简述物理教学论的学科性质与意义

物理学是人类对于自然界无生命物质的属性、结构、运动和转变的知识所作的规律性总结.人类对物理学的研究可分为两个阶段：经典物理学的研究和量子物理学的研究.经典物理学的研究特点是通过人们感官的感知或通过人为的装置对物质结构、运动形式的直接观察,得出规律性或特殊性的结论.量子物理学的研究特点是通过精密准确的、按照人为安排的高科技仪器的实践检测,而间接认识到组成物质内部结构的基本粒子运动和转变的规律性或特殊性的结论.所以说物理学是一门实验科学.因此,我们必须遵从物理现象、知识、规律的发现、研究的方法,采取相应的方法去学习物理.即：从课内外的活动性学习来讲,必须做到以下几点：

①.乐于观察,善于观察,记录观察、分析观察、追求解决观察中发现的问题；积极培养自己的观察能力.如对彩虹的观察,通常人们只注意欣赏他的美丽,而真正的观察必须带有一定的目的——为了研究它的彩色形成原因和虹与霓的彩色排列顺序与什么有关、或为了研究它为什么会形成半圆弧形状、或为了研究彩虹的半径大小的决定因素、或为了研究彩虹与大气气候的关系、…… ；还要抓住与目的相关的主要现象进行观察,实事求是地记录观察结果；在分析过程要抓住主要因素,忽略次要因素,以已有的知识和规律对现象进行分析,找出所观察现象的原因或规律；若用已有的知识不能解决所观察的现象,则必须通过重复实验,观察总结出新的规律性的东西和原因.

②.重视实验、积极实验、认真实验、尊重实验事实、科学处理实验数据；积极培养自己的实验能力、科学的思想方法和科学精神.如我们将在高一物理学习中遇到的《验证牛顿第二定律》实验,他将使我们学会怎样去校验一个物理定律是否正确,学到做物理实验的基本方法,做实验不仅要动手,而且要动脑去设计、去理解、去科学记录数据和处理数据、还要学会分析概括出实验结论；只有积极动手做好这个实验才能加深对牛顿第二定律的理解,只有认真了才能得到符合事实的结果,只有真正尊重实验事实数据才能发现本实验存在误差、才能理解和找到产生误差的原因、或者发现实验过程中出现的操作失误,只有学会科学的思想方法才能设计实验并通过科学处理数据直观地得出实验结论；通过实验我们才能掌握相关仪器的使用和进一步明白它的原理,通过实验我们可以达到理论联系实际的目的,可以体验科学家进行科研实验的科学思想和精神.

高中物理与初中物理的最大差异是：对物理量和物理规律的研究定量化、抽象化、表述的严谨科学化、实验的精确化、解题过程的论文式规范化、物理情景动态化.物理学是一门定量科学.所以,要学好高中物理还必须做到以下几点：

①.要重视理解.所谓理解就是要弄懂物理概念和规律的确切含义,以及物理规律的适用条件,能用适当的形式（如文字、公式、图像或数表）进行表达.并能解释和说明有关自然科学现象和问题.失去了理解能力就失去了其它能力的基础.下面就理解的方法作几点阐述.

——Ⅰ.怎样理解物理概念或物理量的定义?一般物理概念的定义可分为比值定义法、乘积定义法、文学语言定义法.一般情况下,描述物质属性的物理量采用比值定义法.理解这种方式定义的物理量与比值法的区别在于：它不是反映基本属性,它反映的是这些物理量的决定因素；并且都有自己的成立条件和适用范围；每个物理量符号都有确切的含义；应用于解决实际问题时因情况的不同有不同的解法.如W=FScosα可理解为：功跟作用在物体上的力成正比,跟物体的位移成正比,跟力和位移之间的夹角的余弦成正比；或理解为：功的大小等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上的位移的乘积；该公式在F为恒力或平均力的条件下才成立；当对物体做功的力为变力时,取平均力或分成若干阶段求解后再求代数和；若力的大小恒定,方向始终与速度方向在同一直线上,则该力做功不是与位移相关,而是与路程相关；若对物体做功的恒力是场力,则做功与路径无关,取决于始末位置的沿场力方向的距离；若求合力的功方法有好几种——先求合力后求功、或先求每个力的功再求所有功的代数和、或先求各阶段的功再求所有阶段功的代数和；或先建立直角坐标系然后分解力,再求各方向的合力做的功,最后求各向功的代数和.有的物理概念或物理量其意义是广义的、具有一定性质、特征、条件、关系的,无法用一个数学表达式加以表达,必须用文学语言加以概述——文学语言定义法.如：力、运动、振动、曲线运动、力臂、万有引力、静电感应、静电平衡、电磁感应、光电效应、干涉、衍射、裂变、聚变、链式反应、……,理解这些概念的定义,应抓住能反映物理现象的性质、特征、条件、关系的关键字词,区分容易混的概念或错误的经验印象,把它与物理事实对应起来,形成一定的物理模型或形象.这样,我们就可以熟练地从相近的物理表述中辨析出正确的说法.如周期、频率、放射性元素的半衰期、交流电的有效值、……等物理量的定义也是如此；要具体计算它的值,就必须依据不同的物理情况进行分析、列式求解.

