高中物理的力學(xué)教學(xué)

胡琦

力學(xué)是中學(xué)物理學(xué)重要的組成部分，也是研究物理學(xué)及其他分支的起點(diǎn)與基石.它也是物理學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，是普通物理學(xué)的一個(gè)重要的組成部分.力學(xué)涉及到的內(nèi)容及思考方式也經(jīng)常適用于物理課程學(xué)習(xí)，力學(xué)學(xué)習(xí)的成果也會直接影響中學(xué)生對后續(xù)課程學(xué)習(xí)的效果以及心理狀態(tài).所以，對學(xué)生而言，力學(xué)的學(xué)習(xí)有著非常重要的作用.怎樣上好力學(xué)課，成為力學(xué)教師的一項(xiàng)重大課題.針對力學(xué)課程的特點(diǎn)及從教學(xué)的情況對提升力學(xué)教學(xué)效果說說幾點(diǎn)體會.

一、教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題

1.學(xué)生對物理概念的錯(cuò)誤認(rèn)知

出現(xiàn)以下幾種情況時(shí)，學(xué)生在概念的理解上會有困難：1.學(xué)生對與日常生活經(jīng)驗(yàn)相矛盾的知識，不容易信服，因此不能建立正確、穩(wěn)固的概念認(rèn)識.2.學(xué)生對看不見、摸不著的抽象物理概念的理解感到困難.3.當(dāng)物理概念跟數(shù)學(xué)知識相結(jié)合時(shí)，學(xué)生往往感到混淆、不會聯(lián)系，理解起來十分困難.4.對物理本質(zhì)沒能夠用數(shù)學(xué)表達(dá)式充分反映的概念、公式，很多學(xué)生往往不容易正確理解，容易形成一些錯(cuò)誤的概念.5.學(xué)生對某些相互間有聯(lián)系或相似的概念往往由于不了解它們的本質(zhì)從而混淆不清.6.學(xué)生容易忽略概念的矢量性及瞬時(shí)性.7.學(xué)生對本身具有矛盾的概念理解困難.

2.老師將物理理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的問題

隨著最近新課改的深入，很多物理老師開始深刻認(rèn)識到物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，教學(xué)過程中基本可以嚴(yán)格按照課程要求進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，甚至部分老師還可以進(jìn)行一些改進(jìn)型，這些措施極大的提高了學(xué)生對力學(xué)知識的掌握程度，能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及創(chuàng)新能力.但是，我國的中學(xué)物理力學(xué)教學(xué)目前的現(xiàn)狀整體上還存在不少問題，具體說來，存在以下幾點(diǎn).

（1）側(cè)重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象依然存在.有些教師因?yàn)楦鞣N原因，減少部分比較復(fù)雜的演示實(shí)驗(yàn)，甚至還有一些教師干脆不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只是直接告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果.長此以往，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)一直不能把握，不僅無法高效的進(jìn)行記憶，而且很快就會對學(xué)習(xí)失去興趣.

（2）探究型的實(shí)驗(yàn)變成了演示型的實(shí)驗(yàn).一些教師因?yàn)閾?dān)心組織麻煩，學(xué)生秩序混亂、或破壞儀器等，對于某些探究型的實(shí)驗(yàn)，往往單自將其變成演示型實(shí)驗(yàn)，不僅如此，某些需要分組進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也變成集體實(shí)驗(yàn).這直接導(dǎo)致學(xué)生沒有機(jī)會進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生動手能力變得極差.另外，學(xué)生也會因此產(chǎn)生不敢做實(shí)驗(yàn)，或者扎堆做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，極大的影響對學(xué)生探究能力的培養(yǎng).

二、解決教學(xué)中問題的途徑與方法

1.防止學(xué)生在物理概念上存在錯(cuò)誤的認(rèn)知

針對上述學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)中存在的一些問題，我認(rèn)為教師應(yīng)該從正確認(rèn)識、研究概念以及應(yīng)用概念這三個(gè)方面入手.

在認(rèn)識概念方面，需要找出構(gòu)成這些概念的各部分及它們的特征和關(guān)系，例如平拋運(yùn)動中水平方向的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，數(shù)學(xué)上就滿足關(guān)系式X=Vt，豎直方向上的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，它滿足關(guān)系式h=12gt2，這里兩個(gè)方向的時(shí)間具有等時(shí)性;其次研究物理概念中所涉及的數(shù)學(xué)關(guān)系以及因果關(guān)系，例如牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=ma，不能理解為質(zhì)量和力的大小成正比、與加速度成反比，或者力一定和質(zhì)量成正比、與加速度成反比，因?yàn)榱κ俏矬w的加速度產(chǎn)生的原因，質(zhì)量是物體本身的一個(gè)屬性，所以只能說，在力的作用下，物體質(zhì)量不變時(shí)，力與加速度成正比;力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比.注意概念的性質(zhì)、單位等.例如重力加速度的單位是m/s2，且重力加速度的大小只和物體所處的維度和高度有關(guān)系，與物體的質(zhì)量、溫度、速度、體積、狀態(tài)等沒有關(guān)系;研究概念的下位概念，例如學(xué)習(xí)完了力的圖示，

可以試著畫重力的示意圖，摩擦力的示意圖，彈力的示意圖.

