高中物理阶段由于其特殊的环境,使得学生学起来倍感吃力,首先是跨越的台阶较高:初中物理侧重于现象的观察与解释,高中物理侧重推理与判断以及精确与复杂的计算;其次是交叉的学科较多,高中物理首先需要扎实的初、高中数学基础知识及解题技能,化学中关于物质结构,氧化、还原的电、磁本质,以及在哲学中客观物质与意识产物的基本观点对电场与磁场、电场线与磁感线这些概念解释与理解,还有几千年的物理学发展史,天体的运行,地球的结构与运动等历史、地理知识,都制约着物理学科的教与学;最后还有新课改后物理课的学时锐减等不利因素,使得这一学科成为高中教学成绩提高的显著障碍。经历了多年的教学实践,逐渐摸索出一些经验,总结了一些粗浅的方法与大家共同探讨:
一、归纳概括,数字当先
高中物理涉及运动学、力学、电磁学、热学、几何光学与物理光学、原子与原子核物理学等广阔领域,表现为概念抽象、公式繁杂,教材与习题往往涉及到许多工程技术问题,学生由于缺乏实际观察与经验,常常感到无从下手与力不从心,为提高学生学习物理的效率,可以把各部分知识用几个数字概括如下:
例如:直线运动主要内容是:
一个点——质点;
两个系——参考系,坐标系;
三个量——位移,速度,加速度;
四个法——公式法,图像法,实验法,结论法;
其中每个方法都有五项内容。比如公式法中我筛选出五个常用公式;图像法(v-t图)重点强调:点(坐标)、线(运动过程)、面(位移)、斜(加速度)、截(初速度)五个字的含义与应用等等。
再如,曲线运动主要内容是:
一个条件——a、v不共线,物体做曲线;
两个方向——速度方向指向切向,加速度方向指向凹处;
三个题型——匀速直线(小船过河)、匀变速曲线(平抛)、变速曲线(匀速圆周);
除了上述针对具体章节的细致概括还有全景概括的七个力:重力、弹力、摩擦力、万有引力、库仑力、安培力、洛仑兹力;功能五量:功、功率、动能、势能、机械能;动力学三大关系:瞬时作用——牛顿定律、碰打撞炸——动量守恒、位置变化——动能定理等等,以及电场一组线(电场线)、磁场两只手(右手磁感线,右手安培力)、电磁感应三步走(楞次定律应用)等等,将这些重点、难点、考点用几个数字再配上口诀就会使题大为简化,有助于减轻学生学习压力,提高学习效率。
二、数学工具,用好用巧
高中物理对数学的要求很高,物理问题的解决依赖于数学工具。诸如矢量运算、三角函数等许多知识与计算技能都是在数学课尚未讲授的情况下直接应用,难度颇大。通常做法是各自为战,举一例:在讲解力的合成问题时,物理只将平行四边形法则,半年后数学开始讲授向量的运算法则,实际是一个问题,由于叫法不同,导致学生片面理解,缺乏联系。多年教学实践发现,若各学科的协同配合,可以收到事半功倍的效果,尝试一下在讲解平行四边形法则后,过渡到三角形法则,告诉学生这就是将来数学要学的向量运算法则,再引导学生探究三个共点力平衡时的向量合成图——封闭三角形。此时要深入到每一个学生之中,手把手教他们用三角尺把分析好的三个力平移成封闭三角形,于是一道物理难题就成为一道在初中早已烂熟于心的特殊角直角三角形问题了。至此学生便感到物理并不难,半年后,当数学讲到向量运算时,学生又有一种亲切感。
再比如学习直线运动时要用到大量的公式,计算量很大且容易出错,大大影响学习成绩,处理不当机会造成学生的畏难情绪,甚至厌学。针对这一问题可以考虑灵活的数学手段,尝试用图像法(v-t图)解决问题,位移可以用小学学过的求三角形、梯形面积方法求出,加速度可以用初中学过的求斜率方法求出,稍微复杂的问题可以采取求梯形的中位线法(一般是给出某段时间与位移)求平均速度、比例法求某物理量的关系等等,把数学技能用好、用巧,让数学成为解决物理问题的工具,而不是制约物理成绩的瓶颈。
三、学科交叉,不分彼此
