如何在物理阅读中变“被动接收信息”为“主动检索信息”

2022-05-10 23:35张小洪
物理教学探讨 2022年4期

张小洪

摘   要:阅读的过程,首先是一个接收信息的过程。高中生在阅读物理材料的过程中,可以借助已有的对知识的理解、已经形成的知识体系以及一定的“批判意识”,变“被动接收信息”为“主动检索信息”,使得物理阅读更准确、更高效。

关键词:物理阅读;被动接收信息;主动检索信息

中图分类号:G633.7 文献标识码:A    文章编号:1003-6148(2022)4-0078-3

学生学习物理的过程中,需要结合物理情境、建立物理模型、运用物理规律、解决物理问题,这一过程应该建立在准确地阅读物理材料的基础之上。然而,学生在进行物理阅读的过程中,如果毫无准备地去“被动接收信息”,时常会出现漏读信息、误读信息、抓取不出关键信息等问题,从而影响他们对物理学科的进一步学习。

此外,和一般文本阅读一样,如果我们引导学生带着自己对知识的理解和大脑中已经形成的知识体系去阅读,带着一定的“批判意识”去阅读,就可以变 “被动接收信息”为“主动检索信息”,使得物理阅读更准确、更高效,为进一步学好物理打下良好的基础。

1    带着对知识的理解去阅读

例1 一简谐横波沿x轴方向传播,已知t=0.1 s时的波形如图1甲所示,图1乙是x=4 m处的质点的振动图像,则下列说法正确的是(      )

B.该简谐横波的波速为10 m/s

C.在t=0.5 s时,x=2 m处的质点到达平衡位置,沿y轴负方向运动

D.经过0.4 s,x=2 m处的质点经过的路程为40 m

例1所述的波动图像与振动图像结合问题是该章节的重点问题,教师在教学过程中应引导学生理解:波动图像必然对应着一个时刻,振动图像必然对应着一个质点,且二者的具体联系必然与波的传播方向有关。

基于这样的理解,我们就要带着目的去题目中主动检索三个信息:波动图像对应的时刻(t=0.1 s)、振动图像对应的质点(x=4 m处的质点)和波的传播方向(未知),然后就可以根据已知信息求出波的传播方向这一未知信息,判断出A选项正确(其余选项的分析判断在此不赘述)。可以想见,如果本题已知波的传播方向和质点的位置,我们也可以得出波动图像可能对应的时刻;如果已知波的传播方向和波动图像对应的时刻,我们也可以得出质点的可能位置。这三个条件是可以知二求一的。

上述过程就是一个带着对已有知识的理解主动检索信息的过程,这样的方法在高中物理学习中可以广泛使用。例如,要用动能定理解决问题,我们就要有意识地去检索关于受力、做功、初末动能或动能变化的相关信息;要用理想气体状态方程解决问题,我们就要有意识地去检索研究对象和初末状态的温度、体积、压强等信息。而后,在此基础上进一步解决对应问题。

2    带着物理知识体系去阅读

例2 如图2所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好在平衡位置并向上运动,则这列波的波长可能是(      )

C.0.12 m   D.0.10 m

例2的问题属于波的多解问题。教师应教会学生认识到形成多解的四种可能:(1)波传播的双向性形成多解;(2)时间的周期性形成多解;(3)空间的周期性形成多解;(4)振动情况的不确定性形成多解。带着这样的知识体系阅读例2就会发现,波的传播方向是确定的,质点的振动情况也是确定的,本题不存在时间周期性的问题,因此唯一的可能就是空间的周期性形成多解,经过分析可知正确答案为A、C选项。

