高中物理教學方法淺見

趙海燕

高中物理階段由于其特殊的環境,使得學生學起來倍感吃力,首先是跨越的臺階較高:初中物理側重于現象的觀察與解釋,高中物理側重推理與判斷以及精確與復雜的計算;其次是交叉的學科較多,高中物理首先需要扎實的初、高中數學基礎知識及解題技能,化學中關于物質結構,氧化、還原的電、磁本質,以及在哲學中客觀物質與意識產物的基本觀點對電場與磁場、電場線與磁感線這些概念解釋與理解,還有幾千年的物理學發展史,天體的運行,地球的結構與運動等歷史、地理知識,都制約著物理學科的教與學;最后還有新課改后物理課的學時銳減等不利因素,使得這一學科成為高中教學成績提高的顯著障礙。經歷了多年的教學實踐,逐漸摸索出一些經驗,總結了一些粗淺的方法與大家共同探討:

一、歸納概括,數字當先

高中物理涉及運動學、力學、電磁學、熱學、幾何光學與物理光學、原子與原子核物理學等廣闊領域,表現為概念抽象、公式繁雜,教材與習題往往涉及到許多工程技術問題,學生由于缺乏實際觀察與經驗,常常感到無從下手與力不從心,為提高學生學習物理的效率,可以把各部分知識用幾個數字概括如下:

例如:直線運動主要內容是:

一個點——質點;

兩個系——參考系,坐標系;

三個量——位移,速度,加速度;

四個法——公式法,圖像法,實驗法,結論法;

其中每個方法都有五項內容。比如公式法中我篩選出五個常用公式;圖像法(v-t圖)重點強調:點(坐標)、線(運動過程)、面(位移)、斜(加速度)、截(初速度)五個字的含義與應用等等。

再如,曲線運動主要內容是:

一個條件——a、v不共線,物體做曲線;

兩個方向——速度方向指向切向,加速度方向指向凹處;

三個題型——勻速直線(小船過河)、勻變速曲線(平拋)、變速曲線(勻速圓周);

除了上述針對具體章節的細致概括還有全景概括的七個力:重力、彈力、摩擦力、萬有引力、庫侖力、安培力、洛侖茲力;功能五量:功、功率、動能、勢能、機械能;動力學三大關系:瞬時作用——牛頓定律、碰打撞炸——動量守恒、位置變化——動能定理等等,以及電場一組線(電場線)、磁場兩只手(右手磁感線,右手安培力)、電磁感應三步走(楞次定律應用)等等,將這些重點、難點、考點用幾個數字再配上口訣就會使題大為簡化,有助于減輕學生學習壓力,提高學習效率。

二、數學工具,用好用巧

高中物理對數學的要求很高,物理問題的解決依賴于數學工具。諸如矢量運算、三角函數等許多知識與計算技能都是在數學課尚未講授的情況下直接應用,難度頗大。通常做法是各自為戰,舉一例:在講解力的合成問題時,物理只將平行四邊形法則,半年后數學開始講授向量的運算法則,實際是一個問題,由于叫法不同,導致學生片面理解,缺乏聯系。多年教學實踐發現,若各學科的協同配合,可以收到事半功倍的效果,嘗試一下在講解平行四邊形法則后,過渡到三角形法則,告訴學生這就是將來數學要學的向量運算法則,再引導學生探究三個共點力平衡時的向量合成圖——封閉三角形。此時要深入到每一個學生之中,手把手教他們用三角尺把分析好的三個力平移成封閉三角形,于是一道物理難題就成為一道在初中早已爛熟于心的特殊角直角三角形問題了。至此學生便感到物理并不難,半年后,當數學講到向量運算時,學生又有一種親切感。

再比如學習直線運動時要用到大量的公式,計算量很大且容易出錯,大大影響學習成績,處理不當機會造成學生的畏難情緒,甚至厭學。針對這一問題可以考慮靈活的數學手段,嘗試用圖像法(v-t圖)解決問題,位移可以用小學學過的求三角形、梯形面積方法求出,加速度可以用初中學過的求斜率方法求出,稍微復雜的問題可以采取求梯形的中位線法(一般是給出某段時間與位移)求平均速度、比例法求某物理量的關系等等,把數學技能用好、用巧,讓數學成為解決物理問題的工具,而不是制約物理成績的瓶頸。