高中物理与化学有着千丝万缕的联系。例如在讲授电场力、磁场力的微观机理时,需要引导学生了解原子的结构,而此时无论是化学课还是物理课都没讲到原子结构,学生仅有的基础知识就是初中化学学到的元素周期律,为此可以尝试从元素周期律入手,把物理课一年以后要讲的原子结构的知识提前讲授,从核外电子填充s、p、d轨道,借助化学教学手段,一气呵成把知识讲清楚,告诉学生这就是将来化学要学的物质结构基础。我尝试过,若组织好语言,能在不到十分钟的时间内,讲清楚整个模型包括能级、轨道、电子自旋、甚至铁、钴、镍的磁性、各种化学键以及化学反应的根本原因——电场力,使学生在学习电磁学的第一天,就知道什么是电、什么是磁,虽然有些内容听不懂,但起码知道这些东西在不远的将来就要学到,至少有一种期待。
哲学是各学科的统帅、是灵魂,它指导者物理教学与物理知识的理解。特别是“场”这一概念理解,但理科的同学总是忽略这门学科,认为高考不考。物理教师要是能在讲授电场这一节时着重强调物质、意识这些重要的哲学范畴,结合物理“场”与“线”,这一对物质与意识产物的关系,真正让学生明白学好哲学的重要性。在随后的电场强度、电势等重要概念的建立,运动、受力分析,求解具体的习题时着重强调哲学的辩证法、认识论的相关原理。由于该学期学生正在同步学习哲学,讲课过程中只需要提上一句两句,画龙点睛,将收到意想不到的效果,学生们对你会肃然起敬,上政治课时也会精力集中了。
还有,在介绍物理学家生平事迹时,穿插介绍当时的时代背景,对比我国那个时代的朝代,不但能让学生认识到学好历史的重要性,还能激发学生的爱国、爱科学的激情。再比如讲授天体运行这一节时,先花点时间介绍地理课学的知识,包括太阳系的行星,我们的家园——地球,进而从大爆炸理论出发,粗略地介绍宇宙的诞生与未来,以此激发学生探究大千世界的兴趣。
四、画图解题,手把手教
物理学是理工科的基础,无论是物理本身的需要、还是将来升学、工作都离不开认图、识图与画图。因此在学生一上高中就加强他们的图形意识,将是至关重要的。例如:在学习直线运动时,就应该特别强调v-t图的应用,在学习力学时强调受力分析图,学习曲线运动时要画运动轨迹图,学习电场、磁场部分时不但要认图、画图,还要通过左、右手定则亲历亲为,体会把复杂的问题抽象成图形以使问题得以简化。可以说,物理教学,图为先锋。我要求学生做到:“每题必画图,画图必用尺”,为了打牢这一基本功,应该在高一讲授第一节课的坐标系这一知识点时入手,讲明画图的规矩,严格要求,勿稍松懈。在随后的x-t图、v-t图课上要督促检查,甚至手把手地教,及早养成好习惯,并且在解决一些选择、填空题时,要求学生尽可能用v-t图求解出正确结果。即使用公式解出来的,也要用v-t图验算一遍。在讲授受力分析时,我总结了八大步骤,做到认真规范不许跳步。这样,到学习用牛顿第二定律解题时,学生基本上养成了好习惯,我们还编了一句口诀:“运动分析——v-t图,受力分析——八大步”。
当学到曲线运动时,只需把v-t图换成轨迹图;学到功和能时,只需在受力分析的基础上添加初到末的做功分析,再配上一句:“平衡——受力分析图,运动——初末状态图”。还有,学到电场时要认识电场线图,学到磁场要应用左、右手,画出磁感线并会判断相关的电流、受力方向。有事题目给的图位置不当,应用左、右手时感到别扭,可以手把手教他们转动课本,以达到舒服的程度。做复合场的习题时,首先把重力场和匀强电场的合成场画出来,求出等效加速度g",然后转动试卷,讲等效加速度g"的方向调整到重力的方向,让学生感受一下,会是复杂问题瞬间简化。还有,在处理点电荷在电、磁场中做复杂运动的综合题时,务必要求学生用圆规、直尺画图,有时一道很难的题,当你找到圆心,量好半径,用好工具,规范画出运动轨迹之后,结果就会跃然纸上。
物理教学生趣盎然,处理得当可以收到意想不到的轰动效果,有时提上一句跨学科的概念,引用某位诗人的佳句,或者是引用学生在小学、初中语文课本中学的场景都会使学生对你望而生敬,如果再把有关的定理、方法步骤编成歌词,用当今流行的曲调吟唱一番,把复杂的物理道理编成仿佛发生在自己身边故事评书一番,学生简直就会迷上物理课,物理成绩的提高当然也不在话下。
作者单位:山东省青岛市第九中学