物理课应重视物理情景教学

1、物理课应重视物理情景教学北京市通州区潞河中学边良教学中发现，学生在学习中遇到的许多问题，都与对问题的物理情景建立、理解有关。很多难题“难”就难在物理情景不清，因此无法运用物理规律解题。对教学中的物理概念、规律理解不好， 也与教师没有设立合适的物理情景进行教学有关。可以说， 学生学习物理的第一步就是建立正确的物理情景：物理问题都是通过某种物理情景呈现的，这与物理学的研究对象是一些有形客体或理想模型密不可分的。从因果关系看，“景”是通过“物”呈现出来的，作用于人的感官才能“触景生情”，物理客体的运动变化产生物理情景，反之，物理情景寓于物理客体的运动变化中。从心理学的角度看，物理情景是指物理问题经过

2、理性思考后在人脑中形成的关于物理现象、物理过程等的反映，即表象。物理情景不完全等同于物理现象，它有两层含义：一是具象，是人脑对具体物理现象形象化的反映；二是概象， 是人脑对某一类物理现象经过抽象概括后形成的模型化的形象。可以看出， 物理情景教学与学生的形象思维培养密不可分，它既是学生学好物理的必要条件，又是思维发展的基础。一、物理情景教学的意义现行高考物理考试说明中关于能力层次的要求中指出： 能够独立地对所遇到的问题进行具体分析， 清楚其物理状态、 物理过程的物理情景。 这就要求我们在物理教学中必须重视物理情景的教学，它具有以下作用：1能够加深学生对物理概念和物理规律的理解物理概念、物理规律都

3、是在分析物理现象的基础上形成的，重视物理现象教学是物理情景教学的一个重要方面。讲授物理概念、 规律时，首先应通过具体事例让学生弄清物理现象，在学生头脑中建立起清楚的物理情景， 也就是说， 应该让学生有足够的感情基础， 然后才是分析、比较、抽象、概括等。下面就位移概念的教学举例说明。位移概念教学中要解决的问题，是让学生认识“位移是矢量，是表示物体位置变化状况的物理量”这一含义，这个概念是在机械运动概念基础上引入的。引入位移概念，可以为学生设置这样的物理情景：在圆形跑道的圆心 O 处同时站着三个人， 其中两个人首先沿着半径点，然后其中一人不动，另一人沿着圆形跑道从 B 走到 C 点，如图OB 走到

4、圆周上的 1 所示。B情景一：开始，两个人从 O 走向 B 的过程中，圆心处的人（假设就是你自己）观察他们是运动的还是静止的？“位置变化”的标志是什么？答：是运动的。因为观察到他们相对参照物（自己）的位置发生了变化，即距离发生变化。师：这表明，位置变化的一层含义是物体相对参照物发生“距离变化”。情景二： 在一人从周围上 B 点到 C 点的过程中。 在圆心处的人观察他是运动的还是静止的？“位置变化”的标志是什么？答：是运动的。因为观察到他相对参照物（自己）的位置发生变化，即方位发生变化。师：这表明，位置变化的另一层含义是物体相对参照物发生“方位变化”。情景三： 在一人从 B 到 C 的过程中，

5、在圆周 B 处的人观察他是运动的还是静止的？ “位置变化”的标志是什么？答：是运动的。因为观察到他相对参照物（B 处的人）的位置发生变化，即距离和方位都发生了变化。师：“位置变化”的含义是物体与参照物之间的距离发生变化、方位发生变化或距离方位同时发生变化。物理上引入一个量位移，用来表示物体的这种位置变化状况。这样设置情景，贴近学生的生活，很容易在学生头脑中形成表象，使学生易于接受，在已有概念的基础上建立新概念， 学生的思维很容易同化和顺应。 这样形成的位移概念， 其矢量性和物理含义是不言而喻的。总之，应当抓住物理现象建立物理情景去讲物理概念，而不能空泛地讲、直接地讲、纯理论地讲。在教学中为使学

6、生的探索、思考更高效，教师应当及时引导，适时提示新旧知识联系的线索，通过精心设置的疑问，把学生引入问题情景中来。当前的物理教学中，部分教师轻视物理现象，对物理情景的建立重视不够，这不能不说是进入了物理教学的一个误区。2能够培养和开发学生的思维能力创设物理情景的过程，是一个丰富学生表象的过程。表象是思维的“细胞”，表象的积累是形象思维的基础。学生可供想象的表象越多，学生的想象力就越强。丰富的想象力，才能使学生的思维从儿童的具体化的形象思维向成人的一般化的抽象思维迁移，从而提高学生的思维品质。 物理情景的重要特征是具有形象性，形象思维是思维发展的基础，而且随着思维的发展， 越是抽象的东西越要借助形

