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1、例谈学生物理悟性的培养中学物理 Vo1.29No.072011 年 4 月例谈学生物理悟性的培养何征宇(江苏省武进高级中学江苏常州 213161)现代认知心理学认为,物理新知学习是学习者感知外部信息物理知识,并将外部信息通过同化或顺应等方式融入自身的认知结构或形成新的认知结构的过程.这是一个外部信息和自身的内部智慧相互作用的过程,也是一种产生新看法,形成新思想,感受新体验的心智活动,这个过程就是一个感悟的过程.感悟介于感性认识和理性认识之间,是联结感性与理性的带有生命体验的心灵之桥.因此,重视物理悟性的培养对于学生理性思维的发展,物理智慧的生成具有非常现实的意义.1 拓展知识结构,领会晓悟大量
2、的教学实践表明,学生物理悟性的获得并不是元源之水,无本之木,它源于基础又回归基础.尽管在表面上它与以前获得的知识,经验看起来似乎没有直接的联系,但实际上却是对先前内化的知识,经验,方法,技能所形成的认知图式的再现,迁移,重组,变换和改造.因此,只有不断拓展学生的知识结构,才能让学生在关键时刻眉头一皱,悟上心头.案例 1 对功 的概念的构建 .应该说到了高中,学生对功的学习跨了一大步,功的量度公式由 W=Fs 扩展到 w=Fscosa,提出了正功,负功概念 .继而深入讨论了功能关系,用能的转化来说明功:功是能量转化的量度.这是对功的认识的飞跃.教学实践告诉我们,多数学生的认识并没有做到跟教材同步
3、,他们并没有真正理解功的概念,原因在于功和能都是非常抽象的概念.我们在教学中必须注意不断地通过具体的事例让学生理解各种力所做的功,使学生形成有关功的认知图式.只有真正领悟了力学中功的认知图式后,再学习热学,电学,光学等知识中有关功的内容时,学生才能轻松实现知识的迁移,体现物理的悟性.同样,这些后续知识的学习也会不断充实有关功的内容,使学生对于功的认知图式更为完整.2 创设问题情境,设疑启悟物理课程标准提出了情景探究应用 的学习方式.创设生动,形象,适宜的情景,有利于激活学生的思维,进而刺激学生主动思考,激发学生学习物理的兴趣,求知欲望和饱满的学习热情,促使他们以积极的,旺盛的精力主动探索,在情
4、境中深思,在情境中受感染,在情境中启悟.案例 2 在讲解力的合成和分解时,可创设这样的问题情境,提问学生:细棉线下面挂一只./重物,用一根线时易断还是两根线 r7j时易断?(如图 1)一学生感到很好笑,认为肯定是用一根线时线易断.教师开始演示,一根线提得起重物,而两根夹角较大的细线提重物时,线断了!实验现象立即引发了学生的好奇和质疑:为什么会有两根线的效果反而不如一根线呢?这一情境不仅激发了学生探索的兴趣和进一步学习的动力,也使学生认识到了原有观念的错误,主动地调整,重组认知结构.3 加强实验探究.做中获悟物理实验教学是引导学生通过自己操作,实践,试验,进行探究,发现,思考,分析,归纳等思维活
5、动,最后获得概念,理解或解决问题的一种物理教学形式.通过物理实验的参与,学生在其亲身体验和思考过程中,会主动地发现,构建新的知识,在失败和成功中悟得真知.案例 3 在讲解摩擦力的方向判定问题时,由于受思维定势的影响,学生容易认为摩擦力的方向必与物体运动方向相反,为此,教师应设计与学生原有认知不相符的物理情景,使学生产生认知冲突.情景 l:让学生将课本,橡皮叠放在桌面上,快速拖动课本,使课本从橡皮下抽出来.并设计以下问题启发学生:问题 l:橡皮在此过程中向哪个方向运动了?问题 2:橡皮运动的动力是哪个力?这个力的方向向哪边?问题 3:橡皮相对于课本向哪个方向运动?在教师引导下,学生通过对这几个问
