高中物理真的难学吗A

高中物理真的难学吗？ 高中物理真的难学吗？ 安徽省肥东第一中学 汪玉强 （此文刊载于《物理教学》 2006第四期） 【摘 要】建议高中物理老师在课堂教学中，要针对目前学生低龄化，实践机会少导致的理解能力有限的实际情况，重视基础理论，关注学生的心理特点，使高中物理变成学生乐学的学科。 【关键词】文理分科 认知差距 物理概念 物理知识 普通高中学生中的多数人都是进入高校继续深造，近年来在文理分科选择问上有报文科人数上升的趋势，在本地出现与高考录取比例相差较大的现象。选择文科学习的学生普遍反映都是高中物理太难学了，为了在高考中避开物理，只好学文科。因此，高中物理难学的呼声甚高。高中物理是否难学，我认为所谓物理难学既有教师方面的因素，也有学生方面的原因。一是部分教师在教学中过分强调高中物理的理论化，违背了人们认识、掌握科学的规律；其次是不能认真、深入地进行教学研究，不去充分利用初中物理、数学知识体系，搞好高、初中衔接，把高中物理教学内容进行优化整合；三是少数教师无意识造成高中物理高深难学的印象；四是新的师生关系尚未稳定建立，随着新的教育规章的出台，教师的职业风险也越来越大，教书之外承担着太多的责任。 学生方面，一、由于学生的低龄化，他们心理发育严重滞后于生理发育，缺少必要的实践知识，因而对物理学理论理解有一定的认知差距；二、少数学生在过度关爱的环境成长下，家庭教育也有一定的误区，致使不能树立长远的学习和人生目标，加上新读书无用论在社会上陈渣泛起，在学习过程中出现的困难或障碍不能克服；三、学生中存在的问题还在于有相当一部分家长对学校、教师的要求过高，给教师在自我控制、自我调节能力和学校人文素养的培养等方面给予了更高的期望和要求；四、部分家长对子女的期望过高，不符合人类社会发展的客观规律。 下面仅从教学的角度探讨高中物理教学的改进。中学生处于体力和智力迅速成长的时期，精力旺盛，聪敏好学，易于接受新鲜事物，好奇、好动，对一切未知事物都感到新奇，总想弄个水落石出，他们具有学好科学知识的满腔热情，老师要充分利用这个资源，引导他们学习物理的兴趣和热情，同时培养他们自主学习的能力。作为教师首先要不断学习先进教育理念，把学生各方面素质获得和谐、可持续发展为目标；提高课堂教学技巧，提高教学能力，同时注重挖掘教材层次和内涵，提高学生科学精神和创新能力。 学生的学习热情往往是从兴趣开始的，初中物理教学的特点是，依托生产、生活实践中的感受、经验等感性知识，进行初步演绎归纳后教给学生知道和掌握的。在让学生学习有关物理知识后，会用这些现成的理论反过来解释生产，生活中的现象，解决一些实际问题，并进行简单的创新实践活动。因此，初中对学生的要求只停留在理解和运用一些简单的物理知识上，物理课本上的知识比较形象、直观、易懂，很容易激起学生的兴趣。从兴趣产生动机，由动机到探索，由探索到成功，在成功的快乐中产生新的兴趣和动机，推动学习的不断成功。多数学生在这一阶段物理课业成绩比较理想。 就拿初中物理力学为例，它只涉及直线上情况，如二力平衡、力的图示法、功和能等。高中物理一开始就是测量和力学，要求学生了解并掌握测量与估读，从初中力的三要素和力的图示法，引伸、扩展到理想模型、理想状态、受力分析等知识，从简单了解一条直线（一维空间）的特殊情况，拓展到一个平面上的力学问题进行分析计算，这就要求有相当的抽象和归纳能力。如力的分析和受力分析，则需要从物体之间的作用点及其形态去确定受力方向，根据其它条件，正确计算出力的大小。这就需要有举一反三的运用能力。