聪明学物理,每个人都可以
倪闽景
很多人问物理学科怎么那么难,我觉得学习物理实际上很简单。如果细细梳理一下就不难发现,中学物理的知识点并不多,有关的公式一共才50多个。那么,为什么很多同学感到物理难学呢?我觉得可能是物和理之间相互关联的思维被限制住了。要想学好物理,需要培养起化繁为简的物理思维,厘清物和理之间的关系。
一、 物理学习三大定律
(一) 抓住两个关键点,就不会被各种条件搞糊涂
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,我们要分析一个小球在桌面上运动过程中的受力情况,就要搞清楚,我们分析的对象是什么——小球。这个对象的运动状态怎样——在桌面上做减速运动。
紧紧抓住这个核心,很多问题都可以迎刃而解。很多学生学不好物理很直接的表现是: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。这就是没有考虑清楚题目中要分析的对象和过程是什么。再比如在电学中,看到一个电路,不是上来就想用哪个公式去解题,而是首先将电路简化,把安培表、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,还是某个分电路?用电器在工作吗?电流在怎样流动?第三步,结合已经知道的条件,选择合适的公式列方程,把已经知道的物理量代入进去求解。
(二) 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种过程,就有很多学生做不出来了。比如小车在桌面做匀速运动,这个小车的受力情况大家都会分析。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。
大家觉得这些涉及多个物体、多种状态的题目很难。之所以难,是因为学生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的过程分为两个阶段,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。
(三) 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聪明的地方更重要。对物理学习来说,这些地方包括:看和物理有关的书,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张知识结构图等。这些行为的共同之处在于,让学生自己主动思考,而且做好之后会有成就感。记住,只有自己变聪明了,物理才会学好。
二、 物理学习三大能力
在物理学习中,要特别关注三方面的能力培育。这三大能力,既是学好物理的要求,又是学习物理的目的。
(一) 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张知识结构图,优秀的作品还会贴在教室后面的板报上。到现在我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起来,让同学们主动地思考,去观察物理原理的关联性。
(二) 常识判断能力
物理学科能力,首先是对物质世界常识的判断。对常识的判断能力为什么重要?因为物理的第一性是物质的,千万不要学了物理,只知道了公式,而丢掉了常识。我经常看到有些学生会得出一些令我哭笑不得的结论,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,比如一间教室里的空气大概有多重?有200多千克!这个常识对于空气的认识很重要。(https://www.daowen.com)
就解题而言,物理题目很多来源于生活常识,所以估算起到了很重要的纠正作用。此外学生在解题当中,很多错误来自忽视了物理量单位的变化,在初中有近一半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。物理首先要有“物”,如果对“物”本身不了解,道理就想不清楚。
(三) 动手能力
学习物理时,适当增加一些动手实验和探究过程,不仅会增强学习兴趣,更会增强对物理规律的理解。我一直强调,老师们一定要把所有课堂上的实验都在学生面前做一遍,学生自己也要全部做一遍实验,老师还要布置小实验作业。
很多情况下,学生对没有接触过的物理现象很难真正理解。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,所以学生对有些物理知识搞不清楚时,动手做一做就会清楚了。
为什么物理学得好的,男生多于女生?我觉得原因之一可能就在于动手机会的差异,导致了动手能力的差异。比如物理题中经常会出现自行车,男生会拆装自行车链条,女生则怕脏叫师傅去修,男女生动手能力就产生了差异。
所以,家长要想让孩子对物理有兴趣就要让他去做一些家务。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。
三、如何尽早培养孩子的物理思维
孩子小的时候有些经历,对孩子未来的发展往往会有根本性的作用。建议家长在孩子小的时候做两件事,会对孩子今后学习包括物理在内的自然科学有帮助。
(一) 让孩子多玩结构性玩具
结构性玩具指比如变形金刚、乐高积木等搭建类玩具,还有些男孩子喜欢拆家里的钟表等东西,钟表也算结构性玩具。与之相对应的,如果只给女孩子玩她们喜欢的洋娃娃之类情感性玩具,女孩将来学习自然科学就会产生困难。我曾参观过国外幼儿园,几个孩子分组合作,用大型乐高积木搭建了一座桥,人可以走过去。这样物理知识就非常具体和深刻,而不仅仅局限在书本上。
同时建议家长有空多带孩子去科学类的博物馆参观,有条件的家长还可以在家里给孩子布置一个小的实验角。可以给孩子买一台显微镜,引导孩子观察昆虫、各种材料的精细结构等。还有种类繁多的电子积木、车模、飞机模型等。家长之间可以交换玩具,还可以组织家庭游戏,让孩子们一起玩。甚至有一些简单的物理实验,不需要多少专业仪器和道具,家长可以在家和孩子一起玩。比如在桌上放几个装了水的玻璃杯子,然后用筷子去敲击,观察水的多少与杯子所发出的不同声音之间的关系。
这些孩子从小接触过的东西,以后听老师讲的时候就会有熟悉感,从而有助于学习。
(二) 让孩子阅读科学性的读物
家长比较习惯给孩子读童话故事等人文类的书籍,但我觉得孩子也要有科学类阅读,比如《十万个为什么》等科普读物,也可以阅读一些科学家小时候的故事。不要总让孩子看人文类的动画片,可以让孩子看一些科学探究类的电视节目,从小培养孩子们的好奇心和科学兴趣。
让孩子对科学产生兴趣,是学好物理、不怕物理很重要的基础。是不是能够学好物理,从孩子小的时候就开始有差异了。


上海市物理特级教师。毕业于华东师范大学物理专业。现任上海市新大桥中学校长,兼任市初中物理学科中心组成员,杨浦区物理名师工作室导师。获上海市“三八红旗手”、上海市园丁奖等称号。教学中积极运用现代信息技术优化物理实验,为学生提供更多的、从直观感受和亲身经历中学习物理的机会,并发表多篇论文,获“全国中学物理教学改革创新大赛”一等奖。参与编写《现代课堂实验教学启示录(初中物理)》(副主编)一书,并拍摄100多个物理实验的视频。