“應(yīng)用知識的方法”專題教學(xué)一例

唐潔容

摘要：從科學(xué)方法的來源出發(fā)，可將科學(xué)方法分為學(xué)科方法和思維方法，將學(xué)科方法分為理論方法和實驗方法，進(jìn)一步地，將理論方法分為獲得知識的方法和應(yīng)用知識的方法?！秷D像法——正比例函數(shù)圖像》一課的教學(xué)過程可分為四個步驟：復(fù)習(xí)，回憶原有知識;呈現(xiàn)多個例子，引出圖像法;引導(dǎo)總結(jié)概括，深化方法;變式練習(xí)，運(yùn)用方法。

關(guān)鍵詞：初中物理;科學(xué)方法;應(yīng)用知識;圖像法

當(dāng)前，關(guān)于科學(xué)方法的分類依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同有多種研究。邢紅軍教授從科學(xué)方法的來源出發(fā)，將科學(xué)方法分為學(xué)科方法和思維方法，將學(xué)科方法分為理論方法和實驗方法，進(jìn)一步地，將理論方法分為獲得知識的方法和應(yīng)用知識的方法。應(yīng)用知識的方法，顧名思義，就是在知識應(yīng)用過程中使用的科學(xué)方法。對照《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱“物理課標(biāo)”），已有研究顯化出了初中物理應(yīng)用知識的方法有隔離法、比例法、整體法、控制變量法、圖像法、假設(shè)法、轉(zhuǎn)換法、等效法、極值法等?！秷D像法——正比例函數(shù)圖像》一課，就是“應(yīng)用知識的方法”專題教學(xué)一次積極的嘗試。

一、教學(xué)分析

圖像法是指利用圖像這種特殊且形象的數(shù)學(xué)語言工具，來反映物理現(xiàn)象過程和規(guī)律的方法。圖像法在初中物理中有著廣泛的應(yīng)用，如st圖像、mV圖像、固體的熔化圖像等。

初中物理習(xí)題中有相當(dāng)一部分屬于比較類題型，此類型題只要求定性分析、比較大小，故可以利用圖像來求解。正比例函數(shù)是最簡單的線性函數(shù)，也是初中物理常用的函數(shù)之一，學(xué)生可以借助此圖像來系統(tǒng)地學(xué)習(xí)圖像法。進(jìn)入初三中考復(fù)習(xí)階段，學(xué)生對初中物理所有的基礎(chǔ)知識已初步掌握，在此基礎(chǔ)上開設(shè)專題課，學(xué)生能高屋建瓴地掌握應(yīng)用知識的方法。

二、教學(xué)過程

根據(jù)心理學(xué)相關(guān)理論，科學(xué)方法的學(xué)習(xí)屬于認(rèn)知策略的學(xué)習(xí)，而認(rèn)知策略是一種特殊的程序性知識。依據(jù)認(rèn)知策略學(xué)習(xí)的心理條件和學(xué)習(xí)階段，“應(yīng)用知識的方法”的教學(xué)過程可以分為以下四個步驟：（1）通過復(fù)習(xí)，使學(xué)生回憶原有知識，為科學(xué)方法的學(xué)習(xí)提供內(nèi)部條件;（2）通過“例題—規(guī)律”法呈現(xiàn)多個例子，引出方法;（3）引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)概括，逐步顯化方法的適用條件和解題步驟;（4）通過變式練習(xí)，使學(xué)生面臨相關(guān)情境時能自主運(yùn)用方法。

（一）回憶原有知識

師（出示例1、例2）同學(xué)們先解答這樣兩道題目。

例1能裝滿一瓶水的瓶子，能裝得下等質(zhì)量的酒精嗎？

（二）引出圖像法

師這兩道題是我們常見的題，也是基礎(chǔ)題。有沒有誰有其他解法？

生可以作圖。

師我們來作一下圖看看。（出示圖1、圖2）同學(xué)們喜歡哪種方法？為什么？

生作圖的方法，因為比較直觀、一目了然。

師利用函數(shù)圖像幫助解物理題，這種方法就叫圖像法。這兩個圖像是什么函數(shù)圖像？

生正比例函數(shù)圖像。

師正比例函數(shù)是最簡單也是初中物理最常用的函數(shù)，所以今天我們將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)正比例函數(shù)圖像法。