6、题的讨论可得:摩擦力 F 方向与物体的运动方向可以相同也可以相反,滑动摩擦力是阻碍物体间相对滑动的作用力,它的方向与相对运动方向相反.情景 2:让学生用手拈住笔的侧面,使笔杆竖直举在空中,判断笔杆所受静摩擦力的方向.并设计以下问题让学生感悟:问题:判断在下列过程中笔杆所受静摩擦力的方向与运动方向是什么关系?(1)让笔向下匀速运动,(2)让笔向上匀速运动,(3)让笔水平移动.显然在这三种运动中,笔杆所受静摩擦力方向始终向上,与运动方向分别为反向,同向和垂直,而任何一种情况下笔相对于手总有向下运动趋势.因此可得:静摩擦力 F 的方向与物体的运动方向可以相同也可以相反或垂直,静摩擦力是阻碍物体间相对
7、滑动趋势的作用力,它的方向与相对运动趋势方向相反4 构建认知图式,随心生悟物理教学的本质是把大量的物理概念,定理,公式等基础性知识,在学生主动参与,积极构建的基础上,编织成越来越有层次的物理知识网络结构,并使学生体验整个学习过程中所蕴涵的物理思想,物理方法,形成解决问题的方式.一旦学生遇到问题,在一定的情境中相关知识会不召自来主动集结,迅速组成解决问题的强有力机制.而且,这个过程是在瞬间完成的甚至是潜意识的作用,这也是物理悟性的一种典型表现.?l3?2011 年 4 月 Vo1.29No.07 中学物理?物理与实践?绘制竞走频率响应曲线的尝试董俊道(哈尔滨理工大学应用科学学院黑龙江哈尔滨 15
8、0080)时段里的位移,用时,身高波动,姿态等完全理想地重复,这认为脚沿条禽线口避,豇细线表示重心位置样的竞走叫稳定竞走.竞走中运动员姿态稳定地重复表明,2 从摆动观点出发细看竞走的步长运动中各肢体的节段及关节等均不变形,可视运动员为刚性(1)从稳定竞走的竖直状态开始分析.设运动员通过竖e蠕;,写!,I 写#l,-,墒石.;s 茅 0=案例 4 在处理摩擦力相关问题时,教师可以引导学生构建产生式的认知图式(图 2),当学生碰到有关问题时,便能迅速解决,表现出很高的物理悟性.如图 3 所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体,当用力缓慢抬起一端时,木板受到的摩擦力将怎样变化?幽 2解析先判断木板
9、一端抬起的过程中开始受到的是静摩擦力,当转到一定程度时就变成了滑动摩擦力,所以滑动前应利用平衡条件判断静摩擦力大小,根据受力分析(图 4)?14?可知:,=mgsinO,0 增大/也增大.物体相对木板滑动以后,物体受到的为滑动摩擦力,由公式可得:,=t*mgcosO,此时增大-厂减小 .所以整个过程中木板受到的摩擦力将先变大后变小.:/,).兰二二5 适时回顾反思.想通彻悟从学科特点来看,由于物理对象的抽象性,物理活动的探索性,物理推理的严谨性和物理语言的特殊性,决定了正处于思维发展阶段的中学生往往不可能一次地直接把握物理活动的本质,必须要经过多次的反复思考,深入研究,自我调整,即坚持反思性物理学习,才能使学生自己建构的知识与物理本身所具有的知识靠近并达到一致,才能彻悟物理活动的本质特征.可以说没有反思,学生的理解水平就不可能从一个水平升华到更高的水平.在物理教学实践中,教师可引导学生着重反思以下几个方面:自己的思考过程;题意的理解过程;物理问题涉及的知识点;物理过程涉及的物理思想方法;解题的思路,推理,运算和语言表述;物理实验活动的结果 ;等等.
