高中物理起始教學(xué)中幾個(gè)難點(diǎn)的分析與突破

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 2004年江蘇省教育學(xué)會(huì)一等獎(jiǎng)?wù)撐母咧形锢砥鹗冀虒W(xué)中幾個(gè)難點(diǎn)的分析與突破姜堰市蔣垛中學(xué) 王述平 俗話說“萬事開頭難”，而對(duì)于本來就難教、難學(xué)的高中物理來說，起始階段的教學(xué)就更加困難。內(nèi)容多與課時(shí)少的矛盾使得高中物理教師不可能再像初中那樣講解得細(xì)致入微，需要學(xué)生較多的獨(dú)立思考和領(lǐng)悟；高中物理的內(nèi)容也更加復(fù)雜，應(yīng)用更加廣泛，對(duì)學(xué)生的形象思維以及抽象思維能力的要求都相對(duì)提高。在以前的教學(xué)中我們常發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：剛進(jìn)入高中的學(xué)生對(duì)高中物理的神秘世界充滿了幻想，他們滿懷希望地投入到高中物理的學(xué)習(xí)之中，但是，當(dāng)他們一次次經(jīng)歷著“一聽就懂，一做就錯(cuò)”的無奈后，

2、學(xué)好高中物理的信心受到嚴(yán)重的打擊，于是，一批一批的學(xué)生在一個(gè)一個(gè)的學(xué)習(xí)障礙面前退縮這種現(xiàn)象的發(fā)生值得我們深思。筆者認(rèn)為，學(xué)生能否盡快適應(yīng)高中物理的學(xué)習(xí)要求，并保持持久的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)鍵在于教師能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙。本文就以對(duì)高中一年級(jí)物理起始兩章的部分教學(xué)難點(diǎn)的分析為例，來談一些有關(guān)發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)、突破難點(diǎn)的教學(xué)思路。 1. 靜摩擦力F圖1G圖2V圖3FCBA圖5VAB圖4學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了摩擦力，進(jìn)入高中后需要進(jìn)一步研究摩擦力的存在、摩擦力大小和方向。其中對(duì)于靜摩擦力的理解與判斷將是一個(gè)較大的難點(diǎn)，原因在于靜止物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢”是一個(gè)非常抽象的概念。像圖1中物體在外

3、力F作用下保持靜止、圖2中靜止在斜面上的物體、圖3中斜向上勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上相對(duì)靜止的物體等，這幾種情況中物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢都比較明顯。但是，像圖4中保持相對(duì)靜止并一起做變速運(yùn)動(dòng)的A、B兩物體，以及圖5中A、B、C三個(gè)物體疊放在一起，在外力F的作用下保持靜止，這些物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢就較難判斷了。筆者認(rèn)為突破這一難點(diǎn)的有效方法應(yīng)是加強(qiáng)思維方法的指導(dǎo)，并且要注意堅(jiān)持循序漸進(jìn)的教學(xué)原則?？梢灾笇?dǎo)學(xué)生分別從兩種不同的角度來進(jìn)行分析和推理：一種是先假設(shè)沒有靜摩擦力存在，分析物體能不能保持相對(duì)靜止？如果能保持相對(duì)靜止，則說明就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢。反之，由將要發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，不但可以判定物體存在相對(duì)運(yùn)

4、動(dòng)的趨勢，而且還能知道這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向；另一種是根據(jù)靜摩擦力是被動(dòng)力的特點(diǎn)，先假設(shè)物體間存在某一方向的靜摩擦力F，然后分析物體的受力情況，由物體保持相對(duì)靜止的條件，建立力學(xué)方程，解出靜摩擦力F的大小與方向，并檢驗(yàn)假設(shè)是否正確。前一種方法適合于分析比較簡單的情況（可以直接判斷出物體在不受靜摩擦力作用時(shí)能否保持相對(duì)靜止），而后一種方法更具有普遍意義，但是這種方法的運(yùn)用必須建立在具備分析受力的基本技能、能熟練應(yīng)用有關(guān)力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)之上才能順利進(jìn)行。對(duì)于圖1、圖2 、圖3所示的情況，學(xué)生只需要觀察（實(shí)質(zhì)上是運(yùn)用了前一種方法）就能判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的存在，但這也是指導(dǎo)后一種思維方法的契機(jī)。方法的滲透

