淺談解決初中物理和中師物理“接軌”難的問題
一、解決學(xué)生對教材內(nèi)容的不適應(yīng)
中師物理與初中物理內(nèi)容相比，其知識密度大，定量討論多，研究問題和解決問題需要新思想、新方法、新思路……。教材內(nèi)容的突然拔高是難以“接軌”的主要原因，加之，由于學(xué)生數(shù)學(xué)知識欠缺，以及思維定勢的“負(fù)向遷移”，更增加了“接軌”的難度。因此，中師第一學(xué)期的物理教學(xué)往往是最困難的，筆者認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容的順利“接軌”，關(guān)鍵在于幫助學(xué)生解決好這些問題。
（一）學(xué)會科學(xué)抽象
物理上為了使所研究的問題簡化，往往將研究對象理想化。如：質(zhì)點(diǎn)、剛體等；將研究過程理想化。如：勻速運(yùn)動、簡諧振動等；還將研究條件理想化。如：無摩擦面，絕熱容器等。然而，如質(zhì)點(diǎn)，勻速運(yùn)動等在實(shí)際中都是不存在的，有的同學(xué)對此感到迷惑不解。既然不存在，那又何必研究呢？其實(shí)這正是物理學(xué)研究問題時常用的簡化方法。它的實(shí)質(zhì)是，忽略次要方面，突出主要方面的一種科學(xué)的抽象。如質(zhì)點(diǎn)，就是具有一定質(zhì)量而沒有大小和形狀的物體，是理想化模型，許多物理規(guī)律正是用物理模型得出的。
這種思想的建立，需要改變學(xué)生頭腦中原有圖式，而接受新的圖式，從而引起圖式的質(zhì)變。因此，從“質(zhì)點(diǎn)”教學(xué)起，就要求學(xué)生掌握科學(xué)的抽象，使其頭腦中的圖式，不斷得到豐富和發(fā)展，從而促進(jìn)其認(rèn)識水平產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。
（二）注重開拓思路
有些物理概念比較抽象。其思維形式和過程又比較復(fù)雜，而對于在思路幾乎是“直來直去”的同學(xué)來說，要理解和掌握這些概念確不是件易事。因此，在講授新知識的同時，更要注重開拓新思路，以提高學(xué)生的抽象思維能力。用“比值”定義的物理量就是其中一例。如：對加速度的定義式a=Δv／Δt，學(xué)生已感到明顯地不適應(yīng)，他們在具體判斷加速度大小時，總習(xí)慣把加速度跟速度聯(lián)起來考慮，他們認(rèn)為，根據(jù)定義式，加速度跟Δv成正比，跟Δt成反比。例如，豎直上拋物體運(yùn)動到最高點(diǎn)時a≠0的事實(shí)，學(xué)生的思路就是通不過，他們認(rèn)為此刻的v=0，物體都停止運(yùn)動了，哪兒還有什么加速度？而且令學(xué)生更加不可思議的是，加速度的大小跟Δv、Δt均無關(guān)。出現(xiàn)這種錯誤的原因在于學(xué)生的抽象思維能力不足：(1)把加速度跟速度概念混淆不清，認(rèn)為物體只有運(yùn)動起來才可能有加速度。(2)不理解公式的物理意義，而把定義式純數(shù)學(xué)化了，即習(xí)慣于從數(shù)字角度分析物理量之間的關(guān)系，從而引起思維錯誤，把“量度”公式跟“決定”條件混淆不清。其實(shí)，定義式a=Δv／Δt，只是加速度的“量度”式，而不是其“決定”式。為了使學(xué)生心悅誠服，理清思路，我舉了兩個例子，深入淺出，以啟發(fā)學(xué)生“順應(yīng)”。例1，要想知道兩個同學(xué)，誰跑得快，可以讓他們同跑一百米，并用跑表“測量”，然后根據(jù)v=s/t計算。“比值”大者跑得快，但他們兩人的速度大小卻與所選的一百米(s)及一百米所用時間(t)均無關(guān)。例2，要知道某物質(zhì)的密度，可“測”出其質(zhì)量(m)和體積(V)，然后用p=m/v計算，但其密度大小卻與m、V均無關(guān)。這兩個例子，形象地說明了“量度”不等于“決定”。類似于加速度用“比值”定義的物理量以后還很多，對于這些抽象的概念，我們要引導(dǎo)學(xué)生弄清它的實(shí)質(zhì)，消除思維障礙。這樣對以后的電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等概念將會得心應(yīng)手。
（三）突破思維定勢
思維定勢，對人的大腦思維活動起著兩種作用。一是有利于學(xué)習(xí)新知識而產(chǎn)生的正向遷移，其作用無疑是積極的，但是，當(dāng)思維定勢對學(xué)習(xí)新知識起干擾作用，即產(chǎn)生負(fù)向遷移，其作用則是消極的。
“已有知識負(fù)遷移”；“相異構(gòu)想”（前科學(xué)概念中錯的概念）；以及“生活中積累的錯誤觀點(diǎn)”等，都會造成一定的妨礙再認(rèn)識的思維定勢，他們往往帶著“框架模式”去套認(rèn)新知識，缺乏全面思考問題的思維素質(zhì)，因而常常會遇到許多出乎意料的結(jié)論，從而發(fā)出了“物理難學(xué)”的感嘆。
