質(zhì)點(diǎn)概念有效教學(xué)中應(yīng)講清的幾個(gè)問題

馬新安

摘 要：本文首先闡述要重視高中物理概念教學(xué)的有效性，然后對一道命制錯(cuò)誤的關(guān)于質(zhì)點(diǎn)概念的高考物理試題進(jìn)行深入思考與剖析，進(jìn)而介紹了質(zhì)點(diǎn)概念有效教學(xué)中應(yīng)講清的幾個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：質(zhì)點(diǎn)概念;有效教學(xué);理想模型

眾所周知：要學(xué)好物理，必須善于觀察，勤于思考，勇于探究。物理概念可謂物理學(xué)大廈的基石，學(xué)生能否形成清晰而準(zhǔn)確的物理概念，能否真正理解概念，直接影響其對物理的興趣和信心。有時(shí)，在物理概念教學(xué)過程中，我們往往不重視對一些所謂的簡單的基本概念進(jìn)行深入思考與分析，甚至對有些概念的認(rèn)識存在偏差。越是基本的物理概念卻越容易為我們教師所忽視，尤其在高一物理起始階段的概念教學(xué)中，有些基本概念，在教學(xué)后，學(xué)生對其的認(rèn)識和理解是混沌的、模糊不清的。因而，我們要十分重視高中物理基本概念教學(xué)的有效性。

對物理概念的認(rèn)識和理解存在偏差不僅常見于學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念以及應(yīng)用物理概念解決問題的過程，而且在許多教輔資料中也時(shí)有出現(xiàn)，甚至偶爾也會(huì)出現(xiàn)在一些重大的選拔性考試。例：

（2009·廣東卷）做下列運(yùn)動(dòng)的物體，能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理的是：（D）

A.自轉(zhuǎn)中的地球

B.旋轉(zhuǎn)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

C.在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員

D.勻速直線運(yùn)動(dòng)的火車

不做深入分析，對命題者給出的參考答案似乎毋庸置疑。實(shí)際上這是一道缺乏科學(xué)性的錯(cuò)誤試題，沒有準(zhǔn)確把握質(zhì)點(diǎn)概念的內(nèi)涵和外延。本題實(shí)際上考查學(xué)生對質(zhì)點(diǎn)概念外延即把一個(gè)物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件的理解。我們知道，一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)取決于所要研究的問題，或者取決于物體的大小和形狀對所研究問題的影響程度：若無影響或影響很小，則在特定的問題中可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)，反之，若影響較大，則不能。也就是說，不指明所研究的問題，孤立地談一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是毫無意義的。

就本題而言，題干以及選項(xiàng)并未說明所要研究的問題，就認(rèn)為做勻速直線運(yùn)動(dòng)的火車能看成質(zhì)點(diǎn)，顯然是錯(cuò)誤的。這里所犯的一個(gè)錯(cuò)誤實(shí)質(zhì)是不指明研究的問題就誤認(rèn)為平動(dòng)的物體能看成質(zhì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)，這顯然是荒謬的。同一個(gè)物體在不同研究問題中能否看成質(zhì)點(diǎn)結(jié)論往往不同。換言之，同一物體有時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)則不可以。對上題中D選項(xiàng)——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的火車而言，如果我們研究的問題是：考察做勻速直線運(yùn)動(dòng)的火車過隧道（隧道長度可以和火車長度相比擬）的時(shí)間，是不可以看成質(zhì)點(diǎn)的;而在研究它從南京開到北京時(shí)的平均速度時(shí)則是可以看成質(zhì)點(diǎn)的。

基于此，筆者想到，要做到概念教學(xué)的有效或者高效，并不是一件容易的事。筆者針對高一學(xué)生剛剛學(xué)過的幾個(gè)重要的基本概念做了一個(gè)簡單的問卷調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對質(zhì)點(diǎn)、位移、矢量、速度，平均速度以及加速度等的認(rèn)識和理解均存在較大的問題。比如，對質(zhì)點(diǎn)概念，學(xué)生往往有以下錯(cuò)誤認(rèn)識：物體體積小就可以看成質(zhì)點(diǎn)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體都可以看成質(zhì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的物體一定不可以看成質(zhì)點(diǎn)等等。下面筆者簡要介紹在進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)概念教學(xué)時(shí)應(yīng)該講清的幾個(gè)問題，以期我們教者能更好地幫助學(xué)生正確理解質(zhì)點(diǎn)概念并熟練解決相關(guān)問題，不當(dāng)之處，敬請斧正。

