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關鍵詞:引導;互動;主體性;高效
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2013)2(S)-0022-4
市初二物理有效教學研討活動及市青年骨干教師培訓班集中培訓結束后,一學校青年教師回校上匯報課,上的是第九章第一節《二力平衡》。他把上兩次活動中聽到的課及課后議課中的改進建議等進行了消化和吸收,重新修改了課件和練習,嘗試上了這一節課,此次實踐課獲得聽課領導和教師的一致好評。
上課伊始,教師讓大家先看幾段視頻:呼嘯而上的戰機在空中或翻滾,或聚或散;過山車上下翻滾,快速前行;火箭從發射架上噴吐著烈焰呼嘯而起飛入高空。師:大家知道是什么讓飛機和過山車的運動狀態急劇發生變化的嗎?又是什么舉起成百上千噸的火箭并送入太空?生(齊):力。師:對,是力在左右著物體運動的規律,力和運動之間到底有著怎樣的關系呢?這節課開始我們將逐步探討其中的奧秘。
分析站在全章的高度,引領這一章知識的學習,有利于學生知識體系的形成,也有利于學生理清學習的思路。
師:自然界中。物體的運動和受力情況大多是很復雜的,為了便于研究運動和力的關系,讓我們從最簡單的情況開始。(投放巨石陣圖片和幾幅從各個角度拍攝的美國疊石藝術圖片,學生面露驚訝之色。)師:這些巨石疊放成這樣,可能嗎?通過今天的學習我們會解決心中的疑問。
分析創設教學情境,激發學生的興趣,讓學生帶著疑問走進物理。
師:我們來看幾幅圖片(投影P62圖9-1的四幅圖),這幾個物體各處于怎樣的狀態?它們分別受到那些力的作用?可以小組討論一下,然后我們讓各小組分別匯報。
由于教師將圖片下的說明文字中的關鍵詞如“靜止”、“勻速”等都套成鮮艷的彩色,學生在說出物體的狀態時沒有什么障礙,對靜止的花瓶和疊石、起重機吊起的貨物的受力分析也都正確,在對行駛中的列車的受力分析中,幾個學生都有遺漏,最后盡管統一了意見,還有一些學生對是否存在向上的支持力還有疑慮。
師:你怎么知道列車受到支持力的作用?
生1:火車能在橋上不掉下去,說明它受到橋的支持力作用。
生2:車對地面有壓力,根據力的作用是相互的原理,地面對車也有力的作用,這就是支持力。
師:很好!都還能說出自己的依據。像這樣物體在幾個力的作用下保持靜止或做勻速直線運動,我們就說該物體處于平衡狀態。我們再來看最簡單的情況,像圖1、圖3和圖4中的物體,在兩個力的作用下處于平衡狀態時,我們就說這兩個力互相平衡,簡稱二力平衡。(板書課題和第一個知識點:平衡狀態)
師:我們請一個同學小結一下,平衡狀態其實包含哪兩種狀態?
生:靜止、勻速直線運動。
(教師把這兩種狀態并列板書在平衡狀態的前面)
師:我們來看這幾個物體,它們是否也處于平衡狀態?
視頻播放正加速上升的火箭、樹上下落的蘋果、繞太陽運轉的行星。學生邊看邊舉手回答,它們都不是平衡狀態。
師:哪個同學來小結一下,為什么它們都不是平衡狀態的?
生1:火箭是加速運動的,蘋果下落是越落越快的,行星繞著太陽轉動,是做曲線運動的。
生2:它們都不是靜止的,也不是做勻速直線運動的。
師:很好!那么同學們能否說出幾個身邊的處于平衡狀態的物體?而且要說出它的狀態。
生1:靜止的課桌。
生2:課桌上的書本。
生3:站著的我。(同學們會心地笑了)
生4:馬路上勻速運動的汽車。
馬上有同學反駁,不對。師:你認為怎么說才對呢?生5:在直的馬路上勻速運動的汽車。生6:在平直的馬路上做勻速直線運動的汽車。(大家一起鼓掌)
分析教師有效的問題引領,激發起學生的思考,師生有效的互動,讓思維碰撞出火花。通過列舉正反兩個方面且聯系學生生活的例子,進一步加深學生對物理概念的理解,及時鞏固了所學知識,這種訓練設計及時到位,事半功倍效果好。
師:(指著圖片中的花瓶)作用在物體上的兩個力,使物體處于靜止狀態,那么這兩個力之間有什么關系呢?(看到大家似乎無從下手,欲言又止)
師繼續:我們在前面討論到過,力的哪些因素會影響力的作用效果呢?
