或许是新课程理念稍许变化——注重学科体系向注重实际运用的转变——致使我们对物理教学走向了肤浅的路子。下面仅仅以"质点"的教学为例说明这一点。
教材与教辅对"质点"这一基本物理概念教学都偏向于这样一个实际运用问题——什么情景下物体可以看成质点?请看教材的表述:
"研究地球公转时可以忽略地球的大小和形状而把它视为'点'。"
"在某些情况下,我们可以忽略物体的大小和形状,而突出'物体具有质量'这个要素,把它简化为一个有质量的物质点,这样的点称为质点。"
"在另外一些情况下,我们虽然不能忽略物体的大小和形状,但是可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动,于是整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点,它也就成为了一个质点。"
最后总结到:"一个物体是否可以看成质点由问题的性质决定的",而以物体本身的大小与形状没有必然关系。
仅仅从应试这个角度而言,我们可以进一步总结两个"有效"的解题原则(但是这两个原则不足以揭示"质点"的本质内涵)。
1、没有明确"问题的性质",无法判断物体是否可以看成质点,即"问题的性质"不明,把物体看成质点是错误的。
因此,有些教辅资料的总结明显存在错误,例如:"平动的物体可以看成质点,转动的物体不能看成质点"。"平动的物体"、"转动的物体"这样的表述,并没有明确问题的性质,所以无法判断物体是否可以看成质点,例如在直线轨道上行驶的火车,如果研究它的运行速度大小,那么火车可以看成质点;如果研究它通过百米大桥的时间,那么火车不可以看成质点;在地面上滚动的轮胎,如果研究轮胎各点的运动特征,则不能把轮胎看成质点,如果研究轮胎前行的速度大小,则可以把轮胎看成质点。
2、明确了"问题的性质",则要判断物体的大小、形状、"肢体变化"对所研究问题是否有影响,有则不能看成质点,无则可以看成质点。
教辅资料总结为,物体的大小、形状对所研究问题的影响可忽略不计时,可以把物体看成质点。这样的表述尽管是正确的,但是也容易误导——物体的大小、形状对所研究问题的影响不可忽略不计时,不可以把物体看成质点。例如,计算两个紧贴在一起的小球的万有引力的大小,小球的大小、形状显然是不能忽略不计的,但是我们必须把两小球看成"有质量的点",才能简化计算。
由此可见,仅仅从"什么情况下物体可以看成质点"的"实际运用"教学中,我们未能深刻地理解"质点"的本质内涵。实际上,为了深化"质点"的教学意义,教师可能会上升到学科思想层面——即模型思想。我们常说,"质点"是一种科学抽象,是一种理想化模型,忽略无关或次要因素,突出主要因素(质量这一因素)的思维方法。
显然,如此"思想升华"是必要的,但是我们对此理解吗?未必。对物理学科的理解上升到了"体系"层面的老教师会说,"质点、参考系等基本概念支撑了整个力学大厦",然而很多一线教师不一定能体会这一点,而且还可能在内心狡辩——牛顿运动定律才构建了力学大厦。事实上,就学科理解而言,这两点都没有错,关键是我们都能体会到这两点,才算得上对力学的较高水平的理论觉悟。换句话说,没有构建"质点"、"参考系"等概念,"力学规律"难以"立足",没有"力学规律","力学"这门学科将不成为一门学科。
可见,"质点"这个概念的教学,仅仅注重实际运用还是不够的,还应该从学科体系角度加以审视。客观地讲,"注重实际运用"与"注重学科体系"并不矛盾,"注重学科体系"有利于"实际运用", "注重实际运用",有利于"学科体系"的理解。这两者是辩证统一的,绝不是完全的对立。
当然,关于"质点"的教学是一个长期过程,是潜移默化的,是循序渐进的,企图"高中物理第一课"就完成"深刻的理解"显然是急功近利的,是得不偿失的。
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