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培养物理优秀学生的理论与实践

类型:物理论文 时间:2016年7月10日



十多年来,我一直致力于培养优秀学生,并努力探索培养物理优秀学生的一些规律性的东西.1991年以来,我校涌现出一批又一批政治思想健康、学习成绩优异的好学生,为国家输送了一大批优秀科技人才的后备力量,特别是王泰然、任宇翔、杨亮、谢小林、陈汇钢等五位同学分别在第22届、第25届、第26届、第27届国际奥林匹克物理竞赛(IPhO)中获得金牌,为祖国争得了荣誉.我校学生在全国物理竞赛决赛中获一、二等奖各8人次,获上海赛区一等奖94人次,10人参加国家集训队.在令人瞩目的成绩后面,一般都有科学规律的东西.

有人可能认为培养优秀学生主要靠课外小组和个别辅导,与课堂教学关系不大,这种看法是片面的,实际上课堂教学也是至关重要的.本文着重从高中物理课堂教学这一侧面来总结取得这些成果的经验.

我们十多年来的课堂教学经验可以总结成三句话:追根寻源真一点,实验研究多一点,能力要求高一点,简称“三点”教学法,因此我们称自己的教材为“三点”法教材.

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的.因为我们面对的是全班学生,不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导,我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力,为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础.

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理,首先接触到的就是物理定律.因此,怎样搞好物理定律教学,必然是每个物理教师首先要考虑的问题.

在进行某一物理定律教学时,我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容,这就是所谓的“溯源”教学.任何一个重要物理定律的建立,都有一个艰辛而漫长的过程.探索定律的工作只所以能成功,这个定律最后只所以能够确立起来,其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式,这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西,是人类一笔宝贵的知识财富,也是我们物理教学的宝贵财富.

在讲授牛顿万有引力定律时,我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起,然后是开普勒在拥有这些数据的基础上,通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律(开普勒三定律),最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释,终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律.在学习牛顿万有引力定律的过程中,我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法.

在学习库仑定律的过程中,我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念,使他们明白:1.库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验,而未做两个异种电荷互相吸引的实验,因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的.库仑是用电摆来完成后一实验的;2.无论是扭秤还是电摆,精确度都是很有限的,根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比,更不是和距离的1.98次方或2.02次方成反比.当年的库仑(实际上还有更早的卡文迪许),以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高,直至今天的2±3×10-16,终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一.结合库仑定律的建立过程,我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法.

在学习欧姆定律的过程中,学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的,只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可.可是我告诉他们,在欧姆那个年代,非但没有电流表、电压表等仪器,连电压、电流和电阻的定义和单位都没有,欧姆所面临的困难之大是可想而知的.他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢?学生顿时产生了浓厚的兴趣.在学习欧姆定律诞生过程的同时,我们还结合欧姆的实践,介绍了用图线探究新规律的方法.




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