浅谈高中物理学科思想方法教育的途径

黄剑

【内容摘要】物理思想方法的教育则是培养素养的重要组成部分，本文通过图象法的教学，说明物理思想方法的教育的途径——循序渐进，逐步渗透。

【关键词】思想方法教育 途径 渗透

高中物理的思想方法是高中物理学科素养的重要组成部分。教学大纲明确指出“使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力，分析问题和解决问题的能力”，“加强能力的培养，是物理教学的重要任务。要破除单纯传授知识的传统教学观念。同时，要注意防止把方法和能力当做一种新的知识向学生灌输，这种做法并不能真正提高能力”既然，物理思想方法这么重要，那么如何进行物理思想方法的教育呢？

以下以图像法为例说明在高中物理教学中如何渗透方法教育。

一、“读一读”研读教材，“告知”学生图象是研究物理问题的常见的方法

在“必修一”《用打点计时器测速度》一节中，教材明确说明“许多变化过程，如气温的变化，物价的跌涨、传染病发病人数的增减……，可以用图象表示，目的是更加直观地反映变化的规律。图象是表示变化规律的好方法”。说明图象是研究一个物理量随着另一个物理量变化规律的方法。

教材以速度—时间图象说明图象的意义是反映物体运动的速度随时间变化的规律，在坐标系中描点，再用光滑的曲线来“拟合”坐标系中描出的点。其目的是让学生初步建立图象法是研究物理量变化的方式。

二、“想一想”简单拓展，以匀变速直线运动的图象说明加速度的含义

教材并没有给出斜率的概念，更没有指出曲线“切线的斜率”的概念，而是，从加速度的定义入手，结合匀加速直线运动的速度—时间图象，指出在计时的起点与终点内直线上的两点为斜边构造直角三角形，其中水平边长代表时间的间隔△t，竖直边长代表速度的变化量△v，从曲线的倾斜程度判断加速度的大小，比值△v/△t就是加速度的数值，从简单的描点作图到初步理解图线的简单应用——匀变速直线运动的速度—时间图象也可以反映加速度的大小。图线的倾斜程度可能具有重要的物理意义。

三、“做一做”动手操作，体验如何用速度时间图象反映物体的运动

教材第二章第一节的教学起到承上启下的作用，学生自己通过探究小车速度随时间变化的规律的实验，动手打出纸带，测量数据，计算不同时刻的速度（以平均速度代替瞬时速度），在作出速度时间图象的过程中，需要自己选择合适的坐标标度，描点作图，用平滑曲线来“拟合”，这样的体验对学生来说是对前面所学的“用图象反映物理量变化规律”的深化，也是一次很好的实践性练习，这种练习远比做几道速度—时间图象的试题对学生的影响大的多。

四、“说一说”拓展深化，将匀变速直线运动的研究方法向非匀变速直线运动迁移

小车速度随时间变化的图象开始时可以看成是一段直线随着速度的增大，图象变成开口向下的曲线，此时，教材中以“说一说”的形式，让大家交流讨论，“速度怎样变化？均匀增大？相等时间内，速度的变化量如何变化？”进一步引导学生从曲线的倾斜程度来分析物体运动的加速度。学生初步知道通过比较相等时间间隔内的速度变化量来比较加速度的变化。

五、“议一议”，变换思维，利用速度时间图象研究直线运动的位移

教材充分利用“探究小车的运动规律”的纸带，让学生思考与讨论“如何利用计数点的速度估测小车运动的位移”，通过取较小的时间间隔，计算各时间间隔内的位移，各段位移的总和就近似认为是小车运动的位移。在此基础上，研究匀变速直线运动的位移。通过由粗略到比较精确再到非常精确的循序渐进的研究方式，得到“如果把整个运动过程分得非常非常细，很多很多小矩形的面积之和就能非常精确的代表物体的位移”，图象与横轴所围的“面积”代表“匀变速直线运动的物体在时间t内的位移”进一步拓展了速度—时间图象的外延。

六、“用一用”，拓展思维利用图象研究物体的加速度与质量和力的关系

如果说，物体的速度—时间图象的引入、理解、深化是为了更好的说明图象在研究物体运动中的应用。那么，在探究物体的加速度与质量和力的关系的实验中，则需要利用测量的数据，得出实验结论。当小车的外力保持不变时，改变小车的质量，测出不同质量时小车的加速度，以加速度为纵坐标轴，以质量为横坐标轴，则得到的是一条曲线，不易直观的发现小车的加速度与质量之间的关系，这时，尝试以加速度为纵坐标轴，质量的倒数为横坐标，得到一根过原点的直线，说明在利用图象研究物理量之间的关系时，需要选择合适的横坐标（纵坐标）。

结束语

对学生的物理思想方法的教育需要循序渐进的进行渗透，通过形成物理观念、开展思维活动、动手科学研究、具备科学态度等一系列的环节，让知识内化为能力，让能力提升到素养，切忌拔苗助长一蹴而就。

【参考文献】

[1] 宋鹏.《论高中物理的思想方法与物理哲学》，人教网，2010.3.19.

[2]《全日制高中物理教学大纲》，人民教育出版社，2012年10月（第2版）.

[3]《普通高中物理课程标准试验教科书必修1、2》，人民教育出版社，2010 年3月第3版.

【本文系江苏省中小学教研课题（2013 年第10期）“普通高中青年物理教师专业发展共同体建设的实践研究”阶段性成果之一，课题编号：2013JK10-L154。】

（作者单位：江苏省东台市安丰中学教科室）