标题 | 高一学生物理学习困难原因及解决方法 |
范文 | 张永胜 摘要:高一学生物理学习困难存在一定的思维障碍,导致思维障碍主要有四种原因,即先入为主的观念、相近物理概念的混淆、类比不当和物理公式不准确,本文针对上述原因提出相应的解决方法。 关键词:先入为主;相近;类比;数学化;概念定式 中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2009)01(S)-0012-2
奇妙有趣的物理现象使初学者对物理往往带着浓厚的兴趣,然而进入高中后,许多学生常常“一听就懂,一学就会,一做就错”,特别是部分高一学生,这使得他们失去了学好物理的信心。笔者认为,高一学生在物理学习中存在着一定的思维障碍是最主要的原因。要探讨高一学生物理学习思维障碍产生的原因,应该把学习的主体和学习的内容结合起来,了解二者之间的相互制约关系。首先,高一学生学习物理受自身的认知水平和生活经验的制约;其次,受学习内容的概括性、抽象性程度的制约。高中阶段的物理知识具有高度的概括性和抽象性,高一学生若不能真正把握知识的内涵、联系及区别,则在运用物理知识解决问题时,往往会产生一些思维障碍,出现各种错误做法,如乱套公式、张冠李戴等。本文对高一学生在物理学习中存在的困难及原因进行分析,并提出相应的解决办法。
1 先入为主的生活观念
物理学研究的是自然界中的客观物体及其运动规律,高一学生置身于千变万化的物理世界中,自然会获得有关物理方面的感性认识,并形成一定的生活观念和经验,这也是高一学生学习物理知识的前提条件。先入的生活观念有的正确,对学习有积极的促进作用;而有的观念是错误的,对物理概念的形成、物理规律的正确理解和运用,有一定的消极作用,容易造成学习障碍。主要表现有两点:一是造成对概念的片面理解,二是阻断知识间的内在联系,造成知识与应用脱节。例如,在学习力和运动的关系这部分知识之前,许多高一学生都认为静止的物体,用力推动它时,它才会运动,力停止作用时,它就会停下来;推物体的力越大,物体运动得就越快,速度就越大。实际上,这种生活中形成的观念是片面的,结论是错误的。学生学完了力和运动这部分知识之后,才对此有了正确的认识,即受力的物体,受力大,加速度大,但速度不一定大;反之,速度大,力不一定大。但是,仍有部分学生因为受原有错误的生活观念和经验的影响,不能联系所学的知识,习惯性地按错误的生活观念进行判断,从而阻碍了物理概念的建立和巩固。 另一方面,原有的错误观念和经验比较牢固,不是一朝一夕就能转变和消除的。比如,在遇到稍有变化的超重和失重问题时,有些高一学生受先前的观念支配,仍按原来的想法判断,认为绳对物体的拉力就等于物体的重力,水平面对物体的支持力等于物体的重力等。 总之,先入为主的错误生活体念和经验往往使高一学生作出错误判断,阻碍对物理知识的掌握。要纠正这类错误观念,可采取如下几个做法:一是讲解概念时,应展开充分的分析、讨论,让学生明确概念的形成过程,以达到对概念内涵的准确理解和掌握;二是加强知识应用环节,通过练习加深对概念的理解;三是用一些有趣的物理实验或物理现象给学生强烈的感性认识,形成鲜明对比,说明原有观念的错误所在,使原有观念发生根本性转变。
2 相近物理概念混淆
中学物理中有许多相近的物理概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性。有的高一学生对它们的物理意义理解不透,区分不清,加上头脑中没有完整的物理情境,容易将它们之间的关系简单化,认为它们同时变大或同时变小。如表示物理量的变化量和表示它变化快慢,高一学生对此就容易混淆。以速度和加速度为例,二者都是描述物体运动的物理量,速度表示物体运动的快慢,而加速度则表示速度变化的快慢。有的学生认为,物体受到的力大,速度就大或者加速度变大时,速度也随之变大。 要克服这种思维障碍,可以抓住两个概念的差异,进行区别教学。一是可以通过列举具体的典型例子加以纠正,使概念深化,再找出两者之间的内在联系和区别。如在物体的振动过程中,物体向平衡位置运动时,加速度是变小的,直至为零,速度是变大的;而离开平衡位置的过程中,加速度是变大的,速度反而是变小的,直至为零。为了强调加速度和速度大小的差别和变化的不一致性,再让学生分别说明它们在始末位置的大小。通过这一物理情境,他们就可以充分理解这两个物理概念的区别,避免混淆。二是可以运用图象进行区别,在v-t图象中斜率表示物体的加速度,纵坐标表示物体的速度。