生:力的大小、方向和作用點。
師:那么大家朝著這個方向去思考一下,兩個互相平衡的力,它們的大小、方向等等,應該滿足哪些條件呢?大膽猜想一下!
生1:大小可能相等。
生2:方向可能相反的。
生3:還應該在一條直線上的。
生4:它們的作用點也應該相同。
老師聽著同學的回答,邊將大小_________,方向________,一條直線,作用點等并列板書于黑板右側。
師:同學們提出的猜想很好,那么應該如何設計實驗來驗證你們的猜想呢?為了方便實驗,我們只探究物體處于靜止狀態下所滿足的條件。
提示我們來看桌上的器材(課前實驗室教師已經將硬紙板、細線、鐵架臺組裝好),首先明確要研究的對象是小紙板,作用在紙板上的兩個力就是兩邊的細線對它的拉力,由于小紙板的重力遠小于兩邊鉤碼對小紙板的拉力,所以小紙板的重力可以忽略不計。(同時在投影上打出63頁的“信息快遞”和物理思想:忽略次要因素,突出主要因素,建立理想模型。)那么作用在小紙板上的兩個拉力需要滿足哪些條件才能使它保持靜止呢?小組討論三分鐘,然后讓同學來說說,你們準備探究哪個因素,怎么操作?
生1:我們準備探究兩個力的大小關系,在兩邊細線的下面掛上不同的鉤碼,看紙板會不會靜止。
生2:我們準備探究兩個力的方向關系,把掛在右邊的鉤碼拿掉,也掛到左邊來。
生3:第一組的實驗除了要掛不同的鉤碼看一看,還要掛相同的鉤碼也看看結果的。
師:(看大家似乎沒有其他辦法了)把右邊的鉤碼也掛到左邊。你們認為是兩個力拉紙板還是一個力在拉呢?怎么做才是有兩個力拉呢?
生:把右邊的細線也掛到左邊滑輪上。再在線下掛鉤碼。
師:大家的方案很好!如果我要想驗證,這兩個力必須在同一條直線呢?該怎么做呢?誰能想出比較好的辦法?那么就要——使它們——不在同一條直線上。
生:把紙板往下拉一點,兩邊的線就不在同一直線上了。然后松開手,看紙板能否靜止。
師:他的做法,大家聽明白了嗎?這個做法也可以,但是有個小問題,我們說有幾個因素會影響探究結果時,我們只能改變其中一個,在剛才這個同學的方案中,往下拉一點紙板,兩條線是不在一直線上了,但同時它們的方向也不是相反的了啊?。ㄊ直葎澮幌拢┒怯幸粋€夾角了??!有沒有更好的辦法?
生:把紙板扭轉一下。
師:你做給大家看看呢。(教師跟著學生一起示范給其他同學看)大家看明白了嗎?你能說說為什么要這樣做嗎?
生:保持兩個力的方向相反,一個向左,一個向右,還不能在一條直線上。
分析教師的細心觀察,及時發現了下面一個小組的同學在做著這個實驗,并請他們說出自己的嘗試方法,很好地解決了一個探究中的難點問題。教師在課堂上善于觀察并發現學生的閃光點,并給予及時的鼓勵和表揚,會極大地鼓舞學生的學習熱情,從而轉化為持久的學習物理的興趣和動力。
師:很好!剛才有個同學在猜想時還說到這兩個力的作用點要一致,是這樣嗎?我們來看,現在小紙板就是靜止的(指演示器材上的),細線在紙板上的作用點一定要在同一點上嗎?
生:不需要。
師:那么兩邊的拉力若不是作用在同一個紙板又會出現什么情況呢?(教師拿起一把剪刀,作勢要剪開紙板的樣子)若把它的中間剪開,變成兩片紙板了,它們還都能保持靜止狀態嗎?現在我們知道二力平衡可能要滿足哪些條件了嗎?下面我們以小組為單位,通過實驗探究出二力平衡的條件,我們還要看看哪個組能最快完成實驗并得出正確的結論。
學生完成實驗,并填寫學案上的結論部分,教師巡回指導。
分析通過師生的共同活動,完成了實驗的過程設計,突出了學生的主體性,教師預設的問題很好地引導著學生的思考,體現了教學設計的有效性,過程中思路清晰,條理性好。
師:誰來把通過實驗得到的結論完整地說一下。(學案上有要求同學以填空形式完成的結論)
學生完整地把學案上的結論填好并回答正確。
師:誰能說一下,這句話中包含了二力平衡的哪幾個條件?
