首页 优秀范文 初中物理成像原理

初中物理成像原理赏析八篇

时间:2023-06-22 09:31:54

初中物理成像原理

初中物理成像原理第1篇

在西方英语国家学术界,对视觉文化的研究,大致有英国学派和美国学派二者。尽管二者间的交流既多且频,甚至主要人物也跨越大西洋而在英美两国从事教学和研究,如英国学者诺曼· 布莱逊(norman bryson),但二者却有一些区别。就方法论而言,二者大同小异,基本上都借用了二十世纪的欧美哲学理论、文化研究理论、美术史研究方法和美术批评方法,并采纳了当代影视理论、传播学理论和大众传媒的方法。但在研究领域和研究对象方面,二者却同中有异。其异在于,英国学者的视觉文化研究,包括了视觉艺术,例如绘画。相对而言,美国学者的视觉文化研究,则跨出了视觉艺术的界线,主要研究美术之外的图像及其功用,例如新闻媒体和商业广告所使用的图像。

美国学派的代表学者是芝加哥大学教授米歇尔(w.j. thomas mitchell,1942-),他任教于该校英文系和美术史系,并任著名学术期刊《批评探索》的主编。米歇尔的学术专长在于比较文学和美术史论,他对二十世纪的批评理论和方法比较了解,并站在当代学术前沿,引领美国视觉文化研究的方向。米歇尔在中国的影响也比较大,其“图像转向”(pictorial turn)的概念,甚至成为国内文化商业界一些从业人员鼓吹文盲式“读图时代”的理论根据。米歇尔著述甚丰,涉及视觉文化之图像理论的主要有三部,《图像学:图像、文本、意识形态》(iconology: image, text, ideology,1986)、《图像理论》(picture theory,1994)和《恐怖的克隆:图像战争,从美国九一一到伊拉克虐囚》(cloning terror: the war of images, 9-11 to abu ghraib),其中《图像理论》有中文译本,由陈永国、胡文征翻译,北京大学出版社2006年出版 。

2008年1月,米歇尔应邀到加拿大蒙特利尔,在康科迪亚大学美术学院讲学,介绍他的图像学新著《恐怖的克隆:图像战争》,研讨视觉文化与当代图像学。其间,笔者有机会向米歇尔请教诸多问题,尤其是与笔者正写作的专著《视觉文化传播》相关的一些具体观点和概念。

在涉及视觉文化的研究领域和对象时,笔者专门向米歇尔求证其观点:您主张的视觉文化研究,包括不包括视觉艺术,诸如美术或绘画?米歇尔的答复非常明确:不包括。作为视觉文化研究之美国学派的领军人物,米歇尔早在八九十年代就对潘诺夫斯基的传统图像学进行了挑战,并以“图像转向”为号召,主张超越绘画和视觉艺术,使图像研究成为后现代以来之文化研究的一个重要内容。为此,他弃用潘诺夫斯基图像学的专业术语iconology,转而使用一个极其普通的日常词汇picture(图画),以示自己的大众文化研究与前者的精英文化研究相区别。

要之,视觉文化研究中的美国学派,是指以米歇尔为代表的学者,他们主张从大众传媒的角度去研究非艺术的图像,而不再局限于美术的角度和作为艺术作品的图像。本文作者赞同超越美术领域去探讨美术,也认为美术研究不应该局限于大师及经典作品。但是,笔者不认可美术研究同视觉文化研究相对立的观点,不认为二者相互排斥。相反,笔者认为,美术研究是视觉文化研究的一个重要组成部分,美术研究与视觉文化研究的关系是,视觉文化研究包括了美术研究,并为美术研究提供了一个超越美术的视角,这使研究者有可能从其它视角去发掘美术的更广、更深的意义,及其可能被美术研究所忽略的潜在价值。

二 三种图像

虽然笔者不能全盘接受米歇尔关于视觉文化之研究领域和研究对象的褊狭主张,但这并不妨碍笔者向他进一步请教相关问题:美术史研究与视觉文化研究有何区别?米歇尔回答说,美术研究和美术史研究,是将美术作为一种艺术现象来看待,即研究“艺术的图像”(artistic image),正如文学研究之于语言,是探讨怎样艺术地使用语言。相反,视觉文化研究关注的是“非艺术的图像”(non-artistic image),也即世俗的图像(vernacular image),尤如语言研究中对日常用语及其使用方法的关注。

在这样的意义上讲,所谓“图像转向”就不符合我们国内一些学者为“读图时代”的视觉狂欢而寻找舶来理论的初衷。就这个问题,笔者特意向米歇尔求证:您说“图像转向”,是否意味着语言文字的表意功能被图像取代了,是否意味着语言文字在当代文化研究中不重要了?米歇尔的回答十分清楚:绝不是这样。他说,语言文字自有其价值,不可能被视觉图像所取代。今天,所谓图像转向,是说图像研究超越了美术研究的疆界,而进入了摄影、电视等新的大众传播领域。这个观点,正是米歇尔新著《恐怖的克隆:图像战争》的理论前提。

米歇尔的当代图像学涉及三个“图像”术语,颇能说明“图像转向”及美国学派之视觉文化研究所关注的新对象。第一个是潘诺夫斯基采用的图像学术语iconology,源出古希腊语和拉丁语中的“肖似”一词,后来指基督教的图像,自19世纪初则被东正教用来指称圣像。潘诺夫斯基将这个词发展为专业术语,用于他对中世纪和文艺复兴之宗教艺术的阐释。第二个术语picture以其通俗化和大众化而具有后现代主义之平民文化色彩,不仅是对潘诺夫斯基之专业术语的颠覆,也是对其图像学基本概念的颠覆。然而,在米歇尔新著《恐怖的克隆:图像战争》中,他又使用了一个比较中性的术语image。于是,笔者向米歇尔请教:在当代图像学和视觉文化研究中,image与picture这两个概念有什么异同?

米歇尔用形象的语言来解释这个问题:一个picture就象一张画片,你可以用电脑软件来修改它,也可以把它撕毁,但画片上的原初图像却无法被改变或毁掉,这原初图像就是image,它以不同的方式存在于不同的地方,例如,它以数码方式存在和传播。于是笔者问:这是不是说,picture指图像的物理(physical)存在,而image则是原初图像本身,超越了物理的存在,而隐身于变形的picture中?米歇尔回答说是这样,并进一步解释道:作为原初图像的image不能被人为地任意扭曲,而被扭曲的只能是picture。经过人为扭曲后的图像,已经不再是最早那个未被扭曲的原初图像,而是一个具有实际用途的picture,例如商业或宣传用途。然而,在这被扭曲的picture中,却以基因密码的方式保存着原初image的信息。米歇尔的当代图像学和视觉文化研究,关注image怎样变成了picture,关注image所携带的信息,以及image经过了加工或人为的扭曲而成为picture后,这picture所具有的信息传播和宣传功能。

米歇尔的新著《恐怖的克隆:图像战争》便是对这一理论的阐述和实践。在涉及image转化为picture的过程和方式时,米歇尔提出了一个关于当代图像学的关键词“生物图像”(biopictures)。

三 生物图像

米歇尔对“生物图像”这一概念的阐释,是从人工智能、遗传基因、生物工程、数码复制等角度进行的。他的基本看法是,当作为image的图像借助大众传播工具而被广泛复制和传输时,不会出现失真的情况,因为这是一个数码复制和传输的过程。在这个过程中,数码信息保留了image原初的dna编码。与此相对,失真的图像是人为操作时出现的有意扭曲,是操作者出于某种目的而特意为之。他认为,当代大众传媒对于图像的使用,有意利用了人为失真的picture,但我们透过这图像的表象,却能把握其原初图像的真实信息。

