淺談物理教學(xué)中的“過(guò)程意識(shí)”

徐建華

摘要：在當(dāng)前的初中物理教學(xué)中，重結(jié)果輕過(guò)程的現(xiàn)象較為普遍.無(wú)論是實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是解題訓(xùn)練，教師們?cè)诩庇谇蟪?、拔苗助長(zhǎng)的心態(tài)下.讓許多物理課堂缺失了“學(xué)生對(duì)物理過(guò)程的理解和解讀”。而“物理過(guò)程”正是物理學(xué)科的精華。本文試從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、習(xí)題教學(xué)、物理學(xué)史教學(xué)中如何重視物理過(guò)程，培養(yǎng)師生的“過(guò)程意識(shí)”入手，談?wù)勛约旱慕虒W(xué)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；過(guò)程意識(shí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；習(xí)題教學(xué)；物理學(xué)史教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2009)10(S)－0027－3

1、“多變”的滑動(dòng)變阻器。引發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“過(guò)程意識(shí)”的思考

1.1滑動(dòng)變阻器在三個(gè)實(shí)驗(yàn)中的不同作用

例1

如圖1所示，在初中物理“歐姆定律”一章的教學(xué)中，有幾個(gè)關(guān)于滑動(dòng)變阻器作用的問(wèn)題：

(1)在“測(cè)定定值電阻阻值”的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的作用是：＿＿。

(2)分析“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，在探究電流隨電阻變化的關(guān)系中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是：＿＿。

(3)分析“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，在探究電流隨電壓變化的關(guān)系中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是：＿＿。

分析

上述三題雖然電路圖相同，但由于是在不同實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的目的不同，滑動(dòng)變阻器所起的作用也不相同：

(1)在“測(cè)定定值電阻阻值”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是：通過(guò)改變接入電路中電阻的大小，來(lái)改變電壓和電流，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出電阻值，然后求平均值，減小誤差。

(2)在探究電流隨電阻變化的關(guān)系中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是：通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的接入電阻，控制定值電阻兩端的電壓保持不變。

(3)在探究電流隨電壓變化的關(guān)系中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是：通過(guò)改變接入電路中電阻的大小，從而改變電阻兩端的電壓和流經(jīng)電阻的電流，得到多組數(shù)據(jù)，尋求電阻一定時(shí)，電流與電壓間關(guān)系的規(guī)律。

1.2反思實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)調(diào)“過(guò)程意識(shí)”

對(duì)于滑動(dòng)變阻器在不同實(shí)驗(yàn)中的作用，許多學(xué)生回答不上來(lái)。筆者認(rèn)為原因主要在于：我們平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重結(jié)果，重形式；輕過(guò)程，輕思維，尤其是沒(méi)有重視學(xué)生設(shè)計(jì)并完善實(shí)驗(yàn)方案的思維過(guò)程。

(1)在上題第一個(gè)實(shí)驗(yàn)“測(cè)定定值電阻阻值”的教學(xué)中，教師要求學(xué)生根據(jù)歐姆定律思考測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、討論并加以完善實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格及實(shí)驗(yàn)的步驟。其中，學(xué)生第一次設(shè)計(jì)的電路中往往只有電流表和電壓表，而沒(méi)有用滑動(dòng)變阻器。這時(shí)，在討論和完善環(huán)節(jié)中，就必然要涉及體現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中減小誤差的方法——多次測(cè)量求平均值。所以，通過(guò)討論，學(xué)生理解了：加入滑動(dòng)變阻器的關(guān)鍵目的在于得到多組電壓、電流值，多次測(cè)量求平均。

(2)在“探究電流隨電壓變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程同樣至關(guān)重要。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，針對(duì)學(xué)生初步設(shè)計(jì)的電路，組織大家展開(kāi)討論：只得到一組電壓和電流的數(shù)據(jù)，能否歸納出電流隨電壓變化的規(guī)律?如果一組數(shù)據(jù)不能得出規(guī)律，那么在實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該怎樣改變電壓，測(cè)得多組數(shù)據(jù)呢?學(xué)生討論后不難得出，串接人滑動(dòng)變阻器就可以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生由此也掌握了“歸納法”這種基本物理方法的應(yīng)用。

(3)在“探究電流隨電阻變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，則重點(diǎn)體現(xiàn)了另一種基本物理方法——“控制變量法”。在探究電流隨電阻變化的關(guān)系時(shí)，將5Ω定值電阻換成10Ω和15Ω后，怎樣控制電阻兩端的電壓不變?如果不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表的示數(shù)將怎樣變化?滑動(dòng)變阻器的阻值又該怎樣調(diào)節(jié)?

