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如何从初中物理的学习过渡到学好高中物理


如何从初中物理的学习过渡到学好高中物理
湖南长沙同升湖实验学校 作者 黄湘华 应一些学生的要求,说在初中的物理成绩还比较好,但是到了高中以后,物理就学不好的这一 问题,我作为高中物理老师,想和大家就我个人的意见谈谈看法,希望学生有些帮助. 在高中,学生对物理科的学习产生了两极分化,这是个比较普遍的现象。原本在初中时物理 成绩相近的学生进入高中后,其中一些学生在物理的学习

上表现得特别有悟性,能力也特别 强,而另一些学生却感到物理难学,常常是上课听老师讲起来好象都懂,而一旦到自己做题 时就往往无从下手, 学的时间并没有少花, 可效果总不理想。 虽然这其中的原因是多方面的, 但通过比较上述这两部分学生的学习过程我们不难发现, 前者总是勤于思考, 对所学的知识 习惯刨根问底,力求在理解的基础上记忆,在分析的基础上运用,也就是说这部分学生在高 中物理的学习中含有较多的探究成分,而后者却恰恰相反,采用以被动接受、机械记忆、生 搬硬套为主的学习方式进行学习, 这两部分学生在学习方式上的这种差异不能不说是造成物 理学习效果截然不同的最主要的原因。那么为什么说以被动接受、机械记忆、生搬硬套为主 的学习方式是属于不良的学习方式?由于某种良好的学习方式总是跟所学课程内容特点及 课程要求相对应,所以我从现代建构主义学习理论、高中物理内容特点、培养目标等方面来 阐述这些问题。 一、建构主义学习理论与高中物理内容特点、培养目标给我们的启示 物理学是研究物质的基本结构、 最普遍的相互作用、 最一般的运动规律的科学。 主要包括力、 热、光、电、原子与原子核等各类基本的物理现象、物理过程、物理概念、物理规律、实验 手段、思维方法及其实际应用。其中,物理概念是物理理论基础知识的一个重要组成部分, 是研究物理规律和进行物理思维的基础; 物理规律是物理基础理论知识中最重要的内容, 是 物理知识结构体系的核心,是分析物理现象与过程、解决理论与实际问题的重要依据;物理 问题的研究方法, 特别是科学探究的思想方法则体现了物理学的本质特征。 现行物理课程标 准指出,在课程内容上让学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能”“学习科学探究 , 方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些 问题?” ,在课程实施上“高中物理课程应促进学生自主学习、积极参与、乐于探究、勇于 实验、勤于思考。帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学 态度与科学精神” 。与传统物理课程不同的是,这里,高中新课程不仅把物理基础知识和技 能列为学生应该学习的内容,而且把学习科学探究方法、发展自主学习能力、养成良好的思 维习惯、运用物理知识和科学探究方法解决一些问题等也列为学生应该学习的内容予以强 调,其目的是为了实现高中物理“注重提高全体学生的科学素养”的课程目标。与高中物理 课程标准相呼应,2009 年普通高校招生全国统一考试物理科考试说明明确指出,高考物理 在考查知识的同时,注重考查能力,并把对能力的考查放在首要位置。通过考查知识及其运 用来鉴别考生能力的高低?。高考物理科考查的能力主要包括:理解能力、推理能力、分析 综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验与探究能力等。不论是课程标准还是高考考 试说明,都十分强调高中学生必须在掌握物理知识的过程中形成相关的能力。当然,上述各 种能力的形成绝不是凭空的, 它离不开学生探究物理知识的过程; 上述各种能力也不是靠老 师教出来的,它只有靠学生自己在长期的思维磨练中才能逐步发展。 现代学习理论——建构主义认为学习过程是学习者以自己原有的经验为基础对所学的知识 进行积极的意义建构的过程, 这种建构过程是主动的, 知识的意义是学习者通过新旧知识经 验间反复的、双向的相互作用而建构起来的,学生对知识的“接受”只能靠他自己的建构来

