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我所在的学校是当地一所市重点中学,省规范化学校。每年入学新生达2500多人,学生基础层次不齐,差距很大,但是大部分学生进入高中后一个共同点就是物理学习比较困难,上课听不懂,作业不会做,摸不到头绪,原来在初中时考试还能及格,有时还能考八九十分,到了高中后基本上不及格了,甚至于考个三四十分,感觉到很痛苦、很迷茫。尤其是在进入文理分科时,选择人文倾向的多数学生都是在“逃避”物理。为什么学生在进入高中后在物理学习上会出现这种情况呢?在实际教学中,参与的无非是学生和老师,因此笔者认为应从这两个方面进行分析:
学生方面:
学生遇到的最大困难首当其冲的是教材。现行高中物理课本(必修本),与初中物理相比,初步分析有其以下显著特点:1、从直观到抽象:如物体——理想模型。如质点2、从单一到复杂:二力平衡——共点力平衡;匀速运动——变速运动。3、从标量到矢量:代数运算(加减法)——矢量运算(平行四边形法则)。4、从浅显至严谨,从定性到定量。如方程运算,几何关系等。5、从单过程到多过程,如先加速后减速,先直线后曲线等。
初中物理教材的文字叙述通俗易懂,所叙述的物理现象与日常生活联系紧密,绝大部分与学生日常生活的感受或体验是吻合的、一致的。而且初中的物理规律少而简单,对规律的适用条件基本上不作重点强调,数学表达式也简单。对学生的要求主要是知道或理解物理学的一些基本知识,能从物理学的角度对一些自然社会现象做出简单的解释,一般只要求对物理现象做定性说明,简单的计算,整个内容较少,且在升入高中前有大量时间进行练习,成绩可以短期内提高,造成了学生们认为物理很简单,学习很容易的感觉。因此,学生对初中物理并不感到太难。
高中物理每节的内容较多,语言叙述较为严谨、简练,叙述方式较为抽象、概括、理论性较强。描述方式较多:有文字法、公式法、图像法。对同一物理现象或规律从多侧面观察它、研究它,对学生的思维能力和学习方法有较高的要求。例如:从“标量”到“矢量”的跨度,从“速度”到“加速度”,学生理解起来很困难。再到“加速度的大小、方向的变化与速度的大小、方向的变化的关系”学生就更困难了。学生在理解这类问题时不但要克服以前形成的思维定势,而且要加深理解,困难可想而知了。而且高中讲的物理规律往往牵涉到多变量的过程,状态,数字表达式较复杂,还经常要用图象来描述,而且矢量进入物理规律的运算中和图象中,强调物理规律的适用条件,因而对数学运用,数学结合,抽象思维能力等方面的要求突然提高了很多。例如运动学四个基本公式,牵涉到s、t、a、v0、vt五个物理量,初中一个学期都学不到四个公式,而高中一节课就学完,他们的困难可想而知。还有S—T图象和V—T图象。虽然图象表述比较形象直观,但在初中却很少用到,学生对此一时很难适应。还有高中物理对实验的要求也提高了很多,有瞬时量的记录、测定方法、实验数据处理分析等比初中上了一个很大的台阶。
这就造成学生感觉课本内容与自己的生活,感知联系不起来,甚至自己的一些生活体验、经验在物理上是错误的。更多的是很多学生平时缺乏动手实践的机会,缺乏感知,缺乏基本的生活经验,对物理概念的理解就更加困难了,比如现在的学生有几个爬过树啊。这种体会是很难在课本中学到的。
由于高一新生的阅读理解、空间想象、灵活应用、分析综合、逻辑思维、推理判断、抽象概括、归纳演绎等能力都还没能很好地形成,因此,思维能力要求的突然提高,再加之教材从物理学的知识体系出发,将最难的部分“力学”放在高一起始阶段,就必然会给学生的学习带来困难,造成障碍。这是目前课程体系让人无可奈何的客观存在。
