高中物理教學中的困境和對策

謝恒

摘 要：在新課改教學背景下，如何更好地開展高中物理教學，解決學生在物理教學中面對的困境，根據物理知識點難學原因采取恰當措施。以《運動的描述》一課教學為例，分析物理教學中的困境，從課程整體教學規劃、概念教學、實驗教學、復習教學四個環節，闡述怎樣可以構建高效物理課堂，解決物理難學這一現象，幫助學生增強高中物理學習的信心，提高物理課堂教學質量。

關鍵詞： 高中物理；教學困難；對策

普遍認為高中物理學習存在較大困難，對此有一定“偏見”，認為物理是最難學的一門課程。“運動學”作為高中物理教材位置較前的課程內容，主要為了降低學生們的學習難度，讓學生可以更好地適應物理難易程度，但是依然面臨“難學”的問題亟待解決[1]。因此，需要從高中物理一線教學著手出發，對物理課程“難學”的原因進行分析，并找出相應的解決方法。從客觀因素講，初高中的物理知識學習難度整體跨度較大，高中生的學習要求也明顯提升，與初中相較在建模、理解、分析方面解決實際問題也明顯提升[2]。從主觀來講，部分學生由于分科在學習上缺少熱情，過早地放棄物理學習，這也是物理學科學習困難的內在原因，要采取科學應對策略降低學習難度，提高學生的物理學習質量。

一、整體教學規劃

學生在初中物理學習中已經掌握了一定的物理學習思想，到高中階段自然有了更高要求，這會讓部分學生認為學習難度增加。如“理想模型”簡化復雜問題，摒棄次要條件緊抓主要因素，理想化處理實際問題，構建理想化物理模型，作為關鍵的物理思想。在高中物理學習階段提出對理想模型的更高要求，自然也有了更抽象的理想模型表達，所以對學生來說極具挑戰性。在建立理想模型基礎上，還要把一些物理問題與現象進行形象描述，明白其中的主要因素與次要條件，這些都作為學生在物理學習中面臨的困難問題[3]。

高中物理相比于初中物理，在學習方面增加諸多思想方法，如微元法、極限思想等。微元法作為學生對物理問題解決過程中，以事物極微小部分進行分析，實現解決事物整體目的。此方法被廣泛用于物理教學中，可以化整為零地分析“微元”，之后經“微元”分析整體，無限細分發生變化的物理量之后，轉化為方便計算的恒量，即可成功解決問題。“極限思想”作為微積分基本思想，如函數的連續性、定積分、導數等，均借助極限進行定

義[4]。極限思想原本就作為高等數學知識，高中階段并不能為學生進行完整知識體系教學，但是可以作為數學思想方法方便學生的物理理解學習。

在《運動的描述》一課教學中，考慮到課程教材的定性多、定量少，需要控制教學進度宜慢不宜快，劃分該課共計六節，分別為質點參考系和坐標系（1個課時）、時間和位移（1個課時）、運動快慢描述——速度，x-t圖像、v-t圖像（2個課時）、實驗：打點計時器測速度（2個課時）、加速度（2個課時），復習課（1個課時）。

二、概念教學

生活經驗對物理課程學習中有一定負面影響，而學生在初中物理課程的學習中，更多地依然處于理想情境下，所以處理問題的方法也比較單一，思維水平不高，所受應試教育影響，很大程度固化了對物理現象的片面認知，存在“前概念”影響[5]。生活經驗與初中思維，讓學生容易認為運動快等同于速度大，負速度要小于正速度，速度由增加轉變為減小，是方向發生改變，速度由正向變為負向，是加速度發生改變，加速度為負值，那么速度就勢必會減小。

為了解決此類問題，就要在教學中改變學生的概念思維，概念的定義雖然是簡潔的，但是一定要讓學生形成對概念的正確理解，以及清晰的概念外延認知，并且引導學生關注常規現象的同時進行比較，從完整意義層面形成對物理概念的理解。教師需要對比初高中不同階段下，面對同一物理思想方法提出的不同要求，另一方面還要將學術表達轉化為學生易理解的方式，這樣學生可以從概念定義出發，對問題進行具體分析。

案例1：質點理想模型

教學片段：

（1）累積圖式。教師利用多媒體課件為學生展示運動會中一名長跑運動員的影像，并嘗試描述運動員手腳與身體的運動，討論得出結論：運動員的手腳運動存在復雜性。

（2）同化順應。詢問學生：在對運動員的運動路程與時間進行研究過程中，是否需要對其手腳的具體運動情況加大關注？如果自己嘗試在紙上畫出草圖對運動員運動情況分析，需要如何表示？

