关注“理”从“物”中来 学会“理”到“物”中去

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  许多同学进人高中之后,认为力学最难学,觉得它可怕,甚至谈“力”色变. 其主要原因是没有很好的学习习惯和方法.“良好的开端是成功的一半”.怎样才能学好高一的力学内容呢?
  一、关注和思考“理”从“物”中来
  力学中的概念和规律是中学物理的精髓. 如果把整个力学比作高楼大厦,那么其中的概念和规律就是构成这座大厦的框架.“万丈高楼从地起”,要想学好力学或整个高中物理,首先得学好力学的基本概念和规律,也就是物理中的“理”.
  力学不像电学那样抽象,一般说来,它研究的问题是看得见、摸得着的物体,容易感知,只有感知到的东西才能够充分地理解,所以学习概念和规律时,对能感知的尽量感知,能探究的就要尽量动手探究.让“理”建立在自己已有“感知”的基础上进行“感悟”.
  实际上,每个人在日常生活中,常通过人体的知觉得到一些关于“物”的体验,在大脑中留下记忆.在学习时,一旦被激活,便会对这个“理”的形成带来正效应.例如同学们对摩擦力的方向是“与相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反”的认识极为困难,若让你用手这个“物”在桌面这个“物”上滑动,可根据手用力的程度和方向不同,感受滑动摩擦力的大小和方向的相关因素.又如三角支架的端点放一个重物时,究竟怎样根据力的作用效果进行分解?许多同学对教材上的平行四边形定则难以理解.不妨自己拿着一轻杆,轻杆的一端悬挂重物,另一端抵在腰间,用手指弯曲钩住轻杆,手臂伸展,这时人的腰和手都能感受到力,能体验到力按效果分解.又如,同学们要学习的“力的合成与分解”中,当两个分力一定时,合力大小随两个分力间夹角的增大而减小. 但当合力一定时,相等的两个分力随夹角如何变化呢?如图1所示,将两手在单杠上向两侧移动时,感到手受到的拉力逐渐变大;两手靠拢时,感到拉力减小. 即两个相等的分力在合力一定的情况下[图1]__________,分力随夹角的增大而增大.通过触觉亲身感受“物”,不仅对概念有了具体的认识,而且从中体会到将概念具体化的一种方法,能在学习中及时适当地应用生活中感知的“物”来形成“理”.
  当然,感性表象中的具体认识并没有揭露事物的本质,认识必须在此基础上进行科学分析和概括,得到关于事物的某个方面的本质特征或规律,最后进行分析和综合,也就是再进行科学抽象,达到对事物全面而具体的认识.因此由感知的“物”到“理”还要通过分析、抽象、概括、推理等一系列思维活动,把本质的东西和非本质的东西仔细区别,才能突出本质,摒弃非本质,从而形成对客观事物的认识,这就是物理中的“理”,而此过程就是“明理”的过程,也是真正理解概念和规律的过程.
  值得注意的是有些理论与感性认识并不一致.亚里士多德曾根据自己的生活经验推断“重的物体一定比轻的物体下落得快”,当然我们现在知道这一推断是站不住脚的,石头比羽毛落得快是由于阻力的影响.遇到这种情况就要着重对比理论与实际的差别,对生活实际建立正确的认识.同时生活经验也有助于我们对理论的学习. 如坐公共汽车能分明感觉到惯性的存在,接受就成了自然而然的事了.总之,物理课来源于我们的生活,旨在解决生活中遇到的现象,因而学习物理也不能脱离了它的源泉.所以同学们必须多结合生活实际、多对比、多思考,用生活经验辅助定理定律的学习,并发现它们的区别,以便使感性思维上升为理性思维.
  物理课以物理知识为主要内容,科学方法又渗透于物理知识中,达尔文说:“最有价值的知识是关于方法的知识”.法国物理学家拉普拉斯说“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步……比发现本身更有用,科学的方法通常是极富兴趣的部分”“不得其法,则不入其门”.可见,掌握基本的科学方法尤其重要.从大的方面看,贯穿于物理科学研究方法的主线是:观察现象——初步分析——猜测——实验研究——得出规律——重复实验——鉴别结论. 具体来说,有观察与实验、比较与分类、归纳与演绎、抽象与概括、分析与综合、模型的建立,每一个概念的抽象,每一个规律的提出,每一个实验的设计,无不闪烁着科学方法的灵光.这一切同学们在学习知识的同时要认真地“捕捉”.从探究“物”的过程中得出“理”,并将物理学研究问题的方法和思想寓于情景的建立和分析过程之中,开展分析问题的思维活动,自然地“悟”出其中的道理和规律,从而产生潜移默化的效果,使自己能独立地分析物理过程.
  然而,有些同学却不这样,他们不重视对概念规律的理解,不重视科学方法的总结,把主要精力都用在盲目做题上,其结果不但在做题中遇到了很多障碍,白白浪费了时间,而且始终不能抓住系统的知识体系.他们总是有一种题目很多,头绪很乱,忙得不可开交的感觉,最后得出一个物理难学的结论.
  二、学会和运用“理”到“物”中去
  学习理论的目地在于应用.我们从“物”得出了“理”,同时也要将学到的“理”运用到“物”中去.即用“理”解决物理问题.
  生活中的现象是丰富多彩的,有许多现象涉及到物理知识,“理”到“物”中去,首先就是要运用学过的“理”来解释生活中“物”的现象.例如,2011年央视兔年春晚金琳琳挑战305个呼啦圈;为什么呼拉圈能保持水平不下落?原来呼拉圈绕人体运动时所做的转运比较复杂,如果仔细地观察,不难发现,呼拉圈这个“物”运用的“理”是力学中的圆周运动的[图2]物理模型.某同学想推动家里的衣橱,但使出了吃奶的力气也推不动,他便想了个妙招,如图2所示,用[A、B]两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱就被推动了!这就是用到“力的分解”这个“理”;再如我们衣服上的拉链,如图3所示,在把拉链拉开的时候,可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动,使难以直接分开的拉链很容易地拉开,这是因为拉开拉链时,手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力,如图4所示,分力大于手的拉力.
  从做物理习题看,“‘理’到‘物’中去”就是应将“理”与“物”联系起来,想象物理情景运用物理规律.现在,不少同学解答物理问题往往只见数字,不看物理现象;只用公式,不思考其中的“理”;只求快点计算,不讲究计算过程的物理依据;只问答案对不对,不问答案的物理意义. 结果题目做得很多,收益却甚少,更不会举一反三.
  在物理题的训练中,首先要见“物”,即分析题中所叙述的物理现象,弄清研究对象的物理状态和物理过程.把“物”看清楚后,再充分发挥形象记忆和想象力,把所给的物理现象(物理情景)与平时在物理实验或日常生活中观察到的物理现象联系起来,做到“见题如见物”,然后抽象为理想的物理模型,运用相应的“理”来列式解答.
  总而言之,同学们要学好力学首先要体验“物”的过程,并从中抽象为“理”,即“理”一定要从“物”中来;同时,“理”也要到“物”中去,解释生产和生活中的一些现象;在处理习题时,千万不能为解题而解题,要做到“物”与“理”相结合.
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