5、應(yīng)從簡單的問題著手。對(duì)于剛進(jìn)入高中的學(xué)生來講，在“第一章”學(xué)習(xí) “靜摩擦力”這一知識(shí)時(shí)，應(yīng)該把思維方法的掌握作為重點(diǎn)，討論的問題充其量只能到圖4中保持勻速運(yùn)動(dòng)的情況，至于變速運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)放到學(xué)過“第三章 運(yùn)動(dòng)定律”之后，圖5的問題放到學(xué)習(xí)了“第四章·物體的平衡”、掌握了隔離體解題法之后再研究（筆者不贊同將第一、四章合并教學(xué)的做法），這樣處理不至于開始就將學(xué)生難倒，對(duì)該難點(diǎn)的突破也非常有效。2. 力的合成與分解（1）解“力三角形”HLROF2F1GOAB圖7FF1F2圖6學(xué)生在初中雖然有力的圖示的基礎(chǔ)，有對(duì)平行四邊形法則的初步印象，但是，在理解表示力的有向線段時(shí)，其中“長度”的前概念會(huì)

6、時(shí)常干擾著對(duì)“力的大小”的認(rèn)識(shí)，使得學(xué)生在解“力三角形”時(shí)始終沒有解幾何三角形那么自如。在遇到“力三角形”之前，學(xué)生對(duì)力的圖示法往往是抱著一種被動(dòng)接受的態(tài)度，而且“標(biāo)度”會(huì)時(shí)刻提醒學(xué)生有向線段的長度就表示力的大小。到了求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合力時(shí)（圖6所示 ），將長度轉(zhuǎn)換成力的大小并利用三角形的知識(shí)解出：在這個(gè)過程中學(xué)生對(duì)“數(shù)”、“形”轉(zhuǎn)換就會(huì)感到別扭，以至于在實(shí)際應(yīng)用中只能死套公式，而不能靈活應(yīng)用三角形的知識(shí)去解已知條件不同的力三角形。比較典型的例子就是學(xué)生對(duì)圖7所示分解小球重力G時(shí)由兩個(gè)陰影三角形相似，建立等式感到難以理解。學(xué)習(xí)心理學(xué)的理論告訴我們，學(xué)生的認(rèn)識(shí)主要取決于他們頭腦中原有的圖

7、式，而不完全取決于教師的講述圖式不能被拋棄，我們只能對(duì)舊圖式加以改造和轉(zhuǎn)換，使之成為新的圖式。學(xué)生之所以不能靈活應(yīng)用幾何三角形的知識(shí)解“力三角形”，主要原因是“力三角形”的圖式?jīng)]有真正建立。因此，為了幫助學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)“長度”到“力大小”、“幾何三角形”到“力三角形”的圖式轉(zhuǎn)換，就要讓學(xué)生充分參與“求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合力”的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)其中的研究方法，并且重視用作圖法求共點(diǎn)力合力的練習(xí)，讓學(xué)生在圖示法求合力向解析法求合力的逐步過渡過程中領(lǐng)悟“形”向“數(shù)”的轉(zhuǎn)換（筆者贊同“圖示法求合力”也要考查）。試想，如果是將平行四邊形法則以及有關(guān)公式直接告訴學(xué)生，再用練習(xí)來強(qiáng)化記憶，學(xué)生頭腦中的圖式就不可

8、能得到真正的轉(zhuǎn)換，理解和應(yīng)用能力就難以得到提高。（2）分解一個(gè)力在力的分解過程中關(guān)于被分解的力（合力）有哪幾個(gè)作用效果是一個(gè)十分抽象的問題，學(xué)生由于缺少這方面的感性認(rèn)識(shí)，因而對(duì)此問題感到很困難。教學(xué)中突破這一難點(diǎn)的最好方法是設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)，如：圖8中臺(tái)秤讀數(shù)的減小顯示了斜向上拉力F具有豎直向上的作用效果、用軟板可演示鐵塊由于重力對(duì)斜面的作用效果（圖9）以及讓學(xué)生通過圖10所示的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)重力對(duì)支架的作用效果等，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)逐步上升到理性思維。 F圖8圖10G圖9在“力的分解”教學(xué)中還應(yīng)該講究一定的策略。我們認(rèn)為在“第一章”的教學(xué)中，研究力的分解只需要針對(duì)合力的幾個(gè)作用效

