高中物理力學(xué)教學(xué)的優(yōu)化與發(fā)展

摘?要：物理作為中學(xué)教育過程中一門極其重要的學(xué)科，是現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步過程中不可替代的一環(huán)。其中力學(xué)是物理學(xué)科中的一個(gè)重要分支學(xué)科，也是高中階段物理學(xué)科中的一個(gè)重要組成部分。而高中物理力學(xué)部分的教學(xué)，一直以來都是諸多物理教師公認(rèn)的重難點(diǎn)。其原因主要是力學(xué)部分知識(shí)概念抽象，動(dòng)力學(xué)習(xí)過程較為復(fù)雜，而如果想學(xué)好高中物理，力學(xué)部分就是不可繞開的重要部分。因此，當(dāng)前高中物理教育需要解決的一個(gè)重要問題就是如何優(yōu)化和發(fā)展高中物理力學(xué)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理；力學(xué)教學(xué)；現(xiàn)代教育技術(shù)

Optimization?and?Development?of?Physics?and

Mechanics?Teaching?in?High?Schools

Gao?Changjin

Tancheng?No.2?Middle?School，Shandong?Province?ShandongLinyi?276100

Abstract：As?an?extremely?important?subject?in?the?process?of?secondary?education，physics?is?an?irreplaceable?part?of?the?development?of?modern?society?and?the?progress?of?science?and?technology.Among?them，mechanics?is?an?important?subdiscipline?in?physics?and?an?important?part?of?physics?in?high?school.The?teaching?of?physics?and?mechanics?in?high?school?has?always?been?recognized?by?many?physics?teachers.The?main?reason?is?that?the?knowledge?concept?of?the?mechanics?part?is?abstract，and?the?dynamic?learning?process?is?more?complicated，and?if?you?want?to?learn?high?school?physics?well，the?mechanics?part?is?an?important?part?that?cannot?be?bypassed.Therefore，an?important?problem?that?needs?to?be?solved?in?the?current?high?school?physics?education?is?how?to?optimize?and?develop?the?teaching?of?high?school?physics?and?mechanics.

Keywords：High?School?Physics；Teaching?mechanics；Modern?educational?technology

一、立足高中物理力學(xué)教學(xué)的基本規(guī)律和教學(xué)實(shí)踐

本部分旨在探討高中物理力學(xué)教學(xué)的基本規(guī)律和教學(xué)實(shí)踐。首先，介紹高中物理力學(xué)教學(xué)的基本規(guī)律，包括學(xué)習(xí)先易后難、由淺入深、由點(diǎn)及面和聯(lián)系實(shí)際等，教師需要將力學(xué)的基本規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)相結(jié)合，確立適合高中生學(xué)習(xí)理解的教學(xué)方式和方法，從而使得教學(xué)更加有效。接著，闡述教學(xué)實(shí)踐中一些重要的教學(xué)方法，如設(shè)計(jì)啟示性問題、情景教學(xué)和課外拓展。例如，針對(duì)高中學(xué)生理解力學(xué)時(shí)偏愛圖像化的認(rèn)知特點(diǎn)，可以采用生動(dòng)、形象的模擬實(shí)驗(yàn)或演示，并通過講解圖像或動(dòng)畫的方式輔助教學(xué)。另外，還可以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的熱情，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲。最后，通過案例分析，探討如何將這些教學(xué)方法融于實(shí)踐中，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握高中物理力學(xué)。

（一）高中物理力學(xué)教學(xué)的基本規(guī)律

1.學(xué)習(xí)先易后難

學(xué)習(xí)力學(xué)需要掌握一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如向量、三角函數(shù)等。如果這些基礎(chǔ)打得不夠牢固、不夠扎實(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程就會(huì)變得比較吃力。因此，教師在設(shè)計(jì)課程時(shí)可以讓學(xué)生先回顧一些相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)內(nèi)容，再逐漸加入力學(xué)知識(shí)。這對(duì)學(xué)生力學(xué)知識(shí)的漸進(jìn)式地掌握和理解有一定的幫助。

2.由淺入深

高中物理力學(xué)的知識(shí)體系具有層次性和連貫性。高中階段的力學(xué)教學(xué)主要圍繞著牛頓力學(xué)展開，包括力、運(yùn)動(dòng)、力學(xué)定律和機(jī)械能等方面的內(nèi)容。因此，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的掌握程度，逐步提高難度和深度，讓學(xué)生可以逐漸理解和應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

