高中物理學(xué)科學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1、思維
思維,是人腦對客觀世界的一種間接的、概括的反映,是將觀察、實(shí)驗(yàn)所取得的感性材料進(jìn)行思維加工,上升為理性認(rèn)識的過程。學(xué)習(xí)過程就是一種思維活動,而思維活動也有一定的程序和方法。
1.1 物理思維的基本方法
物理思維的方法包括分析、綜合、比較、抽象、概括、歸納、演繹等,在物理學(xué)習(xí)過程中,形成物理概念以抽象、概括為主,建立物理規(guī)律以演繹、歸納、概括為主,而分析、綜合與比較的方法滲透到整個物理思維之中。特別是解決物理問題時,分析、綜合方法應(yīng)用更為普遍,如下面介紹的順藤摸瓜法和發(fā)散思維法就是這些方法的具體體現(xiàn)。
?、夙樚倜戏?,即正向推理法,它是從已知條件推論其結(jié)果的方法。
?、诎l(fā)散思維法,即從某條物理規(guī)律出發(fā),找出規(guī)律的多種表述。這是形成熟練的技能技巧的重要方法。例如,從歐姆定律以及串并聯(lián)電能的特點(diǎn)出發(fā),推出如下結(jié)論:串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個分電阻、并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個分電阻;串聯(lián)電路中,阻值大的電阻兩端的電壓大,阻值小的電阻兩端的電壓小;并聯(lián)電路中,阻值大的電阻通過的電流小,阻值小的電阻通過的電流大。
1.2 物理思維的程序
物理思維是將物理現(xiàn)象與物理實(shí)驗(yàn)所得到的感性認(rèn)識,上升為理性認(rèn)識,并從已有的理性認(rèn)識上獲得新的理性認(rèn)識。物理思維的主要程序是質(zhì)疑與釋疑。
?、?質(zhì)疑:質(zhì)疑不是一般地提出不懂的問題,而主要指觀察者在充分運(yùn)用了自己的知識卻仍不能解釋的,帶有一定難度的問題。因此,正確的質(zhì)疑,對進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究帶有方向性和啟發(fā)性。質(zhì)疑的途徑很多,但質(zhì)疑的深度卻與觀察者的觀察能力密切相關(guān)。例如,觀察沉浮子實(shí)驗(yàn),有的人只發(fā)現(xiàn)下壓與下沉的簡單關(guān)系。有的人則能發(fā)現(xiàn)下壓造成下沉的本質(zhì)原因。
?、卺屢?。釋疑的前題是質(zhì)疑,已有的知識是釋疑優(yōu)先考慮使用的內(nèi)容,當(dāng)已有的知識對質(zhì)疑的解釋明顯有困難時,對困難的那一部分就要進(jìn)行創(chuàng)造性活動。釋疑應(yīng)從物理學(xué)的基本概念,基本規(guī)律出發(fā),先分析物理現(xiàn)象,找出產(chǎn)生這些現(xiàn)象的本質(zhì)因素,再選擇適當(dāng)?shù)奈锢碇R來解答物理問題。
質(zhì)疑:三個溫度計都指示在20℃的位置,但有一個溫度計的刻度不準(zhǔn)確,因此肯定有一個溫度計測量到的溫度與實(shí)際溫度不符,是什么原因?qū)е?a)(b)(c)三個圖中的實(shí)際溫度出現(xiàn)偏差呢?
釋疑:在實(shí)驗(yàn)室中,圖二(c)杯中的酒精與空氣相通,由于蒸發(fā)吸熱,使得它的溫度低于室溫,而圖二(b)瓶中雖然也裝滿了酒精,但不會蒸發(fā),因此它的溫度應(yīng)和室溫相同,于是可以判斷圖二(c)的溫度計刻度不準(zhǔn)確。
2 、觀察
2.1 觀察的方法和步驟
①充分做好觀察前的準(zhǔn)備工作。即準(zhǔn)備好觀察工具和記錄的必備之物。
?、谝凶⒁饬Γ环艞壟既荒繕?biāo),不輕易放過那些你甚至覺得毫無關(guān)系的現(xiàn)象。長期訓(xùn)練,使之形成一種一絲不茍的科學(xué)習(xí)慣。
?、鄯磸?fù)觀察,找出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因,透過現(xiàn)象看本質(zhì)。
?、?作好觀察后的總結(jié),對觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真分析,以便形成物理概念,建立物理規(guī)律。例如,觀察凸透鏡成像實(shí)驗(yàn),首先要明確在實(shí)驗(yàn)主要觀察蠟燭和屏的位置變化以及屏上像的變化。本實(shí)驗(yàn)過程中,注意力應(yīng)集中在蠟燭的位置、屏的位置和像的情況上。為了更準(zhǔn)確地觀察這些現(xiàn)象,可進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最后總結(jié)出物距、像距、焦距以及像的虛實(shí)、放大、縮小等現(xiàn)象之間的關(guān)系。
2.2 觀察的要求
?、傺杆?。物理實(shí)驗(yàn)中,有很多實(shí)驗(yàn)要求在很短的時間內(nèi)準(zhǔn)確讀出兩個或兩個以上的數(shù)據(jù),這就要求有很快的觀察速度。
?、跍?zhǔn)確。就是要縮小由于觀察帶來的誤差。
③深刻。就是要抓住那些往往是比較隱蔽的現(xiàn)象,而往往又是本質(zhì)的物理過程。例如,浮沉子實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)用手壓下瓶口的橡皮膜時,浮沉子會下沉。而下壓引起下沉的本質(zhì)是下壓使浮沉子上部的空氣柱的體積減小,所受浮力減小所至。
?、茏屑?xì)。有些物理現(xiàn)象的變化不明顯,要求仔細(xì)觀察,并能分辨出細(xì)微差別。
