化難為易的物理教學方法

周 林

摘要實驗法、類比法、等效法、物理模型法、問題討論法五個方法,是物理教學中化難為易的有效方法。

關鍵詞物理教學 化難為易 方法

中圖分類號:O411 文獻標識碼:A 文章編號:1009-0592(2009)05-328-01

一、實驗法

物理思維的最大特點是物理形象和物理概念的不可分離性。教學實踐表明,學生學習物理時的“難以理解”,主要是“難以想象”造成的。造成物理教學低效率的原因,從思維方面看,關鍵問題就在于嚴重地忽視了形象思維能力的培養。豐富感性認識是防止抽象、幫助學生理解和掌握知識的有效手段,而感性認識的獲得源于實踐或實驗。因此要努力創造條件,注重課堂演示實驗(包括實驗、模型、圖示、實物等),同時要求學生親自動手做一些實驗(包括分組實驗、課后小實驗、小制作等),學生通過觀察、實踐和思考,豐富感性認識后,對物理概念或規律、定律或原理的理解就會深刻,對新的知識的感受就會比較深刻。

二、類比法

根據認知心理學原理,在學習新知識時,最好能找到一種聯系,讓新舊知識之間相互溝通,而類比就是建立新舊知識之間聯系的一座橋梁。高職生處于從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段,其中具體形象思維仍起重要作用。對一些概念抽象、難以直接用實驗來加強感性、且學生又未充分具備知識基礎的教學難點,用類比的方法往往可以收到化抽象為具體、化模糊為清晰、化生疏為熟悉的效果,使新的知識順利地納入到學生已有的知識結構中。

類比不但可以在物理知識系統內部進行,還可以將許多物理知識與其他知識如數學知識、化學知識、哲學知識、生活常識等進行類比,常能起到點化疑難、開拓思路的作用。例如,在講楞次定律時,可以這樣比喻:在被太陽曬過的爛泥塘里,當人踩上去時,稍硬的表面會阻礙你下沉;當下沉后,你想拔出腿來,爛泥又會阻礙你拔出腿來。在講解光的波、粒二象性時,可引用蘇軾的詩句“橫看成嶺側成峰”來幫助突破難點,還可拿起講臺上的粉筆盒,讓學生從不同角度觀察粉筆盒的形狀。在講授玻耳原子模型時,學生對核外電子可在一定的軌道上運動(不連續)和在不同軌道上的原子具有不同的能級感到非常困惑,教師可把大型的圓形劇場中央的舞臺比擬成原子核,周圍的一圈圈的臺階相當于電子可能運動的軌道,一個觀眾(相當于電子)只能在某一級臺階上(不可能在兩層臺階的中間),當觀眾在不同的臺階上運動時,他的能量(機械能比擬原子的能量)是不一樣的。

在物理教學中適時地運用類比法,對教學難點的突破和對教學重點的突出,有非常重要的作用,能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀。需要指出的是,在運用類比使學生初步了解新的概念后,應指出概念和規律的物理本質,說明它們的區別。

三、等效法

等效思維方法是將一個復雜的物理問題,等效為一個熟知的、簡單的物理模型或問題的方法。例如等效電路、等效電阻、合力與分力等效……常見的等效法又有“分解”、“合成”、等效類比、等效替換、等效變換、等效簡化等,從而化繁為簡,化難為易。

如對于復雜的電路計算,可采取簡化電路的方法,將其化為幾個簡單的問題進行解決。簡化電路的原則是根據題目提出的要求,取消被短路與開路的器件,保留通路的器件,從而簡化出不同時刻的電路圖來,解題自然是水到渠成。對于復雜的混聯電路,將電路中各個電阻兩端的電勢按電勢高低分別標上序號,據序號標出每條電路的電流流向,再據序號順序和電流流向,對電路加以整理,就化成能看清串、并聯關系的等效電路圖。

四、物理模型法

現實中的事物都是錯綜復雜的。針對物理問題的特點,抓住其主要因素,排除次要因素,提出物理模型,將對具體問題的研究轉化為對物理模型的研究,這就是物理模型法。這種方法的思維過程是,分析物理問題的條件,研究對象和物理過程的特征,建立與之適應的物理模型,通過模型思維進行推理。

轉換物理模型,深入理解模型。通過對理想化模型的研究,可以完全避開各種因素的干擾,在思維中直接與研究對象的本質接觸,能既快又準確地了解事物的性質和規律。例如,建立起“單擺”這一理想化模型后,理解了單擺的周期公式,可以解決類似于單擺的一系列問題:在豎直的光滑圓弧軌道內作小幅度滾動的小球的周期問題;在豎直的加速系統內擺動的小球的周期問題;在光滑斜面上擺動的小球的周期問題;等等。

借助“物理模型”教學,可以突出物理問題的主干,疏通思路,幫助學生建立起清晰的物理圖景,使物理問題化難為易,化繁為簡,這樣不但起到降低教學難度、增強學生學習的自信心的作用,同時還在潛移默化中培養了學生的解決問題的能力和創新能力。

五、問題討論法

對比較深奧、學生難以理解的內容,教學時可采用問題討論法。把復雜的物理現象或物理過程分解為幾個簡單的現象,提出適當的輔助性問題,幫助學生掃除思考難題中的障礙,把大題化小題,分步提問,引導過渡。課前布置涉及難點的有關問題,學生分組探究,查資料,動手操作,研究討論,嘗試解決問題;課上以問題為線,教師設計一系列循序漸進的問題,調動全體學生自主探索,讓學生相互啟發、補充,在討論中理解掌握所學內容;最后以集體討論、歸納的方式掌握難點,徹底解決問題。如玻耳原子理論抽象、難懂,是學生感到棘手的難題之一。教學中可采用“問題討論”教學法,形成一幅學生熟悉的知識圖象和以一定知識為基礎,以一個問題接一個問題為內容,以求得問題的解決為動力,以找到答案為終結的生動、活潑的立體思維模型,使學生處于思考之中,其分析問題、解決問題的能力定可隨之日趨增強。

參考文獻:

[1]喬際平.物理學科教育學.北京:首都師范大學出版社.2000.

[2]胡百良.中學物理教學實踐與研究.南京:江蘇教育出版社.1998.