提升高中物理吸引力的探索

高翊

摘 要：高中物理學生大都感到難學，存有畏難情緒，為了改變這一狀況，教師應尋找方法提升高中物理吸引力。本文從興趣與能力兩個維度做出探索。

關鍵詞：高中物理；興趣；能力

高中物理學生大都感到難學，存在畏懼情緒，如何增加高中物理對學生的吸引力？可以從兩個方面進行思考：其一，培養學生學習物理的興趣；其二，提高教師的能力。

1 教學過程中，怎樣提升物理對學生的吸引力？

1.1 打破固有認知，提升學習興趣

皮亞杰認為人的認識發展有四個層面，當外界信息輸入與大腦的固有認知不一致時，不平衡感就產生了，這個不平衡感會刺激人的大腦，使之興奮起來，這就是興趣。物理學是一門以客觀事實為基礎的學科。在概念建立和規律發現的過程中，總是伴隨著各種各樣固有認識的打破，隨之而來平衡感破壞帶來的沖擊，會激發出強烈的學習興趣，這是物理學科的固有資源和獨特魅力，應充分挖掘。這一過程也可以認為是從生活走進物理。

一般情況下，物理概念和規律的建立都可以利用不平衡感來刺激人的大腦，使學生興奮起來。如，在教自由落體運動時，可以讓學生回顧自己的內心圖式。為什么石頭下落比樹葉快？是不是石頭更重呢？接著教師做一個小實驗，把兩張相同的紙張，一張摟成一團，另一張攤開從同一高度下落，摟成一團的下落的快。平衡感破壞了，學生的思維就活躍起來，順勢提出：物體下落的快慢與什么因素有關呢？學習興趣來了。

又如，質點教學。教師先講授，能否把研究對象視為質點與你關注的問題有關。當你關注的問題與研究對象的大小形狀無關，那么當然可以將對象視為質點。比如老師關心今天早上做操的人數，你就可以去點人頭。而不必關注他們做操的整齊與否。這時就可以將同學視為質點。如果你關注的問題與對象的大小有關是否可以將對象視為質點呢？大多數的同學都會回答不行，這就讓學生回顧了自己的內心圖式。然后我們讓他計算火車過橋的時間，制造沖突。

【例題1】橋長300m， 火車的長度為150m，火車速度60m/s，請問這列火車通過橋的時間？高中的學生都知道，這個時間等于（橋長+車長）/車速，這是因為火車比較長，所以要把火車的長度加上去。接著教師提出一個相似的問題，計算這列火車從北京開往福州的時間時，（北京到福州的距離為1930km，火車的長度為150m，火車速度60m/s）要不要把北京到福州的距離加火車的長度呢？

這時可以要求學生動手算一算，通過計算看看會發現為什么。

火車過橋不加車長的時間t1=300m÷60m/s=5s

火車過橋加車長的時間t2=（300+150）m÷60m/s=7.5s

這兩個結論之比為1.5，差距很大。

從北京到福州不加車長的時間

t3=1.93×106m÷60m/s=3.2166×104s =3.2×104s

從北京到福州加車長的時間

t4=（1.93×106m+150m）÷60m/s=3.2169×104s=3.2×104s

這兩個結論之比為1，沒有差別。

對于火車從北京到達福州的時間問題，肯定是與火車的大小形狀有關的一個問題。因為車頭的旅客會先到福州。那么這個問題中的火車能否視為質點？通過自己動手計算，學生會很有興趣回答這一問題。學生能總結出，如果研究對象的大小對關注的問題有影響，只要對象的空間尺度與研究問題的空間尺度相差懸殊，可以把研究對象視為質點。

只要有興趣一切都迎刃而解。

教師還可以繼續對學生形成的固有認知進行碰撞：質點是沒有大小的點，是不是只有很小的物體才可以被視為質點呢？經過簡短的討論后，大多數學生會不認同，說明他們嘗試了對固有認知的反思，思維質量在物理的學習中得到了提高。

1.2 設立關卡，打怪通關，培養學習興趣

在物理教學過程中，教師應創設情境讓學生在學習的過程中，不斷獲得肯定，得到正面暗示。這一過程教師適當逐級提升思維量，形成一道道關卡，過關則會得到某個等級，與手機游戲相對應，很容易讓學生產生興趣，進入角色。

舉個例子，在學生完成摩擦力學習后，可給出這樣的習題來形成關卡，提升學習興趣。

【例題2】一質量為m的物塊，在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動.求物塊與桌面間的動摩擦因數為多大？（秀才或積5分）

變式1：一質量為m的物塊，受方向與水平面成60°角拉力F的作用下，物塊也恰好做勻速直線運動。求物塊與桌面間的動摩擦因數為多大？（進士或積10分）

變式2：一物塊，在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動.若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動。求物塊與桌面間的動摩擦因數為多大？（狀元或積15分）