生1:三個條件:大小相等,方向相反,作用在一直線上。
生2:還有一個:作用在同一個物體上。
師:我們在猜想階段曾有個同學猜想兩個平衡力必須作用在同一點上,是作用在同一點上還是同一物體上呢?我們一起來把這幾個條件提煉一下:同體、等值、反向、共線。(板書)我們來看幾個例題。(投影。學案上也有)
分析4個例題。著重考查學生對二力平衡條件的掌握情況,針對性較強,選題較典型,及時鞏固了所學知識,也進一步突出了教學重點。
師:通過前面的探究和幾個例題,我們能否歸納出判定一個物體處于二力平衡的依據。
生1:如果一個物體在兩個力的作用下處于靜止狀態,這兩個力一定平衡的。
生2:還有做勻速直線運動的物體。
生3:如果這兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上,還要是同一物體上。
師:我們可以依據物體的狀態來判定,也可以根據二力平衡的條件來判定。我們能否判斷課堂開始時觀看的疊石,在什么情況下,疊石可以靜止不動呢?
生:它所受到的重力和支持力必須在一直線上。
師:我們再來分析一下前面看過的第二幅圖,青藏高原上勻速行駛的列車的受力情況。可以各小組先討論一下。(小組討論后,學生再回答)
生:重力和支持力是二力平衡的,牽引力和阻力也是二力平衡的。
師:在豎直方向上可以看成列車沒有運動。在水平方向上列車做勻速直線運動,這樣便于我們理解重力與支持力的關系、牽引力與阻力的關系。我們來看64頁《生活·物理·社會》,請個同學把“高空王子阿迪力”這段讀一下。(一生讀)注意他在行走時,總在不斷調整自己的重心,使重力作用線豎直向下通過鋼絲,這樣阿迪力才能在重力和支持力的作用下處于平衡狀態。
師:下面我們來完成64頁“WWW”的四道題目。(學生用幾分鐘時間完成后,請了幾個同學進行了分析講解。)
師:下面請同學們回顧一下,這節課我們都有哪些收獲?(請幾個同學發言交流,同時教師將黑板上的板書劃分成左右兩塊,左邊是排列的靜止和勻速直線運動,并用大括號括起,標上“平衡狀態”,右邊是二力平衡條件,大括號括起大小相等、方向相反、同一直線、同一物體,兩個大括號之間用兩個反向的箭頭相連。然后布置了作業。)
分析既幫助學生及時回顧總結并鞏固了所學知識,又通過板書設計為學生建立起知識之間的聯系,可以看出教師在板書設計上的用心和認真。也進一步突出了這節課的知識重點。
總評整節課課堂教學目標明確,實現目標的手段和方法設計合理,教師對教材和課程標準的理解和把握都較準確,重點突出有方法,難點突破有發現。善于調動和啟發學生積極參與課堂學習和討論,學生的活動設計思路清晰,安排合理。整節課學生興趣濃厚,參與程度高。訓練設計合理到位,時機安排巧妙,訓練效果好,達成度高。板書設計有新意。著重知識結構的建立。教師在課堂上善于發現學生的閃光點,善于等待,善于傾聽,語言清晰規范,感情投入。可以看出教師對教學的每一個環節都進行了精心設計,引導的問題設計得比較得當,教學過程顯得十分流暢。課堂中還應多關注學困生,提問的面還可擴大些,讓不同層次的學生都有表現的機會,立足全體學生的共同進步和成長。
后記青年教師只有主動學習,銳意進取,大膽嘗試。積極投身新課程改革,不斷學習和嘗試先進的教學方法,用心鉆研教學理論和先進經驗。并積極消化吸收,不斷攀登教學業務的一個個高峰,才能快速成長為教育事業的骨干力量。
參考文獻:
[1]葉瀾.教師角色與教師發展新探[M].北京:教育科學出版社,2001.
在中考物理實驗復習時,首先教師要在基本測量儀器的使用上花一定的時間,讓學生對所有基本測量儀器都能熟練了解并會應用.如:溫度計、刻度尺、秒表、托盤天平、量筒、彈簧測力計、液體壓強計、電壓表、電流表、電阻箱、電能表、測電筆等的讀數問題和使用方法.其次,重點“重現”教材中的典型實驗,培養學生的實驗分析能力.由于教材中探究實驗較多,掌握實驗的原理和研究方法又十分重要的,但在短暫的中考復習階段,不可能把每一個實驗都重新做一遍,這就要求教師復習時要針對典型的實驗進行“重現”,并且針對不同的實驗采用不同的重現方式,即通過恰當的手段、細致的觀察、科學的推理、分析得出物理規律,從而培養學生的科學探究能力、實驗分析能力及實事求是的科學態度,提高實驗復習的實效.
