“应用知识的方法”专题教学一例

时间:2021-07-05 16:35:01 浏览量:

唐洁容

摘要:从科学方法的来源出发,可将科学方法分为学科方法和思维方法,将学科方法分为理论方法和实验方法,进一步地,将理论方法分为获得知识的方法和应用知识的方法。《图像法——正比例函数图像》一课的教学过程可分为四个步骤:复习,回忆原有知识;呈现多个例子,引出图像法;引导总结概括,深化方法;变式练习,运用方法。

关键词:初中物理;科学方法;应用知识;图像法

当前,关于科学方法的分类依据标准的不同有多种研究。邢红军教授从科学方法的来源出发,将科学方法分为学科方法和思维方法,将学科方法分为理论方法和实验方法,进一步地,将理论方法分为获得知识的方法和应用知识的方法。应用知识的方法,顾名思义,就是在知识应用过程中使用的科学方法。对照《义务教育物理课程标准(2011年版)》(以下简称“物理课标”),已有研究显化出了初中物理应用知识的方法有隔离法、比例法、整体法、控制变量法、图像法、假设法、转换法、等效法、极值法等。《图像法——正比例函数图像》一课,就是“应用知识的方法”专题教学一次积极的尝试。

一、教学分析

图像法是指利用图像这种特殊且形象的数学语言工具,来反映物理现象过程和规律的方法。图像法在初中物理中有着广泛的应用,如st图像、mV图像、固体的熔化图像等。

初中物理习题中有相当一部分属于比较类题型,此类型题只要求定性分析、比较大小,故可以利用图像来求解。正比例函数是最简单的线性函数,也是初中物理常用的函数之一,学生可以借助此图像来系统地学习图像法。进入初三中考复习阶段,学生对初中物理所有的基础知识已初步掌握,在此基础上开设专题课,学生能高屋建瓴地掌握应用知识的方法。

二、教学过程

根据心理学相关理论,科学方法的学习属于认知策略的学习,而认知策略是一种特殊的程序性知识。依据认知策略学习的心理条件和学习阶段,“应用知识的方法”的教学过程可以分为以下四个步骤:(1)通过复习,使学生回忆原有知识,为科学方法的学习提供内部条件;(2)通过“例题—规律”法呈现多个例子,引出方法;(3)引导学生总结概括,逐步显化方法的适用条件和解题步骤;(4)通过变式练习,使学生面临相关情境时能自主运用方法。

(一)回忆原有知识

师(出示例1、例2)同学们先解答这样两道题目。

例1能装满一瓶水的瓶子,能装得下等质量的酒精吗?

(二)引出图像法

师这两道题是我们常见的题,也是基础题。有没有谁有其他解法?

生可以作图。

师我们来作一下图看看。(出示图1、图2)同学们喜欢哪种方法?为什么?

生作图的方法,因为比较直观、一目了然。

师利用函数图像帮助解物理题,这种方法就叫图像法。这两个图像是什么函数图像?

生正比例函数图像。

师正比例函数是最简单也是初中物理最常用的函数,所以今天我们将系统地学习正比例函数图像法。

(教师出示例3。)

例3为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系做了探究。表1是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。

现用甲、乙两根弹簧分别制成A、B两个弹簧测力计,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同,则量程较大的是(选填“A”或“B”,下同) 弹簧测力计,精度较高的是弹簧测力计。

生(展示图3)要比较量程,就是通过相同的伸长量比较拉力,拉力大的量程大,故量程较大的是B弹簧测力计。

生(展示图4)因为刻度线分布情况相同,比较精度即比较分度值,分度值越小精度越高。通过相同的拉力比较伸长量,伸长量大的精度高,故精度较高的是A弹簧测力计。

(三)引导总结概括

师同学们,这三道例题有什么共性?

生都用到了正比例函數图像。

生都是比较大小的。

师对!哪些题目适合用正比例函数图像法呢?

生一个物理量与另一个物理量成正比。

师是的。用正比例函数图像法解题的过程是怎样的?

生先写出两个物理量关系的表达式,再画出正比例函数图像,最后找到相同的量,就是相同什么比较什么。

师很好!数学中,y与x成正比,其函数表达式是y=kx,其中k是常量,k的值越大,图像越倾斜。这三道例题都能写成y=kx的形式,表达式分别是什么?其中的k分别指什么?

生m=ρV、U=IR和F=kΔx,其中的k分别指物质的密度、导体的电阻和弹簧的弹性系数。

师它们都是物质或物体的物理属性,是不变的。初中物理中还有比热容、热值等表征物理属性的物理量,它们是正比例函数图像法使用的基础,我们可以把这些物理量设成斜率k。

(四)练习巩固应用

师(出示练习题)这四道题目请同学们用正比例函数图像法解答。

练习1如图5所示,两支相同的试管内装有A、B两种不同的液体,它们对试管底部产生的压强相等,则A、B密度的大小关系是()

A. ρA>ρBB. ρA<ρB

C. ρA=ρBD. 不能确定

练习2质量相同、温度相同的铁块和铜块,放出相等的热量后,使它们接触,这时铁块将(C铁>C铜)()

A. 吸热

B. 放热

C. 不吸热也不放热

D. 无法判断是否有热传递

练习3某同学想将量程为0—10 N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下:

(1)先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处;

(2)在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在图6中甲所示的位置。

杯中水的质量为kg,他设计的密度秤的量程为0—kg/m3。(g取10 N/kg)

练习4小明利用一根粗细均匀的细木棍和细铜丝自制密度计。当他把做好的密度计放入水中时,密度计能竖直漂浮在水中,如图7所示。请在密度计上标出水密度的刻度和0.5 g/cm3的刻度。

……

参考文献:

[1] 陈维松.用线性函数图象巧解比较类习题[J].中学物理(初中版),1994(3).

[2] 皮连生.教育心理学(第四版)[M].上海:
上海教育出版社,2011.

[3] 乔通,邢红军.初中物理教学中应用物理知识的科学方法教育内容研究[J].物理教师,2011(1).

[4] 邢红军.物理教学论[M].北京:北京大学出版社,2015.

[5] 乔际平,杨宝山.国外科学方法教育的某些借鉴[J].首都师范大学学报(自然科学版),1997(1).

[6] 张宪魁.物理科学方法教育(修订本)[M].青岛:中国海洋大学出版社,2015.

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