照我的理解,任何图像一旦经过传播,无论是image还是picture,都会失真。传播是一个大规模复制并散发的过程,处于传播之另一端的图像,与原初图像有时间和空间的距离,这使复制和传播的图像,失去了它原初的语境。图像携带的原初信息,在相当程度上由其语境所确定,一个失去了自身时空语境的图像,只能是一个失真的图像,这就像本雅明所言,失去了该图像产生时的特定“光晕”(aura)。因此,无论以何种方式传播图像,都是无根漂浮,在相当程度上失去了原初的本真。

针对笔者提出的这个疑问,米歇尔说,本雅明所说的图像复制,是机器复制,与今日数码复制完全不同。数码复制所传输的是图像的生物信息dna,而不是机器复制所传输的图像外观。生物信息虽然脱离了原初的“光晕”,但所携遗传密码并未改变,因此不存在失真问题,这是今日数码传输的要义。我在此注意到,米歇尔的探讨转入了技术层面,他绕过了图像文本与其语境的关系问题,而开始了形而下的解说。虽然笔者坚持认为,图像的信息受制于原初的语境,但“生物图像”之说,却仍然具有启发意义。

对我而言,这启发就在于“仿生学”(bionics)和仿生艺术。仿生学是二十世纪兴起的一门工程技术科学,它研究生物功能,并转而将其应用于工程设计。例如在潜艇的设计中,为了降低航行的噪音,设计师们研究鲨鱼皮肤的内部构造,并模仿其构造而设计出具有静音功能的人工鲨鱼皮,用以制成消音瓦,将其覆盖于潜艇外壳,从而降低潜航噪音。这种生物仿制,是一种仿生学复制,尽管不必复制生物的外在表象,但却把握了生物遗传的信息编码,这使工程技术中的复制得以实现高保真。仿生艺术在西方兴起于八十年代末九十年代初,是环境保护主义的产物,多是以装置为外在形态的观念艺术,旨在传播环保意识。

由于米歇尔强调图像所携带的信息是以生物编码的方式来复制和传输,于是笔者便问他为何不用现成的术语“仿生图像”(bionic pictures),而要生造一个新术语“生物图像”,并问及二者有何种关系。米歇尔回答说,“生物图像”是一种用类似于克隆技术复制的图像,与机器复制的图像不同,不仅没有失真,反而因基因改造而优化了图像,而机器复制却因“光晕”不再而失去了原初的本真,因此,“生物图像”与“仿生图像”并无本质区别。

笔者由此想到,借助仿生学技术来复制图像,涉及的不仅仅是图像的外形,更重要的是涉及了特定外形所携带的内部基因密码。正是由于这生命遗传的密码,才使生物的外形与其功能密不可分,而生物外形与其生命功能的关系,又是达尔文进化论的要义,在今天不仅涉及到科学技术的进步,也涉及到文化和学术的发展。在此,“生物图像”关注的是生物外形与生命信息的编码,关注二者间的功能关系,并与当代艺术的方式发生了某种关联。

四 恶搞图像

关于这种关联,在我看来,米歇尔的上述理论虽然不是关于美术的,但这理论的意义,却在于它可以帮助我们理解当代艺术。例如,生物图像的复制,可以帮助我们从理论渊源上认识今日艺术中的“恶搞”方式。恶搞是视觉艺术的一种修辞方式,然而西方当代艺术中的恶搞与今日中国时髦的恶搞却有本质的区别。尽管两者都以幽默为基调,但前者带有相对强烈的政治信息,而后者则大多出于赢利的商业目的和庸俗趣味。我这样说并不是要无条件地赞同西式恶搞或一概否定中式恶搞,我说的只是今日艺术中的一种倾向。

西式恶搞的政治内含,与米歇尔所说的“图像战争”(war of images)密切相关。米歇尔的讲座,从头至尾贯穿了他对美国总统布什及其发动伊拉克战争的指责,他在讲座中使用的图像,也大多是伊拉克战争的新闻图片。照他的说法,发动战争和反对战争的双方,都利用了战地新闻图像。布什发动战争,其视觉依据之一,是九一一恐怖袭击中纽约世贸中心浓烟滚滚的图像,而后来人们反对伊拉克战争,其视觉依据之一,则是伊拉克阿布格拉监狱的虐囚照片和视像资料。

在虐囚图像中有一令人触目惊心者,是一个囚徒从头披着一身破麻布,双手接通两条电线。这个图像经过新闻媒介和网络而迅速传向世界各个角落,成为布什战争罪行的一大证据。由于这一图像广为流传而且极具感召力,美国苹果公司便将其借用来作商业推销,把原初图像中受电刑的囚徒,修改为一个听ipod的人正载歌载舞。这个被修改被扭曲了的图像作为广告推出后,招来社会各界的一片责难,苹果公司只好收回了这一不道德的广告,并灵机一动,又改头换貌赶制了嘲讽伊拉克战争的广告,继续推销自己的产品。

苹果公司对虐囚图像的两次修改利用,其实就是一种恶搞,先是商业恶搞,然后涂上了政治色彩。的确,除了这种商业恶搞,在西方有更多人对虐囚图像作了政治恶搞。米歇尔展示的一幅政治恶搞图像,是利用图中人的外形相关性,而将受电刑的伊拉克囚徒与西方文化传统中经典的耶稣受难图重叠起来,由此赋予这一虐囚图像以强烈的政治性,表达了恶搞者对布什发动战争的不满。从米歇尔之当代图像学的角度看,原初的虐囚图像image和被修改的虐囚图像picture之间,虽然经过了复制和传播,外貌发生了变化和失真,但其生命遗传的编码却得到了保存。换言之,原初图像中的生命密码,通过数码复制和传播而被转移到扭曲的图像中。这生命密码所携带的信息就是有关人类蒙难的信息。正因为人类蒙难的基因密码以数字方式保存了下来,所以虐囚图才与耶稣受难图有了内在的同构,这类似于仿生学的同构,于是进一步唤起了读图者对这二者之视觉外形的认同,从而使政治恶搞的目的得以实现。

虽然米歇尔的视觉文化研究不涉及美术,但在虐囚图像的话题上,他却言及了旅居纽约的著名哥伦比亚画家费南多·博特罗(fernando botero),因为这位以描绘傻笨肥俗的浅薄形象而闻名于世的当代大师,近年绘制了一系列关于美军在伊拉克监狱虐待囚徒的作品,以幽默的恶搞,来表达了艺术家明确的反战态度。博特罗的作品在纽约和欧美各地展出后,引起了广泛的反响,应和了西方世界的反战呼声。

在博特罗的绘画中,作为一种寓言的政治恶搞,发挥了图像的修辞功能,显示了图像的威力。米歇尔的当代图像学是一种具有强烈政治色彩的视觉文化理论,他超越了美术的领域,将视觉文化研究引入了传媒政治中,使我们可以从大众传媒的角度来阐释博特罗绘画的政治性和批评价值。然而非常有趣的是,米歇尔却口口声声说自己是一个“死心塌地的形式主义者”(i am a die-hard formalist)。我猜测,米歇尔的视觉文化研究,关注图像的构成、存在、复制、扭曲和传播方式,因此他是形式主义的。但是,我们应该看到,在这一切的背后,以生命密码的方式潜藏着米歇尔的政治态度和批判精神,这使他成为一个具有批判性的文化政治学者。

如果借用他自己的术语,我想这样说:米歇尔之视觉文化研究的政治性,以生命遗传的密码方式而成为其当代图像学内在的原初图像image,而他从形式角度对图像构成和传播方式的研究,则是其外在的picture。反过来说,在这个image中,以生命密码的方式,潜藏着他的政治信息。唯其如此,我们才明白他为什么会批评布什发动的战争,而不是去进行浅薄的商业恶搞。

初中物理成像原理第2篇

一、优化实验设计掌握抽象的物理基础知识

初中物理的教学内容中有很多抽象的知识,例如:小孔成像、滑轮原理、力和运动、电流和电路、电功和电功率等等.这些知识是日常生活和生产中常见的现象及工具的原理,也是通向高中物理学习的入门知识.它们具有一定的抽象性,学生理解起来有难度.对此,教师可以设计适当的实验,让学生动手实践,将抽象知识还原到直观的物理现象中去,在实践的过程中理解知识和原理.

