高中物理學科的特點及學習方法指導

  高中物理學科的特點

  1.知識深度,理解加深

  高中物理,要加深對重要物理知識的理解,有些將由定性討論進入定量計算,如力和運動的關係、動能概念、電磁感應、核能等。

  2.知識廣度,範圍擴大

  高中物理,要擴大物理知識的範圍,學習很多初中未學過的新內容,如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動量定理、動量守恆定律、光的本性等。

  3.知識應用,能力提高

  高中不僅要學習物理知識,更重要的是提高學習物理知識和應用物理知識的能力,高中階段主要是自學能力和物理解題能力,並學會一些常用的物理研究的方法。

  學好物理,我們可以從4大方面入手:

  1 思維

  思維,是人腦對客觀世界的一種間接的、概括的反映,是將觀察、實驗所取得的感性材料進行思維加工,上升為理性認識的過程。學習過程就是一種思維活動,而思維活動也有一定的程式和方法。

  1.1 物理思維的基本方法

  物理思維的方法包括分析、綜合、比較、抽象、概括、歸納、演繹等,在物理學習過程中,形成物理概念以抽象、概括為主,建立物理規律以演繹、歸納、概括為主,而分析、綜合與比較的方法滲透到整個物理思維之中。特別是解決物理問題時,分析、綜合方法應用更為普遍,如下面介紹的順藤摸瓜法和發散思維法就是這些方法的具體體現。

  ①順藤摸瓜法,即正向推理法,它是從已知條件推論其結果的方法。

  ②發散思維法,即從某條物理規律出發,找出規律的多種表述。這是形成熟練的技能技巧的重要方法。例如,從歐姆定律以及串並聯電能的特點出發,推出如下結論:串聯電路的總電阻大於任何一個分電阻、並聯電路的總電阻小於任何一個分電阻;串聯電路中,阻值大的電阻兩端的電壓大,阻值小的電阻兩端的電壓小;並聯電路中,阻值大的電阻通過的電流小,阻值小的電阻通過的電流大。

  1.2 物理思維的程式

  物理思維是將物理現象與物理實驗所得到的感性認識,上升為理性認識,並從已有的理性認識上獲得新的理性認識。物理思維的主要程式是質疑與釋疑。

  ① 質疑:質疑不是一般地提出不懂的問題,而主要指觀察者在充分運用了自己的知識卻仍不能解釋的,帶有一定難度的問題。因此,正確的質疑,對進一步學習和研究帶有方向性和啟發性。質疑的途徑很多,但質疑的深度卻與觀察者的觀察能力密切相關。例如,觀察沉浮子實驗,有的人只發現下壓與下沉的簡單關係。有的人則能發現下壓造成下沉的本質原因。

  ②釋疑。釋疑的前題是質疑,已有的知識是釋疑優先考慮使用的內容,當已有的知識對質疑的解釋明顯有困難時,對困難的那一部分就要進行創造性活動。釋疑應從物理學的基本概念,基本規律出發,先分析物理現象,找出產生這些現象的本質因素,再選擇適當的物理知識來解答物理問題。

  質疑:三個溫度計都指示在20℃的位置,但有一個溫度計的刻度不準確,因此肯定有一個溫度計測量到的溫度與實際溫度不符,是什麼原因導致***a******b******c***三個圖中的實際溫度出現偏差呢?

  釋疑:在實驗室中,圖二***c***杯中的酒精與空氣相通,由於蒸發吸熱,使得它的溫度低於室溫,而圖二***b***瓶中雖然也裝滿了酒精,但不會蒸發,因此它的溫度應和室溫相同,於是可以判斷圖二***c***的溫度計刻度不準確。

  2    觀察

  2.1 觀察的方法和步驟

  ①充分做好觀察前的準備工作。即準備好觀察工具和記錄的必備之物。

  ②要集中注意力,不放棄偶然目標,不輕易放過那些你甚至覺得毫無關係的現象。長期訓練,使之形成一種一絲不苟的科學習慣。

  ③反覆觀察,找出實驗中產生某種現象的原因,透過現象看本質。

  ④ 作好觀察後的總結,對觀察到的現象和記錄的資料進行認真分析,以便形成物理概念,建立物理規律。例如,觀察凸透鏡成像實驗,首先要明確在實驗主要觀察蠟燭和屏的位置變化以及屏上像的變化。本實驗過程中,注意力應集中在蠟燭的位置、屏的位置和像的情況上。為了更準確地觀察這些現象,可進行多次實驗,最後總結出物距、像距、焦距以及像的虛實、放大、縮小等現象之間的關係。