師生討論提出質點模型

（3）再次概念同化。師問：假若對運動員的運動過程中擺臂技術進行研究，是否可以用一個點表示？如果研究地球圍繞太陽公轉與地球自轉，這時是否可以視地球為質點？

案例2：加速度概念

教學片段：

（1）累積圖式。教師可以為學生舉例網絡中戰斗機、汽車比賽、摩托車類視頻，學生在觀看過程中最初認為戰斗機會一馬當先，可是最后發現摩托車遙遙領先，正在吃驚之時戰斗機又重新追趕。

（2）同化順應。教師進行提問，在比賽初期如果三方都共同加速，那么摩托車為何這時還可以領先。

生答：因為摩托車加速較快。

師引導鼓勵，可以采用哪類方法對二者加速度進行比較？引導學生回憶初中比較兩物體運動速度快慢的方法。

生：第一種方法，可以比較二者相同時間內誰加速得多？第二種方法，可以比較相同速度內誰用時少。

師生互動發現飛機與汽車相較，時間速度增加量各不相同，這種情況怎樣比較誰增加得快呢，學生討論后總結：可以觀察平均每1s內誰的速度增加得多，類似于初中比較速度大小可以根據單位時間內的路程。

（3）建立新圖式。引出所表示的速度變化快慢情況，稱為速度變化率，可以使用新物理量——加速度a表示它，給出單位與代表的物理意義。

（4）再次概念同化。通過同化之后檢驗更多的物理現象，可以讓學生在應用物理概念中不斷鞏固、深化、發展。

（5）進行v-t，a-t運動的兩個圖像知識點的講解，引出物理規律表達在除了公式除外，也有一些規律是利用圖像表達的，能夠比較形象地反映兩個物理量之間所存在的函數關系，對圖像可以概括記為“一軸二線三斜率四面積”。

三、加強元認知

元認知作為個體形成的認知體系，包括元認知知識、元認知體驗、元認知監控。對于高中生而言，尤其是高一新生認知水平有限，認知監控能力也不強，所以在進入高中物理學習作為一個陌生到熟悉的適應過程。經過緊張中考之后，有些學生考取高中也就產生了“松口氣”的想法，入學之后并無緊張壓迫感，也有部分學生產生畏懼心理，認為高中物理學習難度增加。使學生能夠形成對高中物理學習困難程度的心理準備，了解到初高中物理在教材、課時、學習方法等方面的變化，讓學生可以從心理層面承受暫時失敗，并且鼓勵學生在學習中積極思考、大膽提問，不斷提升學生的元認知監控水平，恢復物理學習的自信心。

學習策略直接對學生的物理學習效果產生影響，對于學生存在的學習困難，教師需要運用多種形式予以主動的指導幫助，提升學生的學習策略，轉變部分學生被動學習、突擊性的學習為主動、自覺性學習。堅持課前準備提前預習課程知識，標記不懂的地方，作為課中聽講的重點部位，配合適當聯系鞏固預習效果。復習新課涉及的舊知識，全身心地投入學習中。課中認真聽講，積極主動地配合教師，自主思考問題找出解決思路，不應將重點停留于教師講解的表面，而是將問題重點置于如何真正解決問題方面，不斷累積認知策略。最后堅持課后復習，在復習中不斷總結、發現，成功串聯知識體系。在這樣的教學過程中，鍛煉學生的思維認知同樣關鍵，初中以觀察記憶力訓練較多，而高中階段的物理學習則對學生的思維能力要求較高。高中物理思維主要是抽象思維結合形象思維，其中抽象思維是核心，形象思維是前提，物理思維一般存在于兩類思維。高中生以邏輯思維存在主要形式，由經驗型過渡至理論型，對此教師可以在教學中綜合應用等效替代策略、圖像圖解策略，培養學生的思維能力。

例如，在《運動的描述》一課的教學中，引導學生想一想身邊的各類運動，教師可以講解分子運動、地殼運動，體驗運動作為宇宙中的普遍現象。

設計問題：足球場上此刻正在進行一場比賽，場上哪些物體是運動的？哪些物體是靜止的？

學生對日常熟悉的運動展開研究，得出運動與靜止的概念，運動員，足球是運動的，球門是靜止的。

引導學生得出運動物體的特點（它們相對地面的位置在改變），靜止的物體并非絕對不動，球門相對于地面的位置雖然并未改變，可是在地球運動中，相對于太陽的位置卻發生改變，所以并未有絕對靜止的物體。所以可以得出結論，靜止與運動是相對的，機械運動從本質上是物體位置的變化。