在教学中要让学生知道这不是简单的重复，而是一种螺旋上升中提高的回归，是逐步迈向更广阔物理天地的阶梯。高中物理课本的相对简化，知识难度所谓的“降低”，教材“知识系统性的弱化”，课时的不足，学生学习中认知方式的变化等，对教师的教学能力提出了新的要求。如果在这一阶段不对人们认知的基本原则加以重视，片面强调理论化，必然使物理课本成为学生们的“天书”了。 物理学的深刻思想，巧妙方法、悠久历史和物理学发现过程，蕴含着引人入胜的兴趣因素，我们要充分挖掘这些因素，使其融会与教学之中，以激发学生的学习热情。加强实验教学，给学生动手实践的机会，在此过程中产生十分深刻和强烈的视觉和心理冲击，引发强烈的好奇心与探索欲望；因此，在教学中，教师要注意用生动形象、直观有趣的语言或事例来说明物理学理论，使课堂教学情趣横溢；引发学生的主动思维，由此来吸引并激励学生积极探索科学的欲望。 在物理学中，根据研究对象的一些主要特征进行科学抽象，突出主要因素使思维简化，建立理想模型，在高中物理教材中有：“质点”、“刚体”、“点电荷”、“单摆”、“匀强场”等。对“向量”、“位移”、“路程”、“时刻”、“时间”等概念的理解，需具备更高的抽象思维能力，这就要求老师钻研教材教法，使用灵活多样的课堂教学艺术，并根据学生能力现状，开发学生潜力，引领学生顺利进入高中物理的学习阶段。 以我省从2006年秋季使用的人民教育出版社《普通高中课程标准实验用书·物理》共同必修理1、2二册，将会使学生在初中的基础上，进一步认识机械运动、相互作用、能量有关物理概念和规律；了解物理学在生活和生产中的应用发及对社会发展的影响。教材从第二章运动是指一个物体相对于另一个物体的位置变化这个物理基本规律开始，在一定空间和时间内的机械运动规律这个生活现象，进而到第四章开始了解引起运动变化的根本原因，力及其力的相互作用。教材编排更加符合人们的认知规律，能更好突破所谓高、初中物理知识衔接的难点。教材中选用许多现实生活常见和有密切关系的彩色插图，能增加学生的学习兴趣，有利于学生对有关物理概念和规律的掌握。 《共同必修1》第16页图2-10“神舟”5号飞船飞行中的部分重要时刻，就能帮助学生掌握时间（间隔）和时刻这二个概念，为学好运动学这部分知识奠定基础。 第51页图3-28，我们可以让学生了解得到如下信息：一、频闪照相是用一定时间间隔的闪光用照相的方法记录物体运动，并以此进行运动规律研究的一种方法；二、我们用这个图复习初中物理学习过的长度测量，并强调数据的估读与记录； R(Cm) 14.5 19.0 22.2 26.9 32.5 39.6 47.5 56.5 S(Cm) 0 …… 4.5 7.7 12.3 18.0 25.1 33.0 42.0 T 0 …… 3 4 5 6 7 8 9 T2 0 …… 9 16 25 36 49 64 81 S/ T2 …… 0.50 0.48 0.49 0.50 0.51 0.52 0.52 表一（以球上沿距离差为准，自14.5 Cm处起） 三、用读出的数据见表一，可以看到S∝T2的结果，从而得到自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动的结论。 注意图形中的从起始到第一、二个周期球的位置没有表示出来，因而在读取时必须要说明这个情况。指导学生观看《共同必修2》第三章第61页的图3-19，起始点与第一周期点小球平抛状态水平位移明显，但自由落体状态的小球位移小，不易明显分辨。 