注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

朱兴杰博客

非宁静无以致远

 
 
 

日志

 
 
 
 

转变思维方式 学好高中物理  

2016-12-19 19:05:12|  分类: 教学偶得 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

转变思维方式 学好高中物理

许多同学反映高一的物理怎么这样难,上课能听懂,作业却不会做,同初中的物理完全不同。在学习过程根据中学生的思维特点,掌握学习物理的方法,就能较快适应高中物理的学习。

在整个中学阶段,学生的思维能力迅速发展,其抽象逻辑思维处于优势地位。因此,中学物理学习应遵循思维发展的规律,着力培养思维能力,掌握研究物理的思维方法。

一.建立合理的物理模型和理想化过程——科学抽象法

合理的物理模型和理想化过程是抽象思维的产物,是研究物理规律的一种行之有效的方法。比如,研究物体的运动,首先要确定物体的位置。物体都具有大小形状,运动的物体,各点的位置变化一般是各不相同的,所以要详细描述物体的位置及其变化,并不容易。但在一定条件下,把物体抽象为质点,忽略物体的大小形状,问题就简单了。如在平直公路上行驶的汽车,车身上各部分的运动情况相同,当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动,就可把汽车当作质点。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”、……这就要求同学们反思在初中物理学习过程中了解,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,要提高学习这种方法的自觉性。在学习物理知识的同时,关注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,以免接触到理想模型时感到陌生,或认为是凭空想象的。初中物理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。要明确知道: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,同学们对《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。初中学习伽利略的斜面实验,目的不是单纯地让同学们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”实验进行观察,获得鲜明的感性认识,然后再对各种电磁感应现象进行比较与分析,使同学们初步认识到: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:初中物理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,高中物理学习仍要借助观察实验,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、初中不同阶段的学习,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。利用类比方法时要注意,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,容易使同学们在将来的学习中滥用类比,导出不正确的结论。

学习初中物理时,同学们已熟悉并能运用类比法,高中物理学习时则应根据已经熟悉的类比法,来处理课本中的重点、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,就比较容易理解“电势差”与“电势能”两个难点。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。这个比喻可以帮助同学们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,高中物理学习过程中要学会利用初中物理学习的一些思维方法,并注意加以提高和发展。

总之,根据初、高中学生的思维发展规律,高中物理学习要重视掌握、运用研究物理的思维方法。只要思维方法学会了,高中物理学习的困难就会迎刃而解。

  评论这张
 
阅读(10)| 评论(0)

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018