9、果比較明顯的一些情況（類似課本上的例題、習(xí)題），而對(duì)于合力作用效果復(fù)雜的分解力問題暫時(shí)沒有必要涉獵。一方面在解決靜力學(xué)的有關(guān)問題時(shí)應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件比用分解力的方法顯得更容易理解；另一方面復(fù)雜的力的分解問題對(duì)以后力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)沒有太大的價(jià)值，而且隨著力學(xué)知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)，學(xué)生分析受力的能力將進(jìn)一步提高，到那時(shí)學(xué)生認(rèn)識(shí)合力的幾個(gè)作用效果將不再感到困難。因此，我們沒有必要在這個(gè)時(shí)刻、在這一問題上去“為難”學(xué)生。3. 加速度加速度是學(xué)習(xí)高中物理將遇到的第一個(gè)較難的新概念，而且是一個(gè)十分重要的概念?！八俣茸兓目炻北旧砭捅容^抽象，加上“速度”、“速度變化的大小”、“速度變化率” 以及加速度的方向與速

10、度變化的關(guān)系等概念或規(guī)律交織在一起，很容易造成學(xué)生對(duì)加速度的有關(guān)問題混淆不清，使學(xué)生感到無所適從，給學(xué)生帶來極大的心理障礙。教學(xué)中不能只告訴結(jié)論，應(yīng)該十分重視結(jié)論歸納的過程。讓學(xué)生從身邊事例的分析、對(duì)比過程中體驗(yàn)、感悟，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概括和抽象。我們可以先列表給出汽車和火車起動(dòng)階段速度變化的有關(guān)數(shù)據(jù)。比較數(shù)據(jù)后得出汽車和火車的速度都在變化，而且變化都是均勻的；汽車和火車速度變化的快慢不同。于是提出問題：不同的物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，怎樣表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度變化的快慢呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶運(yùn)動(dòng)快慢的表示方法。通過類比猜測：速度變化的快慢可以用速度的變化量與所用時(shí)間的比值來表示。利用表格數(shù)據(jù)進(jìn)行

11、計(jì)算，對(duì)猜測加以檢驗(yàn)。用符號(hào)t、v0、vt代替數(shù)據(jù)，得到加速度的定義式。引導(dǎo)學(xué)生由加速度的定義式得出加速度的定義及推導(dǎo)出加速度的單位。用具體數(shù)據(jù)比較不同物體的速度和加速度，引導(dǎo)學(xué)生得出：速度大加速度不一定就大；速度變化大，加速度不一定也大。用具體事例讓學(xué)生計(jì)算向右加速、向右減速、向左加速、向左減速四種情形的加速度值。讓學(xué)生通過比較得出加速度正負(fù)號(hào)的意義，并概況出a、v同向?yàn)榧铀?，a、v反向?yàn)闇p速。4. 運(yùn)動(dòng)圖象圖象法是物理學(xué)的一種重要研究方法，運(yùn)動(dòng)圖象的學(xué)習(xí)又是高中圖象法的入門。學(xué)生理解運(yùn)動(dòng)圖象的困難主要來自于數(shù)學(xué)知識(shí)向物理情景遷移過程中的障礙。例如：在圖11位移圖象中學(xué)生不容易理解AB段表示

12、靜止?fàn)顟B(tài)，并且學(xué)生總以為圖11所示的位移圖線就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡；還有對(duì)圖12、圖13 中圖線的斜率以及圖15、圖16中的陰影面積S所表示的物理意義感到很難理解OtsACB圖11Otv圖13stO圖12Oxy圖14OvvtS圖15tVOtStv0圖16教學(xué)中突破這一難點(diǎn)的做法：一是引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)坐標(biāo)軸所表示的含義，從分析圖線上點(diǎn)的物理意義著手來理解圖線反映的物理過程。如：圖11中縱坐標(biāo)s所表示的是質(zhì)點(diǎn)對(duì)起點(diǎn)的位移，OA段上各點(diǎn)的位移逐漸變大，表明質(zhì)點(diǎn)是向同一方向（沿直線）運(yùn)動(dòng)，AB段上各點(diǎn)對(duì)起點(diǎn)的位移不變，表明質(zhì)點(diǎn)是在這一位置保持靜止，BC段上各點(diǎn)的位移逐漸變小表明質(zhì)點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)；二是要重視數(shù)學(xué)

