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给你提供一篇范文吧!供参考!很有用的!论文范文!!!不知对你有没有帮助? 惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。 一、惯性的意义 大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。 二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。 二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关 通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。 惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。 例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9) 在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。 并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。 例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10) 通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。 事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。 如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击“几下”也是一个非常重要的条件。 例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11) 教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。 需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。 惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础:自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。 所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则 :它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。 三、惯性定律与牛顿第二定律的关系 当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个“任何物体”,包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:“四方上下曰宇,古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。 其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。 最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。 四、惯性与具体物体的质量无关 从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从内容上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,“物体(的)惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,“惯性(的)大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比 ,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物理学界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。 由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说:“物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。 从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。 五、惯性定律的表述方式 牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。 例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。 另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”(23)。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定,而“有外力”应当换成“其它物体的作用”,因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。 作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。 六、人们误解惯性的来源 人们在惯性问题上所犯的错误认识,既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上,牛顿似乎注定要被人误解”。(24) 在牛顿所陈述的第一定律中:(25)“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态(Every body persists it's state of rest or of uniform motion in a straight line until it is compelled by some force to change that state.)”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解,即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的,这个内部原因即称为惯性:“vis insita,或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”。(26)在牛顿时代,作出这样的判断是无可厚非的:“一个物体,由于其物质的惰性(现称惯性——译者注),要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”(27)因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出,他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的,因而他才认为(惯性)大小与该? 锾逑嗟薄U饣蛐砭褪橇鞔�两竦墓咝缘拇笮〉扔谖锾逯柿康脑�濉?墒牵�6俚恼庖欢卧桃夥岣坏乃枷肴词抢丛从谖鞣焦糯�苎��餍械墓赜谑挛锉旧淼膬仍诰龆ㄐ缘墓鄣悖骸罢�鑫锾宓墓阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�院凸咝裕�丛从谄涓鞲霾糠值墓阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�院凸咝裕灰虼耍�颐强梢韵陆崧鬯担�磺形锾宓淖钚‖⒘R簿哂泄阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�裕�⑶腋秤衅涔逃械墓咝裕�馐钦�稣苎У幕�。?8)”。 这一观点可以追踪到亚里士多德,它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过(29):“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性”;“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”由此我们也可见,在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。 从上面的论述可以看出,人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的,这个原因主要在于:人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候,就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部,把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力,他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即:惯性作为一个内力,在缺乏外部动力或阻力时,会引起无定限的直线运动(30),另一方面,牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承,我们可以从他的著作中强烈地感到,他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然,在现代人看来,自然界的物体是与人具有本质区别的。 