例如,利用光的直线传播知识解释小孔成像的学习中:

教师准备好毛玻璃、扎有小孔的纸板、蜡烛等实验器材.一般情况下教师落下窗帘指导学生将毛玻璃、扎有小孔的纸板、蜡烛依次摆放在同一直线上;然后点燃蜡烛,让学生观察毛玻璃上蜡烛的成像;再前后移动扎有小孔的纸板的位置或者毛玻璃的位置,观察毛玻璃上图像的变化.这样做能看到小孔所成的像,也能得出小孔成像的大小与其他因素的关系和影响,但学生对小孔成像的原理即光的直线传播还没有真正的理解和掌握.若把此实验再设计为毛玻璃片、扎有小孔的纸板、蜡烛成三角形摆布,让学生移动扎有小孔的纸板或毛玻璃片,此时发现无论它们间的距离怎样变化,毛玻璃片上都没有蜡烛的像.这样学生就能深刻理解小孔成像的原理是光的直线传播.课后再指导学生将易拉罐钻一个小孔自制一个小孔照相机观察小孔成像的现象,巩固课堂的基础知识.

总之,通过学生亲身体验整个实验过程,从在同一直线和不在同一直线两个不同的角度把小孔成像的直观化印象和光的直线传播对应起来.学生可以在实验中想象出光的传播路径,从而可以通过自己对实验的观察画出模拟光路图去验证光的直线传播原理.最后达到对直线传播原理的理解、认同和掌握.初中物理与生活和生产的实际密切相关,实验教学是初中物理教学的重要手段.当学生对某一原理产生疑惑或者理解困难时,教师可以设计实验,从实验的现象上去认识、理解这一原理的正确性,学生也可以通过实践和观察把原理与事实联系起来理解,理论联系实际,如此学习基础知识的过程也就会变得有趣和轻松.

二、优化实验设计指导实验方法

初中物理实验除了能够作为学习原理的有效性手段以外,它本身也具有一定的科学性和复杂性,因此,要教会学生正确对待物理实验,科学地完成物理实验不仅要重视实验的结果,更要注重实验本身所运用的方法、技巧等.例如:初中物理实验中利用了很多方法:转换法、控制变量法、等效替代法、类比法、建立模型法等等.

平时的教学中教师要帮助学生理解不同方法的特性,从而理解在什么情况下使用什么方法才能高效的完成整个探究过程.例如探究电流与电阻的关系时,可以设计如下实验让学生仔细体会实验方法在实验中的应用.

教师以问题引出思路,引导学生设计出电路图.如在过去的学习中,我们有哪些方法可以改变电路中的电流?学生会回答改变电压或改变电路中导体的电阻.再请学生画出用滑动变阻器改变电流的电路图,指导学生将电源、电阻、电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关先连成串联电路,再将电压表并在电阻的两端,调节滑动变阻器的滑片,观察到电压表、电流表的示数都发生了变化.这样一来,学生不但获得动手的乐趣,还对实验现象产生了疑惑.到底是哪个物理量对电流产生影响呢?我们如何来研究?

接下来引导学生思考,上述实验中有两个变量会引起电流的变化,若我们要研究电流与其中电阻的变化关系,就应该让电压保持不变.试试看,当我们换用不同阻值的电阻做实验时,你是如何保持电压表的示数不变的,此时学生会调节滑动变阻器,几次调节后发现,这里是通过调节变阻器来控制电压不变.

教师:调节电压的目的是什么呢?

学生:因为我们之前猜想电阻与电压,电流的关系,现在控制电压不变,就能探究出电阻与电流的关系.

教师:正确,探讨这样的变量关系时,一定要注意控制其他的变量不变,才能判断实验对象与其中一个变量的关系.这就叫控制变量法.

通过上述实验能让学生理解电阻改变后如何移动滑动变阻器的滑片才能保持电压不变,深刻理解只有电压不变时,才能得出电流随电阻的变化关系,从而理解控制变量的方法精髓.

教师通过对控制变量法的特征和应用的强调让学生对实验方法留下深刻的印象,可以在接下来探究电阻与电压的关系时,从同样的角度出发进行思考,从而达到举一反三的效果,这才达到实验方法教学的目的.

三、优化实验设计培养自主实验探究的能力

物理教学不只是让学生掌握基础知识、掌握基本的实验方法,更重要的是培养学生自主探究的能力,培养学生终身学习的习惯,学生能根据已有的知识和方法进行自主实验探究,这才是物理实验教学的真谛.学生的自主实验探究可能会成功,也可能会失败,如何才能提高实验的成功率?这里有两个因素不可忽略,一是科学方法,二是团队协作.若把学生分成小组,把实验放在生活中进行,让学生在生活中利用身边的简单器材探讨某些物理现象,利于培养自主实验探究的能力.

笔者曾经把学生分成几个小组,每个小组5~6人不等,然后让他们仔细观察生活中的物理现象,思考它们的原因,有疑问的话用实验解决;有猜想的话用实验验证.从现象的观察到实验的结果都要记录成探究报告.然后以小组的形式进行展示.当然,实验的设计可以跟老师探讨、或者查阅资料,从而寻求一些指导性的帮助,保证实验能安全顺利地进行.

在这期间,有一组学生探究的是不同材料的隔音性能.他们将同一部手机放在盒子内,然后分别把棉花、碎纸、泡沫、衣物等放入盒子当中.站在离盒子相同距离的地方分别拨打手机,听手机铃声在不同隔音材料的环境中响度.

这个实验引起了全班同学的讨论.还有的同学提出,如果同样是棉花作为隔音材料,再利用改变棉花的柔软度、厚度、对手机的包围程度等方法,可以进一步探究隔音性能和哪些因素有关.

初中物理成像原理第3篇

本文从数学知识和数学方法角度探讨了高中物理学习困难的原因,提出了相应的解决方法。

关键词:高一;物理学习;困难;思考

在高中物理教学中经常出现这样一个现象:初中物理学习不错的同学到高中后好像一下子失去了对物理学习的兴趣,不能适应高中物理的学习,物理成绩也一落千丈。其实高中物理不光学生头痛,老师也很苦恼,其原因在与初高中物理教学的衔接处出现“台阶”过大。台阶的形成源自初高中物理的教学目标、教材编写模式、学习方法、能力要求以及学生的数学基础等方面不同而导致的。

