面对高考从思维方式谈初高中物理的衔接Word文件下载.doc
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引入物理模型,可以使问题的处理大为简化而又不会发生太大的偏差。
对于比较复杂的研究对象,可以先研究它的理想模型,然后对研究结果加以修正,即可用于实际事物。
例如,忽略分子的体积和分子之间的相互作用的理想气体是不存在的,它只是实际气体在一定程度上的近似,对于高温低压下不易液化的实际气体,如氢、氧、氮、氦气和空气等,在常温常压下就可看成理想气体,这样处理误差小,应用简便。
“理想气体状态方程”的导出就是把空气当作理想气体,然后在一定条件通过实验观察、研究气体状态变化时,压强、体积、温度三个参量之间的关系,从而得出在不同条件下理想气体的三个实验定律,即玻—马定律、查理定律和盖·
萨克定律,再运用逻辑推理和数学方法进行综合,总结出理想气体的状态方程。
在常温、常压下,用理想气态方程处理实际问题,带来的误差小且非常简单。
但对高压、低温条件下的气体就不适用了。
不过,从分子的引力和斥力两方面对理想气体状态方程加以修正、推广,得范德瓦耳斯方程即可应用于实际气体了。
高中教材中,要建立大量的物理模型,如“质点”、“单摆”、“理想气体”、“点电荷”、“核式结构”等都是理想模型,还有大量的理想化过程,如“匀速直线运动”、“简谐振动”、“等压变化”、“绝热变化”、……这就要求在初中教学中,使学生了解到,建立合理的物理模型和理想化过程,对于学习和研究物理问题的重要性,以提高他们的学习这种方法的自觉性。
在传授知识的同时,向学生渗透处理较复杂的物理问题时采用的具体分析、合理简化、科学抽象的方法,有利于思维能力的培养,以免学习进入高一物理,接触到理想模型时感到陌生,或认为是凭空想象的。
初中教材虽然没有讲什么是物理模型和理想化过程,但可以让学生领悟到这种方法。
例如,初二《连通器》一节分析连通器中的液面为什么相平时,首先设想在连通器下部正中有一个小液片AB(如图),然后根据二力平衡和液体压强公式推导出只有两侧液面相平时,AB才不动的结论。
教学中要向学生明确提出:
合理假设→逻辑推理→验证结论是研究物理学的主要方法之一,这对培养学生的抽象思维、空间想象力很有利。
又如,分析托里拆利实验原理时,同样可以引导学生在管口处设想出一个液片进行研究。
经过这种思维方法的训练,学生对《浮力》一节,分析浮力产生的原因时“假设有一个正方体完全浸没在水里”自然就能理解了。
这样,为高中阶段学习建立理想模型作了铺垫。
理想实验也是物理学中一种特殊的科学思维方法,它是在系统的观察与实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程作出更深入的逻辑分析和抽象的一种方法。
如伽利略的斜面实验和自由落体实验。
初中介绍伽利略的斜面实验,目的不是单纯地让学生了解惯性定律发现的历史,关键是使学生懂得逻辑推理和理想实验相结合的研究方法:
①从用力推小车,小车运动,停止用力,小车还能继续运动的感性认识出发,分析得出,运动着的物体,若不受外力作用仍要作直线运动,初步突出了物体不受外力作用仍能保持原来运动状态的本质联系。
②用毛巾铺在斜面下端的水平木板上,让小车从斜面滑下,它在毛巾上通过的距离很小。
撤去铺在木板上的毛巾,再让小车由斜面同一位置滑下来,它在平板上通过的距离就远得多。
在愈光滑的平面,小车运动得愈远。
从这一事实分析得到:
运动物体速度的变化是受到其它物体作用的缘故。
③在以上实验事实的基础上,运用想象和推理,就可设想一个理想实验:
让小车在绝对光滑的平面上运动,它不受任何阻碍作用,则它保持匀速直线运动状态。
