孙恒芳谈高中物理学习方法..ppt

孙恒芳 中学物理特级教师 中国物理教育学会会员 中学物理教材编审委员会编审 中国教育学会专家团物理研究员 CCTV中学生频道物理特邀讲师 高中物理模型教学策略创立者 高考命题与备考策略研究专家 北京市重点高中物理教研组长 首都师范大学客座教授 参与考试说明研究与编写,教学特色- 复杂问题简单化 简单问题理性化 理性问题具体化 具体问题模型化 教学策略- 一题多思 一题多解 一题多变 一题多问 多题归一,孙恒芳,,2012年7月8日,漫谈高中物理 与高中物理学习方法,态度+勤奋+方法成功,高中物理将学什么,物理学习难在何处,如何学好高中物理,物理 物理课程 物理课改,问题一、关于物理,从人类了解自然、认识自然、利用自然的历史- 谈物理大厦的构建,物理一词的最先出自希腊文，原意是指自然。古时欧洲人称物理学为“自然哲学”。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。汉语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智的百科全书式著作物理小识。 在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用；借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。,“物理”二字出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。 中国古代的“物理”，应“古之欲明德于天下者，先治其国。欲治其国者，先齐其家，欲齐其家者，先修其身。欲修其身者，先正其心。欲正其心者，先诚其意。欲诚其意者，先致其知。致知在格物。”大学 “所谓致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而穷其理也。”补大学格物致知传 格物致知即物穷其理，是为物理学。理，泛指一切事物的道理。 【解释】：格：推究；致：求得。穷究事物原理，从而获得知识, 高中物理学科性质 物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。 -摘自“课标”,谁运动？（研究对象）,人类的认知规律：, ,运动：,由浅入深 由表及里,怎样运动？（描述：文字、物理量、图像）,为何会运动？（因果分析）,物理学科本质,第一层面: 物理是一门科学,第二层面: 物理是一种智慧,第三层面: 物理是一类文化,物理,学科内涵,物理课堂五大要素： 概念 规律 实验 模型 方法,概念：物理概念是从大量的物理现象和过程中抽象出来的,它更深刻地反映了事物的共同特征和本质属性,因此可以说,概念是浓缩了的知识点 。,物理概念,弄懂本质,明确引入,知道内涵与外延,了解联系与区别,形成概念体系,运用概念解释问题,为什么,相关概念间,运用联系与比较的观点,结合社会、技术、生活实际,物理规律：物理规律反映的是物理概念之间的联系，从这个意义上来说，物理规律是压缩了的知识链。,只有当学生能准确全面理解物理概念和物理规律后，才能 辨析似是而非的问题。只有这样，学生才能在高考中胸有 成竹地去解决所遇到的陌生问题。,物理规律,了解建立过程,掌握表述形式,理解相关物理量的意义,知道成立条件和适用范围,文字 公式 图象,推导 证明,实验：实验是形成物理概念，认识物理规律，构建物理模型的基础。,物理实验教学的意义 1实验教学能为学习物理概念与规律提供符合认识规律的环境 2实验教学能激发学生学习物理的兴趣与求知欲望 3实验教学是发展学生能力和技能的重要途径 4实验教学有利于使学生掌握科学研究方法 5实验教学有利于培养学生良好的科学作风和道德素养,中学物理实验课教学的主要内容及成功的关键,中学物理实验课 教学的主要内容,热学实验,光学实验,力学实验,静电学实验,电磁学实验,原子物理实验,模型：一种理想化的实物、状态或物理过程。