淺談構建學生對高中物理學的系統性認知

唐曉

【摘要】物理學把整個自然界當作研究對象，以基本概念為基石，以基本規律為核心，以基本觀念和方法為紐帶，構成了物理學的學科結構。

【關鍵詞】物理學 系統性 知識網絡 教材 概念

物理一直是許多高中生感覺很困難的學科之一。這主要是由物理學自身的特點決定的。因為物理這門課對形象思維和抽象思維的要求都很高。物理學把整個自然界當作研究對象，以基本概念為基石，以基本規律為核心，以基本觀念和方法為紐帶，構成了物理學的學科結構。學好物理，必須掌握物理概念、物理規律、物理觀念和方法。但它們本身的抽象性、復雜性，物理觀念、方法、知識結構及物理應用和技能的個體性、不可言傳性，使得物理學習內容“內隱”的程度較大，增加了物理學習的難度。

從思維方法上，要求學生有很好的形象思維，更要有很強的抽象思維。比如用力拉著小車在斜面上運動，學生不但要在腦子里形成空間上的形象圖景，而且要具有從眾多現象中抽象出力的作用點，方向，大小，產生條件等的抽象思維。從能力要求上，要求學生要有理解能力、推理能力、數學工具處理物理問題的能力、分析綜合能力、觀察和實驗的能力。如牛頓運動定律要經過推理得出，而且在處理問題中要較多地運用推理和判斷，因此推理和判斷能力要求就很高。在力的合成和分解時，對數學能力的要求就很突出，學生要善于把數學知識運用于合力、分力的大小及方向的計算上。由于許多學生理解能力差，即使背得到定義、公式，因不解其意，不注意適用條件，便往往亂代公式，亂用數據，而對題型的多樣變化，更是束手無策，望而生畏，失去了信心。而對一些形同質異、形異質同的問題，由于遇到一些似乎兩個看起來一樣的問題，但要用兩個不同的物理規律來解；而兩個看起來完全不同的問題，卻可以用同一規律來解的情況，而覺得物理好像真是無章可循。

一、構建整體知識網絡，深刻理解物理概念

整體把握高中物理新課程不僅可以使我們清楚地認識到高中物理的主要脈絡，而且可以使我們站在更高層次上以一覽眾山小的姿態來面對高中物理新課程。整體把握高中物理新課程不僅可以提高教師自身的素質，也有助于培養學生的物理素養。只有讓學生具備良好的物理素養才能使他們更好地適應社會的發展與進步。只有清晰地認識并把握好物理的主線，才能更好地將知識有機地聯系起來。所謂的主線即貫穿于某一階段的某個知識點，或者是某種運算，或者是某種思想方法等等。這條主線也許只貫穿于我們的初高中階段，也許會貫穿于我們的小學、初中、高中甚至大學階段。因此較好的整體把握高中物理新課程、清晰地認識并把握好物理的主線，對于一個高中物理教師是非常有必要的，也是非常有意義的。將個人的智慧與集體的智慧融于一體是把握物理中的主要脈絡行之有效的方法之一：不同的人對待同一個問題的看法與理解角度和理解程度是不完全相同的。不同的思維模式會產生不同的講課方式，不同的授課方式就會收到不同的效果。好的授課方式與方法能使學生輕松樂學，如沐春風；科學的思維模式，能使學生左右逢源，事半功倍；恰當的情景導學可以激發學生自主學習的興趣和動力。因此將個人的智慧與集體的智慧融于一體進行歸納、總結、交流能促進我們產生更多更好的授課方式、方法，產生更多更新的科學思維模式。這對于我們提高課堂教學質量具有非常現實而深遠的意義。這就要求我們要引導學生對物理學知識進行系統性的認識，所謂“化零為整，一不變應萬變。”

整理已學知識使之有序的過程是認知結構優化的重要過程，具體也可從對知識的梳通理順做起。知識的梳通理順要注重知識形成、發展的脈絡，在此基礎上使知識信息增殖，思路發散。教學中重要的是應讓學生弄清各個基本概念、規律在一個整體中是以何種方式結合起來的？它在基本知識體系中具有怎樣的地位？是怎樣決定著知識的整體功能等等。

二、引導學生熟悉教材，抓住內容主線

高中物理新課程內容分三大模塊，理工類專業學生需要必修五本教材。內容涉及很多方面，包括力學，電學，光學等。各部分知識相互關聯，錯綜復雜，要想學生掌握好知識，必須在保證熟悉教材的基礎之上，引導他們建立起清晰的系統性認識，這就要求他們能抓住各教材內容的主線。

例如，必修一和必修二兩本教材核心內容可以概括為“運動和力”，也就是動力學內容。其實教材在編排上內容脈絡非常的清晰，只是很多學生只會學一題會一題，并不善于歸納總結。為了實現初高中知識的過渡，必修一在第一章首先介紹了運動的描述，然后第二章介紹了力，并在三四兩章由牛頓三大定律將力與運動結合在一起。學生只要抓住這一主線，在所有涉及力與運動的問題上便可找準方向。在必修一的基礎上，學生已經認清了力和運動的本質聯系，并以直線運動為基礎，進行了全面的說明。而必修二在學生有了對直線運動的認識的基礎上，介紹了更普遍也更復雜的運動，曲線運動。對于曲線運動，學生直觀上感到處理很困難，便引入了運動分解與合成的處理方法，化曲為直。當學生掌握了這種巧妙的科學方法后，便以最典型最簡單的曲線運動為例，進一步深化知識的理解和運用，也就是介紹平拋運動和圓周運動。其中圓周運動最普遍的便是天體的運動。這樣，必修一和必修二在內容安排上脈絡清晰，思維連貫，層層遞進，形成了完美的知識鏈。學生只要能認清這條主線，便可更好的理解概念，規律，并扎實掌握思維方法并加以靈活運用。

教材的主線以及知識的連貫性和整體性是學生學好物理知識必須認識到的，且必須把握住。這也要求教師必須加以正確的引導，使學生建立起對高中物理知識系統性的認知。

教師應把握從某一“知識點”出發，形成對某部分內容認識的“知識鏈”，最終使學生頭腦中形成清晰的知識認識網絡體系。要讓學生明確知識的整體結構，并掌握每個知識點在整體結構中的地位。還必須在大量信息反饋的基礎上，對每一個概念和規律有進一步的理解和深化，做到既重視對知識重點、難點及注意點的分析，又重視對概念、規律在該知識點中的地位和作用的歸納，更要重視在運用概念、規律解題時所采用的方法、途徑、技巧等方面的概括。通過上述一些做法，使學生對知識結構的表達形式形成有序認識，且具有可辨別性，真正做到能在不同的條件、情境中靈活運用已學知識。