試論高中物理學(xué)習(xí)法則教學(xué)探究

吳光雷

【摘要】只有通過實(shí)際、通過應(yīng)用才能把握對(duì)物理概念、規(guī)律是否真正理解，是否靈活應(yīng)用物理概念、規(guī)律。我們對(duì)學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)和認(rèn)知，才能獲得現(xiàn)象、特征的本質(zhì)屬性，把握規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系，通過教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】物理 法則 認(rèn)知 規(guī)律

在探究如何提高教學(xué)質(zhì)量途徑的當(dāng)下，教學(xué)改革潮流拍岸而起，在多年的體會(huì)中，我認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是目的之一。近幾年來我以終身教育思想理論為依據(jù)，在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)學(xué)生的學(xué)法指導(dǎo)進(jìn)行了嘗試。

一、學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)和認(rèn)知

物理學(xué)習(xí)的過程，是一種認(rèn)識(shí)過程，是學(xué)生在與物理環(huán)境相互作用中認(rèn)識(shí)物理世界，形成、發(fā)展和優(yōu)化自己物理認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的過程。因此，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，必須指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。因?yàn)橛绊懳锢韺W(xué)習(xí)的因素主要有：原有知識(shí)水平，在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是否有適當(dāng)?shù)钠鸸潭ㄗ饔玫母拍羁梢岳?；新的潛在有意義的學(xué)習(xí)任務(wù)與同化它的原有概念的可辨別程度都影響學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ壿嬐评砟芰Φ取?/p>

中學(xué)物理的教學(xué)過程是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以形成概念、掌握規(guī)律為中心的特點(diǎn)。所以，物理學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的主要來源，在教學(xué)實(shí)踐中要求學(xué)生盡可能地親自動(dòng)手操作，指導(dǎo)學(xué)生用比較法、放大法、等效法、再現(xiàn)法等手段。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的方案恰當(dāng)選取儀器；按照設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行安裝，聯(lián)結(jié)和調(diào)節(jié)儀器；指導(dǎo)學(xué)生正確地記錄數(shù)據(jù)，特別注意測(cè)量數(shù)據(jù)的估讀以及數(shù)據(jù)的處理中列表法、代數(shù)法、圖象法的分析運(yùn)用。如光的全反射實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)明確需觀察入射光、反射光和折射光，得出光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，隨入射角的增加，反射角和折射角均增大，折射角大于入射角等通過實(shí)驗(yàn)獲得的概念。

二、如何獲得現(xiàn)象、特征的本質(zhì)屬性

物理概念是物理現(xiàn)象的共同特征和本質(zhì)屬性在腦中概括和抽象的反映。學(xué)生形成物理概念一般要經(jīng)歷認(rèn)知定向、找出共同特征、本質(zhì)屬性、進(jìn)行抽象規(guī)定和深入理解概念這樣一個(gè)大致的過程。這一過程一般有兩種方式：一是歸類的方式，直接從事實(shí)中總結(jié)出來的概念，通常由歸類的方法得出其共同特征。如通過分析各種情況下接觸物體間的彈力，總結(jié)出共同特征是物體相互接觸而發(fā)生形變后有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，則這兩個(gè)接觸物體間產(chǎn)生彈力。

第二種是概括的方式，如在通電電流大小不變時(shí)，導(dǎo)線長(zhǎng)度增大幾倍，磁場(chǎng)力也增大幾倍；在導(dǎo)線長(zhǎng)度不變時(shí)，通電電流增大幾倍，磁場(chǎng)力也增大幾倍。于是可以找出共同特征，不論導(dǎo)線的長(zhǎng)度和通電電流強(qiáng)度如何，比值IL F 能反映出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。通過概括找出這個(gè)共同特征，為進(jìn)一步形成磁感強(qiáng)度的概念打下了必要的基礎(chǔ)。

只有抓住了物理現(xiàn)象或物理過程的共同特征所反映的本質(zhì)屬性，才能形成物理概念。例如讓學(xué)生明確為什么要引入這個(gè)概念，使學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)有一明確的指向。在認(rèn)識(shí)磁感強(qiáng)度時(shí)可用文字表述為：在磁場(chǎng)中垂直下磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫通電導(dǎo)線所在處的磁感強(qiáng)度；用數(shù)學(xué)式表達(dá)為B= IL F。

三、把握規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系

物理規(guī)律是自然界中物理客體屬性的內(nèi)在聯(lián)系，是事物發(fā)展和變化趨勢(shì)的反映。物理規(guī)律包括物理定律、定理、守則、原理、方程等。學(xué)生掌握物理規(guī)律是明確認(rèn)知定向，要讓學(xué)生明確物理規(guī)律建立的目的，從而使學(xué)生的思維加工活動(dòng)指向確定的方向。如學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)后，學(xué)生知道認(rèn)識(shí)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，必須清楚它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的快慢——加速度。因此我們很有必要來研究物體的加速度到底與哪些因素有關(guān)？是怎樣的關(guān)系？

