云南工业技师学院 云南 曲靖 655000
摘 要：本文重点研究技工院校学生学习物理的方法，解决技工院校学习物理的困难，明确物理学习的基本方法；弄清物理学习中应注意的问题；引导学生运用物理规律解决实际问题，才能让学生真正掌握物理学习方法。
关键词: 物理学习 教学方法 问题
物理是一门基础性自然学科，与社会生产生活密切联系。尤其在技工院校等职业学校，是学生学好专业理论知识、掌握实践技能的基础，是模拟电子技术、数字电子技术、电工基础、电力拖动及机床线路等课程的基础。如今，国家高等教育方针从着重培养知识型人才到知识型人才与技能型人才双重培养的转变，为技工院校的学生发展带来了机遇，而物理是学生踏入高校继续深造的必修学科之一。这就要求技工院校学生必须改变物理学习方法，更好地掌握物理专业课必备的物理基础知识，这一问题的解决迫在眉睫。
一、把握物理学习内容，适应技工院校学习层次
中国人力资源和社会保障出版集团在编写物理教材方面充分把握了技工院校学生的基础，教材编写以适应所有专业的使用为出发点，具有普遍性、适用性和广泛性。但是，由于各个专业侧重点不同，在电气类、机电类、电子类专业实际中涉及的物理知识点也存在差异，所以学生学习应在把握老师教学大纲、定位学科基础的前提下，结合专业特点，联系学生自身实际，予以灵活变通。
1.根据具体专业变通学习内容
对于物理课的课程学习内容，在劳动版统一教材的基础上，要注重与其他学科的协调关系，教师已经做到根据专业种类选择、制定教学计划，把握教学内容的深度和难度，尽可能做到让物理课为专业课服务，让学生学有所用。对机械、机电一体化专业的学生，力学部分应作为学生学习的重点，在教学计划中增加力学部分的课时量，为《机械基础》等后续课程打下良好的基础。对电子电工、计算机应用与维修等专业，可以酌情减少力学内容，突出电学、电磁学部分的重要性，并适当增加课时，各专业学生要为以后开设的《电工学》、《电工基础》等专业课程做好打基础的准备。
2.根据学生自己专业把握学习重点。
紧密结合学生自身的知识水平、心理特征、认识能力，学生应理解老师安排的增加、删减、压缩有关章节的教学内容，结合自己所学专业突出学习重点。因为学生情况各异，文化基础参差不齐，在学习中还要分层次学，对于基础较好的学生，应适当提高对自己要求，拓宽知识面，为今后学习或深造奠定基础；对于部分有进一步升学（三校生考试）要求的学生，应在课外增加一部分选学内容或难度较大的拔高题；对于基础较差的学生，要适当降低难度，采取学一点、会一点的方式，多举例、多实验，培养兴趣、循序渐进。
二、明确学习的重点和基本方法
物理学习不同其他文科类学习，物理是一门重科学规律的学科，物理学习中就重点抓住物理规律的学习，在物理规律、定理、推导等学习过程中，不仅学生要掌握规律本身，还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解，更重要的是如何应用规律来解决具体问题。为此，学生对不同的物理规律应采用不同的学习方法。
1.理论规律、定理等的学习方法
理论规律、定理等是由已知的物理规律经过推导，得出的新的物理规律。因此，在理论规律学习中应采用“理论推导法”。
如在“牛顿三大定律”的学习中，就存在理论推导，以第一定律为例，原始表述是“任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止”，牛顿在《自然哲学的数学原理》中的原始表述是：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。用数学公式表示为：∑Fi=0 ＝0，其中∑Fi为合力，v为速度，t为时间。鲁教版高中物理教材中的表述是：牛顿第一定律表明，当合外力为零时，原来静止的物体将继续保持静止状态，原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。合外力为零包括两种情况：一种是物体受到的所有外力相互抵消，合外力为零；另一种是物体不受外力的作用。
伽利略研究运动学的方法是把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验。他对光滑斜面的推论是通过实验观察，并推论得到的。但是这个完全光滑的斜面在现实中不存在，因为无法将摩擦力完全消除，因此理想斜面实验属于伽利略的逻辑推理部分。现实中，当一个球沿斜面向下滚时，它的速度增大，而向上滚时，它的速度减小。由此伽利略推论，当球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减。实际上他发现，球愈来愈慢，最后停下来。伽利略认为，这并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的缘故，因为他同样还观察到，表面愈光滑，球便会滚得愈远。
伽利略的理想斜面实验
于是他对斜面平放时的情况进行研究，结论显然是球将永远滚下去。这就是说，力不是维持物体的运动即维持物体速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。学生在学习这个定律时，只要掌握了这个原理，理解就不难了。
2.学生应把握理想规律的学习方法。
理想规律是在物理事实的基础上，通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在学习中应用“合理推理法”。
