共振原理對(duì)物理教學(xué)的啟示研究

韓昀劭

【摘 要】共振是一個(gè)物理概念，指一個(gè)振動(dòng)的物體引起其他物體振動(dòng)的現(xiàn)象。把共振原理的內(nèi)涵合理運(yùn)用到教學(xué)當(dāng)中，可以優(yōu)化教學(xué)過(guò)程和教學(xué)效果。本文介紹了共振原理，并結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)與高中生的心理特點(diǎn)，闡述共振原理對(duì)物理教學(xué)的啟示。

【關(guān)鍵詞】共振原理；物理教學(xué)；啟示

我們的世界可以被稱為共振的世界，共振是自然界中一種常見(jiàn)的現(xiàn)象。在不同的領(lǐng)域中有不同的叫法，例如：在聲學(xué)中，共振發(fā)聲稱為共鳴；在電學(xué)中，能產(chǎn)生振蕩電流的電路的共振稱為諧振。長(zhǎng)期以來(lái)，共振原理已被廣泛運(yùn)用在物理學(xué)、工程技術(shù)、音樂(lè)藝術(shù)以及其他交叉學(xué)科當(dāng)中。當(dāng)前，人們對(duì)教育教學(xué)進(jìn)行不斷思考和研究，試圖從共振原理與教學(xué)過(guò)程的關(guān)聯(lián)中找出優(yōu)化教學(xué)過(guò)程和改善教學(xué)效果的方法。

一、物理層面的共振原理

共振是物理學(xué)中的一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)。共振是指一物理系統(tǒng)，在某個(gè)特定的頻率下，以更大的振幅做振動(dòng)的情形，這些特定頻率被稱為共振頻率。在力學(xué)中，受迫振動(dòng)的振幅A的計(jì)算公式如下：

在上式中，ω0是固有角頻率，ω是共振頻率，δ是阻尼系數(shù)。從式子中可以看出，當(dāng)共振頻率ω和固有頻率ω0相等時(shí)，振幅A最大，此時(shí)就是共振狀態(tài)；而當(dāng)ω大于ω0時(shí)，隨著ω的增大，A反而減小。

二、教學(xué)共振原理

從上面的公式中，我們可以得到這樣的教學(xué)效果啟示：把教學(xué)效果看成是振幅A，學(xué)生看成是固有頻率ω0，教師看成是共振頻率ω，教學(xué)中其他各種消極因素看成是阻尼系數(shù)δ，那么當(dāng)教學(xué)中的各種消極因素都無(wú)法避免時(shí)，只有教師與學(xué)生達(dá)到共振，教學(xué)效果才可以達(dá)到最好。為了更好地提高教學(xué)成效，教學(xué)共振也是我們?cè)诮虒W(xué)探索當(dāng)中努力追求的目標(biāo)。教學(xué)共振原理主要從師生教學(xué)同步、師生情感共振和師生思維共振這三個(gè)方面體現(xiàn)。

1.師生教學(xué)同步原理

教與學(xué)是相互影響，相互作用的，師生教學(xué)的同步進(jìn)行可以優(yōu)化教學(xué)效果。師生教學(xué)同步，最主要的就是要求教師具備的教學(xué)能力能夠勝任學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容。另外教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的理解、掌握以及設(shè)置都要和學(xué)生那個(gè)階段所具有的智能發(fā)展水平、學(xué)習(xí)條件和認(rèn)知基礎(chǔ)相互適應(yīng)。這種師生教學(xué)同步原理主要體現(xiàn)在教師的備課、教學(xué)設(shè)計(jì)以及課后的習(xí)題設(shè)置當(dāng)中。

2.師生情感共振原理

“親其師，信其道”這句名言很好地說(shuō)明了師生情感共振這一原理。良好的師生關(guān)系能給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶去更多的正能量。在學(xué)生身上，師生關(guān)系往往會(huì)形成一種明顯的情感遷移現(xiàn)象。學(xué)生喜歡這個(gè)教師，自然而然就會(huì)喜歡這個(gè)教師所教的學(xué)科，學(xué)生不喜歡這個(gè)教師，自然而然就不會(huì)喜歡他所教的學(xué)科。所以，教師要讓學(xué)生喜歡自己所教的學(xué)科時(shí)，要先讓學(xué)生喜歡自己。

3.師生思維共振原理

思維共振是指師生雙方在教學(xué)過(guò)程中，能夠圍繞一個(gè)討論點(diǎn)，在各自具有的體驗(yàn)、思維上，進(jìn)行交流探討、心靈互應(yīng)。師生之間的思維共振促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解和掌握，對(duì)疑難問(wèn)題的解答，同時(shí)也能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)熱情。思維共振在一定程度上還能開發(fā)智能，促進(jìn)學(xué)生的情感共振，推動(dòng)新認(rèn)知。

三、對(duì)物理教學(xué)的啟示

1.物理學(xué)科特點(diǎn)

物理學(xué)是一門集實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維為一體的科學(xué)。物理概念的形成，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及物理理論的建立都不是憑空產(chǎn)生的，而是在前人的研究基礎(chǔ)上慢慢形成的。物理學(xué)是一門嚴(yán)密的理論科學(xué)，其內(nèi)容主要是由基本概念、基本規(guī)律和基本方法及其相互聯(lián)系構(gòu)成的。物理學(xué)是一門精密的定量科學(xué)，也是一門基礎(chǔ)科學(xué)，它是自然科學(xué)的基礎(chǔ)之一。物理的研究成果和研究方法對(duì)自然科學(xué)有巨大的貢獻(xiàn)，形成了許多交叉學(xué)科。物理學(xué)科特有的特點(diǎn)使得物理學(xué)科的學(xué)習(xí)有別于其他學(xué)科，物理的學(xué)習(xí)方法更講究分析和解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法。

