物理教学中存在的问题_物理教学中的化难为易
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摘 要：实验法、类比法、等效法、物理模型法、问题讨论法、谐音口诀记忆法、反证反演极端分析法、利用多媒体等八个方法，是物理教学中化难为易的有效方法。 关键词：物理教学；化难为易；方法
中图分类号：G712
文献标志码：A
文章编号：1002－0845(2007)03－0051－02
收稿日期：2006-04-10
作者简介：焦秀烨(1954-)，女，哈尔滨人，副教授，从事物理教学与研究。
物理教学化难为易的方法大致有下列八种：
一、实验法
物理思维的最大特点是物理形象和物理概念的不可分离性。教学实践表明，学生学习物理时的“难以理解”，主要是“难以想象”造成的。造成物理教学低效率的原因，从思维方面看，关键问题就在于严重地忽视了形象思维能力的培养。丰富感性认识是防止抽象、帮助学生理解和掌握知识的有效手段，而感性认识的获得源于实践或实验。因此要努力创造条件，注重课堂演示实验(包括实验、模型、图示、实物等)，同时要求学生亲自动手做一些实验(包括分组实验、课后小实验、小制作等)，学生通过观察、实践和思考，丰富感性认识后，对物理概念或规律、定律或原理的理解就会深刻，对新的知识的感受就会比较深刻。
二、类比法
根据认知心理学原理，在学习新知识时，最好能找到一种联系，让新旧知识之间相互沟通，而类比就是建立新旧知识之间联系的一座桥梁。高职生处于从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，其中具体形象思维仍起重要作用。对一些概念抽象、难以直接用实验来加强感性、且学生又未充分具备知识基础的教学难点，用类比的方法往往可以收到化抽象为具体、化模糊为清晰、化生疏为熟悉的效果，使新的知识顺利地纳入到学生已有的知识结构中。
类比不但可以在物理知识系统内部进行，还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比，常能起到点化疑难、开拓思路的作用。例如，在讲楞次定律时，可以这样比喻：在被太阳晒过的烂泥塘里，当人踩上去时，稍硬的表面会阻碍你下沉；当下沉后，你想拔出腿来，烂泥又会阻碍你拔出腿来。在讲解光的波、粒二象性时，可引用苏轼的诗句“横看成岭侧成峰”来帮助突破难点，还可拿起讲台上的粉笔盒，让学生从不同角度观察粉笔盒的形状。在讲授玻耳原子模型时，学生对核外电子可在一定的轨道上运动(不连续)和在不同轨道上的原子具有不同的能级感到非常困惑，教师可把大型的圆形剧场中央的舞台比拟成原子核，周围的一圈圈的台阶相当于电子可能运动的轨道，一个观众(相当于电子)只能在某一级台阶上(不可能在两层台阶的中间)，当观众在不同的台阶上运动时，他的能量(机械能比拟原子的能量)是不一样的。
在物理教学中适时地运用类比法，对教学难点的突破和对教学重点的突出，有非常重要的作用，能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观。需要指出的是，在运用类比使学生初步了解新的概念后，应指出概念和规律的物理本质，说明它们的区别。
三、等效法
等效思维方法是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的、简单的物理模型或问题的方法。例如等效电路、等效电阻、合力与分力等效……常见的等效法又有“分解”、“合成”、等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等，从而化繁为简，化难为易。
