第一章引言
1.1课题的研究背景和意义
在当今世界大力节约能源资源,加快建设资源节约型、环境友好型社会是一种重要的社会意识,也是我国的一项基本国策。节约能源是指尽可能的减少能源的消耗、增加能源的利用率的一系列行为。具体包括采取各种措施降低能源消耗,减少能源浪费,降低污染物排放,有效合理地利用能源,保护环境,加强用能管理。
能源的认知过程贯穿了整个高中物理教材,能量是物理学的一个重要概念,机械能、内能、电能、光能、核能等等可以相互转化,但总能量保持不变,能量的转化和守恒定律是自然界的一条基本定律,这一规律像一根红线贯穿整个高中物理。内能是所有形式能中的一种,其中热力学第一定律从热学的角度,演绎了能量的转化和守恒规律,热力学第二定律是对能量守恒定律的补充,解释了能量转移与转化的方向性,即能量耗散虽然不会使能的总量减少,却会导致能量品质降低,它实际上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式。故能量虽然不会减少但能源会越来越少,所以要节约能源。
从中学开始培养学生的能源危机意识,节约能源意识,保护环境意识,具有重要的现实意义,应该受到中学物理教育工作者的重视。
1.2内能相关知识的教学研究现状
高中物理内能相关知识是指与内能有关的基本概念、基本规律和基本实验。它主要包括内能的基本概念、热力学第一定律和热力学第二定律两个重要定律以及一些与之相关的实验。
在中国期刊网的优秀博硕士论文全文数据库中,以“内能”为题名查询共有论文7篇。以“内能教学”为题名查询,没有记录。在中国学术期刊全文数据库中以“内能”为关键词进行查询,从2000年到2011年,共检索到317篇,以“内能教学”为关键词进行查询,共检索到8篇。检索到与内能相关的文献主要集中在这些方面:内能概念与其他概念的辨析,内能教学中应注意问题的讨论。很多学生对如何学习选修模块知识的认识不太到位,认为这部分知识基本都是工级要求,}fn目_概念性的东西多,读读背背就可以了,学习时不太重视。事实上,工级要求并不等十没有能力要求,也不等十就一定能得分,“能在有关问题中识别和直接使用”就是能力要求。
1.3内能相关知识的教学研究的意义和目的
1.3.1研究的意义
内能相关知识主要包括分子动能、分子势能、功、内能、热量、热力学系统、绝热过程、热力学状态、嫡等概念以及分子速度分布、分子动理论、热力学定律和能量守恒定律几个重要规律。内能相关的知识涉及到的物理量很多,如热量、功、温度、分子动能、分子势能、内能、嫡等,学生在学习过程中容易混淆。分子动理论的基本观点贯穿在整个热学教材中,是基础性内容。内能相关知识涉及到的规律方面,分子速度分布律是分子运动论和统计热力学的重要理论基础。内能相关知识突出了统计思想和能量守恒的思想。内能相关知识的教学突出重视方法和过程的教育,重视科学探究能力的形成,重视情感、态度与价值观形成的教育。教师在教学过程中引导学生关注科学技术与社会发展,培养学生对社会的责任感,体现教育过程中注重科学精神与人文精神的融合,很好的体现了高中物理课程标准的理念。
20世纪最伟大的科学家爱因斯坦曾经针对他所在时代的教育问题毫不含糊地指出:“用专业知识教育人是不够的。通过专业教育,他可以成为一种有用的机器,但是不能成为一个和谐发展的人。要使学生对价值有所理解并目_产生热烈的感情,那是最基本的.”我们长期的理科教育,给学生太少的人文精神的滋养,导致我们的学生思维镇密却思想粗糙。这是我们教育的悲哀‘。
1.3.2研究的目的
内能概念的形成和规律的得到贯穿了整个热力学模块,在江苏的高考中,这一模块以独立大题(试卷中的第12A题)的形式出现,内能相关知识的考查占到了相当大部分。其他形式的能与内能的转化在选择题与计算题中也常出现。内能相关知识的教学研究希一望能够给一线的高中物理老师提供一些教学参考,教学过程中能起到事半功倍的效果。也希一望新课程的一些理念能够在其他知识的教学中起到一些借鉴作用,给学生专业知识教育的同时也给予人文精神的滋养,让我们的物理教育朝着更人性化的方向发展。
1.4课题研究的内容与方法
针对内能相关知识在教学中出现的问题,本课题以内能概念及其规律为主线,通过查阅文献、问卷调查及访谈,从教与学两个方面对内能相关知识进行调查研究。其一,对高中学生在内能相关概念及其规律的学习中存在的障碍和困难进行探讨;其二,对内能相关知识的教学现状进行了客观的分析和评估。根据调查结果分析学生学习中的问题所在,提供策略。希一望通过本课题的研究能够给无锡地区教师在内能相关知识的教学中提供参考。具体研究内容包括以下几个方面:(1)内能相关知识的分析与研究;(2)高中物理新课程标准中关十内能教学的分析与研究;(3)内能相关知识的教学分析与研究;(4)对无锡地区不同教学水平的学校进行关十内能相关知识教学调查研究,分析内能相关知识教与学现状以及在教与学过程中存在的问题,尤其是学生在学习中所存在的困难和认知障碍。(5)对无锡地区选择选修3教学的调查研究,以及对研究的结果进行分析,提出了内能相关知识教学策略和学习方法的指导策略。