如在牛顿第二定律的学习过程中，第二定律是这样描述的：动量为p的质点，在外力F的作用下，其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比，并与外力的方向相同；用公式表达为：F＝ 。
根据动量的定义F= v+m ＝ v+ma= v+m 。
若质点的质量不随时间变化（即 =0），则质点运动的加速度的大小同作用在该质点上的外力的大小成正比，加速度的方向和外力的方向相同；用公式表达为：F=ma=m 。
其实，我们在学习中，只要掌握了牛顿第二运动定律引入了惯性质量，全面完整地刻画了物体因受力作用而产生加速度，以及加速度与外力及质量的定量关系，构成了第二定律独立于第一、第三定律的深刻内涵和根本原因，学习就自然而然地变得简单了。
3.实验规律的学习方法。
物理学中的绝大多数规律都是在观察和实验的基础上，通过分析归纳总结出来的，我们把它们叫做实验规律。如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等。常采用以下学习方法：
（1）演示实验仔细观察法。演示实验法是教师通过精心设计的演示实验，引导学生观察，根据实验现象，师生共同分析、归纳，总结出有关的物理规律，因此学生在学习时必须认真观察。如法拉第电磁感应定律的教学，同学们在观察实验时：当条形磁铁插入或拔出线圈的速度越大时，检流计指针偏转角度也越大，说明线圈中产生的感应电动势就越大；当条形磁铁插入或拔出线圈的速度越小时，检流计指针偏转角度也越小，说明线圈中产生的感应电动势就越小。最后总结得出：线圈中感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化快慢成正比。
（2）自己动手实验法。动手实验法就是根据某些物理规律的特点，自己设计实验，学生通过自己做实验，总结出有关的物理规律。例如在牛顿第二定律的学习中，学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系。通过实验学生得出：在质量一定的条件下，加速度与外力成正比；在外力一定的条件下，加速度与质量成反比的结论。在实验基础上，学生总结加速度、外力和质量间的关系，得出牛顿第二定律。 通过实验，学生将实验总结出来的规律，深刻理解、牢固记忆，学生增强了自主学习的主动性、学习兴趣，更重要是通过这种方法学生掌握了研究物理问题的基本方法。
（3）师生共同验证实验法。验证实验法是教师采用证明规律的方法进行教学，从而使学生理解和掌握物理规律。具体实施时先由教师和学生一起提出问题，将物理规律直接告诉学生，然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论，验证物理规律。
以牛顿第三律为例：
第三定律的描述是：作用在两个物体的一对作用力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在不同的两个物体上。表达式：F1=F2，F1表示作用力，F2表示反作用力。这个学生在学习理解时觉得简单，但是一做就错。关键是很多同学没有弄清适用范围：牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的所谓超距作用，是指分离的物体间不需要任何介质，也不需要时间来传递它们之间的相互作用．也就是说相互作用以无穷大的速度传递。
除了上述基本观点以外，在牛顿的时代，人们了解的相互作用。如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力，都是沿着相互作用的物体的连线方向，而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内。作用力和反作用力等大、反向、共线，彼此作用于对方，并且同时产生，性质相同，这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容。而且，在一定范围内，牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切相联系的。
牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的。如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着二电荷的连线方向，静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用，因而牛顿第三定律仍适用的话，那么，对于运动电荷之间的相互作用，牛顿第三定律就不适用了。
实验证明：对于以电磁场为媒介传递的近距作用，总存在着时间的推迟．对于存在推迟效应的相互作用，牛顿第三定律显然是不适用的。实际上，只有对于沿着二物连线方向的作用（称为有心力），并可以不计这种作用传递时间（即可看做直接的超距作用）的场合中，牛顿第三定律才有效。
三、学习物理应弄清物理学习中应注意的问题
1.学习物理规律之间的联系。
有些物理规律之间是存在着相互关系的，学生应该学会总结物理规律间的相互联系。
以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例，两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是说物体不受外力时做什么运动，第二定律是说物体受力作用时做什么运动。第一定律是第二定律的基础，没有第一定律，就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能去掉第一定律。
