從初中到高中物理學(xué)法思考

普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中對學(xué)校實施課程的建議中包括以下兩條：一是關(guān)注物理課程改革，指導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識與選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容;二是關(guān)注學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，重視提高教師的課程能力。在實際操作中，很多老師只重視傳授課本知識和提高應(yīng)試成績，而忽視了學(xué)生好奇心、創(chuàng)新意識和物理思維的培養(yǎng)，忽視了學(xué)科特點。同學(xué)們從初二開始就已接觸物理這門學(xué)科，進(jìn)入高中階段，認(rèn)知度和學(xué)習(xí)習(xí)慣都有了初步的養(yǎng)成，不少同學(xué)已經(jīng)形成了“只要認(rèn)真聽講，不打折扣地完成老師的作業(yè)，多做題目，不懂就問就能夠考高分的被動學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣”。這樣的現(xiàn)實情況就對廣大師生的高中物理的教法和學(xué)法都提出了更高的要求。

第一部分：學(xué)生方面，高中物理的學(xué)習(xí)似乎困難重重

1.初高中知識銜接脫節(jié)，能力要求提高。

比較一下初中和高中物理教材，我們就會發(fā)現(xiàn)，高中物理的內(nèi)容從廣度和深度上都要遠(yuǎn)超初中的內(nèi)容。初中物理涉及的知識、物體的運動過程單一。高中模型復(fù)雜，物體的運動過程也可能是多個過程，高中物理題需要同學(xué)們有建模能力、選擇合適的物理方法、結(jié)合正確的數(shù)學(xué)運算才能夠解決。而且高一教材一開始就出現(xiàn)矢量概念一些模型，比之前更加復(fù)雜，還出現(xiàn)了連接體（一個模型中有兩個或者兩個以上的對象），在內(nèi)容上變得較為抽象。

2.一些錯誤的前概念，增加了高中物理學(xué)習(xí)的難度。

案例1：速度的計算。

在小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題和初中物理的計算中，老師的講解都是路程除以時間，即v=s/t，事實上速度是描述位置變化快慢的物理量，應(yīng)該等于位移除以時間。而位移是描述位置變化快慢的物理量，初位置到末位置有方向的線段，不僅要說清楚大小，還要說清楚方向。而一般情況下路程在數(shù)值上和位移并不相等，所以用錯誤的前概念計算出的速度并不正確。

比如：質(zhì)點繞半徑為r的圓周繞行一周，所用時間為t，求該質(zhì)點的平均速度。

錯解：v=2πr/r，這也是初中解答中的正確答案。

正解：v=0（平均速度應(yīng)該是位移除以時間，而繞行一周質(zhì)點的位置沒有變化，位移為零）。

顯然，初中老師強調(diào)的內(nèi)容，學(xué)生也認(rèn)為是理所應(yīng)當(dāng)?shù)乃俣惹蠓ǎ鋵嵤遣粐?yán)謹(jǐn)?shù)模清e誤的前概念，這在一定程度上增加了同學(xué)們學(xué)習(xí)高中物理的難度。

3.學(xué)習(xí)方式不恰當(dāng)。

（1）直覺印象，跟著感覺走。

生活中或者學(xué)習(xí)中會在頭腦里有意無意地留下一些所謂的經(jīng)驗，但是有時候這些經(jīng)驗并不能幫助我們解決問題，還會起反作用。雖然高一的同學(xué)有了一定的邏輯判斷和思維能力，但是很多情況下對事物的判斷還是憑直覺和印象，跟著感覺走的。

