浅谈如何突破初高中之间物理学习的台阶

2009-04-21 06:44刘红斌
现代教学研究 2009年1期
关键词:认知结构图象物体

刘红斌

高中物理的教与学,难就难在初中与高中衔接中出现的“台阶”。 刚从初中升上高中的学生普遍不能一下子适应过来,都觉得高一物理难学。如何搞好高初中物理教学的衔接,降低高初中物理的学习台阶;如何使学生尽快适应高中物理教学特点和学习特点,渡过学习物理的难关,就成为高一物理教师的首要任务。对于高一同学,开始学高中物理时,感觉同初中物理大不一样,好象高中物理同初中物理之间有一道鸿沟。那么怎样才能跨越鸿沟,学好高中物理呢?

一、从学习的角度,我想应该从高中物理的知识结构特点与初中物理的区别入手,找到新的学习方法。

现以高一年级上学期的内容一个比较。

1、初中物理研究的问题相对独立,高中物理则有一个知识体系

本学期所学的新编高级中学(试验修订本 必修)第一章 力、第二章 直线运动、第三章 牛顿运动定律、第四章 物体的平衡等本身就构成一个动力学体系。

第一章讲述力的知识,为动力学做准备。

第二章从运动学的角度研究物体的运动规律,找出物体运动状态改变的规律——加速度。

第三章牛顿运动定律,则从力学的角度进一步阐述运动状态改变(产生加速度)的原因。

第四章则分析物体的运动状态不改变(物体平衡)的规律。

2、初中物理只介绍一些较为简单的知识,高中物理则注重更深层次的研究

例如物体的运动,初中只介绍到速度及平均速度的概念,高中对速度概念的描述更深,速度是矢量,速废的改变必然有加速废,而加速度又有加速和减速之分。又如摩擦力,高中仅其方向的判定就是一个难点,“摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)”。首先要找到分清是相对哪个面,其次要用到运动学的知识判断相对运动(或相对运动趋势)的方向,然后才能找出力的方向,有一些问题中还要用物体平衡的知识能才得出结论。

3、初中物理注重定性分析,高由物体则注重定量分析

定量分析比定性的要难,当然也更精确。如对于摩攘力,初中只讲增大和减少摩擦的方法,好理解。高中则要分析和计算摩擦力的大小,且静摩擦力的大小一般要由物体的状态来决定。

高中物理还强调:

(1)注重物理过程的分析

就是要了解物理事件的发生过程,分清在这个过程中哪些物理量不变,哪些物理量发生了变化。特别是针对两个以上的物理过程更应该分析清楚。例如:

一个重为G的物体在倾角为θ的斜面上,刚好能匀速下滑,今要使它沿斜面匀速向上运动,问需要在沿斜面方向施加多大的力。

分析此题是一个典型的两个过程的问题。其第一个过程是:物体受重力、斜面给的弹力和摩擦力三个力的作用。由物体匀速下滑(处于平街),即所受合力为零。对第二个过程而言,由于匀速向上运动。故摩擦力的方向改变,但大小不变,所以推力的大小为:F=F2+G1=2Gsinθ,如果题目改为用一水平力推物体匀速向上,则摩擦力不仅方向改变;且大小F2=μF1也要改变 (由于推力的作用,使得F1的大小改变),则由第一个过程到第二个过程中,只有物体的重力和动摩擦因数未变。因此根据受力分析和物体作匀速运动受合力为零。应用正交分解法Fx=0,即Fcosθ-F2-Gsinθ=0。Fy=0,F1-Fsinθ-Gcosθ=0。又F2=μF1,μ=tanθ,解得水平推力,若不分析清楚过程及物理量的变化,就容易出错。

(2)注意运用图象

图象法是一种分析问题的新方法,它的最大特点是直观,对我们处理问题有很好的帮助。但是容易混淆。如位移图象和速度图象就容易混淆,同学们常感到头痛,其实只要分清楚纵坐标的物理量,结合运动学的变化规律,是比较容易掌握的。应用图象法还能帮助我们分析物理问题,特别是追逐问题。例如:

一辆轿车的最高时速是30m/s,一辆匀速运动的卡车的行驶速度是25m/s,要使轿车从静止开始在4秒钟内追上它前方离它1000米的卡车,问轿车的加速度至少要多大?