3、實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)的基礎(chǔ),也是物理知識的源泉,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的時代特征,又是提高物理教學(xué)質(zhì)量的先決條件。同樣,實(shí)驗(yàn)也是形成物理概念、建立物理規(guī)律的重要方法,物理學(xué)習(xí)就是通過對物理現(xiàn)象、過程獲得必要的感性認(rèn)識,這種感性認(rèn)識可以來源于學(xué)生的生活,也可以來源于實(shí)驗(yàn)提供的物理事實(shí)。從生活中得到的感性材料通常來自復(fù)雜的運(yùn)動形態(tài),本質(zhì)的、非本質(zhì)的因素通常交融在一起,僅通過這種途徑形成概念,建立規(guī)律有相當(dāng)?shù)睦щy。而實(shí)驗(yàn)則可提供經(jīng)過簡化和純化了的感性材料。它能使學(xué)生對物理事實(shí)獲得明確的具體的認(rèn)識。例如,初中物理教材中,影響蒸發(fā)快慢的因素是直接從日常生活經(jīng)驗(yàn)中分析歸納得出的結(jié)論;聲音的發(fā)生是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析歸納得出的結(jié)論;杠桿平衡條件是由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理得到的結(jié)論,液體的壓強(qiáng)是先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出定性的結(jié)論,再進(jìn)一步尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系。
物理教學(xué)過程中,物理教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度則是影響學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要因素。在物理學(xué)習(xí)時,要求做到如下幾點(diǎn):①認(rèn)真觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)。②獨(dú)立完成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn),勤動手、敢動手。③自己設(shè)計和制作某些簡單模型或玩具。④逐步養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)解決物理問題的習(xí)慣。
4、遷移
遷移就是基本原理在其它條件下的運(yùn)用。俗話說,學(xué)以致用,就是將所學(xué)知識、方法應(yīng)用于社會實(shí)踐中去。其本質(zhì)就是遷移。在物理學(xué)中,有許多內(nèi)容體現(xiàn)了遷移原則。它表現(xiàn)在以下幾個方面。
4.1 數(shù)學(xué)知識的遷移
物理學(xué)常用數(shù)學(xué)表示物理概念、描述物理規(guī)律。例如應(yīng)用數(shù)學(xué)中的比例關(guān)系描述物質(zhì)的密度(ρ=m/v)。物體的運(yùn)動速度(v=s/t),牛頓第二定律(a= F/m)等。應(yīng)用數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)圖象方法描繪出溫度———時間圖象(表示某種物質(zhì)的熔解與凝固過程),位移———時間圖象、速度———時間圖象、能量——— 位移圖象等。應(yīng)用數(shù)學(xué)中的幾何方法表示光的傳播、折射、反射等。
4.2 物理知識的遷移
物理知識的遷移表現(xiàn)在三個方面。其一,應(yīng)用物理知識解題。物理教材中,單元、章節(jié)后均有習(xí)題。其二,應(yīng)用物理知識解釋自然現(xiàn)象,例如,日食和月食現(xiàn)象可用光的直線傳播原理解釋。物態(tài)變化原因可用分子運(yùn)動論來解釋。海市蜃樓奇觀可用光的折射原理解釋。其三,應(yīng)用物理知識設(shè)計制作各類產(chǎn)品。例如,根據(jù)熱傳遞原理制成了保溫瓶,根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成了發(fā)電機(jī)、電子測量儀表等,根據(jù)熱脹冷縮原理制成了溫度計,根據(jù)光的折射、反射原理制成了照相機(jī)、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)等。
4.3 物理思想的遷移
物理學(xué)在形成的發(fā)展過程中,逐步形成了一種物質(zhì)觀,即物質(zhì)普遍存在于相互作用之中,普遍存在于運(yùn)動之中,普遍存在于能的轉(zhuǎn)化與守恒之中。于是,研究宏觀物體的受力、運(yùn)動、和機(jī)械能的規(guī)律形成了力學(xué)。研究分子的受力、運(yùn)動和內(nèi)能的規(guī)律形成了熱學(xué)。研究電、磁之間的受力、運(yùn)動和能的規(guī)律形成了電磁學(xué)等。在物理學(xué)習(xí)時,當(dāng)我們形成了這種物質(zhì)觀,就會有目的去認(rèn)識和理解物質(zhì)的相互作用規(guī)律、運(yùn)動規(guī)律和能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律,學(xué)習(xí)就會更上一個臺階。正確的學(xué)習(xí)方法是搞好學(xué)習(xí)的事半功倍的金鑰匙。然而成功的學(xué)習(xí)靠的是辛勤的勞動———觀察、思維、實(shí)驗(yàn)、遷移。