如对于复杂的电路计算，可采取简化电路的方法，将其化为几个简单的问题进行解决。简化电路的原则是根据题目提出的要求，取消被短路与开路的器件，保留通路的器件，从而简化出不同时刻的电路图来，解题自然是水到渠成。对于复杂的混联电路，将电路中各个电阻两端的电势按电势高低分别标上序号，据序号标出每条电路的电流流向，再据序号顺序和电流流向，对电路加以整理，就化成能看清串、并联关系的等效电路图。
四、物理模型法
现实中的事物都是错综复杂的。针对物理问题的特点，抓住其主要因素，排除次要因素，提出物理模型，将对具体问题的研究转化为对物理模型的研究，这就是物理模型法。这种方法的思维过程是，分析物理问题的条件，研究对象和物理过程的特征，建立与之适应的物理模型，通过模型思维进行推理。
转换物理模型，深入理解模型。通过对理想化模型的研究，可以完全避开各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题；在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题；在光滑斜面上摆动的小球的周期问题；等等。
借助“物理模型”教学，可以突出物理问题的主干，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理图景，使物理问题化难为易，化繁为简，这样不但起到降低教学难度、增强学生学习的自信心的作用，同时还在潜移默化中培养了学生的解决问题的能力和创新能力。
五、问题讨论法
对比较深奥、学生难以理解的内容，教学时可采用问题讨论法。把复杂的物理现象或物理过程分解为几个简单的现象，提出适当的辅助性问题，帮助学生扫除思考难题中的障碍，把大题化小题，分步提问，引导过渡。课前布置涉及难点的有关问题，学生分组探究，查资料，动手操作，研究讨论，尝试解决问题；课上以问题为线，教师设计一系列循序渐进的问题，调动全体学生自主探索，让学生相互启发、补充，在讨论中理解掌握所学内容；最后以集体讨论、归纳的方式掌握难点，彻底解决问题。如玻耳原子理论抽象、难懂，是学生感到棘手的难题之一。教学中可采用“问题讨论”教学法，形成一幅学生熟悉的知识图象和以一定知识为基础，以一个问题接一个问题为内容，以求得问题的解决为动力，以找到答案为终结的生动、活泼的立体思维模型，使学生处于思考之中，其分析问题、解决问题的能力定可随之日趋增强。
六、谐音、口诀记忆法
这是一种巧妙的、用途广泛的记忆方法。恰到好处的谐音记忆，能够激发人的学习兴趣，产生良好的记忆效果，并能激发人的创造精神。谐音记忆的核心，是根据记忆对象的声音编成另一句声音相似的话，来帮助记忆。如三个宇宙速度的数值记法，可按读音编成谐音的三个短句来帮助记忆：v1=7.9千米／秒(谐音：吃点酒)，v2=11.2千米/秒(谐音：要一点儿)，v3=16.7千米/秒(谐音：要留点吃)。记忆这组谐音时，把三个谐音短句作为一个故事情节来理解，意思是：一个无钱的酒鬼向店家喊道：吃点酒，店家不允，酒鬼乞讨说：要一点儿(嘛)，店家答道：要留点(来自己)吃。作了这样的奇特联想后，就很容易记住这三个宇宙速度。
口诀记忆法的核心，是把课内学到的重点、难点编成口诀，赋予它们一定的音韵和节律，使深奥的道理变得生动有趣，读来朗朗上口，便于学生理解和记忆。如在讲完“凸透镜成像规律”后，把凸透镜成像规律编成这样的口诀：“物近像远像变大；实像倒，虚像正；两个分界点：二倍焦距定大小，虚实分界在焦点。”又如牛顿定律的适用步骤：画简图、定对象、明过程、分析力；选坐标、作投影、取分量、列方程；代数据、求结果、验单位、作答案。又如用口诀“增反减同”帮助学生记忆楞次定律；为了区分左、右手定则，可用口诀“右手发电左手动”或“电右力左”来记忆。
七、反证、反演、极端分析法
有些物理问题，正向分析、正面解答，比较麻烦，还思路不清。如从反向角度来处理，采用反演法、反证法等，则可收到化难为易的效果。
