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由此及彼虚中求实
摘要:高中物理课堂教学中应该注重科学方法与科学思维的培养,本文通过理论联系实际的方式探究如何巧妙利用外推处理高中物理问题,同时体现了新课程理念在高中物理教学中运用。
关键词:图像;外推;规律;求实
中图分类号: 文献标识码:A :1003-6148(2014)2(S)-0052-2
物理在其早期的发展史上,曾作为哲学的内容之一,物理思维体现着人类认识自然过程中最一般的认识规律。伽利略等前辈大师在研究物理学的过程中为后人树立了科学研究的方法论典范。高中物理是物理学****的基础阶段,在教学中应该更突出科学方法与科学思维的培养。在现有的高中物理教学内容中仔细挖掘,会发现这方面的教学素材丰富多彩;其中,物理图像的“外推”就是极其重要的素材之一。物理图像的“外推”,在教学中必须重视以下问题,才能真正发挥其物理教育的功能,下面略作剖析。
1 实验获得图像中,让学生搞清为何“外推”,学会“由此及彼”,引导思考“外推”所得
“外推”就是将在一定范围获得的某种结论、规律和特征在合适的、相近的或有关联的相近领域推广。最常见的是由于实验条件的限制,不能直接研究而对实验结论进行的合理推广。比如,电学实验中对于过高电压或电流有限制,使得只能借助于低压和小电流时的数据,通过物理图像呈现出一定规律,然后向较大电压或大电流区“外推”。高中阶段许多电学实验体现了这一特点,这里,体现了“由此即彼”的哲学思维。
范例1某兴趣小组为测定某电源E和r,及一段电阻丝电阻率,设计如图1电路。ab是粗细均匀的电阻丝,Ro=20是保护电阻。首先用螺旋测微器测得电阻丝直径如图2。闭合开关,调节P位置,记录aP长度x与U、I等数据如表1。根据表中数据,在图3上描点连线作U-I关系图线时将会发现,实验获得的数据点,在U-I坐标系中,只分布于一小段区域。在实际作图时,可将图像向左上端延伸至与U轴相交的位置,与U轴的交点其实就是I=0时的路端电压,它等于电动势大小,这实际上就是外推,即将规律“外推”至电流为零时。当然,还可以将图像延伸至U=0电流极大至短路情形,这实际是将安全可测电流时的规律“外推”至实验中不能采用的大电流放电时的情形,即可得电源的电动势E、内阻R。在这个实验中,根据表中数据还可以作出U/I-x如图4,利用该图像可求得电阻丝电阻率p。不妨引导学生探究U/I-x:图线纵截距物理意义是什么?若将图4中利用已知数据所绘的图像向左下方延伸交于轴,所得的横坐标为负,它有物理意义吗?这说明
“负”物理量一定无意义吗?
2 在重要规律的探究中,让学生注意“外推”与“理想情形”的关系,学会“虚中求实”
人类探究自然的过程中,自身的已有思维规律是一个巨大的宝库。它帮助人类能够将触角伸向实际工具不能到达的领域。这就是伽利略发轫、后世所有物理学大师们擅长的“理想化”思维方法。而“理想化”的过程往往就是将某些实际因素“弱化”“淡化”“忽略”的过程,“理想化”后的理想模型虽然有时在现实