7、象化的方法进行描述，像用电子云描述核外电子的运动情况，用蝴蝶效应描述混沌现象的随机性等。因此，重视物理情景教学，就是重视开发学生的思维能力。3能够强化学生对物理知识的记忆记忆是思维的起点，而感知是记忆的基础。根据思维理论，人的记忆分为瞬时记忆、短时记忆和长时记忆，知识的巩同主要是通过长时间记忆来实现的。这三种记忆既与记忆内容有关，又与记忆材料有关。教师的讲课，语言稍纵即逝，学生听课往往形成瞬时记忆和短时记忆。 如果在听课的同时，为学生创设一些生动的物理情景，通过情景形成的鲜明形象就可以实现长时记忆。 心理学的研究表明： 在人的记忆中， 语言文字信息与形象信息在头脑中储存量的比例是 1:1000

8、 。这说明形象记忆是最基础最主要的记忆方式，跟其他记忆方式相比，形象记忆具有无可比拟的优势。教学中把记忆内容与物理情景相结合，以情景作为记忆载体，就是在发挥形象记忆的作用。常有这样的情况：一个人用到多年前学过的物理知识的时候，他不但能准确回忆出知识本身， 而且也会不由自主地想起当年教师讲课时的音容笑貌和形象事例，这就是情景的作用。如果在教学中轻视物理情景的建立，这不但使学生对物理概念、规律理解不透，而且也使学生无法记忆，学生学到的物理知识犹如无源之水、无本之木，知识缺乏形成过程的分析和情景载体， 因此很容易忘记， 而且一旦忘记很难想起， 因为没有情景载体，缺少联想表象。例如波的概念，学生就缺乏

9、生活体验，第一次学习如不做演示使学生建立正确的波的情景，而一味的画波的图像，结果时间一长，学生不是忘记就是记错。可以说，情景是记忆的线索。二、物理情景教学的途径1加强物理直观教学物理情景通常是通过实物、音响、图形、模型等形象化的东西创设的，解决物理问题时通过形象思维，运用经验、表象、意象等，能迅速、准确地形成物理图景。在高中物理教学中，特别应当重视挂图、课本插图和教学简笔画的应用。挂图和课本插图中有原理示意图，如力的合成图示、绳波的形成等；有情景示意图，如水波的干涉图样、运载火箭升空、布朗运动现象、失重等。这些挂图和插图集趣味性、科学性、形象性于一体，它们所描述的物理现象和原理对青少年具有强烈

10、的吸引力，学生认真看后， 结合他在这方面的生活积累，会产生联想和遐想， 从而形成认识问题和解决问题所需的物理图景或物理模型，以后遇到类似问题，就会触景生情， 诱发解题思路， 顺利实现由感性认识向理性认识的过渡。值得注意的是。挂图和课本插图中的原理图是从实物结构中抽象出来的，在教学中往往习惯于脱离具体物体而作纯知识的解释。 正确讲法应当是首先让学生根据原理图还原成实物图，明确实际情形后再讲物理原理？例如讲日光灯电路的原理时，最好先让学生观察日光灯的实际组成，然后用符号代替实物画出简明电路图，使学生一看到原理图就能跟实物对上号，在他大脑中反映出的是日光灯实际接线的具体情景，在此基础上再讲日光灯电路

11、的应用。这对加强思维训练，培养理论联系实际的能力很有意义。教学简笔画是另一种情景图示，它以生动、直观、形象、简缩、夸张等形式表现出来，能准确地揭示事物的本质， 从而帮助学生建立思考问题的物理情景， 学生不但易于理解， 而且记忆深刻。在教学中应当给予足够的重视。2重视物理实验重视物理实验，不仅因为物理学是一门实验科学，而且还是加强物理情景教学的重要途径之一。 一个物理实验就是一个完整的物理图景。 让学生亲眼看一些物理现象、 亲手做一些物理实验，然后与理论的学习相互对照、验证，可以加深理解，便于形成正确的物理图景。教学中不但教材要求的演示实验、 学生实验要开足开全， 而且还应设法将演示实验改为学生