学生数学能力欠缺。高一物理的力学部分所用的数学知识,远比初中物理所用的四则运算复杂得多。力的分解与合成中的三角知识和几何知识;运动学中的二次方程及根的合理性的判别、简单的极值运算;万有引力、人造卫星中的幂的运算等。然而,在实际教学中笔者发现许多学生就连直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的边角关系都似是而非,简单的一元二次方程都不会解,这里既有学生本身的数学基础知识差有关,但更重要的是他们有目的、有意识地将数学知识应用到物理中解决问题的能力差,这一特点普通班的学生更为突出。
学生不同时期的思维方式的转变。初中学生正处于由形象思维向抽象思维的过渡期,这个时期的学生,他们的思维形式正处于由具体形象思维为主的快速发展阶段,并且抽象逻辑思维也有一定的发展。但在掌握复杂的抽象概念时,他们仍需要具体形象的支持,如果没有具体形象作为基础,他们往往就不能正确地领会这些概念。
高中学生正处于抽象思维形成的关键期。这个阶段的学生身心发展趋于成熟,他们的逻辑思维能力已经得到了较高的发展,对比较复杂的问题一般能从理论上加以分析和概括,他们还能自觉要求自己把学到的理论知识用于实际,用理论去解释具体现象和认识新事物。但高一的学生虽然在年龄上已划分为青年初期,其实在心理发展的程度上更接近于初中生。他们对于高中物理的难度高,较抽象的特点缺乏思想准备和心理接受能力,这样在心理方面形成了压力。
其他方面还有:高一学期学生的课程增多,多达有九门课需要学习,这对刚刚进入高中学习的孩子来说是有一定的困难的;新的生活环境、新的同学、新的老师都对进入青春期的学生在学习上有一定的影响。
老师方面:
山东省这几年都在推行素质教育,初中的课程难度,要求都与以前不一样了,可以说趋于简单化,基础化。而现在老师还是停留在以前学生的印象中去对待孩子,甚至拿自己上学时的情况去备课,上课。造成了很大的师生“误解”。
那么教师如何做呢?
一、加强直观性教学,提高物理学习兴趣
培养学生对科学技术的兴趣,这不仅是学好物理课的手段,而且也是物理课的教学目的之一。学习是一生的事情,有了兴趣才能不断学习,不断上进。对周围事物的浓厚兴趣和好奇心是创造力的源泉。要让学生有兴趣首先就要让学生学得会,学不会不可能有兴趣。首先,教学要求适度不可否认,在只学必修物理课的学生中,许多人的理科基础不太好,因此,教学要求必须切实可行,不能随意拔高。这样才能使学生在原有的基础上真正学到一些有用的知识。其次,循序渐进,为学生搭好“台阶”。许多学习中的困难是由于学习环节中的过分跳跃引起的。再次重视物理情景的建立。一些学生物理学习失败的原因之一是不能明白定律、公式所代表的物理情景。高中物理在研究复杂的物理现象时,为了使问题简单化,经常只考虑其主要因素,而忽略次要因素,建立物理现象的模型,使物理概念抽象化。初中学生进入高中学习,往往感到模型抽象,不可以想象。针对这种情况,在教学方法上要从大多数学生的实际情况出发,应尽量采用直观演示,多注意启发诱导,让学生多动手、多观察、多思考、多活动,多做一些实验,多举一些实例,使学生能够通过具体的物理现象来建立物理概念,掌握物理概念,设法使他们尝到“成功的喜悦”。例如,在介绍弹力时,我们不要给弹力下定义,主要通过日常生活和体育项目中实例(如:撑杆跳高等)说明什么叫弹力,并说明弹力的产生条件:物体直接接触且发生弹性形变。弹簧和弯曲竹竿的弹力学生好懂,也容易演示,演示效果也很好。但物体对一些物体表面的压力也是弹力学生就难相信,因为学生看不见不易形变的物体(如桌面)的形变,做好微小形变的演示显得很重要。教师可以通过演示实验,如:用光学实验的激光演示仪放在水平桌面上,激光仪产生的光照在白墙上形成一个亮点。让一个学生壓这个水平桌面,就发现光亮位置的改变,引导说明,让学生确信微小形变的存在。将本节课创设的简易实验激活了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。只有通过教师设计物理情景,才能实现物理教学的情感转移,学生将对物理学和物理教师的情感转化为学习的动力,这样才能培养学生的物理兴趣,激发学生的求知欲。 二、了解学生已有知识,注意新旧知识的同化和顺应