第二章 内能相关知.................... 13-25
2.1 内能的知............................. 13-20
2.1.1 内能的两............................ 13-14
2.1.2 内能概念和规........................................14-16
2.1.3 与内能相关的重..................................... 16-20
2.2 内能与温度、功、热量、..................................... 20-23
2.3 内能与其它形式能................................................. 23-25
第三章 高中物理新课程标准中关..................................... 25-32
3.1 内能教学对新课程基................................................. 25-28
3.1.1 新课程的基本..................................................... 25-26
3.1.2 内能教学体现新................................................. 26-28
3.2 内能知识的新课标要............................................... 28-32
3.2.1 内能学习新课程........................28-29
3.2.2 对新课程标准................................. 29-32
第四章 内能相关知识的教学分析与研究 32-40
4.1 内能相关知识在高中物理知识体系中的地位 32-33
4.1.1 内能概念的地位 32
4.1.2 热力学定律的地位 32-33
4.2 不同版本教材中内能相关知识的比较研究 33-40
第五章 无锡地区内能相关知识的教学现状的调查研究 40-59
....................................................................
第七章结论与思考
7.1课题研究的结论
能量的转化和守恒定律是自然界的一条基本定律,内能是所有形式能中的一种。其中热力学第一定律是从热力学的角度,演绎了能量的转化和守恒定律,能量在数量上是守恒的;热力学第二定律则表述了能量在转化过程中其品质会逐渐降低,故能量从数量上虽然不会减少但其可利用性越来越低,所以要节约能源。这有利十从中学开始培养学生的能源危机意识,提高保护环境的意识,具有重要的现实意义。高中物理教师在教学的过程中对内能的概念和相关知识并未引起足够的重视,也没有形成一套高效的教学方式,以致课堂效率没能达到较高水平。
本文阐述了热力学定律的建立过程,进行了内能相关知识的分析与研究,高中物理新课程标准中关十内能教学的分析与研究,内能相关知识的教学分析与研究,其中包括不同版本教材的比较研究。对无锡地区不同教学水平的学校进行关十内能相关知识教学调查研究。发现有些教师对这部分知识没有足够的重视,认为工级要求就是简单的背诵。对学生的调查发现,学生对内能相关的概念理解有些混淆和模糊,与我们料想差距较大。在灵活运用、综合应用方面还存在问题,源十综合能力欠缺。本论文提出了内能相关知识教学策略和学习方法的指导策略,为广大教师的教学提供一点建议和意见。
7.2课题研究存在的问题与不足
1.由于时间紧,学的高中物理教师,本研究中的调查研究仅涉及无锡市部分中学的学生,无锡部分中研究对象具有一定的局限性。
2本研究只对高二学生进行了内能相关知识的调查研究,没有从学生开始学习热力学开始研究,没有形成完整的研究,结果具有一定的局限性。3本研究提出的教学策略,是根据本人以往教学经验和理论研究的结果提出的,没有进行进一步的教学实践。