案例2：對下列模型（接觸面均粗糙）進(jìn)行受力分析，如表1。

模型說明：圖1，粗糙水平面上向右運動的物塊;圖2，沖上粗糙斜面的物塊;圖3，豎直上拋的物體，不計空氣阻力。

表中數(shù)據(jù)是筆者在授課時對所任教的3個班級124名學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計的結(jié)果。其實仔細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)：圖1中向前的拉力，圖2中沿斜面向上的力，以及圖3中豎直向上的力都是找不到施力物體的，是學(xué)生假象出來的，并不是真實存在的力，是直覺印象好像有的、經(jīng)不起推敲的力。如果養(yǎng)成做題靠直覺的習(xí)慣，那是相當(dāng)危險的。同學(xué)們在攻克受力分析這一部分內(nèi)容時，一定要主動將原有經(jīng)驗和正確的做法相對比。比如受力分析時要注意兩點：①按照順序來。肯定有的力先來（外力），注意重力、彈力、摩擦力的順序，而不是想到一個畫一個，這樣容易漏力。②明確力的符號。注意物體的運動方向和受力方向無關(guān)。

（2）大量使用“二次結(jié)論”。

案例3：在力電綜合問題中有這樣的模型。

在豎直向上的勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑為R，N為半圓形軌道最低點，P為QN圓弧的中點，一帶負(fù)電的小滑塊質(zhì)量為m，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，位于距N點右側(cè)x的M處，取g= 10 m/s2。假如小滑塊恰能運動到半圓形軌道的最高點Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度vo向左運動？

厘清思路：恰好到達(dá)最高點Q，可知Q點的速度;對于M到Q的過程應(yīng)用動能定理可求解M的速度v0。

存在問題：對于Q點的速度，不少同學(xué)認(rèn)為可以套用重力場的結(jié)論v0=√gR，實際上在這里就出錯了，后面也就跟著都錯了。

錯誤分析：應(yīng)從原理上列式，而不是記住“二次結(jié)論”，外部的條件變了，結(jié)論也變了。

可見，如果養(yǎng)成不按“理”列式的習(xí)慣，只記住結(jié)論，解題時套公式，就很容易把物理學(xué)“死”。本來物理是一門培養(yǎng)思維，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的有用又有趣的學(xué)科，如果變成枯燥的、只有模型和公式的課程，死記硬背，大量使用二次結(jié)論，就會對物理學(xué)習(xí)起反作用，不明白原因，出現(xiàn)新的狀況還是不能解決問題的。

第二部分：對教授高一年級的物理老師提出了更高的要求

建構(gòu)主義認(rèn)識論認(rèn)為：“學(xué)習(xí)的過程不是簡單地輸入和存儲信息的過程，而是主動地將原有經(jīng)驗和新信息進(jìn)行對比、分析、批判、選擇和重建的過程。”建構(gòu)的過程是同化和順應(yīng)，當(dāng)新知識與原有知識結(jié)構(gòu)和思維方式相符時就被同化，否則就會被排斥，當(dāng)然也可能被修正、重組后再吸收。由皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論可知，同化是引起認(rèn)知結(jié)構(gòu)量的變化，而順應(yīng)是引起認(rèn)知結(jié)構(gòu)質(zhì)的變化，順應(yīng)的難度大于同化。高中生雖然具備了一定的批判精神和科學(xué)邏輯推理能力，但是自我控制意識能力有差異，原有的知識和思維方式根深蒂固，再建構(gòu)過程中難以超越原有構(gòu)想。這就要求教授高一年級的物理老師從課堂做起，可以通過巧設(shè)情景，巧妙設(shè)問，使得教學(xué)內(nèi)容有序進(jìn)階;主動發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤前概念并及時矯正;合理外延，幫助學(xué)生建立更加健全和穩(wěn)固的知識體系。

綜上所述，高中物理課程對學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)能力都提出了更高的要求，也對教授高一年級的物理老師的教學(xué)方式提出了更高的要求。只有學(xué)生主動參與、親身體驗、積極構(gòu)建，教師從課堂出發(fā)，參考普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的最新要求，讓課堂充滿活力，才能最終實現(xiàn)學(xué)生的物理科學(xué)核心素養(yǎng)的和諧發(fā)展。

作者單位：江蘇省蘇州市陸慕高級中學(xué)