同化是把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中,认知结构得到丰富和扩展,但总的模式不发生根本的变化。顺应是认知结构的更新或重建,新学习的物理概念和规律已不能为原有认知结构的模式所容纳,需要改变原有模式或另建新模式。许多事例表明,学生能够比较自觉地同化新知识,但往往不能自觉的采用顺应的认知方式。如高中学习电学的电阻定律时,可以利用初中所学的电阻大小与那些因素有关的知识来同化。但学习欧姆定律,尤其是闭合电路欧姆定律就需要顺应新知识更新认知结构。教师在教学过程中,要帮助学生以旧知识同化新知识,使学生掌握新知识,顺利达到知识的迁移。高中教师应了解学生在初中已经掌握了哪些知识,并认真分析学生已有的知识。把高中教材研究的问题与初中教材研究的问题在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比,明确新旧知识之间的联系与差异。选择恰当的教学方法,使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。
三、掌握初、高中物理学习中衔过渡的难点,缩小台阶
教学过程中我们首先要从思维方法上,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,还要选定研究对象、采取正确的方法受力分析等等,这些是横在新生面前凸起的第一个台阶,跨不过它,高中物理将很难过关。
其次,从能力要求上,高中物理教学应使理解能力、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、观察和实验的能力得到提高。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,无疑是第二大台阶。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,學会运算,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。
四、注意补充学生数学知识的缺漏
进入高中后,尤其讲到矢量运算时,涉及到三角函数的知识,这是教师就应该进行必要的补充,提前讲解,做到有的放矢。还有涉及到方程的运算时,教师应该告诉学生数学方程组解题的技巧。
总之,对于走入物理课堂的高一新生来说,虽然台阶客观存在,但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坚实的基础。
学生方面:
学生遇到的最大困难首当其冲的是教材。现行高中物理课本(必修本),与初中物理相比,初步分析有其以下显著特点:1、从直观到抽象:如物体——理想模型。如质点2、从单一到复杂:二力平衡——共点力平衡;匀速运动——变速运动。3、从标量到矢量:代数运算(加减法)——矢量运算(平行四边形法则)。4、从浅显至严谨,从定性到定量。如方程运算,几何关系等。5、从单过程到多过程,如先加速后减速,先直线后曲线等。
初中物理教材的文字叙述通俗易懂,所叙述的物理现象与日常生活联系紧密,绝大部分与学生日常生活的感受或体验是吻合的、一致的。而且初中的物理规律少而简单,对规律的适用条件基本上不作重点强调,数学表达式也简单。对学生的要求主要是知道或理解物理学的一些基本知识,能从物理学的角度对一些自然社会现象做出简单的解释,一般只要求对物理现象做定性说明,简单的计算,整个内容较少,且在升入高中前有大量时间进行练习,成绩可以短期内提高,造成了学生们认为物理很简单,学习很容易的感觉。因此,学生对初中物理并不感到太难。
