焦耳定律教學中的素質教育 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 時至今日，素質教育理念早已深入人心，不容置疑，人們不再談論需不需要開展素質教育，而是研究如何開展好素質教育 .學生大部分時間在學校上課，因此課堂教學是素質教育的主陣地，素質教育的任務要靠課堂教學來完成 .物理課程標準也明確定義 “ 義務教育物理課程作為科學教育的組成部分，是以提高全體學生科學素養為目標的自然科學基礎課程 ” ，意指物理教學是素質教育的組成部分 .那么，如何在物理課堂教學中 開展素質教育，這是值得每位物理教師研究的問題 .下面就以人教版九年級物理第十八章第4 節焦耳定律的課堂教學為例，談談在課堂教學中如何實施素質教育 . 1 內容概述和教學安排 課程標準確定該節的教學目標為：通過實驗，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律說明生產生活中的一些現象 .教材安排的內容為：簡單說明電流的熱效應；重點講述焦耳定律 (實驗、歸納、規律、公式、練習 )；講述電熱的利用和防止 . 筆者在教學中基本上按教材內容和順序進行教學，但做了一些改動：變演示實驗為探究實驗，只是實驗操作環 節仍為演示；變定性實驗為定量實驗，通過實驗數據可直接得出焦耳定律；為了節省實驗環節的時間，將實驗電路改為如圖 1 所示的電路，做一次實驗即可，并且事先裝配好實驗電路；將書中實驗裝置改為相同大試管里面裝上相等質量的煤油；用數字溫度計測量煤油升高的溫度，既能得到準確的溫度測量值又增大了可視度 .該實驗成功率很高，數據比較精確 . 2 教學中的素質教育 在物理教學中對學生進行素質教育，主要是對學生進行科學素質教育，提高學生的科學素質 .科學素質是指人們在認識自然和應用科學知識的過程中所表現出來的一種特質，一個人的科學素質是其整體素質的重要組成部分，主要包括科學知識、科學能力、科學方法、科學精神等幾方面 .在該節課中，可以對學生進行上述四個方面的科學素質的教育和培養 . 2.1 科學知識教育 科學知識是科學素質的基礎，沒有科學知識就談不上科學素質 .對物理學而言，物理概念和規律是物理知識的核心內容 .在該節課中，所有的教學活動都是緊緊圍繞焦耳定律展開的，希望通過課堂教學讓學生掌握這些知識，完成本節的教學目標，這也是大多數老師最為重視的部分 . 2.2 科學能力培養 素質教育是人的全面 素質的教育，而能力是素質的核心，是直接影響活動效率、使活動順利完成的個性心理特征 .能力不是知識本身，而是獲取和處理知識的方式 .一個人有各種各樣的能力，其中科學能力是人最重要的一種能力，是科學素質的首要因素，也是我們課堂教學的重點發展對象 .在該節課中可以對學生進行下面幾種能力的培養： (1)觀察和實驗的能力：通過探究實驗可以增強學生的觀察和實驗能力 .如讓學生觀察裝有等質量煤油的相同試管；觀察老師裝配好的電路，要求畫出實驗電路圖；觀察三支溫度計示數變化的情況和讀數；用煤油吸收的熱去替代電流產生的熱的等 量替換原理；從溫度計示數上升的多少得出產生熱量的多少；通過觀察三只溫度計示數高低，分析得出三個電阻產生熱量的多少 . (2)分析歸納能力：該探究實驗只是分別得出了熱量與某個因素的關系，并沒有在一次實驗中得出熱量同時與三個因素的關系，這就需要在實驗基礎上的歸納和綜合，綜合三個因素對熱量的影響得出焦耳定律 .在這個思維過程中，學生得到了分析歸納能力的鍛煉 . (3)理解能力：焦耳定律是由三個 “ 成正比 ” 組成，對“ 成正比 ” 怎樣理解是一個難點 .可在教學中引導學生：成正比就是在其他因素相同或不變的條件下， 熱量隨某個因素成正比例 科學是 “ 雙刃劍 ” ，它可以給人類帶來福祉，也可能給人類帶來災難 .