1重現探究過程, 加深學生對科學探究方法的理解
初中物理中體現“控制變量法”的探究實驗比較多,如“探究影響滑動摩擦力大小的因素”,“探究壓力作用的效果”,“探究影響液體內部壓強大小的因素”,“探究影響浮力大小的因素”,“探究動能、重力勢能的大小與哪些因素有關”,“探究影響導體電阻大小的因素”,“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”,“探究影響電流做功多少的因素”,“探究影響電流熱效應的因素”等等,我們可以歸類進行復習,選其中的一個進實驗室重新做一遍,體驗探究的過程,加深學生對這種科學探究方法的理解,提高復習的實效.如讓學生再次做 “探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗:學生首先要明確實驗目的,然后按照科學探究的步驟展開,即本次實驗提出什么樣的問題,怎樣進行猜想和假設,如何設計實驗(需要測量哪些物理量,要用到哪些儀器,實驗的步驟是什么?),數據記錄,然后進行分析和比較,最后歸納寫出結論.讓學生討論為什么要使木塊做勻速直線運動,書寫實驗結論時要注意要點(控制變量).再結合例題1進行鞏固練習.
例題1在探究滑動摩擦力與什么因素有關的實驗中,
(1)木塊在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上運動時必須保持運動,根據的原理,得到摩擦力的大小.
(2)分析以下實驗數據,得出的結論是:.
(3)有些同學猜想滑動摩擦力可能還跟接觸面的大小有關,請針對這一猜想完成以下探究內容.
A.簡述主要實驗步驟(可以配以圖來說明):
B.設計記錄數據或現象的表格(只列出表格中欄目名稱):
C.根據可能出現的實驗現象分析得出相應的結論:
實驗次數 接觸面的材料 壓力(N) 滑動摩擦力(N)1 木塊與木板 4 0.82 木塊與木板 6 1.23 木塊與棉布 6 24 木塊與毛巾 6 2.52重現物理規律,加強學生對重要規律的掌握
當然也有些實驗是不適宜讓學生重新再做的,就可以利用播放多媒體課件的方法把一些實驗過程及規律重現出來,如“平面鏡成像規律”,“凸透鏡成像規律”,“二力平衡的條件”,“阿基米德原理”,“杠桿平衡條件”等等.這些實驗可以讓學生邊回憶邊復述實驗中的要點與注意點,教師作適當的補充與分析,既節省復習時間又提高實效.例如在“凸透鏡成像規律”復習中,該內容是重點又是難點,在進行復習時可以先讓學生回憶成像規律,然后再利用課件來演示凸透鏡成像的規律,重溫“一倍焦距分虛實二倍焦距分大小”“物近像遠像變大”等記憶口訣,并投影出問題讓學生討論:燭焰的中心、凸透鏡的中心及光屏的中心是在同一高度還是同一直線;蠟燭燒短后,像如何移動;若用物體遮住凸透鏡的上半部分,像有何變化;如何用凸透鏡成像規律估測凸透鏡的焦距等,學生通過討論來解答達到復習鞏固的目的.而在處理有關凸透鏡的習題時,有時應把具體的數據化為規律或把規律化為具體數據,幫助學生理解成像規律的具體運用.結合例題2、例題3教會學生熟練地運用規律來解題.
例2在探究凸透鏡成像的實驗中,當燭焰、凸透鏡、光屏位于如圖1所示的位置時,燭焰在光屏上呈現一個清晰的縮小的像,要使燭焰在光屏上呈現一個清晰的放大的像,調節的方法是
A.透鏡不動,蠟燭向透鏡移動,光屏向透鏡移動
B.透鏡不動,蠟燭向透鏡移動,光屏遠離透鏡移動
C.透鏡不動,蠟燭遠離透鏡移動,光屏遠離透鏡移動
D.透鏡不動,蠟燭遠離透鏡移動,光屏向透鏡移動
例題3在探究凸透鏡成像規律的實驗中,當凸透鏡、光屏和燭焰的位置如圖2所示時,光屏上能成一清晰的像.則
A.所成的像是正立縮小的實像
B.所成的像是倒立縮小的實像
C.把蠟燭向左移動,調整光屏的位置,得到的像變小
[關鍵詞] 科學 課堂教學 有效性 思考
浙教版《科學》既是知識面比較廣的一門課程,又是一門科學性比較強的課程。當課程改革推進過程中的關注點逐漸從熱熱鬧鬧的形式回歸到實實在在的本質時,我們一線的教師對新課程逐步有了理性認識,并注重于課堂教學有效性的研究和實踐,因此,我想從一個第一線實踐者的角度,就科學課堂教學的有效性談談自己的幾點看法。
一、課堂教學設計理念要體現有效性
“課改”的理念是“以學生的發展為本”,這既是“課改”的歸宿,也是現階段“課改”的目標。因此在對教學內容進行設計時必須考慮:①什么教學方法才能促進學生發展?②什么教學組織形式才能促進學生發展?盡管大多數教師能夠接受比較新的教育理念,但是教師的教育理念是否真的能在課堂教學中實施和得到體現,從而發揮課堂教學的有效性呢?