高中物理每节的内容较多,语言叙述较为严谨、简练,叙述方式较为抽象、概括、理论性较强。描述方式较多:有文字法、公式法、图像法。对同一物理现象或规律从多侧面观察它、研究它,对学生的思维能力和学习方法有较高的要求。例如:从“标量”到“矢量”的跨度,从“速度”到“加速度”,学生理解起来很困难。再到“加速度的大小、方向的变化与速度的大小、方向的变化的关系”学生就更困难了。学生在理解这类问题时不但要克服以前形成的思维定势,而且要加深理解,困难可想而知了。而且高中讲的物理规律往往牵涉到多变量的过程,状态,数字表达式较复杂,还经常要用图象来描述,而且矢量进入物理规律的运算中和图象中,强调物理规律的适用条件,因而对数学运用,数学结合,抽象思维能力等方面的要求突然提高了很多。例如运动学四个基本公式,牵涉到s、t、a、v0、vt五个物理量,初中一个学期都学不到四个公式,而高中一节课就学完,他们的困难可想而知。还有S—T图象和V—T图象。虽然图象表述比较形象直观,但在初中却很少用到,学生对此一时很难适应。还有高中物理对实验的要求也提高了很多,有瞬时量的记录、测定方法、实验数据处理分析等比初中上了一个很大的台阶。
这就造成学生感觉课本内容与自己的生活,感知联系不起来,甚至自己的一些生活体验、经验在物理上是错误的。更多的是很多学生平时缺乏动手实践的机会,缺乏感知,缺乏基本的生活经验,对物理概念的理解就更加困难了,比如现在的学生有几个爬过树啊。这种体会是很难在课本中学到的。
由于高一新生的阅读理解、空间想象、灵活应用、分析综合、逻辑思维、推理判断、抽象概括、归纳演绎等能力都还没能很好地形成,因此,思维能力要求的突然提高,再加之教材从物理学的知识体系出发,将最难的部分“力学”放在高一起始阶段,就必然会给学生的学习带来困难,造成障碍。这是目前课程体系让人无可奈何的客观存在。
学生数学能力欠缺。高一物理的力学部分所用的数学知识,远比初中物理所用的四则运算复杂得多。力的分解与合成中的三角知识和几何知识;运动学中的二次方程及根的合理性的判别、简单的极值运算;万有引力、人造卫星中的幂的运算等。然而,在实际教学中笔者发现许多学生就连直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的边角关系都似是而非,简单的一元二次方程都不会解,这里既有学生本身的数学基础知识差有关,但更重要的是他们有目的、有意识地将数学知识应用到物理中解决问题的能力差,这一特点普通班的学生更为突出。
学生不同时期的思维方式的转变。初中学生正处于由形象思维向抽象思维的过渡期,这个时期的学生,他们的思维形式正处于由具体形象思维为主的快速发展阶段,并且抽象逻辑思维也有一定的发展。但在掌握复杂的抽象概念时,他们仍需要具体形象的支持,如果没有具体形象作为基础,他们往往就不能正确地领会这些概念。
高中学生正处于抽象思维形成的关键期。这个阶段的学生身心发展趋于成熟,他们的逻辑思维能力已经得到了较高的发展,对比较复杂的问题一般能从理论上加以分析和概括,他们还能自觉要求自己把学到的理论知识用于实际,用理论去解释具体现象和认识新事物。但高一的学生虽然在年龄上已划分为青年初期,其实在心理发展的程度上更接近于初中生。他们对于高中物理的难度高,较抽象的特点缺乏思想准备和心理接受能力,这样在心理方面形成了压力。
其他方面还有:高一学期学生的课程增多,多达有九门课需要学习,这对刚刚进入高中学习的孩子来说是有一定的困难的;新的生活环境、新的同学、新的老师都对进入青春期的学生在学习上有一定的影响。
老师方面:
山东省这几年都在推行素质教育,初中的课程难度,要求都与以前不一样了,可以说趋于简单化,基础化。而现在老师还是停留在以前学生的印象中去对待孩子,甚至拿自己上学时的情况去备课,上课。造成了很大的师生“误解”。
那么教师如何做呢?
