龚小航
浙江省义乌市上溪中学 322000
摘要:物理自始至终是培养学生逻辑思维和实践能力的重要基础,在整个素质化教育中所发挥的作用都是无可替代的。正因为如此,本文也将以高中阶段的学生成长为切入点,从物理课堂和设计出发,以热学知识点为主题,分析高中物理热学的地位,并探讨教学的方法和措施,希望能够给相关教学工作者带来一定的参考和启示,仅作抛砖引玉之用。
关键词:高中物理;热学知识点;价值和意义;实践优化方法
引言:
高中物理具有理论性和实践性兼具的特征,这也就意味着,其知识的学习仅仅依靠理论背诵是尚且不够的,必须要经历实践的验证和判断,只有这样才可以引导学生树立辩证意识和思维,充分利用物理概念,去解决实际生活中遇到的问题和挑战。在这里,高中生是在学完电磁感应理论之后接触热学知识的,他们此时的思维是相对混乱的,从原本做不出题的状态中脱离出来,能够跟上教师的步伐,所以也极为容易放松自己的状态,从而不能真正认识到热学的价值和地位。
一、分析热学知识在高中物理中的地位
(一)相对独立性
高中物理热学知识点的特性是尤为明显的,而且也独立于其他必修的内容。也就是说,热学部分,首次从宏观和微观这两个角度去解释物理现象,并引入了统计的观点,涉及到热力学定律和能量守恒定律,能够引导学生研究热运动的基本过程。而且,这一部分的主干知识涉及到分子动理论,固体液体微观结构,能量守恒定律,热学第一定律和第二定律等等,对学生的学习提出了较为严格的要求,学生需要在基本知识的引导下,解释能量守恒定律的内涵,并针对压强进行研究解释气体的三定律。同时,热学部分的概念和规律形成都反映了两种科学探究思想,首先是实验入手,其次是历史材料入手。这里所说的实验探究,主要涉及到分子动理论的学习,例如统计思想表面张力概念,气体实验定律等等。而历史材料研究,主要涉及到热学第一定律和能量守恒定律等等。就思想方法来看,学生需要掌握两种不同的思维,一个是物理模型法,另一个是估算法。总的来说,热学部分的知识点,充分展示出了科学技术给社会带来的重要影响,而且也把能源开发,环境保护,人类活动中这三个要素充分结合到一起,可以让学生获得思想上的熏陶和感染。
(二)学习难度较大
热学部分的学习大多都集中在必修之后,承接电磁学的知识,所以学生也不能快速适应突如其来的状态改变,他们刚刚理解的电磁学理念就此戛然而止,取而代之的是更为神秘的微观世界。而且,许多学生在初中就已经接触了与热力学有关的理论,所以他们进入高中之后,也有一定程度的遗忘。并且,热学理论的教学时间集中在高考前后,而学生往往会把热情都倾注在其他知识点的学习上,没有在热力学上花费足够的时间和精力,因此对知识的理解也始终停留在较为浅显的层面上,为后续的复习埋下了隐患和风险。
二、分析高中物理热学部分的教学方法
(一)提炼生活元素
热学知识本质上就是对生活中各种现象的高度概括和总结起源于人类对冷热现象的探索和分析,能够反映出自然规律和现象并用,热力学和统计物理进行解释,而热力学涉及到宏观维度,是实验规律,统计物理学涉及到微观维度,涉及到描述方法。所以,学生可以灵活运用热力学知识去解决生活中的一系列现象,教师应当提炼生活和社会中的基本元素,让学生认识到物理知识的作用和价值,引导学生关注科学发展的动态,关注技术应用带来的社会进步问题,激发出学生的热情和好感。例如,在学习与扩散现象有关知识的时候,教师就可以把酱油在熟鸡蛋中扩散的过程展现到学生面前,这样不仅可以加深学生对知识点的印象和理解,也可以让学生获得更多的熟悉感和亲近感[1]。另外,在学习与温度计和温标有关知识的时候,教师可以展示出生活中不同的测温工具,例如水银温度计,酒精温度计,热电偶温度计,压力温度计,让学生理解这些温度计之间的功能区别,简要的阐述温度计的制作原理和特点。学生在了解完毕之后,会不自觉的把物理和现实生活与现代科技紧密结合到一起。同时,教师也可以让学生观察自行车胎在烈日下炙烤之后爆炸的现象,让学生思考气体的三种状态,并描述这三个状态的参量,鼓励学生观察生活中的细节性问题,懂得探索并分析[2]。
(二)化抽象为形象
笔者在上文中已经提到过,物理规律和概念具有一定的抽象性特点,学生无法在短时间内就迅速观察到概念的本质,所以教师就应当化抽象为形象,要让学生更好的理解基本的内容。例如,教师可以为学生展示出不同类型的实验,让学生从微观的角度出发,感受到热学理论。例如,在学习与分子运动论有关知识的时候,教师就可以为学生展示出单分子油膜实验,布朗运动和压铅实验,让学生认识到分子运动理论必须要通过实践来证明,让热学理论变得更为形象化。在学习与液体有关知识的时候,教师就可以让学生观察叶面上的露珠,或者是玻璃板上的小水银滴,观察这些液滴外形的特点,引导学生猜想液体与空气接触表面的收缩趋势,并鼓励学生设计实验操作来验证自己的猜想和假设。当学生实验完毕之后,再从分子运动的理论出发,解释液体表面之所以产生张力的原因。
(三)坚持深入浅出的原则
热学理论涉及到大量的微观粒子,而带电粒子的运动也遵循力学的基本规律,这就是通常意义上所说的动力学规律性,然而大量的粒子运动就会凸显出概率这一内涵,让整个系统呈现出统计规律性的特征。并且,从不同的热现象中也可以看出,系统内部的每个粒子都是相互联系的,所以也会受到外界的干扰和影响,无论是某一时刻的速度变化还是方向变化,都呈现出偶然性的特点,并且热现象,在时间条件的限制下,也会展露出不同的特征。所以,教师在引导学生进行探索的时候,必须要坚持深入浅出的原则,要由简入繁,由易入难,按照特定的顺序,尊重学生的基本学情,先带领学生观察宏观实验,总结出事实现象,建立概念框架,再从物质的微观结构进行解释。
三、结束语
综上所述,持续性推动高中物理热学教学的改革是合理且必要的举动,这是培养学生统计思维的应有之策,也是完善学生知识框架的有效措施。本文通过生活元素的提炼,形象化解读,深入浅出这三个角度,论述了热学知识点学习的方法,充分结合了高中物理的基本内容,尊重了学生的主动权和话语权,具有理论上的合理性与实践上的可行性,能够作为教师的参考依据。
参考文献:
[1] 林胜坚. 基于任务驱动微课在高中物理热学教学中的应用[J]. 中外交流, 2019, 000(002):110.
[2] 陈瑞, 颜国英, 董瑞彩,等. AML软件在高中物理热学教学中的应用[J]. 中学物理(高中版), 2019, 037(011):36-39.