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果沒(méi)有這些一個(gè)個(gè)層層遞進(jìn)的問(wèn)題，缺少了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)方案的自由討論，再到逐步修改、完善的過(guò)程，學(xué)生的思維能力就得不到有效發(fā)展，我們的實(shí)驗(yàn)和探究就失去了其本身的意義。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在使學(xué)生參與其過(guò)程，并在過(guò)程中激發(fā)思維，培養(yǎng)能力，體驗(yàn)快樂(lè)。

2、開(kāi)展“思維探究”，習(xí)題訓(xùn)練也應(yīng)關(guān)注“物理過(guò)程”

2.1

講透“話(huà)筒”原理，習(xí)題教學(xué)也可以是一種“思維探究”

在學(xué)習(xí)了《電磁轉(zhuǎn)換》一章后，下面兩個(gè)關(guān)于“話(huà)筒”和“揚(yáng)聲器”的題目很適合組織學(xué)生開(kāi)展思維探究。實(shí)際生活中，學(xué)生都見(jiàn)過(guò)話(huà)筒和揚(yáng)聲器，對(duì)其作用也很清楚，但對(duì)它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理卻不太明白，學(xué)習(xí)了《電磁轉(zhuǎn)換》一章后，結(jié)合題目的提示和結(jié)構(gòu)圖，讓學(xué)生自己探索并弄清楚它們的工作原理，不但是真正的活用知識(shí)，學(xué)以致用的過(guò)程，也是一件讓學(xué)生非常感興趣的事情。

例2

圖2是動(dòng)圈式話(huà)筒構(gòu)造示意圖，當(dāng)你對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)或唱歌時(shí)，產(chǎn)生的聲音使膜片＿＿，與膜片相連的線(xiàn)圈也跟著一起＿＿，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的這種運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的＿＿，經(jīng)放大后，通過(guò)揚(yáng)聲器還原成聲音，這種話(huà)筒的原理相當(dāng)于一臺(tái)＿＿機(jī)(選填“電動(dòng)”“發(fā)電”)。

揚(yáng)聲器是把＿＿轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)的一種裝置。圖3所示是揚(yáng)聲器構(gòu)造示意圖，線(xiàn)圈和錐形紙盆粘在一起，處于永磁體的磁場(chǎng)中，為了使揚(yáng)聲器中發(fā)出的音量變小，可以改變通過(guò)揚(yáng)聲器的＿＿大小來(lái)改變揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音大小，揚(yáng)聲器的原理和＿＿機(jī)的原理相似(選填“電動(dòng)”“發(fā)電”)。

分析

在上題中，話(huà)筒通過(guò)膜片的振動(dòng)，將聲音轉(zhuǎn)化為與膜片相連的線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又將這種振動(dòng)轉(zhuǎn)化成變化的電流，從而實(shí)現(xiàn)了聲音信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。揚(yáng)聲器利用變化的電流流過(guò)處于磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈時(shí)，使線(xiàn)圈受到隨電流信號(hào)變化的磁場(chǎng)力，從而使線(xiàn)圈產(chǎn)生和變化的電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)，這種振動(dòng)又通過(guò)和線(xiàn)圈粘在一起的紙盆的振動(dòng)，從而還原出變化的聲音。

2.2反思習(xí)題教學(xué)，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)“思維過(guò)程”

在《電磁轉(zhuǎn)換》一章的復(fù)習(xí)課上提出上面的這兩道習(xí)題，是對(duì)本章知識(shí)的應(yīng)用和提升。教師要提供時(shí)間和空間，讓學(xué)生嘗試在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的情境中，分析其原理，探究其奧秘，這對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求，也提供了更大的能力發(fā)展空間。在這種“思維探究”類(lèi)的習(xí)題教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)自主探究和討論，真正理解了“話(huà)筒”和“揚(yáng)聲器”中所含的物理原理，對(duì)本章知識(shí)的理解也已經(jīng)融會(huì)貫通。

