“吃透”并延伸物理教科書知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

■福建省詔安第一中學(xué) 李福陽

高中物理教科書是高中物理教與學(xué)的主要依據(jù),但是教科書由于篇幅的限制,對(duì)很多問題的描述無法詳盡,而且有些教科書中或多或少也存在一些瑕疵,所以物理教師在教學(xué)中不能拘泥于教科書,而應(yīng)在“吃透”教科書的基礎(chǔ)上更深入地挖掘并延伸教科書中知識(shí)的更深層次的意義和更全面的描述,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí),使學(xué)生準(zhǔn)確掌握知識(shí)的含義和表述方法,更好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決問題。下面以教科書中幾個(gè)常見知識(shí)點(diǎn)為例來說明問題。

一、對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解

高中物理必修1 中對(duì)質(zhì)點(diǎn)的定義是:“用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)?！蹦敲词裁礃拥奈矬w可以看作質(zhì)點(diǎn)呢？不同版本的教科書有不同的說法。

魯科版2007 年7 月第3 版是這么寫的:“一個(gè)物體能不能視為質(zhì)點(diǎn),需要根據(jù)具體問題判定。判定的基本依據(jù)是:所研究的問題涉及的尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身尺度,或者該問題著重研究物體的平動(dòng)而不是物體的轉(zhuǎn)動(dòng)。”

魯科版2011 年7 月第4 版是這么寫的:“在探究物理問題時(shí),為了研究問題的需要,有時(shí)可以忽略物體的大小、形狀等因素,把物體簡(jiǎn)化成為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn),或者說用一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)來代替整個(gè)物體。物理學(xué)上把這種用來代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)?！本烤鼓谋窘炭茣拿枋龈鼫?zhǔn)確呢？我覺得應(yīng)該跳出教科書描述的框架,引導(dǎo)學(xué)生從更深層次的角度,即從引入質(zhì)點(diǎn)的意義的角度來理解。引入質(zhì)點(diǎn)的意義是:研究某個(gè)物體時(shí),可以把它看作一個(gè)點(diǎn),而不需要考慮它的大小和形狀的影響。所以只要某個(gè)物體的大小和形狀對(duì)所要研究的問題沒有影響,或者影響很小,可以忽略,就可以把它看作質(zhì)點(diǎn)。至于物體是做平動(dòng)還是轉(zhuǎn)動(dòng),或者尺寸多大,都不是判斷問題的關(guān)鍵。根據(jù)這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn),魯科版2011 年7 月第4 版的描述是比較準(zhǔn)確的,而魯科版2007年7月第3版的描述則不準(zhǔn)確,甚至可能對(duì)學(xué)生產(chǎn)生誤導(dǎo)。例如,教室里一學(xué)生水平推動(dòng)講臺(tái)桌,講臺(tái)桌做平動(dòng),另一學(xué)生記錄講臺(tái)桌經(jīng)過兩瓷磚的交界線的時(shí)間,并測(cè)量講臺(tái)桌的長(zhǎng)度,由此來體驗(yàn)講臺(tái)桌運(yùn)動(dòng)的快慢。在這個(gè)問題中,講臺(tái)桌的長(zhǎng)度不能忽略,雖然做平動(dòng),卻不能看作質(zhì)點(diǎn)。

二、矢量和標(biāo)量

高中物理必修1 魯科版2007 年7 月第3 版及2011 年7 月第4 版教科書對(duì)矢量和標(biāo)量的定義是一樣的:“人們把像質(zhì)量這樣用大小就能描述的物理量叫作標(biāo)量；把像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫作矢量?！边@樣的定義能涵蓋絕大部分的物理量,但是像電流和磁通量這樣的物理量就不適用于這個(gè)定義。學(xué)生在初中就已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流,它是有方向的。如果學(xué)生只停留在對(duì)定義的掌握,容易產(chǎn)生認(rèn)知上的混亂。我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生更深入,更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)矢量和標(biāo)量。初學(xué)矢量和標(biāo)量時(shí),要讓學(xué)生了解電流的方向性與矢量的方向性不同,電流在同一回路各段有的向左,有的向右,但代表一樣的流向,而矢量的向左和向右是相反的。等學(xué)到矢量的合成與分解時(shí),要讓學(xué)生知道矢量可以用平行四邊形定則進(jìn)行合成和分解,而標(biāo)量不行。通過這樣對(duì)矢量和標(biāo)量的深度學(xué)習(xí),學(xué)生在學(xué)到磁通量及其他有方向性的物理量時(shí),就能根據(jù)這個(gè)物理量能否利用平行四邊形定則進(jìn)行合成和分解來判斷其是矢量還是標(biāo)量。

三、超重和失重

高中物理必修1 魯科版2007 年7 月第3 版第6章第4節(jié)“超重與失重”中對(duì)超重與失重的定義分別是:“物理學(xué)中把物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象?！焙汀拔锢韺W(xué)中把物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象?！彪m然在教科書中給了超重的一個(gè)例題且，后面有補(bǔ)充一句話:“由上面的實(shí)驗(yàn)和例題可以看出,無論物體是向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng),只要加速度方向豎直向上,就必然產(chǎn)生超重現(xiàn)象。”但大部分的學(xué)生學(xué)完這節(jié)課后,并不會(huì)利用加速度的方向來判斷是否超重或失重。

2004年高考理綜全國1卷第20題考核超重和失重,福建省全省平均得分不足4分.題目如下:

下列哪個(gè)說法是正確的？

A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)；

B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)；

C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)；

D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)。

若從加速度入手來判斷,因?yàn)锳、C、D 三種情況運(yùn)動(dòng)員都靜止,加速度都為零,既不超重也不失重,而B選項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員只受重力,加速度豎直向下，處于完全失重狀態(tài)，很容易判斷出答案是B。學(xué)生往往先入為主,以超重和失重的定義,結(jié)合教材提供的一些實(shí)例來認(rèn)識(shí)超重和失重。如果題目中的情景與教材中的情景不同，則很多學(xué)生就會(huì)不知所措。我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在理解教材定義和實(shí)例的基礎(chǔ)上,深度理解超重和失重的普遍意義，這樣學(xué)生就可以在3 分鐘內(nèi)完成。完成結(jié)果統(tǒng)計(jì)，全班60位學(xué)生,55位學(xué)生選B準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。高中物理教科書中知識(shí)點(diǎn)很多，我們通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深度學(xué)習(xí),使學(xué)生能全面、高效地掌握知識(shí)點(diǎn)和方法，開學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法來解決問題,達(dá)到事半功倍的效果。