馬佳

摘 要：物理教學(xué)中通過將學(xué)生難以理解的物理教學(xué)內(nèi)容、物理情景、物理過程等與生活情景進(jìn)行類比，可以很好地化抽象為形象，降低學(xué)生理解的難度，促進(jìn)學(xué)生形成物理學(xué)習(xí)的積極心理，提升教學(xué)效率，提高學(xué)生的自我效能感。

關(guān)鍵詞：生活情景；類比；化解；教學(xué)難點；自我效能感

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0007-3

物理教學(xué)中，教學(xué)的效果很大程度取決于教學(xué)難點的突破。只有有效突破教學(xué)難點，學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)才能繼續(xù)。然而，有時受制于學(xué)生的知識儲備、生活閱歷、思維水平等，要突破教學(xué)難點并不容易。通過類比把學(xué)生已有的知識、熟悉的生活現(xiàn)象、生活物品、事件與抽象的物理概念、物理方法、難以理解的物理情景、需要學(xué)習(xí)的新知識等建立聯(lián)系，增加學(xué)生的直觀體驗，對教學(xué)難點的突破有很大幫助。

1 通過類比構(gòu)建難以理解的物理概念

物理概念是物理學(xué)科的基石。概念的教學(xué)于物理教學(xué)而言有著十分重要的作用，“讓學(xué)生掌握好物理概念是物理教學(xué)成功的關(guān)鍵”。學(xué)生覺得物理難學(xué)的一個最重要的原因就是概念沒有掌握好。然而，物理概念高度濃縮，且比較抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來的確有難度。通過生活情景等的類比，化抽象為形象，可以幫助學(xué)生降低理解的難度，從而化解概念教學(xué)的難點。

案例1 加速度的理解

加速度可以說是學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中的第一個分水嶺。學(xué)生學(xué)到加速度時，開始出現(xiàn)嚴(yán)重的兩極分化。很多學(xué)生對加速度的概念、物理意義的理解存在很大的問題。例如：加速度就是增加的速度；速度越大加速度越大；速度變化越大加速度越大。不能掌握加速度的概念對后續(xù)勻變速直線運動的規(guī)律、力與運動的關(guān)系等的學(xué)習(xí)會造成很大的障礙。

造成學(xué)生學(xué)習(xí)加速度困難的原因有三：

第一，學(xué)生不理解什么是變化率，把變化快慢和變化量（變化的大?。┗煜?/p>

第二，學(xué)生僅從字面意思來理解加速度，很容易產(chǎn)生如下錯誤認(rèn)識：加速度是增加的速度；只有加速運動的物體才有加速度；減速運動的物體具有減速度……

第三，對比值定義法的本質(zhì)不理解。不理解比值法定義的內(nèi)涵，只是把比值法當(dāng)成一種機(jī)械的操作，學(xué)生不明白為什么要用速度的變化Δv比完成這一變化的時間Δt，學(xué)生就很難理解加速度的物理意義。甚至認(rèn)為加速度減小，速度就減?。患铀俣仍黾?，速度就增加。

教學(xué)中可作如下類比幫學(xué)生理解加速度：

第一，從生活事例出發(fā)，理解什么是變化的快慢，從而讓學(xué)生理解比值定義法的核心思想和物理內(nèi)涵。銀杏樹長高15 m，需要1000年，而雨后春筍兩天可以長高到約15 cm，誰長得快？讓學(xué)生體會到，要比較就要選擇相同的標(biāo)準(zhǔn)，長高單位長度所用的時間，或者單位時間所長高的長度。

第二，加速度變化與速度變化關(guān)系的理解，尤其是讓學(xué)生理解加速度減小的加速運動?？梢韵韧ㄟ^生活實例：學(xué)生有過吹氣球的經(jīng)歷，在吹氣球的過程中，可以發(fā)現(xiàn)隨著氣球內(nèi)空氣容量的增加，氣球的半徑增加越來越慢。然后，再通過物理例子讓學(xué)生明白，判斷在直線運動中物體加速還是減速的依據(jù)是：物體的加速度與速度同向物體做加速運動；物體的加速度與速度反向物體做減速運動。

2 通過類比構(gòu)建物理情景化解思維誤區(qū)

在習(xí)題教學(xué)中，很多學(xué)生往往由于對習(xí)題中的物理情景理解不透徹而讀不懂題意或者曲解了題目的意思。當(dāng)學(xué)生對習(xí)題教學(xué)中的物理情景不理解時，通過學(xué)生熟悉的事例、物品等類比鋪設(shè)臺階，能夠化解學(xué)生理解的難度，幫助學(xué)生順利建立物理情景，從而突破教學(xué)的難點。

案例2 豎直上拋的分解

學(xué)習(xí)運動的合成與分解后，學(xué)生知道了合運動與分運動的等時間性、獨立性、等效性，要求學(xué)生會分解豎直上拋、豎直下拋、平拋、斜拋等。學(xué)生對豎直上拋的分解存在很大問題，很多學(xué)生分解豎直上拋時總是以最高點為界，分解為前半段的勻減速直線運動和后半段的自由落體運動。對于這個典型的錯誤，多次糾正后依然有不少學(xué)生出錯，依然把豎直上拋分解為一個豎直向上的勻減速運動和一個自由落體運動的合運動。學(xué)生出錯主要是講解豎直上拋的分解時不夠形象，學(xué)生印象不深刻，學(xué)生學(xué)習(xí)這一知識點基本靠死記硬背，沒有理解，所以過一段時間學(xué)生就忘記了。教學(xué)中利用生活中拍黃瓜的情景進(jìn)行類比，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考，能夠幫助學(xué)生邁過這一理解的難點。教學(xué)過程如下：

