沈小雄

摘 要：對(duì)于剛升入高中的學(xué)生來(lái)說(shuō)，物理的學(xué)習(xí)總有一些與初中時(shí)不同的方法。那么如何適應(yīng)高中物理的學(xué)習(xí)？通過(guò)總結(jié)提出了解決此困惑的方法。

關(guān)鍵詞：高一物理；教學(xué)困惑；理想化模型；數(shù)學(xué)方法

每隔兩年接到高一物理教學(xué)的任務(wù)，看到一張張求知若渴而又稚嫩的臉龐，我禁不住又心生困惑，這是從初中到高中的物理教學(xué)中的困惑。我想，高一學(xué)生的記憶力、接受能力、智力的成長(zhǎng)已到人生的高點(diǎn)。但是，當(dāng)他們學(xué)習(xí)高中物理開(kāi)篇第一章運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)（四川使用教科版），總有一道坎擺在面前。下面是我總結(jié)的剛進(jìn)高一的學(xué)生學(xué)習(xí)物理不得不面臨的三道坎。

一、正確理解物理模型

學(xué)習(xí)物理，描述物體的運(yùn)動(dòng)，首先要建立模型，而且是“理想化”的模型。高中階段習(xí)題中要解決的問(wèn)題，給出的條件大多是主要的，忽略了很多次要的因素，建立物理模型就成為可能。比如質(zhì)點(diǎn)的建立，在我們研究的問(wèn)題中，研究對(duì)象的形狀、大小對(duì)于所研究的問(wèn)題可以忽略不計(jì)時(shí)，這個(gè)物體才能被看作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)是不存在的，是一種理想化的模型。對(duì)于這種教科書(shū)式的敘述，大多數(shù)學(xué)生開(kāi)始是茫然的。理想的，就是假想的？老師可以列舉大量的例子通俗地講解給學(xué)生。跳水是人們喜歡觀看的比賽項(xiàng)目，稱為一秒鐘的藝術(shù)。在遠(yuǎn)處的觀眾看來(lái)，跳水運(yùn)動(dòng)員身體的每部分運(yùn)動(dòng)都一樣（忽視了運(yùn)動(dòng)員體型大?。?dāng)然可以用一個(gè)點(diǎn)來(lái)替代身體的每部分的運(yùn)動(dòng)情況，這時(shí)運(yùn)動(dòng)員能被看作質(zhì)點(diǎn)，人們看到的是一個(gè)“點(diǎn)”豎直下落的情形。而近處的裁判員觀察的是運(yùn)動(dòng)員的頭、四肢、軀干的動(dòng)作，轉(zhuǎn)體、翻滾等。身體的每部分運(yùn)動(dòng)情形都不一樣，不能用一個(gè)點(diǎn)來(lái)替代身體的每部分運(yùn)動(dòng)，也就不能被看作質(zhì)點(diǎn)。再如，做拋體運(yùn)動(dòng)的小球，因?yàn)槭恰靶　鼻?，體積可以忽略不計(jì)，空氣的阻力比其重力來(lái)說(shuō)也可以忽略不計(jì)，它就只受重力的作用。所以，小球在空氣中做拋體運(yùn)動(dòng)也是一個(gè)“理想化”的模型。一個(gè)物體能被看作質(zhì)點(diǎn)時(shí)，就意味著很多次要的因素被忽略掉，這就是所謂的理想化的模型，絕不是憑空想象。高中物理，要建立大量的物理模型，除了“質(zhì)點(diǎn)”以外，“單擺”“理想氣體”“點(diǎn)電荷”“核式結(jié)構(gòu)”等都是理想模型，還有大量的理想化過(guò)程，如“勻速直線運(yùn)動(dòng)”“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”“自由落體運(yùn)動(dòng)”“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”等。高一學(xué)生要真正的理解掌握，需要有一個(gè)沉淀消化的過(guò)程，長(zhǎng)的可貫穿整個(gè)第一學(xué)期。

二、函數(shù)應(yīng)用，公式看成函數(shù)

