顧衛(wèi)榮 王永元

(江蘇省太倉(cāng)高級(jí)中學(xué)，江蘇太倉(cāng) 215411)

研究任何事物首先要定其性，所謂定性就是對(duì)所研究問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的區(qū)分，如大小、快慢、強(qiáng)弱、高低等.當(dāng)有了定性的初步認(rèn)識(shí)以后，還需要更精確的研究時(shí)，就要用數(shù)值來(lái)定量分析了.在物理教學(xué)中，特別是物理概念的教學(xué)中，讓學(xué)生從定性到定量，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)從“毛坯”走向“成品”，逐步建立完整的科學(xué)概念.下面以高一物理“描述物體速度變化的快慢——加速度”為例，說(shuō)明在教學(xué)中從定性到定量幫助學(xué)生建立加速度概念的具體做法.

1 從定性到定量研究生活事例，初步認(rèn)識(shí)變化快慢

加速度學(xué)習(xí)中首先要認(rèn)識(shí)變化快慢的概念，從生活事例中選擇有關(guān)快慢問(wèn)題進(jìn)行研究，可以讓學(xué)生有真實(shí)的感受，有利于學(xué)生正確建立變化快慢的概念，為加速度概念的學(xué)習(xí)設(shè)置第一個(gè)鋪墊.

教學(xué)片斷1:研究身高變化的快慢.

首先由教師進(jìn)行示范研究:人到中年會(huì)發(fā)胖，甲在2年內(nèi)體重增加10 kg;乙在1年內(nèi)體重增加8 kg，誰(shuí)發(fā)胖快?幫助學(xué)生理解體重的變化10 kg大于8 kg，但發(fā)胖的快慢要研究相同時(shí)間內(nèi)的變化，得出乙發(fā)胖更快.

當(dāng)學(xué)生有了一定體驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)身高變化快慢進(jìn)行定性研究，提出問(wèn)題1:根據(jù)上述研究的體驗(yàn)，請(qǐng)談一談從“出生到現(xiàn)在”的各階段中你身高變化的快慢?引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)定性討論身高變化問(wèn)題，初步認(rèn)識(shí)變化快慢的概念.再讓學(xué)生對(duì)身高變化快慢進(jìn)行定量研究，提出問(wèn)題2:你能否描述一下自己身高變化最快的數(shù)值是多少?引導(dǎo)學(xué)生用一年內(nèi)增加多少厘米的方法來(lái)定量描述，幫助學(xué)生理解變化大小與變化快慢的區(qū)別.

從學(xué)生熟悉的生活事例來(lái)感受變化快慢的設(shè)計(jì)，可以為易錯(cuò)、易混淆的新概念的理解尋找相同或相近的、可以作為類比依托的“熟”，使學(xué)生在原有生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建科學(xué)概念.

2 從定性到定量研究已認(rèn)知量，科學(xué)描述變化快慢

當(dāng)學(xué)生通過(guò)生活事例初步建立變化快慢概念后，尋找在物理學(xué)習(xí)中已認(rèn)識(shí)的物理量，從定性認(rèn)識(shí)到科學(xué)的定量描述，進(jìn)一步理解變化快慢的概念，為加速度概念的學(xué)習(xí)設(shè)置第二個(gè)鋪墊.

教學(xué)片斷2:研究位置變化的快慢.

從已有認(rèn)知的物理量進(jìn)行變化快慢的研究，不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)原有概念的理解，還能讓學(xué)生體會(huì)研究的方法，學(xué)會(huì)如何科學(xué)地描述一個(gè)物理量的變化快慢，為后續(xù)研究加速度提供方法的示范.

3 從定性到定量研究具體運(yùn)動(dòng)，理解加速度的大小

學(xué)生通過(guò)生活事例和已認(rèn)知量的研究，具備了研究加速度大小的基礎(chǔ)，選擇幾個(gè)具體的勻變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，從定性分析到定量計(jì)算，幫助學(xué)生理解加速度的大小.

教學(xué)片斷3:研究實(shí)際運(yùn)動(dòng)中加速度的大小.

加速度對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)較難理解的物理概念，從定性分析到定量計(jì)算，有助于激發(fā)思維、拓展想象，從不同角度幫助學(xué)生正確理解加速度的概念，提高分析和描述勻變速運(yùn)動(dòng)的能力.

4 從定性到定量研究矢量之差，理解加速度的方向

教學(xué)片斷4:研究實(shí)際運(yùn)動(dòng)中加速度的方向.

研究3個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng):汽車(chē)速度從10 m/s增加到20 m/s;汽車(chē)速度從30 m/s減小到15 m/s;小球以8 m/s碰墻后又以8 m/s返回.對(duì)3個(gè)運(yùn)動(dòng)情況用長(zhǎng)度不同的矢量描述其運(yùn)動(dòng)過(guò)程如圖1所示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)3個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定性研究，提出問(wèn)題1:對(duì)前2個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，你認(rèn)為這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的加速度方向與初速度方向有怎樣的關(guān)系?猜測(cè)一下第3個(gè)運(yùn)動(dòng)的加速度方向又會(huì)是怎樣?幫助學(xué)生從矢量之差的角度進(jìn)行定性分析，得出第1個(gè)運(yùn)動(dòng)加速度為正(初速度為正方向)，第2個(gè)運(yùn)動(dòng)加速度為負(fù)，第3個(gè)運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，一般情況下學(xué)生都會(huì)有不同的猜測(cè)，說(shuō)明需要進(jìn)行定量研究的必要性.然后再讓學(xué)生從矢量差的角度對(duì)Δv進(jìn)行定量研究，提出問(wèn)題2:如果以初速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)Δv=v2-v1，計(jì)算3個(gè)運(yùn)動(dòng)的Δv，研究計(jì)算結(jié)果與我們前面的討論是否一致?幫助學(xué)生通過(guò)矢量計(jì)算來(lái)科學(xué)分析加速度的方向，并引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出如圖2所示的Δv的矢量圖，加深對(duì)加速度方向的理解.

圖1

圖2

通過(guò)畫(huà)矢量圖的方式進(jìn)行加速度方向的研究，一方面能幫助學(xué)生掌握研究矢量之差的科學(xué)方法，另一方面通過(guò)細(xì)化過(guò)程研究來(lái)加深對(duì)加速度方向的理解.

從定性到定量來(lái)研究一個(gè)新的物理概念，實(shí)際是為學(xué)生設(shè)置認(rèn)識(shí)和理解新概念的臺(tái)階，體現(xiàn)了“低臺(tái)階、步步攀升”的教學(xué)原則.這樣的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了放飛學(xué)生想象、活躍學(xué)生思維的教學(xué)目標(biāo).通過(guò)問(wèn)題的提出、研究和解決的過(guò)程，充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)參與研究的積極性，體驗(yàn)物理概念建立的過(guò)程和研究物理問(wèn)題的方法.