完成, 这个过程是任何人都无法替代的, 教师的作用实际上只是在促进学生自己建构知识而 已。 学生对物理的学习是他自己对物理知识的建构过程, 对物理问题的理解应是通过亲身经 历的学习过程而逐渐形成的,其各种能力也应是在不断的发现问题、提出问题、分析问题、 解决问题的过程中——即用探究的方式学习物理的过程中获得发展的。 由于物理概念、 规律 都是观察、实验、思维相结合的产物,如果采用被动接受、机械记忆、生搬硬套为主的学习 方式进行学习, 就很难实现学生对物理知识的意义建构, 而往往只是表面上记住了所学的内 容,其实并没有真正理解所学的知识,更不会形成上述所说的各种能力。在学生的作业、试 卷中,最是常见的错误就是乱套公式,还常常听学生说“公式都懂,就是不知道怎么用” 、 “上课一听就懂,自己一做就错” “刚刚学的时候简单题还‘会’做,可隔一段时间就不 、 会做了” ?等等这些都是没有真正理解所学物理知识、 缺乏高中学生所必须具备的上述各种 能力的反映。 二、把探究式学习方式作为高中学生学习物理的主要方式的含义 科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种活动; 探 究式学习指的是学生构建知识、形成科学观念、感悟科学研究方法的各种活动。虽然两者的 研究对象和研究目的不同: 前者是以未知世界为研究对象, 研究的目的是为了发现前人还没 有发现的自然规律, 后者则是以教科书中的内容为研究对象 (这些内容是科学家们已经发现 了的自然规律,但对于学生来说却是未知的,所以需要探究) ,研究的目的是构建知识、形 成科学观念、 感悟科学研究方法; 但两者都具有如下一些体现科学探究或探究式学习本质特 征的要素:如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等,这些 要素正是科学思维方式的体现。在探究式学习中,事实是探究学习的基础,问题是探究学习 的导向,方法是探究学习的手段、思维是探究学习的灵魂,科学素养是探究学习的结晶。 提倡把探究式学习方式作为高中学生学习物理的主要方式的含义是: 首先是要让学生以科学 家对待研究工作的那种态度来对待高中物理的学习, 观察操作细致, 思考设计严谨, 重事实、 重推理、讲方法,敢于质疑,敢于提出自己的观点,认真对待教科书或他人的观点并在充分 思考的基础上接受其正确的成分。 其次, 是要让学生以科学家对待研究工作的那种方式来对待高中物理的学习, 使学习物理的 过程成为在教师的指导下学生自己主动探究物理问题、 构建物理知识、 形成探究能力的过程。 对高中物理中重要的概念和规律(如:力、加速度、功、能量、电压?等概念,匀变速运动 规律、牛顿运动定律、功能关系、欧姆定律、电磁感应定律?等规律)尽可能让学生通过实 验或理论上的探究,弄清它们的建立过程,理解它们的意义和运用场合,对于运用所学物理 知识来解决实际问题的实例,尽可能让学生通过自己的独立思考,寻求合理的解决方案。 三、让探究式学习方式成为高中生学习物理的主要方式的实施策略 要让探究式学习方式成为高中生学习物理的主要方式,主要是依靠学生本人能够想问题,能 够自己提出问题并解决问题.我认为学生可以从以下几个方面来着手. 1、用系列问题引导对物理概念的探究 物理概念是物理事实的本质属性在人们头脑中的反映,是人们在大量观察、实验基础上,把 事物本质的、共同的特征加以概括抽象而形成的。物理概念既有客观的成分,也带有主观的 色彩,它主要包括:物质属性(如惯性、弹性、电性、磁性等) ,物质模型(如电场、质点、 点电荷等) ,运动与相互作用模型(如匀变速运动、简谐运动、平衡、波、干涉、衍射等) , 物理量(如时间、质量、长度、速度、力、加速度、功、能量、电压、电流、电阻、电动势、 磁感应强度等) 。因此在探究物理概念时可以提出如下系列问题引导思考: (1)教师或教科书所列举的事例或所展示的实验现象是为了阐明事物的什么共同属性的? 这种属性用以前学过的概念可以描述吗?是否需要引进一个新的概念进行描述? (2)教科书中所引进的新概念是如何定义的?如果这个新的概念是物理量,那它的定义式

