淺談高中物理學科思想方法教育的途徑

黃劍

【內容摘要】物理思想方法的教育則是培養(yǎng)素養(yǎng)的重要組成部分，本文通過圖象法的教學，說明物理思想方法的教育的途徑——循序漸進，逐步滲透。

【關鍵詞】思想方法教育 途徑 滲透

高中物理的思想方法是高中物理學科素養(yǎng)的重要組成部分。教學大綱明確指出“使學生受到科學方法的訓練，培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力、科學思維能力，分析問題和解決問題的能力”，“加強能力的培養(yǎng)，是物理教學的重要任務。要破除單純傳授知識的傳統(tǒng)教學觀念。同時，要注意防止把方法和能力當做一種新的知識向學生灌輸，這種做法并不能真正提高能力”既然，物理思想方法這么重要，那么如何進行物理思想方法的教育呢？

以下以圖像法為例說明在高中物理教學中如何滲透方法教育。

一、“讀一讀”研讀教材，“告知”學生圖象是研究物理問題的常見的方法

在“必修一”《用打點計時器測速度》一節(jié)中，教材明確說明“許多變化過程，如氣溫的變化，物價的跌漲、傳染病發(fā)病人數的增減……，可以用圖象表示，目的是更加直觀地反映變化的規(guī)律。圖象是表示變化規(guī)律的好方法”。說明圖象是研究一個物理量隨著另一個物理量變化規(guī)律的方法。

教材以速度—時間圖象說明圖象的意義是反映物體運動的速度隨時間變化的規(guī)律，在坐標系中描點，再用光滑的曲線來“擬合”坐標系中描出的點。其目的是讓學生初步建立圖象法是研究物理量變化的方式。

二、“想一想”簡單拓展，以勻變速直線運動的圖象說明加速度的含義

教材并沒有給出斜率的概念，更沒有指出曲線“切線的斜率”的概念，而是，從加速度的定義入手，結合勻加速直線運動的速度—時間圖象，指出在計時的起點與終點內直線上的兩點為斜邊構造直角三角形，其中水平邊長代表時間的間隔△t，豎直邊長代表速度的變化量△v，從曲線的傾斜程度判斷加速度的大小，比值△v/△t就是加速度的數值，從簡單的描點作圖到初步理解圖線的簡單應用——勻變速直線運動的速度—時間圖象也可以反映加速度的大小。圖線的傾斜程度可能具有重要的物理意義。

三、“做一做”動手操作，體驗如何用速度時間圖象反映物體的運動

教材第二章第一節(jié)的教學起到承上啟下的作用，學生自己通過探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗，動手打出紙帶，測量數據，計算不同時刻的速度（以平均速度代替瞬時速度），在作出速度時間圖象的過程中，需要自己選擇合適的坐標標度，描點作圖，用平滑曲線來“擬合”，這樣的體驗對學生來說是對前面所學的“用圖象反映物理量變化規(guī)律”的深化，也是一次很好的實踐性練習，這種練習遠比做幾道速度—時間圖象的試題對學生的影響大的多。

四、“說一說”拓展深化，將勻變速直線運動的研究方法向非勻變速直線運動遷移

小車速度隨時間變化的圖象開始時可以看成是一段直線隨著速度的增大，圖象變成開口向下的曲線，此時，教材中以“說一說”的形式，讓大家交流討論，“速度怎樣變化？均勻增大？相等時間內，速度的變化量如何變化？”進一步引導學生從曲線的傾斜程度來分析物體運動的加速度。學生初步知道通過比較相等時間間隔內的速度變化量來比較加速度的變化。

五、“議一議”，變換思維，利用速度時間圖象研究直線運動的位移

教材充分利用“探究小車的運動規(guī)律”的紙帶，讓學生思考與討論“如何利用計數點的速度估測小車運動的位移”，通過取較小的時間間隔，計算各時間間隔內的位移，各段位移的總和就近似認為是小車運動的位移。在此基礎上，研究勻變速直線運動的位移。通過由粗略到比較精確再到非常精確的循序漸進的研究方式，得到“如果把整個運動過程分得非常非常細，很多很多小矩形的面積之和就能非常精確的代表物體的位移”，圖象與橫軸所圍的“面積”代表“勻變速直線運動的物體在時間t內的位移”進一步拓展了速度—時間圖象的外延。

六、“用一用”，拓展思維利用圖象研究物體的加速度與質量和力的關系

如果說，物體的速度—時間圖象的引入、理解、深化是為了更好的說明圖象在研究物體運動中的應用。那么，在探究物體的加速度與質量和力的關系的實驗中，則需要利用測量的數據，得出實驗結論。當小車的外力保持不變時，改變小車的質量，測出不同質量時小車的加速度，以加速度為縱坐標軸，以質量為橫坐標軸，則得到的是一條曲線，不易直觀的發(fā)現小車的加速度與質量之間的關系，這時，嘗試以加速度為縱坐標軸，質量的倒數為橫坐標，得到一根過原點的直線，說明在利用圖象研究物理量之間的關系時，需要選擇合適的橫坐標（縱坐標）。

結束語

對學生的物理思想方法的教育需要循序漸進的進行滲透，通過形成物理觀念、開展思維活動、動手科學研究、具備科學態(tài)度等一系列的環(huán)節(jié)，讓知識內化為能力，讓能力提升到素養(yǎng)，切忌拔苗助長一蹴而就。

【參考文獻】

[1] 宋鵬.《論高中物理的思想方法與物理哲學》，人教網，2010.3.19.

[2]《全日制高中物理教學大綱》，人民教育出版社，2012年10月（第2版）.

[3]《普通高中物理課程標準試驗教科書必修1、2》，人民教育出版社，2010 年3月第3版.

【本文系江蘇省中小學教研課題（2013 年第10期）“普通高中青年物理教師專業(yè)發(fā)展共同體建設的實踐研究”階段性成果之一，課題編號：2013JK10-L154?！?/p>

（作者單位：江蘇省東臺市安豐中學教科室）