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从初中物理到高中物理过渡的思考及对策的探讨

2021-04-20卢建文

教育周报·教研版 2021年7期
关键词:物理观念科学思维建模

卢建文

摘要:在初中时学生们学习物理感觉较为轻松。然而,到高中往往感觉到物理特别难学,不知道自己该如何去学习物理知识了。本文先分析此问题形成的原因,然后就如何做好初高中物理教学的衔接进行探讨。

关键词:原因  物理观念  科学思维  建模

高一的物理老師一定会遇到这样的情形:一些学生抱怨在初中时对物理很有兴趣,学习效果也很好,信心满满的走进高中后却发现,物理学起来困难重重,好像从此都没有感觉了。在课堂上,这些学生上课时接受概念和规律反应迟钝,课后一碰到问题却不会动笔,这道题弄懂了,换一道还是不会。不少同学到了高一下学期分科时,因为物理难学,只能无奈地放弃想学的理科而选择文科,尤其是女生更为常见。首先我们分析产生这一困境的原因。

一、原因分析

(1)初中生与高中生的个体差异。初中学生的年龄普遍在12到15岁,这一时期大多正处于青春期的发育阶段。认识世界主要依靠形象思维,抽象逻辑思维还不成熟,所以初中生要以具体的形象的实验现象为基础,才能掌握抽象的概念。

(2)初中物理与高中物理难度不同。初中物理由我们日常生活和身边的现象,通过观察来得到一些结论,这些结论通常是一些简单的物理知识和规律,对于初中生来说易于学习和理解。而高中物理涉及到的知识非常的深入,通过一些专业的实验,设定严格的条件,通过变量控制,结合数学分析,从而建构知识体系。

(3)初中物理和高中物理学习方法不适应。刚入高一的学生学习方法不正确,不适应高中物理的学习,使得其物理成绩不理想。初中的时候老师会将重点知识点讲很多遍,所涉及的模型比较的简单,很多时候套公式就可以了。高中生学习相对独立,需要自己先预习,课上认真听讲,课后复习和消化,大量的做练习巩固,整理错题,总结归纳。很多的同学做不到这一点,所以考试时物理成绩往往分数很不理想。

高一对于高中物理学习来说是一个很关键的阶段。高一物理的力学基础打好了,高二才能顺利学习电磁、热等,上到一个更高的台阶。所以高一的物理教学一定要重视初高中的物理衔接。

二、应对方法的探讨

(1)结合初中原有的物理知识,建立物理观念。高中生所接触的物理量很多都是矢量,学生在初中阶段和高一时,在数学还没有学习向量的概念,矢量对于学生来说都是很难处理的物理量。以《物体运动速度》为例,学生在小学初中阶段就已经有了速度可以表示物体运动快慢的概念。在这里从小学初中建立的路程与时间的比值(即速率)来引入速度概念,可以降低学生把握整体速度概念的难度。

在定义平均速度时,物体运动的平均速度是由物体的位移决定,结合教科书必修一讨论与交流,先计算做表格中的位移,再由位移求出各段对应的平均速度。通过对比位移和距离的差别,使学生对速度的矢量性有更深刻的认识。

定义瞬时速度:怎样精确地描述物体运动的快慢呢?那就必须知道某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢程度,这就是瞬时速度。在Δt时间内,我们只能够求出物体运动的平均速度,当Δt趋向于0时,这一段时间就是某一个时刻,所以瞬时速度就等于在趋向于0的Δt时间内的平均速度v=lim;同时,在任意时刻物体某位置时,这里的瞬时速度是指物体在某一时刻或经过某一个位置时的速度。通过对比平均速度方向和大小(再次训练),得到瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度这一结论。

关于平均速度和瞬时速度的关系:有些同学可能在变速运动中会错误的认为: 。这里要指出的是:平均速度不是速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与其对应的时间的做比值,来对应这段位移内的平均速度。通过时间和时刻的区别来强调:即使在很短的时间内,用v=x/t计算出来的也是这一段时间内的平均速度。

(2)在课堂教学中为学生提供探究过程来获取物理规律,有利于科学思维的培养。高中阶段有大量的规律需要考察,并不是像初中一样通过机械记忆可以解决的。这要求我们在教学过程中,让学生参与规律的探究。亲身体验让刚刚迈入高中的学生,更深刻的理解规律,利用所学规律解决问题。

匀变速直线运动是最基础的变速运动,运动学和力学高中物理的基石。在必修一《匀变速直线运动规律》教学中课程标准对本节内容的要求:了解匀变速直线运动的规律,能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性[1]。学生在本模块的第一章已经了解描述运动的概念以及研究运动的基础,并经过前面的学习,对自由落体运动的特点和规律已基本掌握。本节是第二章的核心,能否掌握运动学公式和规律,是解决匀变速直线运动的关键所在。

通过v-t图引入:在第一章第六节《用图像描述直线运动》中已经学到匀加速直线运动的v-t图是一条倾斜向上的直线,匀减速直线运动的v-t图是一条倾斜向下的直线。

前面已经定义了加速度表达式。由此可以推到匀变速直线运动的速度公式,这样便建立了匀变速直线运动中的速度时间规律。

讨论:当av0同向时,a>0;当av0反向时,a<0; 当a=0时,公式为vt=at;当v0=0时,公式为vt=at;; 当a<0时,公式为vt=v0at。

意义:学生动手自己推导,对知识的理解会更加巩固通过组织学生讨论,对于公式中正负号的理解、公式的应用烙下很深的印象。

同样引导学生推导S=t==v0+v0+att=v0t+at2,通过指导学生的推导过程,锻炼学生的逻辑思维和加深学生对公式的记忆,从而便于解决问题。

(3)在命题考察中,注重情境构建提升学生建模能力。物理学是“模型”的科学,从某种意义上讲,物理学理论的发展进化过程,就是物理模型发展进化的过程。通过模型建构的过程培养学生的科学思维,掌握学习物理的科学方法,是非常有效的途径和方法。

刚刚迈入高中,尤其对于抽象逻辑思维能力一般的同学,高一物理相对于初中物理来说在难度有大幅度增大。我们的高一老师要留意新生的特点进行教学,为他们打好知识基础、通过精心设计的习题来培养其解决物理问题的能力,从而让学生顺利完成初高中物理学习的自然过渡。

参考目录:

(1)《向突破匀变速直线运动难题屏障要规律》王鲜,《中学生数理化:高考理化》- 2018

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