以《萬有引力理論的成就》為例談高中物理規(guī)律教學(xué)

張松

物理教師都知道：物理概念和規(guī)律是整個(gè)物理教學(xué)的核心！所謂物理規(guī)律指的是物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系。中學(xué)物理教學(xué)的目標(biāo)很多，但學(xué)生理解規(guī)律并運(yùn)用物理規(guī)律揭示相關(guān)現(xiàn)象、解決相關(guān)物理問題的能力，是高中物理教育的重要目標(biāo)，由此可見在物理規(guī)律教學(xué)在物理教學(xué)中的重要性。而目前物理老師普遍面對(duì)的問題是物理規(guī)律課教學(xué)效率較低。那么我們?nèi)绾卧诟咧形锢淼恼n堂教學(xué)中實(shí)施好規(guī)律教學(xué)呢？下面，筆者借助一次校內(nèi)公開課《萬有引力理論的成就》來談?wù)勗诟咧形锢硪?guī)律課如何來上。

一、積極創(chuàng)設(shè)問題情境

常此以來：“教師作為中心、練習(xí)作為手段”是高中物理規(guī)律的主要教學(xué)方式。教師往往忽略規(guī)律的生成情境，就規(guī)律講規(guī)律，然后然后輔以大量的習(xí)題訓(xùn)練，教學(xué)效果卻總不盡如人意。如果教師能夠充分運(yùn)用自己的教學(xué)策略，在課堂上通過一個(gè)個(gè)及精心設(shè)計(jì)的問題充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和物理思維，教學(xué)效果將會(huì)非常的好。因此在高中物理的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該有意識(shí)的創(chuàng)設(shè)一些探究性的問題，并能與學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的討論，使學(xué)生在老師的引導(dǎo)下逐步形成對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

例如，筆者在教授《萬有引力理論的成就》這節(jié)課的內(nèi)容時(shí)，課堂一開始便利用一段“嫦娥一號(hào)”發(fā)射升空的視屏，極其震撼的畫面和音樂一下子就牢牢的抓住了學(xué)生的眼球。緊接著就立馬提出一個(gè)探究性問題“同學(xué)們，上節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了萬有引力定律，今天我們一起來學(xué)習(xí)萬有引力理論做取得的成就。你知道地球質(zhì)量是多少嗎？能否應(yīng)用萬有引力定律“稱量”物體的質(zhì)量呢？在同學(xué)們積極思考問題的同時(shí)，老師引導(dǎo)學(xué)生回憶萬有引力的內(nèi)容及表達(dá)式并幫助學(xué)生分析：F引=G引力常量G已經(jīng)測(cè)出，如果知道m(xù)1、m2的質(zhì)量及距離r就可以測(cè)量引力，同樣如果知道萬有引力、距離及一個(gè)物體的質(zhì)量，也可以測(cè)另一物體的質(zhì)量！經(jīng)過老師的引導(dǎo)分析，成功的激起了學(xué)生的探究欲望：萬有引力定律為“稱量”天體質(zhì)量這個(gè)看似不可能解決的問題提供了可能性。