这里突出了小车这个物体不受其它物体的作用时,将保持匀速直线运动这一本质联系,而摒弃那种某一物体要受到其它物体不变的作用(即恒力作用),才保持匀速直线运动这一乍看起来合乎一般“经验”的事实。
二.对感性材料的深加工——归纳法。
归纳法是从个别事实中概括出一般规律的思维方法。
它对学习和研究物理学有重要作用。
许多定律和公式都是运用归纳法总结出来的。
例如,高中必修课《电磁感应现象》的教学过程中,我们可以提醒学生联系初中学习的阿基米德定律时的思维方法:
观察实验→分析推理→归纳结论。
首先做一些生动的“电磁感应”实验让学生观察,获得鲜明的感性认识,然后引导学生对各种电磁感应现象进行比较与分析,使学生初步认识到:
①闭合回路中部分导线作切割磁力线运动时,产生感应电流;
②磁铁与闭合线圈作相对运动时,线圈中产生感应电流;
通电螺线管(原)与闭合线圈(副)作相对运动时,闭合线圈(副)中产生感应电流;
线圈(原)中的电流突然接通或断开时,闭合线圈(副)中会产生感应电流;
通电线圈(原)中的电流强度大小发生变化时,闭合线圈(副)中也会产生感应电流。
这些结论,都是从实验事实中抽象出来的,只分别反映了“电磁感应”现象的一个侧面,而没有反映其本质。
把这些结论归纳起来,得出“穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,会产生感应电流”的结论。
“磁通量的变化”并不是直观感知的对象,而是一个抽象的概念,是在大量实验的基础上抽象思维的产物。
我们借助磁通量的变化,便能够形成关于电磁感应现象的相对完整的认识。
应当注意的是:
初中教学强调以实验和观察为基础,在此基础上抽象出概念,归纳为规律。
因为初中生的思维还属于经验型,需要感性材料作支持。
高中生的思维虽属于理论型,但对一些比较抽象内容的理解上,仍需借助于一些经验型思维或形象思维,向抽象思维的更高层次的转化,来理解这些抽象的内容。
这种转化在高一年段表现尤为突出。
所以,高中教学仍要借助观察实验,但有时可以在已有知识的基础上,进行分析推理而得出结论,然后用实验来检验。
因此,在高、初中不同阶段的教学,均要重视实验,通过实验获得生动具体的感性认识,在此基础上进行分析、综合、抽象、概括,从而掌握事物的本质和规律。
三.跟已知的理性知识相类比——类比法。
类比推理是人们认识事物的思维形式之一,它能帮助从已知事物的有关理论建立假说去说明新事物;
用某些已知的属性来说明未知的属性,以增强说服力,使人们容易理解。
例如,惠更斯把光现象与声现象进行类比,提出光的波动说,德布罗意从光的波粒二象性类比得出微观粒子的二象性原理。
因此,类比也是物理教学中一种常用的方法。
例如,初中“电压”与“水压”类比来说明电压的作用,即抽水机(保持)→水压→水流,类比得出电源(保持)→电压→电流。
利用类比教学时要注意,类比推理得出的结论是否正确需要经过实践的验证,才能确定。
如“水管中有水流动的必要条件是水管两端有水压”,与此相似“导体中有电流的必要条件是导体两端有电压”,此结论理由不充分,只能说“可能有电压”,至于是否有电压,有待于实验的验证。
如果不注意推理的严密性,容易使学生在将来的学习中滥用类比,导出不正确的结论。
初中教学时,要有意识地引导学生熟悉并运用类比法,高中教学时则应根据学生已经熟悉的类比法,借鉴初中教学的做法,来处理教材中的重点、难点问题。
例如,把电场类比于重力场、电势差类比于高度差、电势能类比于重力势能,就比较容易突破“电势差”与“电势能”两个难点教学。
同样,电容器的电容是一个比较抽象的概念,若把电容器跟盛水的直筒容器比较,水量相当于电量,水深相当于电势差。
。
不同的直筒容器使它们的水面升高1厘米所需的水量不同,这与使不同的电容器电势差增加1伏所需的电量不同相类似。
这个比喻可以帮助学生形象地理解电容的含义。
