陳亞容
摘要:結(jié)合筆者執(zhí)教高中物理6年的經(jīng)驗來看,很多學(xué)生認(rèn)為高中物理是所有科目最難學(xué)習(xí)的一門學(xué)科,尤其是剛進(jìn)高中的高一新生,他們套用初中的學(xué)習(xí)方法,對高中習(xí)題進(jìn)行公式的簡單的套用,不做深入分析,缺乏解決物理習(xí)題建模的能力。
關(guān)鍵詞:高中物理;解題;物理模型
一、高中生解物理習(xí)題的障礙
(一)心理障礙
高中生這個階段處于人生中的一個特殊階段,雖然他們已經(jīng)發(fā)育為一個成熟的個體,但是心理上還很脆弱,不夠成熟。客觀上來講,物理知識本身及認(rèn)知過程具有抽象思維的特點(diǎn),物理學(xué)科是高中學(xué)生剛開始接觸這樣思維能力要求較高的學(xué)科。雖然高中學(xué)生在初中階段有兩年的物理學(xué)習(xí)背景,而且還學(xué)習(xí)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識,但是中學(xué)物理的結(jié)構(gòu)是螺旋式安排的,高中物理需要研究現(xiàn)象中的本質(zhì)。主觀上來說,影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要因素是學(xué)生自身的心理障礙。學(xué)生缺乏學(xué)好物理的信心。同時,對學(xué)習(xí)物理的艱巨性和持久性缺乏足夠的認(rèn)識,遇到問題就回避、情緒低落。
(二)物理習(xí)題與物理情景的轉(zhuǎn)換
在高考這樣一個選拔人才的大背景教育環(huán)境下,物理習(xí)題在學(xué)生學(xué)習(xí)物理習(xí)題中占了很大的比重。老師和學(xué)生都想方設(shè)法使學(xué)生解決物理習(xí)題能夠游刃有余。但是很多學(xué)生認(rèn)為:“聽老師課堂講解都懂,但是自己做的時候卻無從下手。”這其中的關(guān)鍵在于學(xué)生不能將書本上的習(xí)題轉(zhuǎn)變?yōu)轷r活的物理情景。物理情景對于物理學(xué)習(xí)者來說是極其重要的。物理概念、公式、定律固然重要,但是離開了物理情景去支撐來學(xué)習(xí),這些概念、公式、定律便沒有多大的意義了。學(xué)生學(xué)習(xí)物理停留在一個較淺的層次,缺少必要的總結(jié)歸納,所以很難將相關(guān)的習(xí)題上升到物理情景來認(rèn)識。學(xué)生平時在頭腦中存儲的物理情景本來就較少,導(dǎo)致解題思路不夠活躍,并且不具有較強(qiáng)的發(fā)散性,在遇到物理習(xí)題時難以將其還原為清晰完整的物理情景。
(三)建立物理模型的能力較低
以2010年高考理綜(四川卷)的第23題例一和對應(yīng)的2011年高考理綜(四川卷)的第23題例二為例,兩道相似的試題,難度系數(shù)設(shè)計在0.6左右,但是學(xué)生的實際答題情況還是出乎了人們了意料。究其原因,我們可以看到2010年的23題考查的力與運(yùn)動,這些知識點(diǎn)是隱藏在拖拉機(jī)拉著耙來耙地的情景中,需要學(xué)生從中抽象出其中的物理模型,如果這個物理情景直接變成給定的物體所受力的物理模型,相當(dāng)于學(xué)生直接解決其中的數(shù)學(xué)問題,那么這道題就變成命題組認(rèn)為的中等難度的題目。
再看2011年的23題,題目中直接給定勻速直線運(yùn)動模型和碰撞模型。學(xué)生在解題的過程中,不需要自己構(gòu)建物理模型,而是只需要學(xué)生解已知的物理模型。最終學(xué)生的答題效果符合命題組老師的期望。2010年的23題出乎命題組的意料的原因在于學(xué)生物理模型構(gòu)建能力的缺乏。
二、應(yīng)用物理模型解物理習(xí)題的方法與步驟
(一)建立對象模型
解決物理問題時,題目一般要求某個物理量的大小:比如力的大小、動能的大小、動量的大小等。但是進(jìn)一步思考我們會發(fā)現(xiàn)這些物理量是依附于某個特定的物理對象。所以建立對象模型的關(guān)鍵在于選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉ο?。確定研究對象時,忽略次要,把研究對象的物理結(jié)構(gòu)簡化為學(xué)習(xí)過的經(jīng)典模型。
(二)建立過程模型
對物理過程的分析,就是將一個多過程或者多對象的問題分解成單過程或者單對象,并找出過程或者對象之間的聯(lián)系。物理過程的分析包括兩個方面:狀態(tài)變化的原因分析和狀態(tài)變化的發(fā)展趨勢分析。物理過程分析的要點(diǎn)是將整個復(fù)雜過程隔離為若干個不同的階段,明確每個階段的初末狀態(tài)。對每個過程遵循的不同物理規(guī)律做深入的分析,分別做好模型的歸類。
(三)建立條件模型
大部分題目的關(guān)鍵信息并沒有直接給出,而是以非常含蓄的方式隱藏在題目中,如果不對題目做深入的分析,那么很容易讓我們的解題思路誤入歧途。挖掘隱含條件要從物理概念、物理過程、生活常識等入手。
(四)建立數(shù)學(xué)模型
物理分析完成之后,并列出相應(yīng)的表達(dá)式,把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。物理學(xué)的研究和應(yīng)用,都要求它完全用數(shù)學(xué)表達(dá)出來,否則就失去了意義。前面,在分析物理過程之后,就需要列出各物理量之間的關(guān)系,并且采取最好的辦法,精確的求出結(jié)果。中學(xué)大部分的數(shù)學(xué)知識都可以運(yùn)用于物理,運(yùn)用最頻繁的數(shù)學(xué)知識有求最值、三角函數(shù)、平面幾何、數(shù)列、二次方程等。
三、結(jié)語
高中物理模型根據(jù)解決物理習(xí)題的思維順序,可以將物理模型分為四類,分別是:對象模型、條件模型、過程模型、數(shù)學(xué)模型。對于已知的一道物理習(xí)題:
首先,仔細(xì)閱讀題干,提取出題目中要求我們研究的物理對象,分析物理對象,并將其抽象成我們的對象模型。
第二,認(rèn)真挖掘題目中對解決物理習(xí)題有幫助的關(guān)鍵信息,也就是題目中的重要條件,建立條件模型。
第三,認(rèn)真分析物理現(xiàn)象產(chǎn)生的物理過程,根據(jù)具體習(xí)題的具體要求,在突出物理過程特點(diǎn)的前提下,把實際的過程抽象成理想化的過程模型。
最后,在建立好模型之后,物理過程也分析清楚了,要得出最后的答案,還需要建立數(shù)學(xué)模型來解物理模型。
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