在牛顿以后,欧拉则将牛顿关于vis insita 的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白:“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力.....惯性的大小与质量成正比例。”(31) 可是现在看来,这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在,人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展,特别是诺特尔之后,我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关,而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说,我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解,牛顿的vis insita(惯性是一个消极的本原,靠此本原物体维持它们的运动或静止,按照作用力的大小接受运动,按照受到阻力的大小抵制运动。(32))可以深入为两个层面的结论:在没有外力的作用下,一个物体,它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性,即时间均匀性与空间对称性;在同样大小的力的作用下,一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性,即它的质量较大。
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新课程背景下的物理课堂教学设计 课堂教学是实施新课程理念的主渠道、主阵地,也是学生获得新知识的主要途径。新课程标准的实施要求教师从讲授者与传递者发展为设计者、决策者和引导者、组织者,要求突出学生的主体地位,要求课堂从教师向学生直接传递学科知识转为由教师与学生共创的场所。如何实现教师教学理念的转型,实施新课程理念,提高课堂教学的质量,增效“减负”,在很大程度上与课堂教学设计的优劣有关。教学设计以教学理论、学习理论和传播理论为理论基础,突出教学规范的转型和教学方式的转变。教学设计有利于教师专业化水平的提高,有利于教育技术的开展。下面就新课程背景下并针对我校学生实际情况,如何进行初中物理课堂教学设计,谈谈本人的看法。一、新课程教学设计的几个重要理念1、帮助个体的学习 新课改要求学生不仅要重视知识的获得,而且更重视获得知识的过程和方法,更加突出了学生的学。教学设计的目的不在于教师如何讲完知识内容,而在于如何帮助学生个体的学习,从而使学生真正成为课堂教学中的主人,因此教学设计应尽可能考虑到有利于每一个学生的学习。2、重视个人的发展 系统设计的教学能极大地影响个人的发展。教学设计要明确没有一个人是“教育上的不利者”,要尊重学生的人格和尊严,要尊重学生的差异性、独立性、自主性,关心学生个性的发展和完善,并确保所有学生都得到最充分地运用自己的潜能的平等机会。新课程侧重于学生对获取知识能力的培养,课堂教学设计必须在充分考虑学生的学习条件的基础上,不仅要让学生知道所知道的东西,更要让学生懂得如何去学习这些知识,重视学生能力的发展,并在此过程中提升学生的情感,引导其形成正确的世界观与价值观。3、教学设计的阶段性 教学设计的阶段性指对知识的延续性、传承性和系统性而言,也与学生的身心发展水平和身心状态这一条件有关,分为即时的或长期的,长期的教学设计是指教师对于课程的一种整体设计,即时的教学设计即课堂教学设计要考虑到课程的整体设计和学生的现状:学生现有的知识水平、学生的身心发展水平等。课堂教学设计要注意“一口吃不成胖子”,要遵循教育规律的渐进性。4、教学设计的整体性 课堂教学是由教学目标、教学内容、教学手段、教学方法、教学组织形式、教师和学生等多种要素组成的复杂的系统。只有从整体的角度,深入分析课堂教学过程中的各要素及其关系,对教学过程进行设计,才能实现课堂教学的整体优化。二、新课程教学设计的一般程序1、学习任务分析 学习任务分析即学习需要分析,这是教学设计模式中首先要进行的内容,它是指学习者目前的学习状态(教学问题的起始状态)水平与期望达到的学习状态(教学问题的终态)水平之间的差距分析。期望达到的学习状态主要是由教学大纲和学习内容所决定的。教师通过从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面对教学大纲进行分析,以明确某一知识点的学习任务,即学生学什么。 例如:初中物理《电路连接的基本方式》一节教学中,知识与技能的要求是:(1)知道电路有串联和并联两种基本连接方式。(2)会连接简单的串、并联电路,并能画出相应的电路图。