在教学中，必须强调牛顿力学的基础是牛顿第一运动定律，有了牛顿第一运动定律，才能得到力是改变物体运动状态原因的结论，才有惯性系。在此基础上，牛顿第二运动定律才能成立。同样，才能推理得到牛顿第三运动定律，推演出非惯性系的力学性质。而初中的二力平衡，只是力的合成和牛顿第二运动定律在物体静止状态下的一种特殊形态。 《第五章·力与平衡》，其中又分共点力的平衡∑F=0和有固定转动轴物体的平衡∑M=0二部分内容，就是将初中在一条直线上力的平衡状态，推广应用到一个平面内各种力学状态平衡研究与计算，是初中知识的提升，其科学原理是一脉相承的。知识量的增加，应用方面的增多，需要同学们用更多的精力去理解，才能掌握运用，这时教师的引导作用尤为显得重要。 在第92页图5-17受力分析中，学生常犯的错误是把重力按一般在斜面上的状态分解成沿斜面和垂直于斜面的二个方向上的力，而忽略了压力的相互作用都是垂直于物体表面的基本法则，这种情况应按力的合成分析。以圆柱体受力分析，则三个力如图5-17圆柱受力图。到复习阶段，可以要求学生分析档板与θ成何角度时，F最小，进一步加强力合成与分解知识。 在教学中要求学生从一开始就重视与力学和运动学都要用向量概念，补充有密切关系的向量运算知识。高中阶段只有三种力是常见的：重力、弹力、摩擦力，特别是摩擦力是高经常涉及的，受力分析是解决力学问题的基础和关键。不同物体在不同状态下受力的方向是哪个面（线）的垂直方向、切线方向（重力总是竖直向下），在一定条件约束下，用分解或合成的方法分析；数值理想化的最小、最大状态等，是高中物理重要分析和计算方法。如果说这一点突破了，学习高中物理就会轻松得多。 学习物理知识就是为了应用，在高中阶段没有更多时间发现具体问题，认真做完每道习题，是强化和检验所学物理知识的必要和最有效手段。我国物理学家严济慈先生的一段话：“做习题可以加深理解，融会贯通，锻炼思考问题和解决问题能力。一道习题没有做出来，说明你还没有全懂；即使所有的习题都做出来了，也不能说明你全懂了，因为做习题有时只是在凑公式而已。如果知道自己懂在什么地方，不懂又在什么地方，还能设法去弄懂它，到了这种地步，习题就可以少做。” 例题一 如图一所示mA=mB=6Kg，A和B、B和水平桌面间的摩擦因素均为0.3，水平力F=30N，那么A对B的摩擦力为 N，方向 ； B对A的摩擦力为 N，方向 ；B对水平桌面的磨擦力为 N，方向 （不计滑轮质量及与细绳的摩擦力）。 此题是要建立摩擦力是物体间有相对运动、或有相对运动趋势时才有，与物体的实际运动与否和方向无关概念。特别要强调的是静摩擦力的大小只与外力有关，最大静摩擦力是一个限度，并不是实际受力的大小；并要建立动摩擦力的大小只与摩擦因素和压力的大小有关，与外力的大小无关；摩擦力总是在接触面的切线方向，成对出现概念，且大小相等，方向相反。 对于力的合成与分解，符合向量计算规律。做好力的分析和受力分析，作出正确的受力分析图是帮助解题材的有效方法。已知合力和其它的分力，如所求分力的方向已知，则分力大小是唯一的；如大小已知，方向也是唯一的。如已知一分力和合力方向，求另一分力大小的最小值和方向，并计算合力的大小时，则先确定所求分力的方向一定是垂直于合力，大小等于已知分力在这个方向上投影负值。在速度合成时也是采用这种方法。做好了力与受力分析，在此基础上理清物理过程，高中物理就不难学好。 例题二 一半径为R的圆球重心不在圆心，将它放在水平地面上，平衡时球与地面接触点为A，现将它放在与水平成30°的粗糙斜面上（静摩擦力足够大），平衡时球与斜面触点为B。