在習(xí)題教學(xué)中，只有啟發(fā)學(xué)生思索、組織學(xué)生討論，使學(xué)生明了其中的“物理過(guò)程”，領(lǐng)悟其中的“物理原理”，這樣的習(xí)題教學(xué)才是有意義的“思維探究”過(guò)程。學(xué)生通過(guò)苦苦思索其中的奧秘，最后終于豁然開(kāi)朗，其效果并不比“實(shí)驗(yàn)探究”差。

同樣，在解電路計(jì)算題時(shí)，教師的例題講解也應(yīng)關(guān)注“解題過(guò)程”和“解題中的思維過(guò)程”?！白R(shí)別電路”——“分析電路”——“公式求解”的解題過(guò)程是教學(xué)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。教學(xué)中應(yīng)首先關(guān)注學(xué)生拿到電路計(jì)算題后是否有先識(shí)別、后分析、再求解的正確思維過(guò)程，而這種“過(guò)程意識(shí)”的貫徹和落實(shí)，需要我們物理教師在平時(shí)的習(xí)題教學(xué)中重視解題過(guò)程，關(guān)注解題過(guò)程中思維能力的培養(yǎng)，用我們的“過(guò)程意識(shí)”來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“過(guò)程意識(shí)”。

3、物理學(xué)史教學(xué)中也應(yīng)滲透“過(guò)程意識(shí)”

3.1物理學(xué)家創(chuàng)造發(fā)明中的“十年現(xiàn)象”

在物理學(xué)史的教學(xué)中，教師也可以根據(jù)物理學(xué)史，實(shí)施有效整合，滲透“過(guò)程意識(shí)”，倡導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、重視學(xué)習(xí)過(guò)程的良好學(xué)風(fēng)。

如：“蘇科版”九年級(jí)物理教材中，有以下幾段關(guān)于物理學(xué)史的描述：

1822年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第開(kāi)始進(jìn)行“磁生電”的探索，經(jīng)過(guò)10年不懈的努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的規(guī)律。

1832年，美國(guó)發(fā)明家莫爾斯受到電磁鐵原理的啟發(fā)，開(kāi)始研制電報(bào)機(jī)，經(jīng)過(guò)十多年的努力，他利用電流的通斷終于制成了電報(bào)機(jī)，同時(shí)也發(fā)明了莫爾斯電碼，從而揭開(kāi)了人類(lèi)通信史的新紀(jì)元。

1864年，英國(guó)青年物理學(xué)家麥克斯韋在研究了當(dāng)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了電磁場(chǎng)理論，并預(yù)言了電磁波的存在。1888年德國(guó)青年物理學(xué)家赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)了電磁波的存在。

筆者在這部分物理學(xué)史的教學(xué)中重點(diǎn)突出了“十年”、“十多年”，結(jié)合我國(guó)古代描述勤學(xué)苦讀的“十年寒窗”，使同學(xué)們能體會(huì)到科學(xué)家創(chuàng)造活動(dòng)的艱辛，認(rèn)識(shí)到每一項(xiàng)偉大的創(chuàng)造發(fā)明都不是一蹴而就的，都需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的“過(guò)程”。麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，但他的預(yù)言直到24年后才為赫茲的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。這些物理學(xué)家創(chuàng)造發(fā)明中的“十年現(xiàn)象”，也是我們?cè)诮虒W(xué)中滲透“過(guò)程意識(shí)”的良好素材。

在當(dāng)今這個(gè)高節(jié)奏、高效率的時(shí)代，和“過(guò)程意識(shí)”相比，“速成”似乎更代表時(shí)代的發(fā)展：七天背出1000個(gè)英語(yǔ)單詞；一個(gè)月硬筆書(shū)法速成……但筆者堅(jiān)信：過(guò)程是一切結(jié)果的基石，尤其是在教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)“過(guò)程意識(shí)”，使學(xué)生真正關(guān)注、理解“物理過(guò)程”始終是物理教學(xué)的重點(diǎn)。