(3)能利用串、并联电路的特点,分析、判断出生活中电路的连接方式。过程与方法的要求是:(1)组织学生自主探究,得出电路两种基本连接方式,并让学生通过对实验的观察、对比,得出串、并联电路的基本特点。(2)组织学生观察生活中一些实际电路,并判断它们的连接的方式,从而让学生从物理课本走向实际生活,激发学习物理和热情。情感态度与价值观的要求是:在连接和排除电路故障的过程中,培养学生的动手能力、思维能力,并在探究过程中让学生学会交流与合作,体会成功的喜悦。2、教材内容分析 教材内容是教师完成教学任务、实现教学目标的主要载体,教材内容的分析是教学设计的基础。对教材内容的分析,就是要明确教师教什么、所教内容在整个物理教学中的地位与作用、这部分知识发生、发展的过程、与其他知识之间的联系、在社会生活、生产和科学技术中的应用、培养和提高学生的科学素养所具有的功能和价值、知识教学的深度、广度、重点、难点以及可以利用的教学资源(如实验条件、课件、习题)等进行分析。 例如:对《电路连接的基本方式》一节的分析:第十三章《电路初探》是初中电学的基础,让学生理解和掌握基本概念,为以后的综合应用奠定坚实基础是这一章教学的基本原则。电路的两种基本连接方式,是本章教学中的重点内容,掌握好“串联电路”和“并联电路”的基本特点可以为今后电学的学习奠定良好的基础。本节内容蕴涵着典型的物理思想方法,在研究复杂问题时的“从简到繁、从易到难”的科学研究方法等,故在物理知识教学的同时,应结合物理思想方法的教育。关于“电路”,学生在日常生活中有所表性了解,本节重点是要让学生理解串、并联电路特点;按要求画电路图及根据电路图连接电路。教学的难点是串、并联电路的识别。3、学生特征分析 学生特征分析主要是指学生在学习物理新内容之前的生活经验和经历。这些经验和经历将影响学生的物理学习,甚至在学习过程中会出现一些学习迁移现象。学生特征分析包括:了解学生原有的知识基础、现有的学习能力、学习态度等。在教学设计中要坚持以学生为学习的中心,满足学生的学习要求,从自己所教学生的实际出发分析,不仅要了解学生具有哪些影响学生学习的一般因素,具有哪些学习新知识所需要的初始知识技能,而且还要分析学生用原有的认知结构将会怎样地去认识新的知识和对新内容的情感态度,了解学生在学习过程中哪些学生能适应,哪些学生不能适应,学生“应该做什么”、“能够做什么”和“怎样做”等。 例如:对《电路连接的基本方式》一节分析:学生在日常生活中已有表性的了解,通过第一节内容的学习,对电路也有简单的理解,但由于学生的空间想象能力、思维能力还有一定欠缺性,做好实验尤其重要。教师利用学生对初学电学的兴趣引导学生自己动手探究、分析、讨论得出什么是串、并联电路及特点。4、教学目标设计 教学目标设计是要解决教什么(或学什么)、达到什么水平的问题,它是在学习任务分析、教材内容分析和学生特征分析基础上,分析教材内容中的学习结构与学生原有的学习结构之间的差距,提出教学过程中所要解决的具体问题。它为教学内容与教学方法的选择提供了依据,也为教学的组织、教学的评价提供了依据。教学目标应该从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个方面来制定,突出综合性。 例如:对《电路连接的基本方式》一节的设计:知识与技能方面;过程与方法方面; 情感态度与价值观方面设计如上面所示。5、教学策略设计 教学策略是为完成特定的教学目标而设计的教学模式,是教学设计的中心环节。在教学设计过程中,要体现教学策略的灵活性,即同一教学内容,可以有不同的处理方式,我们可以依照新课程理念、依据学生和教学内容的特点,选择最适合的教学组织形式、教学方法、学法指导等。 例如:对《电路连接的基本方式》一节设计:可为教师的实验演示和学生分组实验相结合的实验探究式课堂教学模式,通过抓住知识的产生过程,积极引导学生主动探究,让学生参与观察、实验、分析、讨论、思考、应用等多项活动,激发学生学习物理的兴趣,培养学生观察能力、实验能力,体验科学探究的过程和方法,激励学生勇于探索新知,并结合课件辅助教学和实例分析法,帮助学生理解和掌握电路连接的基本方式和串、并联电路的基本特点等。5、教学过程设计 教学过程设计是要解决怎么教、如何学的问题。设计教学过程是教学设计的重要环节,是教师教学理念和教学思想的具体体现。教学过程的设计首先要将教学内容分解成若干个组成部分,并明确各组成部分的意义与作用,然后安排恰当的顺序进行组织。一个完整的教学过程至少应包括导入、新课和结尾三个环节。一般情况下教学策略的设计与教学过程的设计往往是同时进行的。 例如:对《电路连接的基本方式》一节的设计:可设置 “什么是串联电路”、“什么是并联电路”、“串并联电路特点有何不同”3个课题讨论,每个课题以“提出问题、实验与观察、分析与归纳、总结与结论”为认知程序,引导学生既研究物理规律,又掌握研究物理规律的方法。6、教学媒体的选择与应用 现代教学辅助媒体的发展,为教育提供了新的活力。