,模型教学策略的研究模型概念,哲学理论告诉我们： 在影响事物存在的运动变化的各种因素中，必定有起支配作用的因素，暂时忽略次要因素，抓住主要因素，才能突出和发现事物的本质规律。 用理想化的观点和方法解决实际生活问题，就是要将复杂问题加以简化，建立起反应研究对象本质和规律的模型物理模型。,科学家利用物理模型研究物理： 教育家利用物理模型编拟试题。 因此，物理教学的核心问题就突出表现在由具体到抽象的“建模过程”和由抽象到具体的“物理模型运用”利用物理模型规律去分析和解决具体的实际问题。,模型教学策略的研究模型意义,方法： 解决问题的手段。,理想化的方法： 数学推理方法：函数、函数图象、极限 替代方法：近似替代(平均值)、极限替代 比值定义法 图象法： 实验验证法 外推法 实验分析法 矢量分解法 平行四边形法,等效替代法 假设法 反推法 理想实验法-“物理学中的福尔摩斯” 控制变量法 变量转换法(a-1/m) 整体法 隔离法 正交分解法(P76) 三力平衡三角形法 相似形法 (力的矢量图与几何图形),必修1中的“学科方法”,物理,学科内涵（物理五大要素）,物理方法： -解决问题的手段,状态分析 受力分析 过程分析 关系分析 -马晓堂 物理解题 审题第一 解题关键 四个分析 状态受力 过程关系 建立模型 优选规律 关联决策 规范解题,物理解题关键是四个分析, 七本教材必修1、2 选修3-1、选修3-2、 选修3-3、选修3-4、选修3-5, 五大板块 ：力学、电学、光学、 热学、原子物理学;, 十七个单元切块 131个考点.,高中物理知识体系,物体运动过程模型,匀变速直线运动,简谐运动,圆周运动,匀速直线运动.,力学体系,平抛运动,三大观点五大规律.,五大运动,重 力,弹 力,静摩擦力,万有引力,库仑力,电场力,安培力,洛伦兹力,九种性质力,滑动摩擦力,基础知识,知识要求-力学体系,知识要求-力学体系,两场,高中物理电学体系,两路,电磁感应,知识要求电学体系,知识要求电学体系,知识要求电学体系,知识要求物理实验,选考模块,选修3-3 热学部分,选修3-4振动和波光学部分,选修3-5 动量、原子物理,基础知识方面 力学：牛顿运动定律、圆周运动、天体运行、功、动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律和机械波等 电磁学 ：电场力对带电粒子的作用、电场力做功与电势能变化的关系、闭合电路的欧姆定律、电功率、电磁感应定律、安培力、带电粒子在磁场中的偏转等 热学 ：分子动理论、气体的压强与体积和温度的关系等 光学 ：光的折射规律、光路图、波粒二象性及其基本应用等 原子物理学 ：核反应方程，对基本粒子的认识等,基本技能方面,受力分析,图象法,极限法,隔离法和整体法,守恒思维,等效思维,对称思维,高考物理学科要考查的五种能力,实验 能力,分析综合能力,理解能力,推理 能力,探究 能力,问题三：物理难学难在哪里？,从学生年代到自己执教几十年，物理难学的感叹不绝于耳，到底是什么因素阻滞学生的物理学习呢？对此，我思考了近二十年。为什么从“学好数理化，走遍天下都不怕”到物理“一听就懂、一看就会、一做就错、一考就砸”呢？要解决这个问题就必须弄清初高中物理的差异，方可找到学习物理的策略-从而走向成功。,高中和初中学生在两个不同的年龄段，学习方法、学习习惯、学习心理以及物理这一学科对学生的理解能力、思维能力、抽象概括能力、观察能力、推理能力、运用数学的解题能力都处于两个不同的水平线上，所以高中和初中的教学内容和教学要求也完全处于两个不同的水平线上。