摘要:教好物理的目的就是要學生學好物理,怎樣讓學生學好,化復雜為簡單是主要的思想,同時教給學生物理思維方法。受我國啟蒙教材編寫上的啟發(fā),提出了口訣化以有助于學生的記憶。物理思維需要用符號去實現,因為物理本身就是用符號寫成的,采用符號進行思考才能克服生活經驗的影響。
關鍵詞:教學 口訣 思維符號化
現在許多學生都覺得物理難學好,上課聽老師講好懂,就是自己遇到問題卻感到無從著手,有時自己覺得是正確的,可是老師判下來的結果卻是錯的。為什么會是這樣呢?至少可以說明許多學生并未入物理的門,他們只不過在課堂上跟著教師學了一堆公式,卻在用自己在生活中形成的經驗來解決物理問題,當然不會好到哪兒去。生活經驗和物理既有聯(lián)系,但卻有很大的差別。許多學生正是無法用物理思維解決物理問題,因而一做便錯,漸漸地對物理失去了興趣,使本來生動的、實用的、具有強大吸引力的物理學科成為中學生可望而不可及的“空中樓閣”,望而卻步。而作為物理教師應該幫助學生學好物理,把復雜問題簡單化、條理化,解決問題準確化。由此,筆者在教學過程中從內容和方法上作了一些探索。
一、把物理知識簡單化、條理化
一節(jié)課只有45分鐘,如何在這么短的時間內既要保持學生的積極性,又要把物理知識有效地傳授給學生,同時學生每節(jié)課都在學習不同學科內容,需要考慮學生的疲勞程度,另外還要考慮學科知識間的影響和干擾。比方說:有一些學科,它們不需要一定層次的邏輯思考和數學推導,容易造成學生的學習行為遷移。所以有必要了解學生上一節(jié)課是什么課,做好兩節(jié)課的銜接,充分利用兩學科間的聯(lián)系,克服其不利影響,使學生盡快進入學習物理的狀態(tài)。
傳授的知識雖然基于課本,但著重需要把它進行改編形成教師自己的風格,這也是教材所要求的,全國的教材就那么幾套,可教師卻成千上萬,教師的作用就是依照具體情況對教材進行改編,才能把教材用活。在教學實踐中我想到了我國古代啟蒙教材的獨到之處——韻律美,它使記憶變得輕松。如《千字文》:天地玄黃,宇宙洪荒。日月盈昃,晨宿列張。……。再如《百家姓》:趙錢孫李,周吳鄭王。馮陳褚衛(wèi),蔣沈韓楊。……。鑒于此聯(lián)想,我作了一些嘗試,把一些重要規(guī)律和易理解錯誤的地方編成口訣,讓學生便于理解記憶(本文列舉部分)。
力加物、物加速。——力作用在物體上,則物體的速度會改變。
勻加速,勻速加,a為常數要記清,速度變化看時間,位移綜合多方面,見著加速度,必有2次現。——學過一些公式,這些公式只是用在勻加速運動上,同時講了這些公式的特點。
平拋圓周兩運動,產生力和施加力,千萬把它們細分別。——曲線運動產生離心力,外力的合力提供向心力。
機械能、動和勢。二者轉化沒條件,守恒卻要另外論。——動能和勢能在轉化時量可以不相等,但在一定條件下卻守恒。
沖動量,解決變力很直接。平均力、初末態(tài),中間過程管它的。
動量守恒更直接,只把作用內外別,大小勿需太仔細。
振動和波,圖象易錯。振動圖象延長,過去現在將來。波動圖象延長,遠近距離相連。整體大挪移,先后才有別。向著傳播移,將來沒問題,要問移多少,加減周期律。
磁場力、作用電荷要注意,只有轉彎沒加速。電場力、轉彎加速都可以,要看電荷的初速。
在每一節(jié)課上盡量把內容進行壓縮,抓住其主要方面,還一個簡單的面目給學生。促使其記得牢、析得透。
二、解決問題準確化
怎樣才能運用物理思維,進行準確地解決問題。首先物理思維是邏輯的。由原因到結果是經過嚴密的邏輯演化而得到的,不能先入為主,靠生活經驗預先猜想,可能有些學生說這是物理直覺。錯。在高中學生中特別是象我們這些不發(fā)達地區(qū)的學生來說,很難有深厚的數學基礎,這里的數學基礎不是中學階段的數學,而是今后將要學習的高等數學基礎,因為高等數學才把解決問題的方法上了一個層次,才可能產生一些正確的直覺判斷,所以學生在解決問題時總愛預先猜想其結果,再來考慮物理模型,這種本末倒置只能造成錯誤(至少是無把握、不確定)。其次物理思維是符號的。物理學把所有規(guī)律、概念等都變成了符號,從符號中找聯(lián)系、找結果,但我們有很多學生不習慣用符號思維,總是試著去分析建立模型,一旦建立的模型較復雜,特別是運動軌跡繞來繞去,想不過來,便束手無策,當然這與我們在教學過程中經常畫圖幫助分析怎樣運動、軌跡如何等細致分析有關。下面舉幾個例子。