笔者经过研究认为学生在高中物理相比初中物理的学习上除了教材难度,课时多少之外还有一个重要原因就是初高中物理对数学工具的应用有不同的要求。我们都知道“初中物理的以学生生活和经验为背景,以物理科学领域中最基本的概念、规律和科学方法为基础,以科学探究为主线,最新信息作补充”的特点决定了在初中物理教学中物理和数学的联系不像高中这么紧密,不可能出现应用大面积的数学知识来解决某一物理问题的现象,而且即使应用数学工具对数学的要求也不高,往往只涉及到简单代数运算和正比例函数、反比例函数。而到了高中,数学成为了学好物理的一个非常重要的工具,相当多的物理知识的理解需要数学知识的支撑,很多物理问题最后都归结到数学方法和数学知识的层面上面。例如在学生刚进入高中时就会学到位移和加速度的概念,而这两个物理量都是矢量,矢量运算法则为平行四边形定则和三角形定则,也就是和数学上的向量运算有关。在以后力学知识的学习中要需要用到图像的面积、三角函数、相似三角形、方程组、用二次函数求极值等数学知识,这些知识学生虽然在数学上学过,但是在开始接触高中物理的时候并不会主动和数学联系起来;在高中物理第一章的运动学概念中出现了由速度的概念向瞬时速度的概念的过渡,要用到极限的知识,在图像处理中要涉及到斜率的意义的理解问题,这些数学知识学生们在高一并没有在数学上学到,数学知识与物理知识的不同步也造成了学生刚开始进入高中不能马上很好的适应物理学习;另外初中物理对图像的要求不高,而我们知道物理规律除了用数学公式描述外,同样也可以用图像来表述,而且图像表述物理规律有时更能形象直观的反映物理量之间的联系,要能从图像上得出反映的深层次的物理规律,比如对图像的斜率、面积等在不同场合所反映的不同的物理意义要能很清楚的了解,对遇到曲线图像的化曲为直的处理思想的把握等,在高考中对图像的处理要求也越来越高,这就要求学生在高中物理的学习过程中要有相当扎实的图像处理能力,这也无疑更加提高了学生学习物理的高度。

另外一直有一种“数理不分家”的说法影响了很多老师和学生,这种说法认为数学能学得好的学生物理一定能学好,物理学得好的学生数学肯定也不错,其实这种说法没有搞清数学和物理在思维要求上的不同。理论上数学比物理要求学生具有更加抽象思维能力,但是物理学对抽象思维的要求不同于数学对抽象思维的要求。数学知识上可以由大小前提通过逻辑推理就可以得出结论,它对形式的内涵和相互关系的掌握与具体事物的关联程度远小于物理学科,物理学习如果缺乏丰富物理感受做支撑,那物理知识就离开了物理的本质而只能是无效的符号的堆积,如对物理概念的理解无论初中还是高中都需要建立在大量具体形象的表象基础上的,对物理过程的正确分析需要建立在学生的清晰的物理图景上。因此学生的认知结构的完善与否对能否学好物理起着至关重要的作用,相当多的学生就是因为认知结构的缺陷导致物理无论怎么努力都学不好。

物理的学习中数学方法起着非常重要的作用,所谓数学方法即“用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预言的方法。也就是用数学形式来表达物理规律的一种方法”。数学方法和数学知识有着很大的区别,掌握了数学知识不等于就掌握了数学方法,数学方法在物理上的应用主要体现在它给物理提供了简明而精确的通用语言形式和定量的计算方法。在物理的学习过程中不断的去揣摩、体会、掌握数学方法才能达到高效的物理学习。在实际教学中经常听到有学生反映上课听得很懂,但是课后自己一做就错的情况,其实其中情况很大部分原因就是学生没有掌握物理学习中的数学方法问题,虽然他的数学知识掌握的不错,但是不能在物理上得到灵活应用,老师一提,他恍然大悟,但是他自己去做就无法找到题目的突破口。无法用数学的语言来研究物理问题。所以说物理学中的数学方法是物理思维和数学思维的高度融合和统一的结合物。比如物理中很多的概念和规律就是用数学语言来描述的,在学习过程中学生往往从数学的角度来理解物理概念而经常忽略了它的物理意义。

我国物理教材在编写的过程中,编者就默认为学生已经学过了相关的数学认识,掌握了相应的数学方法,于是为了适应高中物理课时减少的现状就在教材的编写过程中省去了相应的数学知识。物理教师在教学中经常发现学生的反映不好,经过询问才发现学生还没有学过相应的知识,或者虽然学过相关知识但是基础非常不扎实而难以成为学习物理的基础。在这种情况下,物理教师只有两种选择,一种是停课补习相关知识,另一种就是直接跳过去,前者在课时本就非常紧的情况下更加挤占了学习时间,后者会更加造成学生后续学习的困难,往往教师在这两者间徘徊从而造成尴尬的局面。由此可见,由于数学和物理的不同步,新教材好像简化了教学内容,但是并没有让教学内容变得简单。

综合以上分析,笔者认为在高一物理的教学中物理教师需要加强数学知识和数学方法的教育,及时和学生及数学老师沟通和协调,找到在物理教学中必要的数学知识,在教学过程中及时认真的将相关的数学知识教给学生,同时加强对物理学习方法的指导,尤其重视数学方法在物理学习中的重要作用,做到在物理教学的同时渗透数学方法的教育,让学生真正的学透物理。

总之高中物理的难学、难教是一个现实存在,我们不应去回避、否定它。我们只有认真的对待并研究它,能够认真钻研课标的要求,加强初高中教学的联系与沟通,根据学生的实际学情进行切合实际的教学,加强对学生学习方法和学习习惯的指导和培养,重视调动学生的学习积极性,增强他们的学习信心,学生是可以很快跨过这道坎的。

[参考文献]

[1]物理课程标准解读.

[2]高光珍 中学生物理学习兴趣初探 中学物理教学 2009.12.

[3]陈曦鑫 高一学生物理学习困难成因及教育对策研究 华南师范大学教育硕士论文 2010.

[4]胡海飞 对高中物理课程改革的几点思考 中学物理 2005.2.

[5]武兆涛 初高中物理教学衔接问题 理科教学探索 2009.1.

教育论坛

初中物理成像原理第4篇

关键词: 初中物理 实验教学 创新能力 培养方法

随着我国教育体制的改革,现代教学更加注重对学生的素质教学,为此,在初中物理课堂上,教师应该更多地注重对学生的实验教学,提高学生在实验课堂上的动手能力,进而更好地培养学生实验创新能力,提高学生对于物理的认识,加深理解。

一、加强实验教学设备在实验教学中的运用,提高学生的学习兴趣

实验设备质量的好坏及设备完善与否对于实验的成功与否有着重要的影响,为此,要培养学生在实验课堂上的创新能力,教师首先就要保证实验的顺利进行,加强对实验设备的投入。特别是针对一些对于实验设备要求较高的物理实验,学校应该努力完善实验设备,保证初中物理所有实验都能够顺利地进行,为培养学生在初中物理实验课堂上的创新能力提供有效的设备支撑。

首先,学校应该保证学校实验室里的实验设备数量充足,保证每位学生都能够自主地开展实验,如在探究凸透镜成像规律时,教师应该保证每位学生都有光具座进行自主探究和试验,教师首先要在学生面前演示光具座的相关操作,并且强调操作中需要注意的细节,从而更好地保证实验的顺利进行和成功。如教师在演示不同物距时的成像特点,如当物距是大于两倍的焦距时,而且像距是在一倍焦距和两倍焦距之间,则其所成的是缩小的倒立实像。在实验过程中,教师可以按照不同的像距和物距进行不同的演示,从而更好地总结凸透镜的成像特点。当总结出凸透镜的成像规律后,为了更好地巩固学生对于凸透镜成像规律的记忆,让学生按照总结出来的规律自主地进行操作演示,通过光具座上蜡烛与凸透镜之间的距离、光屏与凸透镜之间的距离进行各种实验,并且做好相关的观察。在借助光具座开展实验的时候,学生应该切记实验的注意事项,如不能更改凸透镜的位置,这样才能保证实验的成功。

其次,学校应该尽量引进一些新的实验设备,让学生在学习新的实验设备的操作后,进一步提高对于初中物理实验的认识。在初中物理课堂上,教师还应该加强多媒体技术设备在实验教学中的运用,并非所有实验效果都是显著的,因此对于刚学习物理的学生来说,是很难观察到部分实验现象的,教师可以借助多媒体技术的帮助开展虚拟实验,将实验现象放大,从而更好地帮助学生认识实验,提高学生对于初中物理实验的认识。

二、开展分组学习,培养学生的创新思维

要培养学生在初中物理实验课堂上的创新能力,就要发展学生在课堂上的动手能力,因此为了进一步提高学生在初中物理实验课堂上的自主学习能力和动手能力,教师可以加强分组学习在实验教学中的运用。