,一 物理学科内容方法的差异,高中物理与初中物理相比较，知识性、逻辑性、抽象性和应用性都要强。学生在学习的过程中受学习基础、学习方法、理解能力等因素的影响，普遍感觉物理难学。特别是高中一年级的新生，大都感觉由初中到高中物理学科的跨度比较大，不适应。当然，物理难学，是一个普遍性的问题。这主要是由物理学自身的特点决定的。因为物理这门课对形象思维和抽象思维的要求都很高。尽管目前采用了必修课和选修课的形式，在知识层次上实施分段教学，对于初、高中的知识坡度起到了积极的缓冲作用，较大程度地缓和了初、高中内容衔接中的矛盾，但由于高中物理采用了较多抽象思维和逻辑推理的方法，学生学习时仍感到难以适应。,一、初高中物理学科特点差异 1 .初中物理研究的问题相对独立，高中物理则有一个知识体系 2 .初中物理只介绍一些较为简单的知识，高中物理则注重更深层次的研究 3 .初中物理注重定性分析，高由物体则注重定量分析,初中物理练习题方面，要求学生解释现象的较多。计算题一般直接用公式 就 能得出结果，对数学方法解决物理问题要求不高，学生完成作业困难不大。 - 简单,在初中物理学习当中，对于物理概念、物理规律的的掌握，要求学生在记忆方面较多，推理、论证方面较少 。- 记忆就行,初中物理在研究物理问题时，一般都是建立在实验基础上，通过实验提出问题，或者由试验得出结论，认识和过程基本上由感性到理性，符合在初中的学生的认知规律 。-感性强（有趣）,初中物理教材，文字说明比较通俗易懂，易于理解（但不一定严谨）。-浅显,初中物理的学习主要是形象思维，而且静态思维多于动态思维。空间关系只局限于一维问题。所以在思维活动方面学生一般能够跟上。-好懂！,学习方法和学习习惯。学生在初中学习物理，主要听教师讲，所学内容重复复习多次。每个知识点、定律有大量的练习题与之对应，需要分析，理解的内容不多，只要靠记忆就可以取得效好的成绩。学生的自学能力不强。- 学习靠教,在初中物理学习中，分析物理现象一方面比较简单，另一方面与日常生活现象比较紧密，因而学生学习起来并不感到生疏和突然。 - 熟悉,初中物理内容较少，可以有更多的时间复习。 -时间压力小,初中阶段的特点,1 教材通俗易懂,2 认识过程感性强,3 物理现象熟悉,4 形象思维为主,5 学习靠记忆,6 练习题简单,7 内容较少,8 学习过程以听讲为主,一 、 物理学科特点上的差异,高中对于物理概念物理规律的掌握要求学生在理解的基础上记忆，同时还要灵活运用。概念和规律的复杂性（ 如速度的概念中，有平均速度、瞬时速度、直线运动的速度与曲线运动的速度，速度的变化量、速度变化快慢和速度的变化率等）一字之差，其意义完全不同。如果学生仅仅做到死记硬背而不理解，则不能灵活运用，那么概念规律就难掌握 。-只记忆不行,在高中物理学习中，抽象思维多于形象思维。学生对思维方式一开始就不易跟上，由此产生思维上的困难。如加速度、动量、动能、合力、分力、向心力等定义的给出。空间关系往往出现二维（平面）和三维（立体）问题 -需要较强的空间想像能力。人们在生活中产生的一些错误观念：如力与运动的关系，重的物体下落的一定快等，也影响了物理的学习。-难懂,高中物理内容多，课堂容量大。章与章之间思维跨跃大，同学往往不适应，思维反应跟不上。例如高一要学的“牛顿运动定律”，“曲线运动”，“功和能”，“动量守恒定律”，“机械振动和机械波”。处理相应的问题的分析思考方法一般是不同的。而这一部分的综合习题往往又是高中物理中的较难问题，对发展同学的理解能力、思维能力、抽象概括能力、判断能力、推理能力、运用数学的解题能力有极大的益处，但解决这一类问题通常费时费力，常有不如学其它学科见效快的感觉- 费时,高中物理练习题有时不但需要通过发散性的分析，搞清物理过程，研究对象所遵守的物理规律。