浅谈中学物理力学教学方法

来源:用户上传      作者: 王敏

　　摘要：中学物理力学力学在整个中学物理教材中占有很重要的地位，它既是中学物理教材中重要的组成部分，又是中学物理的难点所在。本文对力学在中学物理教材中的地位、教学特点进行了阐述，并对力学的教学进行了一些探讨。本文有助于教师从全局观点分析力学部分教材，有利于教师根据力学部分的特点采用恰当的教学方法进行教学，为力学的教学提供一些参考。
　　关键词：中学物理；力学；教学法
　　
　　1 引言
　　随着现代科学技术迅速发展，初中课程改革的进一步加强，新的教材体系展露出时代气息，使人们更重视理论与实际的联系，重视物理知识在现代生活、现代产生、现代科学技术等方面的应用，强调学生能力的培养，加强学生科学方法的训练。力学是研究物质机械运动规律的一门学科，是整个物理学的基础，它的一些基本概念和规律是物理学最重要、最基本的概念和规律，贯穿着物理学的始终。在整个中学物理教材中力学占有很重要的地位，它既是中学物理教材中重要的组成部分，又是中学物理的难点所在。本文准备从力学在中学物理教材中的地位力学部分的教学几个方面进行探讨。
　　本文有助于教师从全局观点分析中学教材中力学部分的知识，揭示物理学的最基本的规律；有利于教师根据力学部分的特点采用恰当的教学方法进行教学；也有利于学生系统地掌握与力学相关的概念和规律。
　　2 中学物理力学的教学方法
　　2.1 注重科学方法的教育
　　物理力学的教学不仅要搞好力学基础知识和实验技能的教学，同时也应担当起科学方法和思维方式的教育。力学作为物理学的一个重要分支，它主要研究物体机械运动的规律及其应用。力学内容一般位于物理教材的开始章节，物理学中的一些基本概念，如速度、力、功和能等，都是在力学中首先提出的。正如美国著名物理教育家杰拉耳德・霍耳顿所指出的：“无论是从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学和其他科学的典范，力学之于物理学如同骨骼之于人体。”从力学教学开始，如能让学生从中领悟一些基本的科学方法，对帮助学生进一步学习物理学的其他内容，以及学习自然科学的其他学科都是有益的。下面就是一些力学教学中开展的科学的教育方法：
　　2.1.1 经验归纳方法和实验归纳方法
　　经验来自实践，是客观事物在人们头脑中的反映，是认识的开端。但经验有待于深化，有待于上升到理论。人们在与客观事物打交道的过程中，通过感官所获得的关于客观事物的现象和对外部联系的认识，这就是经验。在历史上，人们都普遍地认为“静止”是物体的自然状态，要使物体保持运动必须对物体施力；如果撤去力，物体就会自然地停止下来。但这个经验是错误的。
　　伽利略对理想斜面实验进行分析归纳，他认为当一个物体在光滑斜面上运动时，物体由于受到重力作用而做加速运动；如果减小斜面的倾角，物体的加速度将变小；如果斜面的倾角减小到零而变成水平面时，重力对物体的运动将不再产生作用，物体则保持其匀速直线运动状态不变。伽利略的理想斜面实验是建立在可靠的事实基础之上的，它是经验与思维的结晶。牛顿在伽利略等人研究的基础上，提出了他的第一定律。但由于不受力的物体是不存在的，所以不可能直接用实验来验证牛顿第一定律。但人们发现，由牛顿第一定律推导出的所有结论都是与实验的结果相符的。因此，人们确信，在一个水平面上，在摩擦力为零的理想情况下，物体必将保持匀速直线运动。这正如伽利略所指出的“沿斜平面向下有加速因素，向上有减速因素，可见在水平面上的运动是永久的，不会慢下来，更不会停止，因而是匀速的”。牛顿第二定律和牛顿第三定律的建立，则是来自对实验的归纳。通过实验进行验证，其结果都符合上述定律；通过定律推导出的结论也与实验的结果相一致。两者形成相互印证。
　　2.1.2 推理方法
　　推理的前提与结论之间的联系，反映了事物之间的必然联系。功和能的概念，以及机械能守恒定律等，都采用了推理方法。功和能的表达式，可以运用牛顿运动定律和运动学知识推导得出；而动能定理和机械能守恒定律既可通过牛顿定律来推导，也可通过功和能的表达式来推导。由推理得出的动能定理和机械能守恒定律又在分析和解决问题中表现出明显的优点，它们都是物体运动的过程关系，不必涉及瞬时关系，因而使问题得以简化。
