徐愛輝

受力分析是物理教學(xué)中的一大難點(diǎn),而這一大難點(diǎn)恰恰給剛剛升入高中的學(xué)生首先遇到了。因此,克服這一難點(diǎn)就成為順利銜接初高中物理教學(xué)的關(guān)鍵之一。那么,形成這一難點(diǎn)的原因是什么?如何克服這一難點(diǎn)?筆者根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐,用認(rèn)知心理學(xué)的原理作初步的研究。

一、難點(diǎn)形成的原因

1.受力分析涉及的知識(shí)面廣

受力分析的過程涉及的不是一兩個(gè)知識(shí)點(diǎn),而是由許多個(gè)知識(shí)板塊構(gòu)成的知識(shí)群。這些不同的知識(shí)板塊從力學(xué)一直貫穿整個(gè)高中物理課程。力學(xué)中涉及的重力、彈力、摩擦力就是一些基本的板塊。在實(shí)際應(yīng)用中,為解決某個(gè)物理問題進(jìn)行的受力分析,至少要涉及兩個(gè)以上的力,甚至更多。學(xué)生在單獨(dú)認(rèn)識(shí)它們時(shí)已感不易,當(dāng)很多的力雜合在一起,要求學(xué)生作出正確的判斷,其難度就可想而知了。

2.各個(gè)知識(shí)板塊的難度在高中階段躍升很大

如摩擦力,在初中階段只定性地涉及,其作用一般也只限于阻礙物體運(yùn)動(dòng),而到了高中則要求定量地分析,尤其是靜摩擦力,它的存在、大小和方向都可隨外力的變化而變化。如果更進(jìn)一步,還有摩擦力方向跟運(yùn)動(dòng)方向同向和反向的問題。知識(shí)的難度躍升很大,學(xué)生感到很難掌握。

3.初中階段形成的思維定勢(shì)

如彈力,在初中除了彈簧的彈力外,其余所有的彈力都從日常生活實(shí)例引出,而且都從力的作用效果來進(jìn)行分析,分別把它們叫做壓力、支持力、拉力等等,而不涉及其產(chǎn)生的原因,也不明確地把它們歸入彈力范疇。這主要是為了適合初中學(xué)生的年齡特點(diǎn),為了適合初中學(xué)生的形象思維特點(diǎn),讓學(xué)生易于接受掌握。但這卻給高中受力分析教學(xué)留下了隱患,形成一種不利的思維定勢(shì)。如分析在斜面上下滑的物體受力時(shí),學(xué)生往往會(huì)多出一個(gè)“下滑力”來。又如學(xué)生也常會(huì)將向心力作為一個(gè)獨(dú)立存在的力來分析。這都是初中階段根據(jù)力的作用效果分析受力的思維定勢(shì)所致。

二、受力分析教學(xué)探究

基于上述原因可知,受力分析絕不是幾節(jié)課所能解決的問題。因此,我們?cè)谑芰Ψ治龅慕虒W(xué)中,要掌握一個(gè)長(zhǎng)期的循序漸進(jìn)的策略,一個(gè)反復(fù)矯正不斷鞏固的策略,不能就事論事地教知識(shí),而要著重于在教學(xué)中構(gòu)建學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)上下功夫,在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力上下功夫。

1.準(zhǔn)確有效地建立學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中各個(gè)知識(shí)板塊

在教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)中,各個(gè)知識(shí)點(diǎn)、各個(gè)知識(shí)板塊具有嚴(yán)密的邏輯性和準(zhǔn)確無誤的科學(xué)性。而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸建立起來的認(rèn)知結(jié)構(gòu),是以簡(jiǎn)要的語言文字符號(hào),用記憶的方式保留在大腦中的。因?yàn)閷W(xué)生理解能力的不同,教師教學(xué)方法的不同,所以,教材上的知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)板塊不一定都能有效地納入每一個(gè)學(xué)生的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)中去。由于遺忘的作用,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就不一定很系統(tǒng),他們的知識(shí)容易形成一定的漏洞。某些難懂的知識(shí)點(diǎn),可能在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期里,無法讓學(xué)生搞得很清楚。

2.把知識(shí)板塊進(jìn)一步構(gòu)建成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

應(yīng)該說各個(gè)知識(shí)板塊的正確建立,給受力分析打下了良好的基礎(chǔ)。但各個(gè)知識(shí)板塊建立得好,并不意味著一定能很好地解決問題。各知識(shí)板塊在學(xué)生的頭腦中仍處于分散的、孤立的狀況。我們應(yīng)該把這分散的孤立的知識(shí)板塊有機(jī)地組織起來,建立一個(gè)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),使學(xué)生能根據(jù)解決問題的需要很順利地使用它。

3.使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有層次性、條理性

在教學(xué)中,我們可以這樣引導(dǎo)學(xué)生:因?yàn)槲覀冄芯康膯栴}大多在地球上,所以物體必受重力作用。因?yàn)閺椓σ彩钱a(chǎn)生摩擦力的原因之一,所以彈力必放在摩擦力之前考慮。除了這三種常見力以外,還可能有其他的一些力,如題設(shè)的已知力,將來要學(xué)到的電場(chǎng)力等。在受力分析過程中,我們必須遵從一重力、二彈力、三摩擦(力)、四其他(力)的次序。這樣使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)清晰的層次性、條理性,便于學(xué)生記憶又能在具體應(yīng)用過程中有序可循。

4.使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有“雙向產(chǎn)生式”功能

在物理教學(xué),幫助學(xué)生建立一個(gè)具有雙重功能的指令,它既能指令在具備什么樣的條件下應(yīng)該采用什么樣的動(dòng)作(使用什么知識(shí),得出什么結(jié)論),又能指令欲采取什么動(dòng)作(使用說明知識(shí)得出什么結(jié)論),必須在怎樣的條件滿足之后才能進(jìn)行。在受力分析教學(xué)中,我們要讓學(xué)生明白在什么條件下產(chǎn)生什么力,某力的存在必須滿足什么條件。讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與該知識(shí)的適用條件結(jié)合起來記憶,把所學(xué)的知識(shí)形成條件化的結(jié)構(gòu)。一旦涉及某知識(shí)的條件時(shí),就能在學(xué)生頭腦中映現(xiàn)出相關(guān)的知識(shí)來,要用到某種知識(shí)的時(shí)候,則又能用其條件來進(jìn)行判斷。

總之,在高中物理教學(xué)中,我們要做好“受力分析”這一物理知識(shí)的教學(xué)銜接工作,要努力創(chuàng)造條件,建立鮮明生動(dòng)的物理情景,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的觀察、比較、分析、歸納,使學(xué)生對(duì)各種力從表面上的感知進(jìn)入到深層次的理解。

作者單位:江蘇省海安縣立發(fā)中學(xué)