【名师教你学】第六期:邯郸一中陈钢旗老师分享如何学好物理

来源:河北广播电视台冀时客户端

责编:王雅琪

时间:2023-11-16 16:46:49

992教育时间》栏目特别推出了“名师教你学”特别节目。邀请河北省内知名高中各学科带头人做客节目,就不同学科的学习技巧、方法、重点难点等方面详细为大家答疑解惑。帮助广大家长和同学们更好地适应学科学习。

第六期节目,邀请邯郸市一中物理学科中心主任陈钢旗老师做客节目,就如何学好物理这个话题跟大家分享。如何认识物理学科?如何做好初高中物理的衔接?如何学好理科学生普遍感觉较难的高中物理?等等相关问题,节目将为广大同学和家长答疑解惑。

一、如何认识物理学

1.物理学的重要性

物理学是自然科学中最基础最重要的学科之一,它是研究物质及其运动规律的科学,而物质和运动正是这个世界的本原,其他自然学科肯定离不开,所以物理学为其他科学领域的发展和研究提供重要支持,包括化学、生物学、地理学、地球科学、工程学等等。在高中阶段化学、生物、地理的学习中就需要用到一些物理知识,到了大学更是如此,比如大学化学专业会有物理化学这门课,就是用物理原理解决化学问题。

物理学也为现代科学技术创新和应用提供了基础。许多现代科学技术,如我们家用的电脑、空调、科研用的大型计算机、手机电话的通信技术、医院的多普勒成像、彩超、胸透、核磁共振等等都用的是物理的知识,还有很多现代科学技术依赖于物理学的原理和知识,不胜枚举,就不再赘述。总之,物理学的发展对社会的发展和人们生活的改善起着至为关键的作用。

2.高中物理的重要性

咱们河北高考实行的是3+1+2”模式:“3”是语文、数学、外语;“1”为物理、历史科目21,“2”是在政治、地理、化学、生物4门科目中选择2科。在高一期末就要进行选科,70%多的专业是要求必选物理,几乎所有的传统意义上理工科专业,都是要求选修物理的,像计算机、通信技术、自动化、电子信息、机械类专业、电气类专业、航空航天类专业,包括现在比较热门的人工智能类专业、新能源类专业都是要求必须选择物理的。即使很多文科类专业,如果是比较好的大学很多也是需要选物理的,像清华大学2024年也就是明年在河北招生的心理学类专业、金融学类专业,也是要求必选物理的,北京交通大学的经济管理实验班的所有专业,像经济学、财务管理、工商管理等等也都是需要必选物理的。可见高中物理学科的重要性。

二、高中物理与初中物理的差别

1.初中物理一般只是浅层地认识一些自然现象,比较直观,而高中物理则重在对更深层次的内在原理和规律的理解和应用,比较抽象。

比如初中讲温度,知道温度表示物体的冷热程度,还能通过实验进行感知,能用温度计测量温度就可以了,非常直观。高中讲温度是从微观的本质来解释温度,也就是分子动理论,物体是由大量分子组成的,分子在永不停息的作无规则运动,这个运动越剧烈物体的温度就越高,并且对于气体还要进一步定量研究温度与压强、体积的关系等等,看不见摸不着,非常抽象。

2.初中物理知识体系中各部分内容相对独立,高中物理各部分内容之间紧密联系,可以说是一环扣一环。

比如初中,力学和电学两者相互的关联性不强,如果力学没学好,你依然能够把电学学的非常好。在教学安排上也可以相对灵活的对教学内容的学习顺序进行调整,但在高中这两者是紧密联系的,一环扣一环,到了电学部分需要用力学的知识和方法去分析带电粒子在电场中的受力情况,进一步分析复杂运动,比如类平抛运动,并且这些都是要求进行定量计算的。也就是说力学是电学部分的学习基础,如果力学没学好,电学部分就很好难学好。所以,高中物理的教学内容呈现顺序也基本是固定的。

