生物力学的意义范例(3篇)
时间:2024-04-26
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1.在分析物理过程的基础上理解物理概念和物理定律
任何一个物理概念的形成,总是建立在物理过程的分析基础上的,任何一个物理定律总是有它的实验基础或推导的依据,这是理解和掌握物理知识的根本。尤其是一些比较抽象的概念,更需要使学生了解其形成的具体的物理过程。例如,电压概念是在研究电场力做功的特点、电势能的意义、电势概念等一系列知识的基础上才能形成。又如,电动势的概念的建立,必须以分析电源内部能量转化过程中非静电力做功特点,以及内外电路电压之和为不变量的实验分析为基础.这样才能较深刻地理解电动势概念的物理意义,并从而理解电动势在电路中引起电势变化方面的作用。再如,电场强度概念,是建立在电场力与检验电荷的电量成正比的实验事实的基础上的,等等。总之,要使学生懂得,善于研究建立概念的物理过程和物理事实,是学习物理的重要能力。物理定律是在研究不同物理量之间的互相关系中建立的,每个物理定律都有其实验基础或推导依据。例如,牛顿第二定律是在研究加速度跟力和质量的关系的实验中总结出来的;研究作用力与反作用力之间关系的牛顿第三定律,也是通过实验事实的概括而得出的;牛顿第一定律则是在物理实验基础上经过科学推理而获得的;万有引力定律是在天文现象观察的基础上,运用科学推论的方法而发现的。总之,使学生懂得分析定律建立的实验事实或推导依据,也是学习物理的重要能力。
2.从物理量的定义式中理解物理概念的实质
中学物理涉及的物理概念约有四百个,大体可分为两类:一类是定性反映客观物理事物本质属性的概念,如质点、机械运动、简谐振动、点电荷、干涉等;另一类是定量反映客观物理事物本质属性的概念,如速度、加速度、电场强度等,这类概念又常常叫做物理量。不管是定性概念还是定量概念,都必须正确理解它的定义,因为定义是对概念内涵的明确规定。对物理量来说,其定义可以用数学方法表达,其表达式又叫做定义式。一个物理量的定义式包括物理概念的质和量两个方面的内容,概念的质是指概念所反映的物理现象的本质属性,概念的量是指概念的数值定义。如果物理量是矢量,从定义式中还可以看出它的方向意义。例如,电场强度这个物理量就质的方面说,它表述了电场中某点的力的特性,是反映电场本身属性的物理量。再就量的方面说,实验证明,检验电荷受的电场力与检验电荷的电量成正比,因此可用单位正电荷受到的电场力的大小和方向来表示电场中某点的力的特性。所以,电场强度的定义式为E=F∕q向。理解了场强的定义式,就从质和量的两个方面把握了场强概念的全部物理意义。如果抓住了物理学各部分知识的物理量的定义式,就能很好地理解各部分知识的物理概念。因此,引导学生从物理量的定义式去理解物理概念,是对学生学会学习物理的一种能力培养。
3.从物理量之间的相互关系中理解物理概念、掌握物理规律,并通过区分易混淆的物理概念来加深理解物理概念的量化形成了物理量,各个有关联的物理量之间的定量关系形成了物理定律、物理定理或原理。从定义式出发,可以正确理解物理概念,如果进一步从概念之间的关联上理解概念,就可以理解得更深刻。
例如,加速度的定义式a=v/t,只能使我们从运动学角度了解加速度的意义,而产生加速度的原因是什么?加速度跟哪些因素有关?这些问题从定义式是无法得到解答的,只有从牛顿第二定律才能回答这些问题。牛顿第二定律是动力学的一条基本定律,其公式a=F/m反映了加速度跟力和质量之间的关系。由定律可知,力是产生加速度的原因,也就是说力和加速度之间存在着即时的直接的因果关系,同时质量对加速度与力之间的关系也有影响。由此可知,牛顿第二定律不但使我们对加速度概念的理解深化了,而且对力和质量这两个概念的理解也深化了。总之,把握住各物理量之间关系的定律或定理,对于加深物理概念的理解是十分重要的。因此,引导学生从物理量之间的关系去理解物理概念和物理定律,是培养学生学习物理能力的重要内容。
