高一物理学习困难的成因及教学策略

1、高一物理学习困难的成因及教学策略浙江省春晖中学 潘守理（312353）高一物理难教难学一直是困扰师生而又必须面对的一个现实问题。其成因是多方面的，既有初高中物理知识的台阶问题，又有学生的认知心理障碍问题，还有教师的教学方法问题以及市场上教辅资料泛滥误导问题等等。本文试图通过对上述前二个方面的分析研究，结合相关的教育教学理论的指导，探求解决这一问题的一些教学策略。一.高一物理前三章知识点与初中相关知识的对比。高一物理学习的困难，首先发生在前面三章，下表列出了学生最感困难的12个知识点的初高中对照情况。（注1）知识点初中要求高中要求高中教学的难点1、弹力知道弹力是由于物体弹性形变引起的弹力与形变成

2、正比理解弹力的方向与接触面垂直，会判断弹力方向;能从二力平衡的角度推出弹力的大小从形象（弹簧的形变，网球拍的形变）到抽象（斜面对物体的弹力），以及如图所示A、B点弹力方向的判断。 图12、摩擦力体验到它的存在掌握滑动摩擦力f=uN的计算;理解摩擦力的方向与相对运动或相对趋势相反摩擦力方向判定;用假设法推断静摩擦力的大小和方向3、共点力的合力会计算在同一直线上二力的合力应用平行四边形法则求互成角度的二力之合力从代数运算到矢量运算，从求二个力合力到二个以上力的合力，多边形法则或正交分解法4、力的分解无能根据力的实际效果把一个力分解成二个分力等效替代思想;由于合力、分力大小方向的多因素性造成的多解性

3、5、速度知道速度是物体运动快慢的程度速度v=路程S/时间t理解速度是矢量v=位移S/时间t理解平均速度和瞬时速度速度的矢量概念;瞬时速度概念;平均速度不等于算术平均6、加速度无理解a=v/t 定义式;a的物理意义加速度概念的理解;加速度的矢量性;a=v/t及其变式的应用7、物体受力分析会分析二个以下常见力的受力情况能分析受力情况，会用隔离法和整体法分析物体受力情况研究对象合理选取，正确的受力分析8、测量工具使用刻度尺（不要求估读）;钟表掌握刻度式测量仪器的估读规则和游标卡尺使用游标卡尺原理及正确读数9、牛顿第二定律无理解加速度与合外力的因果关系，a与F合的同体性、同时性、同向性是由F合与m共同

4、决定的 F合 1/m10、牛顿定律的应用无能正确选定研究对象;进行受力分析和运动状态分析，以a为纽带,由已知量求出知量受力分析，运动状态变化分析以及各物理之间的内在逻辑关系11、失重与超重无理解加速运动系统中物体对支承物的压力，拉力随a变化能正确隔离物体，运用牛二牛三定律判断和计算12、匀加速直线运动中a的测定无能利用a=S/T2测出a;利用v-t图象斜率求a逐差法应用;运用瞬时速度Vn=（Sn+1-Sn-1）/2T公式求Vn 由上表可见,从初中自然科学中零星的物理知识到高中相对完备的物理学科体系,是从具象到抽象,从感性到理性,从定性到定量的转变.其台阶不可谓不高.二.认知心理障碍及不良学习习

5、惯高一学生学习物理的困难除了初高中知识台阶以外，还有相当多的是由于认知心理障碍以及不良习惯引起的，如同医生看病，只有切准病情，才能对诊下药。1、心理落差。在我国现行的教育体系下高中学生绝大部分是通过中考“选拔”“高中物理很难学”，而形成一定的物理学习心理碍障的约占50%以上。居高不下的初高中物理知识台阶和明显的心理落差的双重作用是造成认知心理障碍的重要原因。怪不得高一学生开学时满怀信心地抱着满脸热情来学物理，一个月以后便开始觉得物理很难，一学期以后对物理丧失了兴趣和信心，一学年后讨厌甚至放弃了物理，决心去读文科班。2、思维定势。思维定势是一种普通的心理现象，其本质是由于我们经常接某一思维方式处

6、理而形成的思维习惯.思维定势有正负之分，思维定势的正面作用可以提高人们思维的速度，人的成熟过程正是不断积累正确的思维图式的过程。如数字运算中先乘除后加减的思维定势帮助提高了运算速度。物体浸入液体就会受到浮力，这种思维定势可以使学生在受力分析时不致于遗漏浮力。但思维定势的负面作用也是造成物理学习的心理障碍之一。由于前摄知识引起的思维定势。如速度的概念，从小学的数学到初中的自然，都是表示物体运动快慢的量，路程除以时间就是速度。到高中，速度既有大小还有方向，既有平均速度还有瞬时速度，不是一下子能接受，即使表面上接受骨子里还是没有接受，在一定情境下，“狐狸尾巴”总是要露出来的，有多少次只考虑速度大小“