中学生的思维具有阶段性和连续性,初、高中阶段各有其典型的思维特征,而其特征并非截然分开的,高一阶段蕴含大量初中阶段的思维特点,初三阶段产生高中阶段的思维特点。
因此,初中物理教学要有预见性,高中物理教学要注意连续性。
总之,根据初、高中学生的思维发展规律,对初、高中学生和物理教学如何搞好衔接,重在教给学生掌握、运用研究物理的思维方法。
只要思维方法学会了,从初二到高三学习物理知识,自然就会水到渠成,因而衔接问题也就自然而然地解决了。
谈初高中物理的台阶问题
学生从初中进入高中学习,面临着学习环境、身心状态、教材内容、学习方法的变化。
而学习物理这门学科,则要求他们必须从物理学的思维方法上,从建立研究对象的角度,从掌握比初中更多定量研究问题的特点出发,进入学习高中物理的角色,这些对高一新生来说,是不适应的,要有一个过渡期。
初高中物理怎样衔接,如何给学生搭一个坡度较缓慢的“引桥”让学生以比较整齐的阵容、较规范步伐上好“引桥”,平缓地引他们上一个新的高度,是一个值得研究探索的过程,需要在教与学的过程中师生共同作出努力。
下面先谈谈学生面对的台阶,而后再谈一些个人的见解的做法。
台阶一、从思维方法上,要求学生从形象思维进入抽象思维,完成认识能力的一大飞跃。
初中研究力学问题,仅是力的初步概念,重力的常识,摩擦力只作为阻力的形式介绍而已,而进入高中后,一开始就要对较抽象的弹力、摩擦力,进行全面的定量研究,继而要进行受力分析、分清施力物、受力物、作用力与反作用力、平衡力等容易混淆的概念,要选定研究对象、采取正确的研究方法等等,这些是横在新生面前凸起的台阶,跨不过它,高中物理将很难过关。
台阶二、从能力要求上,高中物理教学中所应培养的能力是:
理解能力、推理能力、应用数学工具处理物理问题的能力、分析综合能力、观察和实验的能力。
在初中,物理规律大部分是由实验直接得出的;
在高中,如牛顿运动定律则要经过推理得出,而且在处理问题中要较多地运用推理和判断,因此推理和判断能力要求大大提高。
科学思维能力提不高,就学不好高中物理。
初中阶段以常识性介绍、说明为主要学习内容,对数学工具有应用只是简单的触及;
进入高一,在学习和掌握力的合成和分解时,就体现了数学能力的培养和要求。
学生要善于把数学知识运用于计算合力、分力的大小及方向,这对刚进入高一的新生来说,无疑是一大台阶。
至于解在决具体问题时的数学能力,如“第二章物体的运动”中图象的运用能力及“第七章气体的性质”要进行对气体性质的定性和半定性的分析和推理,更是一种较高能力的要求,需要具备较高的物理思维能力。
相对于初中而言,要跨出一大步,这个台阶更为突出!
高中阶段的学习,要对物理量和物理规律进行全面深入的定量研究,需要运用数学简明确切地表达问题,综合运用数学进行推理和运算。
我们知道,物理知识不是公式的堆积,不作物理分析,乱套公式,不是数学本身的过错,而是不会运用数学。
学生要善于把数学知识运用于物理,学会运算,以至最后得到物理结论,是在高中阶段应逐步培养和提高的能力之一。
高中阶段观察能力比初中有所提高,除了要求学生“能有目的地观察,辨明观察对象的主要特征”,进一步要求学生能认识观察对象所发生变化的过程以及变化的条件,对实验能力的要求也有所提高。
相对于初中而言,也是存在台阶的。
台阶三、学习习惯、学习方法的变更和适应。
初中学生学习物理,学生更多地习惯于被动地接受知识,复现知识,对概念规律习惯于死记硬背。
进入高中后,则既要重视学习结果的记忆,更要重视对知识的理解,要能够自学钻研,消化知识;
要重视逻辑推理,要能进行纵横判断、推理、假设、归纳等一系列更为高级的思维活动,这对习惯于直觉和套公式的初中生而言,当然是不适应的,存在台阶。
总之,对于进入高中学习物理的一年级新生来说,台阶客观存在,而且跨度不小
应当怎样克服这些台阶呢?
