高中物理 从思维方法谈初高中物理教学的衔接素材.doc

从思维方法谈初高中物理教学的衔接每次教高一年的物理时，总有许多学生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。做为物理教师，我们除了多加鼓励外，还应在教学上注意抓住中学生的思维特点，教给他们学习物理的方法，使之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，中学物理教学应遵循中学生思维发展的规律，根据初高中学生思维尚未成熟前可塑性大的特点，着力培养学生的思维能力，使他们掌握研究物理的思维方法。下面我结合教学实践，从研究物理的思维方法方面谈谈初高中物理教学的衔接问题。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”等等。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，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），