13、函數(shù)圖象向物理圖線的轉(zhuǎn)換。教學(xué)中常發(fā)現(xiàn)，圖象即使不變，坐標(biāo)軸的符號(hào)換成了物理量的符號(hào)，學(xué)生往往不能由函數(shù)和自變量的關(guān)系順利遷移到對(duì)物理過程的理解。因此，要從學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)出發(fā)，抓住函數(shù)關(guān)系式這一要素，把實(shí)際的物理量賦予數(shù)學(xué)變量之中，將數(shù)學(xué)函數(shù)圖象轉(zhuǎn)換成物理圖線。例如：圖14的函數(shù)關(guān)系式是ykx，k是圖線的斜率，ktan，那么圖12就相當(dāng)于將圖14中的y換成了位移s 、x換成了時(shí)間t，svt就是圖線對(duì)應(yīng)的關(guān)系式，所以，v就相當(dāng)于k，即圖線的斜率就等于速度v（同理，圖13中圖線的斜率就等于加速度a）；三是要從簡單圖線著手，著眼于方法的指導(dǎo)，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖能力。前面對(duì)函數(shù)ykx圖象與svt圖

14、線進(jìn)行的詳細(xì)對(duì)比就是基于這種考慮。再例如：要讓學(xué)生能夠理解vt圖線包圍的面積就等于對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移，就要先從勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象出發(fā)，根據(jù)svt，而vt就等于圖15中陰影部分的面積S。對(duì)于勻加速運(yùn)動(dòng)的情況（速度圖線如圖16所示）還要結(jié)合極限的知識(shí)總結(jié)出，當(dāng)每一小段時(shí)間間隔無限減小時(shí)，vt圖象下方的面積就等于階梯形折線下方對(duì)應(yīng)各長方形面積總和，即等于勻變速運(yùn)動(dòng)的位移。5. 勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用的難度在于公式多、物理量多且其中的矢量還有正負(fù)符號(hào)之分、運(yùn)動(dòng)過程的復(fù)雜或不確定（比如剎車后還要考慮什么時(shí)候停止等），對(duì)學(xué)生分析與綜合能力的要求很高。教學(xué)中切忌急于求成，如果學(xué)生對(duì)有關(guān)公式

15、還混淆不清就去研究較為復(fù)雜的問題，容易把學(xué)生搞得灰心喪氣。筆者認(rèn)為熟能生巧的觀點(diǎn)對(duì)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用的教學(xué)很有指導(dǎo)意義。首先要求學(xué)生熟記公式 、，并且要理解公式中各個(gè)物理量的含義，是矢量的還要搞清楚何時(shí)取正？何時(shí)取負(fù)？；然后通過對(duì)各種較為簡單運(yùn)動(dòng)過程的反復(fù)研究，熟悉公式，逐步結(jié)累公式的使用方法和技巧。加強(qiáng)一題多解，一題多變的演練，提高應(yīng)用公式的熟練程度，讓學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的調(diào)用公式；一旦學(xué)生公式熟練、運(yùn)用靈活，學(xué)生的能力就自然而然會(huì)提高，這時(shí)候再去研究較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題學(xué)生就不會(huì)再感到困難了。以上只是討論了高中物理起始教學(xué)中有代表性的五個(gè)難點(diǎn)，我們的體會(huì)是，高中物理起始教學(xué)難點(diǎn)的形成首先是由于學(xué)生起始學(xué)習(xí)的原因，其次在于思維難度較大以及需要在物理情景中靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。分析教學(xué)難點(diǎn)不能忽視對(duì)學(xué)生的研究，難點(diǎn)的位置找準(zhǔn)了，才有利于找到突破難點(diǎn)的有效方法。突破難點(diǎn)，首先要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)以及知識(shí)和能力的基礎(chǔ)狀況制定分階段的教學(xué)目標(biāo)，循序漸進(jìn)、螺旋上升。要用發(fā)展的眼光來面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，高中基礎(chǔ)年級(jí)的物理教學(xué)最忌諱就是不切實(shí)際地拔高要求、搞一步到位；其次要切實(shí)改進(jìn)教學(xué)方法，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開展探究性教學(xué)，充分展示知識(shí)的形成過程，使學(xué)生領(lǐng)悟知識(shí)的本質(zhì)以及接受