中學物理力學的教學法討論

摘 要：中學物理知識內容是物理學的初級層次。嚴格地講，它的科學性、系統性都受到了一定的限制。它只是闡述了物理學中最基本、最基礎的知識，并不是十分嚴謹的物理理論。其主要內容是經典物理學的基礎知識，而以力學、電學為重點。本文就力學部分的教學法談點看法。

關鍵詞：中學物理，物理學，物理教學，力學，教材

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）20-180-01

一、從全局觀點分析力學部分教材

1、力學教材的基本知識結構

牛頓運動定律是經典力學的基礎，也是經典物理的基礎之一。動能定理和動量定理及其守恒定律為經典力學的棟梁。現行教材的體系是先講靜力學，后講運動學，最后講動力學。把牛頓三定律按三、一、二的順序安排，第三定律放在靜力學中講授。這種安排符合由易到難、循序漸進的原則。物體受力分析是力學中的關鍵，幾乎所有的力學問題都要涉及物體的受力分析，所以靜力學教學是最重要的基礎。

2、物理思維方式

在教材分析中掌握物理思維結構，就是要掌握怎樣運用思維的基本形式（概念、推理、論證等）和思維的基本方法（比較、分類、鑒別、分析、綜合、歸納、證明、反駁等）以便能更好地、有目的地培養學生的思維能力。

第一章“力”要重點講清三種力產生的條件及力的大小和方向，為物體受力分析做好準備。力的三要素，在初中已經講過，對質點來說不會發生關于力的作用點的問題，而對剛體來說，力的作用效果除了跟力的大小和方向有關外，還跟力的作用點的位置有關。教材中雖然沒有明確提出剛體概念，但所說的物體都是指剛體。力的作用點可以沿力的作用線移到剛體內任一點而不改變力的作用效果。

第二章“物體的運動”用了理想模型（過程模型）的方法。高中教材以初中教材為基礎，先提出質點這個理想化模型，在研究物體在一直線上的運動以后，立即研究物體在一個平面內運動的有關概念、規律和描述方法。運動學是力學的重要組成部分，是學習其它各章的必備知識。對平面運動的速度的合成與分解運用了分析、綜合、等效的方法。

第三章“牛頓運動定律”用了經驗歸納方法論。雖然第一定律不能用實驗直接證明，但由第一定律推導出的一切結論都與實驗結果相符合，這就間接地證明了牛頓第一定律的正確性。當今的實驗已能近似地驗證這個定律，例如用氣墊導軌實驗，運動物體——滑塊在水平方向可以近似地認為不受力，因而它近似地做水平勻速直線運動。隨著科學技術的日益發展，牛頓第一定律有可能得到更加嚴密的證明。牛頓第二定律是通過實驗歸納得出的。在功和能，機械能守恒定律，動量、動量守恒這幾章中，主要是用了推理的方法。

3、數學是表達物理學規律最精確的語言

在教學過程中，只有將教材的教學方法、結構搞清楚，才能達到運用數學方法解決物理問題的目的。在“力”這一章中，重點解決什么是矢量和矢量的運算方法問題。對物理矢量必須透徹理解，掌握其數學運算法則——矢量的平行四邊形法則。引導學生對“代數和”與“矢量和”進行對比，體會矢量的質的差別，從而自覺地運用矢量運算法則。在“物體的運動”這一章中，先提出質點這個理想化模型，并研究質點動力學中的幾個基本概念、位移、速度、加速度等。從數學角度分析這些量之間的函數關系（包括文字敘述、數學公式、函數圖象等），再進行運動的合成與分解的矢量運算。

機械能和動量這兩章是在運動學和動力學的基礎上，討論力的空間和時間積累效應，從而引出功和能、沖量和動量等概念。功和能將矢量運算變成了代數運算。教材從力對物體做功引出動能和動量定理，研究了重力、彈力做功的特點，引出勢能的概念，得出在只有重力、彈力做功時，機械能守恒。最后，從一般的功能原理闡明功的本質是能量變化的量度作為本章的總結。能的轉換和守恒揭示了物理學各部分的內在聯系。對動量守恒定律的數學表達式沒有具體給出，目的是避免學生只是死記公式，注重培養學生學會運用物理規律對具體問題進行具體分析的能力。

二、物理教學即要發展學生的智力又要培養學生的能力

1、系統化結構化的教學

在中學物理教學中，貫穿力學的兩條主線——動能定理和動量定理、機械能轉換和守恒定律及動量守恒定律。這兩個定理、兩個定律來源于牛頓運動定律，與牛頓三定律一起構成質點動力學的基本規律，是力學部分的重點知識。

2、培養學生的獨立實驗能力和自學能力

物理實驗是將自然界中各種物理現象在一定條件下，按照一定的物理規律創造一定的條件使它重現。做物理實驗，必須滿足于一定的條件才能獲得預想的結果，如設計實驗步驟、選擇測量儀器、正確觀察現象、完整的讀取數據、嚴格的計算，是做好實驗不可缺少的過程。讓學生有目的的科學訓練，自覺地掌握科學實驗的規律，激發學生的學習積極性就能增強學生靈活運用物理知識解決實際問題的能力。

總之，以“學科體系的系統性”貫穿始終，使知識學習與智能訓練融合于一體，形成一個系統的完整框架。所以系統化、結構化的教學，使學生頭腦中形成力學體系的清晰圖象，有益于培養學生的探索精神，從被動的學習轉為主動的學習，才能用自己的智慧和力量去攻克學習難關，取得良好的學習效果。