三、學科交叉,不分彼此

高中物理與化學有著千絲萬縷的聯系。例如在講授電場力、磁場力的微觀機理時,需要引導學生了解原子的結構,而此時無論是化學課還是物理課都沒講到原子結構,學生僅有的基礎知識就是初中化學學到的元素周期律,為此可以嘗試從元素周期律入手,把物理課一年以后要講的原子結構的知識提前講授,從核外電子填充s、p、d軌道,借助化學教學手段,一氣呵成把知識講清楚,告訴學生這就是將來化學要學的物質結構基礎。我嘗試過,若組織好語言,能在不到十分鐘的時間內,講清楚整個模型包括能級、軌道、電子自旋、甚至鐵、鈷、鎳的磁性、各種化學鍵以及化學反應的根本原因——電場力,使學生在學習電磁學的第一天,就知道什么是電、什么是磁,雖然有些內容聽不懂,但起碼知道這些東西在不遠的將來就要學到,至少有一種期待。

哲學是各學科的統帥、是靈魂,它指導者物理教學與物理知識的理解。特別是“場”這一概念理解,但理科的同學總是忽略這門學科,認為高考不考。物理教師要是能在講授電場這一節時著重強調物質、意識這些重要的哲學范疇,結合物理“場”與“線”,這一對物質與意識產物的關系,真正讓學生明白學好哲學的重要性。在隨后的電場強度、電勢等重要概念的建立,運動、受力分析,求解具體的習題時著重強調哲學的辯證法、認識論的相關原理。由于該學期學生正在同步學習哲學,講課過程中只需要提上一句兩句,畫龍點睛,將收到意想不到的效果,學生們對你會肅然起敬,上政治課時也會精力集中了。

還有,在介紹物理學家生平事跡時,穿插介紹當時的時代背景,對比我國那個時代的朝代,不但能讓學生認識到學好歷史的重要性,還能激發學生的愛國、愛科學的激情。再比如講授天體運行這一節時,先花點時間介紹地理課學的知識,包括太陽系的行星,我們的家園——地球,進而從大爆炸理論出發,粗略地介紹宇宙的誕生與未來,以此激發學生探究大千世界的興趣。

四、畫圖解題,手把手教

物理學是理工科的基礎,無論是物理本身的需要、還是將來升學、工作都離不開認圖、識圖與畫圖。因此在學生一上高中就加強他們的圖形意識,將是至關重要的。例如:在學習直線運動時,就應該特別強調v-t圖的應用,在學習力學時強調受力分析圖,學習曲線運動時要畫運動軌跡圖,學習電場、磁場部分時不但要認圖、畫圖,還要通過左、右手定則親歷親為,體會把復雜的問題抽象成圖形以使問題得以簡化?？梢哉f,物理教學,圖為先鋒。我要求學生做到:“每題必畫圖,畫圖必用尺”,為了打牢這一基本功,應該在高一講授第一節課的坐標系這一知識點時入手,講明畫圖的規矩,嚴格要求,勿稍松懈。在隨后的x-t圖、v-t圖課上要督促檢查,甚至手把手地教,及早養成好習慣,并且在解決一些選擇、填空題時,要求學生盡可能用v-t圖求解出正確結果。即使用公式解出來的,也要用v-t圖驗算一遍。在講授受力分析時,我總結了八大步驟,做到認真規范不許跳步。這樣,到學習用牛頓第二定律解題時,學生基本上養成了好習慣,我們還編了一句口訣:“運動分析——v-t圖,受力分析——八大步”。

當學到曲線運動時,只需把v-t圖換成軌跡圖;學到功和能時,只需在受力分析的基礎上添加初到末的做功分析,再配上一句:“平衡——受力分析圖,運動——初末狀態圖”。還有,學到電場時要認識電場線圖,學到磁場要應用左、右手,畫出磁感線并會判斷相關的電流、受力方向。有事題目給的圖位置不當,應用左、右手時感到別扭,可以手把手教他們轉動課本,以達到舒服的程度。做復合場的習題時,首先把重力場和勻強電場的合成場畫出來,求出等效加速度g',然后轉動試卷,講等效加速度g'的方向調整到重力的方向,讓學生感受一下,會是復雜問題瞬間簡化。還有,在處理點電荷在電、磁場中做復雜運動的綜合題時,務必要求學生用圓規、直尺畫圖,有時一道很難的題,當你找到圓心,量好半徑,用好工具,規范畫出運動軌跡之后,結果就會躍然紙上。

物理教學生趣盎然,處理得當可以收到意想不到的轟動效果,有時提上一句跨學科的概念,引用某位詩人的佳句,或者是引用學生在小學、初中語文課本中學的場景都會使學生對你望而生敬,如果再把有關的定理、方法步驟編成歌詞,用當今流行的曲調吟唱一番,把復雜的物理道理編成仿佛發生在自己身邊故事評書一番,學生簡直就會迷上物理課,物理成績的提高當然也不在話下。

作者單位:山東省青島市第九中學