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【物理方法】学好物理的三大“定律”和三大能力

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2024-12-28 20:30

主要观点总结

中学物理特级教师倪闽景指出学好物理需培养化繁为简的思维,提出三大定律和三大能力。三大定律包括抓住两个关键点、在变化的因素中寻找“不变”的那一个、把时间花在可以让自己变聪明的地方。三大能力包括观察能力、常识判断能力和动手能力。为培养孩子物理思维,需创造动手条件和动脑机会,通过游戏化学习、项目式学习等方式激发孩子学习热情。

关键观点总结

关键观点1: 三大定律

包括抓住物理问题的对象和状态;在多种因素中找出不变的因素;将时间用于提升自我聪明度的活动。

关键观点2: 三大能力

包括培养观察能力、常识判断能力和动手能力,其中观察能力是先决条件,常识判断能力有助于避免错误,动手能力则能加深对物理现象的理解。

关键观点3: 如何培养孩子物理思维

通过创造动手条件和动脑机会,如进行科学实验、项目式学习和游戏化学习,激发孩子学习物理的兴趣。


正文

物理这个科目经常成为中学生最“头疼”的科目,对此中学物理特级教师倪闽景指出,要想学好物理,就需要培养起化繁为简的物理思维。他提出了学好物理的三大定律和三大能力。



三大定律















(1)抓住两个关键点,就不会被各种条件弄晕


学习物理,必须抓住两个要点:一是对象,二是状态。也就是说,分析物理问题一定要弄清楚分析的对象是什么,这个对象在做什么运动。

举个例子,我们分析一个小球在桌面上运动过程中的受力,就要搞清楚,我们分析的对象是什么?小球。这个对象在做什么?在桌面上做什么运动。

紧紧抓住这个核心,很多问题都可以迎难而解。


很多学生学不好物理一个很直接的表现是:看到题目就只想套公式,但公式太多,搞不清楚应该套哪个公式。这就是因为没有考虑清楚题目中要分析的对象和过程是什么。

比如在电学中,看到一个电路,不知道该用哪个公式,怎么办?

首先将电路简化,安培表、伏特表先去掉,这样电路图就变得很简单,容易看懂。第二步分析对象是什么,是用电器,还是整个电路?用电器在工作吗?电流在如何流动?第三步,结合已经知道的条件,列方程挑已经知道的物理量代入进去。


(2)各种变化的因素中,寻找“不变”的那一个


学物理常常有这么一种现象:单个物体、单种状态的题目,大多数学生都会做;而一旦一个物体变成多个物体,或者一种过程变成两个过程,就有很多学生做不出来了。


比如一个小车在桌面做匀速运动,这个小车的受力大家都会分析。但如果这个小车匀速运动到桌面边缘掉下去了,小车受力状况发生了改变,小车的运动就变成了一个全新的过程,很多学生就会把两个过程的物理量混淆,这样就被难住了。


大家觉得这些涉及到多个物体、多种状态的题目很难。之所以难,是因为没有学会从各种变化的因素中找到不变的因素


有些物理题看似条件不全,其实学生的任务就是找出其中隐藏的条件,然后就可以将看似复杂的问题化解成几个简单问题了。


仍以上面的小车为例,这些变化的因素中,小车这个对象是不变的,小车的质量是不变的,抓住这些不变的因素,然后把匀速行驶和掉落这个过程分为两个阶段,就变成了两个简单题目。


同样,在电学中,电压、电流等因素在变,而灯泡的电阻一般来说是认为不变的,那么就可以把电阻视为给定条件。


物理需要把复杂问题模型化、简单化。在各种变化不定的因素中,“不变”的因素才是最重要的。看似复杂的各类题目,只要抽象一下,其本质都是一样的。


(3)要把时间花在可以让自己变聪明的地方


不少学生喜欢大量刷题,这当然可以在一定程度上提高做题的熟练程度,但把时间花在让自己能够变得更聪明的地方更重要。


对物理学习来说,这些地方包括:看些和物理有关的书;自己摆弄点小东西;做点小实验;和老师交流新的想法;每一章节学完之后自己总结出一个知识结构图……


这些行为共同之处在于,让学生自己主动思考,而且做好之后会有成就感。



三大能力














(1)观察能力 


观察能力是指观察物理现象发生变化的能力。


我在思考物理题目的过程中,首先是看到一个具体的物体。哪怕对象是一个电子,我也会想象成一个球或者类似的东西,物理学习先要有形象思维,然后才有抽象思维。


在此基础上,还要养成物理思维的大局观。我记得我在读书时,我的老师会在每章结束后要求每位同学就本章知识绘出一个知识结构图,优秀的作品还会贴在教室后面的板报上。


我到现在都觉得这种方法很好。不是常规的作业布置,也不是做题,但是可以通过这种办法把知识点串了起来,让孩子主动地思考,去观察物理原理。


(2)常识判断能力 


物理都来自于现实。我经常看到有些学生做的题目让我哭笑不得,比如算地球质量,他回答2千克。还有一些常识可能会冷僻些,比如一个教室里的空气大概有多重?有200多千克!


物理题目很多来源于生活常识,所以估算起到了很重要纠正作用。


此外在我们物理题目中,很多学生错误会来自于物理量单位的变化,在初中有一半同学的错误都和单位错误有关。比如数量单位,把“升”换成“毫升”,“平方米”换成“平方厘米”,很多人都会搞错。如果有生活常识,会估算,就能在过程中验证结果,及时避免错误。


(3)动手能力 


物理首先要有“物”,如果对“物”本身不了解,道理就想不清楚。


我一直强调我们老师所有课堂上的实验一定都要在学生面前做一遍,学生自己的实验也要全部做一遍,要布置小实验作业。


很多情况下,学生对没有感性接触过的物理现象就很难真正理解。比如,从来没有看见过河流和船的学生,往往很难理解船相对河流的运动。所以当学生就有些物理知识搞不清楚时,不妨动手做一做就会清楚了。


为什么中学物理学得好的很多都是男生?我觉得原因之一可能就在于动手能力的差异。物理题中经常会出现自行车,男生会拆装链条,女孩子则怕脏叫师傅去修,这个就产生了差异。


所以,家长要想让孩子对物理有兴趣就要让他自己去做。学电路,可以让孩子们用家里现成的小电器动手组装电路,看电灯是不是会亮。物理是很直观的,如果有东西连接不对,电灯就不会亮。动手一做,对不对自然见分晓。



如何培养孩子物理思维















(1)创造动手条件 


培养物理思维的起点在于让孩子们亲身体验物理现象。


科学实验是激发孩子们好奇心和探索欲的绝佳方式。通过亲手操作,孩子们能够直观地观察到物理定律如何在现实世界中发挥作用。例如,通过简单的牛顿摆实验,孩子们不仅能够看到动量守恒的直观展示,还能在实验过程中提出问题、寻找答案,这样的过程对于培养他们的物理思维至关重要。


此外,结构性教具,如机械模型等,能让孩子们在动手搭建的同时,理解复杂的物理结构和原理。


(2)创造动脑机会 


除了动手操作,动脑思考同样重要。


项目式学习(PBL)能够让孩子们通过解决实际问题来学习物理。在PBL项目中,孩子们需要运用他们所学的物理知识以及其他学科知识,与团队合作设计和实施解决方案,这样的过程不仅锻炼了他们的物理思维,还提升了他们的团队合作和问题解决能力。


此外,游戏化学习也能充分激发孩子学习的热情。物理学科中的抽象思维也适合在游戏的环节中得到更好地诠释。








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