（教師出示例3。）

例3為制作彈簧測力計，某物理實驗小組對彈簧的伸長與拉力的關(guān)系做了探究。表1是他們利用甲、乙兩根不同的彈簧做實驗時所記錄的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)用甲、乙兩根彈簧分別制成A、B兩個彈簧測力計，它們的外殼相同，刻度線分布情況相同，則量程較大的是（選填“A”或“B”，下同） 彈簧測力計，精度較高的是彈簧測力計。

生（展示圖3）要比較量程，就是通過相同的伸長量比較拉力，拉力大的量程大，故量程較大的是B彈簧測力計。

生（展示圖4）因為刻度線分布情況相同，比較精度即比較分度值，分度值越小精度越高。通過相同的拉力比較伸長量，伸長量大的精度高，故精度較高的是A彈簧測力計。

（三）引導(dǎo)總結(jié)概括

師同學(xué)們，這三道例題有什么共性？

生都用到了正比例函數(shù)圖像。

生都是比較大小的。

師對！哪些題目適合用正比例函數(shù)圖像法呢？

生一個物理量與另一個物理量成正比。

師是的。用正比例函數(shù)圖像法解題的過程是怎樣的？

生先寫出兩個物理量關(guān)系的表達(dá)式，再畫出正比例函數(shù)圖像，最后找到相同的量，就是相同什么比較什么。

師很好！數(shù)學(xué)中，y與x成正比，其函數(shù)表達(dá)式是y=kx，其中k是常量，k的值越大，圖像越傾斜。這三道例題都能寫成y=kx的形式，表達(dá)式分別是什么？其中的k分別指什么？

生m=ρV、U=IR和F=kΔx，其中的k分別指物質(zhì)的密度、導(dǎo)體的電阻和彈簧的彈性系數(shù)。

師它們都是物質(zhì)或物體的物理屬性，是不變的。初中物理中還有比熱容、熱值等表征物理屬性的物理量，它們是正比例函數(shù)圖像法使用的基礎(chǔ)，我們可以把這些物理量設(shè)成斜率k。

（四）練習(xí)鞏固應(yīng)用

師（出示練習(xí)題）這四道題目請同學(xué)們用正比例函數(shù)圖像法解答。

練習(xí)1如圖5所示，兩支相同的試管內(nèi)裝有A、B兩種不同的液體，它們對試管底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，則A、B密度的大小關(guān)系是（）

A. ρA>ρBB. ρA<ρB

C. ρA=ρBD. 不能確定

練習(xí)2質(zhì)量相同、溫度相同的鐵塊和銅塊，放出相等的熱量后，使它們接觸，這時鐵塊將（C鐵>C銅）（）

A. 吸熱

B. 放熱

C. 不吸熱也不放熱

D. 無法判斷是否有熱傳遞

練習(xí)3某同學(xué)想將量程為0—10 N的彈簧測力計改為密度秤。他的操作如下：

（1）先將塑料杯掛在彈簧測力計上，再將指針調(diào)到零刻度線處;

（2）在塑料杯中裝滿水，彈簧測力計的指針指在圖6中甲所示的位置。

杯中水的質(zhì)量為kg，他設(shè)計的密度秤的量程為0—kg/m3。（g取10 N/kg）

練習(xí)4小明利用一根粗細(xì)均勻的細(xì)木棍和細(xì)銅絲自制密度計。當(dāng)他把做好的密度計放入水中時，密度計能豎直漂浮在水中，如圖7所示。請在密度計上標(biāo)出水密度的刻度和0.5 g/cm3的刻度。

……

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