加强高中物理教学中等效思维训练的做法研究

摘 要：教师在教授物理知识的同时应该向学生传授物理思维方法，等效思维是物理学中最重要、最基本的方法之一，它将复杂的、陌生的物理现象变得熟悉、简单、容易理解的模型，能够降低学生的学习难度，有助于提升学习效率，对启发学生发现问题、解决问题，培养能力有不可替代的作用。文章基于上述考虑强调加强等效思维训练的做法，以促进思维方法的形成。

关键词：高中物理;等效思维;做法

一、 示范引导夯实双基是前提

在教学实践中我们常常听到学生讲：老师讲的知识能听懂，就是不会用，分析其原因，一方面是对基本知识从根本上没有真正理解，另一方面更主要的原因往往是缺乏分析问题和处理问题的思路和方法，让学生在学习中从“懂”到“会用”，这是认识上的一个飞跃，完成这一飞跃需要教师的示范引导，首先，在教学过程中引导学生要通过观察、实验得到的感性认识和数据进行分析、比较、综合、抽象、概括建立概念和规律模型，了解它们的物理意义、存在条件、适应范围。这个过程中会渗透不少研究方法，例如，科学抽象概括法、理想化法、等效法等，不学会这些方法很难真正理解和掌握物理知识，教师应该深入分析物理教材，引导学生发现物理概念和规律建立的过程中所包含的各种方法。其次，引导学生注意弄清各知识点的来龙去脉，找出知识间的异同，使知识形成网络结构，这样形成的知识才更牢固，并能促进各种思维能力的发展。简而言之扎实的双基知识，是解决物理问题的前提，也是学好用好等效思维方法的前提。例如：如图1所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推車厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 人对车的推力F做的功为FL

B. 人对车做的功为maL

C. 车对人的作用力大小为ma

D. 车对人的摩擦力做的功为（F-ma）L

本题要求准确掌握概念、规律的定义、条件以及相互关系，对概念、规律的掌握处在似是而非的感觉上是这道题出错率较高的原因。

二、 及时比较归纳总结等效实例是保证

“等效”指的是不同事物之间，虽然有很大的区别，但却具有相同的功能和结果，可以使两者相互替代。我们在应用等效思维考虑问题的时候，一定要注意“等效”的“效应”是什么，不能将“效应”超出适用范围。通过比较可以确定事物之间的异同，有利于排除干扰，教学中引导学生及时归纳总结各种类型之间的区别与联系，开阔思路，为正确使用等效思维积累素材和解题经验。如下面的两个类型题：

记住这种由基本规律和公式导出的不同类型的结论，俗称为“二级结论”的推论，运用其结论，可以等效简化同类问题的计算，也可以预判结果提高解题速度，起到既方便又省时的作用。如下例：

如图4所示，两个质量相等的物体A、B从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）

A. 两物体所受重力的冲量相同

B. 两物体所受合外力的冲量相同

C. 两物体到达斜面底端时的动量不同

D. 两物体动量的变化量相同

由条件确定本题归属1类，由二级结论得，a、t不同，vt的大小相同，再注意矢量的方向得C。

三、 联想是等效思维的主要途径

理解是一个联系、连接、合并的思维过程。将各种复杂的物理问题，通过联想与基本模型等效联系起来，一方面有利于解决问题，另一方面可以进一步加深对双基知识的重要性的认识。联想的方法多种多样，下面列举几个常用方法。

（一）因果联想

指由某现象的发生引起对某种可能原因的联想。应用物理规律中所体现出的因果等量关系可以方便解决一些困难问题。

例如：求合外力困难可以通过解决ma来解决;平抛运动中Δv方向的确定可以通过重力判定;电动势E大小可以通过I（R+r）来解决;核能的变化可以由Δmc2确定等。

（二）接近联想

指的是在时间和空间上有一事物引起对另一事物的回忆的一种心理现象。在面对物理问题时依据比较接近的物理现象、物理过程联想基本模型，为解决物理问题寻找理论依据。

例：如图5所示，整个装置处于方向水平向左、场强大小为E=2.0×103N/C的匀强电场中（图中未画出），竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接，一带正电q=5.0×10-3C、质量为m=3.0kg的物块（可视为质点），置于水平轨道上的A点，已知A、B两点间的距离为L=1.0m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2。现将物块从A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置（结果可用反三角函数表示）。

（三）相似联想

依据相似的同类物理现象、物理过程实现等效联想的突破。

（四）条件相同联想

物理现象不同，有相同条件遵循同样的物理规律，由此产生等效联想，用已知的规律去解决这类形异质同的未知问题。

例：如图所示，在光滑水平面上放有一个坡形的导轨B，导轨B的两个底端均与水平面相切，现有一个质量与导轨相同的光滑小球A向右沿导轨左侧滑上导轨，并越过导轨的最高点后沿右侧导轨滑下，以后离开导轨B，整个过程中没有机械能损失.则下列说法中正确的是（ ）

A. 导轨B将停在原来位置

B. 导轨B将停在原来位置的左侧

C. 导轨B将停在原来位置的右侧

D. 导轨B将不会停止，最终做匀速直线运动

由题目条件知，A、B相互作用全过程中机械能守恒、水平方向动量守恒，所以归属弹性碰撞，而质量相等、一静一动的弹性碰撞结果是动静交换，对B受力分析确定，它向右运动先加速后减速最终静止，得C。

总之，等效思维是物理学中重要的基本方法，它对解决物理问题具有重要作用，在高中物理教学过程中，以夯实双基知识为基础，对学生进行等效思维教育，引导学生及时归纳总结，掌握一些联想技巧，是落实培养学生分析和解决物理问题的能力，是提高教学质量的有效方法。

参考文献：

[1]阎金铎，田世昆主编.中学物理教学概论第二版[M].北京：高等教育出版社，2003.12.

[2]王较过，王立.论物理学中的等效思想及等效方法，陕西师范大学继续教育学报（西安）2001年6月，第18卷第2期

作者简介：

陈新，新疆维吾尔自治区阿克苏地区，阿克苏地区二中。