高中物理的台阶成因及解决办法
广西崇左市扶绥中学 覃海殿
[内容提要]本文从初高中物理教材与教学要求,初中生学习习惯和物理学习的思维障碍等几方面分析高一新生物理学习的"台阶"成因,并提出解决办法.
关键词:物理学习;学习习惯;思维障碍;解决办法
物理教师和学生普遍反映高中一年级物理难教难学,这是由于从初中升入高中,教学内容的较大变化以及教学方法的不断更新和学习要求的提高,形成了一个较高的"台阶",给学生带来暂时的不适应和学习上的困难.因此,探讨高一学生学习物理"台阶"的形成情况,产生原因和应对措施,是有意义的.
学习学习高一物理产生"台阶"的原因是多方面的,本文主要从以下方面进行分析.
一,教材与教学要求的影响
初中物理教材的编写图文并茂,能很好地引起学生的学习兴趣,但初中物理重在定性研究,所研究的问题具有较强的直观性,而且多数是单一的,静态的.教学要求以识记为主,学生只要能回答"是什么"即可,而不需要知道"为什么",这正是学物理的"大忌".而高中物理教材的梯度增大,对学生的要求上了一个台阶,研究的对象比较复杂且抽象,通常要用定量的方法进行分析,推理和论证.教学要求重在运用所学知识来分析,讨论和解决实际问题:由现象追溯物理规律;由物理过程寻求定量关系.这就要求学生应具有较强的分析,推理,概括和想象等思维能力;有较强的数学运算和文字表达能力;以及有与之对应的良好的学习方法,学习习惯和思维品质.这对于只有形象思维或有一定的抽象思维但尚处于经验型的高一学生来说,无疑是要求上一个高的"台阶". 学生数学知识跟不上是高一学生学习物理的一大障碍.初中数学教学与高中物理所要求的数学知识脱节,给高一新生在物理学习上带来很大的障碍,初中物理教学中不可能,也无必要运用大量的数学知识去解决简单的物理问题,而高中物理教学中运用数学知识解决物理问题的能力显得尤为重要,是高考所要求考查的六大能力之一.且高中力学问题的解决要大量运用三角函数,直角坐标系,相似三角形,代数联立方程,二次函数,图象等数学知识.由于初中数学教学或说高一数学教学不能和高中物理教学对数学知识的运用同步,加上初中教学造成学生不善于运用数学知识解决物理问题,对于高一新生感到学习高中物理既生疏又困难.
现行教材在降低物理难度问题上都做了很大的努力,在知识内容的设置和能力要求上也做了大幅度的调整,使得这个"台阶"从教材上趋于平缓,为实现初,高中物理教学的衔接铺平了道路.但由于高中物理本身的客观难度,决定了初,高中物理教学的衔接是多方面的,就教学准备而言, 高中教师应了解学生在初中已经掌握了哪些知识,知识的深度和广度,并认真分析本班学生的知识层次,然后将高中教材研究的问题与初中教材研究的问题在文字表述,研究方法,思维特点等方面进行对比,分析新旧知识之间的联系与区别.针对不同的知识,运用恰当的教学方法,使学生顺利地从旧知识向新知识过渡.例如:第一章力学部分,"重力","弹力","二力平衡","力的图示法"等已学过的知识,可适当的拓宽,而"静摩擦力"的大小和方向,"力的合成与分解"等初中没学过的内容,则应适当把握深度,不宜讲得过难过深,增加学生学习的负担,影响学生学物理的积极性.数学是学习和研究物理学的重要工具,解题过程中,要培养学生应用数学知识解答物理问题的能力.学生解题时的难点是从数学问题,再回到物理问题中来,使二者有机结合起来,教学中要帮助学生闯过这一难关,如在学习合力与分力的关系时,有些学生认为合力一定大于分力.教学中可引人三角形法则,使学生认识到矢量三角形中表示合力的也是三角形的一个边;根据三角形中的三边之间的关系可知,合力大于或等于两分力之差,小于或等于两分力之和,其与三角形中三边边长之间的关系相似.让学生善于运用数学知识,数学方法描述物理问题,真正建立起物理上的数量关系,增强运用数学知识的意识,提高运用数学工具的能力.
二,初中生的学习习惯
高一新生学习习惯的大致现状是:第一:有上课认真的"接受"知识的习惯,这种学生上课听的专心,想的不够,尤其是当教师提问某一位同学时,相当一部分人就等着老师给正确答案,而不是积极地去想这个问题的正确结论是什么,这种"重结论,轻过程分析"的不良学习习惯造成学高一物理的障碍.第二,由于初中物理内容数量较少,要求不高,因此解答物理问题时只需对号入座即可解决,分析问题往往不按照一定的程序去想,形成死记结论,死套公式的解题习惯.具体表现为:学生做练习时,只有公式的罗列和代入数据进行计算,很少写出必要的文字说明和解题依据,对一些问答分析题,也很难完整回答.这种解题习惯只能应付一些课后巩固性的练习,当遇到一些物理过程比较复杂的题目时,学生就感到无从下手.第三,自觉读书的学习习惯仍需要培养.读书时,很少仔细阅读书中插图,不能做到咬文嚼字.学生总的感觉是物理是一门好玩的课,没有想到高中物理会要求如此的高,原有的学习习惯已经不能适应高中的物理学习.因此,要加强对学生积极思维习惯,良好的解题习惯和阅读习惯的培养.