12、的探索性实验，增加新的演示实验。对于教学中一些难以理解或难以描述的物理情景，通过实验情景可以让学生一目了然。例如微小形变的观察， 不但使学生认识到弹力是物体发生弹性形变产生的， 同时也体会到任何坚硬的物体受力都能发生形变。 验证分子间存在着引力， 可以做下面的实验： 用一水盆装满水，取一比盆口略小的塑料板，在其4 个角各打一小孔，将橡皮筋从小孔穿过，用手拉橡皮筋的另一端提起塑料板， 观察此时橡皮筋的长度， 然后将塑料板放入盆中水面上 （不浸没），用手向上拉橡皮筋。如图 2 所示，这时会观察到：要提起塑料饭，橡皮筋会明显伸长。这种通过宏观效果来体现微观作用的实验方法，也是认识微观现象的普遍方法。

13、对于学生不熟悉的问题，可以通过设计实验情景，让学生亲手实践解决。例如这样一个问题：甲乙两位同学用板凳做“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌，托起长凳的一端，保持凳子水平，然后两人向两侧拉，如图 3 的上图所示。若凳子下面各处粗糙程度相同，但在乙端的凳子上面放了一块砖，哪方将获胜？学生对这样的问题，逻辑思维能力强的可以推理得出结果，相当多的学生只能凭猜测得出结果。 如果教师为学生创设这样的实验情景， 问题便会很快解决， 让学生用两食指将直尺水平托起，并在尺子一端放上橡皮，然后向外移动食指，观察结果。学生通过自己动手实验，会有意想不到的收获。3运用现代化教学手段计算机辅助教学是现代多媒体技术的核心，

14、它将图示、声音、动画、视频影像等多种形式有机地融为一体， 实现了有声可视。 它的物理模拟和可重复性， 使创设的物理情景更加丰富多彩，使物理教学更加形象化。以生动形象的视听效果，模拟再现一些物理现象、物理过程，将瞬息即逝的短暂过程或现象延缓、拉长、重现，做到动中有静、静中有动，不但物理情景非常鲜明形象，而且可以无限地延伸学生的各种感官，拓宽感受的时空领域。心理学的研究表明： 人的大脑对不同信息渠道得到的知识吸收比例是不同的，只从听觉获得信息大约能记住 60，只从视觉获得信息大约能记住70，若把听觉和视觉结合起来使用，那么将会记住感知信息量的86。大脑中存储的信息，绝大部分是通过视觉和听觉获得的，

15、与视觉有关的图像信息包括物理情景信息，占有绝对高的比例。解决物理问题时，若能提供一定量的动态物理情景，展示动态的物理过程，当它与大脑中储存的对该事物的已有感知一致或相近时，原有的感知记忆就会被激活，就能使新旧知识处于“共振”状态，思维被最大限度地激发，从而使学生处于最佳思维状态。4应用物理图示美国数学家蒂恩说：“如果一个特定的问题可以转化为一个图形，那么，思想就整体地把握了问题，并能创造性地思索问题的解法。”在物理教学中，图形用于创设物理情景，具有相同的作用。经常应用的有示意图、矢量图和模型图等。可以用图示表现物理状态情景。如果所研究的问题只与物体的运动状态有关时，只画出物体的某一状态或某几个

16、状态的物理图示即可表现问题的物理情景。例 1 甲乙两人各坐一辆冰车在水平面上游戏，每人连同他的冰车的总质量均为30kg，如图 4 所示。开始，甲推着一个质量是1 5kg 的箱子和他一起以大小为的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面而来。为避免相撞，甲将箱子推给乙，求：（ 1）甲至少以多大速度（相对地面）将箱子推出，才能避免相撞？（ 2）甲在推出时对箱子做了多少功？分析： 这是一个动量守恒问题。动量守恒定律的应用是通过初、末状态列表达式。对于3 个物体作用问题，因为涉及中间物体的速度，必须划分两个系统处理。原题只给出了图甲，但是在划分为两个系统以后， 学生对于初、 末状态所选系统的物理情景容易混淆。 如果补画上状态图乙和丙，并用虚线框隔离，原题的系统和作用情景就一目了然了。可以用图示表现物理过程情景。有一些物理问题要研究物理过程，用物理图示描述物理过程， 一是可以画出轨迹图， 二是通过两个或多个状态反映物理过程， 并在图上标上反映物理过程的物理量如位移等。物理中的运动、做功等都属于此类问题。例 2 一个质量为千克的物体放在光滑水平面上静止，某时刻开始受到一个作用水平力F， F 随时间变化规律如图5 的上图所示，求物体在末的位移和速度：分析： 此题给出的物理情景是：物体受力先作加速运动达到某一最大速度，再作减速