物理学习难度的原因分析 | 如何有效克服物理学习难题

(一)物理课程的自身特点是造成“难学”的原因之一

物理学把整个自然界作为研究对象,以基本概念为基石,以基本规律为核心,以基本思维方法和理念为纽带,构成物理学的课程特点。学好物理必须掌握基本概念、基本规律、科学思维和解决问题的方法。同时还必须具有良好的数学思维和数学知识。对这些方面的要求,以及物理课程本身的抽象性、复杂性,增加了物理学习的难度。

在思维方法上,要求学生具有较强的形象思维和抽象思维能力。比如学生刚进高一就开始要学习的弹力、摩擦力,不但要求学生能在脑海里形成空间上的形象图景,又要从众多现象中抽象出力的作用点、方向、大小、产生条件等这样的抽象思维。

在内容及要求上,改革开放以来的历次课程改革中,高中物理课程的内容和要求没有从根本上进行减负,力、热、电、光、原五大板块的知识结构也没有发生根本性变化。相反,在新一轮的基础教育课程改革中,按照《普通高中物理课程标准(实验)》,对高中物理课程体系进行了重新架构,高中物理设为必修与选修两大板块,必修分为必修1和2,选修分为三个系列,按照模块方式呈现,增加了科学探究的要求。与之相配套的物理教材不仅没有降低难度,相反打破了物理学科自身的体系,使高中物理更难教更难学,教材内容更多、更深、更广,在有限的教学时间内难以完成。课程结构和内容体系在最近修订版的物理课程标准中有所改进和完善。同时,也与时俱进,加强了学科课程内容与社会、科技、生活、生产等的广泛联系,使得教材内容更多更丰富。这是高中教师的普遍反映,是不可忽视的物理难学的原因之一。

(二)物理学科的初高中台阶过高是造成物理难学的原因之一

现行的高中《物理》(实验),与初中物理相比,有其以下显著特点：

一是从直观到抽象的变化：如物体——质点,实际情况——理想情况。涉及到的内容逐渐从直观走向抽象,需要经过抽象思维进行认识和加工。归纳与总结、抽象与概括、演绎与推理、分析与综合将逐渐成为物理学习的主要思维形式。

二是从单一到复杂的变化：如二力平衡——多力平衡,平面受力——空间受力,匀速运动——抛体运动、圆周运动、简谐运动,以及由一维到二维、三维等的变化。

三是从标量到矢量的变化：算术运算(加减法)——代数运算(正负号引入)——几何运算(平行四边形定则、三角形法则)。

例如:速度具有方向。在初中接触的速度是表示运动快慢的,既然是快慢,那何来方向呢?另外,在初中掌握的知识越是牢固,到高中越是难以改变对其认识。有的老师会反问学生：难道运动没有方向吗?而学生则理所当然地以快慢来应对。问题出现在哪里呢?其实,在初中教速度的概念时,只是强调物体位置发生了变化,而如何变化的,则认识得十分粗浅。到了高中,对概念的要求精准了,既要考虑位置变化的大小,还要考虑位置变化的方向。但学生已经建立的认知结构常常牢不可破,这就需要我们用更强的信号去刺激其神经系统。若是在初中教学中能留下一些空白,效果或许会好很多。

这些特点,反映出初中与高中物理之间的较高台阶,学生进入高中后马上面临着不适应,这是造成物理难学的一个原因。

四是从浅显到严谨、从定性到定量的变化。初中物理教材的文字叙述通俗易懂,语法结构简单。所叙述的物理现象与日常生活联系紧密且比较容易认知,与学生日常生活的感受或体验绝大部分是吻合的、一致的,其规律不是特别复杂,运用的数学知识基本上是四则运算,物理公式及其参量也较少,实验原理简单,易于操作。目前中考的物理试题也较容易,因此,学生对初中物理并不感到太难。

高中物理每节的内容较多,语言叙述较为严谨、简练,叙述方式较为抽象、概括,理论性较强;描述方式较多,有文字法、公式法、图像法,表格法等,它们互相补充,互相完善;对同一物理现象或规律从多侧面观察它、研究它;对学生的思维能力和认知方式的要求也有较大地提高。总之,高中物理的专业味较浓。事实上也可以这样说,初中物理是物理学的引线(或常识),高中物理才是物理学的入门。由于高一学生的阅读理解、逻辑思维、推理判断、分析综合、比较鉴别、抽象概括、归纳演绎、空间想象、灵活应用等能力都还没有很好地形成,此时,思维方式的突然提高,再加之从物理学的知识体系来看,又不得不将力、热、电、光、原这五部分内容中最难的力学部分放在高一起始阶段,就必然会给学生的学习带来困难,造成障碍。(www.xing528.com)