　　2.2 充分考虑学生在学习中存在的困难
　　2.2.1 学生在学习中存在的困难
　　(1）力学知识容量大与学生知识结构残缺的矛盾
　　例如：力学中“直线运动”这一章涉及的物理量有：质点、时间与时刻、位移与路程、速度(又有平均速度与瞬时速度)等；这一章中匀变速直线运动规律用公式表示就有：速度公式、位移公式和导出公式等；用图象研究有速度图象；而解运动学习题还需应用数学知识：列方程、求解方程、应用比例求解、求极值等。一章的内容量几乎是初中物理半个学期的总量，而且实际应用这些知识往往要进行多方位的转换才能解决问题。学生由于知识结构的残缺，一时难以驾驭各方面的知识。
　　(2）知识的严密性与学生学前概念的矛盾
　　例如：用绳悬挂着小球在摆动过程中经最低点时绳的拉力，学生总错认为一直线上两个反方向的力总是等量的，而不是按牛顿第二定律建立它们的大小关系。又如：要使物体运动或维持物体运动总要在力的方向上施力，所以学生在画受力图时，往往错误地在速度方向上画一个力。此外，如摩擦力总是跟运动方向相反等等，都是日常感觉上的错误带来学力学的困难。
　　(3）知识的抽象与学生感性认识少的矛盾
　　例如：学生对机械能这一章中能的概念、功和能的关系没有感性认识，头脑中表象模糊，难以上升到理性认识的阶段，如要学生判定以下说法是否正确：(A)功就是能、能就是功；(B)功可以转变为能，能可以转变为功；(C)通过做功过程，可以达到功和能的转化和转移；(D)物体没有做功，物体就没有能。学生就感到困难。
　　(4）物理思想方法与学生思维习惯的矛盾
　　物理学从现象到本质，从具体到抽象，有一套完整的科学体系、独特的思维方法和处理方法，如实验、物理模型、类比、等效、分析综合、应用数学等思维方法。又有如用隔离法、整体法、控制变量法等处理问题的方法。而学生在学习过程中不善于掌握这些方法，而比较多地死记公式、乱套公式、凭空想当然，从而造成学习困难。
　　2.2.2 解决困难的措施
　　(1）放慢进度，讲讲练练，示范归纳小结，使学生逐步适应高中物理学习要求。
　　(2）讲清物理概念、规律，使学生掌握完整的基础知识
　　例如：加速度的概念可从以下几个方面进行教学：(1)目的性教学：从实际需要出发揭示研究加速度的必要性和重要性，导出加速度的物理意义。(2)发现性教学：应用几组变速运动教学实例，引导学生发现这些实例中的共同特征：时间相同、不同匀变速运动速度增量不同；同一匀变速运动，时间间隔不同，速度增量不同。(3)归纳性教学：把学生自己发现的研究对象的特征，用科学方法进行归纳总结并导出加速度的定义、定义式，初步认识加速度的内涵和外延。(4)巩固性教学：由公式导出其单位，举例应用。(5)发展教学：与相关量速度、速度增量的区别。
　　(3）由感性到理性、由浅入深，提高对事物认识的深刻性和科学性
　　如关于摩擦力方向，可以通过简便实验：把一物体放在桌面的一张纸上，用手向右拉纸，观察到物体随纸向右运动，由此得到它受到的静摩擦力方向向右，由事实否定摩擦力方向跟运动方向相反的错误观点，从而得到静摩擦力方向跟相对运动趋势方向相反的结论，进一步再引导学生讨论运动趋势方向如何判断，可以从“假如没有摩擦，物体将怎样运动”中推得。至于分析随水平转盘一起转动的物体所受摩擦力的方向，则可在学生学了运动和力、圆周运动后再讨论。
　　
　　参考文献：
　　[1] 娄溥仁，陈子正．中学物理教法[M]．北京:北京师范大学出版社,1988.
　　[2] 阎金铎．中学物理教法[M]．北京:北京师范大学出版社,1984.
　　[3] 杨德汤，黄廷基．中学物理教学法[M]．重庆:西南师范大学出版社,1990.
　　[4] 张宪魁,王河.中学物理教学法[M].山东:山东教育出版社,1987.

转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-57190.htm