由受力分析细节问题引发的思考

刘连英

在粤教版高一物理必修1内容的教学中，许多学生在做第三章章末的一道习题时碰到了困难。题目是：一个物体在光滑的水平地面上受到两个力的作用而做加速运动，如图1所示，其中F1=6■N，F2=10■N，则使物体前进的动力有多大？此题目的是考查学生的受力分析以及对力的合成与分解（正交分解）的能力。学生需要对物体进行受力分析，然后根据力的作用效果运用力的平行四边形定则来求水平方向上的合力。原本以为是非常简单的题目，但是有不少学生初学时画出如图2后，就无法继续求解了。

学生不能解决实际物理问题，反映了他们在某个或某些物理知识、物理规律、物理概念上掌握得不到位，没能将物理知识的来龙去脉理解透彻，在认知上有所缺失，导致他们思维不能被激发，从而不能顺利解决问题。究竟是什么导致学生对这样一个看起来非常简单的题目，半途而废？学生在学习过程中究竟还有什么知识障碍没有引起我们教师的重视？又要怎样才能尽量减少类似情况的出现呢？

在学习了力的合成与分解后，学生能画出图2，说明学生对运用平行力的平行四边形定则进行力的合成与分解，尤其是正交分解，已经掌握。但是学生不能把图2变成图3，说明：第一，学生没有真正掌握质点这一理想模型；第二，学生对共点力的概念比较模糊。如果学生意识到在本题中物体能被看成质点，而且F1和F2是共点力，他们就会把两力平移，最终能画出如图3所示的受力分析图，也就能够顺利地求出使物体前进的动力实为两分力F11与F22的合力。甚至，学生只要对质点和共点力两个概念中的一个熟练掌握，并能灵活运用于实际物理情景中，都能完成本题的解答。

教学过程中所出现的任何问题，都涉及教学的主体者——学生、教学的主导者——教师。面对学生出现的问题，我们不妨从学生的学、教师的教两方面来分析原因，找出改进对策，优化教学组织，提高物理课堂教学的针对性，使物理教学更高效。

1. 学生自身学习的原因。学生在学习中，不会自觉地复习，对所学过的知识在头脑中不能有效保持，或是表现为错误的回忆与再认。物理成绩属于中下层次的一些学生，到了期末时对前面几章所学的知识常常会忘记得差不多，夸张点讲，有些学生甚至只记得最近几天学的知识。质点是学生上高中学习的第一个内容，随着教学时间的推移，两个多月后学生学到力的合成与分解时，遇到上述问题，不少学生有可能早就忘记质点，忘记了为什么要学习质点了。由于对基本概念掌握得不扎实，必然导致学生的思维不够灵活，对知识运用不娴熟，阻碍学生对新知识的学习，阻碍学生将已有的知识和经验迁移到新的实际问题的解决过程中。

2. 教师的教学组织有待优化。（1）在新课教学中，讲授质点概念时，轻过程重结果，较快给出概念后就进行相应的练习，采用“以练代讲”的做法，期望学生通过多做练习来达到理解、掌握这一概念，没有真正让学生掌握科学抽象的内涵。（2）教师没有重点突破建立质点这个理想模型的价值和意义所在。对质点这一个物理模型的意义，讲解不到位，也没有真正让学生体验到质点这一模型的物理意义以及提出质点概念背后蕴藏的物理思想的重要性，学生不能真正理解“虽然运动中的物体形状各异，大小不一，其各点位置变化一般是不同的，但从实际出发，不考虑的与当前考察无关的因素，和对当前考察影响很小的次要因素，就可以把物体看作为质点，便于研究物体的运动，使实际的问题得到简化”。（3）忽略了学生的思维起点。在力的图示和力的示意图的教学中教师强调力的三要素，学习共点力的概念后，教师很自然地把具体问题中物体的受力都画在共点上（一般是画在重心上），我们想当然地认为学生可以理解这样做的原因，想当然地认为学生明白这些物体能看作质点，这样的做法忽略了学生的思维起点。学生学过质点后，做过的题目都是一些定性的分析，例如研究乒乓球旋转时能否看成质点，研究火车过桥能否看成质点等。而在实际问题的定量计算的情境中，需要学生根据受力判断运动情况，再综合判断能否看成质点以及计算别的物理量，这对学生来说，情景会更复杂一些，需要学生多转一个或多个弯，对学生而言难度加大。（4）应该帮助学生搭建物理知识的框架，构建知识树。物理教材以知识模块编写，每个模块以章节来划分。这样的编写无可厚非，但这在客观上造就了学生对知识的学习是以方块的形式来进行的，如果不重视知识在整个知识结构上的作用以及前后知识之间的联系，就容易造成知识的脱节，从而影响知识的综合应用。

教学效果的好坏，很大程度上取决于教学的优化程度，这关系到学生是否掌握知识、能否应用知识。教师处于教学的主导地位，理应要全面地把握教学的目标、方向、宽度、深度。因此，教师在教学的实施中要注重备课、讲授、探索、提问、作业、检测等环节的整体的目标和相互配合，考虑教材内容的难度和梯度、新旧知识的内在联系、学生的知识基础、能力基础以及个体差异等。为减少和避免学生出现知识的缺失，教师应注意以下几点：

1. 重视物理概念教学。（1）概念是实际事物的抽象，这要求教师在讲解时做到通俗化和具体化，尽可能用最通俗的语言、具体的事例或数据表达深刻、抽象的道理。如从广州南站开出的列车驶进中山北站时，广播员会播报：中山北站到了，请要下车的旅客整理好自己的行李物品，准备下车。虽然列车长达数百米，但人们还是将它看成一个没有大小和形状的点。如果一定要计较列车的形状和长度，则无法描述它的位置和位置变化的规律，所以用理想化的质点模型代替实际物体。（2）教师对该物理概念在教材和知识体系中要有准确的理解。为何要引进该概念，该概念的要点和内涵是什么，学生在理解和掌握时可能出现什么问题，所引进的概念在整体教学中的地位、作用如何等，都需要教师在备课时作详尽的思考。若概念吃不透，会直接影响学生对后面的知识的学习与应用，影响学生把实际问题抽象成物理模型的思维能力。

2. 注重知识的生成过程。只有真正让学生在新学知识的学习过程中听懂、接受、学会，才能使新知识纳入到学生已有的知识体系之中，进而形成有用的、能灵活运用的知识。教学中教师应小步子多步走，多增加学生的情景体验和情感体验，多站在学生的角度考虑问题，找到适合学生的思维方式的教学途径。在知识的生成过程中，教师尤其要注重多组织学生讨论，多给学生用自己的语言表达自己想法的机会。学生运用语言表达的过程，实质就是学生积极思考、内化知识的过程。

3. 注重正迁移能力的培养，提高学生应用知识的能力。在物理概念、定理、定律和习题的教学中，教师要有意识地培养和引导学生认识事件的本质和规律，构建知识结构网络，提高解决问题的灵活性和有效性，为迁移能力的形成作充分的铺垫。要启发学生从问题的不同角度进行理解与分析，从多个侧面进行思考，通过一题多变、一题多解、一题多用等形式训练学生的发散思维，拓宽学生的学习方式和思路，促进学生对物理知识和规律的迁移和灵活应用。同时教师要注意引导学生区分和辨别相近或相似知识，引导学生找出他们的异同，并通过练习加以巩固。

责任编辑 罗 峰