而且还需要较强的综合能力，较强的数学能力（平面几何中的边角关系，勾股定理，相似，各种方法求极值，三角函数，图像等等） 才能建立方程和求解，一般直接代入方程求解的很少，所以学生在完成作业时并不顺利。而高一同学首先遇到的一个难题就是数学知识不到位。-复杂,高中的学习方法、学习习惯、学习心理以及物理这一学科对学生的思维能力、抽象能力、运用数学的解题能力都比初中有更高的要求，要求学生有一定的自学能力，理解能力等。高中物理的练习题题量大，有一定的难度，单靠大量的重复做习题，时间和精力都不允许，效果不会很大。刚进入高中的同学常常感到不适应。学生能否在尽量短的时间适应高中的学习，顺利地跨过这个学习台阶，是影响学生提高学习成绩的主要因素。- 学习方法不同,高中物理教材文字叙述比较严谨，需要较强的理解力，学生有时虽然能够读通文字，但是并不理解其含义，从而产生理解概念，定义规律等的困难，上课听得懂，课本看得明，但一解题就错。例如弹力的产生和方向的叙述，摩擦力方向判断中的“相对”二字的含义 - 深奥,高中物理在探究问题时不仅要从试验出发，有时还要从建立物理模型出发，从已经存在的概念出发，建立抽象的物理概念。例如质点，光滑平面等等。学习过程也不一定遵循从感性到理性。学生在开始学习时不很习惯，自然感到物理难学 。 - 理性强,高中物理学习中物理现象往往比较复杂，而且与日常生活现象的联系也不象初中那样紧密，甚至有一些在生活中见不到的问题，缺乏感性认识。例如一个研究对象可能经过了直线运动，曲线运动，匀速运动，加速运动和减速运动等一系列运动；静摩擦力问题；直线运动追击过程中两物体的最大距离问题。分析和解决往往从多方面、多层次来探索和研究，造成同学理解方法的困难。-陌生,2 认知过程理性强,3 对高中物理现象缺乏感性认识,4 抽象思维多,5 学习靠理解,6 练习题难、 量大,7 内容多，课堂容量大，思维跨跃大,8 听讲与自学结合,一 、 物理学科特点上的差异, 高中阶段的特点,1 高中物理教材文字叙述比较严谨,物理学科特点上的差异,初中阶段的特点,1 教材通俗易懂,2 认识过程感性强,3 物理现象熟悉,4 形象思维为主,5 学习靠记忆,6 练习题简单,7 内容较少,8 学习过程以听讲为主, 高中阶段的特点,1 高中物理教材文字叙述比较严谨,2 认知过程 理性强,3 对高中物理现象缺乏感性认识,4 抽象思维多,5 学习靠理解,6 练习题难 量大,7 内容多，课堂容量大，思维跨跃大,8 听讲与自学结合,二、初高中物理学习能力培养差异 1 .初中着重培养学生形象思维、逻辑思维能力，对知识的掌握只要知其然就可。 2 .高中着重培养学生抽象思维、发散思维能力，对知识的掌握不仅要知其然，而且要知其所以然，尤其是新课改，更是倡导对学生创新能力的培养。,高中物理学习心理上的原因,轻 敌 思 想,畏 惧 思 想,认为按照初中的的一切就能够学好高中物理！ 取得好成绩。,听说高中物理难学。 产生畏惧心理，对自己能否学好物理产生怀疑，失去了学习物理的兴趣和信心。,当同学由初中升入高中时，学习环境、生活环境、老师、同学等都发生了很大的变化， 将要面对的高一物理又与初中物理有很大的台阶等待同学们去跨跃。同学们又都刚度过长达两个多月的假期，思想上还处于完全放松的状态，一时还不适应新的学习、生活环境。还有一些同学认为初三一年已经付出子很多努力，要趁高一好好休息休息，等到高三再努力也不迟。对高中阶段学习缺乏足够的认识和必要的心理准备，对考试通常采取考试前临时突击的方法，结果发现在以前很有效的方法，现在却失灵了。当半学期、一学期过去时，才发现自己已经欠了很多学习上的账。高中所学科目很多，物理内容多、难 ，课时压力大。即要学新课，又要补旧课，时间、精力都要付出的更多，补习起来非常不易。而高一物理所学内容，又贯穿于整个高中物理之中，是重中之重。高一的基础没打好，严重影响以后的学习。