例如：先入為主的標(biāo)量概念對矢量概念的建立，就是一個干擾。如講勻速圓周運(yùn)動的向心加速度時，由于一些同學(xué)把加速度理解為速度的量值變化的快慢，而不習(xí)慣考慮其方向的變化。所以，一提勻速圓周運(yùn)動物體的加速度，他們頭腦中，預(yù)先就有這樣的圖景：“既然物體作勻速圓周運(yùn)動，則v[,2]跟v[,1]就應(yīng)該相等，從那兒來的速度的變化量Δv？加速度也就無從談起了”。但其向心加速度公式a=ω[2,]R或a=v[2,]/R，充分說明了向心加速度確有實(shí)實(shí)在在的量值。這一事實(shí)，學(xué)生往往感到莫明其妙。這就需要突破思維定勢。筆者對“向心加速度”一節(jié)是這樣處理的：索性一開始就給出其結(jié)論，a=ω[2,]R、a=v[2,]/R，以建立懸念；接下來復(fù)習(xí)矢量的概念，并突出其“方向”；然后用矢量的平行四邊形法則，導(dǎo)出由于v[,2]跟v[,1]“方向”不同而產(chǎn)生的Δv，這樣加速度也就在其中了，接著導(dǎo)出向心加速度公式，最后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。可見，學(xué)了向心加速度后，既擴(kuò)大了矢量和加速度的外延，又使學(xué)生對這些概念的內(nèi)涵有了更深刻的理解。因此，對于一些難理解的概念，要注意分階段進(jìn)行，不能企圖“一口吃胖”，強(qiáng)調(diào)“一次講深講透”的作法，是不符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律的。
此外，“相異構(gòu)想”，如“離心力”對作圓周運(yùn)動物體或單擺擺球和受力分析，起到了干擾作用；“生活中積累的錯誤觀點(diǎn)”，如：“物體運(yùn)動需要力來維持”，對牛頓第一定律的理解起干擾作用，“馬拉車前進(jìn)是由于馬拉車的力大于車?yán)R的力”，對牛頓第三定律的學(xué)習(xí)起干擾作用等。還有學(xué)生的直覺經(jīng)驗(yàn)（想當(dāng)然）的思維定勢對理性認(rèn)識的干擾作用等，在教學(xué)中都不容忽視。由于篇幅所限，本文從略。
（四）彌補(bǔ)數(shù)學(xué)欠缺
同學(xué)們總說，物理難學(xué)，難在哪里呢？客觀地說，難，并不完全難在物理問題的本身，一些同學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，不能適應(yīng)教材內(nèi)容需要，在物理問題上，由于數(shù)學(xué)卡殼的情況比比皆是，數(shù)學(xué)知識的欠缺是學(xué)生接受新知識和解題中的一大障礙。
數(shù)學(xué)是物理推理思維的方法，是量化物理變量、定義物理概念，表述物理過程的工具。“功欲善其事，必先利其器”，對于教學(xué)中涉及到的數(shù)學(xué)問題，應(yīng)先了解學(xué)生的掌握情況，然后酌情作必要的復(fù)習(xí)。如：從建立坐標(biāo)系開始就包括確立自變量，找出函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)問題；進(jìn)行矢量運(yùn)算時涉及到平面幾何、三角等方面的知識；天體運(yùn)動的計算中，要用到冪和根式的運(yùn)算知識等。有時還要涉及到一些未學(xué)過的數(shù)學(xué)知識。如“弧度”的概念，由于相關(guān)知識不清，一周角=360°，在學(xué)生頭腦中根深蒂固，而一周角=2π弧度，則十分陌生，因而弧度的概念很難建立，以致用弧度作圓心角單位而導(dǎo)出的弧長公式l=Rθ，學(xué)生更是難以接受。有經(jīng)驗(yàn)的教師常說：“弧度往往引起學(xué)生糊涂”。因此，必須給以適當(dāng)補(bǔ)課，以掃除攔路虎。同時，在推導(dǎo)公式或講解例題時，不僅要分析其物理過程，對數(shù)學(xué)問題也要示范，板演，不能因?yàn)槭菙?shù)學(xué)問題而回避。要盡快培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。
二、解決學(xué)生學(xué)習(xí)方法上的不適應(yīng)
中師第一期的教學(xué)對象是，長期被“喂著吃”的剛剛從初中畢業(yè)的學(xué)生，他們對物理知識的理解能力和思維能力尚處于低級階段，在初中，他們往往以完成作業(yè)為主，不習(xí)慣看書，不會記筆記，不善于總結(jié)，不善于觀察和解釋現(xiàn)象，不善于動手實(shí)驗(yàn)等。學(xué)習(xí)方法上的不適應(yīng)，將使學(xué)生在學(xué)習(xí)中處處遇“紅燈”。因此，教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法，亦是當(dāng)務(wù)之急。
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