首先,由于初中学生刚接触到物理实验,对于物理实验的掌握能力不强,如果是个人单独开展实验,就很难保证实验的成功率。为了更好地保证实验的成功,教师可以组织学生进行分组实验,“团结就是力量”,学生所做实验的成功率就会大大提高。

其次,通过分组实验,不仅可以有效地发展学生之间的合作能力,还可以让学生在合作学习中参与竞争,提高物理实验水平。在开展分组实验教学时,教师应该保证所开展分组合作实验的开放性,这样开展的实验才具有探讨性,才能更好地提高学生的思考能力和思维发散能力,培养学生在初中物理实验中的创新能力。比如,学习物理密度测量的时候,教师可以让学生分组开展液体密度和金属密度的测量实验。为了更好地调动学生的积极性,开发学生的潜力,教师可以给予一个新的实验题目让学生进行探讨,如“我们应该怎样测量浮在水上的蜡烛密度”。

最后,在实验过程中,学生需要结合物理知识进行实验原理的探讨、实验过程的设计和记录及实验结果的登记,还需要对自己的实验结果进行探讨,探讨实验结果与总结出来的实验原理是否符合。

总而言之,通过设计开放性的实验题目让学生进行分组探讨,不仅可以有效地提高学生之间的合作能力和沟通交流能力,还可以进一步开发学生对于初中物理实验的潜能,进一步培养学生的创新能力。

三、加强实验教学和实际生活之间的结合,提高学生的思考能力

实验来源于生活,初中物理实验与我们的生活息息相关,为此,为了更好地培养学生的实验创新能力,在初中物理实验课堂上,教师就要加强实验教学与实际生活之间的结合,提高学生对于生活中物理现象的认识。比如,学习物质形态变化时,教师就可以联合实际生活中的现象对物理现象进行解释,从而让学生更好地认识和领悟实验原理,进而更好地进行实验的设计。如春天来临之前,气候会变暖,而冬天所形成的雪就会慢慢地融化,这就是固体变成液体的过程,其过程称为融化。借用同样的实验原理,当固体温度升高的时候,其物质形态就有可能发生变化,在这个时候,学生脑海中可能就会出现一个问题,不同的固体物质,其融化变成液体的温度相同吗?此时,学生可以借助日常生活中常见的固体物质进行实验,探究其融化的温度,比如学生可以探究固体黄油融化的温度、雪糕开始融化的温度,等等。

本文一共探究了三个关于培养学生初中物理实验创新能力的教学策略,在初中物理课堂上,教师要想培养和提高学生的创新能力,首先就要突出学生在课堂上的主体地位,给予学生更多的自主学习时间,让学生在自主探究实验的过程中更好地认识初中物理实验,提高学生在实验中的创新能力。

参考文献:

初中物理成像原理第5篇

一、初、高中物理课程的特点

初中物理知识与高中物理知识相比,其变化是:①从直观到抽象。比如,初中讲机械运动是指物体的运动,而高中是讲质点的运动。②从单一到复杂。比如,初中研究二力平衡而高中研究多力平衡,从初中的匀速直线运动到高中匀变速运动、变速运动和匀速圆周运动。③从标量到矢量。初中的代数运算到高中的矢量运算,在语言上从浅显表达到比较严谨、规范的表达,物理量从定性讨论到定量的计算。④初中物理涉及问题的特点简单、直观、具体、形象;高中物理分段运动多过程、连接体、临界状态。⑤初中物理涉及公式、定理、定律少、简单、容易记;高中物理涉及公式、定理、定律多,可从不同的角度分析应用。⑥初中的学习由于教学的进度比较慢,对概念规律反复讨论,变化不多,而且学习方法比较简单、机械,既不习惯于复杂计算,也不习惯于独立思考,只要记住公式,把题中的已知条件代入就可以知道答案;高中的教学进度明显加快,课堂教学的密度大大提高,概念多,公式多,抽象,物理规律复杂,物理规律表达方法灵活,对数学能力要求高,如力学对三角函数的要求,靠初中那种以机械记忆来学习的方法,是行不通的。⑦初中物理对学生的思维方式要求是比较低的形象思维,对抽象思维能力要求不高,对物理问题简单分析就可以得出结论;高中物理对思维方式要求比较高,常常要用到分析、比较、抽象、概括、类比、等效等思维方法,对感性材料进行思维加工,抓住主要因素,忽略次要因素,抽象概括出事物的本质属性和基本规律,建立科学的物理概念和物理规律。⑧初中科学探究主要是指学习重心从过分强调知识的传承,向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神;高中课程科学探究,主要经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。比如,在初中物理中对摩擦力的探究主要是研究摩擦力与哪些因素有关?而高中物理对摩擦力的研究是滑动摩擦力大小与物体间压力的关系及计算公式、研究最大静摩擦力,引入静摩擦力。一个定性,一个定量。通过这个例子,我们知道,初中课程的科学探究注重探究过程的体验、初步处理实验数据、简单描述实验结果,并尝试解释;高中的物理科学探究注重探究或验证物理规律,对实验数据分析处理,对实验结果进行解释和描述。

二、初、高中知识内容上几个重要的落差点

从初、高中物理课程的特点来看,存在几个大的台阶,成为衔接的主要障碍。

1.模型工具运用的力度加大

初中物理教材强调直观性,而高中,学生面临着使用大量的抽象物理模型问题如质点、轻绳、轻杆、光滑平面、光滑斜面、点电荷、电场线、磁感线、等势面、理想伏特表、理想安培表、理想变压器等。比如,以简单的月球绕地球的运动来说,如果不引入质点这个模型,月地之间的距离就不知从何算起。初中针对的是一些要学习的“知识”,而到了高中,要针对的是很多的学习知识的“工具”,或者说是“解题思想、解题方法”。这些“理想化”了的纯物理模型,学生在理解上是个难点;在应用上,建立物理模型则更是个难点。

2.矢量的问题导致物理问题难度加大

虽然初中物理知识也涉及到矢量的概念,但只限于知道和了解层次。但进入高中,矢量的问题成了物理内容的一个重要问题,要分析、要运算,如求合位移、合力的问题涉及到矢量法则的运算,以至加速度、电场强度、磁感应强度、动量、冲量等问题,矢量已经成为了物理知识中的一大关注的问题。

3.图像法处理问题成为非常重要的方法

对于直观、内涵深刻、形象抽象一体化的“图像法”,初中涉及的也不多,就是涉及到,也只是应用它形象、生动的一面,避开它深刻、抽象的一面。而高中在研究物理规律,处理物理实验数据时出现了大量的图像问题。初中应用图像的目的是“由抽象向形象”过渡,而高中则需要“由形象向抽象”的过渡,高中应用图像要去解决大量抽象的问题。例如,变化率问题,初中是由变化率看图像,而高中却要由图像看变化率。初中用图像的直观性“解决”一些问题,而高中是要由图像去“抽象”出一些问题。特别是在机械振动和机械波、交流电等内容中,对图像的应用层次更深,应用到三角函数关系。在单摆、电磁感应、电路分析的内容中,从图像中还要分析出更深刻的含义,图像的斜率、与坐标轴截距、与坐标围成的面积所表示的物理意义等。高中还往往把图像和函数式(公式)结合起来进行综合的分析和演绎。

4.从静态到动态的变化,是初、高中的一个跳跃

初中讨论的变化问题,也都是形象、直观的,所进行的变量的讨论与分析,与“函数”结合的不紧密。初中的计算,也只是根据公式,代入已知的“量”来求未知的“量”而已。初中的“量”和“数”,主要是静态的。而到了高中,“公式”已经演变为“函数式”了,“量”、“数”演变为“变数”、“变量”了。在高中,更多地注重变化规律问题的探讨,甚至有很多“变化范围”、“极值”、“多元性变化”问题的讨论。数学知识和数学思想方法作为工具大量地用于物理问题之中。