4.从阅读课文和课外读物过程中提高理解物理概念和规律的自学能力
关键词:物理公式;等号;意义
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1003-6148(2007)8(S)-0019-2
在物理教学过程中,清楚地解析定理、定律以及反映物理量之间关系的物理公式中“=”的意义,让学生明白“=”的真正涵义,应该说是很有好处和十分必要的。下面就物理公式中“=”的意义,谈一些认识。一般说来,物理公式中的“=”至少有三种不同的意义。
(1)“=”最基本的意义是表明等式两边的物理量在数值上相等,即纯粹的数学意义。例如机械能守恒定律
表明系统末态机械能与初态机械能在数值上相等。任何一个物理公式都具有这种意义,日常计算和换算等式中的“=”反映的也都是这种意义,例如热力学温度与摄氏温度的关系T=(t+273)℃。另外,有些物理公式中的“=”在表示等值关系的同时,还具有更丰富的物理含义。例如,如果等式两端联系的表达式为矢量式,则公式中“=”也同时反映等式两边物理量方向相同的关系。以动量守恒定律为例,该定律的表达式
不仅表明系统末态动量与初态动量在数值上相等,同时表明它们的方向相同。
(2)反映不同物理量之间相互依赖关系的,类似于数学中自变量与因变量之间的函数关系(如一条直线的数学方程为y=ax+b,其因变量y随自变量x变化而变化),表现为一种因果关系。物理公式中有许多就是表现的这种关系,例如牛顿第二定律
该等式不仅表明加速度的大小与力的大小成正比,而且反映了加速度是由物体所受的力引起的,或者换句话说,力是产生加速度的原因。再如动能定理
这一公式表明物体所受合外力做的功改变了物体的动能,动能变化是由合外力做功引起的,并可由合外力的功来量度。
对物理公式中“=”的理解,除以上三种意义外,还应注意“=”联系的物理量的特征,如果等式一边的物理量为状态量(与时刻对应),则等式另一边的物理量也一定为状态量;同样,如果等式一边的物理量为过程量(与时间对应),则等式另一边的物理量也一定为过程量。前者如动量守恒定律
等式两边均为状态量;后者如动量定理I合=Δp,其中的合力冲量与动量的变化量,都只能存在于一段时间内,两个物理量均为过程量。
在教学过程中,认真分析物理公式中“=”的不同意义,对于帮助学生深入认识这个等式实际隐藏的概念,从而更好地认识和理解物理定理、定律以及物理量的本质并加以灵活运用具有重要的作用。
参考文献:
[1]许国梁.中学物理教学法.高等教育出版社,1984
[2]浙江省教育学会.高中物理方法教育研究.浙江教育出版社,1995
关键词:建构主义;理论;高校物理;实验教学
一、前言
近几年来,随着建构主义理论的不断发展,高校课程的教学理论及内容的不断改革,同样也对高校物理实验教学产生了深远的影响,高校物理实验已日益受到高校师生的重视。尤其是建构主义理论的发展,大大推动了国内外高校教学的模式与方法及教学内容的根本性变革,对高校物理实验教学产生了巨大的影响。而各大高等院校也都逐步开始重视高校物理实验的教学质量,并且不断地加大了对高校物理实验方面的资金投入,以适应时代的要求。
二、建构主义理论的涵义与内容
建构主义是20世纪学习理论中行为主义进一步发展而形成的理论,同时也是当代教育心理学的一次重大革命与突破。该理论的提出给教学领域带来了学习观和教学观的根本性变革。在建构主义理论中明确提出,学习的过程是学生积极主动地建构认知的过程,教师在整个教学过程中必须以学生为中心。建构主义理论指出学习并不是被动地对新知识的记忆和吸收,而应当是学习者根据已有的经验以及知识结构对新的问题与知识进行的主动建构。学习是具有自主性、情境性和社会性的活动,在学习的过程中要以问题作为切入点,积极独立地进行探索与发现,并且在相互协商与讨论中获取知识。因此,我们必须将被动接受的学习者变为知识意义的主动建构者,将灌输知识的教师变为知识意义的建构帮助者与促进者。在高校物理实验的教学过程中,我们不仅仅要把教材作为教师传授的内容,还应当把它作为学习者意义建构的对象,利用原有的知识结构对新知识进行理解,并且通过自主学习,赋予新知识新的意义,在顺应新知识的同时,对原有认知结构进行进一步的改造与重组,从而实现知识意义的主动建构。