1,积极思维习惯的培养
鼓励和号召学生"超前"思维.这要求老师在课堂上提出的问题,必须在课前精心设计,要符合学生知识水平又有一定深度,能引起学生积极思考,真正让"心动"起来.每当老师在课堂上提出问题时,要求学生马上想,老师讲解在之前,鼓励学生提出自己的想法,然后再讲解.每当一个问题讲完之后要给学生一两分种回味,思考的时间,把自己的想法和老师的讲解对比.对了,对在什么地方;错了,是怎么错的.学习的过程首先是模仿别人的过程,高中物理的学习已经从简单的动作模仿上升为思维方法的模仿.由于学生还比较幼稚所以在他们还不熟悉用内部语言进行思考问题的初期,教给具体的解题步骤,并要求他们执行,而且不断督促检查,使学生服从,逐渐被同化.
学生的做题规范化要求,也是养成良好的思维习惯的具体步骤,用这些外显的操作步骤可以帮助学生内部思维的条理化.例如,高一力学中,对学生的作业要求必须写出以下项目:研究对象,受力分析,受力图,运动情况分析,画草图,找出物体所对应的运动规律,然后才能列式解题.为了帮助学生建立正确的解题的思维习惯,教师就要在课上,课下,批改作业时都应带头按规范的操作步骤要求自己,只有这样长期耳濡目染,在潜移默化中使学生形成良好的学习习惯.对高中力学的学习,要求学生一定要养成这样的思维习惯:物理做这样的运动,它应该受到怎样的力的作用;物体受到这样的力的作用,它将会做怎样的运动,即把运动与力的关系弄清楚.
2,良好的解题习惯的培养
审题的过程就是将一个具体的物理现象抽象成一个或几个物理模型的过程,为下一步解题作准备.高中的习题比初中复杂得多,光靠读题就列式计算往往会出错.良好的审题习惯可以帮助学生少犯错误.所以要求学生在读题时,一要划出关键词来,二要画草图,凡是可以画的必须画,草图上要标明题中已知的物理量.复杂的题,有几个过程就要画几幅草图.教师在课上讲例题时画在黑板的草图应是学生笔记的重要内容.批改家庭作业时草图是重要的检查内容,无草图的作业应该补上.
养成改错的好习惯,对学习的进步有很大的帮助.从某种意义上说,做错一道题比做对一道题收获更大,因为很多学生题目虽然做对了,但并不明白这样做为什么是对的,以后遇到条件变化的题目,就容易出错;而做错一道题,如果能查找根源,认真改错,就会有很大收获.因此,老师在教学过程中,对做错的题目,一定要求学生在作业本上改错.要教给学生改错的具体程序,找出错误原因.在教给学生学会改错的过程中,凡是期中或平时大测验改错之后,耍求学生拿着卷子到教师面前自我陈述一番,经过师生对话找到问题的症结及补救措施,这对于一些"死用功"的学生比较有效.
3,良好的阅读习惯的培养
教材是教师设计教学表演,组织教学活动的"原著",教师要重视指导学生对教材的阅读.做到通读,细读,精读相结合.通读:新课前要通读新课的内容,大致了解知识的结构和要点.与学过的知识对比,找出新内容,新概念,新规律.疑难之处作出记号.细读:要求具体地将现象和概念,规律等联系起来,细致地逐句阅读,弄清其内涵和外延,明确逻辑联系,对抽象难理解处反复多读,多思,并同相关的旧知识联系对比,抓住实质识记,以了解知识的脉络.精读:做到弄清重点字句,懂得术语涵义,能把来源于现象的概念,规律活化,能灵活地将物理知识运用于解决实际问题.
通读一般在课前进行;细读一般是在老师提出了一些具有"思考味"的习题或问题,激起学生的困惑心态,引发自觉阅读教材的兴趣,并在阅读过程中进行思维碰撞,消除部分困惑,为课堂教学任务的顺利完成奠定基础;精读则是在讲授完一部分知识后,都应该让学生回头阅读教材,巩固新知识,并找出相关知识点之间的联系和区别,使学生通过自学逐步提高分析概括能力.例如:在讲解静止在斜面上的物体的重力的分解和超重和失重后,如果引导学生回头阅读"用悬绳挂着的静止物体,用静止的水平支持物支持的物体,对竖直悬绳的接力或对水平支持物的压力,大小等于物体受到的重力."这段文字,(人教版物理第一册P4),就会对重力的测量方法,压力与重力的关系,超重和失重等知识有更深的理解.学习了圆周运动和万有引力定律,再回头看重力的定义,学生对重力的就会有更深刻的认识.