,三、高中物理学习存在的主要问题 1 .上课听懂，下课做错，考试得低分。 2 .书上看懂，书下做错，考试失分多。 3 .公式、概念多，运用混乱，容易出错。 4 .思考不周，物理过程分析不清，规律运用不当，出现错误。 5 .新题型多，知识运用能力不强，不知如何下手。 6 .缺乏对物理的学习兴趣和热情。,问题四：怎样学好高中物理？,态度+勤奋+方法成功 树立正确的学习态度 具有勤奋的学习精神 养成良好的学习习惯 运用科学的学习方法,兴趣是学习最好的老师，是学习的最好动力。任何人对于自己不感兴趣的事情是很难做好的。物理是一门实验学科，与实际生活，生产实践，现代科学技术联系密切，容易引起兴趣。应多读一些相关的科普书籍和文章，多看一些科普的电影、电视，利用现代化的多媒体，将一些难以见到的，语言难以表达清楚的物理现象、物理过程，通过直观、形象的方式展现出来，即有利于学习物理，又有利于培养学习物理的兴趣，还能开阔视野，一举多得。,对于一些抽象的概念，由于其内容非常难懂，一定要认真听教师的讲解，认真体会，弄清楚其真正含义。不懂之处及时向老师请教。如：学习“合力、分力，力的合成与分解”提到了力的作用效果，要弄清楚力到底有哪些作用效果。学习“加速度”这个概念时，要弄清楚其真正含义，不要单纯从字面去理解，更不要去猜。运用类比法：将初中学过的电阻表达式与加速度定义式类比，明确速度的变化量与速度变化快慢或速度的变化率的区别。明确速度与加速度（速度的变化率）之间为什么没有关系，对于掌握概念非常有用。明确物理公式中定义式和关系式的区别。,做练习：多做些紧扣基本概念的练习题，不要过早去涉猎大量难深的综合题。注意练习题的质量（在老师的指导下选择题意清楚，语言简练，条件明确，不偏不怪，不超出所学范围的练习题）。练习题量：当看到一个新题时，审题后很快能意识到以前做过类似的习题，马上能找到解题的思路和方法为准。要边做练习，边归纳总结解题的一般思路和方法。要注意一题的多种解法和一题多变。你掌握的解题方法多，解题能力必然增强。要试着对做过的练习题分类，找出对应的解决方法。尽快改变初中的学习方法、学习习惯、学习心理，适应高中的学习。,分析综合物理问题要进行“过程分析和状态分析”。过程分析：研究对象的运动过程是什么，遵守什么规律，相关的物理量有哪些（受力情况，位移，时间，平均速度，功，冲量等）；状态分析：研究对象在某一状态下的特点，以及相关的物理量（受力情况，速度，加速度，动量，动能等）。列出各自对应的数学方程，以便求解。,对于一些复杂难懂的问题，不妨先采用记忆模仿的方法来解决相似的问题，经过一段时间逐步弄明白为什么那样做。例如：在对力进行运算时，通常采用正交分解法，同学可以跟着教师的思路去做，通过一定数量的练习，就会知道为什么这样做。（求合力的方法很多，但正交分解法通常是最简单的）模仿只能应付一时，不能指望它永远有效，要想真正学好物理，必须“要知其然，还要知其所以然”。只有真正理解，才能够灵活应用。,在学习过程中要养成定期复习总结的好习惯。复习不是知识的简单重复，而是升华提高的过程。一是当天复习，这是高效省时的学习方法之一。二是章未复习，明确每章知识的主干线，掌握其知识结构，使知识系统化。找出节与节之间，章与章之间的联系，建立新的认识结构和知识系统。既巩固和加深了所学知识，又学到了方法，提高了能力。物理上单纯需要记忆的内容不多，多数需要理解。通过系统有效的复习，就会发现，厚厚的物理教科书其实是“很薄的”。要试着对做过的练习题分类，找出对应的解决方法。尽快改变初中的学习方法、学习习惯、学习心理，适应高中的学习。学生能否在尽量短的时间适应高中的学习，找出适合于自己的学习方法，顺利地跨过这个学习台阶。,利用暑假，学习、复习一些相关的数学知识 ：平面几何中的正弦定理、余弦定理，多边形的角度关系、相似三角形、扇形 、平行四边形，勾股定理、球的体积和表面积等。