——Ⅱ.怎样理解物理规律?物理学通常用文学语言表述、公式表述、图像表述或数表表述的方法来描述物理规律.如简谐运动的规律可从动力学的角度用文学语言表述为：“如果一个质点在平衡位置附近来回往复运动,始终受到一个指向平衡位置的回复力作用,且回复力的大小与质点离开平衡位置的位移成正比,则这个振动就是简谐运动”.用数学语言表述为：“F= － kx”.用图像表述为右图（1）所示. 光从这三方面来理解物理规律还不够,还要从实际物理过程中的每一个物理量的变化规律和物理图景的想象图示来理解.如简谐运动的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能、机械能、时间、对称性、v－t图像、x－t图像、振幅、周期、频率、几种常见模型以及跟非简谐振动的比较.还要理论联系实际地去理解.如哪些振动可以近似看作简谐运动?简谐运动有哪些实际应用?研究简谐运动有什么价值?除此外,有的物理规律用于解决实际问题时常有很多不同的方法.如牛顿第二定律,可据矢量性进行分解应用,也可以按隔离法或整体法应用牛顿第二定律解题,还可利用牛顿第二定律的瞬时性分析解决变加速运动中的加速度问题、超重问题、连接体问题、圆周运动问题、天体问题、振动问题、撞击问题…….不同的物理规律有不同适用条件,且不能只记表达规律的公式而不顾条件.

——Ⅲ.怎样理解物理信息资料?物理课本中的阅读资料、物理练习题、物理课文、科普杂志、中学生学习读物等都是我们中学生为学好物理应该阅读的.但阅读这些物理信息资料与阅读其它文章不同,若是物理学史、或科学家传记,必须读懂时代背景与科学发现的艰辛,科学家的科学精神、科学思想与科学方法；读懂科学发现的成果及其社会价值；在理解其精髓的同时内化成自己的思想、世界观、和追求真理的动力.若是物理科学的信息资料、或习题,应依据所提供的信息资料正确想象物理情景和过程,建立起正确的物理模型,分析已知信息跟要求解的问题之间的联系,或理出资料所描述的物理量之间的关系,用数学语言加以表述；再利用已有的规律与新理出的规律联系起来解决问题.切忌用已有的经验或既成模式代替理解的思维过程,以避免产生错误的结论.

②.学会自学.不学会自学就不能培养思维能力,不通过自学很难形成对物理概念规律的深刻理解和实现对知识的正确运用.自学的过程要做到：按上述理解的要求理清概念,罗列出概念的内涵和外延、与已有的相似概念进行比较区分；列出所学物理规律的内容描述和适用条件；通过试应用规律解题,体会运用规律时应注意的问题；写出相关演示实验或应用设备的原理；应用数学工具和逻辑推理去推导或证明相关的推论.

③学会推理和表述.从高考的能力要求和社会工作的能力要求来看,推理是分析解决问题的关键.在学习物理的过程中要杂实地进行解题训练,对作业不匆忙应付.要追求解题过程严密的想象、推理和熟练的逻辑思维,力争对推理得出的结论进行正确的判定和尽可能准确简练的表述.一切无法表述的现象都是不会达到推理最高层次的表现.

④学会分析综合与评价 所谓分析综合,就是力求能独立地对所遇到的物理问题进行具体分析；弄情所给物理问题中的物理状态、物理过程、物理情境,找出其主要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂的问题分解成若干个简单的问题找出它们之间的联系；能够灵活的运用多方面的物理知识综合解决所给的问题.用我们通常的一句俗话来说就是生题熟做,熟题生做.遇到很熟悉的问题要把它当作陌生问题来具体分析解决,防止套题；遇到陌生的复杂问题要把它分解为若干很熟悉的问题来解决,防止出现茫然而无从着手.所谓评价,就是通过物理学习产生对物理知识的理解、内化,并纳入已有的知识范畴,转化为自己对事物判别的价值观；同时能对自己的学习成果作出价值判断,通过类比区分相近知识,学会对别人或自己的解题过程的做出正误评判,并对复杂物理问题的不同解法的依据、思路、方法技巧作出优劣评定.只要我们的学习存在以上所说的高级心理过程,我们学到的知识就能产生作为.

⑤积极培养自己灵活运用数学工具解决物理问题的能力.

⑥做好物理作业 一个小实验、或一个研究性学习课题、或一道习题,都是一个小科研课题,一个课题的解决过程及其表述,就相当于写一篇小论文.它要求根据可靠、逻辑严密、推理条理清晰、物理语言和数学语言的运用准确简洁、过程的书写规范、结论明晰.平常的学习中,我们如果能按这样的要求去严格地完成作业,则我们所学到的物理知识将是完整的、严密的、灵活的、能熟练运用的、已纳入自己的知识和能力范畴的可以产生思想的一部分；我们的能力就会大大提高,我们就再也没有物理太难学的感觉了.
物理学蕴含着极其丰富的科学思想和科学方法.物理思想有：对称思想、类比思想、守恒思想、量子思想、相对思想、系统思想、统计涨落思想、互动转变思想、……等.物理方法有：模型法、整体与隔离法、等效法、临界法、分解与合成法、假设法、图象法、极限法、……等.我们必须通过物理学习获得物理思想和物理方法.这就要求做到：①.认真预习.做好预习笔记,列好不能解决和有自己想法、质疑的问题；尝试自学运用知识的能力.②认真听课.听课是学习物理的最关键环节,一定要注意老师强调的重点.这往往是高考的重点,也是最能体现物理思想方法的地方.带着预习问题来学.记性不如烂笔头,做好听课笔记,特别要记下哪些重要的特殊理解点、重要物理思想方法.积极思考和参与课堂活动、发表自己的见解、学会流利简练地进行口头表述.③.课后要积极地去提炼学习所得、实践相关的物理思想和方法,并总结成自己的东西.