三,思维的障碍
初中生在学习中易接受形象概念而不易接受抽象概念.这一年龄段的学生是形象思维占主导地位,对简单直观的实验表现出浓厚兴趣,因为实验将每个过程都建立了"实体"的形象,从而不至于把知识的前后次序,因果关系搞乱,容易接受.而对抽象的,不易形象描述的概念就难以接受,他们对老师循循善诱,启发思考的讲解不感兴趣,甚至感到生硬,别扭而加以拒绝.所以要求他们从形象思维很快转到抽象思维是很难适从的,极易造成思维障碍.学习物理概念时,他们往往出现的思维障碍是:
抓不住概念的本质属性
物理上有许多相近的物理概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性.有的学生对它们的物理意义理解不透,区分不清,加上头脑中没有完整的物理情境,容易将它们之间的关系简单化,要么同时变大,要么同时变小.如表示物理量大小及表示它变化快慢的两个量,学生就容易混淆,以速度和加速度为例来说,二者都是描述物理运动的物理量,速度表示物体运动的快慢,而加速度则是表示速度变化的快慢.有的学生认为,物体的加速度大,速度就大,加速度变大时,速度就随之也变大.
没有弄清概念的外延
所谓外延,即概念所涉及的范围和条件,公式的适用范围和成立条件.使学生弄清概念的外延是深化对概念的理解,正确运用物理概念解决实际问题的前提条件.学生在理解或实际运用概念时,有时会不自觉地缩小或扩大概念的外延,因而造成错误的结果.缩小概念外延主要表现为,忽视了同一概念所包含的物理图景的多样性,以较熟悉的个别的图景代替图景的全部.如对在竖直方向上运动处于超重状态的物体,学生只考虑其向上加速的情况,忽视了向下减速的情况等等.发生这一错误的原因,一方面由于学生头脑中的物理情景建立的不全面,同时也暴露出学生思维缺乏周密性.相反,也有无意识地扩大外延的情况,如摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,而学生有时就扩大为总是阻碍物体的运动.有的学生因忽视匀变速直线运动的平均速度公式的适用范围,用它来分析其它非匀变速运动的问题.
要抓住概念的本质属性,可以抓住两个概念的差异,从不同的角度突出这种差异,进行区别.一是可以通过列举具体的典型例子加以纠正,使概念深化,找出两者之间的内在联系和区别,如在物体的振动过程中,物体向平衡位置运动的过程中,加速度是变小的,直至为零,速度是变大的;而离开平衡位置的过程中,加速度是变大的,速度反而是变小的,直至为零.为了特别强调加速度和速度这两个大小的差别和变化的不一致性,再让学生分别说明始末位置它们的大小,学生通过这一物理情境就可以具体地理解这两个量的区别,避免混淆.二是可以运用图像进行区别,说明在v-t图像中,斜率表示物体的加速度,纵坐标表示物体的速度,等等.
要掌握好概念的外延,在教学中必须把基本概念的物理意义讲清楚,讲清讲透概念和规律,对每一个概念和规律要弄清它的内涵和外延,弄清来龙去脉,弄清规律的性质,单位,适用条件及注意事项.如功学中的合成和分解.运动学中速度的变化量和变化率,动量和冲量,理想气体与真实气体等,都是既有联系又有区别的.讲清公式的适用范围,配合练习加强运用,在运用中进行检查,深化理解,逐步达到正确掌握基本知识的目标.
学生掌握物理规律,最常见的思维障碍是学生通常只记住物理规律的表达公式,却没有理解公式中各物理量的物理意义,忘记公式所表达的物理现象之间的因果关系,因而造成了运用公式分析物理问题的思维偏差.如牛顿第二定律F=ma,可化为m=F/a左端代表一物理事实,物体的质量,而右边仅代表一种计算的方法,并不存在m正比于F或反比于a的问题.
克服这种思维偏差的主要措施,一是要强调公式的物理意义,理解公式所描述的物理现象,物理实事之间的因果关系,决定关系.二是要明确公式的来龙去脉,增强公式的物理色彩,突出对问题的物理意义的分析,防止单纯数学公式的教学法,减少纯公式数值代入计算的训练,让学生善于运用数学知识,数学方法描述物理问题,真正建立起物理上的数量关系.
总之,高中的学习方法,学习习惯,学习心理以及物理这一科对思维能力,抽象能力,运用数学的解题能力都比初中有更高的要求,学生能否在尽量短时间适应高中的学习,顺利地跨过这个学习台阶,是影响学生提高学习成绩的主要因素.搞好高初中物理教学衔接,降低高初中物理的学习台阶,是一个需要多方合作,统筹安排的系统工程.要从高中物理教学方面想办法,同时也要从初中物理教学方面想办法;要从教材,从学生方面想办法;也要从教法,教师方面想办法.高初中教师都应重视这个问题加强理论学习,共同努力,为搞好高初中物理教学的衔接,提高学生的学习成绩做出贡献.
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