7、忘记”了速度的方向，有多少次不认为速度方向改变也表示速度改变。可谓根深蒂固。如图2所示，在小车静止或者匀速直线运动的情况下，求细杆对小球的作用力方向。由于受初中<<自然>>中杆子作用一定沿杆方向的思维定势影响，作出了图中的受力情况，但又陷入了“为什么小球受力得不到平衡”的苦恼不解之中。日常直觉经验产生的思维定势。学生在日常生活中熟悉了许多物理现象，有些是他们学习物理必不可少的经验，如在空中释放重物会自由落下，上抛物体上升到最高点后又落回原点，木块在桌面上运动一段距离停下来是因为摩察力的作用等等。但有不少思维定势使一些表象的非本质的因素干扰了物理本质，给正确的物理概念的学

8、习带来不小的障碍。如重的物体下落比轻的物体快；摩擦力总是阻碍物体运动的;拔河时胜方的拉力一定比败方大等等。学习情景的负迁移所造成的思维定势。在物理原理相同的情况下，由于原有物理情景的习惯思维使新情景下的思维“误入歧途”。例2：如图3，质量为m的物体通过细线置于倾角为530的光滑斜面上，斜面与物体置于一小车内，当小车以a=g的加速度向右运动时，求细绳对物体m的拉力有多大？错解：如图4，Tcos530=ma，T=ma/cos530=mg/0.6=5/3 mg 正解：小车加速度从小到大，物体是否会离开斜面？设即将离开斜面的加速度为a。Tcos530=ma Tsin530=mg a0=gctn530=

9、3/4 g当a=g>a0时，物体已“飞离”斜面，设此时细线与竖直方向的夹角为，如图5T=，细绳与竖直方向夹角为=4503、不良习惯。习惯是“经过反复练习逐步养成的不需要去努力和监督的自动化行为模式。”（注2）习惯有优劣之分。影响学生学习物理的不良习惯主要有以下几种：不愿预复习的习惯：绝大多数同学认为预复习是浪费时间，据我们调查，只有30%左右的同学凭兴致（如某一插图、某一标题）偶尔预习一下，至于课后，基本上就是习惯于做题，在他们看来做题似乎就是学习的同义词。上课不记笔记的习惯：他们认为记笔记会影响听课效果，只有20%学生偶尔在书上某个角落记一些东西。浅尝辄止的习惯:在目前市场上教辅书籍满

10、天飞，题海泛滥成灾的情况下，学生的大量时间化在草率地解题上，思维只停留在表层上，缺乏深入思考是统病，而物理恰恰需要深入的思考。只有想穿了的概念才会成为头脑中“观念”，只有把一个问题想通了，才能举一反三，一通百通。缺乏思考而形成盲目套用公式的情况比比皆是。例：一作匀减速运动的物体，初速度V0=30m/s，加速度a=-2m/s2,求20S内物体前进的距离。错解：S=V0t-30×20-200(m)正解：物体运动时间t=S=V0t-30×15-(m)错解的关键在于缺乏思考。三.教学策略举偶面对高一物理教学的现实，以及全国上下一片“减负的呼声,降低难度，落实概念，重抓基础才是当前物

11、理教学明智的选择.降低难度，就是要以本为本，以纲为纲，慎重选择例题和练习，特别要指导学生选好适合初学者的教辅书，防止高一教学高三化，做所谓的高考试题“链接”.考试应努力让90%以上学生能够在及格以上，让20%以上学生在90分以上，使他们在成功的愉悦中增强自信心和学习物理的兴趣。同时要不断地用现代教育理论指导教学实践，寻求教学策略,以提高教学实效。1、精细策略的运用.”精细策略是指教学者利用表象、意义联系或人为联想等方法对学习材料精心加工，以使学习者增加理解与记忆的策略。”教师备课的关键在于备好细节，组织好学习材料.某种程度上“细节决定成败”，。初学者在受力分析时往往会有遗漏，多添以及次序不清情

12、况，如以“一重二弹三摩四它”这样简单的辅助词法加以指导，将深入人心，使他们受益非浅。摩擦力方向的判定历来是教学的难点。“摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势相反”,这是抽象的本质的说法，如果我们先用“让施力者看受力者的运动方向或运动趋势，摩擦力方向与其相反”，这样表象性的描述，让学生理解和掌握摩擦力方向判定的方法，效果更好。从速度到加速度是一个认知的飞跃.加速度逐渐减小的加速直线运动速度为什么还在增加，是学生难以理解的，我们以人在青春发育期的身高变化作类比，如某人从17岁到20岁的阶段，每年身高的增加量在减少，但身高还在不断增加，如果某年身高停止增加了，其身体即最高了。这样一比，速度，加速度的