分析 这是一道典型的追逐问题,解决追逐问题的关键是抓住相同的时间和位移相等,先分析轿车的运动规律,它先作初速度为零的匀加速直线运动,值到最高时速时,作匀速直线运动。而卡车一直作匀速直线运动,且开始时已离轿车1000米的位移。作出它们的速度图象。利用速度图象与时间轴所包围的"面积"就是物体发生的位移,轿车的位移就是这个梯形的"面积",列位移方程速度公式可求得加速度的最小值2.25m/s2。

(3)实验能力和实验技能的培养

高中物理实验分演示实验和学生实验,它对于我们学习知识和巩固知识都起到重要的作用。因此,要求同学们要认真观察演示实验,切实做好实验,加强动手能力的锻炼,注意对实验过程中出现的问题进行分析。

二、从教学的角度,结合近年来在初中和高中物理教学中的实践和体会,谈一谈在高一物理教学中做好高初中物理教学衔接,弥合“台阶”的一些做法:

注意新旧知识的同化和顺应

同化是把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中,认知结构得到丰富和扩展,但总的模式不发生根本的变化。顺应是认知结构的更新或重建,新学习的物理概念和规律已不能为原有认知结构的模式所容纳,需要改变原有模式或另建新模式。

教师在教学过程中,帮助学生以旧知识同化新知识,使学生掌握新知识,顺利达到知识的迁移。高中教师应了解学生在初中已经掌握了哪些知识,并认真分析学生已有的知识。把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,明确新旧知识之间的联系与差异。选择恰当的教学方法,使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。

许多事例表明,学生能够比较自觉地同化新知识,但往往不能自觉的采用顺应的认知方式。在需要更新或重建认知结构的物理新知识学习中,应及时顺应新知识更新认知结构。

加强直观性教学、提高物理学习兴趣

高中物理在研究复杂的物理现象时,为了使问题简单化,经常只考虑其主要因素,而忽略次要因素,建立物理现象的模型,使物理概念抽象化。初中学生进入高中学习,往往感到模型抽象,不可以想象。针对这种情况,应尽量采用直观形象的教学方法,多做一些实验,多举一些实例,使学生能够通过具体的物理现象来建立物理概念,掌握物理概念,设法使他们尝到“成功的喜悦”。苏霍姆林斯基曾经指出:“有许多聪明的,天赋很好的学生,只有当他的手和手指尖接触到创造性劳动的时候,他们对知识的兴趣才能觉醒起来”。提高学生的物理学习兴趣,增强克服困难的信心。通过实物演示的直观教学使抽象的物理概念与生活实例联系起来,变抽象为形象,变枯燥为生动,提高了学生的物理学习兴趣,使学生更好更快的适应高中物理的教学特点。

改进课堂教学,提高学生思维能力水平

亚里斯多德说过:“思维开始于疑问与惊奇,问题启动于思维”。改进课堂教学,每一节课都设法创造思维情境,组织学生的思维活动,培养学生的物理抽象能力、概括能力、判断能力和综合分析能力。在物理概念和规律教学中,按照物理学中概念和规律建立的思维过程,引导学生运用分析、比较、抽象、概括、类比、等效等思维方法,对感性材料进行思维加功,抓住主要因素和本质联系,忽略次要因素和非本质联系,抽象概括出事物的物理本质属性和基本规律,建立科学的物理概念和物理规律,着重培养、提高学生抽象概括、实验归纳、理论分析等思维能力水平;在讲解习题时,可以采用进行一题多解或一题多变的方法培养学生的思维策略的选择和运用的能力。

学生在教师的提示下,用简单的方法就把刚才还觉得十分复杂的问题解决了,心里肯定有喜悦和惊奇的感觉,对这种解题方法、思维过程的印象也会十分深刻。

加强解题方法和技巧的指导

思维模式为我们提供了解决问题的思维程序和一般性的思维方式,但是要有效解决一个具体的物理问题,还必须掌握一些特殊的解决问题的方法和技巧。例如:解决力学中连接体的问题时,常用到“隔离法”;对于不涉及系统内力,系统内各部分运动状态相同的物理问题,用“整体法”解答比用“隔离法”简便。刚从初中升上高中的学生,常常是上课听得懂课本看得明,但一解题就错,这主要是因为学生对物理知识理解不深,综合运用知识解决问题的能力较弱。针对这种情况,教师应加强解题方法和技巧的指导。

结束语

高中的学习方法、学习习惯、学习心理以及物理这一学科对学生的思维能力、抽象能力、运用数学的解题能力都比初中有更高的要求,学生能否在尽量短的时间内适应高中的学习,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。要从高中物理学习和教学方面想办法,同时也要从初中物理学习和教学方面想办法;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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