眾所周知,中學(xué)物理學(xué)習(xí)的中心問題就是物理概念和物理規(guī)律的學(xué)習(xí)。物理概念就像蓋房子需要的鋼材、木料、水泥,是基礎(chǔ),反映的是大量物理現(xiàn)象或物理過程中最本質(zhì)的東西。物理定律公式都是由概念出發(fā),通過實(shí)驗(yàn)經(jīng)過思考而建立的,它們反映了物理過程中概念之間的聯(lián)系。只有記住這些物理概念和規(guī)律,才能熟練運(yùn)用它們。那么,怎樣才能輕松學(xué)習(xí)并掌握這些物理概念和規(guī)律呢?
物理科學(xué)與我們的實(shí)踐聯(lián)系最為緊密。物理現(xiàn)象大量地存在于同學(xué)們的周圍,如上課的鈴聲,浮在水中的乒乓球,天空的彩虹,電燈和電話等,并且,人人時時刻刻都在自覺不自覺地應(yīng)用著物理學(xué)的規(guī)律。撬石頭時用杠桿,騎自行車轉(zhuǎn)彎時身體向“里”傾斜……這一切都給我們學(xué)習(xí)物理帶來方便。規(guī)律具有普遍性,因此可以直接模仿運(yùn)用。抽象出來的東西是具有本質(zhì)的普遍意義的東西,它能反復(fù)出現(xiàn)在許多物理現(xiàn)象中。例如,浸在液體中的物體受到向上的托力叫做浮力,這個定義對所有液體都適用。而且,我們還可以推廣到氣體中使用。
比如說,在高一物理機(jī)械能一章,“功率”這個概念的引入,是用功變化的快慢程度來定義的,在學(xué)習(xí)時,可以與前面學(xué)習(xí)的知識聯(lián)系起來模仿創(chuàng)新。我們在前面學(xué)過:“單位時間內(nèi)通過的路程→速度;單位時間內(nèi)速度變化量→加速度”,由此可以引出:“單位時間內(nèi)所完成的功→功率”。這種建立概念的程序,對中學(xué)生來說是比較容易接受的,同學(xué)們也可以自己試一試。
正因?yàn)橥瑢W(xué)們經(jīng)常和物理現(xiàn)象打交道,在學(xué)習(xí)掌握其規(guī)律(定理、定律)之前,已經(jīng)有了許多感性認(rèn)識,對這些感性認(rèn)識如果能夠正確理解,那對學(xué)習(xí)物理將是十分有利的因素。物理學(xué)習(xí)要重視觀察,重視理論聯(lián)系實(shí)際。我們從下面三個角度展開討論:
1、從生活中的自然現(xiàn)象上升到理論知識
〖例一〗 鞋底磨損現(xiàn)象
提問:Ⅰ為什么磨損?Ⅱ怎么磨損的?Ⅲ磨損的特征與原因。
方法:觀察與分析
鞋底的磨損是極為常見的現(xiàn)象,但很少有人去注意它。磨損的原因與物理知識“摩擦”緊密聯(lián)系,有一定知識基礎(chǔ)。人走路,著地的那只腳要向后蹬,很多人都以為鞋底使這是磨損的。通過細(xì)心的觀察,考察眾多的人,綜合分析。
其實(shí),腳雖向后蹬,有向后滑的趨勢,但并不向后滑,這時不磨損鞋底,恰恰相反,磨損的過程是在向前邁步擦過地面時發(fā)生的。不同的人鞋底磨損的情況是不相同的,有的磨損較均勻,有的偏于腳跟,或偏于某側(cè),這與人的走路習(xí)慣有關(guān)。從觀察到得出結(jié)論的過程就運(yùn)用了模仿創(chuàng)新。
學(xué)習(xí)概念時首先要異中求同。例如,我們比較人推車、拉鋸、提水體、壓木板等現(xiàn)象,相互接觸的物體之間有腿、拉、提、壓等現(xiàn)象,以及不直接接觸的物體,如磁鐵與鐵釘、摩擦后的塑料棒與紙屑之間的吸引現(xiàn)象。這些現(xiàn)象表面看起來不同。但是通過比較我們可以找出它們的共同點(diǎn),即都是兩個物體之間的相互作用,我們就把它稱為力,從而建立了力的概念。以后,遇到類似的現(xiàn)象可以用力的概念和規(guī)律去理解。這樣就簡化了人們對客觀事物的認(rèn)識。如果我們善于運(yùn)用這個方法去研究和學(xué)習(xí)物理,那么,厚厚的一本書,我們就覺得越學(xué)越薄了。
對稱是物理美的一個重要體現(xiàn)。正電荷與負(fù)電荷、電場與磁場與重力場、時間和能量、動量與能量、右手定則與左手定則、汽化與液化、溶解與凝固,等等,體現(xiàn)了自然界的對稱和諧美。我們在學(xué)習(xí)一方面的概念和規(guī)律時,可以很自然地聯(lián)想到相反的另一方面。對照起來學(xué)習(xí),比較方便和快捷。
學(xué)習(xí)概念時還要注意同中求異。我們認(rèn)識事物除了認(rèn)識他們的共同點(diǎn)外,更重要的是認(rèn)識他們的不同點(diǎn)。如把一些意義相近的概念放在一起比較,防止發(fā)生混淆。
2、注意運(yùn)用典型的例子學(xué)習(xí)概念和規(guī)律
我們在說明一種思想或闡明某種觀點(diǎn)時,常用舉例論證的方法。這種方法在學(xué)習(xí)物理時有著廣泛的應(yīng)用,特別是在理解概念和規(guī)律方面。
初中物理教材的各章節(jié)的知識性內(nèi)容幾乎都采取了例證的方法。例子是具體、形象化的,規(guī)律正是由生活現(xiàn)象中來的,所以,用它們說明問題讓人感到實(shí)在,感到事實(shí)確實(shí)是這樣的。有人只是死記課本中的概念和規(guī)律,這樣即使記得很熟,碰到具體問題時不會分析也沒有用,等于什么也沒有記住;蛘呋卮饐栴}時不做判斷,盲目代入結(jié)論。另一種人只是埋頭做題目,基礎(chǔ)知識都不了解,錯了做,做了再錯,越做越糊涂,頭腦里亂七八糟。
你在平時學(xué)習(xí)時,是否注意運(yùn)用典型例子來幫助理解概念和規(guī)律呢?