三、衔接中要注意的几个原则问题

1.循序渐进原则

这是最主要的原则其包含三个方面的问题。一是在知识的难度上,要循序渐进。高一物理开始的教学,要放慢速度、降低难度。对一些问题,开始时候尽量进行直观形象的教学,多做练习和复习,逐步向抽象化过渡,比如牛顿第二运动定律的教学中,防止过早的做整体法、多物多过程的问题,防止一步到位的教学。二是所给学生的问题(探究、思考、讨论的问题),开始的时候可以分解成若干个小块,然后逐渐增大问题的难度。三是教师的教学方法,要由初点,逐渐向高点过渡,在一些知识上进行复习与补充,比如在必修1第三章“相互作用”中大部分内容初中已学过的,如重力、弹力和摩擦力在初中也有了,在教学中必须做好新旧知识之间的过渡和衔接。例如,在选修3-1“电路的计算和分析”中,要对初中的串、并联特点进行复习,逐渐增大学生独立思考的能力和自学能力。在学生学习能力的培养上,开始多注重学习习惯的培养,之后再多注重能力的培养。知识需要学习,能力和习惯也需要学习,而且是更重要的学习。

2.以大多数为主、少数为辅原则

在教学中,应该以新课标为准,重视对基础知识、基本概念、基本规律的教学,特别是普通中学,大多数学生基础较差,为了便于今后的教学、树立起学生学习的自信心,应重视基础知识的教学,对基本概念应理解透彻,练习做题、布置学生做作业也是以基础题为主,而那些综合性强的、偏、难、怪、繁的题目,一定不要做,以免挫伤学习的积极性。学生的个性差异是不同的,因而接受知识的能力也不一样。在物理课堂上,看似学生都懂了,其实真正理解掌握的很少。普遍的情况是学生感觉都懂了,而做起题来又不会做。因此,课堂上教师要多给学生交流的时间,多给学生自己探究和体验的时间,多给学生自己独立思考问题时间,多给学生归纳问题和整理思路的时间,多给学生理解的时间。

3.教学方式多样化原则

不同的学生、不同的教学内容对应不同的教学方式方法,恰当地变换教学方式,有利于引起学生的注意。让学生讨论,提高学生的思维质量和速度,锻炼学生的语言能力,培养学生的交流意识,消除个人的思维僵化。让学生独立思考,培养学生的解决问题能力,提高推理、分析能力。让学生听老师讲,提高学生的接受能力,培养学生虚心好学的品质。让学生探究,锻炼学生的个性品质,培养创新精神。让学生自学,培养学生的自主性和主动性,提高学生归纳、分析、记忆能力,等等。

初中物理成像原理第6篇

【关键词】信息技术 初中物理

自主学习 实践探究

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2016)11A-0041-02

信息技术在二十一世纪取得了重大突破,成为推动社会进步的重要力量,在现代教育教学领域也实现了快速的普及应用,促进了我国基础教育改革的不断深化,为学生的自主学习提供了便利条件。在初中物理学习中,教师应结合初中学生的认知特点以及物理课程的学习内容,创造性地使用信息技术手段,引导学生自主学习,主动地探索发现,从而帮助学生顺利地实现初中物理课程的教学目标。笔者从以下四个方面进行了教学尝试,取得了较好的教学效果。

一、利用信息技术帮助学生做好课前自主预习

课前预习是学生自主学习的重要形式,也是高效完成课堂学习任务的前提和基础。如今,网络设施的迅速普及可以随时随地连接网络、查询信息,为初中生在课前完成物理课程的预习提供了条件。教师可以结合具体的学习内容,设计不同的预习任务,让学生借助网络平台,自主地完成课前预习,为物理课堂教学活动做好充分的准备。

例如,在教学人教版物理八年级上册《噪声的危害和控制》一课时,考虑到初中学生对“噪声”有了初步的认知,因此教师可以采取让学生自主学习为主的方式来展开教学。在学习这部分内容之前,为了增加学生对噪声的感性认知,笔者布置了预习任务,要求学生通过网络平台查询一些关于噪音的现象、噪音的危害等信息,并且进行记录整理,了解防止噪音危害的措施和方法。初中学生已经掌握了利用网络平台搜集查询信息的操作方法,且对于“噪声”的知识也比较感兴趣,所以,课前自主预习效果较佳。学生们列举出了很多噪声的例子,包括各种机动车辆发出的噪声,其中以公共汽车、载重汽车制造的噪声较大;火车、飞机等发出的噪声,生活中一些高音喇叭、音响设备发出的噪声等。学生们也充分认识了噪声对人们的日常工作、身心健康的危害,并结合自己的思考提出可行的预防措施。

通过上例可以看出,网络平台是信息技术应用的主要形式,包含着大量的物理学习资源,可以快捷地查询各种信息。学生在进行物理课程的预习时,可以通过网络平台搜集资料,丰富学习物理知识的信息,提高了预习效果。

二、应用信息技术巧妙设疑激发自主学习兴趣

有疑而问是任何学习活动的开端,也是引发学生探究学习的动力。为了激发学生的自主学习意识,教师可以通过应用信息技术手段获取大量有用信息,并通过多媒体设备呈现一些物理现象,引导学生发现问题、深入思考分析,进而产生自主学习的动力,激发寻找问题答案的主观意愿,促使学生积极主动地进行自主学习,提高物理课程自主学习的效率。

例如,在教学《生活中的透镜》一课时,教师为了丰富学生对生活中有关透镜的信息量,激发学生自主学习的兴趣,借助多媒体信息技术手段,展示了照相机的构造,让学生清楚地了解相机的哪一部分是透镜,理解相机中透镜的功能。初中生本身对相机有一定的了解,知道相机中的镜头是最常见的透镜。那么,透镜是怎样成像的呢?此时,教师又通过多媒体设备播放了两个微视频,其一是相机的快门与采光,其二是光圈与景深,让学生了解照相的过程中如何调节光圈和景深与镜头的关系。学生在观看了这些生动直观的学习资料后,对透镜的知识产生了浓厚的兴趣,迫切地想要学习更多的知识。通过这样的方式很好地激发了学生自主学习的意识,为接下来的自主学习做好了准备。

三、借助信息技术明确目标引导自主学习行为

尽管初中学生具备了一定的自主学习能力,但对大多数学生来说,完全通过自主学习来完成物理课程学习还存在着较大的困难。所以,在学生自主学习物理课程时,教师要借助信息技术手段,为学生的自主学习提供指导,帮助学生明确自主学习的任务和目标,关注学生的自主学习过程,引导学生自主学习的行为,促使学生更加有效地开展物理自主学习。

例如,在教学《温度与温度计》一课时,教师通过多媒体展示了各种温度计的图片,让学生观察图片,初步认识温度计。在学生获得了一些感性信息的基础上,教师又通过多媒体清晰地展示出这节课的学习任务,即了解温度计的使用过程;观察温度计的构造,了解温度计的设计原理,学会温度计的使用方法和正确地读数。在展示了这些学习任务之后,教师让学生通过阅读教材,观看温度计实物,并亲自动手操作,学会温度计的使用方法和准确读数,了解读数时的注意事项;同时,进一步分析温度计的原理,遇到问题时向教师请教。最后,教师总结了学生的自主学习过程,帮助学生回顾自主学习的过程,并且借助多媒体设备概括性地展示自主学习的步骤:探究温度计的使用――发现规律和原理――运用知识测量温度。进一步引导学生掌握自主学习的方法。

通过上例可以发现,学生自主学习物理课程并不意味着教师可以完全放手,教师还应通过应用信息技术指导学生开展物理自主学习,检查自主学习成效,梳理知识体系,总结自主学习的步骤和方法,增强自主学习的效果。

