淺談物理思想和物理方法在教學(xué)中的滲透

摘 要：物理課程改革重視物理思想和研究方法的教學(xué)，但在實(shí)際教學(xué)中很多教師仍然只重視基礎(chǔ)知識(shí)傳授，而忽視了物理思想和研究方法。以對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究為例，論述物理思想的和研究方法滲透問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；思想；方法

“改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向……使獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的過(guò)程同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程。”這是《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》提出的要求，同時(shí)也對(duì)高中物理新課程教學(xué)賦予了更多的教育意義。但在實(shí)際的教學(xué)中，很多教師仍然只重視基礎(chǔ)知識(shí)傳授與基本技能的訓(xùn)練，而忽略了物理思想和方法的滲透。

例如，研究“勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系”時(shí)，教材提供了一份真實(shí)的測(cè)量記錄，教師應(yīng)該認(rèn)真組織、引導(dǎo)學(xué)生討論“怎樣根據(jù)測(cè)量記錄中的數(shù)據(jù)求出該物體運(yùn)動(dòng)的位移”，同時(shí)強(qiáng)調(diào)是“估算”，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，充分表達(dá)自己的想法。通過(guò)討論，便會(huì)發(fā)現(xiàn)，顯然不能用任一時(shí)刻的速度v乘以整個(gè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t去計(jì)算位移，因?yàn)檫@將導(dǎo)致巨大的誤差。但是，測(cè)量數(shù)據(jù)中繪制了6個(gè)時(shí)刻的速度，其中相鄰時(shí)刻的時(shí)間間隔Δt只有0.1 s。如果用每段Δt內(nèi)的任一時(shí)刻的速度乘以Δt，然后再相加起來(lái)，所得的位移與真實(shí)位移的誤差就會(huì)減小。這是因?yàn)棣內(nèi)任一時(shí)刻的速度與Δt內(nèi)各時(shí)刻速度的差別，總是比整個(gè)時(shí)間t內(nèi)任一時(shí)刻的速度與Δt內(nèi)各時(shí)刻速度的差別要小。在此基礎(chǔ)上，從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像出發(fā)，采用了先微分：將運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為很多很多的小段，設(shè)某一時(shí)刻的速度為v，則每一小段的位移Δx=vΔt；再求和：所有小段位移之和就是整個(gè)過(guò)程中的總位移。用v-t圖象表示出來(lái)就是圖線與橫軸圍成的“面積”，從而得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式。這樣處理既滲透了微積分的思想，也為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

要提高解決問(wèn)題的能力，需要形成科學(xué)的思路和掌握基本的方法。科學(xué)思路和基本方法的掌握是不可能通過(guò)灌輸達(dá)成的，需要經(jīng)常、實(shí)時(shí)的滲透。其實(shí)，“把一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)處理”在運(yùn)動(dòng)學(xué)中已有應(yīng)用：瞬時(shí)速度的定義和用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)變速運(yùn)動(dòng)紙帶的瞬時(shí)速度。“一個(gè)變化過(guò)程在極短的時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的”，這是一種科學(xué)的思路和方法：在力學(xué)中，一段變力做功在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做恒力做功來(lái)處理；在電磁學(xué)中，一個(gè)變化的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）在極短的時(shí)間內(nèi)可以當(dāng)做恒定的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）來(lái)處理等，都體現(xiàn)了這種思想方法。如果在這里把勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式以簡(jiǎn)約化的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，那么教學(xué)過(guò)程就變成了知識(shí)的“吞咽”和“套用”，就把一個(gè)在物理學(xué)發(fā)展中極為深刻而有效的思維方法忽視了。

再如，“勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間關(guān)系”在新教材中，不求以“簡(jiǎn)明、輕快”的方法給出知識(shí)的結(jié)論，而是努力把得到知識(shí)的過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生：通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象；再通過(guò)對(duì)圖象的研究，發(fā)現(xiàn)其v-t圖象所描述的運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng)，得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義、速度和時(shí)間的關(guān)系。教學(xué)時(shí)應(yīng)該圍繞v-t圖象中直線斜率的物理意義進(jìn)行分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條斜率不變的直線，明確直線斜率反映加速度的大小，由此定義勻變速直線運(yùn)動(dòng)。教學(xué)中要注意邏輯推理的過(guò)程，教給學(xué)生利用圖象分析問(wèn)題的方法。這雖然與人類對(duì)此問(wèn)題的認(rèn)識(shí)過(guò)程不完全一致，但它強(qiáng)化了從實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律的一般性過(guò)程，是練習(xí)用圖象分析問(wèn)題的有效方法，邏輯線索清晰，它在價(jià)值觀及過(guò)程與方法上的教育價(jià)值較高。但是，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，不少教師受種種考評(píng)制度的影響，著眼于應(yīng)試教育，只強(qiáng)化知識(shí)的掌握：從加速度的定義出發(fā)，經(jīng)過(guò)代數(shù)式的變形，得到，于是就用來(lái)解題了，進(jìn)行大量的訓(xùn)練。這樣的做法就淡化或忽視了“過(guò)程與方法”的教學(xué)。

在講授物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生充分領(lǐng)悟物理思想和研究方法，使之成為溝通學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、掌握物理方法、熱愛(ài)物理科學(xué)的橋梁，讓學(xué)生得其精髓，有所借鑒，使之終身受益，這才是物理新課程改革的初衷所在。

（作者單位 江蘇省響水中學(xué)）

編輯 陳鮮艷