浅谈“受力分析”在初高中物理教学中的衔接

徐爱辉

受力分析是物理教学中的一大难点,而这一大难点恰恰给刚刚升入高中的学生首先遇到了。因此,克服这一难点就成为顺利衔接初高中物理教学的关键之一。那么,形成这一难点的原因是什么?如何克服这一难点?笔者根据自己的教学实践,用认知心理学的原理作初步的研究。

一、难点形成的原因

1.受力分析涉及的知识面广

受力分析的过程涉及的不是一两个知识点,而是由许多个知识板块构成的知识群。这些不同的知识板块从力学一直贯穿整个高中物理课程。力学中涉及的重力、弹力、摩擦力就是一些基本的板块。在实际应用中,为解决某个物理问题进行的受力分析,至少要涉及两个以上的力,甚至更多。学生在单独认识它们时已感不易,当很多的力杂合在一起,要求学生作出正确的判断,其难度就可想而知了。

2.各个知识板块的难度在高中阶段跃升很大

如摩擦力,在初中阶段只定性地涉及,其作用一般也只限于阻碍物体运动,而到了高中则要求定量地分析,尤其是静摩擦力,它的存在、大小和方向都可随外力的变化而变化。如果更进一步,还有摩擦力方向跟运动方向同向和反向的问题。知识的难度跃升很大,学生感到很难掌握。

3.初中阶段形成的思维定势

如弹力,在初中除了弹簧的弹力外,其余所有的弹力都从日常生活实例引出,而且都从力的作用效果来进行分析,分别把它们叫做压力、支持力、拉力等等,而不涉及其产生的原因,也不明确地把它们归入弹力范畴。这主要是为了适合初中学生的年龄特点,为了适合初中学生的形象思维特点,让学生易于接受掌握。但这却给高中受力分析教学留下了隐患,形成一种不利的思维定势。如分析在斜面上下滑的物体受力时,学生往往会多出一个“下滑力”来。又如学生也常会将向心力作为一个独立存在的力来分析。这都是初中阶段根据力的作用效果分析受力的思维定势所致。

二、受力分析教学探究

基于上述原因可知,受力分析绝不是几节课所能解决的问题。因此,我们在受力分析的教学中,要掌握一个长期的循序渐进的策略,一个反复矫正不断巩固的策略,不能就事论事地教知识,而要着重于在教学中构建学生良好的认知结构上下功夫,在培养学生的思维能力上下功夫。

1.准确有效地建立学生认知结构中各个知识板块

在教材的知识结构中,各个知识点、各个知识板块具有严密的逻辑性和准确无误的科学性。而学生在学习过程中逐渐建立起来的认知结构,是以简要的语言文字符号,用记忆的方式保留在大脑中的。因为学生理解能力的不同,教师教学方法的不同,所以,教材上的知识点、知识板块不一定都能有效地纳入每一个学生的认识结构中去。由于遗忘的作用,学生的认知结构就不一定很系统,他们的知识容易形成一定的漏洞。某些难懂的知识点,可能在一个较长的时期里,无法让学生搞得很清楚。

2.把知识板块进一步构建成良好的认知结构

应该说各个知识板块的正确建立,给受力分析打下了良好的基础。但各个知识板块建立得好,并不意味着一定能很好地解决问题。各知识板块在学生的头脑中仍处于分散的、孤立的状况。我们应该把这分散的孤立的知识板块有机地组织起来,建立一个良好的认知结构,使学生能根据解决问题的需要很顺利地使用它。

3.使学生的认知结构具有层次性、条理性

在教学中,我们可以这样引导学生:因为我们研究的问题大多在地球上,所以物体必受重力作用。因为弹力也是产生摩擦力的原因之一,所以弹力必放在摩擦力之前考虑。除了这三种常见力以外,还可能有其他的一些力,如题设的已知力,将来要学到的电场力等。在受力分析过程中,我们必须遵从一重力、二弹力、三摩擦(力)、四其他(力)的次序。这样使学生的认知结构呈现清晰的层次性、条理性,便于学生记忆又能在具体应用过程中有序可循。

4.使学生的认知结构具有“双向产生式”功能

在物理教学,帮助学生建立一个具有双重功能的指令,它既能指令在具备什么样的条件下应该采用什么样的动作(使用什么知识,得出什么结论),又能指令欲采取什么动作(使用说明知识得出什么结论),必须在怎样的条件满足之后才能进行。在受力分析教学中,我们要让学生明白在什么条件下产生什么力,某力的存在必须满足什么条件。让学生所学的知识与该知识的适用条件结合起来记忆,把所学的知识形成条件化的结构。一旦涉及某知识的条件时,就能在学生头脑中映现出相关的知识来,要用到某种知识的时候,则又能用其条件来进行判断。

总之,在高中物理教学中,我们要做好“受力分析”这一物理知识的教学衔接工作,要努力创造条件,建立鲜明生动的物理情景,引导学生进行有效的观察、比较、分析、归纳,使学生对各种力从表面上的感知进入到深层次的理解。

作者单位:江苏省海安县立发中学