Palabras clave: libros de texto, métodos de pensamiento físico, enseñanza de la física
Los "Estándares del plan de estudios de física para la educación obligatoria a tiempo completo" señalan que "desarrollar la imaginación de los estudiantes mediante la combinación de la imaginación científica y métodos de razonamiento científico "Fuerza y capacidad de análisis y generalización, para que los estudiantes puedan desarrollar buenos hábitos de pensamiento, atreverse a cuestionar y ser valientes en la innovación". Por lo tanto, dar importancia al cultivo de la capacidad de pensamiento es uno de los objetivos importantes de la física. la enseñanza, por otro lado, los métodos de pensamiento físico también son importantes en la investigación en física y un resumen y resumen de los métodos de pensamiento y métodos científicos utilizados en la práctica. No sólo puede mejorar la eficiencia del aprendizaje de la física y promover el aprendizaje del conocimiento de la física, sino también cultivar una visión científica del mundo y desarrollar la capacidad de los estudiantes para pensar de forma independiente y resolver problemas. A lo largo de muchos años de enseñanza de la física, el autor ha descubierto que hay muchos métodos de pensamiento físico en los libros de texto, y que los libros de texto se pueden utilizar plenamente para llevar a cabo actividades de enseñanza de la física y penetrar el pensamiento físico y la educación de métodos.
1. Los principales métodos de pensamiento físico incluidos en los libros de texto.
1. Método de pensamiento del modelo físico
El método de pensamiento del modelo físico se refiere al proceso de aprendizaje de la física. . Aprovechar al máximo los modelos físicos para analizar y sintetizar métodos de pensamiento. El llamado modelo consiste en centrarse en la esencia y resolver problemas, y utilizar algunos modelos simples para estudiar procesos físicos complejos y ramas de objetos de investigación. Hay dos tipos de modelos físicos: uno es un modelo ideal que trata el objeto de investigación como una abstracción. Dichos modelos incluyen partículas, gases ideales, osciladores de resorte, péndulos, cargas puntuales, fuentes de luz puntuales, etc. El segundo es abstraer el proceso físico en un modelo ideal. Dichos modelos incluyen movimiento lineal uniforme, colisión perfectamente elástica, corriente constante, etc. Un mismo objeto se puede dividir en varios modelos físicos. Por ejemplo, al estudiar la fuerza gravitacional entre el sol y otros cuerpos celestes, se considera al sol como una partícula, al estudiar su rotación, se lo considera como un cuerpo rígido cuando ilumina la superficie de la tierra; una fuente de luz paralela.
Para un mismo problema, diferentes modelos físicos sacarán conclusiones diferentes. El principio de selección de un modelo es ser lo más simple posible según las condiciones dadas. En varios libros de texto de física, a veces se indica claramente de qué modelo se trata, como las partículas y la luz. Pero en la mayoría de los casos no hay explicación y el profesor necesita pensar por sí mismo. Por ejemplo, en el ámbito de la mecánica, es evidente que las piedras, las bolas y las balas son partículas. En la parte giratoria palancas, volantes, etc. Debe considerarse un cuerpo rígido. Curso obligatorio de secundaria 1 Página 10: "En física, es un método de investigación científica común resaltar los aspectos principales de un problema, ignorar los factores secundarios y establecer un modelo físico idealizado como objeto de investigación. Las partículas son uno de esos modelos físicos. 1. "El Volumen 3-2, página 41 también explica que el transformador ideal es también un modelo idealizado.
2. Método de pensamiento físico deductivo
El método de pensamiento físico deductivo es la aplicación del pensamiento inductivo y deductivo en la investigación de la física. Por ejemplo, en el proceso de derivar la gravedad, hablamos del descubrimiento de Neptuno. En la década de 1940, mientras estudiaban los datos de observación de Urano, los astrónomos franceses descubrieron que su posición era diferente de la calculada por la astronomía. Utilizando la ley general de la gravitación, dedujo que esta desviación se debía a la atracción de Urano por un planeta desconocido. Le dijo al Observatorio de Berlín la órbita calculada y la posición prevista del planeta desconocido. Posteriormente, el astrónomo alemán Galle observó este planeta, Neptuno.
3. Método de pensamiento por analogía física
En el proceso de investigación en física, se extraen muchas conclusiones basadas en el pensamiento por analogía de los físicos. Cuando hable de estos lugares, puede utilizar ejemplos de libros de texto para ilustrar. Por ejemplo, tomando un péndulo simple, sabemos que cuando el ángulo de oscilación es inferior a 5 grados, el período de vibración de un péndulo simple con una determinada longitud de péndulo no tiene nada que ver con la amplitud y la bola del péndulo. Esto se llama isocronismo de la vibración de un péndulo simple. El isocronismo del péndulo fue la conclusión a la que llegó Galileo por analogía. Cuando era joven, Galileo observó el movimiento de una lámpara de aceite colgada en una iglesia y descubrió que, aunque el movimiento del candelabro se hacía cada vez más pequeño, el tiempo parecía ser siempre igual.
Antes de que existieran los relojes, a Galileo el pulso le latía con regularidad. Siguió su pulso y observó cómo se balanceaba la lámpara de araña. Por analogía, las observaciones son correctas.