求极值的方法：配平方法、判别式法、图像法。简单的三角函数变换、函数图像等等。有备无患，宁可无时用，不可用时无 。,即不盲目乐观，满足于初中所取得的成绩，认为高中物理也可以不费多大的精力就可以学的很好。也不要盲目悲观，认为高中物理只有那些非常聪明、智力水平非常高的同学才能学好，其它的人再怎么努力也学不好。要想信：任何成绩的取得，都是以辛勤的劳动和汗水为代价的！高中物理的知识，是符合同学们这个年龄的认知水平和智力水平的，只要以正确的心理状态，掌握正确的学习方法，努力学习，绝大多数同学都能够取得理想成绩。,预习即是复习旧知识，增加对相关内容的理解。又可以通过预习提高自己的阅读理解能力、审题能力。看懂题是解决一切物理问题的前提。高中物理教材文字叙述比较严谨，与初中教材有区别，需要较强的理解力，学生有时虽然能够读通文字，但是并不理解其含义，甚至产生误解。例如：“加速度”这个概念中的“加”字，同学们是很难从其本身意义理解“加速度”这个物理概念的内涵的。摩擦力的方向：与物体的相对运动（或相对运动趋势方向）相反，其中“相对”一词的含义。通过预习找出本节课的难点，增强听课的目的性，提高课堂效率。,由于高中阶段物理教学内容多，课堂容量大，同学们一定要注意听教师的讲解，跟上教师的思路。因为老师课上所讲的内容，都是经过精心的准备，是多年教学经验的结晶。老师根据本节知识内容的类型和讲授知识应采取的方法（实验的方法，分析推理的方法，演驿的方法，归纳的方法，类比的方法等）传授给你们全面系统的知识和研究问题的方法，说出自己的体会。上课认真听，是同学们学习方法、提高能力的最直接、最有效的途径。在听课中要积极思考，不断地给自己提出问题，再通过听讲获得解答。在学习中要注意新旧知识的联系，把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中，迅速掌握新知识，顺利达到知识的迁移。,合理的物理模型和理想化过程是抽象思维的产物，是研究物理规律的一种行之有效的方法。理想实验也是物理学中一种特殊的科学思维方法，它是在系统的观察与实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入的逻辑分析和抽象的一种方法。如伽利略的斜面实验和自由落体实验；质点、单摆、理想气体等理想模型的建立。将跳高运动员的跳高过程抽象为质点竖直上抛运动的理想运动过程。同学们在学习过程中一定要弄清楚这几个问题：为什么要这样做？为什么能这样做？这样处理问题对实际问题会有什么影响吗？,有复杂过程的物理问题，要采用“化整为零”的方法，即将一个复杂过程分解为多个简单的过程，逐一分析求解，使复杂的问题简单化。将有多个研究对象（物体系）问题采用整体法和隔离法结合，简化解题过程,使研究对象单一化。可以采用进行一题多解或一题多变的方法，培养自己的思维策略的选择和运用的能力。加强解题方法和技巧的训练，从教师的讲解中仔细体会，慢慢消化理解，成为自己的东西。日积月累，进而达到能够熟练应用的目的。,1 知识准备,2 做好心理准备,3 做好课前预习,4 培养抽象思维,5 “化整为零”,6 概念的理解,7 先模仿后理解,8 定期复习总结,9 培养学习物理兴趣,问题四：怎样学好高中物理？,以科学探究为基本理念、 以物理问题的探究为基础、 以物理过程的探究（或模型建构）为主线、 以物理方法的探究为中心、 以问题变式探究为手段、 以问题反思性探究为保障.,形成五大能力，升华科学素养,怎样学好高中物理？,优秀生做题的三个境界：懂 会 对,解读四个不等式,高效学习“四个三”- （一）高效三要素 1、规范的学习行为； 2、良好的学习习惯； 3、有效的学习方法。 （ 二）建立三个本- 1、错题本 2、好题本 3、问题本 （三）养成三个