讓抽象的物理鮮活起來

王扣俠

【摘 要】很多物理概念、規(guī)律抽象難懂,教師教學(xué)中若能適時(shí)運(yùn)用類比、擬人、假設(shè)等方法必能使抽象的概念、規(guī)律具體化、直觀化。

【關(guān)鍵詞】物理 類比 擬人 假設(shè)

中學(xué)物理中,很多抽象的概念和規(guī)律,由于缺乏直觀性,在實(shí)際教學(xué)中,常常出現(xiàn)講臺(tái)上教師汗流浹背,唯恐講不透,下面學(xué)生聽得迷迷糊糊,似懂非懂,直接挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教學(xué)效果也明顯不佳。但若能適時(shí)采用類比、擬人、假設(shè)等方法,必能使教學(xué)過程豁然開朗,課堂氛圍為之全新,讓抽象的物理頓時(shí)具體化、直觀化。

一、類比

學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理《機(jī)械振動(dòng)》和《機(jī)械波》兩章時(shí),對(duì)振動(dòng)圖象和波形圖常?；煸谝黄?區(qū)分不開。此時(shí),教師可采用類比的方法,比如將振動(dòng)圖象類比成現(xiàn)實(shí)生活中“錄像”的過程,它記錄了一個(gè)物體(振動(dòng)質(zhì)點(diǎn))不同時(shí)刻的位置情況;而將波形圖類比成“照相”的過程,它記錄了同一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)的位置情況。這樣借助生活中學(xué)生熟悉的例子,一下子使抽象的講解具體化、形象化。

高中物理中,學(xué)生在學(xué)習(xí)“氣體壓強(qiáng)”時(shí),對(duì)這一概念不易理解。教學(xué)時(shí)可將它類比成雨點(diǎn)打在傘上,產(chǎn)生持續(xù)力,使微觀的氣體壓強(qiáng)頓時(shí)形象化、具體化。學(xué)生從分析雨滴的作用力中,很快理解了氣體壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)。

再如:學(xué)生在學(xué)習(xí)原子模型時(shí),湯姆生的棗糕式原子模型形象的類比如同將一個(gè)夸張了的原子置于學(xué)生眼前,讓學(xué)生親眼洞察其結(jié)構(gòu)。

從以上這幾個(gè)典型的類比法例子中,我們不難有所啟示:多用類比,可以化繁為簡,化抽象為具體?？v觀物理教材,還有以下概念和規(guī)律可借用類比法教學(xué)。

原子的核式結(jié)構(gòu)——籃球中有一個(gè)小塵埃。

電流(電荷的定向移動(dòng))——水流、人流(水和人的定向移動(dòng))。

晶體的空間點(diǎn)陣——學(xué)生做操時(shí)整齊的方陣。

運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性——物體高低、大小的相對(duì)性。

電場中的等勢線——地理中的“等高線”。

電荷間的相互作用——同性相斥,異性相吸。

二、擬人

物理中的現(xiàn)象和一些概念,也可將它們擬人化,賦予它們?nèi)说膭?dòng)作、情感,從而將單調(diào)抽象的物理變得趣味橫生。例如線圈的自感現(xiàn)象,可以說成線圈具有保守性、頑皮性、安于現(xiàn)狀,阻礙變革,這樣使學(xué)生從另外一個(gè)角度很快接受線圈的自感特性:即“增反減同”。還有以下幾個(gè)例子可以擬人化。

單擺的固有周期——單調(diào)不受外界影響,誘惑而變節(jié)。

分子間的作用力——分子間的情感:即相距較遠(yuǎn)時(shí)思念,表現(xiàn)為引力;相距較近時(shí)又有隔閡,又表現(xiàn)為斥力。

熱傳遞(熱能由高溫傳到低溫)——熱能“劫富濟(jì)貧”。

受迫振動(dòng)——振動(dòng)物體失卻人身自由,無可奈何的被迫振動(dòng)。

串聯(lián)電路——電阻手拉手。

楞次定律——磁場保守性、頑固性。

橫波中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)——質(zhì)點(diǎn)上下跳躍。

縱波中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)——質(zhì)點(diǎn)左右搖擺。

電子躍遷——電子“搶道”。

擬人方法若能靈活運(yùn)用于教學(xué)中,不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的情意,更能充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性,從而大幅度提高課堂教學(xué)的效果。

三、假設(shè)

物理的概念、定律、其科學(xué)性、邏輯性極強(qiáng),容不得半點(diǎn)馬虎與推測。但這并非要求物理教學(xué)必須囿于這些限制,不能越“雷池”半步。其實(shí)教學(xué)作為一種藝術(shù),在必要的時(shí)候,引導(dǎo)學(xué)生大膽的設(shè)問、推測,往往能起到意想不到的效果,一方面能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維,另一方面能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的正面理解。

假設(shè)分為肯定假設(shè)和否定假設(shè)。

假設(shè)太空有一個(gè)支點(diǎn),有一根足夠長的杠桿,阿基米德言稱他能撬起地球。自然這是不可能的。但這種大膽的假設(shè),卻很好的說明了杠桿的作用。

假設(shè)有一個(gè)無限長的光滑水平面,伽利略放出的小球?qū)⒂肋h(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)下去。這個(gè)假設(shè),促就了牛頓第一定律的得出。

假設(shè)速度足夠大,牛頓站在高山上扔出的物體將不會(huì)落回地面,而成為繞地球運(yùn)動(dòng)的一顆人造衛(wèi)星。初步提出了人造地球衛(wèi)星的理論基礎(chǔ)。

假設(shè)全世界的人不分男女,不吃不喝,每人一秒鐘數(shù)一個(gè)水分子,那數(shù)完1cm3(約含有3.3×1022個(gè))的水分子也大約需要17萬年左右。分子小不小,阿佛加德羅常數(shù)的大小,這個(gè)假設(shè)足以讓你體會(huì)的刻骨銘心。

這些都是肯定假設(shè),還可進(jìn)行更多的否定假設(shè)。

假設(shè)沒有了摩擦力——人走不動(dòng),拿不了東西,吃不成飯,棉線做不了衣服,汽車癱瘓……可見摩擦力的重要。

假設(shè)沒有重力——人會(huì)飛起來,東西在空中亂飄……總之, 世界會(huì)大亂。

假設(shè)沒有漫反射——樹下房間將永遠(yuǎn)黑暗,陰天便是黑夜,看不到物體……

假設(shè)無慣性——人踢不了球,自行車不要閘,但地球?qū)⑹莿儆谑?jí)的臺(tái)鳳……

假設(shè)無振動(dòng)——……

假設(shè)無衍射——……

假設(shè)無電阻——……

一個(gè)假設(shè)給了你太多的自由,海闊天空,隨你去想,但想來想去,最終還是回到我們的物理知識(shí)上來。

由此可見,物理并不難懂,并不抽象。造成學(xué)生難于理解,難于接受物理規(guī)律的,卻是因教學(xué)思想的陳舊,教學(xué)方法的拙劣引起的。因此,我們要在課堂教學(xué)中多想辦法,多運(yùn)用類比、擬人,假設(shè)等手法,讓我們的物理課生動(dòng)、鮮活起來。

參考文獻(xiàn):

[1]全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(物理)第二冊人民教育出版社。