比如在 “ 能源與環境 ” 的教學中，讓學生認識到科技在促進社會發展的同時，也給社會和環境帶來危害(如環境污染、能源危機等問題 )；如核科學的開發利用，核電站是利用核科學造福人類，但核技術也可以用于戰爭，如1945 年美國向日本廣島和長崎投放兩枚原子彈，不僅炸死十多萬人，還對環境造成極大的污染，地面許多地方寸草不生，大量平民因核輻射患上各種疾病 .教學中滲透 “ 善 ” 的教育，增強學生的社會責任感，使學生具有關愛生命、關愛人類、愛護 地球、愛護環境、熱愛祖國、熱愛家鄉的思想情感 . 復旦大學人文學院副院長、博士生導師陳思和教授說 :愛，由美而生，要學會愛，首先要感受到美 .物理學天生麗質，蘊含著豐富而深刻的美 .例如從宇宙太空到微觀世界，從光的直線傳播到引力場使光線發生彎曲 ；從質量、長度、時間不變的 “ 千古真理 ” 到相對論的新時空觀 ，給人一種廣闊而神秘的美 ；拋體運動的軌跡、天體運動軌跡、電場線與磁感線 ，讓人感受曲線的美，等等 .讓學生發現美、欣賞美，形成積極的情感體驗和求知的志趣 . 在人類探索科學史詩般的歷程中積淀了人文、 藝術，科學、人文、藝術是一個整體，科學講究求真，人文注重向善，藝術致力唯美，在 “ 真善美 ” 的熏陶下，學生的心靈得以凈化，品格得以提升，使學生擁有愛心，擁有大愛之心 . 物理教學必須同時關注物理學的科學價值和人文價值，滲透和融合人文精神，讓學生成長為一個理性與感性、科學與人文、物質與精神完美統一的人 .因此，物理教學呼喚人文教育的回歸 . 的增大 .還可將 “ 想想議議 ” 拿過來讓學生討論：既然熱量與電阻成正比，那么時間相同時，是電阻大的還是電阻小的產生的熱量多？通過這樣的方式，不僅使學生理解了焦耳定律的 內涵和成正比的條件，而且培養了學生的理解能力 . (4)推理和計算能力：在得出焦耳定律的公式后，為了鞏固它，在課本例題求熱量的基礎上，還可增加幾個小練習題，分別求時間和電阻，這就需要將焦耳定律公式從原始形式推理到另外的形式，在這些練習中培養學生的推理和計算能力 . 2.3 科學方法教育 科學方法與科學知識之間存在著內在的必然聯系，知識是方法的基礎，因為它反映了客觀現實的要求和規律，但這并不意味著知識可以自動轉化為方法，更不能把知識和方法簡單等同起來 .方法可以被看作運用知識的知識 .我們 教師要在教學中加強對學生進行科學方法教育，為他們將來的科學研究打下方法論的基礎 .那么在該節課中我們可以教給學生什么科學方法呢？ 2.3.1 科學探究的方法教育 該節重點是焦耳定律，焦耳定律和其他物理規律或概念一樣，都是科學家在科學實驗研究的基礎上得出的規律 .這些規律對于人類來說是已知的，但對于未學這些內容的學生來說是未知的 .我們在教學中，完全應該引導學生像科學家那樣，自己去把規律探究出來 .本節課的實驗仍可以指導學生按科學探究實驗的步驟進行，促使學生學會科學探究的方法 . 2.3.2 物理實驗方法的教育 物理實驗方法很多，物理教學中應盡量教給學生一些物理實驗的方法 .運用本節的實驗至少可以教給學生兩種實驗方法： 等量替換法：因為熱量很難直接測量，所以在研究電流產生的熱量時，讓煤油來吸收電流放出的熱，煤油吸收的熱等于電流產生的熱量，而煤油吸收的熱可以通過測量質量和升高的溫度測量出來 .這就是等量替換法，即讓一個容易測量或觀察的量去等量替換很難測量的量； 控制變量法：在研究電流通過導體產生的熱量的實驗中，為了研究熱量與電阻的正比關系，采用電阻 R1、 R2 串聯，讓電流和時間相同；為了研究熱 量與電流的關系，采用電阻 R2、 R3 不同方式并聯，讓電阻和時間相同；為了研究熱量與時間的關系，可比較同一個電阻 (電流與電阻相同 )的情況 .