是什么?新概念的定义能够描述上述物理事例或现象的共同属性吗?在以前所学的概念中 与当前所学概念相近的概念是什么?它们的区别在哪里? (3)具有新学概念所反映的属性的实际事例还有哪些? (4)新学物理量的定义式的物理意义是什么?单位是什么?是矢量还是标量?有哪些方法 可以测量它? (5)新学的物理量跟哪些因素有关? 通过对上述问题的思考, 可以有效地帮助学生弄清引入所学物理概念的必要性, 亲历所学概 念的抽象过程, 明确所学概念的确切含义及物理意义, 澄清所学概念与相近概念的易混之处, 从而实现对概念的真正理解,同时感悟物理学的研究方法。 2、用系列问题引导对物理规律的探究 物理规律(包括定律、定理、原理和定则等)是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和 变化的必然趋势以及各种因素本质联系的反映, 是人们在观察和实验的基础上, 通过分析归 纳或推理总结出来的, 与物理概念不同的是物理规律不是人为规定的。 因此在探究物理规律 时可以提出如下系列问题引导思考: (1)从教师或教科书所列举的事例或所展示的实验现象中,你是否已经感觉到一种新的揭 示事物本质属性之间的内在联系的规律存在呢? (2)这种新的规律可能是揭示物理现象中哪些因素之间的内在联系呢?你提出这个猜想的 实验依据或理论依据是什么?经过阅读教材以及与教师、 同学们交流后, 你认为教材中或课 堂里老师提出的猜想是比较合理的吗? (3)如果你认为这个新的规律属于需要通过实验来研究及证明的关系,你能否自己设计出 该实验方案?你的实验设计方案有哪几种?请把你的实验设计方案跟教材中的实验方案作 比较,并跟教师和同学交流,以便让你获得一个更加合理的实验设计方案。也许实验室条件 不许可, 教师让你们采用另一种实验设计方案进行研究, 你对将要采用的这种实验设计方案 的原理理解了吗?该实验中所包含的科学方法有哪些?实验过程应该注意的事项是什么? 实验需要观察与记录的现象和数据是什么?如何通过对实验现象与数据的分析归纳得出结 论?你所得到的结论能够证明原先那个猜想吗?产生实验误差的主要原因有哪些?应该如 何改进实验以减小实验误差? (4)如果你认为这个新的规律属于需要通过理论上来研究与证明的关系,你能否根据已学 过的相关知识, 从理论上亲自推导, 找到这种关系?然后你再仔细审读教材上给出的推导和 凝听教师给出的推导,在此基础上把你的推导过程、教材中给出的推导过程、教师给出的推 导过程进行比较,比较推导中所规定的条件、所运用的基本原理及科学方法、所得到的结论 等等,从而使你对新规律的理论推导过程有一个全面、清晰的认识。 (5)在总结出一个新的物理规律之后,还要从以下几方面对它进行讨论:该规律揭示了哪 些因素之间的本质联系?该规律的表述形式有哪些?它们表示的物理意义分别是什么?该 规律的成立条件、适用范围是什么?该规律与其它相近规律在研究对象、研究内容、物理意 义、运用场合、成立条件、适用范围等方面有哪些异同点?它们的联系是什么? 通过对上述问题的思考, 可以有效地帮助学生弄清建立所学物理规律的必要性, 亲历对所学 规律的探究过程, 明确所学规律的物理意义, 澄清所学规律与相近规律的易混之处及其联系, 从而实现对所学规律的真正理解,同时感悟物理学的研究方法。 3、用系列问题引导对解决实际问题的探究 运用所学知识解决实际问题这是学习物理概念、规律、方法的一个重要目的。在高中阶段, 运用物理知识解决实际问题的类型按其繁简程度主要可以分为以下两类: 第一种类型是题目 给定的情景中涉及的物理现象的种类单一、 物理过程少, 支配它的物理规律比较单一的简单 题,解决这类问题的过程通常也比较简单,一般是:判断题目给定的情景中所属物理现象的

类型、研究对象所经历的物理过程,应用相关的物理规律表述题目中各种因素的联系,最后 再经过适当的推理或演算,就可以得到问题的答案。 第二种类型是题目给定的情景中可能涉及的物理现象的种类不止一种、 物理过程多, 支配它 的物理规律比较繁多的复杂题, 解决这类问题的过程虽然比较复杂, 但如果能够把一个复杂 的问题分解为若干个简单的子问题, 再找出各个子问题之间的联系, 就具备了解决这类问题 重要能力——即运用所学的物理知识进行分析、综合的能力,但要能够完全解决这类问题, 还需要有从众多的关系中进行推理、演算的能力——即运用数学解决物理问题的能力。 进行第一种类型的训练可以帮助学生巩固所学的概念、规律,培养其基本的应用能力,为解 决第二种类型问题打好基础; 进行第二种类型的训练可以帮助学生加深对所学概念、 规律的 理解,培养其灵活运用所学知识分析解决实际问题的能力。 不论要获得解决哪种问题的能力, 都必须进行有效的思维训练。 为了能够进行有效的思维训 练,在运用物理知识解决实际问题时可提出如下系列问题思考: (1)在题目给定的情景中所包含的物理现象的类型有哪些?每种类型的现象所涉及的研究 对象是什么?其经历的子过程有哪些? (2)每个子过程分别遵循什么样的规律?这些规律哪些是运用于某个瞬间的?哪些是运用 于某个过程的?你能利用这些规律表示出在每个子过程中各个因素之间的关系吗? (3)不同类型的现象以及不同的子过程之间的联系是什么?你能表示出它们之间的关系 吗? (4)你演算所得出的最终结果的物理意义是什么?是否合理? (5)是否还有其它解法,各种不同的解法之间的联系是什么? 通过对上述问题的思考,使解题过程成为让学生分析物理现象、寻找适合规律、建立各因素 之间联系、进行数学演算、解释结果的物理意义、弄清不同解法之间的联系的过程,这实际 上就是使学生自己深入理解与牢固掌握所学知识的过程, 更是培养其灵活运用所学知识分析 问题、解决问题的各种能力的过程。 所以我认为把这样的一种学习方式作为高中学生学习物理的主要方式不仅仅是观念问题, 更 是一种习惯问题。应当坚决摒弃以被动接受、机械记忆、生搬硬套为主的学习方式,经常采 用多样化的学习方式,使其在深入理解所学物理概念、规律及其应用的过程中,感悟科学思 想、科学方法,学会学习、学会探究、培育各种能力。 2009-12-10


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