物理难学原因初探

发表时间:2021/4/16   来源:《中小学教育》2021年1月第2期(上)   作者:杜文革
[导读] 物理难学原因,生活经验的干扰,物理知识的抽象,物理问题转化为数学问题,

        杜文革
        贵州省思南中学  贵州省铜仁市 565113
        摘要:物理难学原因,生活经验的干扰,物理知识的抽象,物理问题转化为数学问题,
        传统的教学方法,物理解题方法。
        关键词:潜意识,透彻理解,解题方法。
        在高中课程中,没有哪一届学生不说物理难学,探讨其中的原因,对改进我们的物理教学,全面推进素质教育,提高教学质量将是大有帮助的。根据对学生的作业分析、询问学生学习物理的情况,以及自己在教学中的体会,我认为物理难学的原因如下:
        一、生活经验对物理知识的学习干扰较大。“有力作用,物体就运动,没有力作用,物体就静止”的错误观点影响了一千多年,直到伽利略才用实验事实将它推翻,学生学习时知道它的错误性,可一做题受潜意识的支配,常又回到亚里期多德的观点上;石头将鸡蛋打破,学生总觉得作用力大于反作用力,作用力先产生,反作用力后产生;波向前传播时,看到的是波形向前移动,却认为介质质点也随波一起向前迁移……。类似这些大量的生活经验,影响着学生对物理知识的准确无误的理解,也影响着学生对物理题的正确解答。当然,生活经验对物理知识的学习也有好处,就因为这样,学生不知如何是好。
        二、物理知识的理解难。物理中的概念,如加速度,记住其定义、意义、表达式不难,要理解却困难:需知道它的形成过程,它的定义是速度变化与时间的比值,不是增加的速度,需知道“速度变化快慢”的确切含义,先是速度要“变”(可变大,可变小),然后是“变”之中还有“快”、“慢”之分,即加速度不表示速度,不表示速度变化,而是表示速度 变化 快慢的物理量,需知道速度、速度变化及速度变化快慢的区别和联系,需能判断“速度大,加速度大”,“加速度越来越大,速度越来越大”等似是而非说法的对错,不能由加速度的表达式得出加速度与时间成反比的错误结论,等等。物理中的规律,如动量守恒定律的内容、数学表达式记住也容易,理解却较难:需知道它的成立条件是外力为零或外力远大于内力(这种情况学生是最难应用的),知道“外力”和“总动量”的确切含义,将“相互作用的物体”看作一个整体后所受的力即为“外力”,“总动量”是“相互作用的物体”的动量之和,是动量的矢量和,动量的合成,且物体动量是同一时刻对同一惯性参照系的,需知道它的适用范围等等。所以物理知识的理解是比较难的。冲量、场强、电势、磁感应强度、……,动量定理、动能定理、理想气体状态方程、楞次定律、……等等,要透彻理解,是需要学生经过多次反复思考及应用才能达到的,并且还要能灵活运用,那就更难了。
三、物理题的解答就更难。

首先,物理题目几乎是文字叙述,需要逐字、逐句进行分析阅读才能慢慢弄懂题意,而许多学生是读都难于读懂,特别是计算题,学生就更难读懂,阅读物理题目,不是学生语文程度好就能读懂,它是需要学生站在物理角度,学生难就难在从物理角度进行阅读;然后根据题目阅读,建立物理模型以及对物理过程进行分析,特别是分析物理过程,这可是学生的难点;再后是解题思路,也就是寻找解题途径,虽然对题目文字读懂,物理过程分析清楚,许多题目仍不清楚该用到哪些物理知识,从何处着手进行解答。比如2001年高考的最后一题:
一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的,在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底,在圆管内有一不漏气的活塞,它可沿圆管上下滑动,开始时,管内外水面相齐,且活塞恰好触及水面,如图所示,现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动,已知管筒半径r=0.100m,井的半径R=2r,水的密度ρ=1.00×103Kg/m3,大气压P0=1.00×103Pa,求活塞上升H=9.00m的过程中拉力F所做的功。(井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长,不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g=10m/s2)。
读题时应注意题中加横线的这些词,且应知道:“不漏气”指活塞上方的大气不能进入活塞下方,活塞下方的水不能进入活塞上方,“缓慢”意思是速度非常之小可认为为零,或活塞以非常之小的速度做匀速运动,即是说活塞每时每刻都处于平衡状态。“足够长”一是指井中始终有水,二是指管下端始终在水中,不离开水面,活塞在管内上升过程中始终不离开上端管口。“不计活塞质量”即活塞重力。“不计摩擦”即不考虑活塞和管壁间的摩擦力。这样才算读懂题目文字叙述。然后分析物理过程:活塞上升时,活塞与水间压强减小,在大气压作用下,管内水也跟着活塞缓慢上升,管外水则缓慢下降,活塞继续上升时,由于大气压只能支持10m高水柱,计算知,管外水下降2.5m,管内水上升7.5m时,管内外水面高度差即达10m,所以水跟活塞一起上升7.5m后,管内水面位置保持不变不再上升,只是活塞继续上升1.5m,该题物理过程学生常是分析不全面的,认为管外水面高度不变,或认为水会一直跟着活塞上升,最后是如何着手解答,虽说题意已清楚,但还不知如何解答:水上升过程中求力F做功,方法一是可由W=FScosα计算,由活塞平衡求出的力F是变力,需要换作F-S图象才可求解;方法二是对活塞由动能定理得总功等于零,其中水对活塞压力也为变力,同样需作F-S图象才可求出水的压力做功,从而求出力F做功;方法三是功可以和能量相联系,拉力做的功等于卷扬机减少的能量,等于水增加的机械能,而水的动能为零不发生改变,则力F做功等于水增加的重力势能,即求出水增加的势能就可求出力F做的功,水不上升时力F做功,由W=FScosα即可求出。
从上面的分析也可以看出,解答物理题的这三步曲,比起数学、化学中的解题三步曲可说是难多了,特别是题目阅读、分析物理过程。
四、学生的数学基础要求较高。物理和数学是关系极为密切的学科,物理学中的表达、推理和计算都要用到数学知识,可以说,离开了数学知识就没有今天的物理学。我们在解答物理题时,用到的数学知识也是相当多的,如:函数、函数极值、数学图象、三角、几何、解析几何、数列、……等等几乎用到高中的所有数学知识,并且其难度常常跟数学中的差不多,有时甚至会比数学中的还要难。
五、传统的教学也是导致物理难学的一个重要原因。现在的教学,几乎仍然是老师上课讲、学生听,有的甚至晚自习也讲,学生只能被动地接受知识,物理教学也是如此,学生每天就忙于听、忙于做作业,几乎没有让学生进行独立思考,这是造成“物理课好听,物理题难做”的根本原因。这样训练的学生,不具备提出、分析和解决物理问题的能力,不具备对付复杂多变的物理现象、物理习题的能力。而从高一到高三,这些能力的要求是逐步提高的,所以学生从高一到高三,感觉物理是越学越难学。特别到了高三,老师几乎也是采用题海战术对学生进行强化训练,就更不会让学生独立思考,学生就更觉得物理太难学了。
可见,物理学科由于自身的特点,就决定它是一门较难学的学科,再加上学生自己的主观因素,前几届学生的反面宣传,多方面的主、客观因素造成了物理是高中课程中最为难学的学科。
参考文献:
[1] 对中学物理“难学难教”现象分析[J]. 卫青山,尹雄杰.??物理通报.?2006(01)
[2] 学习困难研究综述[J]. 刘万玲.??教育探索.?2005(12)
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