(三)学生学习方法上的极不适应是造成难学的重要原因

初中物理涉及的问题简单,现象直观、生动、具体、形象,容易理解,篇幅少,概念、公式少,容易记住,加之题型简单,计算要求低,因此,初中学生的学习方法比较机械、简单。学生习惯于死记硬背,不习惯于推理、归纳、论证;习惯于简单计算,不习惯于复杂计算(如万有引力、人造卫星等题目);习惯于模仿,不习惯于创新;习惯于课堂合唱,不习惯于独立思考。进入高中后,由于概念、规律、现象、公式多,表述方式多,进度快,方法灵活,题型花样多,加之科目多,如果继续模仿初中那种以机械记忆、简单理解为主的学习方法,显然是事倍功半的。

在自主学习、独立思考的习惯还未养成的情况下,学生学习中被动应付,一切都听从老师的安排或要求,老师未做要求的,自己不能主动地探究式学习,满足于预习、听课、记笔记、做作业,缺乏独立思考的习惯,尚未形成自学能力,这些也是造成物理难学的关键原因。因此,从高一入校开始,教师就应尽最大努力培养学生的物理学习方法和学习习惯,并将学习方法的完善和提高贯穿于整个高中阶段。

例1:关于g的问题。在刚入高中的学生看来,那只是一个简单的换算单位而已,是没有任何内涵的。初中老师说得很明白：你要将质量换算成力,那乘9.8就好了,对应一个单位牛顿/千克,在学生看来多么完美。然而当走进运动学之后,学生惊奇地发现,自由下落的加速度也是9.8,但是单位却成了米每二次方秒。直到学了牛顿第二定律之后,这一谜底才算解开。其实,在初中,对物理有兴趣的学生是完全可以进一步探求这一部分内容,得到更深层次的解答的。然而没有,实在可惜。

例2:在高二学习恒定电流的时候,有例题是研究电表的改装问题。将电流表改装成大量程电流表时,学生对于要并联上一个电阻的解决方法是无论如何理解不了的。到后来找原因,原来初中的电流表都是无阻的。老师并不讲是因为电流表的内阻很小被忽略了,而是直接告诉学生：与电流表并联的电器统统被其短路掉了。既然被短路掉了,那并联当然没有任何的意义。

(四)数理不匹配,数学知识的应用能力较差也是造成难学的原因之一

高一物理的力学部分所用的数学知识,远比初中物理所用的四则运算复杂得多。力的分解与合成中的三角知识、直线运动中的二次方程以及根的合理性的判别、万有引力与人造卫星问题中的幂的运算、简单的极值运算等,特别是部分学生对直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的边角关系还弄不清楚,其实质是学生没有掌握这部分数学知识,必然导致将数学知识应用到物理中的数理结合能力差。所以,从某种意义讲,高一物理难学,难在数学知识不够用。

(五)学生日常生活经验的负反馈是造成难学的一个原因

学生在十几年的成长与生活过程中,接触、感受到了许多物理学的现象,特别是力学和电学现象。而在初中阶段,如杠杆原理、浮力问题、电灯及照明电路等,与他们的生活感受及生活经验绝大部分是吻合的、一致的。因此,他们更多时候凭直观感受或主观想象,在解题时能猜中部分正确的结论。而高中所涉及的物理知识逐渐精确,更本质、抽象,并且许多时候学生的生活经验或者潜意识中存在的一些比较根深蒂固的观点与实际的物理规律相矛盾,对物理学习起到干扰作用。如对力的认识,学生认为有力物体就运动,没有力物体就静止;在力的分解中,学生常常认为系电灯的绳或电线的拉力大小与绳或电线的长度有关;在抛体运动中,他们认为将两叠加体竖直向上抛出后,二者之间仍有弹力;他们认为平抛物体的飞行时间,随平抛的初速度的增大而增大……诸如此类现象在力学中表现得最为突出。如果这些想当然的错误不能得到及时纠正与澄清,便会导致其不断出现,这对学生学习物理时本来就十分脆弱的信心更是雪上加霜。

(六)应试教育的影响是造成高中物理难学的重要原因之一

功利化的社会大环境使学校教育教学活动变得也很功利,学校的评价只见成绩不见人,教一个学期就只关心一个学期的成绩,至于学生未来的可持续性发展常不在学校和教师的关注之内。其原因不是一个简单的教育教学问题,而是一个深层次的社会问题。教育是一个慢的艺术,教育教学的效果不能简单地用当下的学业成绩来衡量,教育教学应该为学生一生的生活幸福奠基。

在应试教育大背景和片面的教育评价机制驱使下,有的高中教师不基于课程标准教学,随意抬高教学要求,加量加时加要求,从高一开始就按照高考要求组织教学,违背学生认知发展和思维发展规律,拔苗助长,损害了学生学习物理的积极性。这也是造成物理难学的一个重要原因。