在高中力学复习中,如何树立整体观念

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  • 时间:2019-01-22 12:24
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高中物理中的力学概念比较碎,规律比较多,但它们不是孤立的存在,相互存在关联,复习力学内容的时候,如何引导学生掌握力学知识系统的整体结构,找到解决力学问题的基本途径,是本文着重探讨的问题。

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所谓整体观念,就是指人们在观察事物的时候,不是把各个事物看成彼此静止不变的,而是认为客观事物之间存在着某种联系,具有一定的结构。那么,在高中力学复习中,如何利用整体观念,指导学生进行力学学习呢?我结合多年教学实践,在此谈谈具体的做法与体会,不足之处敬请各位老师谅解。

一、建立力学知识的整体结构

任何系统都有自身的结构,力学知识也是如此,存在着自身的知识结构,学生掌握了知识结构,才能树立整体观念,才能懂得知识的来龙去脉,掌握的知识才牢靠。

高中力学知识由很多概念、规律和解题方法组成。而物理概念、规律和方法都不是孤立存在的,相互存在联系,这些联系就形成了力学知识的整体结构。如果学生能掌握它们之间的联系,就等于掌握了整体结构,学生掌握了整体结构,就能进一步理解力学的知识系统,为综合运用力学知识、优化力学解题的思路打下坚实的基础。学生以整体的观念掌握力学知识体系,避免了死记硬背,记住几个零星的知识点,从而全面地减轻了学业负担,起到了减负增效的作用。

1.从力学的中心问题入手。在进行力学复习的时候,要引导学生按照力学知识的内在联系去构建知识系统的框架,那么,如何进行引导呢?可以从力学的中心问题,即力与运动的关系着手。首先用牛顿运动定律将力的基本知识与物体做机械运动的知识联系起来,这样能使学生掌握力与运动的基本规律;其次,从力的作用一段位移或一段时间的累积效应出发,引出功与冲量、功能关系、冲量与动量关系、能与动量等知识,并揭示它们之间的联系,形成较为完整的力学知识框架,这些知识也是力学整体知识系统中的中心内容。

2.以实验为基础。物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理知识和物理规律的得出都离不开实验,物理结论的正确与否都需要依靠实验来验证。在力学复习的时候,要引导学生回顾重要的物理实验,比如,力的合成、验证牛顿第二定律和测定变速直线运动的加速度等实验,有条件的可以组织学生重新再做相关的物理实验,从而有利于学生形成实验的基础知识,使学生的力学知识体系更加完整。

3.掌握科学方法。力学的知识体系,不仅仅由物理概念、规律、实验等组成,还包括研究物理问题的方法,以及解决物理问题所用到的数学方法。这些方法的掌握,对学生实践能力的培养,以及科学素养的提高起着非常重要的作用,它对学生形成正确的世界观和培养科学精神起着非常巨大的作用。因此,在力学复习的时候,老师需要特别重视,甚至需要反复强调。比如,在验证牛顿第二定律中用到控制变量法;研究牛顿第一定律时(初中物理)用到理想实验法;对各种机械运动进行归纳时用到比较与分类法,等等。在解决物理问题的时候,常常用到图像法、矢量运算法、函数关系法,等等。只有当学生掌握了这些科学方法后,他们的知识结构才能形成体系。

二、用整体的观念解决物理问题

知识体系不是把各个知识点简单地叠加而得到的和,而是将它们的内在联系有机地整合在一起。学生在日常学习中,得到的力学知识常常是孤立的,他们所能解决的问题也是简单的或个别的。在力学复习的时候,要引导学生研究各力学知识点之间的内在联系,揭示其整体性质,用整体的观念解决物理问题。用整体的观念解决物理问题是学生物理学习上的一次质的飞跃。

力学的中心问题是力与运动的关系问题,牛顿运动定律是动力学的基本规律,也是讨论力的瞬时效应的依据。在力学知识结构中的力、力与运动关系、机械运动自成一个小的系统,构成了解决力学问题的知识基础——力的观点。

从力的时间累积效应出发,可以形成解决力学问题的另一个基本观点——动量观点。这个观点的基础知识是冲量、动量,以及冲量与动量的关系。这个关系也是力学中的一个小的知识系统。

从力的空间累积效应出发,可以形成力学中的又一个基本观点——能量观点。力学知识结构中的功能量和功能关系也是力学中的一个小系统。万博博彩娱乐,万博客户端,万博手机登陆

上面的三个小的知识系统不是孤立的,它们存在着内在联系,具体的联系以牛顿定律为基本规律,在一定的条件下可以用数学方法分别推导出动量定律、动量守恒定理,以及动能守恒定理和机械能守恒定律。

树立解决力学问题的三个基本观点,使学生有了解决力学问题的三个途径,假如比较复杂的问题,常常需要综合运用这三个观点,多层次、多方位地探索解决物理问题的途径。学生通过一些综合性习题的训练,可以逐步体会到系统掌握力学知识的结构、明确力学知识的整体功能。

需要说明的是,在讨论比较复杂的物理问题时,特别是与其他学科综合性问题的时候,能量的转化与守恒定律常常是解决这些问题的有效办法。

三、优化解力学题的思路

人们在研究和解决问题的时候,需要有整体观念,优化各种手段,最后得出最佳的方案,从而取得最佳的效果。

解决力学问题的时候,一样需要有整体观念,通过分析,认清事物内部与外部的联系,把握各个物理量之间的关系,找到解决物理问题的最佳方案。

在力学复习的时候,应该结合平时的解题训练进一步小结、优化力学解题的思路,具体做法如下对于涉及因素比较多的、设置的情境又很复杂的物理问题,首先要从整体出发,统领全局,把握解题方向。其次,对各个局部进行分析应该分几个过程讨论?每个过程涉及的问题有哪些?这些因素的内在联系与外界作用情况又是怎样的?用什么物理规律进行讨论才合适?最后,要把各个局部问题再有机地联系起来,从而把握整体,得到最佳的解决问题的方案。

总之,在物理教学中,要帮助学生建立知识体系,让学生学会用整体的观念审视问题,解决物理问题,在力学复习的时候,特别要引导学生利用整体的观念分析问题,解决问题,这样才能取得显著的教学效果。只有用整体的观念进行教学,才能培养出时代需要的具有创新能力的人才。

参考文献

[1]孙威立,杨祖念.物理教学实施指南.华中师范大学出版社万博博彩娱乐,万博客户端,万博手机登陆 ,2003.

[2]物理课程标准.北京师范大学出版社,2001,(7).

[3]陆光中,叶延鎡.现代人应有的思维方式.南京江苏科技出版社,1993.




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