四、运用信息技术知识要点巩固自主学习成果

信息技术手段呈现信息的形式多样且灵活,数量庞大且互动性强。在学生完成初中物理自主学习之后,教师通过信息技术手段,设计并呈现多种形式的练习题目,检查学生的自主学习效果,并且为学生自主学习搭建交流的平台,各种学习资源,促进学生之间的交流与互动,巩固学生自主学习物理的效果,分享自主学习的经验和感受,强化自主学习行为。

例如,在教学《探究平面镜成像的特点》一课后,教师为了帮助学生巩固学习效果,在建立了学生的微信群平台之后,通过平台了平面镜成像的实验的视频,让学生在课余时间自己观看,进一步理解平面镜成像的规律原理(即物体在平面镜中成虚像,像和物体的大小相同,像和物体到镜面的距离相等,它们的连线与镜面垂直)。此外,教师也通过网络平台,一些相关的知识点,包括平面镜成像的原理是光的反射定律,平面镜成像的特点:物像大小相同,物像与平面镜的距离相等,成像是虚像,成像是正立的,垂直于平面镜的底边。实像与虚像的异同点:相同点是实像与虚像都可以通过眼睛看到,也就是说实像、虚像都有光线进入人的眼睛中;不同点是实像在光屏上,是光线真实会聚形成的,虚像则是由光线反射或折射而形成的,所成的虚像是在光线的反向延长线的会聚。通过运用这样的平台信息,让学生牢固地掌握这部分的内容。

初中物理成像原理第7篇

关键词:化学微观世界;学习兴趣;想像力;具体化

[中图分类号]G633.8

初中化学是化学的入门课,其课程内容可以简单归纳为:叩响化学大门、走进化学微观世界、带着化学的三把钥匙(元素符号、化学式和化学方程式)把化学的物质之门一一开启。由于人们一般不能“直接看到”微观粒子,学生要很好地走化学进微观世界,牢固准确地建立起基本的化学观念很不容易;同时还由于化学研究的是物质以及物质的变化,因此学生对微观粒子概念的正确认识程度直接关系到他们能否深入地认识物质及其变化的本质。所以该部分知识是初中化学教学的重难点。如何突破该重难点,让学生更好地走进化学微观世界,自己在多年教学实践中积累了行之有效的做法。

一、 明确课程标准的要求,创设生动活泼的学习情景,激发学生学习化学的兴趣

《义务教育化学课程标准》要求学生:“能认识物质的微粒性,知道分子、原子、离子等都是构成物质微粒,并能用微粒的观点解释某些简单的现象,同时知道原子的构成,原子可以结合成分子,同一元素的原子和离子可以相互转化,初步认识核外电子在化学反应中的作用。”[1]这些学习内容涉及面广,概念较为抽象,与学生的生活经验距离较远,虽学习要求不高,但学生也难于掌握。面对这样的情况,在涉及到化学微观世界的每一节课均应精心设计,创设生动活泼的学习情景,激发学生的学习兴趣。

1、巧用生活素材,让化学微观世界生活化

如在讲授“分子”时,从学生熟悉的生活现象入手:“春天里百花香”,阵阵花香袭人,那么,花香是什么物质,我们看到了香气吗?糖水为什么是甜的?学生会回答:里面含有糖呗,但是糖在哪里,我们看到了吗?除了用上面熟悉情景,激发学生的兴趣,再引入实验:在教室的各角落里分别喷洒一下空气清新剂,让学生真切地感受一下阵阵香气,通过切身体验,真切地感受微粒的存在(尽管我们看不到)。这时再出示课本中提供的SIM图像,让学生观察激动人心的“中国”硅原子和清晰的苯分子,让学生知道分子、原子的真实存在,从而认识到物质的微观性。

2、巧设生活实验,让化学微观世界富有可感性

在讲授分子基本性质一节时,创设这样的实验情景:取两个容积外形完全一致的玻璃杯(不要用烧杯而且杯的高度高一些),一个注入2/3多一点的水,一个放入约1/3的蔗糖,然后把水缓慢地注入盛蔗糖的玻璃杯中,边操作边提示:1、蔗糖哪里去了?2、糖水什么时候会满掉了?3、当全部的水加进去之后满掉了吗?然后再结合课本中的品红扩散实验和浓氨水使酚酞变色实验,来体验分子之小,分子总是不断运动,分子之间确实存在间隙。

通过生动、丰富、贴近生活的情景,引起学生的学习兴趣,激发学生的学习热情,然后再经过详细分析,积极思考,扼要归纳,让学生初步形成微观概念。

二、 培养学生的微观想像能力,进一步认识化学微观世界

爱因斯坦说,想像力是“知识进步的源泉”,是“科学研究中的实在因素”。凯库勒更是以“让我们大家都学会做梦吧”来号召化学研究大胆应用创造性思维方法。在化学教学中,就应努力让学生有梦想,从而培养学生的微观想像能力。如在学习了原子的构成之后,我用十分钟的时间让学生自由发挥,想像一下氢原子的微观结构,然后与其它同学分享,结果许多学生均有精彩的构想,如有一位学生这样说:“一个电子高速地在一个那么小的区域运动,应该是模糊的一片吧。”真的是“有梦想就有奇迹”。然而想像不能空想,应有做梦的资本,在教学实践中,主要从下列几个方面入手,培养学生的想像能力。

1、联系生活实际,展开联想

在学习核外电子时,结合学生的学校生活,举例:在上体育课时,常看见你们体育老师站在中央布置活动内容,而你们里里外成几层,这时老师宣布活动开始,哪一层的同学最易走脱?当然是最外层。那么原子核外的几层电子,应是哪一层的电子最活泼呢?“五一”我们去登山,是哪几位同学登得最高,而哪几位只在山脚下呢?当然能量大的就登得高,能量低的就只在山脚下了。原子核外的电子的运动情况也与此相类似:能量高的就在离核远的区域运动,能量低的应在离核近的区域运动。

通过上面例子,联系学生的生活实际,使学生容易记住,容易理解,容易联想。

2、创设问题情景,激发想像

创设生动活泼的学习情景能激发学习兴趣,但创设问题情景更能引发学生大胆猜测,激发想像,使想像有了动力。如在上面提到的蔗糖溶解实验,不简单的停留在实验演示上,而是应提出问题,引起学生积极想像。同样,在做两份50mL的酒精混合实验时,在其中的一份滴入一滴红墨水,这时可以看到红墨水迅速扩散的情景,同时提出问题:想像混合时酒精分子的运动情况(当然不能将红色颗粒的扩散等同于分子的运动,但能启发想像),并判断混合后体积大于、等于还是小于100mL。这样学生就能激发想像,展开讨论,并会在后面的实验中很快得到验证,从而使想像有了成功的结果。

3、通过各种模型,创造联想

在化学微观领域里,人们对于原子内部结构和运动规律的认识,就是从大量实验事实的基础上,先后通过建立汤姆逊“葡萄干布丁”式原子模型、卢瑟福行星式含核模型、玻尔旧量子论模型等来深化认识的。在建立这些模型时科学家均充分发挥发想像力,凯库勒更是在提出苯环状结构模型时公开了想像力的作用(是做梦的结果)。[2]所以在教学活动中应通过各种模型来培养学生的想像力。课本中用了很多原子、分子和离子模型图来帮助学生分析各种反应原理,直观地“看到”分子可以再分,而原子不能再分的化学本质。这些均应认真重视和充分利用,但这还不够,还可以让学生充分发挥丰富的想像力,自己来绘制氧气、氢气、水、二氧化碳等常见物质的分子模型图,或用橡皮泥来制作这些分子模型,这对逐步形成关于物质构造的原子――分子二个层次的微观观念起着很好的作用。在绘图、制作模型时均能充分发挥学生的创造力和想像力,使学生更深刻地认识化学微观世界。