4. Método de pensamiento del principio de equivalencia
En física de la escuela secundaria, sé sobre el movimiento lineal uniforme. Pero cuando se habla de movimiento de velocidad variable, la velocidad del movimiento no es uniforme. Cuando se introduce la velocidad promedio, el movimiento de velocidad variable experimenta un período de desplazamiento, que equivale a un movimiento lineal uniforme con el mismo desplazamiento al mismo tiempo. La velocidad del movimiento de velocidad variable se describe aproximadamente como la relación entre el desplazamiento y el tiempo. Sin embargo, esto no es velocidad, sino velocidad media. Por lo tanto, cuando se habla de velocidad promedio, debe quedar claro qué período de tiempo y qué efecto de distancia se cuentan. A otra distancia, en otro momento, puede que no sea lo mismo.
5. Método de pensamiento de verificación de dimensiones
Cantidades básicas y cantidades derivadas. Se seleccionan de antemano varias cantidades físicas como cantidades básicas. Debido a que las cantidades básicas son unidades que se utilizan para derivar otras cantidades físicas basadas en fórmulas físicas, se denominan unidades derivadas. La cantidad unitaria universal establecida internacionalmente y aplicable a todos los campos de medición se llama Sistema Internacional de Unidades. Dentro del ámbito de la mecánica, el Sistema Internacional de Unidades estipula que la longitud, la masa y el tiempo son las tres cantidades básicas, y utilizan como unidades básicas el metro, el kilogramo y el segundo. La velocidad, la aceleración, la fuerza, el momento y el trabajo son cantidades derivadas. Sus unidades son metros por segundo, metros por segundo, Newton, kilogramos, metros por segundo y julios. El autor cree que algunos profesores y estudiantes a menudo ignoran el método de pensamiento de verificación dimensional, pero de hecho juega un papel importante en el aprendizaje de la física y la resolución de problemas.
6. Método de pensamiento de conjeturas científicas
Combina la experiencia de la vida diaria con la exploración de leyes físicas para hacer conjeturas científicas. Por ejemplo, cuando aprenda el Principio de Arquímedes, comuníquese con el pozo para obtener agua. Cuando el balde sale del agua, se siente como si gradualmente se volviera más pesado. Se puede inferir que la flotabilidad puede estar relacionada con el volumen del objeto sumergido en el líquido. También puedes relacionar la diferencia entre nadar en el río y nadar en el mar. Se especula que la fuerza de flotación puede estar relacionada con la densidad del líquido. Observe experimentos exploratorios, obtenga comprensión cualitativa y haga conjeturas científicas. Por ejemplo, al realizar un experimento exploratorio en física en la escuela secundaria para estudiar la relación entre la presión del líquido y la profundidad, primero se concluyó que la profundidad en el líquido es la misma y la presión en todas las direcciones es igual. Luego, reconociendo que la presión interna de un líquido aumenta con la profundidad, podemos adivinar científicamente cómo se relaciona la presión de un líquido con la profundidad.
7. Método de la razón y reductio ad absurdum
La aplicación del método de la razón y la reductio ad absurdum en física ha quedado reflejada muchas veces en los libros de texto. Página 15 del libro de texto obligatorio de la escuela secundaria: Aquí utilizamos la proporción de dos cantidades físicas (desplazamiento y tiempo) para definir una nueva cantidad física (velocidad), y su significado físico es completamente diferente de las dos cantidades físicas originales. En física, las proporciones se utilizan a menudo para definir cantidades físicas para estudiar nuevos conocimientos sobre los objetos, como la densidad, la velocidad de movimiento, la presión, etc. De hecho, este método se utiliza a menudo en otros campos, como la superficie de tierra cultivada per cápita, el ingreso per cápita, el precio unitario de los productos básicos, etc. Física de la escuela secundaria 3-1, página 19, cuando se analiza la relación entre superficies equipotenciales y líneas de campo eléctrico, se utiliza el método de prueba por contradicción, que es un método lógico importante en la investigación científica.
2. Formas y métodos de integrar materiales didácticos en la educación del pensamiento físico y del método
1. Infiltrar las actividades y guiar a los estudiantes para que realicen una vista previa de las tareas.
Las tareas de vista previa pueden ayudar a los estudiantes a centrarse en la enseñanza en el aula e integrar completamente lo que aprenden en la vista previa con lo que aprenden en las actividades de enseñanza en el aula organizadas por los profesores. Cuando los estudiantes obtienen una vista previa de su tarea, los profesores pueden llamar intencionalmente su atención sobre el contenido del libro, infiltrándose así en la educación de los métodos de pensamiento físico. Por ejemplo, antes de aprender la ley de la gravedad, el profesor guía a los estudiantes para que realicen una vista previa de las actividades. El profesor explicó a los alumnos la filosofía experimental "Análisis-Síntesis" fundada por Newton. Método analítico: una combinación de experimento, inducción y deducción, con el objetivo de descubrir patrones. Método integral: establecer principios deductivos (establecer teorías para descubrir patrones) y verificar la verdad a través de la práctica.