再如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系；动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等。
2.学习物理要深刻理解文字表述、公式和图象的物理意义。
在规律学习过程中，同学们应深刻理解规律的物理意义，防止死记硬背。为此应做好以下几点：
（1）要充分认识物理规律中各个物理量的物理意义。如质能方程表述如下：E=mc2，其中，E是能量，单位是焦耳（J）。M是质量，单位是千克（Kg）。C是真空中光速(m/s)，c=299792458m/s。该公式表明物体相对于一个参照系静止时仍然有能量，这是违反牛顿系统的，因为在牛顿系统中，静止物体是没有能量的。这就是为什么物体的质量被称为静止质量。公式中的E可以看成是物体总能量，它与物体总质量（该质量包括静止质量和运动所带来的质量）成正比，只有当物体静止时，它才与物体的（静止）质量（牛顿系统中的’质量’）成正比。这也表明物体的总质量和静止质量不同。反过来讲，一束光子在真空中传播，其静止质量是0，但由于它们有运动能量，因此它们也有质量。表达形式应该分几种情况：
表达形式1：E0=M0C2，上式中的M0为物体的静止质量，E0为物体的静止能量。中学物理教材中所讲的质能方程含义与此表达式相同，通常简写为E=mc2。
表达形式2：Ev=MvC2，Mv为随运动速度增大而增大了的质量。Ev为物体运动时的能量，即物体的静止能量和动能之和。
表达形式3：△E=△MvC2，上式中的△m通常为物体静止质量的变化，即质量亏损。△E为物体静止能量的变化。实际上这种表达形式是表达形式1的微分形式。这种表达形式最常用，也是学生最容易产生误解的表达形式。
（2）要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式。大多数物理规律的内容都可以用数学公式表达出来，即定律的公式。公式的形式能表达出定律的内容，能反映出研究对象间的内在联系，还能由之计算出有关的物理量的量值（有的还要能标示矢量的方向），参与各种推理和运算，并尽量选择最简洁的形式。对于物理公式，要使学生从物理意义上去理解公式中所表达的物理量之间数量关系,而不能从纯数学的角度加以理解。
例如对于欧姆定律的表达公式：I= ，应当使学生理解，这一公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小。即某段电路中电流的大小，与这段电路两端的电压成正比，与这段电路中的电阻成反比，公式中的I、U、R三个物理量是对同一段电路而言。把公式加以数学变换，得到电阻的定义式R= 。如果不理解公式的物理意义，就可能得出“电阻与电压成正比，与电流成反比”这一类错误的结论来。
（3）同学们学习要真正理解物理规律的文字表述的含义。中学阶段所研究的物理规律，一般都要用文字语言加以表达，即用一段话把某一规律的物理意义表述出来。对于物理规律的文字表述，要认真加以分析，使学生真正理解它的含义，而不能让学生去死记结论。
例如，动量定理可表述为：“物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化”。弄清“等于”两字的含义对理解这个定理有很大帮助。
第一，“等于”所包含的是一种因果关系，即冲量是引起动量的变化。
第二，“等于”包括大小和方向上的关系。冲量是力对时间的积累的量，属于过程量，动量则是物体状态的量，过程量冲量引起状态量动量的改变，动量的改变量和引起改变的冲量是相等的。
可见“等于”揭示了两者之间的内在联系，不要把“等于”单纯理解为“就是”。
3.准确理解和把握物理规律的适用条件和范围。
由于物理学所研究的对象和过程，往往不是处于自然状态的实际客体和实际现象，而是采用科学抽象方法适当简化之后建立的理想模型和理想过程；又由于物理学是实验科学，在观察和实验中，限于当时仪器的精密程度、操作技术的准确程度，从而不可避免地出现测量误差。因此，反映各物理量之间关系的物理规律，只能在一定精度范围内足够真实但又是近似地反映客观世界。也就是说，物理规律总有它的适用条件和适用范围。只有明确规律的适用条件和范围，才能正确地运用规律来研究和解决问题。
例如，欧姆定律I= ，适用于金属导体，不适用于高电压的液体导电，不适用于气体导电，不适用于含源电路或含有非线性元件的电路。再如，胡克定律的适用条件是在弹性限度以内；单摆振动的周期公式成立条件是摆角小于50°---；牛顿定律的适用范围是可视为质点的宏观物体、低速和惯性系；动量守恒定律，这是自然界中普遍适用的定律，无论宏观物体、微观粒子，高速运动或低速运动情况都适用。然而动量守恒也是有条件的，这个条件就是研究对象（系统）所受的合外力必须等于零。当然，在运用中，当合外力远小于内力时可以把合外力忽略不计，实际上相当于合外力等于零，这是一种近似处理。可见，动量守恒定律也是有条件的。
参考文献
[1]《物理》.中国劳动保障出版社技工类教材，第五版。
[2]《物理》.中国劳动保障出版社技工类教材，第四版。
论文作者:吕勇
论文发表刊物:《素质教育》2018年10月总第287期
论文发表时间:2018/9/11
标签：物理论文; 定律论文; 物体论文; 规律论文; 外力论文; 学生论文; 动量论文; 《素质教育》2018年10月总第287期论文;