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【摘要】 新生进入高中学习了一段时间以后,很多同学都有反映:高中物理比初中物理难学,尤其在思维能力、抽象能力、运用数学的解题能力方面都比初中有更高的要求。作为高中物理教师,特别是高一年级物理教师应认真分析和研究初、高中物理知识阶梯的成因并且采取科学的对策去“对症下药”,这对帮助学生顺利渡过这个“台阶”,提高中学物理教学质量有着关键性的作用。下面就对高中物理知识阶梯的成因及对策做一些分析和看法,以期对高中物理起始教学有所帮助。
【关键词】 物理教学 知识阶梯 学习策略
【中图分类号】 G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)04(b)-0096-01
1 知识阶梯的成因
知识阶梯主要表现在概念、规律、方法和思维方式四个方面。
1.1 概念性阶梯
学生从初中进入高中,首先遇到两个很困难的概念性阶梯,即从标量到矢量的阶梯和从速度到加速度的阶梯。
1.1.1 从标量到矢量的阶梯
从标量到矢量的阶梯会使学生对物理量的认识上升到一个新的境界。然而要实现这个飞跃必须接受认识过程的巨大考验。初中学生只会代数运算,仅能从数值大小上判断两个量的变化情况,现在要求用矢量的运算法则(几何方法),即平行四边形定则进行运算,判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化,还要考虑其方向的变化。如匀速圆周运动的速度大小不变而方向时刻在改变,速度矢量仍是变化的。更困难的是矢量变化的定量计算,例如匀速圆周运动中若速度由为,速度的改变量,而如果和的大小相等都等于,速度改变量就写成,在计算中只有用几何的方法才能得出正确结果。
1.1.2 从速度到加速度的阶梯
从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程,学生容易跨过这个台阶。从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯,面对这一阶梯学生必须经受一个由具体到抽象又由抽象到具体的科学化能力的巨大考验。首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,起初学生往往把加速度和速度的改变量混淆起来。更难理解的是加速度的大小、方向和速度大小、方向之间的关系,其计算也是用矢量式。而加速度的方向和速度方向可能相同(加速直线运动),可能相反(减速直线运动),可能垂直(匀速圆周运动),也可能成某一夹角(抛体运动),这些概念对学生来说也是一个很陡的阶梯。
1.2 规律上的阶梯
概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯,规律上的阶梯主要表现在以下两个方面:
1.2.1 进入高中后物理规律的表达方式增多,如文字表达方式、数学表达式、图象表达方式等,导致理解难度加大,使部分学生不解其意,遇到问题不知所措。
1.2.2 矢量被引入物理规律的数学表达式,由于它的全新处理方法使很多学生感到很陌生,原有的知识结构中缺乏相应的观点,很难实现信息转换。特别是正、负号和方向间的关系,如运动学公式,牛顿第二定律,动量定理,动量守恒定律等都是矢量式,在运用其解题时都要注意各量的矢量性。
1.3 研究方法上的阶梯
1.3.1 从定性到定量。初中物理中很多内容只是对物理现象的定性说明和简单的定量描述,进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。这必然要求学生去跨跃很大的阶梯。
1.3.2 从一维运动到二维运动。初中只学习匀速直线运动,而在高中不仅要学习匀变速直线运动,还要学习二维的曲线运动,并在研究物理过程时引入坐标法,把一个平面上的曲线运动(如平抛运动)分解成两个方向上的直线运动来处理。
1.3.3 引入平均值的方法。这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法,如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等,然而同样由于它的抽象性会使部分学生不易理解其物理含义。当然,一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。
1.3.4 实验方法上的明显深化。瞬时量的记录和测定手段、实验数据的处理、分析和结论的归纳以及误差的分析,特别是要求学生自己设计实验……这无疑是对初中水平的质的飞跃。
1.4 思维方式的阶梯
思维方式的过渡达不到认知程度提高的要求。初中物理教学需要具有形象材料的支持,以形象思维为主即充分利用物理实验,展现物理图景重现表象的作用,从而使学生形成概念掌握规律。到了高中阶段演示实验减少,抽象思维内容增多。要求学生不能停留在形象思维阶段,要重视思维的进一步发展,要学生应具有较强的逻辑推理能力和抽象思维能力,但对刚刚跨入高中阶段的学生来说往往是最欠缺的。
2 学生心理承受能力分析与对策
2.1 因材施教,适度控制“台阶高度”
现行教材分为必修和选修两部分,就是考虑到学生的能力及初中和高中的知识阶梯编写的。把那些需要大量分析、推理和综合能力强的知识放在了高三选修部分,这也适合高三年龄段且已经有了一定高中知识和能力的学生。把高中知识框架和高中物理研究方法贯穿于高一、高二必修内容当中。
2.2 对学生能力和方法的培养应注重循序渐近
教学过程既是学生学习知识的过程,是一个符合学生认识规律的逐步积累的过程。培养和提高学生的认知能力,潜移默化地影响学生的思维方式,“渗透”学习方法。以求做到能力和知识同步提高。在分析教材时不但要注意它的知识结构,还要明确随着知识的传授使学生的能力也同时提高,要把这两步教学同时并举地体现在教学目标中,写入教案,贯穿在教学过程中。
