动量定理习题

耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的。一般说来，开放系统有三种可能的存在方式:(l)热力学平衡态;(2)近平衡态;(3)远离平衡态。耗散结构论者认为，系统只有在远离平衡的条件下。才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化，这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。

我想用耗散结构理论探讨下物理的“教”与“学”。

1 全方位开放学生的思维系统

耗散结构理论认为，提高系统有序度的关键是系统的开放。只有通过与外界不断进行物质、能量和信息的交流，系统才具有勃勃生机，才能不断向前发展。因此，必须促进学生思维系统的全方位开放，使学生的大脑处于积极主动的思维状态，从而更加广泛而有效地获得更多的信息。

要有效地开放学生的思维系统，必须拓展教学的时间和空间，拓宽教学的视野。把课堂教学和课外学习结合起来，把理论学习和观察实验联系起来；把物理教学从课堂延伸到课外，从校内扩展到校外。平时，让学生关注我们的日常生活、衣食住行，分析有哪些学过的物理知识和原理；通过各种媒介，了解物理教学领域的最新进展；利用一些难得的机会，做一些有益的观察和思考。例如：让学生搜集报刊杂志或网上的与物理有关的科技新闻，在教室的学习园地上登载；利用外出游览或参观等机会，做一些有益的调查和思考。

2 多渠道增加信息的输入量

首先要注意输入信息渠道的多样化，通过阅读、讨论、实验和练习等多种教学方法，运用录音、录像和电脑等多种教学媒体，尽可能让有关信息多渠道地输入学生的大脑。例如：在讲授“平抛运动”时，可以先做有关平抛运动的实验演示，让学生通过观察得到有关“平抛运动”的感性认识，接着让学生分析课本上关于“平抛运动”的频闪照片，研究其运动特点——知其然；然后再让学生进行思考和讨论，研究“平抛运动”为什么有这些运动特点——知其所以然；在此基础上，还可以让学生观看有关的电脑多媒体课件。有声有色模拟一些诸如“丢手榴弹”等有趣问题；最后再配合教学内容做一些练习。这样教授，多渠道地输入信息，使学生信息输入量。

其次要注意教学方法的灵活性和多样化。机械简单的教学方法，学生会感到枯燥无味，当然教学效果就可想而知了。因此，必须讲究教学的艺术性，针对不同的内容、不同的学生、不同的时间，采取灵活多变的、切合实际的教学方法，从不同角度、用不同方式力求给学生提供生动形象、丰富有趣的信息，从而最大限度地激发学生的注意力，增强了输入信息的效率。例如：对一些物理规律的教学，可以采用“问题探究教学法”，以“提出问题——假设推测——活动验证——得出结论”为教学的一般模式。像进行“动能定理” 、“欧姆定律” 、“愣次定律”等的教学时都可以用这种方法。而对于一些以练习为主的习题教学课，则可采用“创设情景教学法”，以“设疑生趣——初步分析——反馈矫正——强化训练——总结规律”为一般模式；对一些容易出错、容易混淆的问题，也可以用“导致悖论教学法”，以“读——议——练——讲”为模式的“茶馆教学法”等。

3 设法构建思维的非稳态

普利高津认为：“非平衡是有序之源”。当系统处于远离平衡的非稳态时，更加有利于信息量的输入，从而达到更为有序的状态。在物理教学中，如果学生的思维处于高度的非平衡状态，怀着极大的兴趣参与学习活动的话，那么，学生和教师之间、学生与教材之间等都很容易发生***鸣，学生的认识结构就会随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态。因而在物理教学中应根据学科的特点、教学内容和学生的具体情况，想方设法构建思维的非平衡态。

首先，在新课的引入时，应努力做到新颖别致、扣人心弦，使之富有趣味性和启发性。例如：在讲授“动量定理”时，教师带着一只高高悬挂的鸡蛋进入课堂，学生的心也被高高悬挂了起来——教师想干什么呢？当演示鸡蛋从很高的地方落到海绵上却没打破时，学生心中的石头总算落了地；但随之又产生了更大的疑问——鸡蛋为什么不会打破呢？这时再来学习“动量定理”，效果就好多了。

其次，在课堂的讲授中，要力求生动形象、跌宕起伏，用多种方式以激发学生的情感。例如：在介绍有关的摩擦种类时，可设计这样一组提问：“我们用铅笔写字时笔与纸间发生的是什么摩擦？”；“用钢笔写字时呢？”；再接着问：“用圆珠笔写字时呢？”学生也会不假思索地回答：“当然也是滑动摩擦。”但他们稍作思考后便发现有所不同了。通过这样的问答，学生很轻易地掌握了滑动摩擦和滚动摩擦的区别了。