4、运用教学媒体资源,虚拟想像

在化学教学中,充分利用教学媒体资源,通过化学教学软件、互联网等,将物质化学结构、化学反应的微观粒子的运动状态进行虚拟,使其宏观化,并克服了模型的静态缺点,使其动态化,引导学生由表及里,由现象到本质,由宏观到微观进行分析和归纳,很好地解决了“空想”问题,让想像插上坚实的翅膀。

三、 将抽象概念具体化,从不同角度、不同层次去理解、掌握这些抽象概念

初中化学出现的分子、原子、离子等微观概念,都是科学家和化学研究工作者在实践中研究具体事物概括出来的,比较抽象,如果在教学时要求学生去死背这些抽象的概念,就会使学生觉得枯燥无味,难记也难理解。好的办法就是将这些抽象的概念具体化,从不同角度、不同层次去理解、掌握这些抽象的概念。下面以“分子”概念为例,加以说明。

分子概念的定义:分子是保持物质化学性质的最小粒子。[3]

在对这个概念准确把握的基础上,将概念具体化,然后从不同角度来分析概念:1、分子是一种微观粒子,因此它具有普通微观粒子的性质,即“小”“动”“间”等特点。这是从分子是一种微粒的角度看。2、从分子能“保持物质化学性质”这一角度看,同种物质的每一个分子都有相同的化学性质,这样可以得到:同种物质的分子,性质相同,不同种物质的分子性质不同。3、从物理变化和化学变化这一宏观现象深入到分子这一微观领域这一角度分析,分子可以再分,原子不能再分,那么分子就只能分解成原子,原子又重新组合成新的分子(也有一些直接构成物质),所以分子只要一拆分,就不是原来物质的分子了,当然也就不能保持原来物质的化学性质了,而且任何分子都是一样。这就不难理解,“分子是保持物质化学性质的最小粒子”的“最小”两字:这里的“最小”不是质量或体积的“最小”,而是任何分子只要一拆分,就不能保持它本来所具有的化学性质了。由此可见,从不同角度去学习分子,可以帮助学生更全面地理解“分子”。

再从不同层次去思考“分子”。分子是一种粒子,它与原子、离子一样,是属于微观粒子类物质,这是普遍性质,分子能保持物质的化学性质,这是分子的特殊性质(当然有些原子也能保持物质的化学性质)。由上面可把“分子”进行归纳:分子是构成物质、保持物质化学性质、在化学变化中会分成原子的一种粒子。这样层层推进,使学生更深刻地理解这一概念。[4]

学生在学习微观粒子时,最大的困难就是看不到、摸不着,难以理解。在教学时也不可能一步到位,而是应该精心设计,合理安排,从生活实际入手,激发学生的学习兴趣,培养和发挥学生的想像力,从而来认识微观物质世界;在此基础上,再从不同角度、不同层次,深入分析,准确理解,掌握这些抽象的概念。

揭示物质世界的千变万化,就要深入研究物质的组成、结构和变化规律,就要从宏观世界走进微观世界,才能揭示出物质的变化本质。近100年来化学研究的前沿,一直都是探讨动态微观过程的转化。因为这种研究的深入,揭示了复杂的化学过程机理,使人类更好地认识物质变化的内在本质,从而制造出更多更好的满足人类需要的新物质。作为带领学生走进化学大门的初中化学教师,就应该精心设计教学技巧,合理安排教学环节,这样才能激发学生的学习兴趣,充分发挥他们的想像力,由浅入深,层层推进,更好地带领学生走进化学微观世界,牢固掌握微观粒子知识,从而形成化学的基本观念。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准(2011年版)〔M〕.北京:北京师范大学出版社,2011:24.

[2]潘道皑等编.物质结构(第二版)〔M〕.北京:高等教育出版社,2008:2-5.

初中物理成像原理第8篇

关键词:初中物理; 学习方法; 思维为什么会出现效果与动机的明显反差呢?这就促使我们不得不从学习方法尤其是思维方式、方法上寻找原因。初中物理学习中的几种主要思维错误。

1形象思维中的形象淡漠

形象思维在初中学生的物理学习中起着极为重要的作用。如果学生对特定条件下的物理现象和过程,在头脑中没有建立起正确的物理形象,不会利用物理形象进行思维,就难以把文字叙述、数学表达式和现实过程联系起来,也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如:学生头脑中因为没有物质原子结构的初级模型的正确形象和电子运动的动态过程的正确图景,则对于摩擦起电的理解、对于电的中和的理解、对于带正电与带负电的理解都产生了困难;又因为学生头脑中没有建立起光线的鲜明正确形象,没有建立起光的直线传播的物理图景,就难以理解和分析影子形成、小孔成像等许多具体的物理问题。

2因果思维条件的制约

事物的因果联系总是受着条件制约的。对条件的认识是一种较复杂的思维过程,一些思维能力不强的学生难于进行这类思维;对教材不理解或理解不透的学生也无法对一些条件进行分析和选用,从而使得在有条件关系的习题面前一些学生显得无能为力。如关于功的定义及计算方法,绝大多数学生都能流畅地表达出来,但解答具体问题时,很多学生又往往不自觉地把“在力的方向上”这一限制条件抛在脑后,从而出现错误。

3逆向思维不知反其道而行之

逆向思维是从对立的角度去考虑问题。逆向思维解题的显著特点就是以未知为起点,运用有关概念、定律、定理找出有关物理量方面的联系,层层推理,确定解题路线的分析途径。由于受平时大量的从已知到未知解题方法的思维定势的影响,加之有的教师没有注意进行逆向思维的训练和能力的培养,很多学生不善于甚至不知道运用逆向推理、逆向论证、逆向分析。如一半以上的学生总认为抛出去的物体受到重力和抛力共两个力的作用,其原因除受“抛”字的干扰外,更主要的是不善于进行逆向分析或逆向论证,假如抛力存在,这个抛力的施力物体是谁呢?反过来想一想问题就迎刃而解了。

4比较思维中的操作不当

比较思维是初中物理学习中最常见的一种思维方式,按理说初中学生应能较好的掌握比较思维的方法进行比较推理、比较分析、比较论证。但实际情况并非如此,调查表明近一半的学生在比较思维中不善于通过比较来认识事物的本质,有的完全不理解两种事物的可比性,有的不理解比较的一般作用在解题中的特殊作用,不善比较两种事物的共性和个性,不善于舍同求异或舍异求同。如回答直流发电机与交流发电机在主要结构上有何不同时,很多学生先直接回答直流发电机的特点以后,再回答交流发电机的特点,而不去比较两者在结构上的差异。同样,有相当多的学生在实际应用中不能区分相邻、相近的物理概念、物理量等。

如压力和压强,有用功、额外功和总功,功和功率,功率和机构效率,左手定则和右手定则等。

5思维定势导致思维嵌塞

思维定势在习惯上也被称作思维上的“惯性”。在物理学习中,思维定势还有着相当程度的影响作用。有这样一道调查测试题:一人站立在乎面镜前,然后慢慢后退,则:人他在平面镜中的像越来越小,像离平面镜越来越远;B.他的像越来越大,像离平面镜越来越近;C.像的大小不变,但像离人却越来越远;D.像的大小不变,像与人的距离也不变。错选A的比例竟占40%。进一步的分析发现,这么多的学生之所以错选,是因为在解该题时凭借视觉的通常经验,而没有根据问题的需要进行必要的思维活动,忽略了“像的大斜与中看到你的大斜是两回事。由此可见,思维定势在人们接受新思想、新知识时,在对问题进行分析和判断时的影响是消极的,也是学生学习物理的思维过程中的一个不利因素。