一位專業素養較高的教師這樣設計《物體浮沉條件》的教學:在復習了力的作用效果、二力平衡、阿基米德原理之后,演示將木塊和石塊慢慢浸沒水中放手,并讓學生回答木塊和石塊的狀態和解釋原因。學生沒能回答上來。此時教師用動畫模擬并自己解釋了三種受力情況,得出了物體的浮沉條件。在這個教學片斷中,教師做了精心的準備、預設,牢牢地控制了課堂教學的發展,看起來很流暢和順利,好像達到了預期的教學目標;但仔細想想,在這種傳統的有條理的組織下的學習,學生真的明白了嗎?況且原先提供的知識鋪墊學生真正利用了嗎?那么,能否這樣設計:在受力分析時讓學生在學習小組中討論,合作研究有幾種受力的情況,提示學生利用原有知識分析在不同的受力情況下物體會出現什么樣的運動狀態。這樣讓學生在原有的認知基礎上,結合老師提供的情境來自己建構知識,從而達到掌握知識,并從中學會解決問題的方法和體會到解決問題的樂趣。
我以為,教師不應僅僅是口頭上承認現代的教育理念,而且要把這些理念貫穿在每一個課堂教學的環節中,真正轉變觀念,從而充分發揮課堂教學的有效性。
二、課堂教學中要進行有效的“探究性學習”
基礎教育要為學生的終身發展打下基礎。在這個教育階段,學生不在于知識學得多少,更多的知識是學生在踏上工作崗位后在實踐中不斷學習而獲得的,但是學生的學習習慣、學習方法卻是在這個階段形成的。因此,引導學生養成良好的學習習慣和學習方法,培養他們在某一方面或幾個方面的興趣、愛好,為終身學習打好基礎就顯得更為重要。
課改中探究性學習的提出和實施正是為了達到這樣目的。在課堂教學中恰當地設計和運用探究性學習,重點關注學生的探究過程和在探究中即時生成的學習資源,就能起到良好的效果。如在“探究影響蒸發快慢因素”的教學活動中,為了提高容量和控制教學活動,一位老師設計了分組承擔不同的探究任務的方式,讓不同的探究小組利用提供的實驗器材進行自行設計,探究出其中的一個因素,然后各小組匯報結果,老師總結。探究中學生積極投入,熱情很高,但由于缺乏必要的指導,進行的大多是一些無意義的探究,甚至出現科學性錯誤。在總結階段,老師一直期待正確結論的出現,以推動自己的預先設計的教學活動,而不是關注學生的探究過程,對探究中即時生成的學習資源不予理睬,甚至沒有對出現的科學性錯誤進行糾正。那么這樣的探究只是一種形式上的探究,只是為了包裝,實質上已經完全背離了探究的目的。探究不僅僅是為了獲得結論,更重要的是讓學生體驗像科學家那樣的研究問題,從而體驗到學習的樂趣。
所以,在探究中要善于發現即時生成的新問題和學習資源,這比教材提供的學習資源可能還要有效和精彩,同時也要給學生以必要的指導和引導,從而真正發揮探究學習的有效性。
三、課堂教學中要有效發揮課件的輔助作用
計算機多媒體課件的使用,其目的之一是為了提高課堂內容的容量。但就目前看到的大部分課堂使用的課件來看,由于擔心圖片和文字過小學生看不到,而在頁面上使用大號字體和大幅圖片,導致頁面空洞無內容,同時也使關鍵的內容展示停留的時間過短。另外課件的界面上也存在較大的問題,花里胡哨的東西太多,界面的背景和顏色不統一,甚至有巨大的反差。這些都導致了分散學生注意力。因此在制作課件時就應該有一個整體的打算,設計和規劃好課件的頁面框架結構,頁面要樸素和精致而不止是“花”和“動”,內容要充實,盡量把相關的內容設計在一頁,以避免空洞,并提高課件展示的效果。
