由一道错误的高考物理概念题引发的思考与尝试

众所周知：要学好物理，必须善于观察，勤于思考，勇于探究.物理概念可谓物理学大厦的基石，学生能否形成清晰而准确的物理概念，能否真正理解概念，直接影响其对物理的兴趣和信心，而学好物理概念需要学生积极的思考而不是简单的记忆.笔者以为，作为基础物理教育工作者更要加强思考，敢于质疑，不迷信权威，追求对概念的更为科学的理解，这样在概念教学时不致模棱两可，才能让学生明晰概念的深刻内涵和外延成为可能.有时，在物理概念教学过程中，我们往往不对所谓的基本概念加以深入分析，甚至对有些概念的认识存在偏差；越是常见、简单的基本物理概念却越容易为我们教师所忽视，尤其在高一物理起始阶段的概念教学中，有些基本概念，在教学后，学生对其的认识和理解是混沌的、模糊不清的，若不加以澄清，会给学生添加不必要的困惑以及对物理的无谓恐惧，甚至会让学生动摇对学好物理的信心和失去对物理学习的兴趣.因而，我们要十分重视高中物理起始阶段概念教学的有效性.

对物理概念的认识和理解存在偏差不仅常见于学生学习物理概念以及应用物理概念解决问题时，而且在许多教辅资料中也时有出现，甚至有时也会出现在一些重大的选拔性的考试――高考中.要做到概念教学的有效或者高效，并不是一件容易的事.我们教者首先得深刻理解概念及其外延，而不能想当然，照本宣科，甚至断章取义，这样势必造成学生对物理学习的无所适从，尤其是在高中物理起始阶段的概念教学上，更要引起我们高度的重视，否则我们的教学是低效甚至是负效的.笔者针对高一学生刚刚学过的几个重要的基本概念做了一个简单的问卷调查，被试来源于本市最好的四星级高中以及一般的三星级高中，结果发现，学生对质点、位移、矢量、速度，平均速度以及加速度等的认识和理解存在很大的问题，应该说，这些问题有相当一部分是由概念教学的低效甚至负效所引起.比如，学生认为：物体小就可以看成质点，匀速直线运动的物体都可以看成质点；只要有方向的物理量就是矢量；加速度减小速度必减小；平均速度等于路程比时间等等.限于篇幅，下面仅简要介绍笔者在质点和加速度教学中的一些有益尝试和体会，以期我们教者能更重视并更正确地实施高中物理起始阶段基本概念的教学，不当之处，恳请斧正.

一、关于质点的有效教学尝试

建立物理模型是物理学中一种十分重要的方法，它是一种高度抽象的理想客体和形态，它最明显的特点是对原型做了极度的简化和纯化的处理，突出了决定事物状态、影响事物发展变化的基本联系，从而使我们借助模型顺利地研究问题.质点就是运用了理想化的方法，突出物体的主要因素，而忽略物体的次要因素，是一种理想模型.那么在质点概念教学时如何做到有效或者高效？笔者做了一些尝试，在激发学生兴趣和思辨上起到了较好的效果.比如，笔者在课堂上不惜花一定时间让学生小组讨论：什么是质点？为什么要引入质点？引入质点时体现了什么物理思想方法？把物体看成质点的条件是什么？当然，笔者已让学生对这四个问题做了预习，为讨论创造了前提.应该说弄清了这四个问题，也就认识了质点的内涵和外延.尤其是第二个问题，让学生明白了引入质点的深远意义，第三个问题加强了学生对物理思想方法的重视；对于第四个问题，笔者列举了地球、乒乓球、子弹、活塞，并让学生讨论在什么情况下（即在什么研究问题中）可以看成质点，什么情况下不能看成质点，实际课堂教学中，学生举出了许多有说服力的实例，如研究地球绕太阳运行时间时，可以把地球看成质点，研究地球自转时各点的运动快慢时不能把地球看成质点；研究活塞在汽缸中的运动速度时可以把其看成质点，而研究汽缸内气体对活塞的作用力时不能把其看作质点等.进而追问学生：是不是大物体不能看质点而小物体能看成质点？是不是平动的物体（物体中各点的运动情况都相同）可以看成质点而转动的物体不能看成质点？这样让学生深刻领悟了把物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，从而较好体现了对质点概念教学的有效性，实际反馈训练效果良好.

二、关于加速度的有效教学尝试

加速度概念较为抽象，学生较难掌握，尤其是速度变化量的方向、加速度的方向以及速度方向学生难以辨析；学生不难理解加速度反映了速度变化快慢，但在加速度增加或减小时，速度如何变化这类问题上，错误层出不穷，如何让学生更深刻的认识到加速度的增大或减小不是速度增大或减小的决定因素关键在加速度的方向与速度方向的关系上呢？笔者在教学过程中做了大胆尝试.在运动学中，加速度的方向对学生来说是抽象的难以理解的；笔者在教学时，利用学生初中已有的简单动力学知识：物体的运动状态改变是由于受到力的作用而且是非平衡力的作用，那么在变速直线运动中，显然，物体要受到力；假如，力的方向与速度方向一致，物体的速度将怎样？反之又怎样？在此基础上，联系加速度方向和速度方向的关系对速度大小的影响，发现两者有相似之处：当力的方向（加速度的方向）与速度方向一致，加速；反之减速.于是，大胆让学生猜想：力的方向（随着力学知识的学习，学生以后会注意到是合力）和加速度方向一致；这里教师可以指出其猜想的正确性不必让学生深刻理解二者的一致性（可告诉学生以后学牛顿第二定律时会彻底解决）.另外，创设一个情境：同一个物体静止在光滑的水平面上，分别用较大的力和较小的力，问哪个速度增加得快；这个问题学生不难回答（教师可指出对同一物体力的大小对应着加速度的大小）.这样在遇到加速度增加或减小时速度是怎样变化的问题时，学生可转化为力增加或减小速度怎样变并会考虑力的方向与速度方向是否一致.事实证明，学生解决问题的正确率大大提高.

综上所述，在高中物理起始阶段我们应高度重视基本概念的有效教学，尽可能科学地、创造性地解决学生的疑难和困惑，从而既大大减轻学生的负担又不断提高教学效率.