加強高中物理教學(xué)中等效思維訓(xùn)練的做法研究

摘 要：教師在教授物理知識的同時應(yīng)該向?qū)W生傳授物理思維方法，等效思維是物理學(xué)中最重要、最基本的方法之一，它將復(fù)雜的、陌生的物理現(xiàn)象變得熟悉、簡單、容易理解的模型，能夠降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，有助于提升學(xué)習(xí)效率，對啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)能力有不可替代的作用。文章基于上述考慮強調(diào)加強等效思維訓(xùn)練的做法，以促進思維方法的形成。

關(guān)鍵詞：高中物理;等效思維;做法

一、 示范引導(dǎo)夯實雙基是前提

在教學(xué)實踐中我們常常聽到學(xué)生講：老師講的知識能聽懂，就是不會用，分析其原因，一方面是對基本知識從根本上沒有真正理解，另一方面更主要的原因往往是缺乏分析問題和處理問題的思路和方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中從“懂”到“會用”，這是認識上的一個飛躍，完成這一飛躍需要教師的示范引導(dǎo)，首先，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生要通過觀察、實驗得到的感性認識和數(shù)據(jù)進行分析、比較、綜合、抽象、概括建立概念和規(guī)律模型，了解它們的物理意義、存在條件、適應(yīng)范圍。這個過程中會滲透不少研究方法，例如，科學(xué)抽象概括法、理想化法、等效法等，不學(xué)會這些方法很難真正理解和掌握物理知識，教師應(yīng)該深入分析物理教材，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理概念和規(guī)律建立的過程中所包含的各種方法。其次，引導(dǎo)學(xué)生注意弄清各知識點的來龍去脈，找出知識間的異同，使知識形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣形成的知識才更牢固，并能促進各種思維能力的發(fā)展。簡而言之扎實的雙基知識，是解決物理問題的前提，也是學(xué)好用好等效思維方法的前提。例如：如圖1所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車，車廂中有一個質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂，在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中，下列說法正確的是（ ）

A. 人對車的推力F做的功為FL

B. 人對車做的功為maL

C. 車對人的作用力大小為ma

D. 車對人的摩擦力做的功為（F-ma）L

本題要求準確掌握概念、規(guī)律的定義、條件以及相互關(guān)系，對概念、規(guī)律的掌握處在似是而非的感覺上是這道題出錯率較高的原因。

二、 及時比較歸納總結(jié)等效實例是保證

“等效”指的是不同事物之間，雖然有很大的區(qū)別，但卻具有相同的功能和結(jié)果，可以使兩者相互替代。我們在應(yīng)用等效思維考慮問題的時候，一定要注意“等效”的“效應(yīng)”是什么，不能將“效應(yīng)”超出適用范圍。通過比較可以確定事物之間的異同，有利于排除干擾，教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生及時歸納總結(jié)各種類型之間的區(qū)別與聯(lián)系，開闊思路，為正確使用等效思維積累素材和解題經(jīng)驗。如下面的兩個類型題：

記住這種由基本規(guī)律和公式導(dǎo)出的不同類型的結(jié)論，俗稱為“二級結(jié)論”的推論，運用其結(jié)論，可以等效簡化同類問題的計算，也可以預(yù)判結(jié)果提高解題速度，起到既方便又省時的作用。如下例：

如圖4所示，兩個質(zhì)量相等的物體A、B從同一高度沿傾角不同的兩光滑斜面由靜止自由滑下，在到達斜面底端的過程中，下列說法中正確的是（ ）

A. 兩物體所受重力的沖量相同

B. 兩物體所受合外力的沖量相同

C. 兩物體到達斜面底端時的動量不同

D. 兩物體動量的變化量相同

由條件確定本題歸屬1類，由二級結(jié)論得，a、t不同，vt的大小相同，再注意矢量的方向得C。

三、 聯(lián)想是等效思維的主要途徑

理解是一個聯(lián)系、連接、合并的思維過程。將各種復(fù)雜的物理問題，通過聯(lián)想與基本模型等效聯(lián)系起來，一方面有利于解決問題，另一方面可以進一步加深對雙基知識的重要性的認識。聯(lián)想的方法多種多樣，下面列舉幾個常用方法。