一、充分准备,做好几个演示实验,上好高中物理的第一堂课——绪论,抓住绝大多数同学都“更要努力”的向上心态这一物质基础,激发起他们学物理的兴趣,并帮助他们树立好物理的信心。
往后的教学过程中要充分钻研教学,发挥创造性,注意充分运用各种教学手段,设置新情景,把课上得生动活泼些,不断地激发学生学习物理的兴趣。
采取多鼓励、多表扬的方法维持住学生学习物理的积极性。
二、熟悉初、高中教材,明确衔接部分,并把握好高中在哪些方面更深更广了,哪些方面提法更严密了,从而适时地分散难点,突出重点,有意识地减缓初高中知识内容衔接的陡度。
三、将抽象思维形象化,做好过渡工作。
如刚一开始学习就遇到三种常见力(重力、弹力、摩擦力),学生能否正确理解和分析它们,将会直接影响到许多问题的解决。
而它们的产生以及方向都是较抽象的,因而在教学中要千方百计做一些课堂演示实验,通过让学生观察、思考,从形象思维启发引导他们进行抽象思维。
四、在教学思路上,应重视讲清思路,渗透方法。
学生进入高中后较普遍地认为物理难学,表现为“一听就懂、一看就会、一做就错”,分析原因,主要是在学习过程中对所学知识没有真正理解,因此,教和学都要在“理解”上下功夫。
比如,在引入概念时,不只满足于简单地拿出来让学生记住就算了,而应该使他们知道为什么要引入,是怎样进行抽象概括的;
规律的导出应使学生了解推导的过程,并清楚其使用前提和值得注意的问题,即清楚概念的来龙去脉和规律的适用范围。
在教学过程中,重要的是让学生初步地领会一些科学的思维方法,在领会这些方法时,不是将其当作知识向学生灌输,而应注意在“潜移默化”中逐步渗透。
要使学生真正地掌握知识,应用自如,还必须通过反复的练习。
在紧扣大纲的前提下选编一些学生容易失误的活而精的习题,让他们练习,进一步打开思路,深化所学知识。
能力的高低,一定意义上表现为掌握方法的多少和运用方法的灵活、熟练程度。
五、培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
在第二章的教学中,学生初次接触图象,应讲清物理意义,详加分析,细加讨论,反复练习,让学生揣摩、体会几何图象在物理中应用的重要性。
至于要应用三角函数、正余弦定理,相似三角形等数学知识解题的能力的培养,应选择典型例题进行分析、对比和总结。
六、重视实验能力的培养。
从牛顿第二定律教学开始,让学生动手做实验,取得数据,绘出图线,找到数量关系,得出公式,从而使学生认识到定义式和计算公式都有其物理意义,引导他们克服不作分析乱套公式的毛病。
七、加强课外辅导。
正确指导学生课前预习和课后复习,培养自学能力,养成学生分类、归纳、总结的习惯,积极开展多种形式的第二课堂活动;
高一之初的练习应难度小,要求严,不搞超出课本要求的内容和习题;
对于格式、步骤、单位应用、必要的分析语言等方面严加要求,以规范的步伐上好“引桥”;
关心差生,防止过早两极分化,争取大面积提高教学质量。
具体做好以下工作:
1、接近、关心差生,不歧视,不伤害其自尊心。
2、对成绩虽差,但学习态度认真的学生,应从学习方法上多指导。
3、及时发现和纠正学生学习中困难,针对学生情况采取不同措施进行教学,“削峰为谷”,为差生铺平前进道路,力争做到教学内容的当堂巩固,分章、分节步步为营,章章节节过关。
高一的各种类型的考试,试题一般不要太难,优秀率、及格率适当大些,避免挫伤大部分学生学习物理的积极性。
总之,只要我们认真掌握初高中物理学习中衔接和过渡的特点,切实从学生的实际出发进行教学,学生就一定能实现初高中物理学习的自然过渡,为整个高中物理学习打下扎实的基础
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