已知A、B对应的圆心角为30°，则重心与球心的距离为多少？ 解此题有二个必须要掌握的知识点：一是重心，指的是物体受重力的作用点，取决于物体的形状和质量分布；二是物体平衡的条件，所受力的作用线相交于一点，且合力为0。 本题有二个受力状态，如用O表示球心，M表示重心，放在水平地面上平衡时受力分析如图二a，是二力平衡，球受到的重力G和支持力N在一条竖直线上，即球的重心M在OA上；放在粗糙斜面上平衡时受力分析如图二b，是个三力力平衡问题，也就是球的重力、B点的弹力和摩擦力的作用线交于B点，合力为0。B点的支持力和摩擦力分析见图二c，N从B点指向圆心O，f从B点沿斜面向上。只要正确做出力的分析和受力分析，就能方便解决问题。 从图二b可以看到，∠OBM=α，OB=R，如果知道AB所对应的弧度夹角θ，就能方便地计算（本题参考 ）。 作图不但有利于解题，在高中阶段，图象中还有许多信息、数据各物理过程，有的还是重要的物理知识。如位移-时间图象、速度-时间图象、力-质量-加速度图象、振动图象、波动图象、电压-电流图象等等。有时还能直接用图象得到结果，如 “测定电源的内电阻和电动势”。有时用图象法能解决一些“难题”。 例题三 一只蚂蚁沿直线向巢外爬行，设其速度与距巢中心距离成反比，如在距巢中心1m的A处的速度是0.2m/s，当行到2m的B处时，问： 1）​ 此时的速度是多少？ 根据s1v1=s2v2，得v2=0.1m/s 1）​ 其间用了多少时间？ 如果用微元法用数列和极限可以计算出所用的时间，但计算步骤较多，同时也超出了高一数学知识范围。可借鉴验证牛顿第二运动定律中将质量轴数值用1/m方法，根据题意将速度和距离做成图三的图象，就有： 要学好物理，首先要端正自己的学习态度，在学习上要树立“自食其力”的思想，充分发挥自己的主动性，不要什么都依赖老师。充分利用上课这45分钟，课后要及时温习当天所学知识，并且要有适量习题按格式、完整的训练，才能检验是否真正掌握，对不懂的或不清楚的问题要及时请教老师或同学。要避免不认真了解题意和所给的条件，不认真思考，直接套公式等不良习惯和思维方式，不能碰到较复杂的运算就不愿动笔，只等老师讲解。学习只要做到循序渐进，坚持就会有收获和成功。 学习物理的技巧只有一个：理解物理定义，明辨物理量并牢记单位，再用数学方法计算出正确结果。如牛顿第二运动定律所表述为：物体的加速度，是向量；与所受的合外力成正比，是向量；与物体的质量成反比，是标量。用a表示加速度，F表示力，m表示质量，则十分容易得到牛顿第二定律的数学表达式：a=F/m，而不用去强记公式。在电磁学中，求通电导线在磁场中的受力大小，也是要理解其本质，通电就是有电流，在电磁学计算中可当作向量计算，用I表示；导线有长度，是标量，用L表示；在磁场中有磁场强度，是向量，用B表示；所受的力，是向量，用F表示；则这个公式就是：F=I×BL。如果不理解定义、定律，只死记硬背、生搬硬套公式，在做习题时就不易完全找出、正确利用各种已知条件，是学不好物理的。 教师备课要备内容、备学生、备学法，讲课传知识、教学法，寓学法指导于教学之中。根据不同的学习内容、不同的基础，给学生介绍不同的学习方法，使之根据各自的智力特点、学习习惯等情况，选择适合的学习方法，达到事半功倍的效果。总之，学习有法，但无定法，不存在适用任何学生和适合任何情况下的万能学习法，搞好学习，贵在得法，如此，高中物理是不难学好的。物理学的科学方法和科学原理是终身受用的！ 2005年11月