既然概念和規(guī)律源于例子又回到例子上,我們就應(yīng)該抓住這一特點(diǎn),通過實(shí)際例子驗(yàn)證概念和規(guī)律,積累典型例子加深理解,提高全面認(rèn)識的能力。
但是要注意,我們在學(xué)習(xí)物理概念時,要在老師的指導(dǎo)下,了解哪些日常觀念是不科學(xué)的,通過多個例子去證明它是錯誤的。從而排除干擾,為記住正確的概念掃清道路。例如下面的例子:
〖例二〗 甲、乙兩人手拉手玩拔河游戲,結(jié)果甲勝乙敗,那么甲乙兩人誰受拉力大?
因?yàn)榧讋僖遥约讓σ业睦Ρ纫覍椎睦Υ。產(chǎn)生上述錯解原因是學(xué)生憑主觀想像,而不是按物理規(guī)律分析問題。按照物理規(guī)律我們知道物體的運(yùn)動狀態(tài)不是由哪一個力決定的,而是由合外力決定的。甲勝乙是因?yàn)榧资芎贤饬鬃饔玫慕Y(jié)果。甲、乙兩人之間的拉力是相互作用力,根據(jù)牛頓第三定律,大小相等,方向相反,作用在甲、乙兩人身上,因此,他們的拉力一樣大。
所以,生活中有一些感覺不總是正確的,不能把生活中的經(jīng)驗(yàn),感覺當(dāng)成規(guī)律來用,要運(yùn)用物理規(guī)律來解決問題。特別是曾經(jīng)犯過錯誤的典型例子,往往可以警示自己,碰到類似問題時,模仿創(chuàng)新,不再或少犯同樣的錯誤。
3、注意結(jié)合實(shí)踐和應(yīng)用學(xué)習(xí)科學(xué)知識
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),它深深地植根于浩瀚的實(shí)踐之中。所以,要真正學(xué)好概念,理解掌握概念,只有通過實(shí)踐和應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)。同學(xué)們在學(xué)習(xí)物理的過程中,一方面要善于應(yīng)用學(xué)到的理論去解釋日常生活中所看到的現(xiàn)象,另一方面要善于“動手”,通過實(shí)踐去檢驗(yàn)真理,雙向聯(lián)系,看一看哪些感性認(rèn)識的結(jié)論是對的,哪些不對,在實(shí)踐和應(yīng)用中學(xué)習(xí)概念。。這是學(xué)好物理的金鑰匙。
學(xué)習(xí)概念時,有意識地聯(lián)系實(shí)際問題,這是很好的學(xué)習(xí)方法。通過具體的考察和計算,結(jié)合物理小制作和課外實(shí)驗(yàn),你不僅可以把所學(xué)的只是用到實(shí)際中去,加深對許多物理概念的理解,同時也會提高你學(xué)習(xí)物理的興趣,如果你能幫助爸媽解決一些具體問題,他們一定也會高興的。
課外小制作應(yīng)該是一個模仿創(chuàng)新的過程。主要培養(yǎng)動腦動手能力。制作的取材和內(nèi)容十分廣泛,可以是藝術(shù)欣賞的,可以是生活學(xué)習(xí)實(shí)用的,也可以是有趣好玩的。
物理小制作應(yīng)該考慮物理原理,如自制彈簧秤等。把小制作與學(xué)習(xí)物理知識結(jié)合。不但要去分析它的動作結(jié)構(gòu)原理,還要考慮刻度原理,并積極展開創(chuàng)造性思維,運(yùn)用模仿創(chuàng)新的方法,如遷移、發(fā)散、機(jī)制等思維活動,可能觸發(fā)靈感,從而進(jìn)行一些革新或創(chuàng)新。
〖例三〗 有位中學(xué)生利用這些現(xiàn)象:
⑴用水銀可以做托里拆利實(shí)驗(yàn)測量大氣壓
、扑y裝在U形管中可以制作壓強(qiáng)計
、求w溫計的準(zhǔn)確程度比普通常用溫度計高
他看到體溫計玻璃管中水銀柱很細(xì),從而發(fā)明了“高精度水銀氣壓計”,獲
得了青少年創(chuàng)造發(fā)明獎。
課外實(shí)驗(yàn)與課外制作有許多相同之處。但課外實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),需要自己找材料,自己探索。因此,課外實(shí)驗(yàn)比課堂實(shí)驗(yàn)更能夠鍛煉人的能力。例如,課本上講過潛水艇,但課本上只有照片和原理圖。在課外我們完全可以用簡單的器材,如膠皮管、玻璃管、空墨水瓶、水槽等,制作潛水艇的模型。
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