弄清規(guī)律的建立過程有兩種形式：歸納法，如氣體狀態(tài)方程的建立，是在波意耳定律等三大實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納得到的。演繹法建立物理規(guī)律，如動(dòng)量定理的建立，要讓學(xué)生知道它是從牛頓第二定律推導(dǎo)出來的，力在時(shí)間上的累積與物體狀態(tài)量——?jiǎng)恿孔兓g的數(shù)量關(guān)系。把握物理規(guī)律的可以用“文字?jǐn)⑹觥?、“?shù)學(xué)表達(dá)式”、“函數(shù)圖像”表達(dá)，并能把它們?nèi)跒橐惑w。如玻意耳定律的文字?jǐn)⑹觯阂欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積的乘積為一個(gè)常量，數(shù)學(xué)表達(dá)式 為PV=C。

物理規(guī)律揭穿了客觀事物的實(shí)質(zhì)，是人類經(jīng)由長(zhǎng)期波折的歷史過程的結(jié)晶，存在深刻的、豐碩的意義，物理規(guī)律需要對(duì)概念、規(guī)律的提出、建破有一定的了解，對(duì)概念、規(guī)律內(nèi)容的各種表白形式有明白的認(rèn)識(shí)。物理規(guī)律建立了有關(guān)物理量間的聯(lián)系，它們之間是緊密聯(lián)系的。如果把它們隔離開來，脫離物理規(guī)律、死背概念定義或脫離概念、形式上對(duì)待規(guī)律內(nèi)容，是不可能很好理解和掌握物理概念、規(guī)律的。我們應(yīng)該重要通過規(guī)律來理解概念，通過概念來掌握規(guī)律。例如：功的概念除抓住功的定義式外，應(yīng)該側(cè)重從動(dòng)能定理、功能關(guān)系、熱力學(xué)第一定律、普遍的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律等角度來理解，即從能質(zhì)變化、轉(zhuǎn)化的角度來理解。在電學(xué)中、光學(xué)中，我們?cè)絹碓街貜哪芰哭D(zhuǎn)化來理解功，如光電效應(yīng)中電子脫離金屬的逸出功是從能量轉(zhuǎn)化來理解的；動(dòng)量概念應(yīng)聯(lián)系動(dòng)量定理、特別是動(dòng)量守恒定律來理解；電阻概念應(yīng)聯(lián)系歐姆定律、焦耳定律等來理解。電阻的定義是：R=U/I，按歐姆定律，我們來體會(huì)電阻的妨礙作用。串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻的等效電阻也由U與I的比來理解。從焦耳定律來體會(huì)電阻是耗費(fèi)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的元件；法拉第電磁感應(yīng)定律的掌握不能分開磁通量概念和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)概念等等。

我還強(qiáng)調(diào)學(xué)生，在規(guī)律中挖掘交點(diǎn)的潛在含意。一般物理圖像的交點(diǎn)都有潛在的物理含意，解題中往往又是一個(gè)重要的條件，需要我們多加關(guān)注.。

依據(jù)物理規(guī)律的內(nèi)容、特點(diǎn)，我們得出應(yīng)用規(guī)律的一些基本步驟，例如：牛頓定律是對(duì)質(zhì)點(diǎn)的某一時(shí)刻說的，根據(jù)定律和有關(guān)力、質(zhì)量、加速度的概念應(yīng)該理解，應(yīng)用牛頓定律首先要明確研究對(duì)象是哪一物體或一組物體，它們要能看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。研究的質(zhì)點(diǎn)明白了，質(zhì)量m才能定下來，加速度a和受力才可以分析明確。質(zhì)點(diǎn)的受力分析和加速度分析除了根據(jù)力是物體間彼此作用、重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、安培力、洛侖茲力公式和加速度定義、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式外，在許多問題中還需要把力和加速度結(jié)合起來分析，應(yīng)靈活運(yùn)用；動(dòng)力學(xué)有5個(gè)重要規(guī)律：牛頓定律；動(dòng)量定理；動(dòng)能定理；動(dòng)量守恒定律；機(jī)械能守恒定律。這些規(guī)律在研究對(duì)象、內(nèi)容、適用條件、受力分析等方面各有特點(diǎn)。對(duì)一個(gè)具體的力學(xué)問題研究應(yīng)該選用哪個(gè)或哪幾個(gè)規(guī)律求解要根據(jù)規(guī)律特點(diǎn)和題意的詳細(xì)分析確定。大抵說來，如求某一時(shí)刻（位置）物體受力或加速度可考慮用牛頓定律，如果問題只涉及力、時(shí)間而與位移無顯著關(guān)系可考慮用動(dòng)量定理，如果問題只波及力、位移而與時(shí)間無顯明關(guān)系可考慮用動(dòng)能定理，如果能判斷系統(tǒng)合乎動(dòng)量守恒或機(jī)械能守恒條件可斟酌用守恒定律。在理解概念、規(guī)律的基礎(chǔ)上，只有不斷通過解題實(shí)踐提高分析解決問題的能力，不斷總結(jié)解題經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，才能靈活應(yīng)用規(guī)律解決問題。