对于具有可逆性的物理过程，依照正向思维方法分析遇到困难时，可将过程进行反演，利用逆向思维来求问题的解，这种思维方法叫反演法。反演法可解决具有可逆性的物理问题。如一个匀减速直线运动的空间反演(末速为零时)必是一个初速为零的匀加速直线运动。
反证法是通过证明与论题相矛盾的反论题虚假来确定论题是正确的一种间接证明法。当我们由已知命题的条件去求证结论不易着手时，可以改证它的逆否命题。如证明磁感线不相交。
还有这样一类物理问题，由于物理现象涉及的因素较多，过程变化复杂，人们往往难以洞察其变化规律并对其做出迅速判断。但如果用极端思维法分析，将问题沿已知条件或假设某种变化，依据连续性原理推到极端状态(或极端条件)下进行分析，问题有时会顿时变得明朗而简单，化繁为简，起到事半功倍的效果。
一般，只要在选定的区间内所研究的物理量连续变化，并具有单调性，都可以采用极端分析方法。
例：设人造卫星绕地球作椭圆运动，地心C位于椭圆的一个焦点处，卫星在近地点A距地面l1=440km，在远地点B距地面l2=2400km。有人计算出卫星在D处的速度vD=6.0km・s-1，试判别这一结果是否正确。(设地球半径R=6400km，卫星在A处速度v1=8.1km・s-1)
此题若根据机械能守恒定律直接计算检验，显然比较繁复，现应用“极端分析法”检验之。由机械能守恒定律可知，卫星在A处速度v1最大而在B处速度v2最小，故所述速度vD必应满足关系式v2＜vD＜v1，由角动量守恒定律可知mv1(R+l1)=mv2(R+l2)，所以
v2=v1(R+l1)/(R+l2)=6.30(km・s-1)，故vD=6.0km・s-1的结果错误。
当然，应当明确，v2＜vD＜v1只是结果正确的必要条件而非充分条件。但不管怎样，用“极端分析法”检验不失为一种方法。
八、利用多媒体
许多复杂的物理现象、过程，难以理解和掌握的抽象物理概念和规律，在物理教学中用语言、文字、图片很难把它们讲清楚，学生很难想象出它们的具体情景。在物理教学中巧用多媒体教学手段，可以使抽象的数量关系形象化，使静态的思维材料动态化，如多媒体课件“声音的传播”、“凸透镜成像规律”、“演示惯性的模型”、“楞次定律”等。它不仅能有力地吸引学生的注意力，培养学生的观察力，激发学生学习的兴趣和思考问题的激情，而且是培养学生形象思维能力的有效途径。它还可以提高课堂效率，化难为易，突出重点，等等。多媒体给教学提供了无限广阔的天地，为教学注入了新的活力。
还可充分利用计算机模拟一些无法进行的实验，突出实验重点，模拟物理情景，使课堂教学内容形象化，表现手段多样化，创造一个生动活泼的学习氛围，促使教学过程从静态描述向动态描述发展。如在演示实验的教学中，充分利用计算机辅助教学软件的强大模拟功能、动画功能及大屏幕显示器、液晶投影仪等外部设备，解决了许多常规手段难以表现、难于再现或可见度低的实验。如采用微观放大的方法演示物体的微小形变、波的独立传播、布朗运动、α粒子散射实验、原子弹爆炸现象等；用宏观缩小的办法模拟人造卫星的运行、同步卫星的定点等；还可以采用慢镜头来模拟平抛运动、碰撞过程中的形变和恢复、波的形成、电容器充放电过程等。这些模拟过程画面清晰直观，并且可以暂停、重放，既减少了教师的劳动强度，又使学生理解迅速、印象深刻，增强了教学效果。
物理教学方法很多，但如果我们抓住这些方法中的重要部分，就能使我们的教育方法脉络清晰，也便于学生的学习，化难为易，更有利于培养学生科学思维能力，对于他们以后的成才会有重要作用。
参考文献：
［1］乔际平，等．物理学科教育学［M］．北京：首都师范大学出版社，2000．
［2］胡百良．中学物理教学实践与研究［M］．南京：江苏教育出版社，1998．
〔责任编辑：徐光宗〕
