绕教学重难点展开课堂,未能站在 学生的角度以学生能理解的方式,对物理概念进行 简化和讲解,致使教学效率不佳. 基于此,教师应当 为学生创设相应的教学情境,让学生主动积极融入到物理概念的分析和学习之中,使之形成正确的物 理观念. 教师要保证教学情境与教学内容之间的紧 密联系,这能为学生明确思考方向;教师还要根据学 生的学习现状灵活的调整教学策略,保证学生能够 在思考的过程中,主动发现物理概念的深意.

  以“额定电压和额定功率概念”的教学内容为 例,首先,教师为学生演示实验,为学生创设教学情 境. 教师做实验的过程中,让学生将实验数据和现象 进行记录得出以下表格 :

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  其次,教师提出问题,激发学生学习积极性,使 其主动融入到学习情境之中. 教师 :“小灯泡两端电 压数据 的 改 变 与 其 实 际 电 功 率 的 改 变 有 什 么 关 系?”意在让学生察觉到灯泡铭牌标记数值的重要 性. 最后,引导学生对得出的结论进行归纳和总结, 学生 1 :“灯泡两端实际电压增大时,灯泡的实际电 功率也会增大. 灯泡两端实际电压减小时,灯泡的实际电功率也会减小. 由此可见,灯泡实际电功率随加 在它两端实际电压的变化而变化. ”学生 2 :“灯泡铭 牌上的 2. 5V,是灯泡正常工作时的电压,也可以称 之为灯泡的额定电压. ”

  2 善用画图模型,建构抽象思维能力

  对物理概念的认识,可以通过画图方式,来展示 物理现象,或者引入物理模型,实现对物理某一特性 的概括性描述. 物理模型的构建,是培养学生理性思 维的重要途径,物理建模过程,本身就是科学研究的 必备能力. 从物理学中的概念讲解中,教师要多引入 图示法、模型法,让物理概念直观化、形象化. 比如对 于“重力”概念的揭示,什么是“重力”?“重力”表 现为什么? 单纯从物理学知识来概括“重力”,“重 力”方向的辨析,学生不易理解. 怎样理解“竖直向 下”? 为此,观察图 1 所示.

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图 1

  从甲图中,当小球静止时,垂线与水平线垂直, 该小球受重力影响,其方向为“竖直向下”;从乙图 中,当铁架倾斜后,小球再次静止,此时小球受重力 影响,其方向仍然与水平面垂直,即“竖直向下”. 由 此推断,“重力”的方向始终是“竖直向下”. 一些学 生对“竖直向下”的理解,停留于“向下”,把“竖直” 与“垂直”混淆. 为了增进学生对“竖直向下”的深刻 认知,我们通过布置任务,让学生分组讨论不同静止 的物体,其所受的重力及方向如何. 如平放在桌面的 “小汽车”,其重力方向与桌面垂直,其重力方向“竖 直向下”;飞行中的飞机,其重力方向“竖直向下”; 漂浮在水中的小木块,其重力方向“竖直向下”;停 放在斜面上 的 小 木 块,其 重 力 方 向 依 然 为“ 竖 直 向下”.

  对“重力方向”的认识和探究无疑是一个难点,还要让学生知道“竖直向下”与平时所说的“向下” 也有所不同. 对于“地球”上的任何物体,其受“重 力”的方向始终是指向地球球心的. 我们来观察飞 在空中的足球,足球受重力影响,如何画出其重力方 向? 通过比较,无论是静态还是动态物体,其重力所 受的方向都是“竖直向下”,指向地心. 借助于物理 实例,让学生画出物理模型,找准关键点,加深对物 理概念的正确理解.

  3 揭示因果论证,强化科学分析能力

  在布鲁姆认知理论中,分析、判断、创造属于高 阶思维. 认识物理概念,不能停留于概念本身,要通 过探究概念的因果关系,引领学生从概念分析中做 出正确判断,形成逻辑推理能力. 物理概念,在课堂 上,教师所列举的事例,增强了学生的感性认识,但 缺失严谨的分析、论证和推理. 举例来讲,对于“功 率”的认识,可从一些生活事例中,结合“做功快慢” 来辨析“功率”概念,学生有了初步感性的认识,但 对于“功率”的本质,仍然辨析不透彻. 为此,我们结 合具体实例,将 1 吨货物,从地面运送到 3 楼,第一 种采用人工方式,耗时 3 小时完成;第二种为小型起 重机提升方式,耗时 1 分钟完成;第三种为大型起重 机吊装方式,耗时 30 秒完成. 分析对比这三种方式, 请同学们思考 :这三种方式,对货物所做的功是否相 等? 所用时间是否相同?  哪种方式做功快,哪种方 式做功慢?