關鍵詞:大氣的受熱 等壓面 大氣運動 氣壓帶 鋒面氣旋
湘教版必修一第二章《大氣環境》,主要介紹了對流層大氣的受熱過程、熱力環流、全球氣壓帶、風帶的分布和移動、氣壓帶和風帶對氣候的影響、以及常見的天氣系統。內容多,容量大,抽象性強,歷來是高考命題重點,也是學生學習的難點。
一、對流層大氣的受熱過程中“高出不勝寒”理解錯誤。
同學們總認為,山頂距離太陽近,應該熱,而山底距離太陽遠,應該冷。這就說明他們沒有弄清對流層大氣的直接熱源是什么?大氣的受熱過程實質上是什么?因此授課時提高同學們的想象力,對大氣的受熱過程分析清楚,理解大氣的熱量來源實質是能量的傳遞過程。 “太陽暖大地”“大地暖大氣”對流層大氣的直接熱源是地面輻射,距離地面越近,吸收地面輻射越多、溫度越高,距離地面越遠吸收地面輻射越少、溫度越低。
二、熱力環流中等壓面的判讀和風向確定含糊
(一)等壓面的判讀時對氣壓和氣溫的分布。以圖示為例:
C、B氣壓高于G、F氣壓好理解,A氣壓高于E氣壓理解不了。從表面上看A確實是低壓,E確實是高壓,忽略了氣壓的垂直分布;同一地點不同海拔高度上,海拔越高,氣壓越低。因為海拔越高空、氣越稀薄氣壓越低。A處低壓是相對B、C氣壓低,E處高壓是相對G、F氣壓高,氣壓值A處是高于E處的。
就氣溫對比來而言,A處氣溫高于B處,因為A處受熱氣流上升形成低壓,B處遇冷氣流下沉形成高壓,即我們常說的“熱低壓冷高壓”。這樣有些同學以此類推,E處氣溫也低于F、G處氣溫,原因E處高壓F、G處低壓,這就說明,沒有完全理解熱力環流的形成原理。E處氣壓高并不是因為E處熱,而是由于地面A處受熱氣流影響,由地面上升到高空,在高空E處形成高壓。既然E處氣流來自地面,同一垂直面海拔越高氣溫越低,因此E處氣溫是高于G、F的。
(二)風向的確定。
風的性質多從風向和風力兩個方面進行描述。風是在水平氣壓梯度力(形成風的直接原因)、地轉偏向力、摩擦力共同作用下形成的,分為高空風和近地面風。高空風受兩個力作用,水平氣壓梯度力、地轉偏向力。近地面風受三個力作用。但在形成后,高空風風向平行于等壓線、近地面風風向斜穿等壓線,同學們不能理解。這需要結合數學和物理知識、借助多媒體電腦技術,把抽象的大氣運動,具體、生動、形象化地表現出來。
以高空風為例:高空風大氣受兩個力作用,二力平衡時風向才穩定,因此,只有水平氣壓梯度力、地轉偏向力二力大小相等、方向相反時風向穩定。水平氣壓梯度力永遠垂直于等壓線由高壓指向低壓,地轉偏向力永遠垂直于空氣的運動方向(即風向),最終高空風向與等壓線平行。高空風判斷下來近地面風也就迎刃而解了。
三、三圈環流形成過程疑問重重
(一)三圈環流緯度30附近氣流下沉,近地面形成副熱帶高氣壓帶。
在同一水平面上,由于獲得熱量的多少存在差異,就形成了最簡單的大氣運動——熱力環流。對于整個地球而言,各緯度得到的太陽輻射量也是不均勻的,這必將引起全球范圍的大氣運動,即大氣環流。同學們很快板圖作出“北半球單圈環流”的示意圖,但是他們忽略關鍵的一個問題“地球自轉產生的地轉偏向力”。如果考慮到地轉偏向力的影響赤道地區的上升氣流還能到達極地嗎?