這就是控制變量法，即在研究某物理量與它的某個影響因素的關系時，必須讓其他影響因素相同或不變 . 等量替換法和控制變量法既是物理實驗方法，又是物理思維方法，在物理學習和研究中經常用到，學生必須掌握這些方法 . 2.4 科學精神的教育 物理學中蘊含著大量的科學精神素質教育資源，我們要充分利用這些資源培養學生的科學精神 .該節課中可利用教材的內 容培養學生的下列科學精神： 2.4.1 求實精神 該節中有演示實驗，實驗的核心就在于 “ 實 ” ，要讓事實說話、讓數據說話 .由于用數字溫度計去測量，數據較精確，從實驗數據真正可以看出熱量與電阻或加熱時間成正比，學生很信服 .對于熱量與電流平方成正比，稍微有些偏差，可以和學生一起分析誤差的來源，在實驗誤差范圍內仍然成正比 .這樣可以逐漸使學生養成實事求是的精神 . 2.4.2 創新精神 教育是對學生的再塑造，也是一種創造性工作，要時刻培養學生的創造精神 .只有提供 “ 新 ” 的東西給學生，讓學生置身一個新穎的情景中，才能讓學生接受新生事物的洗禮，學生的創新意識才得到發展 .該節課為了節省演示實驗時間，將書中的演示實驗改革了，不同于課本上的，這是一種教學創新 .這個事例同時告訴學生，在平時的學習中，為了更好地達到學習的目標，可以用最好的方式去學習，可以用課本上沒有的、自己創造的方法去學習 . (3)奉獻精神：為了培養學生獻身科學的精神，在得出焦耳定律時，講述了焦耳的生平及其對物理學的貢獻，講述他用畢業心血，在實驗條件很差的情況下，重復無數次的實驗，終于精確得出了能的轉化和守恒定律、熱功當量及焦 耳定律等事跡，潛移默化地教育學生為追求真理而奉獻自己的才智 . 2.5 辯證思想和安全意識的教育 辯證思想和安全意識也是素質教育的重要內容，特別在理科教學中要讓學生明白事物的因果關系，懂得用全面的聯系的、而不是用片面的、孤立的觀點去認識事物、認識自然，讓學生在學習過程中，不知不覺地養成辯證唯物主義科學觀 .在教學中，不僅講電熱有利的一面，更要強調電熱不利的一面，人們在使用電器的時候，要盡量減少電熱造成的危害，趨利避害，這就是引導學生用辯證的眼光去看問題，處理任何問題都要一分為二，具體問題要具體 分析，不能以偏概全 .在這個過程中可同時教給學生安全用電的常識，加強安全意識的教育 . 3 一些教學啟示 (1)在課堂教學中落實素質教育，提高學生素質，教師一定要研究素質教育理論，理解素質教育的內涵，掌握一些素質教育的方法，轉變教育教學思想，從傳授知識的傳統觀念，轉變到培養能力的現代觀念，再到培養全面發展的人的全新觀念 .要把教學的立足點放在培養學生的素質上，我們的教學不能僅是從知識到知識，而要從知識到能力，從知識到素質，傳授知識、發展能力、教給方法、培養精神是我們教學必不可少的四項任務 . (2)素質教育不是一句空話，也不僅僅是搞一些課外活動，而是實實在在的，在每一節課中都可以進行素質教育，也應該進行素質教育，我們教師要把素質教育的目標落實到每一節課堂教學之中 .在進行教學設計的時候，要充分挖掘教材內涵，挖掘知識點以外的能培養學生素質的東西，要將素質教育的內容滲透到每節課堂教學中去 .根據不同的教學內容，選擇不同的教法和學法，制定不同的素質培養目標，積極地開展素質教育，全面提高學生的全面素質 . (3)可能有的教師有疑問：不是每節內容都像焦耳定律這節課一樣有這么多素質教育的素材 .該節課的教學時間是否夠用？筆者認為，任何一節物理內容中都蘊含大量的素質教育內容，就看教師是否去挖掘 .上述例子中的素質教育內容寫起來很多，但在教學中，并不是刻意停下課用大量時間去進行，而是在知識內容的教學中，恰到好處地花上一點