像這樣層層遞進的問題，學生在學習過程中會收獲鼓勵和肯定，這與游戲體驗相類似，是可以激發出學習興趣。

只要有興趣一切都迎刃而解。

2 教師要全方位、多角度提升自我，在增強個人魅力的同時也增加物理對學生的吸引力

2.1 加強數學知識在物理教學中的使用，提升高中物理的數學邏輯

【例題3】一輛小汽車，以10m/s的速度，在平直公路上行駛，突然前方出現障礙物，司機以2m/s2加速度減速做避讓操作。求（1）司機剎車后2s內汽車通過的距離？（2）司機剎車后6s汽車通過的距離？

解（1）由公式 s=v0t+1/2at2 可得s=10×2m-0.5×2×22 m=16m

（2）初次接觸此類問題的同學會是由公式s=v0t+1/2at2 可得s=10×6m-0.5×2×62m=24m

錯誤的原因是，小汽車5s就會停止，第六秒處于停止狀態，而不是掉頭往回走。

我們使用數學知識可以把學生錯誤的原因解釋到位。

學生認為勻變速直線運動的速度-時間關系是，vt=v0+at 即 vt=10m/s-2tm/s2 ，即 圖1。

實際上這個過程是一個分段函數，當小汽車沒有停下來是勻減速，停止后就是靜止，即圖2。

所以要把這一過程的轉折點求出來，從運動到靜止的時間為tz

tz=（v2-v0）/a=10/2s=5s

所以vz=10m/s-2tm/s2 （0≤t≤5）

vz= 0 （5≤t<∞）

因為6s > 5s，所以 6s內汽車通過的距離為 s=10×5m-0.5×2×52m =25m

本人一直在一線教學，此類物理問題，用數學的分段函數來解釋，會使學生有豁然開朗的感覺，一下就發現自己錯誤的點在哪里。再者物理教師講數學，對提升物理教師的個人魅力大有幫助。

2.2 教師要加強專業知識的學習，厚積薄發，提升物理吸引力

物理是一門以質疑、反思、探究為途徑的學科，如果以注入式將物理知識灌給學生，那真是浪費優秀的教育資源。有的教師可能是怕無法掌控課堂的教學節奏，人為的限定教學軌跡，使充滿激辯的物理課堂變成了“滿堂灌”。其實教與學是一桶水與一杯水的關系，教師要給學生一杯水自己要有一桶水。物理教師要不斷加強學習，深挖教材，過細備課。以包容的心態為學生創設一個良好寬松的質疑環境，逐步激發鼓勵學生的質疑，讓學生在質疑的探索中找到成就感。

例如，教“原子的核式結構”，在本知識之前剛剛學習了電子的發現，知道湯姆孫利用電子在磁場中運動的軌跡測出電子的比荷，知道了電子是帶負電，湯姆孫也因此被稱為是電子之父。

在這樣的背景下，教師向學生發問：原子整體對外不顯電性，而電子帶負電，這說明了什么？通過同學們的討論很容易得到：原子可分，至少可分為兩個部分，一部分帶正電，另一部分帶負電，它們所帶的電具有電性相反電量相等的特征。

教師繼續向學生發問：于是就會帶來一個問題，一個什么問題呢？激發學生的思考，進而回答：原子的內部結構是什么樣子的？

教師可以先給出湯姆孫的模型，棗糕式模型。教師可引導：為了研究物體下落的快慢與什么因素有關，亞里士多德給出了重的比輕的落得快。這個結論正確嗎？讓學生問出，湯姆孫的模型對嗎？因為湯姆孫形象高大，所以更容易培養學生不迷信權威，尊重科學敢于質疑的科學精神。

接著教師拋出，盧瑟福設計的α粒子散射實驗：實驗用準直的α射線轟擊厚度為微米級的金箔，發現絕大多數的α粒子都照直穿過薄金箔，偏轉很小。有少數α粒子發生角度較大的偏轉，大約有1/8000 的α粒子偏轉角大于90°，甚至觀察到個別α粒子偏轉角等于150°的散射，稱大角散射。

教師繼續向學生發問：絕大多數、少數、個別的α粒子行為分別說明了什么？原子的質量分布是否均勻？湯姆孫的模型對嗎？原子的內部結構是什么樣子的？

學生是可以通過自己的思辨得出課本的結論，同時讓學生在這個過程得到思維的鍛煉。

長時間的引導學生激辯，通過激辯活動來提高學生質疑的深度和廣度。長期思辨、互相質疑無疑會大大提高學生的物理學習欲望。自然可以提升物理吸引力。