學(xué)生常說“物理難學(xué)”,從教后,筆者也時(shí)常反思“為什么學(xué)生感覺物理難學(xué)?”“如何讓學(xué)生輕松地學(xué)會(huì)物理概念和物理方法?”筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn):認(rèn)為“物理難學(xué)”的那部分學(xué)生大多未能明確和掌握物理學(xué)的語言,進(jìn)而影響了學(xué)生對解決物理問題的方法和能力的掌握與提高。要切實(shí)解決這個(gè)問題,應(yīng)該多從物理學(xué)科語言出發(fā)實(shí)施物理教學(xué),保證物理的“原汁原味”,讓學(xué)生在物理概念和物理方法中沉浸并樹立信心、提高能力。
一、運(yùn)用物理語言教學(xué)的重要性
大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)中有這樣的錯(cuò)誤想法:認(rèn)為物理學(xué)習(xí)最重要的是學(xué)會(huì)解物理習(xí)題,至于物理概念、規(guī)律理解到什么程度不重要,這樣的想法好像是抓住了物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,其實(shí)是學(xué)好物理最大的障礙,不深刻地理解物理語言就學(xué)不好物理。
物理語言能反映物理知識的全貌,包括物理概念、公式、定律、定理、物理方法和物理思想等等,一般表現(xiàn)為文字、符號、圖像和模型幾種形式,具有簡潔性、科學(xué)性、抽象性等鮮明的學(xué)科個(gè)性。物理語言和物理思維關(guān)系密切,負(fù)責(zé)的物理規(guī)律和抽象的物理思維都最終用簡單的公式或圖像來表現(xiàn)出來,學(xué)生對物理語言的認(rèn)知水平直接影響著他的物理方法、思維的形成,并最終影響著他建立整個(gè)物理知識框架的完整度和后續(xù)學(xué)習(xí)能力。
蘇霍姆林斯基說過:“如果你不想使知識變成僵化的、靜止的學(xué)問,就要把語言變成一個(gè)最重要的創(chuàng)造工具。”因此,物理教學(xué)實(shí)施過程中,教師要加強(qiáng)對物理語言的運(yùn)用。
二、用原有概念驅(qū)動(dòng)新概念形成
中學(xué)的物理知識在教材的安排上遵循循序構(gòu)建的教育規(guī)律,教學(xué)中要注意前后知識的連貫性,應(yīng)堅(jiān)持引導(dǎo)學(xué)生用所掌握的物理語言(原有概念、規(guī)律、公式)來分析新的物理知識,完成新舊物理語言間的相互轉(zhuǎn)化。
例如,筆者在《速度變化快慢的描述——加速度》一節(jié)的教學(xué)中,加速度這個(gè)概念是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中遇到的新的概念,如果直接切入則比較抽象,教學(xué)中可從學(xué)生原有的認(rèn)知水平出發(fā),運(yùn)用物理語言完成知識的遷移:
(1)從位置的變化Δx出發(fā),幫助學(xué)生理解速度的變化Δv,并理解其矢量性;
(2)從表示位置的變化率ΔxΔt引入速度概念出發(fā),幫助學(xué)生理解為表示速度的變化率Δvvt,從而引入加速度的概念。
幫助學(xué)生通過知識的遷移建立新的物理概念,這不僅是新的物理概念的教授,更是一種物理思想的傳遞,一種物理思維的內(nèi)化,是整個(gè)物理知識框架得以建立的前提。
三、運(yùn)用圖像語言認(rèn)識動(dòng)態(tài)過程
圖像是重要的物理語言,具有直觀、形象的鮮明特點(diǎn),如果一個(gè)特定的物理問題可以被轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖形,那么思想就整體地把握住了問題,并且能創(chuàng)造性地思索問題的解法。用物理圖像來反映或表達(dá)物理規(guī)律或過程時(shí),更容易被學(xué)生所接受,有助于學(xué)生對物理概念和物理規(guī)律的理解;應(yīng)用物理圖像分析和研究復(fù)雜的物理過程,可降低解題的難度,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生能力的有效途徑,物理教學(xué)中應(yīng)引起高度重視。
例如,分析復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)問題,引導(dǎo)學(xué)生畫出行程示意圖,在圖中標(biāo)清楚過程中所涉及的物理量,確定已知量和待求量,在對過程理解后繼續(xù)進(jìn)行“位移—時(shí)間”圖像或“速度—時(shí)間”圖像進(jìn)行分析,利用圖像中的截距、切線斜率、拐點(diǎn)、面積等重要參數(shù)的理解認(rèn)識整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。
學(xué)生在解決具體的物理問題時(shí),直接去分析物理情境很可能一時(shí)難以建立起清晰的物理圖景,而找不出解題的思路,如果善于利用物理圖像或用作圖的方法描繪出這一復(fù)雜的過程,將復(fù)雜的過程簡化,物理過程變得簡單、明了,縮短了問題解決的時(shí)間和正確率,達(dá)到事半功倍的效果。
四、歸納模型思想提升思維能力
建立理想化物理模型是重要的物理學(xué)語言,建模的過程是引導(dǎo)學(xué)生將具體的“原始問題”抽象為自己所熟悉的典型的物理問題來完成解題的過程,所謂“原始問題”是現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)且客觀存在的物理問題,這類問題往往以生動(dòng)、開放的生活情境為背景,除了具有客觀性、真實(shí)性以外,還具有已知條件的隱蔽性和問題答案的合理性。
歸納模型可以是將物理對象模型化,包括實(shí)際物體本身的理想化,如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想電表、理想氣體、理想變壓器、理想二極管等等,也有人為構(gòu)建的理想化圖形來模擬的物理概念,如光線、電場線、磁感線等。抓住這些對象的模型所涉及的物理規(guī)律,提取“原始問題”中的對象與之相對應(yīng),便可找出問題的解決辦法。
歸納模型也可以是物理狀態(tài)或物理過程的抽象概括,如力學(xué)中的典型運(yùn)動(dòng)模型:勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加(減)速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體、簡諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞;如電學(xué)中的穩(wěn)恒電流;如熱學(xué)中的等溫、等壓和等容變化,絕熱變化等等。理清“原始問題”中的物理情境,將物理過程和狀態(tài)模型化,完成物理過程的簡化,實(shí)現(xiàn)從“物理情境”到“物理圖景”的轉(zhuǎn)化。
總之,教學(xué)中要有意識地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理語言的能力,精心設(shè)計(jì)物理語言的階梯,在教學(xué)實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)、探索、總結(jié),不斷提高學(xué)生的物理語言表述運(yùn)用能力,讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)保持“原汁原味”,循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的物理思維能力。
(責(zé)任編輯 黃春香)