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1、以方法為主線的物理教學劉霽華（江蘇常州市第一中學）選自《物理教學》2008年第8期長期以來，我們的物理教學都是以知識體系，即以知識為主線來實施課堂教學。物理教學中知識與方法是不可分割的，新課程改革提倡在物理教學中既要重視知識，又要重視方法。但筆者認為，在當前的物理教學中，物理方法教育并沒有得到應有的重視，教學過程中“方法教育”較多的采用“隱性”方式，所謂隱性方式指“用反映科學認識基本過程的科學方法的一般程式去組織對科學知識的概念、規(guī)律、原理的教學過程，使學生的認識過程模擬科學過程。但教學過程中并不明
2、確地去揭示所采用的科學方法一般程式的原理、各階段具體方法的名稱和有關知識”。那么怎樣在課堂教學中體現(xiàn)“顯性”方式的物理方法的教學呢？所謂顯性方式指“進行科學方法教育時，明確指出這種科學方法的名稱，傳授有關該方法的知識，揭示方法的形式，操作過程，說明原理。教師公開宣稱進行科學方法的教育，學生處于有意識地接受科學方法知識的狀態(tài)”。筆者認為，有些物理內(nèi)容可以按照物理學的方法體系來展開教學，即以“方法”主線進行課堂教學。下面以人教版高中物理實驗教材（3—4）簡諧運動一節(jié)為例來說明這種教學模式的展開過程。本節(jié)
3、內(nèi)容與過去相比有了很大的改動，不再以動力學方法（F=-kx）來定義簡諧運動，而是像其他運動形式一樣從運動學的概念出發(fā)來定義簡諧運動。1．導入新課教師簡述：前面我們學習了勻速運動、勻變速運動、平拋運動及圓周運動等運動形式，今天我們來研究一種新的運動形式。教師演示：敲擊音叉（聽），并引導學生觀察與音叉接觸的小球（看），觀察掛在豎直彈簧下的鉤碼的振動及擺球的擺動。師生歸納：機械振動的定義、振動物體對平衡位置的位移兩個概念。（多媒體出示相關的幻燈片）2．新課教學（1）物理研究方法之一：理想化模型的方法提出問
4、題：怎樣研究機械振動？回憶我們研究直線運動時曾用過哪些方法？教師歸納：我們提出了質(zhì)點的概念，并且首先從勻速運動開始研究，這體現(xiàn)了物理學忽略次要因素，突出主要因素，由簡單到復雜的研究方法。這是物理研究方法之一：理想化模型的辦法。教師演示：氣墊導軌上的彈簧振子，分析如果忽略一切阻力及彈簧的質(zhì)量，這也是一個理想化模型——彈簧振子。（逐步展示如圖1的幻燈片）（2）物理研究方法之二：圖像法教師簡述：在研究勻速運動時，我們可以用公式（x＝vt）和圖象（x－t圖）來表示其運動規(guī)律，彈簧振子振動時平衡位置的位移x也
5、在隨時間t變化著，我們今天首先用圖像法來研究其運動規(guī)律。這是物理研究方法之二：圖像法提出問題：要得到彈簧振子的位移——時間（x－t）圖像，必須測出位移x與時間t的一系列數(shù)值，怎樣測量？師生討論：教師啟發(fā)引導學生回憶過去的研究方法，得出：方案一：頻閃照相法（多媒體展示圖2幻燈片，教師簡述其獲得過程及得到的數(shù)據(jù)）學生探究：按幻燈片圖2的數(shù)據(jù)，在事先準備好坐標紙上描點得到彈簧振子的位移－時間（x－t）圖像。學生探究：指導學生按照圖3（書本上練習2），兩人合作，模擬振動圖線的記錄裝置，教師引導學生討論：（1
6、）振動圖像什么方向是位移x軸？沿什么方向是時間t軸？（2）為什么要求勻速拉動紙帶？（3）多媒體展示圖4，分析其中的兩幅圖像（書本上圖11.1－5圖11.1－6），得出：方案二：儀器記錄法教師演示：用DIS位移傳感器記錄并顯示出氣墊導軌上彈簧振子的（x－t）圖像。得出：方案三：傳感器記錄法（條件好的學?？梢越o學生提供這個方法）（3）物理研究方法之三：猜想與驗證提出問題：多媒體出示幻燈片圖5，提出這兩幅是分別用上面圖2的數(shù)據(jù)描點和直接用頻閃照相獲得的彈簧振子的x－t圖像，它們可能是什么規(guī)律曲線？請學生做
7、出猜想。教師簡述：猜想必須經(jīng)過科學的驗證，才能得到承認，并指出這是一種重要的研究方法，物理研究方法之三：猜想與驗證。學生探究：教師指導學生按照下面的表格對圖5中下面的一幅用頻閃照相獲得的振動圖像（書本中圖11.1－2）選擇幾個特殊點進行驗證，并對結果進行討論。（將圖像中的一個周期進行12等分，先測出振幅A，測量位移時應該以小球的中心為準）tT/12T/8T/6x（cm）θAsinθ（cm）提出問題：特殊點的驗證是不夠的，怎樣進行多點的驗證呢？教師演示：將方案一（圖2）的數(shù)據(jù)輸入Excel，進行正弦函
8、數(shù)的擬合。由于Excel并沒有提供正弦函數(shù)的擬合公式，所以我們要在Excel表格中新建一列數(shù)據(jù)：“t的余弦函數(shù)值”，因此要在C列輸入公式：（一20）*COS（2*3.14*A2/1.32），其中20是振幅，1.32是周期，算出對應的值。同時選定A、B、C三列數(shù)據(jù)，用工具欄的圖表向?qū)нM行擬合，如圖6可以看到位移x與“t的余弦函數(shù)值”兩條圖線很好的吻合。（Excel中事先輸入猜想的函數(shù)，再將其與測量的數(shù)據(jù)進行圖像的擬合，從而得到函數(shù)關系，是一種有效的擬合方法，因為Exce