教学媒体可分为五类:(1)非视觉投影媒体:包括印刷材料、黑板、挂图、模型、实物、实验器材等;(2)投影视觉媒体:幻灯机、投影器等;(3)听觉媒体:录音机、收音机等;(4)视听媒体:电影放映机、电视机、录像机等;(5)综合媒体操作:计算机教学系统及相应的教学软件等。 教学媒体的选择,需依据学校现有的设施条件,将各种教学媒体的特性和教学内容的特点有机结合来设计,所选的媒体要能有效实现相应的教学事件和教学目标。物理教师在课堂上,合理地选择、组合和使用模型、投影、视频等直观手段,展示或再现,不仅可以形象、直观地向学生传授物理学知识,而且可以激发学生学习物理学的兴趣,集中学生的注意力及增加课堂信息容量。 例如:在《电路连接的基本方式》一节中:可用多媒体课件展示各种各样的日常生活中的电路引起学生兴趣。然后充分利用实验器材让学生自由连接电路,让学两只小灯泡亮起来,最后教师引导学生根据自己所连接的电路画出电路图,分析它们的异同点,从而得出什么是串联电路和并联电路。同样利用实验器材引导学生继续实验得出串并联电路的特点。这样可以给学生很深刻的印象。7、课堂教学评价设计 教学评价包括实际教学中的目标体系是否体现了新课程的理念,在实施的教学过程中所表现出来的对教学问题的分析和对教学策略的决策是否准确及有效等。评价的目的是为了改进并提高教学设计的能力,对教学效果未达到目标要求的部分进行必要的补救改进,是教学设计中不可缺少的重要环节。一般从以下几个方面入手:在确定本节课的知识与技能、过程和方法及培养学生的情感态度和价值观方面是否有不足和遗漏,教学的重点和难点的选择是否恰当;教学顺序(或线索)是否合理;教学策略和教学方法、手段、教学媒体的选择是否有效;设置接收教学反馈信息的问题是否具有针对性,有否考虑到学生的主动学习、有否最大限度增加每个学生活动的机会、有否扩大师生间交流合作、有否考虑如何控制课堂秩序等。 当今社会对教育的要求越来越高,面对这一挑战,我们教育工作者应认真学习教育理论,转变教学理念,通过教学设计实现优化教学过程,从而达到提高教学效率,达到“课堂增效”之目的。备注:资源共享
直到:蜡烛A看起来也被点燃测出:蜡烛B到MN的“距离”。为了使“成的像更明亮”。不明追问。
随着物理实验越来越被人们所重视以及高等学校开设综合性、研究性、设计性实验的数量增加,实验论文的写作也越来越被人们重视,本文介绍实验论文的性质结构和写作方法。 物理实验论文,就是物理学习者,为检验某一物理学定理、定律或假说,或为探究某一新的规律或解决某些实际的物理问题,有计划、有目的进行物理实验,对人为特定条件下所获得的事实或现象进行观察、分析、综合、判断、得出科学的结论,然后如实地将实验过程和创造性成果加以归纳、总结成文向社会发布。这种书面表达方式就是物理实验论文。 物理实验论文的写作基础是物理实验。物理实验,同其它自然科学实验一样,是实验者根据一定的研究目的,运用相应的物质手段(实验仪器、设备等),主动干预或控制现象,模拟物理现象或物理过程,以便在典型环境中或特定条件下获得一定物理事实的一种探索活动。物理实验的构成要素也同其它自然科学实验一样,是实验者、实验对象和实验手段三者组成。物理实验的过程,就是实验者通过自己有目的活动,借助实验手段,观察和研究实验对象,演绎客观变化的过程。物理实验论文就是表述这一过程及这一过程的结论。随着科学的发展,物理学所研究的内容越来越丰富,所研究的物理问题越来越深入,正在向着纵深的方向发展。物理实验论文的层次也在不断提高,与此相适应,为检验物理定律或假设所需的实验手段必须越来越先进,于是物理实验就以一种独立的形式与物理理论并行或交叉式发展,两者相互促进、共同发展。物理实验的目的是为了检验物理定理、定律乃至物理理论的正确性,或深化对某一规律的认识。与此目的相适应,物理实验是在人为的比较理想的环境中,采用一定的仪器和方法,并经过精心的设计、安排而成的。它具有模拟、简化、纯化、强化、综合、抑制或排除某些物理现象的作用,因而可以较为迅速、可靠、经济地认识自然界的物理规律,从而达到推广应用而改造自然的目的。这也是物理实验的价值之一,其论文是这一价值的实现媒介,物理实验是创造物理理论的基础和先导。物理学史以无可辩驳的事实证明,物理学理论的重大发现和突破,都是从实验中发展和提炼出来的。此外,根据已知的事实,经过推理而提出新的观点和假说,也只有通过物理实验的检验才能确定其正确性。二十世纪量子理论的出现就是建立在无数的近代物理实验的基础之上,在某种意义上讲,量子理论是无数近代物理实验论文的归纳结晶,而爱因斯坦的相对论也是经受实验的检验才被物理学家们所接受,所以相对论也是物理实验的间接型论文。 物理实验论文,既可以表达作者依据特定的研究目的,自行设计出一套全新的实验方案,利用外加的因素去干扰实验对象,看它将会发生什么样的变化;然后用文字记录或表述这个过程;也可以运用新的原理、设备和方法、验证前人已有的实验结果是否正确;并加以表述还可以表述运用和他人相同的实验原理、设备和实验方法,作出更高精度的测定,进一步加深对研究对象的某些性质和规律的认识,将研究工作引向纵深方法发展。 