淺談“受力分析”在初高中物理教學中的銜接

徐愛輝

受力分析是物理教學中的一大難點,而這一大難點恰恰給剛剛升入高中的學生首先遇到了。因此,克服這一難點就成為順利銜接初高中物理教學的關鍵之一。那么,形成這一難點的原因是什么?如何克服這一難點?筆者根據自己的教學實踐,用認知心理學的原理作初步的研究。

一、難點形成的原因

1.受力分析涉及的知識面廣

受力分析的過程涉及的不是一兩個知識點,而是由許多個知識板塊構成的知識群。這些不同的知識板塊從力學一直貫穿整個高中物理課程。力學中涉及的重力、彈力、摩擦力就是一些基本的板塊。在實際應用中,為解決某個物理問題進行的受力分析,至少要涉及兩個以上的力,甚至更多。學生在單獨認識它們時已感不易,當很多的力雜合在一起,要求學生作出正確的判斷,其難度就可想而知了。

2.各個知識板塊的難度在高中階段躍升很大

如摩擦力,在初中階段只定性地涉及,其作用一般也只限于阻礙物體運動,而到了高中則要求定量地分析,尤其是靜摩擦力,它的存在、大小和方向都可隨外力的變化而變化。如果更進一步,還有摩擦力方向跟運動方向同向和反向的問題。知識的難度躍升很大,學生感到很難掌握。

3.初中階段形成的思維定勢

如彈力,在初中除了彈簧的彈力外,其余所有的彈力都從日常生活實例引出,而且都從力的作用效果來進行分析,分別把它們叫做壓力、支持力、拉力等等,而不涉及其產生的原因,也不明確地把它們歸入彈力范疇。這主要是為了適合初中學生的年齡特點,為了適合初中學生的形象思維特點,讓學生易于接受掌握。但這卻給高中受力分析教學留下了隱患,形成一種不利的思維定勢。如分析在斜面上下滑的物體受力時,學生往往會多出一個“下滑力”來。又如學生也常會將向心力作為一個獨立存在的力來分析。這都是初中階段根據力的作用效果分析受力的思維定勢所致。

二、受力分析教學探究

基于上述原因可知,受力分析絕不是幾節課所能解決的問題。因此,我們在受力分析的教學中,要掌握一個長期的循序漸進的策略,一個反復矯正不斷鞏固的策略,不能就事論事地教知識,而要著重于在教學中構建學生良好的認知結構上下功夫,在培養學生的思維能力上下功夫。

1.準確有效地建立學生認知結構中各個知識板塊

在教材的知識結構中,各個知識點、各個知識板塊具有嚴密的邏輯性和準確無誤的科學性。而學生在學習過程中逐漸建立起來的認知結構,是以簡要的語言文字符號,用記憶的方式保留在大腦中的。因為學生理解能力的不同,教師教學方法的不同,所以,教材上的知識點、知識板塊不一定都能有效地納入每一個學生的認識結構中去。由于遺忘的作用,學生的認知結構就不一定很系統,他們的知識容易形成一定的漏洞。某些難懂的知識點,可能在一個較長的時期里,無法讓學生搞得很清楚。

2.把知識板塊進一步構建成良好的認知結構

應該說各個知識板塊的正確建立,給受力分析打下了良好的基礎。但各個知識板塊建立得好,并不意味著一定能很好地解決問題。各知識板塊在學生的頭腦中仍處于分散的、孤立的狀況。我們應該把這分散的孤立的知識板塊有機地組織起來,建立一個良好的認知結構,使學生能根據解決問題的需要很順利地使用它。

3.使學生的認知結構具有層次性、條理性

在教學中,我們可以這樣引導學生:因為我們研究的問題大多在地球上,所以物體必受重力作用。因為彈力也是產生摩擦力的原因之一,所以彈力必放在摩擦力之前考慮。除了這三種常見力以外,還可能有其他的一些力,如題設的已知力,將來要學到的電場力等。在受力分析過程中,我們必須遵從一重力、二彈力、三摩擦(力)、四其他(力)的次序。這樣使學生的認知結構呈現清晰的層次性、條理性,便于學生記憶又能在具體應用過程中有序可循。

4.使學生的認知結構具有“雙向產生式”功能

在物理教學,幫助學生建立一個具有雙重功能的指令,它既能指令在具備什么樣的條件下應該采用什么樣的動作(使用什么知識,得出什么結論),又能指令欲采取什么動作(使用說明知識得出什么結論),必須在怎樣的條件滿足之后才能進行。在受力分析教學中,我們要讓學生明白在什么條件下產生什么力,某力的存在必須滿足什么條件。讓學生所學的知識與該知識的適用條件結合起來記憶,把所學的知識形成條件化的結構。一旦涉及某知識的條件時,就能在學生頭腦中映現出相關的知識來,要用到某種知識的時候,則又能用其條件來進行判斷。

總之,在高中物理教學中,我們要做好“受力分析”這一物理知識的教學銜接工作,要努力創造條件,建立鮮明生動的物理情景,引導學生進行有效的觀察、比較、分析、歸納,使學生對各種力從表面上的感知進入到深層次的理解。

作者單位:江蘇省海安縣立發中學