13、问题就容易理解多了。如图6,我们把物体作圆周运动时，外界向物体提供的径向合力F外，与物体以V为线速度以R半径所需的向心力F向=mv2/R看成一对供需矛盾。当F外=mv2/R，供需平衡,物体在半径为R轨道上，以V为线速度作匀速圆周运动;如F外>mv2/R，供需失衡，物体向需求大的即R<R的轨道作近心运动;如F外<mv2/R,物体向需求小的即R>R的轨道作离心运动,这无疑给了学生一把分析圆周运动的钥匙，即使在以后分析人造卫星发射、变轨、定点时也会运用自如。把波动图象比喻成集体舞蹈的瞬间合照，把振动图象比喻成个人独舞的一段录像，对二种图象的区别和联系，比喻得入木三分。2、“先

14、行组织者”策略的运用.“先行组织者”是美国心理学家奥苏伯尔的一个重要概念,它是促进学习和防止干扰的一种教学策略，是“引用适当相关的和包摄性较广的，最清晰和最稳定的引导性材料，这种引导性材料就是所谓的先行组织者”。有时又称为“脚手架”。在力的合成和分解中，找出力三角形中的边角关系，往往是个难点。在此之前，可以提供一个平面几何中包摄性很强的基础性知识作“脚手架”，学生在解题会方便不少，如果平面中二角的对应边相互垂直，二角必相等如图6，oaAB，obAC,aob=在学习力的正交分解法之前，以解析几何中，平面直角坐标系上某点P的坐标（x,y）表示法和向量A可用期x轴、y轴的分量AX和Ay替代，无疑给学

15、生理解和掌握正交分解法作了很好的铺垫。开普勒行星第三定律是由大量观测数据总结的经验公式。它应该是推导和理解万有引力定律的“最清晰最稳定的引导性材料”，因为=常数，令T2=cr3,代入行星绕日运动向心力公式:F=,令,则F=,由于对于各行星C值都相等,所以是一个与行星无关而只与太阳有关的量.说明太阳作用于各个行星的吸引力与行星的质量成正比,与行星到太阳的距离的平方成反比.根据牛顿第三定律,若太阳以力F吸引行星,则行星也应以大小相等、方向相反的力F，吸引太阳,F，和F具有相同的性质,也与被吸引的物体(太阳)的质量M成正比,与其距离平方成反比,于是有:F，=,式中是一个与太阳无关只与行星有关的量.由

16、于F,=F,故有,由于只可能与太阳性质有关,只可能与行星性质有关,而二者却相等,这就说明它们与太阳和行星的性质都无关,可称G为一个与太阳和行星的性质无关的恒量,将代入得:平方,反比规律已显端倪,再介绍牛顿的”月地检验”,万有引力定律就顺理成章了。、已知合力与一个分力的大小方向求另一分力正交分解法理解核心知识:矢量的平行四边形定则知 识 与 能 力掌 握 基 本 工 具三角函数法 已知合力与一分力方向另一分力大小求二分力问 题 解 决相似三角形法已知合力与二分力方向求二分力图示与图象已知合力与二分力大小求二分力方向验证:力的平行四边形定则.过 程 与方 法力的合成与分解正确受力分析态度与情感探究

17、:菜刀上的力学知识等效思维方法设计方案:四两拨千斤应用数学工具解决物理问题的方法3、组织策略的运用：组织策略是对教学材料进行一定的归类、组合，以便于学习、理解的一种基本教学策略.组织策略对于一个单元乃至一个教学专题复习时特别适用。设计好组织结构图是组织策略运用的关键。如在<<力的合成与分解>>这个专题模块复习中，可列出如上组织结构图,这不仅仅是一个立体的丰满的教学目标体系,而且还可以给学生一个如何疏理知识，如何理清思路的范例。4、沟通策略的运用沟通是一种教学策略更是一门教学艺术。大到国际社会，小到家庭邻里、师生关系沟通往往能取得双赢。对教师而言，应察言观色，见微知著，当学生对某一节课，某一个习题出现认知障碍时需要沟通点拨;当学生因为考试的成败出现情绪波动时需要沟通;当师生之间产生某种隔阂时需要沟通;不良习惯的改正也要沟通引导。沟通的方式又可因人而异因事而异,个别谈话是沟通，集体谈话也是沟通，座谈式的对话是沟通，书面的通过作业附言或小纸条是沟通，电话短信、网上聊天也是沟通。沟