以北半球為例:赤道地區由于終年炎熱氣流上升,上升到高空的氣流在高空同一水平面上形成高壓,大氣不再穩定,一部分向北運動一部分向南運動,向南北運動的氣體受地轉偏向力的影響左右偏轉,到30度緯度上空偏轉成西風,氣流不能向北運動,當然也不能向南向西運動,能不能向東運動?有些同學回答是肯定的。這就需要教師分析時充分發揮學生的空間想象,抓住30度緯度上空都有來自赤道地區的偏轉成西風的氣流,在30度緯度上空沒有明顯的氣壓差,大氣不能做水平運動,因此,也就不能形成30度緯度上空的東風(加上展示課件輔助效果更直觀)。赤道地區氣流又源源不斷供應,此時南北緯30°高空的氣流只能下沉到地面,在地面形成副熱帶高氣壓帶。
(二)冷暖氣流交匯暖氣流上升形成副極地低壓帶。
極地地區由于終年寒冷,氣流下沉,在地表形成極地高壓帶,極地東風由高緯吹向低緯。南北緯30度附近氣流由高空下沉到地面,在地面形成副熱帶高氣壓帶,中緯西風由低緯吹向高緯,在南北緯60度相遇。學生感覺上應該形成高壓帶。這就需要教師嚴格讓學生分清地面和高空,大氣水平運動和大氣垂直運動。來自高低緯的氣流在南北60度相遇后,來自低緯的氣流性質溫暖,來自高緯地區的氣流性質寒冷,冷暖氣團交匯后暖氣團向上爬升,使原本大量的氣流減少在地表形成低壓帶。
四、鋒面氣旋系統認識不足
同學們都知道鋒面、氣旋和反氣旋兩大類天氣系統的特點,然而對于鋒面氣旋系統,課本中僅僅簡單地提到它的概念和一幅鋒面氣旋圖,這使有的同學對其形成、發展和消亡的過程,很難去全面把握,甚至沒有把它當成一個獨立的天氣系統看待,然而在歷年的高考中多有涉及,所以必須引起足夠的重視。
(一)鋒面氣旋。如(下圖)
鋒面氣旋是指具有鋒面結構的低壓,主要活動在中高緯度,多見于溫帶地區。
(二)鋒面氣旋的形成。
以北半球為例是一個逆時針方向旋轉的渦旋,中心氣壓很低,自中心向前方伸出一條暖鋒(PN),向后方伸出一條冷鋒(PM),冷、暖鋒之間是暖空氣,冷、暖鋒以北是冷空氣。鋒面上的暖空氣呈螺旋狀上升,鋒面下的冷空氣呈扇形展開下沉。鋒面氣旋的天氣變化明顯,一般氣旋是氣流輻合上升系統,在兩個鋒面附近氣流上升更為強烈,往往產生云、雨、雪,甚至雷雨、暴雨、大風、降溫等天氣。
(三)鋒面氣旋中的冷鋒、暖鋒判別。
1、鋒面一般出現在低壓槽附近。高壓和高壓脊附近一般為晴天,無鋒面出現。
2、以鋒面為界線分為冷氣團和暖氣團(緯度高的為冷氣團),然后,根據氣旋的旋轉來判別冷、暖鋒面,無論是南半球還是北半球,氣旋左側總為冷鋒,右側總為暖鋒(如下圖)。
一、重理論,輕實驗
物理是一門實驗學科,眾多概念和規律都是通過觀察、實驗而抽象概括出來的。然而教學中實驗常被單純的理論講解所替代,這樣做雖然學生也能接受,但不符合認知規律,導致學生對概念和規律的認識有缺陷。具體表現為:1.缺乏形象感知,2.缺乏物理情境呈現的基礎,3.缺乏概念、規律形成的客觀依據。因此,在教學中教師應設法通過演示實驗、分組實驗等形式使學生參與、感受這一過程,親歷知識的探索、研究、構建,培養科學的思維方法,促進他們素質與能力的提高。
比如學生在學習簡諧運動的圖像時,往往不容易理解圖像的物理意義。教師可以通過讓學生參與沙擺實驗,指導他們觀察擺動規律,研究落沙痕跡的意義,再引導他們將沙痕抽象為函數圖像,學生對圖像的物理意義就不難理解了,而且容易跟波的圖像相區分。這樣做比單純地演練習題效率要高,同時促進了學生能力的提高。
對于學生實驗還要避免兩個極端:1.教師詳細講解原理、步驟,精心演示實驗過程,再讓學生模仿著做;2.教師對實驗作簡單介紹后放手讓學生去做。這兩種做法都不利于對學生能力的培養??v觀近幾年的高考實驗題,尤其突出了對實驗設計能力和遷移能力的考查。這就要求教師利用教材中有限的實驗加強對學生實驗能力的培養。