  从题意来看,对于 1 吨货物,从地面到 3 楼,无 论是何种方式,其结果是做的功是相等的,但所用时 间不同,说明大型起重机做功快,小型起重机次之, 人工方式最慢. 针对三种不同做功方式,请同学们比 较,对于做功,不仅要考虑做功多少,还要考虑做功 快慢,如何来衡量某种方式做功的快慢?  我们来回顾“速度”概念及定义方法,速度 v=\,对比“做功”的快慢. 可见,与速度相关的两个物理量,一个是路 程,另一个是时间;与“做功”快慢相关的物理量,一 个是做功的大小,另一个是做功所用时间,即 P =\  由此,通过对单位时间内所完成功的多少来表示“做功”的快慢,即“功率”概念.

  认识了“功率”概念,对于“功率”如何计算? 举 例来讲,一个人在走路时的功率是如何计算? 在分 析人的走路功率时,需要了解人走路做的功,以及所 耗费的时间,假设人走路时,与地面的摩擦力为重力 的 0. 1 倍,则通过计算所走距离、时间,以及人的体 重,就可以计算出走路的功率. 由此,对于本节所探 讨的“功率”概念,学生能够从生活中的“功率”现象 入手,结合实例来对比“速度”概念,从感性认知,来 体认、分析“功率”的计算方法,逐步建构其“功率” 的概念,增强学生科学思维与分析能力.

  4 突出问题启发,培养逻辑推理思维

  学习物理,了解物理现象,融入所学的物理知 识,来展开科学推理. 科学推理是建立在事实依据基 础上,通过辨析客观逻辑关系,来展开分析、判断,得 出物理结论的过程. 教师在引领学生展开逻辑推理 时,要巧用问题法,激活学生的问题意识. 举例来讲, 对于“动能”的学习,什么是“动能”?“动能”与“能 量”有何关系? 通常,从物体的能量入手,让学生认 识物体是否具有能量. 在概念表述中,一个物体能对 另一个物体做功,就表明这个物体具有能量. 从生活 中,流动的水、飘动的风,飞行中的子弹等等,是否具 有能量? 通过讨论,当翻滚的河水将堤坝冲塌,河水 使堤坝发生了变化;当风将雨伞掀翻,伞的形状发生 了变化;当子弹打向苹果,苹果被打碎. 这些现象表 明,流水、风、子弹都是具有能量的. 对上述现象进行 归纳,教师鼓励学生用简洁的语言来表述这些物理 现象,最终概括为“运动的物体具有能量”.

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  同样,在学习“功”时,前面所探讨的是“功率”, 而对于“功”,概念表述为“力与物体在力的方向上 通过的距离的乘积”. 如何理解“功”的本质?  我们 可以搭建生活情境,从生活实例中来揭示“功”的内 涵. 请同学对比,叉车提升重物,人用力推车,这两种 力与运动的关系,有何共同点? 通过对力的分析,叉 车提升重物,施力者为叉车,受力者为重物,受力方向为“竖直向上”,物体的运动方向也是“竖直向 上”;对于人推车,施力者为人,受力者为车,受力方 向为“水平向前”,小车运动方向为“水平向前”. 对 比两种力的作用过程,显然叉车对重物的作用,使得 货物在力的方向上运动了一段距离;人对车的作用, 使得车在力的方向上运动了一段距离. 说明这两种 力的作用,都对受力物体做了功. 可见,对于“功”的 理解,从生活实例中,引入对比分析,让学生结合物 理问题,展开理性思维,引领学生对生活现象进行辨 析、归纳和推理,逐渐形成逻辑推理能力.

  5 注重延迟评价,发展创新思维能力

  学习物理,疑惑是必然存在的. 面对疑问,要鼓 励学生大胆质疑. 在科学思维中,质疑是一种学习品 质,也是发展学生理性思维的重要目标. 在讲解物理 概念时,对于学生的迷思,教师可以通过延迟评价, 留给学生思考的空间、时间,引领学生反思、质疑,培 养科学批判思维. 举例来讲,对于“惯性”概念的学 习,什么是“惯性”,怎样理解“惯性”? 从生活中,对 “惯性”的分析,概念相对抽象,学生往往将“习惯 性”作为“惯性”来解释. 认识“惯性”活动中,对于 “惯性”与速度大小无关,而与物体质量有关,很多 学生感到难以理解.

  总之,在物理学中,对理性思维的培养,要贯穿 始终. 物理概念的讲解,教师要善于引入画图、分析 物理逻辑关系,突出问题引领,鼓励学生质疑,将物 理概念感性认识,转换为理性的推理过程,逐步建构 学生科学思维.

  参考文献 :
 
  [1 ] 陈懋. 基于理性思维的初中物理概念教学[J ] . 物理教师,2020 (5 ) :37-39 +42 .

  [2 ] 王桂华. 初中物理教学中思维能力的培养对策 [J ] . 中学物理,2016 (2 ) :72-73 .

  [3 ] 岳守凯. 在理性思维过程中克服物理前概念的 干扰[J ] . 教学与管理,2011 ( 10) :60-61 .

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