质点概念有效教学中应讲清的几个问题

马新安

摘 要：本文首先阐述要重视高中物理概念教学的有效性，然后对一道命制错误的关于质点概念的高考物理试题进行深入思考与剖析，进而介绍了质点概念有效教学中应讲清的几个问题。

关键词：质点概念;有效教学;理想模型

众所周知：要学好物理，必须善于观察，勤于思考，勇于探究。物理概念可谓物理学大厦的基石，学生能否形成清晰而准确的物理概念，能否真正理解概念，直接影响其对物理的兴趣和信心。有时，在物理概念教学过程中，我们往往不重视对一些所谓的简单的基本概念进行深入思考与分析，甚至对有些概念的认识存在偏差。越是基本的物理概念却越容易为我们教师所忽视，尤其在高一物理起始阶段的概念教学中，有些基本概念，在教学后，学生对其的认识和理解是混沌的、模糊不清的。因而，我们要十分重视高中物理基本概念教学的有效性。

对物理概念的认识和理解存在偏差不仅常见于学生学习物理概念以及应用物理概念解决问题的过程，而且在许多教辅资料中也时有出现，甚至偶尔也会出现在一些重大的选拔性考试。例：

（2009·广东卷）做下列运动的物体，能当作质点处理的是：（D）

A.自转中的地球

B.旋转中的风力发电机叶片

C.在冰面上旋转的花样滑冰运动员

D.匀速直线运动的火车

不做深入分析，对命题者给出的参考答案似乎毋庸置疑。实际上这是一道缺乏科学性的错误试题，没有准确把握质点概念的内涵和外延。本题实际上考查学生对质点概念外延即把一个物体看成质点的条件的理解。我们知道，一个物体能否看成质点取决于所要研究的问题，或者取决于物体的大小和形状对所研究问题的影响程度：若无影响或影响很小，则在特定的问题中可以把物体看成质点，反之，若影响较大，则不能。也就是说，不指明所研究的问题，孤立地谈一个物体能否看成质点是毫无意义的。

就本题而言，题干以及选项并未说明所要研究的问题，就认为做匀速直线运动的火车能看成质点，显然是错误的。这里所犯的一个错误实质是不指明研究的问题就误认为平动的物体能看成质点，转动的物体不能看成质点，这显然是荒谬的。同一个物体在不同研究问题中能否看成质点结论往往不同。换言之，同一物体有时可以看成质点，有时则不可以。对上题中D选项——匀速直线运动的火车而言，如果我们研究的问题是：考察做匀速直线运动的火车过隧道（隧道长度可以和火车长度相比拟）的时间，是不可以看成质点的;而在研究它从南京开到北京时的平均速度时则是可以看成质点的。

基于此，笔者想到，要做到概念教学的有效或者高效，并不是一件容易的事。笔者针对高一学生刚刚学过的几个重要的基本概念做了一个简单的问卷调查，结果发现，学生对质点、位移、矢量、速度，平均速度以及加速度等的认识和理解均存在较大的问题。比如，对质点概念，学生往往有以下错误认识：物体体积小就可以看成质点，匀速直线运动的物体都可以看成质点，转动的物体一定不可以看成质点等等。下面笔者简要介绍在进行质点概念教学时应该讲清的几个问题，以期我们教者能更好地帮助学生正确理解质点概念并熟练解决相关问题，不当之处，敬请斧正。

一、应讲清什么是质点及质点概念的建立体现的思想方法

首先，要讲清质点的概念：用來代替物体的有质量的点。要帮助学生认识到

质点只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量。

其次，要让学生认识到质点是一种“理想化模型”。它是对实际物体的一种科学抽象。建立物理模型是物理学中一种十分重要的方法，它是一种高度抽象的理想客体和形态，它最明显的特点是对原型做了极度的简化和纯化的处理，突出了决定事物状态、影响事物发展变化的基本联系，从而使我们借助模型顺利地研究问题。质点就是运用了理想化的方法，突出物体的主要因素，而忽略物体的次要因素，是一种理想模型。理想模型法是高中物理学习中的重要思想方法之一，让学生深刻理解模型的重要意义和作用是十分必要的。

二、应讲清为什么要引入质点概念

兴趣是最好的老师。如果我们在教学过程中能讲清楚所学知识的重要意义，无疑会激发学生学习兴趣，端正其学习态度，从而提高学生的学习效率。

质点是运动的描述这一章内容的重要概念，为什么要引入质点概念呢？运动的描述中很关键的是位置的确定及位置变化的描述。而位置的确定的重要手段是建立坐标系。在坐标系中，往往用坐标来描述物体位置。而坐标往往表示坐标系中的一点，这就必然带来一个问题：物体有大小和形状，它应占据一定空间，而

不仅仅占据一点。如果我们能把物体看成有质量的点，忽略其大小和形状，则问题迎刃而解。所以，把物体看成质点的重要意义在于便于我们确定物体位置以及研究物体位置变化及运动情况。搞清这点，学生对质点概念建立的必要性就会有更加深刻的认识了。

三、应讲清把物体看成质点的条件

把物体看成质点的条件是什么？如前所述，应讲清物体能不能看成质点，首先要搞清楚研究的问题。笔者在教学时列举了地球、乒乓球、子弹、活塞，并让学生讨论在什么情况下（即在什么研究问题中）可以看成质点，什么情况下不能看成质点，实际课堂教学中，学生举出了许多有说服力的实例，如研究地球绕太阳运行时间时，可以把地球看成质点，研究地球自转时各点的运动快慢时不能把地球看成质点;研究活塞在汽缸中的运动速度时可以把其看成质点，而研究气缸内气体对活塞的作用力时不能把其看作质点等。进而追问学生：是不是大物体不能看质点而小物体能看成质点？是不是平动的物体（物体中各点的运动情况都相同）可以看成质点而转动的物体不能看成质点？这样让学生深刻领悟了把物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，从而较好体现了对质点概念教学的有效性，实际反馈训练效果非常好。

参考文献

[1]黄秀兰.物理概念的特点和本质[J].云南师范大学学报（自然科学版），1993（01）：16-20.

[2]吕华荣.“质点”概念教学中的过程设计[J].物理教学，2016，38（11）：49-52.