2 物理实验论文的特点 客观真实性 实践是检验真理标准,就是由于实践的客观真实性,所以客观性是物理实验毕业论文的最本质的特点。由于物理实验是为了检验物理规律,从而使为物理学理论的发展提供坚实的基础和可靠的依据。因此,在撰写物理实验论文时,必须尊重客观事实,实事求是,真实地记录所有实验数据,并要经过反复核实和检验。以便得出客观的实验结果。决不能为了适应某个物理定理或定律而修改数据,使实验失去意义。当实验结果与某一定律相违背时,应仔细地检查和分析实验过程中的一切可能因素,尽力排除不利因素。如是实验条件不能达到的情况,则应当从理论上加以分析,或通过实验验证这些因素在实验结果的影响趋势,从而说明这些因素在实验结果上的作用,以便为其他实验者提供可贵的参考价值。实验结果必须具有可重复性,实验数据不但经得起自己的验证,而且要经得起其他任何人的复验。在相同的实验条件下,任何人在任何时间和任何地点,进行同一实验都将得到完全相同的实验结果。实验中发生的现象能够被多个实验者重复检验,一般来说就能保证实验结果的客观性。不可重复的实验结果其客观性就要受到怀疑。1959年,美国物理学家韦伯曾宣布,他的实验装置已直接接受到了从银河系某一天体发出的引力辐射,从而直接验证了爱因斯坦关于引力波的预言。但他的实验结果在世界上十几个实验室里都未能重复,因而也就没有得到科学界所承认。 严谨准确性 物理实验论文不但要求对实验现象和实验结果作出如实的客观性的反映,而且还要做到叙述准确无误。要准确地表述实验目的、对象、仪器、方法、步骤、现象、数据、结果等的实验的全过程及其重要的细节,具体分析各种现象发生的原因。这是撰写物理实验论文必须具备的科学态度。在记录数据时,必须按照仪器的精度,准确读数到估计位。而在数据的运算过程中,不能随意取舍,以免丢失其精度,必须按照有效数字的运算规则进行数值的取舍。只有做到准确、科学地处理数据,才能反映实验的真实性,并可能从中获得意外的结果。 独立创造性 物理实验论文和物理实验报告虽然都是物理实验成果的文字体现,但二者在内容和表达方式上有明显的区别,其中最根本的区别是物理实验论文必须具有独创性。也就是要有自己独到的见解,物理实验报告是实验过程和结果的如实记录,包括整个实验工作的进行过程、设备、观察结果等细节,相当详细和具体。物理实验报告可以重复前人实验结果的记述,可以不限于阐述创新的内容,可以不要求明确的结论。不论实验是否达到预期的目的,不论取得的结果是否正确,都可以写成物理实验报告,对物理学理论和实验的研究有重要的参考价值。在表达方式上,物理实验报告以叙述和说明为主,分条列项,如实地将实验过程和结果表述清楚就行了,篇幅都比较短。甚至有的实验报告还设计了固定的表格,只需按表格中所列项目一一填写,就算完成了任务。而物理实验论文则不然,它是物理实验创造性成果的书面形成,以阐述作者的物理学观点为目的,一定要有个人独到的看法。它不必包括实验过程的详细叙述,也不必描述过多的繁琐的观察所得。所有的实验工作都可以写成实验报告,但却没有必要写成论文,这最终取决于见解是否具有独创性。在表达方式上,物理实验论文以阐述、议论为主,要求符合学术论文的篇章和写作规范。 3 物理实验论文主要结构形式 引言 物理实验论文的引言对全文起着提纲挈领的作用,是引人入胜的门面,要求交待清楚此项实验的缘由、目的和重要性。其中包括做的是什么实验?为什么要做这个实验?问题是怎样提出来的?有什么理论和实践的依据?到底要解决什么问题?前人和他人已做过哪些工作?尚有哪些问题还未得到最终取得的结果,有哪些拓展、突破和创造性的成果等。这部分要写得概括精炼,条理清楚。上述内容不必全写。视需要而定。在引言里,既要客观、公正地评述前人在这方面所做的工作,又不要过多地引用和堆砌前人论文的内容。 正文 物理实验论文的正文内容大体上可分为以下几个方面的项目: (1)实验原理 简要说明实验所依据的基本原理,实验方案、实验装置的设计原理等。有的论文实验原理可以省略,但在这样两种情况下不能省略:一是实验原理或实验方案、装置是自己设计的,实验内容是新颖的;二是实验条件是复杂的、读者难以理解和掌握的,均有必要对实验原理作出扼要说明。 (2)实验设备和方法 这是物理实验论文的核心内容。一个研究课题,从上马到获得结果,全部过程都是要运用实验材料和设备,还要采用有效的实验方法。因此,这一部分应将选用的材料、实验设备和实验方法一一加以介绍,以便他人能够据此重复实验。在叙述时,对于通用的材料、设备和传统的方法只需简单提及,并指出可供参考的文献即可。如果是仿制又有改进的,就应详细叙述改进的部分。如果是自行设计制作的实验装置或采用新的实验方法,那就应详细说明这样设计和所用方法的理论依据、原理、结构、条件以及所使用的设备型号、原材料规格、性能、测试手段和操作步骤等,并附实验装置简图或照片,还应对所有装置或仪器的精密度做出必要的检验和标定。 (3)实验过程 在这一部分里,主要说明制定的实验方案和选择的技术路线,以及实验的具体操作步骤,还要说明实验过程中试验条件的变化因素及其依据等。不可将实验过程一一罗列无遗,使论文显得很啰嗦,而只需叙述那些主要的、关键的、非常有用的、不同于一般同类的实验设备及操作方法,从而使实验结果所表现的规律性更加鲜明。如是采用别人的实验方法,只要指明某方法并表明所引用的参考文献即可,不必详述其实验过程。如实验程序有改动的地方,则必须说明其改动原因。 叙述实验过程,通常采用实验工作的逻辑顺序,而不采用自己实验的时间先后顺序。要抓住主要环节,从错综复杂的事物中里出脉络,按其发展变化的顺序来写,使人容易读懂并注意所述实验过程的连贯性。要从成功与失败、正确与谬误、可能性与局限性等方面加以分析,表现出严谨的科学性和逻辑性。 (4)实验结果与分析 实验结果与分析是论文的核心部分。实验成败由此判断,一切推理由此导出,所以应该充分说明,并采用表格、图解、照片等附件。这些附件在这里能起到节省篇幅和帮助读者理解的作用。 在这一部分里,对实验结果具体的判断分析,通常要逐项进行讨论。数据是表示结果的重要依据,其计量单位名称、代号,必须遵循统一的国际单位制的规定。要尽量压缩一些众所周知的议论,突出本课题研究的新发现和经过了证实的新见解,让读者反复研究数据,彻底估价判断和推理的正确性。作者在实验中得出的某些见解,虽未充分证明足以列为具体结论时,也可阐明。有些实验结果在某些方面出现异常情况,无法解释,虽不影响论文的主要观点,也应予以说明,以供未来的研究者借鉴。 结果分析的目的在于阐述实验结果的意义。一般应包括如下一些内容: a. 主要原理或概念; b. 实验条件,尤其是人力未能控制的缺点更应说明; c. 本实验结果与他人结果的异同,突出自己在实验中的新发现和新发明; d. 解释因果关系,说明其必然性和偶然性; e. 尚须进一步探讨的问题。 对上述各方面的内容,在进一步具体分析时,要根据各个问题所处的地位、相关性、因果关系以及例外或相反的结果等,妥善地安排次序,务求合乎逻辑地说明问题。 最后,还可提出本课题下一步所作的研究或未来的工作计划,这对读者是有启发和帮助的。 结语 这是物理实验论文最终的、总体的结论,回答从实验结果本身概括或归纳出来的判断和评价。它是整个实验过程的结晶,是全篇论文的精髓。作者应通过实验所获得的创造性成果和独创的见解在结论中作如实表述。作结论时,要抓住本质,突出中心,揭示事物内在的联系;用词要恰如其分,留有余地,既不能把问题说得模棱两可,又不要说得太死、太大、太绝对。实验结果富有成效,仅仅是指实验过程中人为所创造的条件而言的,在推广应用时,必然要受到这种或那种条件的限制,因而在做结论时,应充分考虑各种主客观因素,切忌不可将实验室的成效等同于实际生产中的成效。结论的文字要准确、鲜明、精炼,不要复述前面的结果和讨论,又要与引言相呼应,与正文紧密联系,才能作出充分和合乎逻辑的推理与判断,作出的结论才能令人信服。 0人 | 分享到: 阅读(124)| 评论(2)| 引用(0) |举报 又见宿舍检查 班费情况一览表历史上的今天相关文章关于pn结正向压降与温度关系的研究与应用的论文
论文涉及到不同的领域,其中难度较高的应该属于物理论文了,写这个的需要具备一定经验和学识之外,还要明确到底为什么而写,只有清楚这一点才能够明白物理论文怎么写才好。一篇出色的物理论文不一定长篇大论,也不要写不对题的答案,更不要从其他的文献中直接复制粘贴。1、物理论文怎么写“明确写作的方向”很多同学一开始弄不清楚物理论文怎么写,其实就是卡在搞不清分类,通常说物理论文分为科研论文以及学术论文两种。第一种就是对某个物理问题进行科学实验,然后写成报告的形式。学术物理论文就是对某个尚未进行实验或者实践,需要结合理论提出策略性思考的论文形式。写物理论文可能要进行实验的话,最好是要提前操作,并且把数据记录下来,这样对论文是有很大帮助。学术类型的物理论文在文字的表达上要精准,精炼,会更合适。2、物理论文怎么写“注意书写的格式”其实关于物理论文怎么写这个话题,也会涉及到书写的格式,虽然不同的论文有不同的发布渠道,但是格式是差不多的,需要按照指定的论文格式进行排版,否则,无论是学术论文,还是毕业论文都可能无法通过老师的审核,毕竟格式是基础,格式不对,内容就不会想再看下去了。3、物理论文怎么写“避免查重率偏高”为了能够让学校或者期刊通过审核,有的朋友知道物理论文怎么写,但是就忽略了论文查重率的问题。只要达不到既定的要求,就无法获得毕业的资格,也不能够发布到期刊上面。通过正规论文检测平台,可以找到论文中可疑的部分,避免无意中的抄袭。想要写好一篇物理论文并不清楚,因为其涉及到的学术领域方面要求很专业才行,有的同学不知道物理论文怎么写,于是就大量引用了别人的观点,整段的复制粘贴过来,这样不仅会导致查重率偏高,甚至因为没有自己的观点,而让导师觉得这篇文章的水平比较一般。 . End .
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