  2.2 觀察的要求

  ①迅速。物理實驗中,有很多實驗要求在很短的時間內準確讀出兩個或兩個以上的資料,這就要求有很快的觀察速度。

  ②準確。就是要縮小由於觀察帶來的誤差。

  ③深刻。就是要抓住那些往往是比較隱蔽的現象,而往往又是本質的物理過程。例如,浮沉子實驗中,當用手壓下瓶口的橡皮膜時,浮沉子會下沉。而下壓引起下沉的本質是下壓使浮沉子上部的空氣柱的體積減小,所受浮力減小所至。

  ④仔細。有些物理現象的變化不明顯,要求仔細觀察,並能分辨出細微差別。

  3 實驗

  實驗是物理科學的基礎,也是物理知識的源泉,加強實驗是物理教學的時代特徵,又是提高物理教學質量的先決條件。同樣,實驗也是形成物理概念、建立物理規律的重要方法,物理學習就是通過對物理現象、過程獲得必要的感性認識,這種感性認識可以來源於學生的生活,也可以來源於實驗提供的物理事實。從生活中得到的感性材料通常來自複雜的運動形態,本質的、非本質的因素通常交融在一起,僅通過這種途徑形成概念,建立規律有相當的困難。而實驗則可提供經過簡化和純化了的感性材料。它能使學生對物理事實獲得明確的具體的認識。例如,初中物理教材中,影響蒸發快慢的因素是直接從日常生活經驗中分析歸納得出的結論;聲音的發生是從實驗現象中分析歸納得出的結論;槓桿平衡條件是由大量的實驗資料,經歸納和必要的數學處理得到的結論,液體的壓強是先從實驗現象中得出定性的結論,再進一步尋求嚴格的定量關係。

  物理教學過程中,物理教師對實驗教學的重視程度是影響教學質量的重要因素,學生對實驗的重視程度則是影響學習質量的重要因素。在物理學習時,要求做到如下幾點:①認真觀察課堂演示實驗。②獨立完成學生分組實驗和課外小實驗,勤動手、敢動手。③自己設計和製作某些簡單模型或玩具。④逐步養成用實驗解決物理問題的習慣。21

  4 遷移

  遷移就是基本原理在其它條件下的運用。俗話說,學以致用,就是將所學知識、方法應用於社會實踐中去。其本質就是遷移。在物理學中,有許多內容體現了遷移原則。它表現在以下幾個方面。

  .1 數學知識的遷移

  物理學常用數學表示物理概念、描述物理規律。例如應用數學中的比例關係描述物質的密度***ρ=m/v***。物體的運動速度***v=s/t***,牛頓第二定律***a= F/m***等。應用數學中的座標圖象方法描繪出溫度———時間圖象***表示某種物質的熔解與凝固過程***,位移———時間圖象、速度———時間圖象、能量——— 位移圖象等。應用數學中的幾何方法表示光的傳播、折射、反射等。

  4.2 物理知識的遷移

  物理知識的遷移表現在三個方面。其一,應用物理知識解題。物理教材中,單元、章節後均有習題。其二,應用物理知識解釋自然現象,例如,日食和月食現象可用光的直線傳播原理解釋。物態變化原因可用分子運動論來解釋。海市蜃樓奇觀可用光的折射原理解釋。其三,應用物理知識設計製作各類產品。例如,根據熱傳遞原理製成了保溫瓶,根據電磁感應原理製成了發電機、電子測量儀表等,根據熱脹冷縮原理製成了溫度計,根據光的折射、反射原理製成了照相機、幻燈機、電影放映機等。

  4.3 物理思想的遷移

  物理學在形成的發展過程中,逐步形成了一種物質觀,即物質普遍存在於相互作用之中,普遍存在於運動之中,普遍存在於能的轉化與守恆之中。於是,研究巨集觀物體的受力、運動、和機械能的規律形成了力學。研究分子的受力、運動和內能的規律形成了熱學。研究電、磁之間的受力、運動和能的規律形成了電磁學等。在物理學習時,當我們形成了這種物質觀,就會有目的去認識和理解物質的相互作用規律、運動規律和能的轉化與守恆規律,學習就會更上一個臺階。正確的學習方法是搞好學習的事半功倍的金鑰匙。然而成功的學習靠的是辛勤的勞動———觀察、思維、實驗、遷移。