（一）因果聯(lián)想

指由某現(xiàn)象的發(fā)生引起對某種可能原因的聯(lián)想。應(yīng)用物理規(guī)律中所體現(xiàn)出的因果等量關(guān)系可以方便解決一些困難問題。

例如：求合外力困難可以通過解決ma來解決;平拋運動中Δv方向的確定可以通過重力判定;電動勢E大小可以通過I（R+r）來解決;核能的變化可以由Δmc2確定等。

（二）接近聯(lián)想

指的是在時間和空間上有一事物引起對另一事物的回憶的一種心理現(xiàn)象。在面對物理問題時依據(jù)比較接近的物理現(xiàn)象、物理過程聯(lián)想基本模型，為解決物理問題尋找理論依據(jù)。

例：如圖5所示，整個裝置處于方向水平向左、場強大小為E=2.0×103N/C的勻強電場中（圖中未畫出），豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R=0.2m，圓心為O，下端與絕緣水平軌道在B點相切并平滑連接，一帶正電q=5.0×10-3C、質(zhì)量為m=3.0kg的物塊（可視為質(zhì)點），置于水平軌道上的A點，已知A、B兩點間的距離為L=1.0m，物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，重力加速度g取10m/s2。現(xiàn)將物塊從A點由靜止釋放，試確定物塊在以后運動過程中速度最大時的位置（結(jié)果可用反三角函數(shù)表示）。

（三）相似聯(lián)想

依據(jù)相似的同類物理現(xiàn)象、物理過程實現(xiàn)等效聯(lián)想的突破。

（四）條件相同聯(lián)想

物理現(xiàn)象不同，有相同條件遵循同樣的物理規(guī)律，由此產(chǎn)生等效聯(lián)想，用已知的規(guī)律去解決這類形異質(zhì)同的未知問題。

例：如圖所示，在光滑水平面上放有一個坡形的導(dǎo)軌B，導(dǎo)軌B的兩個底端均與水平面相切，現(xiàn)有一個質(zhì)量與導(dǎo)軌相同的光滑小球A向右沿導(dǎo)軌左側(cè)滑上導(dǎo)軌，并越過導(dǎo)軌的最高點后沿右側(cè)導(dǎo)軌滑下，以后離開導(dǎo)軌B，整個過程中沒有機械能損失.則下列說法中正確的是（ ）

A. 導(dǎo)軌B將停在原來位置

B. 導(dǎo)軌B將停在原來位置的左側(cè)

C. 導(dǎo)軌B將停在原來位置的右側(cè)

D. 導(dǎo)軌B將不會停止，最終做勻速直線運動

由題目條件知，A、B相互作用全過程中機械能守恒、水平方向動量守恒，所以歸屬彈性碰撞，而質(zhì)量相等、一靜一動的彈性碰撞結(jié)果是動靜交換，對B受力分析確定，它向右運動先加速后減速最終靜止，得C。

總之，等效思維是物理學(xué)中重要的基本方法，它對解決物理問題具有重要作用，在高中物理教學(xué)過程中，以夯實雙基知識為基礎(chǔ)，對學(xué)生進行等效思維教育，引導(dǎo)學(xué)生及時歸納總結(jié)，掌握一些聯(lián)想技巧，是落實培養(yǎng)學(xué)生分析和解決物理問題的能力，是提高教學(xué)質(zhì)量的有效方法。

參考文獻：

[1]閻金鐸，田世昆主編.中學(xué)物理教學(xué)概論第二版[M].北京：高等教育出版社，2003.12.

[2]王較過，王立.論物理學(xué)中的等效思想及等效方法，陜西師范大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)報（西安）2001年6月，第18卷第2期

作者簡介：

陳新，新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)，阿克蘇地區(qū)二中。