利用物理前概念實(shí)施有效教學(xué)

1、利用物理前概念實(shí)施有效教學(xué)1鐘俊敏 2鄒建中1江西省新余市教科所 2江西省新余市第四中學(xué)物理前概念是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)物理概念之前，通過(guò)自己在生活中的觀察、體驗(yàn)和思考對(duì)各種物理過(guò)程、物理現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解。物理前概念廣泛存在而且根深蒂固 ,對(duì)學(xué)生形成與掌握科學(xué)的物理概念有極大的影響。一類非科學(xué)的前概念，對(duì)教學(xué)有負(fù)面影響，必須克服、避免或消除，以便接受科學(xué)的概念。另一類是科學(xué)的物理前概念，對(duì)教學(xué)有積極的作用。本文以科學(xué)的物理前概念為基礎(chǔ)，舉兩例說(shuō)明，如何實(shí)施有效教學(xué)。一、從滑動(dòng)變阻器到旋轉(zhuǎn)電位器圖1滑動(dòng)變阻器是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的常用儀器，初中電學(xué)就開(kāi)始學(xué)習(xí)和使用，也是高考要求的基本儀器之一。一般學(xué)

2、校都配有滑動(dòng)變阻器，故學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)都有機(jī)會(huì)操作和使用它，并且它是裸露敞開(kāi)的，結(jié)構(gòu)一目了然，故學(xué)生都能較好地掌握和理解它。圖1示滑動(dòng)變阻器，它可以通過(guò)移動(dòng)滑片的位置來(lái)改變自身的電阻，從而起到控制電路的作用。它由接線柱 1、 滑片2、電阻絲3、金屬桿4和瓷筒5等五部分構(gòu)成，圖4圖5圖2圖3圖2 示滑動(dòng)變阻器的原理圖，金屬桿APB的作用可等效成圖3中的A（B）P的作用。圖3中直線電阻體CD可等效成曲電阻體，如圖4或如圖5示，進(jìn)一步等成圖6示圓形電阻體。圖2中的直線滑片P可等效成圖6中旋轉(zhuǎn)滑片P，由P處的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，實(shí)物如圖7示。由圖7可知，旋轉(zhuǎn)式電位器一般是密封的，看不見(jiàn)它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生很難想象它的構(gòu)

3、造原理。通過(guò)圖2至圖6的過(guò)度講解，充分利用學(xué)生熟悉的物理前概念圖6圖7滑動(dòng)變阻器為基礎(chǔ)，比較容易地掌握了旋轉(zhuǎn)式電位器的原理。若過(guò)度變換時(shí)配上多媒體動(dòng)畫(huà)演示，則效果更好。二、從刻度尺到游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是測(cè)量長(zhǎng)度的精密工具，是高中學(xué)生必須掌握的測(cè)量?jī)x器。它既是高中物理教學(xué)重點(diǎn)和熱點(diǎn)，更是教學(xué)的難點(diǎn)。在高考試題中，幾乎每?jī)赡瓿霈F(xiàn)一次，而學(xué)生的得分率卻很低，如93年考查的20分度游標(biāo)卡尺得分率只有6%！實(shí)際使用時(shí)學(xué)生往往不知所措，這與素質(zhì)教育的要求很不相符。圖8學(xué)生在初中學(xué)習(xí)了“用刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度”，知識(shí)和能力上有一定的基礎(chǔ)。高中生學(xué)習(xí)游標(biāo)卡尺時(shí)，因構(gòu)造、原理、讀數(shù)復(fù)雜，思維上又有較大的跨度，學(xué)生

4、對(duì)此難以理解，形成了教學(xué)上的難點(diǎn)！如何突破這一教學(xué)維點(diǎn)？ 從學(xué)生的前概念刻度尺為基礎(chǔ)，幾點(diǎn)做法與同行交流。1低起點(diǎn)講清結(jié)構(gòu)初中學(xué)習(xí)了用刻度尺測(cè)量物體長(zhǎng)度的方法，請(qǐng)同學(xué)們?cè)偎伎迹喝绾胃鼫?zhǔn)確地測(cè)出一個(gè)圓柱體的直徑？學(xué)生：利用兩塊三角板配合一把直尺，其讀數(shù)為D=X2X1（如圖8示）。教師：其缺點(diǎn)是：兩處（X1、X2處）都有讀數(shù)誤差！如何減少測(cè)量誤差？圖9學(xué)生思考、討論后：將其中一把尺固定在0刻度（如圖9示），D=X1，只有一處有讀數(shù)誤差。圖10教師：將右側(cè)三角板加以改造，使之套在直尺（主尺）上，并可以在直尺上滑動(dòng)，測(cè)量更加方便。若三角板上再固定一把附加尺（游標(biāo)尺），還有其它用途（如圖10示）。學(xué)生：