3 类比不当
类比是一种重要的推理方式,是人们认识新事物或有所新发现的重要思维方式,但类比推理的结果是否正确,还需要经过实践检验。高一学生在学习物理的过程中,若能恰当地运用类比理解概念,可以帮助他们掌握相关知识。如可以把原子中电子绕核的圆周运动与人造卫星绕地球的圆周运动进行类比,它们遵守相同的向心力方程,相关题的解答方法也相似,只是应用的具体情景不同。这样既可以加强知识之间的联系,深化对知识的理解,也能提高学习效率,促进思维方式的发展。 同时,也要让高一学生认识到,类比不当,反而会造成学习知识的思维障碍。如机械波和光波在介质中传播速度大小的决定因素是不同的,这两者就不适合作类比联想,否则就容易作出错误的结论。振动图象和波的图象是非常相似的两个图象,差别主要在于横轴表示的物理量不同。只因这一差别,使两个图象的物理内容、物理意义完全不同。它们的意义可用一个形象的例子来比喻,即正在演出的舞蹈节目。振动图象所表示的是每一个演员的规定动作,而波的图象所表示的是所有演员所呈现的造型。高一学生常把二者等同起来,画波的图象时按振动图象的画法延伸补画,就如同将一个演员表演当成了整体舞蹈造型。因此应让学生明白,振动图象随时间的变化和波的图象随时间的变化的画法是不具有可类比性的。高一学生如果忽略了这一点,就会形成一定的思维障碍。我们认为,克服这种思维障碍的有效办法,是抓住两个现象之间的突出差别,分析其差异,找出类比不具备的前提条件。只有这样,学生才能消除这种思维障碍,才能正确掌握类比思维方法。
4 物理公式数学化
数学是学习和研究物理学的重要工具,运用数学工具解决物理问题的能力是中学物理教学大纲和高考说明中要求的一项重要能力。我们常发现,高一学生在运用数学知识解决物理问题的过程中,经常忽视公式的物理意义,忘记公式与相关物理现象之间的因果关系,从而养成了单纯运用公式分析物理问题的思维习惯。如场强公式E=F/q,左端代表物理事实,右边仅代表一种定义的方法,并不能说明E正比于F或反比于q。纠正这种错误认识的主要方法,一是要强调公式的物理意义,理解公式与所描述的物理现象、物理事实之间的因果关系;二是要明确公式的物理意义,突出对问题的物理意义的分析。高一学生应逐渐学会运用数学方法描述物理问题,学会建立具有物理意义的数量关系,同时增强运用数学知识的意识,提高运用数学工具的能力。
5 概念内涵和外延的模糊
任何一个物理概念都是内涵和外延的统一,我们通常所说的“高一学生应掌握物理概念”,一方面指的是要理解物理概念的内涵,另一方面也要求明确其外延。所谓外延,即概念所涉及的范围和条件,公式的适用范围和成立条件。教学实践告诉我们,高一学生弄清概念的外延是深化对概念的理解、正确运用物理概念解决实际问题的前提条件,但由于概念的外延明确了适用该概念的范围,部分高一学生在理解或运用概念时,有时会不自觉地缩小或扩大概念的外延,因而造成错误的结果。 另外,学生缩小概念外延主要表现为:忽视同一概念所包含的物理情景的多样性,用较熟悉的部分情景代替情景的全部,如对在竖直方向上运动处于超重状态的物体,高一学生通常只考虑其向上加速的情况,而忽视向下减速的情况等等。出现这一类错误的原因,主要是由于高一学生头脑中的物理情景建立的不全面,同时也说明高一学生的思维缺乏周密性。 (栏目编辑赵保钢) |
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