为巩固知识体系与信息之间的联系,教师还可以引导学生思考:如何修改题意,会出现更多的解呢?结合知识体系发现,若将“向右传播”改为“沿直线传播”,则会出现“波传播的双向性形成多解”的问题;若将“上方最大位移处”改为“最大位移处”,或将“在平衡位置并向上运动”改为“在平衡位置”,则会出现“振动情况的不确定性形成多解”的问题;若加上“P、Q平衡位置的距離小于一个波长”的条件,则不会出现“空间的周期性形成多解”的问题;若改为一个波形经Δt变成另一个波形的问题,则可能出现“时间的周期性形成多解”的问题。如此操作,学生不仅在阅读材料,还在“创作”阅读材料,他们的知识体系就会得到进一步巩固,阅读能力就能得到进一步提升。

同样,带着物理知识体系去阅读的方法可以广泛运用于高中物理的其他部分。例如,解决力学问题的三种观点告诉我们,在力与运动观点、动量观点、能量观点中选择哪种观点和规律解决问题,需要我们有意识地去检索关于研究对象是单个物体还是物体系、涉及到的物理量有哪些、物体受力是恒力还是变力、物体的运动是直线运动还是曲线运动、涉及到单过程还是多过程问题等方面的信息。根据这些信息,才能正确选择出解决问题的方法,这其中每一个信息的主动检索,都是以强大的知识体系为支撑的。

3    带着批判意识去阅读

例3  某同学利用单摆测定当地的重力加速度。

(1)他用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达平衡位置时开始计时并记为n=1,单摆每经过平衡位置记一次数,当数到n=60时停表的示数如图3甲所示,该单摆的周期是T=______ s(结果保留三位有效数字)。

(2)若用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆线长,测量情况如图3乙所示。O为悬挂点,从图3乙中可知单摆的摆线长为________ m;用游标卡尺测量摆球的直径如图3丙所示,则摆球的直径为________ cm;单摆的摆长为________ m(计算结果保留三位有效数字)。

(3)若用l表示摆长,T表示周期,那么重力加速度的表达式为g=________。

第(1)问和第(2)问都在括号中要求了“计算结果保留三位有效数字”。对有效数字的要求是学生解答物理实验问题最容易忽略的,很多学生费了九牛二虎之力计算出了结果,却因为有效数字不符合要求而最终白费力气,于是痛下决心下次一定要记得,但下次记不记得也往往只看运气。如果教师培养学生在这方面的批判意识,不是凭运气决定自己能不能看到对有效数字的要求,而是抱着“避坑”的想法主动去寻找题目中的相关信息,并且做好标记加以提醒,相信犯错误的机率一定会明显减少。

第(3)问中提到要用摆长l和周期T来表达重力加速度g,这是实验题和含字母的计算题的又一個易错点,其最终表达式中的所有字母必须是已知的物理量。如果学生意识到这种错误的可能,在阅读的过程中就会标记出最终可以使用的物理量(字母),并在最后进行核对检查。

以上都是带着批判意识进行阅读的典例,对易错点的了解使得阅读过程目的性更强,信息检索更主动、更全面、更准确。除例3外,高中物理学习中还有很多类似的例子,比如带电粒子在电场中运动时是否考虑重力、相对滑动的滑块和木板是放在光滑还是粗糙的水平面上、想要运用欧姆定律的电路是否为纯电阻电路、图中的曲线是电场线还是等势面,这都是需要了解“危机”所在,然后主动去检索信息的例子。

我们都希望提高学生的物理阅读能力。如何提高物理阅读能力,让学生在阅读过程中尽量不漏读、不误读、不盲目呢?这绝不仅仅是靠提醒学生“要仔细、要认真、要抓住重点”就能实现的。我们需要让学生带着对物理知识的理解去阅读,带着脑中的物理知识体系去阅读,带着避免典型错误的批判意识去阅读。我们让学生有机会去经历、去体验、去思考、去试错,他们才能真正理解知识,真正形成知识体系,真正从错误中警醒,从而在物理阅读的过程中,能够有目的地主动检索信息,实施准确而高效的物理阅读。

参考文献:

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(栏目编辑    李富强)