初二物理力學(xué)概念教學(xué)中提高學(xué)生思維深度的實踐和研究

李少華

【摘 要】 力學(xué)概念是初二物理中的最重要的知識點，力學(xué)概念的建立需要深度思維的參與。深度思維不是加大思維難度，而是理清物理知識脈絡(luò)，用清晰的物理知識與邏輯去解釋物理現(xiàn)象。慣性概念是力學(xué)中的重要概念，以之為例進(jìn)行分析，具有示范作用。

【關(guān)鍵詞】 初二物理；力學(xué)概念；思維深度；實踐研究；慣性

力學(xué)是初中物理中的第一個真正意義上的學(xué)習(xí)“難點”，難就難在力學(xué)概念的構(gòu)建過程中，容易受到錯誤的前概念影響，而學(xué)生的思維之所以受到前概念影響，又是因為在新的概念學(xué)習(xí)中的思維缺少嘗試的緣故。因此，力學(xué)概念教學(xué)的有效途徑，就是幫學(xué)生提高思維的深度。本文就以“慣性”概念的教學(xué)為例，來談?wù)勅绾翁岣邔W(xué)生的思維深度。

一、力學(xué)概念需要深度思維作為支撐

初二力學(xué)概念比較豐富，從力到力的三要素，從形變到運動狀態(tài)的改變，從彈力到重力到摩擦力，從作用力與反作用力到二力平衡……可以說每一個概念的建構(gòu)都不是那么簡單的，這就意味著思維需要深度參與。以“慣性”為例，初中物理定義慣性為“物體保持靜止或勻速直線運動的性質(zhì)”，就算背得再熟，學(xué)生也不懂為什么慣性是個“性質(zhì)”，而這個性質(zhì)又與“慣”什么關(guān)系。當(dāng)然，很多情況下，學(xué)生對慣性的理解常常是基于具體實例的，比如說坐在勻速行駛的汽車上，突然剎車時人會前傾；而坐在靜止的汽車上，汽車突然啟動時人會后仰……但需要注意的是，不是說學(xué)生在解釋此現(xiàn)象時回答出“慣性”兩字，學(xué)生就懂慣性了，因為當(dāng)我們進(jìn)一步追問學(xué)生“為什么這些現(xiàn)象背后的原因就是慣性呢”時，學(xué)生是回答不出來的。

事實上，慣性概念的構(gòu)建，更重要的還是要基于牛頓第一運動定律來進(jìn)行——牛頓第一運動定律又稱之為慣性定律，不是沒原因的。而牛頓第一運動定律本身是一個理想定律，是需要學(xué)生在思維當(dāng)中完成理想實驗的——牛頓第一運動定律描述的是現(xiàn)實生活中無法出現(xiàn)的“物體不受力”的情形，因而只好在已有實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行合情推理才得到最終的結(jié)論。顯然，這里離開了深度思維，理解牛頓第一運動定律是寸步難行的。

其實所謂的深度思維，就是超越感性層面，將思維的觸角延伸到物理概念構(gòu)建的最根本的地方，確保物理概念真正成為學(xué)生所理解的而不是死記硬背的概念，這就是思維深度的體現(xiàn)。

二、用問題驅(qū)動“慣性”概念的建立

初二力學(xué)中，從“力”的概念開始其實就比較抽象，學(xué)生在理解力的概念的時候就會存在困難。初中物理中對力的定義是“物體對物體的作用”，學(xué)生首先難以理解的就是“作用”一詞，根據(jù)學(xué)生的先前經(jīng)驗：力就是力，怎么就變成了作用呢？如果說這個作用還可以通過舉生活中推、拉、提、壓等例子，讓學(xué)生對作用產(chǎn)生理解的話，那慣性概念的理解就更具有挑戰(zhàn)性了。筆者在慣性的概念教學(xué)中，是用問題來驅(qū)動學(xué)生的思維的：

首先，呈現(xiàn)生活中的慣性事例（這里不贅述），然后演示相關(guān)的慣性實驗，如用直尺擊飛棋子的實驗。讓學(xué)生先對慣性現(xiàn)象產(chǎn)生感性認(rèn)識。并提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的情形？

其次，基于牛頓第一運動定律（此時牛頓第一運動定律已經(jīng)學(xué)完）去思考物體的這種固有屬性——慣性決定于質(zhì)量，而質(zhì)量是物體的屬性，因此慣性實際上就是物體的屬性。認(rèn)識這一點很重要，因為“屬性”實際上已經(jīng)與后面需要建立的“慣性”概念產(chǎn)生了質(zhì)的聯(lián)系。教師提出問題：牛頓第一運動定律中，說物體不受力時只有靜止和勻速直線運動兩種狀態(tài)，大家想一下，如果現(xiàn)在宇宙中的物體全部不受力了，那呈現(xiàn)在我們面前的是什么情形？這是一個物理中常提，同時能夠培養(yǎng)學(xué)生推理、想象能力的問題。學(xué)生根據(jù)牛頓第一運動定律，自然會去思考：不受力，那就只能是靜止或者是勻速直線運動。于是呈現(xiàn)在面前的，要么就是靜止的物體，要么就是勻速直線運動的物體，再也沒有第三種可能。

再次，教師繼續(xù)追問：我們知道物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，那是因為什么？受到力的作用；物體的運動狀態(tài)不變包括哪些情形？靜止和勻速直線運動，而物體不受力時就是這兩種狀態(tài)，這就說明物體不受力時的狀態(tài)，是物體表現(xiàn)出屬性時的狀態(tài)。這是一個邏輯推理的過程，學(xué)生思維所加工的，正是力與運動狀態(tài)之間的關(guān)系，而當(dāng)學(xué)生認(rèn)識到靜止和勻速直線運動是物體的屬性時，慣性概念就可以建立起來了。

最后，用慣性概念解釋此前的例子。這個解釋不是機(jī)械地用“慣性”兩個字來回答，而是具體分析：如坐在運動的汽車上，汽車突然剎車，人的上身由于具有慣性，還要保持向前運動的狀態(tài)，而人的臀部與椅子接觸，有摩擦力的存在，阻止了臀部的前移，正因為人的上身狀態(tài)與臀部狀態(tài)不一致，所以人才表現(xiàn)出前傾的情形。

三、對提高學(xué)生思維深度的淺顯思考

實際上，初二物理的力學(xué)概念教學(xué)中，很多概念都需要深度思維的參與。說深度思維也不需要諱莫如深，其實深度思維并不意味著難度大，深度思維其實是要理清物理力學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系，用清晰的道理來解釋物理現(xiàn)象。有時候，為了回避所謂的難度，教師通常都用模糊的方式來解釋物理現(xiàn)象，比如說上面所提到的用“慣性”一詞作為許多慣性現(xiàn)象的統(tǒng)一解答，筆者以為這是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

總之，初二物理力學(xué)概念的教學(xué)中，需要學(xué)生深度思維的參與，只有這樣才能為力學(xué)知識的學(xué)習(xí)奠定一個堅實的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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