1、(05高考)一定質量的氣體經歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設氣體分子間的勢能可忽略,則在此過程中
A 外界對氣體做功,氣體分子的平均動能增加
B 外界對氣體做功,氣體分子的平均動能減少
C 氣體對外界做功,氣體分子的平均動能增加
D 氣體對外界做功,氣體分子的平均動能減少
這個題如果用概念進行思考是多么易混淆,且不一定想得全面,但是抓住規(guī)律,采用符號(公式)
緩慢意味著p不變,絕熱意味著Q不變,膨脹意味著V增大,分子勢能忽略意味著
可得D答案是正確的。
2、(07高考)對一定量的氣體,下列說法正確的是
A.在體積緩慢地不斷增大的過程中,氣體一定對外界做功
B.在壓強不斷增大的過程中,外界對氣體一定做功
C.在體積不斷被壓縮的過程中,內能一定增加
D.在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中,內能一定不變
所用公式符號同上題,可以準確地判斷出A答案正確。
3、(08高考)如圖,一質量為M的物塊靜止在桌面邊緣,桌面離水平地面的高度為h。一質量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后,以水平速度v0/2 射出。重力加速度為g。求:
(1)此過程中系統(tǒng)損失的機械能;
(2)此后物塊落地點離桌面邊緣的水平距離。
此題雖然給了圖,但只要我們能把題目變成符號就不需要細致地分析運動的軌跡如何了。由題目可得:
解:
公式(1)動量守恒的必然,由此發(fā)現可算出物塊的速度,根據質量和速度,然后可求動能,進而求出機械能的變化。公式(3)、(4)是平拋運動的基本公式,為什么用平拋的公式,是因為它的受力和初態(tài)與平拋相同,而不是分析它的軌跡。寫出公式再找可求出哪些量,邊解邊找,層層遞進,最后求出題目要求的。
4、(05高考)如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物塊A、B,它們的質量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數為k,C為一固定擋板。系統(tǒng)處一靜止狀態(tài),現開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動,求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d,重力加速度為g。
公式(1)是牛頓定律對多個物體的應用,列出此方程后看出可求出A的加速度,公式(2)、(3)包含了彈力的定義以及彈簧被壓縮和伸長時力的關系,由此公式可看出位移自然地包含于公式之中了,不必刻意地思考如何求解,而是一種自然的演算。
綜上可見,通過符號系統(tǒng)的演繹才能使問題得到準確的解決,任何先入為主的猜想,只能使問題更加復雜,難以捉摸,因此必須以符號為基礎培養(yǎng)學生這方面的能力,不能因為難而放棄,只有訓練到了一定程度學生就會自然而然地采用這樣一套系統(tǒng)和方法來解決問題,在近代物理中,不乏這樣的例子:先推導出一些符號,再尋求相應的物理解釋,如正電子,波函數,真空等。
從題目來看,所問結果題目設計者必將其包含在公式演化之結果中,所以作題時,先用符號寫出方程,直接去演算,在演算過程中會漸漸地發(fā)現與題目問題的聯(lián)系,這才是學生的思路,我們一些老師講先讀問題,再分析先求什么,后求什么,最后得出所給問題的結果。試想絕大多數學生能做到胸有成竹嗎,所以應該在推導過程中去發(fā)現其關聯(lián),才是學生的實際水平。
以上是本人在教學實踐中的探索,通過教學實踐取得了一定的效果,但每一個地方的學生又各有自身的特點,只有因地制宜,因材施教,才能使物理教學活動豐富而多彩,簡潔而高效。