高中物理學(xué)科的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
高中物理學(xué)科的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
高中物理學(xué)科的特點(diǎn)
1.知識(shí)深度，理解加深
高中物理，要加深對(duì)重要物理知識(shí)的理解，有些將由定性討論進(jìn)入定量計(jì)算，如力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、動(dòng)能概念、電磁感應(yīng)、核能等。
2.知識(shí)廣度，范圍擴(kuò)大
高中物理，要擴(kuò)大物理知識(shí)的范圍，學(xué)習(xí)很多初中未學(xué)過的新內(nèi)容，如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、光的本性等。
3.知識(shí)應(yīng)用，能力提高
高中不僅要學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更重要的是提高學(xué)習(xí)物理知識(shí)和應(yīng)用物理知識(shí)的能力，高中階段主要是自學(xué)能力和物理解題能力，并學(xué)會(huì)一些常用的物理研究的方法。
學(xué)好物理，我們可以從4大方面入手：
1 思維
思維，是人腦對(duì)客觀世界的一種間接的、概括的反映，是將觀察、實(shí)驗(yàn)所取得的感性材料進(jìn)行思維加工，上升為理性認(rèn)識(shí)的過程。學(xué)習(xí)過程就是一種思維活動(dòng)，而思維活動(dòng)也有一定的程序和方法。
1.1 物理思維的基本方法
物理思維的方法包括分析、綜合、比較、抽象、概括、歸納、演繹等，在物理學(xué)習(xí)過程中，形成物理概念以抽象、概括為主，建立物理規(guī)律以演繹、歸納、概括為主，而分析、綜合與比較的方法滲透到整個(gè)物理思維之中。特別是解決物理問題時(shí)，分析、綜合方法應(yīng)用更為普遍，如下面介紹的順藤摸瓜法和發(fā)散思維法就是這些方法的具體體現(xiàn)。
?、夙樚倜戏ǎ凑蛲评矸?，它是從已知條件推論其結(jié)果的方法。
?、诎l(fā)散思維法，即從某條物理規(guī)律出發(fā)，找出規(guī)律的多種表述。這是形成熟練的技能技巧的重要方法。例如，從歐姆定律以及串并聯(lián)電能的特點(diǎn)出發(fā)，推出如下結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻、并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)分電阻;串聯(lián)電路中，阻值大的電阻兩端的電壓大，阻值小的電阻兩端的電壓小;并聯(lián)電路中，阻值大的電阻通過的電流小，阻值小的電阻通過的電流大。
1.2 物理思維的程序
物理思維是將物理現(xiàn)象與物理實(shí)驗(yàn)所得到的感性認(rèn)識(shí)，上升為理性認(rèn)識(shí)，并從已有的理性認(rèn)識(shí)上獲得新的理性認(rèn)識(shí)。物理思維的主要程序是質(zhì)疑與釋疑。
?、?質(zhì)疑：質(zhì)疑不是一般地提出不懂的問題，而主要指觀察者在充分運(yùn)用了自己的知識(shí)卻仍不能解釋的，帶有一定難度的問題。因此，正確的質(zhì)疑，對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究帶有方向性和啟發(fā)性。質(zhì)疑的途徑很多，但質(zhì)疑的深度卻與觀察者的觀察能力密切相關(guān)。例如，觀察沉浮子實(shí)驗(yàn)，有的人只發(fā)現(xiàn)下壓與下沉的簡(jiǎn)單關(guān)系。有的人則能發(fā)現(xiàn)下壓造成下沉的本質(zhì)原因。
②釋疑。釋疑的前題是質(zhì)疑，已有的知識(shí)是釋疑優(yōu)先考慮使用的內(nèi)容，當(dāng)已有的知識(shí)對(duì)質(zhì)疑的解釋明顯有困難時(shí)，對(duì)困難的那一部分就要進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)。釋疑應(yīng)從物理學(xué)的基本概念，基本規(guī)律出發(fā)，先分析物理現(xiàn)象，找出產(chǎn)生這些現(xiàn)象的本質(zhì)因素，再選擇適當(dāng)?shù)奈锢碇R(shí)來解答物理問題。
質(zhì)疑：三個(gè)溫度計(jì)都指示在20℃的位置，但有一個(gè)溫度計(jì)的刻度不準(zhǔn)確，因此肯定有一個(gè)溫度計(jì)測(cè)量到的溫度與實(shí)際溫度不符，是什么原因?qū)е?a)(b)(c)三個(gè)圖中的實(shí)際溫度出現(xiàn)偏差呢?
