從中學到大學物理學習思維和學習方法的轉換

賀小光，陳敬艷，翁小芳，祁金剛

(長春師范學院物理學院，吉林長春130032)

物理對于理工科的大學生來講，并不是一門新的課程，在中學時就已經開始學習了。中學時期所掌握的物理基礎知識，將有助于大學物理的學習。但中學物理和大學物理有很多的不同，學生所習慣的中學的學習思維和學習方法會對大學物理的學習產生一定的阻礙作用［1－3］。因此，實現從中學到大學物理思維方式和學習方法的轉換，是學好大學物理的關鍵，對學習大學物理及適應大學學習生活也有著重要的意義［4－5］。

1 從中學到大學物理學習思維的轉換

1.1 從宏觀到微觀物理思想的思維轉換

在中學階段，我們研究的是相對宏觀的、單一性的物理思想，能夠在生活中體現出來的與我們的生活息息相關、緊密聯系的某種物理狀態，或者是能夠輕而易舉地在腦海中構建出直觀形象的物理狀態。大學階段則是對中學階段的宏觀性、普遍性進行更加深入的研究及多元性的探索，形成了微觀、多元性的物理思想，在三維空間中很難構造出來，這將導致我們在構建物理模型時出現模糊的概念。這需要大學生在學習過程中實現從宏觀到微觀物理思想的思維轉換。(1)發揮形象思維，形成物理模型，創建物理情境。充分利用現代網絡工具，讓學生觀看物理模型的動畫演示，鍛煉他們的空間抽象思維能力，在自己的思維中能夠自行創建物理情境。(2)研究物質的內部結構，建立物體實體模型。充分利用圖書館的資源，多閱讀關于物質內部結構的書籍，從整體的物質結構到分子的組成再到原子組合，觀察物質內部結構的基本規律，能夠建立出實體模型。(3)分層次地分析物理變化。通過內部結構的研究，掌握物質結構的基本規律，進一步研究各層次發生的物理變化，從微觀狀態到宏觀狀態分層次進行研究，從而使思維更加清晰。(4)突破思維的定勢，構建健全的科學知識體系。引導學生拋開中學時期直觀形象的思維定勢，創建空間抽象的思維模式，掌握微觀狀態下物質與物質之間內部結構的聯系，從而使學生建立科學的知識體系。

1.2 從恒量到變量的物理思維轉換

在中學物理的學習過程中，通常將物質設為理想化和簡單化，在相對恒定不變的量的前提下進行物理模型的研究，貼近于“理想狀態”。而大學物理則對物質進行復雜化和真實化的研究，更貼近于“真實世界”。這需要大學生在學習過程中實現從恒量到變量的物理思維轉換。(1)建立“尋找一個變量和其它變量之間的相互關系”思想。在解決問題時，應先找出所給條件中出現了幾個量，將其羅列出來，從中找出變量，確定變量之間的關系，列出關系式。(2)建立“從一維坐標轉變到多維坐標”的思想。學生在中學學習時大都采用一維坐標系，而在大學期間則應用三維空間坐標系。例如加速度，中學課程中一維坐標系的加速度只有一個分量，而在大學物理學習過程中則要考慮切線加速度、法向加速度，其中法向還分為主法向和副法向。(3)學會用矢量概念來理解公式。大學研究的變量問題，不僅僅是量上的改變，還要考慮其方向上的變化，即矢量性。因此，在解決問題時不僅要考慮變量之間的關系，還要考慮其矢量性，用矢量概念理解公式具有普遍的適用性。