3.由點(diǎn)及面

高中物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)眾多，但其中的知識(shí)點(diǎn)之間是互相關(guān)聯(lián)的。為了高效地掌握知識(shí)點(diǎn)，并建立正確的知識(shí)體系，學(xué)生需要了解知識(shí)點(diǎn)的重要性、知識(shí)的層次結(jié)構(gòu)以及知識(shí)體系的實(shí)際應(yīng)用。因此，教師應(yīng)該將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，使學(xué)生可以形成知識(shí)體系。

4.聯(lián)系實(shí)際

高中物理力學(xué)知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系緊密，在學(xué)習(xí)這門學(xué)科時(shí)，既要對(duì)其理論知識(shí)有所了解，又要融會(huì)貫通，注意將其與實(shí)際聯(lián)系起來，以便更好地了解物理世界和我們周圍的現(xiàn)象。教師應(yīng)該讓學(xué)生了解物理知識(shí)是如何解決實(shí)際問題的，讓學(xué)生產(chǎn)生實(shí)踐應(yīng)用的興趣和動(dòng)力。

（二）高中物理力學(xué)教學(xué)實(shí)踐

1.設(shè)計(jì)啟示性問題

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理力學(xué)的興趣，教師往往可以在課堂開始時(shí)先設(shè)計(jì)一些啟示性問題，以引導(dǎo)學(xué)生思考和探究力學(xué)知識(shí)。這些問題可以讓學(xué)生從生活中的事物出發(fā)構(gòu)思，逐漸理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。［1］

2.情景教學(xué)

情景教學(xué)，即從實(shí)驗(yàn)實(shí)際中讓學(xué)生接觸物理現(xiàn)象，在具體的環(huán)境中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，了解物理規(guī)律。例如在實(shí)驗(yàn)中模擬真實(shí)的物理現(xiàn)象，讓學(xué)生身臨其境地了解物理現(xiàn)象的發(fā)生原因和規(guī)律。情景教學(xué)能夠有效地提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握，從而呼應(yīng)理論來源于實(shí)際，真理來源于實(shí)踐的教學(xué)啟示和目的。

3.課外拓展

教師可以為學(xué)生提供一些課余拓展資源，例如讓學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察或調(diào)查，以拓展學(xué)生的視野和學(xué)習(xí)深度。通過自主的探究和實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生可以更好地理解和鞏固在課堂上所學(xué)的物理知識(shí)。

（三）案例分析

以“簡(jiǎn)單機(jī)械”為例，教師在教學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)了以下方法：

（1）啟示性問題：設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)生知道簡(jiǎn)單機(jī)械原理、應(yīng)用和特點(diǎn)，如何防止自身的損傷。

（2）情景教學(xué)：教師在課堂上進(jìn)行了簡(jiǎn)單的滑輪實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己搭建滑輪實(shí)驗(yàn)裝置，通過實(shí)驗(yàn)了解滑輪的作用原理。

（3）課外拓展：教師組織學(xué)生親力親為地參與設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)單的機(jī)械手工。這些簡(jiǎn)單的機(jī)械可以幫助學(xué)生把學(xué)到的知識(shí)理解得更透徹，運(yùn)用得更好。

通過以上方法的實(shí)施，物理教師應(yīng)通過設(shè)計(jì)更加合理的課程，同時(shí)采用更加靈活多樣的教學(xué)方式，幫助學(xué)生們更好地去理解和掌握所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和知識(shí)的運(yùn)用能力。持續(xù)不斷的教學(xué)實(shí)踐是增強(qiáng)教學(xué)效果的關(guān)鍵，只有在不斷的實(shí)踐中才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

二、注重高中物理力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用

高中物理力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用在給學(xué)生以實(shí)際應(yīng)用啟示和指導(dǎo)的同時(shí)，通過生動(dòng)形象的實(shí)例，使學(xué)生更好地理解和領(lǐng)會(huì)理論知識(shí)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)具有十分重要的意義。在課堂上，物理教師可以通過舉一些日常生活中常見的例子，讓學(xué)生在生活實(shí)踐中了解物理學(xué)科的應(yīng)用，并在實(shí)際解決問題中培養(yǎng)和提高學(xué)生的能力。

首先，物理力學(xué)的知識(shí)經(jīng)常被用于工程設(shè)計(jì)中。例如，建筑師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為了設(shè)計(jì)出安全穩(wěn)定的建筑，需要考慮到建筑所受各種力的大小和方向，從而設(shè)計(jì)出較為安全穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)。通過學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)，可以讓學(xué)生了解建筑物的荷載計(jì)算、支撐結(jié)構(gòu)、材料選用等方面的原理，從而設(shè)計(jì)出更加合適的建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為將來大學(xué)力學(xué)的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。同理，物理力學(xué)的知識(shí)也是機(jī)器制造與生產(chǎn)領(lǐng)域中必不可少的。工程師需要了解各種力的影響，以便設(shè)計(jì)出更安全、更高效的機(jī)器。

