高中教材《物理（必修1）》體現(xiàn)的學科思想和過程性學習

崔 偉

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高中教材《物理（必修1）》體現(xiàn)的學科思想和過程性學習

崔 偉

摘 要：學科思想是物理學的精髓，作為教師掌握了學科思想會讓我們更準確地把握教材，在教學過程中做到胸有成竹，有的放矢?！段锢恚ū匦?）》中的有些物理概念和規(guī)律的學習是需要經歷逐步加深、螺旋提高過程的，了解過程性學習能讓我們在傳授知識的同時有意識地培養(yǎng)學生的能力。重點介紹高中物理教材《物理（必修1）》滲透的物理學科思想和過程性學習，供教師參考，以助教學。

關鍵詞：學科思想；過程性學習；物理教材

物理學的發(fā)展過程是人類探究自然規(guī)律的過程，在這一過程中形成了一些科學方法和科學的思維形式，這些科學方法和科學的思維形式在高中物理教材《物理（必修1）》中得到了充分的體現(xiàn)，這就要求我們物理教師在講授知識的同時要重視科學思想在教學過程的滲透。

一、《物理（必修1）》體現(xiàn)的科學思想

1.建立物理模型

實際物理問題是復雜的，如何切入問題呢？用理想化的模型替代實際問題，抓住主要的因素，忽略次要的因素，做到大致反映實際問題。理想化模型有：質點、輕桿、輕質彈簧等；理想化的規(guī)律：勻變速直線運動，自由落體運動等。

2.等效替代法

在效果相同的前提下以簡代繁。如：合力、分力、重心等概念的建立都是應用了等效替代的思想，讓問題得到簡化。

3.應用列表、圖像表、公式表示物理規(guī)律

這些是初中學習的方法，在高一學習中得到進一步深化和提升，特別是圖像法更能夠直觀反映物理規(guī)律。

4.應用物理規(guī)律把物理問題轉化為方程或方程組

應用物理規(guī)律把物理問題轉化為方程或方程組，通過解方程或方程組解決問題。初中問題相對簡單，多用算式（公式）計算，高中平衡問題和勻加速運動動力學問題多用方程或方程組解決，教學中重視這種意識的培養(yǎng)。

5.整體法和隔離體法

解決動力學問題時在研究對象的選取上采用的方法。如果是連接體之間是相對靜止時可以取整體為研究對象，不考慮內力作用，僅考慮外力的作用效果；隔離體法把研究對象從連接體中隔離出了分析物體受力，研究物體的運動情況。

6.用數(shù)學思想建立物理概念

《物理（必修1）》在講到瞬時速度概念時應用了極限的思想；在解決勻變速直線運動位移時用了微積分的思想；在解決平衡問題和勻加速直線運動動力學問題時用了平面向量的知識，這些數(shù)學知識的應用先于在數(shù)學上學習，雖然學習起來有點困難但可以幫助我們建立物理概念，為數(shù)學學習打下基礎。

7.建立對立統(tǒng)一辯證思想

牛頓第三定律反映了作用力和反作用力的關系，體現(xiàn)了作用力和反作用力的相互矛盾又依存關系，學生學習理解牛頓第三定律并不困難，但是解決在連接體時往往忽視作用力和反作用力的關系。此外，牛頓第二定律也反映出了合力與慣性（質量）在產生加速度方面也是對立統(tǒng)一的矛盾關系。

二、《物理（必修1）》體現(xiàn)的過程性學習

《物理（必修1）》編寫更是體現(xiàn)了物理教學的三維目標的落實，在教學中重視概念和規(guī)律過程的學習，重視學生的能力的培養(yǎng)，讓學生經歷認識的過程，體驗物理學習的樂趣。

1.《物理（必修1）》強調物理規(guī)律的探究過程

人對自然有著好奇心，探究自然規(guī)律是人的天性，我們教學中要注意保護學生這種天性。讓學生經歷探究的過程，經歷曲折學習過程，在過程中激發(fā)學習的熱情，滿足學生的好奇心。

在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中，學生通過研究小車在拉力下的運動，用打出的紙帶測量出速度，填入列表中，做出速度—時間圖像，找出速度隨時間的變化規(guī)律。用列表和圖像處理數(shù)據(jù)讓學生體會到數(shù)學知識在物理問題研究中的價值。

在“探究力的平行四邊形定則”實驗中，讓學生先猜想合力和分力的關系是否是加的關系，通過實驗檢驗猜想是否正確。然后引導學生通過實驗做出合力和分力的力的圖示，尋找它們之間的關系。當學生發(fā)現(xiàn)力的合成遵從平行四邊形規(guī)律時會驚喜地發(fā)現(xiàn)：力的合成竟然遵從初中的幾何關系，體會到數(shù)學和物理的高度統(tǒng)一，體會到自然規(guī)律的高度統(tǒng)一。

2.《物理（必修1）》重視規(guī)律產生過程的教學

教師在教學過程中要注重物理知識的邏輯過程，讓學生知道知識的來龍去脈，追尋規(guī)律或概念的根源，知道適用的范圍和條件，只有這樣才能做到對知識理解深刻，解決問題時才能靈活而準確的應用。

例如，研究《勻變速直線運動的位移與時間關系》一節(jié)時，需要經歷了以下的邏輯過程（如圖1所示）。

圖1

可以看到整個推理過程邏輯線索清晰，由特殊到一般，由勻速到變速展示了微積分思想的應用，圖形與運算結合直觀易懂，學生容易接受。

3.矢量及矢量的思想貫徹《物理（必修1）》

學生最初接觸到位移矢量感到非常困惑，長期形成的標量的觀念和運算法則排斥著矢量的概念接受。教材采取的逐步滲透的方式，讓學生在沒有平面向量知識的支撐的情況下完成了力學基礎知識的學習（如圖2所示）。

圖2

在《物理（必修1）》中有的概念的學習是隨著學生的認知水平的提高逐步加深的，在教學中要遵循學生的認知規(guī)律，切不可操之過急一步到位。類似的概念還有加速度的概念、力的概念、質量的概念等。

4.《物理（必修1）》重視物理知識與科學和社會的聯(lián)系

通過小的欄目如：“思考與討論”“做一做”“說一說”“科學漫步”，讓學生體會到物理知識實用價值，體會到用物理知識在科學和社會中的作用，增加學習物理知識的自豪感和使命感。在教學中鼓勵學生創(chuàng)造條件完成生活中的小實驗；鼓勵學生善于提出問題，鼓勵學生通過網絡查找答案，做到“從生活走向物理，從物理走向社會”。

三、結束語

當今社會無論是從事科學領域還是社會領域工作，也許學生畢業(yè)若干年后物理知識已經淡忘了，形成的科學世界觀和科學價值觀將使他們受益終生，我們物理教師將肩負這一重任。

物理學科思想是物理教學的精髓，掌握物理教學思想對教學有非凡指導意義，我們教師要深刻把握這點。

作者信息

崔偉，本科，中教一級。山東省淄博市周村區(qū)實驗中學，255300