总之,只要我们注意以上各点,做到因材施教、循序渐近、讲清思路、渗透方法,学生就能顺利地跨过从初中到高中这个“台阶”。
【关键词】 物理教学 知识阶梯 学习策略
【中图分类号】 G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)04(b)-0096-01
1 知识阶梯的成因
知识阶梯主要表现在概念、规律、方法和思维方式四个方面。
1.1 概念性阶梯
学生从初中进入高中,首先遇到两个很困难的概念性阶梯,即从标量到矢量的阶梯和从速度到加速度的阶梯。
1.1.1 从标量到矢量的阶梯
从标量到矢量的阶梯会使学生对物理量的认识上升到一个新的境界。然而要实现这个飞跃必须接受认识过程的巨大考验。初中学生只会代数运算,仅能从数值大小上判断两个量的变化情况,现在要求用矢量的运算法则(几何方法),即平行四边形定则进行运算,判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化,还要考虑其方向的变化。如匀速圆周运动的速度大小不变而方向时刻在改变,速度矢量仍是变化的。更困难的是矢量变化的定量计算,例如匀速圆周运动中若速度由为,速度的改变量,而如果和的大小相等都等于,速度改变量就写成,在计算中只有用几何的方法才能得出正确结果。
1.1.2 从速度到加速度的阶梯
从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程,学生容易跨过这个台阶。从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯,面对这一阶梯学生必须经受一个由具体到抽象又由抽象到具体的科学化能力的巨大考验。首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,起初学生往往把加速度和速度的改变量混淆起来。更难理解的是加速度的大小、方向和速度大小、方向之间的关系,其计算也是用矢量式。而加速度的方向和速度方向可能相同(加速直线运动),可能相反(减速直线运动),可能垂直(匀速圆周运动),也可能成某一夹角(抛体运动),这些概念对学生来说也是一个很陡的阶梯。
1.2 规律上的阶梯
概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯,规律上的阶梯主要表现在以下两个方面:
1.2.1 进入高中后物理规律的表达方式增多,如文字表达方式、数学表达式、图象表达方式等,导致理解难度加大,使部分学生不解其意,遇到问题不知所措。
1.2.2 矢量被引入物理规律的数学表达式,由于它的全新处理方法使很多学生感到很陌生,原有的知识结构中缺乏相应的观点,很难实现信息转换。特别是正、负号和方向间的关系,如运动学公式,牛顿第二定律,动量定理,动量守恒定律等都是矢量式,在运用其解题时都要注意各量的矢量性。
1.3 研究方法上的阶梯
1.3.1 从定性到定量。初中物理中很多内容只是对物理现象的定性说明和简单的定量描述,进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。这必然要求学生去跨跃很大的阶梯。
1.3.2 从一维运动到二维运动。初中只学习匀速直线运动,而在高中不仅要学习匀变速直线运动,还要学习二维的曲线运动,并在研究物理过程时引入坐标法,把一个平面上的曲线运动(如平抛运动)分解成两个方向上的直线运动来处理。
1.3.3 引入平均值的方法。这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法,如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等,然而同样由于它的抽象性会使部分学生不易理解其物理含义。当然,一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。
1.3.4 实验方法上的明显深化。瞬时量的记录和测定手段、实验数据的处理、分析和结论的归纳以及误差的分析,特别是要求学生自己设计实验……这无疑是对初中水平的质的飞跃。
1.4 思维方式的阶梯
思维方式的过渡达不到认知程度提高的要求。初中物理教学需要具有形象材料的支持,以形象思维为主即充分利用物理实验,展现物理图景重现表象的作用,从而使学生形成概念掌握规律。到了高中阶段演示实验减少,抽象思维内容增多。要求学生不能停留在形象思维阶段,要重视思维的进一步发展,要学生应具有较强的逻辑推理能力和抽象思维能力,但对刚刚跨入高中阶段的学生来说往往是最欠缺的。
2 学生心理承受能力分析与对策
2.1 因材施教,适度控制“台阶高度”
现行教材分为必修和选修两部分,就是考虑到学生的能力及初中和高中的知识阶梯编写的。把那些需要大量分析、推理和综合能力强的知识放在了高三选修部分,这也适合高三年龄段且已经有了一定高中知识和能力的学生。把高中知识框架和高中物理研究方法贯穿于高一、高二必修内容当中。
2.2 对学生能力和方法的培养应注重循序渐近
教学过程既是学生学习知识的过程,是一个符合学生认识规律的逐步积累的过程。培养和提高学生的认知能力,潜移默化地影响学生的思维方式,“渗透”学习方法。以求做到能力和知识同步提高。在分析教材时不但要注意它的知识结构,还要明确随着知识的传授使学生的能力也同时提高,要把这两步教学同时并举地体现在教学目标中,写入教案,贯穿在教学过程中。
总之,只要我们注意以上各点,做到因材施教、循序渐近、讲清思路、渗透方法,学生就能顺利地跨过从初中到高中这个“台阶”。