四、實驗教學

以“瞬時速度”相關知識點教學為例，對瞬時速度進行測量的策略，可以利用平均速度取代瞬時速度，選擇前后鄰近點距離為位移，選擇打點計時器測量時間，前后鄰近點與研究點的距離越近，就表示平均速度與研究點瞬時速度越接近。經了解，大部分學生表示，因為計算平均速度主要研究的是過程，相應的是時間，瞬時速度對應時刻，就會認為平均速度、瞬時速度二者之間存在一定差異，因此，僅可以當作結論觀點來記憶，學生尚未可以真正理解這種做法。對于這一難點，為了讓學生更加高效地掌握“瞬時速度”這一概念，教學過程中可以對紙帶某點測量瞬時速度，基于此點由較大臨近兩點間距離開始，逐漸減小兩點距離，經測量計算將得到速度，對比根據其他方法得到的瞬時速度，既可以在增強事實直觀性方面提升說服力，又可以進一步強化學生對概念的進一步認可，學生也自然可以理解有關思想方法。

1.課前預習，了解原理。在開展實驗課程之前，需要科學指導學生閱讀課文，并打點計時器說明書，搞清楚瞬時速度為何可以使用計時器點附近兩點間的平均速度來表示，預習作為實驗課的前置作業，教師需要及時檢查落實。

2.學生操作，教師糾正。教師通過巡視學生在物理實驗過程中的錯誤操作，例如，將電火花計時器墨粉紙盤裝反，未正確安裝紙帶等。通過糾正學生出現的這些典型實驗錯誤，拍下匯總，以提醒其他同學注意。

3.整理好實驗數據，劃分小組進行對比交流，分析結果差異出現的主要原因，提高學生的數據分析能力。

4.教師首先引領學生探討運動和靜止的物體都是相對什么而言的？怎樣判斷物體是否在運動？學生通過自主看書在頭腦中形成初步感知，然后讓學生小組進行學習、交流，要求人人放開包袱暢所欲言，教師在各組間巡視、點撥，看到同學舉了很多日常生活中的現象去說明上面的問題、課堂氣氛活躍的情況下，教師給每組發下一張表格，讓各自歸納這節內容的知識要點。全班通過匯報、總結、教師做簡單概述，并糾正交流中出現的片面認識，如汽車在公路上行駛就說它在運動這種說法的不完整性，鼓勵小組內爭論怎樣描述這話才具有準確性。學生從實例中得出答案。學生掌握了重點問題后，教師繼續拓展、延伸。為什么飛機怕鳥？讓學生利用今天所學的知識討論解決，把問題逐步引向深入，學生積極討論，這樣難題就迎刃而解了。

五、復習教學

在復習教學環節，可以運用思維導圖來引導學生個性化歸納總結，根據系統論這一視角，無論任何系統功能都要大于各部分功能總和。物理概念網絡的教學真正意義，就在于結構網絡化孕育概念結合功能，并且建構概念網絡過程，原本就屬于培養學生的學習方法，提升學生的學習能力。

教師可以在復習課之前為學生發放本節課程的大概知識架構，讓學生了解每一個知識點之間的關聯度，并自己補充完成后在復習課中交流，挑選好的粘貼展示，教師進一步補充完善。明確此課程所涉及的幾個基本概念，包括質點、參考系、時間和時刻、坐標系；對于運動的物理量如何描述，包括時間、速度、位移、加速度；所用的兩種基本方法，包括圖表與圖像法、數理結合方法，實驗探究所用方法包括科學抽象、無限趨近極限法等。

另外要在整個物理課堂中打造民主和諧的教學環境，充分提升課堂教學效率，從物理教學的形式上來看，由于師生在教學中所處地位及扮演角色各有不同，師生在教學活動中彼此依存，需要相互接納、相互理解彼此促進的平等、民主、和諧關系，所以教師在物理教學中應當鼓勵每一位學生充分參與，恰當處理教材，在復習環節把握好知識的深廣度與難易度，讓學生有充分的自主學習體驗，并且在愉悅的課堂氛圍中感受知識學習的樂趣。認識到學生之間的差異，充分尊重彼此的不同見解，保護學生的知識創造性，提出表達自己觀點與質疑的機會，大力鼓勵學生交流合作，以不同的教學內容展開多元化的師生交流，這樣才能努力在課堂教學中打造彼此信任、充分尊重的氛圍，培養學生的綜合能力。

結束語

總而言之，想要解決高中物理教學中的困難，要從教學各環節培養學生的主體學習意識，并在了解學生知識結構與學習狀態的前提下，制訂整體教學規劃，從概念、實驗、復習不同環節解決學生的學習困難，真正“對癥下藥”，讓學生可以突破高中物理難學的困境，提高高中物理的學習質量。

參考文獻

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