1.3 從初等數學到微積分思想的思維轉換

從“變”到“不變”的思維轉換，會導致我們在計算方面的改變。中學階段的解題過程中，簡單的加減乘除四則運算就已足夠的了，但在大學物理中，由于涉及變量的緣故，就需要用到高等數學知識進行解題。然而，有的大學生對高等數學感到力不從心。由此需要大學生在學習中應實現從初等數學到高等數學中微積分思想的思維轉換。(1)首先要以高等數學的方法和原理為起點，用它來統領物理的概念、狀態、現象、原理和方法，要避免用初等數學來理解大學物理。(2)以高等數學為基礎逐步解決問題，比如用導數來定義速度、加速度的概念，用積分來解決變量的問題，用微分來描述質點的運動等。(3)建立取微元和積分的思想，對于可以疊加的物理量，可以先把它分割成無數個的微元，任取一個微元量，把原本變化的量近似地認為是恒量，然后再進行積分求和。(4)建立大學物理中的概念、物理量，以及量和量之間關系，與高等數學中的概念、公式之間的聯系，培養學生用新知識解決新問題的能力。(5)培養學生克服思維干擾性障礙，正確理解物理概念，掌握物理中數學公式的應用，抓住問題的關鍵因素，排除其中的無關因素，選擇正確的公式來解決問題。

2 從中學到大學物理學習方法的轉換

2.1 從被動學習到主動學習的轉換

在中學階段，由于受到應試教育氣氛的渲染，學生長期處在教師的監督和家長的看管下進行學習，這種“保姆式”的教育方式使得學生產生了很強的依賴性，自主思維能力很弱，步入大學后會茫然失措，再加上大學物理課程有一定的難度，心理上就產生了恐懼。這就需要大學生在學習過程中實現從被動學習到主動學習的轉換。(1)提高自制能力。相比中學階段，學生在大學期間會出現懶散、松懈的狀態，應引導學生將這種惰性控制住，合理安排好他們的學習和生活。(2)培養興趣。教師要指導學生充分利用圖書館所提供的資源，從物理學家的生平、思想入手，收集關于物理學的發展史，提高他們對物理世界的興趣。(3)培養自學能力。學生課前要做好預習，帶著疑問有針對性地去聽課，抓住章節的重難點，做好筆記，課后及時地進行歸納總結。(4)從“被動接受”到“主動探究”。中學階段學生是被動地接受知識，教師讓學什么就學什么，導致學生不善于思考和探究。而在大學階段，要培養學生主動探究問題的能力，可以指導他們運用網絡學習，再與老師和同學進行探討，最終得出原理，并大膽地設計實驗操作流程。

2.2 從“題海戰術”到理解分析學習方法的轉換

中學物理與大學物理學習中最大的區別:前者是以題海戰術為主，理解物理概念為輔;后者則是以理解物理思想為主。這就需要學生在學習中實現從“題海戰術”到理解分析學習方法的轉換。(1)有選擇性地做題。認真分析課本的例題，選擇典型的習題來做，要求在做題時思路清晰，以達到鞏固新知識的目的。(2)認真完成作業。在中學學習物理時教師講授完一個知識點后，學生就開始幾套習題的戰術。但在大學，教師不會為學生布置那么多的作業，只會針對當天講授的知識內容布置幾道作業題，而這幾道題都是習題中的精華，學生應認真地去對待。(3)遵循做題原則。拋開固有觀念的束縛，用學習的新知識進行求解，以達到通過練習來鞏固新知識、新方法的目的。(4)多與教師接觸，請教學習經驗。根據教學信息的反饋，與中學物理教學不同的是:大學任課教師除了課堂時間之外，與學生的接觸很少，所以學生應多與教師交流，從中受到啟示。

［1］賈君如.如何實現學生從中學物理到大學物理學習的轉變［J］.西安航空技術高等專科學校學報，2003(3):51－53.

［2］趙水標，李建明.大學物理和中學物理教學的銜接［J］.寧波大學學報:教育科學版，2004(3):91－93.

［3］王明智.中學物理認知結構定勢對大學物理學習的影響［J］.物理通報，2000(10):17－19.

［4］劉心山.物理自學能力的培養［J］.安陽大學學報，2004(3):58－59.