【摘 要】高中物理概念龐雜,規律繁多,學好物理的基礎是落實概念,弄清規律,把相似、相近而又容易混淆的概念、規律區分開來。因此,在教學過程中要加強物理比較思維能力的培養和訓練。
【關鍵詞】概念 規律 物理比較思維
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)04-0146-02
物理是系統性很強的學科,高中物理概念和規律很多,要求學生具備一定觀察、實驗、建模和分析等綜合能力,學習難度高。筆者根據多年教學經驗,認為學好物理的根本要落實基礎,扎實概念和規律,弄清容易混淆的疑難點。教師應側重培養學生的比較思維,讓學生學會尋找基礎知識點間的共同與不同點,區分易混淆規律間的本質區別,在比較中深化對概念和規律的理解,有效提升物理教學效率。
一 物理比較思維的概念
物理比較思維是指確定物理對象之間差異點和共同點的一種邏輯思維。一個人在物理世界中,對任何客體、現象、過程、概念、公式、規律要能區分出“同中之異”和“異中之同”,需要較高的物理比較思維。
二 物理比較思維的作用
第一,運用物理比較思維,可以啟發學生思考問題,探究因果關系,總結得出規律結論。如伽利略對自由落體運動運動的研究,他用亞里士多德“重的物體總是比輕的物體下落的快”的理論,比較一塊大石頭和一塊小石頭單獨下落的速度和捆在一起的速度,對亞里士多德的理論提出了有力的質疑。最終通過理想實驗得出正確結論,打開了近代科學的大門。
第二,運用物理比較思維,可以使學生對物理問題進行定性的鑒別和定量的分析。如對判斷牛頓第一定律是否屬于牛頓第二定律在F=0時的特例,慣性與牛頓第一定律的區別等問題,通過對比,明確概念規律,明辨是非。
第三,運用物理比較思維,可以使學生明確理論研究的結果與觀察實驗事實之間是否一致,并從中發現問題,找到突破口,做出正確的判斷。例如通過對比平拋運動和自由落體運動,得出平拋運動在豎直方向的分運動即為自由落體運動。通過實驗對比,明確了平拋運動的特點,同時加深了對運動分解的理解。
三 物理比較思維的培養
1.用現有概念比較前概念,加強理解和掌握
物理教學之前學生就已經有了一定的物理經驗即為前物理概念。正確概念和規律的形成往往要借助這些前概念。如力學中力的概念是在推、拉、提、壓等觀念基礎上形成的;速度的概念是在快、慢觀念基礎上形成的。教師要充分運用學生的前概念,通過分析比較、歸納概括抽象出物理概念。如果學生的前概念是建立在粗略觀察和對局部事實概括的基礎上,往往會形成淺顯的前概念,不利于正確概念的建立。如學生的前物理觀念中往往對力有這樣的錯誤認識:“力是使物體運動的原因”、“物體受力越大,速度越大”等,這使學生在學習中常常感覺“似是而非”,難以把握。在教學中,通過對斜面上到水平面上幾種不同摩擦阻力影響下的小車運動快慢的比較,最后過渡到理想的光滑情況進行推理,得出力與運動的正確關系,并再次與學生的錯誤觀念比較,建立牢固的正確概念。
2.用熟知的現象比較抽象的物理概念或規律,促進接受和理解
學生對靜電學一塊內容往往“望而生畏”、“霧里看花”。例如對電場強度的定義的學習,不妨引導學生對比用溫度計測體溫或刻度尺測河水的深度,測量儀本身不會引起原有體溫或水位的變化,使學生體會試探電荷相當于溫度計或刻度尺,既不會因為它的放入而影響原有電場強度的變化,也不會因為它的離去而使原有電場消失。
又如對等勢面的研究,可以比較地理中學過的等高線的含義和作用,對電容器的電容的學習,可以比容直筒容器儲水等等。教師從學生的角度出發,不斷挖掘和利用現有教學資源,鋪設臺階,化抽象為形象,化難為易,使學生逐步登上知識的高峰。
3.用新學概念比較已學概念,構建完整的知識體系
“溫故而知新”,教學是個連續的過程,新的概念規律的學習必須以已學知識為基礎,明確前后知識的聯系,不斷完善知識體系,才能學以致用。教學中筆者發現,較多的學生在學完“加速度”概念后常常與“速度”混淆,認為速度大加速度自然大,加速度大速度也大,分不清兩者的區別。所以,在教學過程中,很有必要讓學生比較這兩個概念,明確速度是位移對時間的變化率,加速度是速度對時間的變化率,加速度與速度無直接關系,它是由本身的質量和合外力決定的。
又如閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律的對比,波動和振動的對比等等,在教學中,不斷地進行前后知識的對比,有助于加深對新概念規律的理解,同時也是對已學知識的補充和鞏固,可謂一舉兩得。
4.用表達形式相近的公式比較,便于記憶和熟練掌握
高中物理有很多公式,在學習過程中,要引導學生對表達形式相近的公式進行比較,以加深記憶和熟練掌握。如庫侖定律表達式和萬有引力表達式,單擺的周期公式和彈簧振子的周期公式等。
四 物理比較思維的注意點
不過在教學過程中,各種物理思維能力的培養不是單獨開展的,在培養比較思維能力的同時,亦有對觀察思維能力、實驗思維能力、模型思維能力等等的培養和訓練,但各種思維有其自身的特點。教師在培養物理比較思維能力過程中,因引導學生注意比較的對象應在同一關系、同一標準下進行,并在比較中明確是“同中求異”,還是“異種求同”,或是“異同綜合”。
參考文獻
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