一、加强直观性教学,提高物理学习兴趣
培养学生对科学技术的兴趣,这不仅是学好物理课的手段,而且也是物理课的教学目的之一。学习是一生的事情,有了兴趣才能不断学习,不断上进。对周围事物的浓厚兴趣和好奇心是创造力的源泉。要让学生有兴趣首先就要让学生学得会,学不会不可能有兴趣。首先,教学要求适度不可否认,在只学必修物理课的学生中,许多人的理科基础不太好,因此,教学要求必须切实可行,不能随意拔高。这样才能使学生在原有的基础上真正学到一些有用的知识。其次,循序渐进,为学生搭好“台阶”。许多学习中的困难是由于学习环节中的过分跳跃引起的。再次重视物理情景的建立。一些学生物理学习失败的原因之一是不能明白定律、公式所代表的物理情景。高中物理在研究复杂的物理现象时,为了使问题简单化,经常只考虑其主要因素,而忽略次要因素,建立物理现象的模型,使物理概念抽象化。初中学生进入高中学习,往往感到模型抽象,不可以想象。针对这种情况,在教学方法上要从大多数学生的实际情况出发,应尽量采用直观演示,多注意启发诱导,让学生多动手、多观察、多思考、多活动,多做一些实验,多举一些实例,使学生能够通过具体的物理现象来建立物理概念,掌握物理概念,设法使他们尝到“成功的喜悦”。例如,在介绍弹力时,我们不要给弹力下定义,主要通过日常生活和体育项目中实例(如:撑杆跳高等)说明什么叫弹力,并说明弹力的产生条件:物体直接接触且发生弹性形变。弹簧和弯曲竹竿的弹力学生好懂,也容易演示,演示效果也很好。但物体对一些物体表面的压力也是弹力学生就难相信,因为学生看不见不易形变的物体(如桌面)的形变,做好微小形变的演示显得很重要。教师可以通过演示实验,如:用光学实验的激光演示仪放在水平桌面上,激光仪产生的光照在白墙上形成一个亮点。让一个学生壓这个水平桌面,就发现光亮位置的改变,引导说明,让学生确信微小形变的存在。将本节课创设的简易实验激活了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。只有通过教师设计物理情景,才能实现物理教学的情感转移,学生将对物理学和物理教师的情感转化为学习的动力,这样才能培养学生的物理兴趣,激发学生的求知欲。 二、了解学生已有知识,注意新旧知识的同化和顺应
同化是把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中,认知结构得到丰富和扩展,但总的模式不发生根本的变化。顺应是认知结构的更新或重建,新学习的物理概念和规律已不能为原有认知结构的模式所容纳,需要改变原有模式或另建新模式。许多事例表明,学生能够比较自觉地同化新知识,但往往不能自觉的采用顺应的认知方式。如高中学习电学的电阻定律时,可以利用初中所学的电阻大小与那些因素有关的知识来同化。但学习欧姆定律,尤其是闭合电路欧姆定律就需要顺应新知识更新认知结构。教师在教学过程中,要帮助学生以旧知识同化新知识,使学生掌握新知识,顺利达到知识的迁移。高中教师应了解学生在初中已经掌握了哪些知识,并认真分析学生已有的知识。把高中教材研究的问题与初中教材研究的问题在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比,明确新旧知识之间的联系与差异。选择恰当的教学方法,使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。
三、掌握初、高中物理学习中衔过渡的难点,缩小台阶
教学过程中我们首先要从思维方法上,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,还要选定研究对象、采取正确的方法受力分析等等,这些是横在新生面前凸起的第一个台阶,跨不过它,高中物理将很难过关。
其次,从能力要求上,高中物理教学应使理解能力、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、观察和实验的能力得到提高。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,无疑是第二大台阶。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,學会运算,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。
四、注意补充学生数学知识的缺漏
进入高中后,尤其讲到矢量运算时,涉及到三角函数的知识,这是教师就应该进行必要的补充,提前讲解,做到有的放矢。还有涉及到方程的运算时,教师应该告诉学生数学方程组解题的技巧。
总之,对于走入物理课堂的高一新生来说,虽然台阶客观存在,但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坚实的基础。