師：現(xiàn)在有一條黃瓜要一分為二，可以怎么分？

生：可以分成等粗的兩段或者等長的兩半。

師：運動的分解應(yīng)該滿足什么條件？

生：等效性、等時性。

師：什么是等時性？

生：每個分運動的時間都等于合運動的時間。

師：請思考把豎直上拋分解為前半段的勻減速直線運動和后半段的自由落體運動，豎直上拋從拋出到最高點做勻減速直線運動的時間設(shè)為t1，從最高點做自由落體到拋出點的時間為t2，從拋出到落回拋出點的時間為t，t1、t2、t三者之間是什么關(guān)系？是否滿足合運動與分運動的等時性？

生：t=t1+t2，t1

師：很好，運動的分解要求每一分運動與合運動的時間，t=t'1=t'2，就好比拍黃瓜時，要求按照等長剖成兩半，而不是切成兩段。此外，我們還要注意：分運動是同步進(jìn)行的（同時開始，同時結(jié)束）。那豎直上拋運動究竟應(yīng)該怎樣分解呢？我們可以從豎直上拋的特點入手，運用力與運動的關(guān)系進(jìn)行分析。

生：豎直上拋運動有向上的初速度，僅受重力的作用。采用控制變量法分析：初速度向上，如果沒有重力，則物體向上做勻速直線運動；如果僅受重力，沒有初速度則物體做自由落體運動。所以，豎直上拋分解為同步進(jìn)行的向上的勻速直線運動和自由落體運動。

3 通過類比深化物理思想方法的理解

物理教學(xué)中多途徑滲透物理思想方法的教育是物理課堂的重要使命，但是有時候數(shù)學(xué)知識的滯后，會給學(xué)生的理解帶來不小的難度。例如：在高中物理必修1第一章瞬時速度，第二章用圖像法推導(dǎo)勻變速直線運動的位移公式，必修2探究重力做功與重力勢能的關(guān)系等的學(xué)習(xí)時，就需要學(xué)生理解微元法，但是此時數(shù)學(xué)還沒有接觸微元法，學(xué)生對這一以極限思想為基本思想，設(shè)微小的單元，討論它趨向于零時的極限情況的方法的理解有很大難度。

案例3 類比花壇化解微元法理解難度

在探究重力做功的特點時，需要探究物體沿不同路徑下落相同高度h，重力所做的功。為使得出的結(jié)論更具一般性和說服力，需要推導(dǎo)物體沿任意曲線下降高度h，重力所做的功。此時就要用到微元法，把曲線分成若干段，每一小段都可以看成直線。不少學(xué)生對此很不理解，一臉茫然。教師進(jìn)一步解釋，地球表面是曲面，我們的運動場只是地球表面若干小塊中的一塊，它是平面，道理是一樣的。這樣的類比解釋后，還有學(xué)生不理解。其實，教師只要引入花壇做更形象的類比就很容易化解這個難題。給學(xué)生展示圖1，從遠(yuǎn)處看整個花壇是圓弧，但近看砌花壇的瓷磚每小一塊都是平面，還可讓學(xué)生課后去觀察學(xué)?；蛘邔W(xué)校附近拐彎處的花壇，增加體驗。

4 通過類比化解對運動過程的理解難點

教學(xué)過程中，學(xué)生能夠理解運動過程，順利構(gòu)建物理模型，是解決物理問題關(guān)鍵的一步。然而，由于高中物理所研究的問題的復(fù)雜性和抽象性，學(xué)生理解起來有一定的難度。通過生活情景或者生活物品形狀的類比可以輔助學(xué)生理解，從而降低難度。

案例4 帶電粒子不垂直射入勻強磁場的運動軌跡

帶電粒子垂直進(jìn)入磁場，帶電粒子受到總垂直于磁場方向和運動方向的洛倫茲力，在磁場中做勻速圓周運動，但當(dāng)帶電粒子射入方向與磁場方向不垂直的時候，粒子做什么運動？其軌跡又如何？將速度v0分解為沿磁場方向的分量v0x和垂直于磁場方向的分量v0y，如圖2所示。

由圖2，根據(jù)左手定則，帶電粒子垂直于磁場方向的分速度v0y產(chǎn)生垂直于紙面向里的洛倫茲力f=qBv0y=qBv0sinθ，在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運動，而在沿B的方向不受力，有速度v0x做勻速直線運動。帶電粒子的運動可以看作上述兩個分運動的疊加，此時帶電粒子的運動軌跡為等距螺旋線，如圖3所示。

然而，分析過程雖然學(xué)生能夠理解，但是由于學(xué)生思維能力的不足，以及該軌跡的形狀比較抽象，對軌跡形狀為等距螺旋線的理解存在一定的難度。為了輔助學(xué)生理解，可以用拉伸的彈簧來類比該軌跡的形狀，通過這一簡單的類比，抽象的等距螺旋線立刻就能變得形象。

5 結(jié)束語

高中階段，學(xué)生的思維雖然得到了進(jìn)一步發(fā)展，開始從“經(jīng)驗型”形象思維向“理論型”轉(zhuǎn)化，進(jìn)行抽象邏輯思維轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)折期，但學(xué)生的抽象思維能力比較低，還更多依賴于形象思維。高中物理相對于初中物理而言復(fù)雜、抽象，學(xué)生會因為對一些抽象而陌生的物理概念、物理模型的學(xué)習(xí)，物理情景的構(gòu)建，運動過程的分析感到困難而失去學(xué)習(xí)物理的興趣。在物理教學(xué)中，應(yīng)該充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗，進(jìn)行類比幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)過程中的難點，促進(jìn)學(xué)生形成物理學(xué)習(xí)的積極心理，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和自我效能感，從而提升物理教學(xué)的效果。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 趙保鋼）