釋疑：在實(shí)驗(yàn)室中，圖二(c)杯中的酒精與空氣相通，由于蒸發(fā)吸熱，使得它的溫度低于室溫，而圖二(b)瓶中雖然也裝滿了酒精，但不會(huì)蒸發(fā)，因此它的溫度應(yīng)和室溫相同，于是可以判斷圖二(c)的溫度計(jì)刻度不準(zhǔn)確。
2 觀察
2.1 觀察的方法和步驟
?、俪浞肿龊糜^察前的準(zhǔn)備工作。即準(zhǔn)備好觀察工具和記錄的必備之物。
②要集中注意力，不放棄偶然目標(biāo)，不輕易放過那些你甚至覺得毫無關(guān)系的現(xiàn)象。長期訓(xùn)練，使之形成一種一絲不茍的科學(xué)習(xí)慣。
③反復(fù)觀察，找出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。
④ 作好觀察后的總結(jié)，對(duì)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真分析，以便形成物理概念，建立物理規(guī)律。例如，觀察凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，首先要明確在實(shí)驗(yàn)主要觀察蠟燭和屏的位置變化以及屏上像的變化。本實(shí)驗(yàn)過程中，注意力應(yīng)集中在蠟燭的位置、屏的位置和像的情況上。為了更準(zhǔn)確地觀察這些現(xiàn)象，可進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后總結(jié)出物距、像距、焦距以及像的虛實(shí)、放大、縮小等現(xiàn)象之間的關(guān)系。
2.2 觀察的要求
①迅速。物理實(shí)驗(yàn)中，有很多實(shí)驗(yàn)要求在很短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確讀出兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)，這就要求有很快的觀察速度。
?、跍?zhǔn)確。就是要縮小由于觀察帶來的誤差。
?、凵羁?。就是要抓住那些往往是比較隱蔽的現(xiàn)象，而往往又是本質(zhì)的物理過程。例如，浮沉子實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)用手壓下瓶口的橡皮膜時(shí)，浮沉子會(huì)下沉。而下壓引起下沉的本質(zhì)是下壓使浮沉子上部的空氣柱的體積減小，所受浮力減小所至。
?、茏屑?xì)。有些物理現(xiàn)象的變化不明顯，要求仔細(xì)觀察，并能分辨出細(xì)微差別。
3 實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理知識(shí)的源泉，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的時(shí)代特征，又是提高物理教學(xué)質(zhì)量的先決條件。同樣，實(shí)驗(yàn)也是形成物理概念、建立物理規(guī)律的重要方法，物理學(xué)習(xí)就是通過對(duì)物理現(xiàn)象、過程獲得必要的感性認(rèn)識(shí)，這種感性認(rèn)識(shí)可以來源于學(xué)生的生活，也可以來源于實(shí)驗(yàn)提供的物理事實(shí)。從生活中得到的感性材料通常來自復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，本質(zhì)的、非本質(zhì)的因素通常交融在一起，僅通過這種途徑形成概念，建立規(guī)律有相當(dāng)?shù)睦щy。而實(shí)驗(yàn)則可提供經(jīng)過簡(jiǎn)化和純化了的感性材料。它能使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得明確的具體的認(rèn)識(shí)。例如，初中物理教材中，影響蒸發(fā)快慢的因素是直接從日常生活經(jīng)驗(yàn)中分析歸納得出的結(jié)論;聲音的發(fā)生是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析歸納得出的結(jié)論;杠桿平衡條件是由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理得到的結(jié)論，液體的壓強(qiáng)是先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出定性的結(jié)論，再進(jìn)一步尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系。
物理教學(xué)過程中，物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度則是影響學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要因素。在物理學(xué)習(xí)時(shí)，要求做到如下幾點(diǎn)：①認(rèn)真觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)。②獨(dú)立完成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn)，勤動(dòng)手、敢動(dòng)手。③自己設(shè)計(jì)和制作某些簡(jiǎn)單模型或玩具。④逐步養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)解決物理問題的習(xí)慣。21
4 遷移
遷移就是基本原理在其它條件下的運(yùn)用。俗話說，學(xué)以致用，就是將所學(xué)知識(shí)、方法應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐中去。其本質(zhì)就是遷移。在物理學(xué)中，有許多內(nèi)容體現(xiàn)了遷移原則。它表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
.1 數(shù)學(xué)知識(shí)的遷移
物理學(xué)常用數(shù)學(xué)表示物理概念、描述物理規(guī)律。例如應(yīng)用數(shù)學(xué)中的比例關(guān)系描述物質(zhì)的密度(ρ=m/v)。物體的運(yùn)動(dòng)速度(v=s/t)，牛頓第二定律(a= F/m)等。應(yīng)用數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)圖象方法描繪出溫度———時(shí)間圖象(表示某種物質(zhì)的熔解與凝固過程)，位移———時(shí)間圖象、速度———時(shí)間圖象、能量——— 位移圖象等。應(yīng)用數(shù)學(xué)中的幾何方法表示光的傳播、折射、反射等。
4.2 物理知識(shí)的遷移
物理知識(shí)的遷移表現(xiàn)在三個(gè)方面。其一，應(yīng)用物理知識(shí)解題。物理教材中，單元、章節(jié)后均有習(xí)題。其二，應(yīng)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象，例如，日食和月食現(xiàn)象可用光的直線傳播原理解釋。物態(tài)變化原因可用分子運(yùn)動(dòng)論來解釋。海市蜃樓奇觀可用光的折射原理解釋。其三，應(yīng)用物理知識(shí)設(shè)計(jì)制作各類產(chǎn)品。例如，根據(jù)熱傳遞原理制成了保溫瓶，根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成了發(fā)電機(jī)、電子測(cè)量?jī)x表等，根據(jù)熱脹冷縮原理制成了溫度計(jì)，根據(jù)光的折射、反射原理制成了照相機(jī)、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)等。
4.3 物理思想的遷移
物理學(xué)在形成的發(fā)展過程中，逐步形成了一種物質(zhì)觀，即物質(zhì)普遍存在于相互作用之中，普遍存在于運(yùn)動(dòng)之中，普遍存在于能的轉(zhuǎn)化與守恒之中。于是，研究宏觀物體的受力、運(yùn)動(dòng)、和機(jī)械能的規(guī)律形成了力學(xué)。研究分子的受力、運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能的規(guī)律形成了熱學(xué)。研究電、磁之間的受力、運(yùn)動(dòng)和能的規(guī)律形成了電磁學(xué)等。在物理學(xué)習(xí)時(shí)，當(dāng)我們形成了這種物質(zhì)觀，就會(huì)有目的去認(rèn)識(shí)和理解物質(zhì)的相互作用規(guī)律、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律，學(xué)習(xí)就會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。正確的學(xué)習(xí)方法是搞好學(xué)習(xí)的事半功倍的金鑰匙。然而成功的學(xué)習(xí)靠的是辛勤的勞動(dòng)———觀察、思維、實(shí)驗(yàn)、遷移。