三、基于建构主义理论的高校物理实验课程的作用
在理工科高校中,高校物理实验是一门必修的公共基础课,同时也是培养高校学生系统实验方法及实验技能的主要途径。而高校物理本身就是一门建立在实验基础上的学科,与传统的课堂理论教学相比,基于建构主义理论的高校物理实验教学可以更好地培养学生的创新能力、动手能力,以及解决分析问题的能力,更加有利于培养学生的科学素质。通过基于建构主义理论的高校物理实验的学习,不仅能帮助学生形成正确的物理概念,在加深对物理概念与规律的理解的同时,还能够加强学生理论与实践相结合的意识,让他们将所学的知识运用到实践中去,同时锻炼他们动脑与动手的能力,以及发现问题与解决问题的能力。
四、建构主义理论对高校物理实验的指导作用
实验教学的过程包括五大部分:创设情境、提高问题,自主学习、实验探索,协作学习、讨论交流,教师讲评,学生反思、创新等。要想对高校物理实验实现教学难点的突破,我们必须要按照建构主义的指导去做,将学生由被动接受变为主动学习,并且成为认知学习过程的主体。在基于建构主义理论的教学模式的指导下,我们应当做到以下几点措施,以提高高校物理实验教学的教学效率。
(一)创设一定的情境,提出问题
教师可以利用实验器材和多媒体教学系统以及实验网站,为学生创设一定的物理情境,让学生身临其境,从而激发学生学习与研究的兴趣,让学生带着问题去研究与实验,并且在实验过程中发现问题;还可以进行小组讨论,让学生在交流的过程中解决问题。
(二)将高校物理教学生活化
物理是一门来源于生活,而又服务于生活或生产的学科,物理所涉及到的知识大多可以在生活中找到直观的现象。因此,教师在物理实验的教学过程中,应当将物理教学生活化,尽可能地将学生身边熟悉的事物作为教学素材,使学生能够从自己的生活经历和观察中认识到物理现象和物理规律,让学生悉心观察、发现问题,引起学生的情感共鸣,从而激发学生学习物理的兴趣。学生在充满困惑和矛盾的好奇心理下,会主动寻求问题的解决方法,进而提高其自主学习能力,并利用所学的物理知识去解决这些问题,在逐步培养自身的创新与实践能力的同时,进一步探究物理知识和规律。
(三)让学生在实验探索中自主学习
在进行物理实验的过程中,教师要先让学生对实验背景、实验原理、实验操作过程及注意事项等内容有一个大体的了解。接着教师可以演示实验,使学生对实验有初步的感性认识,引发学生对问题的思考,进而激发他们对实验内容的兴趣。最后让学生在已有知识的基础上,进行实验操作,进行自主探索与发现,让学生在实验探索中自主学习,同时培养他们的科学探索精神。
(四)加强学生间的协作学习以及讨论交流
在实验过程中,教师应当提倡学生对实验过程中出现的疑点以及难点进行小组讨论交流。在学生协作学习的过程中,教师可以进行适当的引导和控制,让学生在相互交流的过程中共同学习。最后,教师要将没有解决的疑点难点提出来,让全班学生进行讨论解决。
五、结束语
综上所述,物理实验在高校物理教学中发挥着重要的指导意义,但是,在实际的教学环节中,这一课程常常会被忽视,没有真正发挥实验教学的作用。因此,在高校物理实验教学的实际过程中,一定要以问题为切入点,运用现代教育技术,大力鼓励学生独立探索,运用建构主义理论设计实验课程,多锻炼学生的独立操作能力,积极改革高校物理的实验教学,拓展物理的知识面,选用建构主义的教学模式,加强师生之间的沟通和交流,培养学生的创新意识,进而有效提高高校生的独立实践能力和创新能力,以促进学生的全面发展。
参考文献:
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