例如在做單擺測重力加速度的實驗時,教師可先引導學生思考:測重力加速度有哪些方法?總結得出:1.利用自由落體測高度和時間;2.利用小車沿斜面自由下滑測傾角、動摩擦因數和加速度;3.利用飛行器繞地球做低軌道勻速圓周運動重力提供向心力,已知地球半徑測周期;4.利用單擺周期公式測擺長和周期。這樣既有利于擴展學生思路,又可以引導學生通過比較選取出最佳方案:本著簡潔準確的原則方案4較好。然后進一步啟發學生明確實驗原理,選取實驗器材,理清實驗步驟,分析實驗誤差。學生在實驗過程的主動參與,使他們的實驗能力得到了培養和提高。
二、重突破,輕分散
高中物理涉及的重點、難點較多,為尋求突破,教師往往采取深挖掘、多訓練、一步到位的辦法。事實上學生對知識的理解掌握需要一個過程,脫離學生實際,脫離認知規律,盲目拔高,暫時學生能夠勉強應付幾道難題,成績有所提高,但并不利于能力的培養。
以加速度這一概念為例,它是在第一章(人教版新課程?物理必修一)出現的,描述做變速運動的質點速度變化的快慢。要求掌握其物理意義,通過比值來定義(嚴格講這只是平均加速度,還未涉及瞬時性),是速度對時間的變化率,知道其單位、理解其矢量性。第四章通過牛頓第二定律揭示加速度產生的原因,同時強化了加速度的方向性和瞬時性,使學生的認識進一步加深。第六章(人教版新課程?物理必修二)通過勻速圓周運動的學習進一步強化了加速度的方向性,使學生認識上產生一個飛躍。第七章天體圓周運動的向心加速度是加速度概念的實例。第五章機車以額定功率啟動,要求學生根據加速度的瞬時變化,展現物理過程,判斷速度變化,對能力提出更高要求,并在簡諧振動中進一步強化。當然上述過程中還穿插著加速度的合成與分解。像這樣一個概念要想在某一階段的教學中形成突破是不現實的,應該把握住每一階段對加速度的認識要求,由淺入深,適當分散難點,寧可在概念形成之初膚淺些也務必要準確,避免“躍進”帶來的認識偏差。
三、重結論,輕過程
學生在學習物理時往往有這種現象,課堂能聽懂,甚至覺得不難,概念、定理、定律等也能記住,但是遇到稍作變化的題目便束手無策了。這歸根結底是能力問題。僅憑記住一些結論是學不好物理的,必須要注重結論的形成過程。著名物理學家韋斯科夫說過:“科學不是死記硬背的知識、公式、名詞,科學是好奇,是不斷發現事物和不斷詢問‘為什么’,科學的目的是發問,他主要是詢問的過程,而不是知識的獲得。”
因此教師必須精心設計課堂教學,營造生動活潑的教學氣氛,重視學生的內心體驗與主動參與,通過創設與教材內容有關的情境,使學生在展開的物理情境中捕捉各種信息,產生疑問,分析信息并引出各種設想,引導他們在親身體驗中探索新知,開發潛能。這里還要注意一個誤區,就是一談到創設情境,往往是滿堂的多媒體課件。
如進行牛頓第三定律教學時,學生的困難主要體現在兩方面:1.易與二力平衡混淆;2.在以后復雜的受力分析中意識不到求解一個力可以通過分析該力的反作用力來解決。這兩方面都不是大量課件演示諸如“雞蛋碰石頭”等所能解決的。課堂的重心還是應當放在典型實例的定量分析上,如用兩個相同的彈簧秤對拉,和把一個彈簧秤固定后用力拉,引導學生讀數、分析、比較,形成準確而深刻的認識。
四、重題量,輕方法
由于高考“在考查知識的同時突出能力的考查”,所以演題成為訓練能力中十分重要的一個環節,但并非題目練得越多,就見多識廣,能力越強。尤其到了高三階段,教師惟恐題型演練有疏漏,便征訂各種復習資料,學生自然是疲于奔命。當然保持適當的題量是十分必要的,但教師應精挑細選,特別要注意那些體現思想方法、體現能力要求的習題,在講練過程中更要注重方法的指導、總結與運用。
事實上高考中很多題目雖看似新穎,但其解題方法很多是源于課本的,故能力訓練不應脫離教材而盲目求新、求異、求難。以2008年江蘇高考試卷第12題選修模塊3―5題第3問為例,這是有爭議的一道題,由于題目涉及了半衰期的定量問題,被認為超綱。其實其解題思想還是源于半衰期的概念,只要知道半衰期的定義,對課本中的舉例在這種新的情境中稍加遷移,算出剩余P30占原有P30的百分比即可??梢娫S多解題方法都是和課本知識密切相聯系的,只有在基礎知識的學習中運用總結這些方法,再將其推廣到習題予以加強,才能收到事半功倍的效果。