2.對(duì)高中物理教學(xué)的啟示

高中物理中涉及到的物理現(xiàn)象往往比較復(fù)雜，與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系并不象初中那樣緊密，有許多是很抽象的概念，學(xué)生由于首次接觸而容易缺乏感性認(rèn)識(shí)。而教材文字?jǐn)⑹龊?jiǎn)潔、嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)生的理解能力要求比較高。許多學(xué)生雖然理解了字面上的意思，但是對(duì)概念和定義規(guī)律卻容易一知半解。這些難點(diǎn)導(dǎo)致高中生學(xué)習(xí)高中物理普遍有這樣的一種現(xiàn)象：上課聽(tīng)得懂，課本看得懂，但一遇到題目就不會(huì)做。高中物理的學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生用發(fā)散性思維搞清物理過(guò)程，會(huì)選用物理規(guī)律，還要求學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。

結(jié)合共振原理以及高中生的心理特點(diǎn)和物理學(xué)科特點(diǎn)，我們可以得到這樣的啟示：因?yàn)槲锢肀旧砼c其他學(xué)科具有一定的差異性，所以教師在教學(xué)當(dāng)中更要了解學(xué)生的心理需求，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在教學(xué)當(dāng)中設(shè)計(jì)出更有針對(duì)性、更具物理特性的教法。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，緊緊圍繞著“是什么？為什么？怎么辦？”這三個(gè)層次來(lái)開展教學(xué)，讓學(xué)生在師生共振的氛圍當(dāng)中更好地享受充實(shí)的高中求學(xué)之旅，更好地掌握物理學(xué)科知識(shí)，讓教師在共振氛圍快樂(lè)教學(xué)，并提高教學(xué)成效。

3.共振教學(xué)原理在物理教學(xué)中的應(yīng)用關(guān)鍵

（1）激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。興趣是推動(dòng)學(xué)生學(xué)好物理的潛在動(dòng)力，物理興趣的培養(yǎng)是激發(fā)學(xué)習(xí)物理熱情的第一步。在高中物理教學(xué)中，要做到共振教學(xué)，首先要讓學(xué)生對(duì)物理感興趣，而激發(fā)學(xué)習(xí)物理的動(dòng)機(jī)。教師可以從物理與日常生活、生產(chǎn)、現(xiàn)代科技的聯(lián)系入手，在課余時(shí)間或者課堂上多向?qū)W生滲透物理應(yīng)用或者物理學(xué)史。例如：在講到傳感器的應(yīng)用的時(shí)候，可以讓學(xué)生聯(lián)系并思考樓道當(dāng)中的電燈為什么在有人走動(dòng)的時(shí)候才會(huì)亮，而酒店房間煙霧大的時(shí)候，為什么會(huì)發(fā)出煙霧報(bào)警。物理在生活中的具體應(yīng)用往往更能吸引學(xué)生的眼球，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（2）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景。物理課堂上，問(wèn)題情境的設(shè)置可以引起學(xué)生的注意，提高學(xué)生的課堂參與度。問(wèn)題情景的創(chuàng)設(shè)可以引導(dǎo)學(xué)生提出核心問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生會(huì)從教師設(shè)置的問(wèn)題中自發(fā)探究問(wèn)題，進(jìn)一步深入思考問(wèn)題。學(xué)生的課堂參與度的提高推動(dòng)了師生之間的思維共振。對(duì)于問(wèn)題情境的設(shè)置，教師要結(jié)合學(xué)生的思維特點(diǎn)以及物理學(xué)科特點(diǎn)，從“是什么，為什么，怎么做”等方面進(jìn)行設(shè)置。

（3）構(gòu)建知識(shí)體系。掌握扎實(shí)的物理知識(shí)離不開自己對(duì)物理知識(shí)的整理。在物理教學(xué)中，為了鞏固加強(qiáng)物理知識(shí)，要求教師和學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的處理能夠達(dá)到共振，也就是都要善于聯(lián)系各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，善于進(jìn)行知識(shí)遷移，使用不同的方法將物理知識(shí)分門別類，構(gòu)建一個(gè)知識(shí)體系。例如：在學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B時(shí)，可以將其與電場(chǎng)強(qiáng)度E聯(lián)系起來(lái)，這可以加深對(duì)物理比值定義法的了解，也可以加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

（4）靈活創(chuàng)新運(yùn)用。物理來(lái)源于生活，又運(yùn)用于生活。學(xué)習(xí)物理，說(shuō)到底就是為了學(xué)以致用。發(fā)展和創(chuàng)新是物理教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。物理知識(shí)的靈活應(yīng)用離不開物理思維的構(gòu)建。而物理思維的構(gòu)建離不開物理課外書籍的閱讀。閱讀不同的物理書籍，不僅可以培養(yǎng)自己的物理涵養(yǎng)，開闊視野，還能加深自己對(duì)物理知識(shí)的理解，拓寬自己的解題思路和方法。

四、結(jié)語(yǔ)

共振原理具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。共振原理在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用對(duì)整個(gè)學(xué)科的發(fā)展，甚至對(duì)教育教學(xué)的發(fā)展都有巨大的作用。正因?yàn)槲锢韺W(xué)與眾不同以及高中生具有獨(dú)特的心理特點(diǎn)，所以將共振原理運(yùn)用到物理教學(xué)中，可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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