最后，在结课时也要注意不落俗套、简洁明快、承上启下，努力做到即能总结本节内容，又能为学习后面内容埋下伏笔，让学生产生继续学习的欲望。例如：在学完“光的波动性”这一单元知识时，可以模仿章回小说结尾方法：”理论和实践都已证明光是一种波，可是正当人们为‘光的波动说’的胜利庆贺时，半路上又杀出一个‘程咬金’，与‘光的波动说’发起了挑战。欲知详情如何，请大家课后预习‘光电效应’这一节。”

4 科学地减少遗忘量

根据耗散结构理论，要提高大脑的有序程度，还必须尽量减少遗忘量，有利于提高学习的有序性。

为有效地减少遗忘，一方面要注意信息输入的正确性和牢固性，即要求学生在学习时力求做到正确理解、深刻领会、融会贯通，决不能满足于一知半解，囫囵吞枣。特别是对于那些容易混淆的内容更是要理清思路，辨别异同，掌握关键，在平时的物理教学中，必须注意方法的指导和能力的培养。在习题课上如果多介绍一些解题的思路和分析的方法，重视多解与多变的训练，也将有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。

令一方面还必须科学合理地组织复习，古人云“学而时习之”，复习主要讲究“时”和“习”——首先要把握复习的时机，根据遗忘规律，针对不同的内容确定复习的时间，一般在还没有完全遗忘时复习较好；其次要注意复习的方法，力求形式多样、多侧面、多角度地分析和总结，努力做到在复习的同时又有新的认识、新的提高。

5 努力促进学生的“自组织”过程

学生的思维是一个复杂的开放系统，存在着“自组织”，可以把从外界吸引来的信息经过处理加工，使各个信息单元有机地联系起来，形成知识链，纳入大脑的知识结构中。

发挥学生的主体作用是完成教学的关键。针对某些章节可以采取以学生为主的方法，把提纲给学生，让学生自己阅读，自己组织内容，自己完成教学内容，然后通过讨论，综合归纳内容。这样，增强了学生学习的主动性，调动他们的积极性，对于他们的自学能力大有益处。

教师必须创造条件使学生的思维不平衡，发挥教师的主导作用，使学生的知识逐渐加强，得到良性循环的效果。例如：学生在学习感应电动势之前，已经有了电场、磁场、磁通量等概念。然后在教学中，首先让学生观察实验。问：“实验有什么规律性？”学生：“只要闭合电路中的磁通量发生改变，则此回路中就会产生感应电动势。”接着老师问：“感应电动势等于多少？”进而提出法拉第电磁感应定律。于是学生搞清了感应电动势的概念，建立了关于感应电动势的有序结构。

6 以学生为主体，以教师为主导

学生是学习活动的主体，只有学生主动，积极地发挥主观能动性，热情地接收，消化各种教学信息，才能逐步在大脑中构建耗散结构，即可获得良好的教学效果。在教学过程中，存在着许多不容忽视的问题：其一，教师把学生当成接受知识的“容器”和“储存信息”的仓库。在教学形式上表现为“满堂灌”、“注入式”、“填鸭式”等以教为主的课堂教学模式。这样的课堂缺乏生机，课后对学生的问卷调查中表明，有近80%的学生不喜欢这种教学方式。其二，学生的思维处于非平衡状态较差。学生的思维始终在某个平衡状态附近徘徊，教师、学生、教材和教法之间没有产生***鸣。其三，对个性不同的学生，采用基本相同的教学方法。没有个性也就没有学习上的创新，创新的过程需要一种非平衡机制。在教学中，有些教师忽略了因势利导、因材施教的原则，未能分层次教学，这样只能压抑学生的思维，泯灭他们的个性和创造性，使他们成为知识的奴隶。

7 对学生的“灵感”、“顿悟”应及时点拨

在学生学习知识的过程中，与涨落有密切关系的是“灵感”、“直觉”、“顿悟”等。按照耗散结构理论，系统以无序向有序的演化，因此，教师必须对学生的灵感进行点化，鼓励学生积极思考，及时总结。激发学生在日常生活中捕捉灵感的能力，并执着地寻找答案，使学生增强对物理的好奇心，善于把握稍纵即逝的灵感。