二、重視規(guī)律探究形成的過程

在現(xiàn)階段的高中物理課堂教學(xué)中，教師“全堂式的講”“滿堂式的灌”還是主要的教學(xué)方式，學(xué)生則在課堂上忙碌的記著筆記，往往一節(jié)物理課下來學(xué)生“只知其然而不知其所以然”一方面“老師教的累，學(xué)生學(xué)得苦”是老師和學(xué)生的普遍感受;另一方面教學(xué)效果卻微乎其微：簡單的問題還能應(yīng)付，稍微困難的問題學(xué)生就顯得力不從心了。究其原因還是學(xué)生的腦子里還只是物理公式的簡單堆積，缺乏物理規(guī)律的深入的理解。讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究的過程，可以使學(xué)生在過程中領(lǐng)悟到規(guī)律本身蘊(yùn)含的一些東西如物理思維、科學(xué)方法等，這對(duì)學(xué)生理解規(guī)律是大有好處的。因此，在高中物理規(guī)律教學(xué)中，防止學(xué)生“死記”物理規(guī)律。教師應(yīng)該和學(xué)生一起對(duì)物理規(guī)律來龍去脈進(jìn)行細(xì)致的分析。讓學(xué)生“知其所以然”，切不可以簡單直接的介紹規(guī)律，而后就是大量的習(xí)題訓(xùn)練，做習(xí)題確實(shí)可以加深規(guī)律的理解，但是一味的強(qiáng)調(diào)習(xí)題只是一種舍本逐末的做法，只會(huì)事倍功半。例如，筆者在教授《萬有引力理論成就》這節(jié)課如何測(cè)量地球質(zhì)量這部分內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生弄清楚書上的一句話“在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，地面上物體的萬有引力等于地球?qū)ξ矬w的引力”我設(shè)計(jì)了一個(gè)研究此問題的小實(shí)驗(yàn)：彈簧秤靜止懸掛一物體受幾個(gè)力？學(xué)生回答兩個(gè)，且FG=F拉，同時(shí)提醒學(xué)生注意這是在地球上，如果站到地球又受幾個(gè)力呢？學(xué)生回答還是兩個(gè)，且F引=F拉，由此是否就能得到F引=F重呢？提醒學(xué)生物理模型的重要性，“站到地球以外來觀察隨地轉(zhuǎn)的物體并非是平衡態(tài)，而是在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定需要向心力！所以引力和重力并非是一回事！引導(dǎo)學(xué)生由力的分解的角度，得到重力其實(shí)是引力的一個(gè)分力。當(dāng)然大小到底相差多少呢？進(jìn)一步以赤道上質(zhì)量為1kg的物體為例，分別計(jì)算出兩個(gè)分力的大小，發(fā)現(xiàn)向心力0.034N遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力9.8N，在引導(dǎo)學(xué)生回憶必修一中關(guān)于里的分解的結(jié)論：如果兩個(gè)分力中的一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于另一分力，則可以忽略較小的分力而認(rèn)為合力等于較大的分力！到此為止，應(yīng)該說水到渠成，學(xué)生完全搞清了地球表面F引與F重的關(guān)系。列出F引=FG展開后可得：G■=mg，并由此解得M=■。在新課程的物理教學(xué)中，一直強(qiáng)調(diào)“過程與方法”，而這個(gè)“過程”就是指對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論進(jìn)行的理性的認(rèn)識(shí)過程，經(jīng)歷了這個(gè)過程，學(xué)生才能更好的掌握、理解、領(lǐng)悟物理規(guī)律。

三、要防止死記硬套，讓學(xué)生從根本上理解物理規(guī)律的意義

我們知道物理規(guī)律都有其一定的應(yīng)用范圍、任何物理規(guī)律都是在一定的條件下推導(dǎo)、總結(jié)出來的，因此物理規(guī)律只有在一定的范圍中才能應(yīng)用，超出了這個(gè)范圍，其規(guī)律是不成立的或者說是錯(cuò)誤的.如歐姆定律——金屬導(dǎo)體，不適用高電壓的液體導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電，不適用于含源電路或含有非線性元件的電路;胡克定律彈性限度范圍以內(nèi);單擺振動(dòng)成立條件擺角小于5o。但是學(xué)生在運(yùn)用物理規(guī)律的時(shí)候，卻往往忽視了這個(gè)問題，在解題的過程中錯(cuò)搬亂套，從而造成解題的錯(cuò)誤現(xiàn)象頻頻發(fā)生。

四、要讓學(xué)生進(jìn)一步明確有關(guān)概念、規(guī)律、公式間的關(guān)系

物理課程在某一節(jié)或某一章內(nèi)的規(guī)律往往涉及不止一個(gè)，做好規(guī)律的對(duì)比可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解。在本節(jié)課內(nèi)，學(xué)生學(xué)會(huì)計(jì)算地球和太陽質(zhì)量后，我又做了進(jìn)一步的總結(jié)告訴學(xué)生解決天體的質(zhì)量其實(shí)有兩種思路

在此基礎(chǔ)之上，筆者再對(duì)公式中的字母所代表的物理意義進(jìn)行解釋：公式中g(shù)是地球表面的重力加速度，R是地球半徑，G是引力常量已經(jīng)由卡文迪許測(cè)得，r是公轉(zhuǎn)半徑.通過這樣的講解，學(xué)生對(duì)天體質(zhì)量求解的相關(guān)問題都有了很好的了解與掌握，在對(duì)這兩個(gè)公式進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)搬亂套的現(xiàn)象了。

教師在教學(xué)的過程中，一方面要循序漸進(jìn)、由淺入深，適應(yīng)學(xué)生知識(shí)接受的規(guī)律;另一方面要勇于創(chuàng)新，大膽改革，這樣才能不斷的提高高中物理規(guī)律的教學(xué)水平，從而提高高中物理課堂規(guī)律教學(xué)的有效性。