其次，物理力學(xué)的知識(shí)也可以用于解決實(shí)際生活中的一些問題。例如，汽車的制動(dòng)距離是一個(gè)很重要的問題，物理力學(xué)知識(shí)可以幫助我們計(jì)算制動(dòng)距離和制動(dòng)力。在傳授力學(xué)知識(shí)的同時(shí)，可以讓學(xué)生了解汽車的制動(dòng)、加速、慣性等原理，從而更好地控制車輛，降低事故發(fā)生的概率。同時(shí)，還可以將汽車的空氣動(dòng)力學(xué)、碰撞力學(xué)等內(nèi)容引入教學(xué)中，教育學(xué)生正確使用安全氣囊、安全帶等設(shè)備。此外，在運(yùn)動(dòng)和健身領(lǐng)域中，物理力學(xué)的知識(shí)也得到了應(yīng)用。了解物體的質(zhì)量、加速度和作用力等物理量，可以幫助我們更好地掌握運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而更加科學(xué)地進(jìn)行訓(xùn)練和鍛煉。

最后，在科技領(lǐng)域中，物理力學(xué)也有廣泛應(yīng)用。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和研發(fā)需要物理力學(xué)知識(shí)，以了解燃料燃燒的過程以及如何提高燃燒效率。衛(wèi)星的設(shè)計(jì)和發(fā)射也需要物理力學(xué)的知識(shí)，以確定衛(wèi)星的軌道和速度，并確保衛(wèi)星可以穩(wěn)定地運(yùn)行。

總之，高中物理力學(xué)不僅僅是一門科學(xué)知識(shí)，更具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。了解物理力學(xué)的基本原理和實(shí)際應(yīng)用，可以幫助我們更好地應(yīng)對(duì)工作和生活中出現(xiàn)的各種問題。因此，高中物理教學(xué)應(yīng)注重知識(shí)點(diǎn)在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提升學(xué)生對(duì)物理的興趣和探究欲，讓學(xué)生自發(fā)地認(rèn)真學(xué)習(xí)物理力學(xué)的知識(shí)，不斷深入理解其應(yīng)用價(jià)值。

三、拓寬高中物理力學(xué)的教學(xué)方法

我們正處于一個(gè)社會(huì)飛速發(fā)展的時(shí)代，高中教育也在不斷的進(jìn)行實(shí)踐與創(chuàng)新，而社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力來源于不斷開拓進(jìn)取的創(chuàng)新型人才，社會(huì)發(fā)展速度的日益提升，也對(duì)人才的要求做出了顯著的提高。作為專門培養(yǎng)人才的行業(yè)，教育必須緊跟時(shí)代腳步，利用好一切有助于培養(yǎng)人才的資源與手段，為社會(huì)的發(fā)展提供源源不斷的人才。［3］

教學(xué)信息化的必要手段之一，就是拓寬高中物理力學(xué)教學(xué)方法。傳統(tǒng)的授課方法往往以教師面授，以口頭輸出配合紙質(zhì)書本為主，互動(dòng)不足，缺乏實(shí)踐，會(huì)給學(xué)生帶來一定的空洞與困惑。因此，拓寬教學(xué)方式、創(chuàng)新教學(xué)方法變得十分重要，其目的就是為了使學(xué)生更好地理解和掌握一些較為抽象的知識(shí)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和普及，物理課堂教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)新形勢(shì)，把握時(shí)代脈搏。例如，通過網(wǎng)絡(luò)、多媒體等工具，讓學(xué)生靈活使用科技手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、操作等活動(dòng)，從根本上提高教學(xué)效果。［2］?此外，還可以拓寬課程，進(jìn)行多元課程合作或跨學(xué)科教學(xué)，用物理學(xué)的視角看待一個(gè)具象的問題，建立跨學(xué)科視角的題目，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，教師需要探索多種教學(xué)方法，在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行多元化探索。

物理的本質(zhì)是實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理定理的理解更深刻，加深印象的操作能力和科學(xué)思維能力。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量作用力，學(xué)生可以加深對(duì)作用力觀念的認(rèn)識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)牛頓定律進(jìn)行探究，學(xué)生可以加深對(duì)牛頓定律的認(rèn)識(shí)。

首先，以實(shí)踐為主，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。物理的本質(zhì)是通過實(shí)驗(yàn)反映的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和科學(xué)思維能力，幫助學(xué)生更深刻地理解物理定理，加深印象。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行力的測(cè)量，可以加深學(xué)生對(duì)力的概念的理解。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)現(xiàn)結(jié)果探索力學(xué)規(guī)律，加強(qiáng)學(xué)生的邏輯思考能力。