一、應(yīng)講清什么是質(zhì)點(diǎn)及質(zhì)點(diǎn)概念的建立體現(xiàn)的思想方法

首先，要講清質(zhì)點(diǎn)的概念：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。要幫助學(xué)生認(rèn)識到

質(zhì)點(diǎn)只占有位置而不占有空間，具有被代替物體的全部質(zhì)量。

其次，要讓學(xué)生認(rèn)識到質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”。它是對實(shí)際物體的一種科學(xué)抽象。建立物理模型是物理學(xué)中一種十分重要的方法，它是一種高度抽象的理想客體和形態(tài)，它最明顯的特點(diǎn)是對原型做了極度的簡化和純化的處理，突出了決定事物狀態(tài)、影響事物發(fā)展變化的基本聯(lián)系，從而使我們借助模型順利地研究問題。質(zhì)點(diǎn)就是運(yùn)用了理想化的方法，突出物體的主要因素，而忽略物體的次要因素，是一種理想模型。理想模型法是高中物理學(xué)習(xí)中的重要思想方法之一，讓學(xué)生深刻理解模型的重要意義和作用是十分必要的。

二、應(yīng)講清為什么要引入質(zhì)點(diǎn)概念

興趣是最好的老師。如果我們在教學(xué)過程中能講清楚所學(xué)知識的重要意義，無疑會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，端正其學(xué)習(xí)態(tài)度，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

質(zhì)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的描述這一章內(nèi)容的重要概念，為什么要引入質(zhì)點(diǎn)概念呢？運(yùn)動(dòng)的描述中很關(guān)鍵的是位置的確定及位置變化的描述。而位置的確定的重要手段是建立坐標(biāo)系。在坐標(biāo)系中，往往用坐標(biāo)來描述物體位置。而坐標(biāo)往往表示坐標(biāo)系中的一點(diǎn)，這就必然帶來一個(gè)問題：物體有大小和形狀，它應(yīng)占據(jù)一定空間，而

不僅僅占據(jù)一點(diǎn)。如果我們能把物體看成有質(zhì)量的點(diǎn)，忽略其大小和形狀，則問題迎刃而解。所以，把物體看成質(zhì)點(diǎn)的重要意義在于便于我們確定物體位置以及研究物體位置變化及運(yùn)動(dòng)情況。搞清這點(diǎn)，學(xué)生對質(zhì)點(diǎn)概念建立的必要性就會(huì)有更加深刻的認(rèn)識了。

三、應(yīng)講清把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件

把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？如前所述，應(yīng)講清物體能不能看成質(zhì)點(diǎn)，首先要搞清楚研究的問題。筆者在教學(xué)時(shí)列舉了地球、乒乓球、子彈、活塞，并讓學(xué)生討論在什么情況下（即在什么研究問題中）可以看成質(zhì)點(diǎn)，什么情況下不能看成質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際課堂教學(xué)中，學(xué)生舉出了許多有說服力的實(shí)例，如研究地球繞太陽運(yùn)行時(shí)間時(shí)，可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)，研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)不能把地球看成質(zhì)點(diǎn);研究活塞在汽缸中的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)可以把其看成質(zhì)點(diǎn)，而研究氣缸內(nèi)氣體對活塞的作用力時(shí)不能把其看作質(zhì)點(diǎn)等。進(jìn)而追問學(xué)生：是不是大物體不能看質(zhì)點(diǎn)而小物體能看成質(zhì)點(diǎn)？是不是平動(dòng)的物體（物體中各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同）可以看成質(zhì)點(diǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)？這樣讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟了把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響很小，從而較好體現(xiàn)了對質(zhì)點(diǎn)概念教學(xué)的有效性，實(shí)際反饋訓(xùn)練效果非常好。

參考文獻(xiàn)

[1]黃秀蘭.物理概念的特點(diǎn)和本質(zhì)[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1993（01）：16-20.

[2]呂華榮.“質(zhì)點(diǎn)”概念教學(xué)中的過程設(shè)計(jì)[J].物理教學(xué)，2016，38（11）：49-52.