5、好辦法！附加尺有何作用呢？教師：再加以改造可以進(jìn)行長(zhǎng)度、外徑、內(nèi)徑、深度等多種功能的測(cè)量（如圖11示）。這就是今天要學(xué)習(xí)的游標(biāo)卡尺，學(xué)生不難理解。圖112 從測(cè)微原理找讀數(shù)規(guī)律圖12從實(shí)物（或模型）上認(rèn)識(shí)了游標(biāo)卡尺。如課本圖實(shí)2（重畫(huà)于圖12）示，當(dāng)左右測(cè)量爪重合時(shí)，游標(biāo)尺的零刻線與主尺上的零刻線對(duì)齊，此時(shí)只有游標(biāo)尺上的第十條刻線與主尺上的第九條對(duì)齊，其它均不對(duì)齊。主尺上每一小格寬度為1毫米，游標(biāo)尺上有10個(gè)小格（這種游標(biāo)尺稱為10分游標(biāo)），將主尺上9格（即9毫米）分成10等份，故游標(biāo)尺上的每一小格為主尺上的9/10，即，這樣游標(biāo)尺上每一小格比主尺的每一小格相差。主尺和游標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的一等份差值

6、，叫精確度（用K表示），它體現(xiàn)了測(cè)量的準(zhǔn)確程度，游標(biāo)卡尺正是利用主尺和游標(biāo)尺上每一小格之差，來(lái)達(dá)到提高精確度的目的，這種方法叫示差法。如圖13為游標(biāo)卡尺測(cè)量某物體長(zhǎng)度的示意圖，此時(shí)游標(biāo)尺上的第六條刻線與主尺上的某一條對(duì)齊，則被測(cè)物體的長(zhǎng)度（即兩個(gè)0刻線之間的距離）為：L=LdcLbc=6 mm-6×(9/10)mm=6×(1/10)mm=6×圖13即：L=6×精確度=6K同理：當(dāng)游標(biāo)上第n條與主尺上的某一條刻線對(duì)齊時(shí)，被測(cè)物體的長(zhǎng)度為：L=LdcLbc=nmm-n×(9/10)mm=n×(1/10)mm=n×即：L=n

7、15;精確度=nK這就是教材上“被測(cè)薄片的厚度不超過(guò)1毫米時(shí)，游標(biāo)尺上第幾條線與主尺的某一刻線重合，就表示薄片的厚度是零點(diǎn)幾毫米”的來(lái)歷，這樣導(dǎo)出易于理解。圖14如圖14是用游標(biāo)卡尺測(cè)物體ab長(zhǎng)度的示意圖，物體ab的長(zhǎng)度即兩個(gè)零刻度之間的長(zhǎng)度，也就是兩個(gè)測(cè)量爪之間的長(zhǎng)度。測(cè)量時(shí)物體的a端與主尺的零刻線對(duì)齊，b端在主尺的第七與第八條刻線之間，顯然，物體的長(zhǎng)度比主尺的七格多L。將游標(biāo)的零刻線與被測(cè)物體的b端緊密接觸，查得游標(biāo)的第六條刻線與主尺上的刻線對(duì)齊，故物體的長(zhǎng)度為：L=L0+nK=7mm6×即主尺上的讀數(shù)L0加上游標(biāo)上的讀數(shù)nK。讀數(shù)規(guī)律：整毫米數(shù)由主尺上讀出，小于1毫米的數(shù)從游標(biāo)尺上讀出。公式L=L0+nK中，對(duì)10分游標(biāo)K取1/10毫米（即）；對(duì)20分游標(biāo)K取1/20毫米（即）；對(duì)50分游標(biāo)K取1/50毫米（即）。學(xué)生