初中物理對(duì)于物理現(xiàn)象的解釋，物理量與物理量之間的關(guān)系描述，由于數(shù)學(xué)知識(shí)的局限，只能定性描述。剛進(jìn)入高中，學(xué)生還停留在只看書(shū)本、黑板上的文字，死記硬背讀望天書(shū)。有的學(xué)生手拿物理公式小本本成天背誦，像在背誦語(yǔ)文段落，公式一旦變換，就以為是另一個(gè)公式，至于圖象就更無(wú)從談起。造成這種現(xiàn)象的原因老師們都知道——數(shù)學(xué)知識(shí)跟不上。而高一物理第一章運(yùn)動(dòng)學(xué)恰恰涉及初等函數(shù)中的一次函數(shù)及其圖像。從初三到高一的物理學(xué)習(xí)就是從定性描述到定量計(jì)算的過(guò)度。比如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的速度公式：vt=v0+at在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中初速度v0和加速度a都是不變的定值，瞬時(shí)速度vt和時(shí)間t是一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)一個(gè)瞬時(shí)速度，v-t圖像，形象地反映了兩者之間的關(guān)系。圖中直線的斜率就是它的加速度，斜率的正負(fù)代表著加速度的正負(fù)，它又是由直線的傾斜角的正切值決定。上述中涉及的一次函數(shù)、變量、斜率、傾斜角正切值的正負(fù)以及圖線在Ⅰ象限表示速度為正方向，在Ⅳ象限表示速度為負(fù)方向等概念，高一學(xué)生還較為陌生，正等著數(shù)學(xué)老師幾個(gè)月后慢慢道來(lái)。有的物理老師這時(shí)候零星點(diǎn)滴地突擊一下相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，如正比例函數(shù)、一次函數(shù)的圖像、斜率、傾斜角以及三角函數(shù)的計(jì)算。但是，數(shù)學(xué)是數(shù)的關(guān)系，而物理公式是物理量的關(guān)系式，物理量是數(shù)字后帶有單位的，有具體的物理含義，都是全新的東西。這些對(duì)于教書(shū)久了的老師來(lái)說(shuō)，很簡(jiǎn)單很自然，學(xué)生卻要花很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)消化、沉淀、認(rèn)識(shí)，以致于掌握應(yīng)用。

三、從定性描述到定量計(jì)算

我們都知道，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象總是有一定的條件，條件變了，哪怕是一個(gè)條件變了，其結(jié)果也會(huì)變。這里面當(dāng)然有函數(shù)的影子。高一物理選擇題中的基礎(chǔ)題，有的每個(gè)選項(xiàng)就是一道判斷題。如關(guān)于加速度的說(shuō)法，四個(gè)選項(xiàng)：

（1）速度變化量越小，加速度就越小。

（2）速度變化所用時(shí)間越短，加速度一定越大。

（3）速度很大時(shí)，加速度一定大。

（4）加速度大小不斷變小，速度大小不一定變小。

（1）中的判斷，由a=可知，a、Δv、Δt三個(gè)變量，在時(shí)間Δt不確定的情況下，速度變化量Δv和加速度a的正比例函數(shù)關(guān)系不成立，可判斷（1）錯(cuò)，而不用像初中時(shí)那樣死記硬背，這三個(gè)變量之間的兩兩關(guān)系有好幾種，用文字?jǐn)⑹鎏爆崱Ｍ砜膳袛啵?）錯(cuò)。（3）可由加速度的定義式：a=分析判斷，在t不確定的前提下，a和vt的函數(shù)關(guān)系也不成立，（3）錯(cuò)。（4）同樣可由a=知，a和vt在t不確定的情況下，函數(shù)關(guān)系不成立，加速度a變小，速度vt有多種可能，不一定變小，故（4）正確。這其實(shí)運(yùn)用了數(shù)學(xué)的一次函數(shù)的知識(shí)，每當(dāng)講到這些時(shí)，學(xué)生一遍茫然，更不要說(shuō)式中有三個(gè)變量時(shí)，要用到以后的控制變量法。此處應(yīng)該是控制變量法應(yīng)用的前奏。我的方法是多講多練習(xí)，給學(xué)生強(qiáng)行灌輸函數(shù)思想，以提升學(xué)生對(duì)物理量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。這是迫不得已的法子，想必這不是我一個(gè)人所為。

上述的點(diǎn)點(diǎn)滴滴是我這么多年來(lái)每次教到高一物理時(shí)的體會(huì)和心得，因?yàn)榭傁胱寣W(xué)生順利地完成從初中到高中的角色轉(zhuǎn)變，結(jié)果總是不是想的那么好、那么順，久而久之反倒成了我的困惑?；蚨嗷蛏伲瑒e的物理老師也有一些同感吧？雖然這些對(duì)于重點(diǎn)學(xué)校的師生不算什么，但對(duì)于大多數(shù)學(xué)校的師生來(lái)說(shuō)，是個(gè)不可回避的問(wèn)題。物理教材章節(jié)順序的安排，數(shù)學(xué)知識(shí)的跟進(jìn)，應(yīng)該引起大家的注意。畢竟，高中物理需要數(shù)學(xué)知識(shí)的服務(wù)。

？誗編輯 韓 曉