概念的應(yīng)用既包括實(shí)際的生活用處，也包括試題中的考察.學(xué)習(xí)這些概念，是為了運(yùn)用概念進(jìn)行思維，運(yùn)用概念解決問題，因此應(yīng)該從多角度來提供概念的變化模式讓學(xué)生判斷，或者創(chuàng)設(shè)問題的情境，設(shè)計(jì)階梯式的問題讓學(xué)生來思考，從而引導(dǎo)學(xué)生由淺入深，培養(yǎng)學(xué)生分析問題以及解決問題的能力.例如“加速度”概念，利用下面問題進(jìn)行應(yīng)用，神舟六號載人飛船的返回艙距離地面10km的時(shí)候開始啟動降落傘裝置，并且速度減至15m/s，以這個(gè)速度在大氣層中降落.在在距地面1.5km時(shí)，返回艙的緩沖發(fā)動機(jī)開始向下噴火，于是艙體再次減速.如果設(shè)最后減速過程中返回艙做的是勻減速運(yùn)動，并且達(dá)到地面的時(shí)候恰好速度為0，求最后的減速階段的加速度.

2.如何在教學(xué)中將理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因此，?shí)驗(yàn)過程中需要理論知識的密切指導(dǎo)，只有這樣學(xué)生才知道應(yīng)該如何做.同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中還可以通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證理論知識，從而加深對理論的理解

.物理力學(xué)教學(xué)中，要將實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)合起來.

（1）力的相互作用.作用力和摩擦力以及重力這三個(gè)知識是核心內(nèi)容，必須將三種力間的相互關(guān)系解剖清楚.例如在實(shí)際教學(xué)案例中進(jìn)行彈簧秤稱重物的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該首先將彈簧秤的刻度調(diào)零，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確.為了讓學(xué)生認(rèn)識這一個(gè)步驟的重要性，可以在刻度調(diào)零的狀態(tài)和不調(diào)零的狀態(tài)下分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對比結(jié)果;其次，將彈簧秤豎直地掛起，讓學(xué)生們用細(xì)線將鐵塊也豎直拉起;最后，在與刻度線水平的位置進(jìn)行讀數(shù)，測出鐵塊的重量.不僅如此，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，探究該實(shí)驗(yàn)的本質(zhì).該實(shí)驗(yàn)中鐵塊豎直方向作用于彈簧秤，因此在垂直方向上會產(chǎn)生形變，與此同時(shí)，彈簧秤也將豎直作用于鐵塊，當(dāng)這兩種力大小相等方向相反時(shí)，動態(tài)平衡，此時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)等于力的大小.通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以將力的圖示在腦中顯示出來，不僅對彈簧秤的原理有所鞏固，了解如何利用彈簧秤來進(jìn)行稱重和讀數(shù)，也提升了學(xué)生的實(shí)際操作能力，可以說，在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)也增強(qiáng)了對理論的掌握.

（2）摩擦力的演示實(shí)驗(yàn).進(jìn)行教學(xué)時(shí)可以讓學(xué)生將手放在桌面上或者紙上進(jìn)行滑動，從而體會摩擦力的特點(diǎn)，或者在相同的接觸面回運(yùn)動以感受力的方向，當(dāng)學(xué)生被調(diào)動起來時(shí)，就可以適時(shí)引出力學(xué)課程的內(nèi)容.并且在講解過程中，在剛剛的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，來引導(dǎo)學(xué)生感受滑動摩擦力的大小，從而使他們認(rèn)識影響摩擦力的因素.學(xué)生了解摩擦力的理論之后，可以布置課后作業(yè)的方式，讓學(xué)生在生活中體驗(yàn)?zāi)Σ亮?，這樣可以更好的加深他們對理論的理解.

（3）關(guān)于重力的實(shí)驗(yàn).例如，教師可以通過自己或者讓學(xué)生拋球的方式演示在重力作用下，小球經(jīng)過一段時(shí)間后自動落回到地面的現(xiàn)象.演示結(jié)束后，可以這樣啟發(fā)學(xué)生：當(dāng)作用于球下方的力消失后，小球就會減速最后回到地面，這時(shí)提問，為什么？因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)向下的力使得球回到地面，而這個(gè)向下的力就是本次課堂即將講到的重力，同時(shí)也是地球?qū)ζ涓浇矬w的吸引作用力.不僅如此，在講解的過程中，也可以將重力和質(zhì)量二者聯(lián)系起來，比如可以讓學(xué)生自己用彈簧秤去稱幾種質(zhì)量不同的物體，并且讀出重力數(shù).通過這個(gè)方式，引導(dǎo)學(xué)生自己得出重力和質(zhì)量之間的關(guān)系式.通過這些實(shí)驗(yàn)，可以將重力的基本知識在學(xué)生的腦中形象地展示出來，不僅會加深對重力的理解，而且，可以通過實(shí)際操作，使他們的實(shí)際動手能力得到增強(qiáng).

總而言之，中學(xué)物理力學(xué)的教學(xué)是一個(gè)很復(fù)雜的過程，不能只有一種固定的模式，應(yīng)該因材施教、因人施教.怎樣在有限的教學(xué)時(shí)段里盡可能高效地、準(zhǔn)確地向?qū)W生傳授他們應(yīng)掌握的力學(xué)知識，從而擴(kuò)大學(xué)生的知識面，提高教學(xué)效率，這是每個(gè)有職業(yè)精神的教師一直在思考和探求的問題.隨著教育的現(xiàn)代化發(fā)展，教學(xué)方法的研究也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，我們需要不斷探討創(chuàng)新有效的教學(xué)方法，從而提高教學(xué)水平，以滿足社會發(fā)展對教師的新要求.