其次，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用訓(xùn)練，拓寬力學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。物理力學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用非常廣泛。例如，物理力學(xué)可以用于測(cè)量和控制機(jī)械和電子設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和力的轉(zhuǎn)化，也可以用于分析和研究自然界的運(yùn)動(dòng)和力學(xué)規(guī)律。因此，在教學(xué)中應(yīng)注重力學(xué)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用。我們可以通過模擬練習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)行力學(xué)問題的仿真操作，熟練掌握力學(xué)方程的應(yīng)用。可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)小型力學(xué)實(shí)驗(yàn)，并利用力學(xué)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握。［4］

最后，采用鼓勵(lì)學(xué)生參與到教學(xué)過程的互動(dòng)式教學(xué)方式。物理教師可以通過問答、思考、提問等方式，讓學(xué)生積極參與到課堂探討中來，形成互動(dòng)課堂氛圍。同時(shí)，教師可以通過讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題和獨(dú)立解決問題提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。通過互動(dòng)式教學(xué)方法，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同理，物理教師應(yīng)該從內(nèi)容上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味，為學(xué)生提供有關(guān)物理知識(shí)的有趣新穎的活動(dòng)，如讓學(xué)生們了解關(guān)于物理知識(shí)的有趣故事，展開實(shí)踐、模擬、研究和研討，從而使物理課堂富有啟發(fā)性和創(chuàng)造性，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中親身參與，加深了印象，讓物理課堂變得更有趣。

綜上所述，高中物理力學(xué)教學(xué)應(yīng)采取多種多樣的教學(xué)方法，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)、力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用訓(xùn)練和互動(dòng)式的教學(xué)方法來拓寬教學(xué)手段，幫助學(xué)生理解掌握力學(xué)知識(shí)，提高其科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。高中物理力學(xué)教學(xué)的優(yōu)化和發(fā)展是一項(xiàng)長(zhǎng)期而煩瑣的任務(wù)，需要教師和學(xué)者們的努力和探索。只有貼近學(xué)生實(shí)際需求，注重實(shí)際應(yīng)用，拓寬教學(xué)手段模式，才能讓力學(xué)教學(xué)更為優(yōu)化和多元化。同時(shí)，學(xué)生也要通過自己的努力和探究，推動(dòng)力學(xué)教學(xué)的不斷發(fā)展。

早期的物理教學(xué)中，物理教師會(huì)在教學(xué)過程中作圖，并制作一些教具來輔助教學(xué)。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)走進(jìn)課堂，許多物理教師會(huì)選擇電腦軟件來進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的力學(xué)動(dòng)態(tài)演示和播放導(dǎo)學(xué)視頻，例如PPT和Flash等。PPT和Flash作為最早被引入物理課堂的軟件，其實(shí)用性和有效性是值得肯定的。PPT的展示功能使得教師能夠把教學(xué)中的較難用語言和文字描述的部分通過圖片或視頻進(jìn)行展示;Flash則可以用來制作一些演示動(dòng)畫。這些都只能體現(xiàn)物理現(xiàn)象的表象，而關(guān)鍵的物理量變化趨勢(shì)和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理沒有體現(xiàn)出來。現(xiàn)階段引入了Matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但是Matlab的圖像功能并不占優(yōu)勢(shì)。因此，又提出可以通過Adams軟件作為信息化教學(xué)的輔助手段，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)工具和儀器作為補(bǔ)充。Adams作為目前最為出色的動(dòng)力學(xué)模擬仿真軟件，不僅有強(qiáng)大的模擬仿真能力，而且兼顧了演示功能以及數(shù)據(jù)處理能力，在建模和仿真工作完成以后，能夠生成類似于Flash的動(dòng)畫演示視頻，又能將各個(gè)物理量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)以圖表的方式呈現(xiàn)。在較為發(fā)達(dá)地區(qū)（如我國東部沿海城市）的一些學(xué)校中，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也會(huì)應(yīng)用到DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。總而言之，當(dāng)今乃至今后的物理教學(xué)將是現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)相結(jié)合的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳磊.例談高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)［J］.高考，2021（35）：1718.

［2］鄒圣云.可視化手段融合科學(xué)思維助力磁場(chǎng)概念建構(gòu)［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2021，50（33）：4446.

［3］魏超.建構(gòu)主義知識(shí)觀對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的啟示［J］.公關(guān)世界，2021（19）：104105.

［4］吳昭琪.探究初中物理教學(xué)如何利用思維可視化培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力［J］.考試周刊，2021（91）：115117.

作者簡(jiǎn)介：禚昌金（1981—?），男，漢族，山東郯城人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：高中物理教學(xué)。