3.初中物理更注重定性的分析,高中物理更注重定量的分析,也就是要计算出具体的数值,对数学要求的更高了。当然还有其它的差别,我主要讲这三点。

三、如何学好高中物理

1.进入高一年级,一定要做好初高中物理的衔接,迅速地转换学习方式。

初高中物理之间有这么大的区别,首先高一新生要有充分的认识,引起足够的重视。通过请教老师和高年级同学就可以解决这个问题。这里我也给同学们提供一个建议。我认为做好初高中物理的衔接,最重要的就是要转换学习方式,初中物理知识以识记性的内容为主,重在踏踏实实的听课,下课认认真真完成作业就可以取得一个不错的成绩。到了高中这样做是不够的,一定要注重理解和灵活运用。对于课堂内容不能是知道了,记住了,而必须要对知识进行消化和理解,弄懂深层次的内涵。

比如高中的第一节物理课是质点、参照系,咱们以简单的质点这一概念为例来说一下吧,课堂上会讲到在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,把它简化为一个有质量的点,这样的点就是质点。但如果你只把这句话记住了,在高中阶段是远远不行的,你必须对它进行深入的思考和辨析,比如应该想一想,为什么要把它抽象成一个点?这是为了研究问题的方便,是一种理想模型法,一辆汽车它的行进距离,无论你用车上的哪个点来计算,效果都是相当的,也就是车的大小和形状对我们所研究的问题来说是没有影响的,但是我们把它作为一个点来研究就更简洁方便了。在我们研究其它物理问题时,也要尝试用这种方法来简化我们的研究对象,实际上高中阶段还有很多的理想模型比如匀速直线运动、点电荷、自由落体运动、轻杆等等,都是为了研究问题方便而建立的理想模型,在高考中很多复杂问题的处理都需要借助这一物理思维方法。还要想一想,课本上说的某些情况下是哪些情况下呢?很大的物体是不是就不能看作一个质点了?很大的物体有时可以看作质点,比如研究绕太阳运转的地球,虽然很大也可以看作质点,同样是地球,研究它的自转又不能看作质点,要具体问题具体分析,深刻理解“物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略”这句话,而不能一背了之。所以说进入高中,学习高中物理要从学会理解概念开始,从记忆性学习向深刻理解性的学习方式转变。

2.务必重视基础,重视实验。概念、原理、公式是高中物理的骨架,或者说是框架。要重视概念、原理、公式的内涵和外延,在这上面多下功夫,寄希望于单纯依靠刷题来提升物理成绩是行不通的。以力的概念为例,什么是力呢?力是物体间的相互作用,很简单一个概念,测试中还是很多同学会丢分,因为考试不会问你力的概念是什么,而是要放在具体情境里考你对概念内涵外延的理解,“物体”两个字的内涵是力的物质性,外延就是说力不能脱离物体而存在,“间”这个字说明是两个物体,外延就是说只有一个物体是不行的,“相互的内涵就是AB有,BA也必然有,外延就是施力物体和受力物体时同时存在的,一个物体是施力物体的同时也必然是受力物体。在后面学习受力分析时,把物体放在斜面上时,很多同学会画出一个沿斜面向下的力,并称之为下滑力,显然这个力是不存在的,因为它是没有施力物体只有受力物体,这是不符合力的基本概念的。这就是基本概念的内涵和外延没弄清楚造成的。我对我的学生说,课本好像是佛经,寺院里的佛家弟子,20岁和60岁读的是同一本佛经,但是读出的东西并不像相同,所以即使到了高三也要读课本,常读常新,每一遍都会有更深刻的认识。

物理是一门以实验为基础的学科,学习中一定要重视动手操作实验,百闻不如一见,用在物理上我再补一句,见一百遍不如动手操作一遍。讲到机械波中质点间的带动关系,老师再形象的描述,同学们往往还是一头雾水,拿一条绳子用彩笔染几个点,同学们放在地面上抖动一下,一看就都清楚了,所以对于高中物理学习中的实验,同学们要珍惜进实验室的机会,做好实验。并且要尝试用自己所学习的物理知识解决现实中问题,学以致用,加深基础知识的理解。

3.建构物理模型,积累物理模型。

基础知识打的扎实,能够让你获得一个中等的分数,要想获得优秀的成绩就要能够把对概念和规律的理解应用到具体情境中,而把概念、规律和具体情境联系起来的桥梁就是物理模型。物理模型是物理概念规律的具体承载物,就是要把概念和规律附着在具体的物理模型上,让概念规律具体化。物理模型是解决物理问题的直接工具。例如牛顿第二定律的模型有瞬时加速度模型、连接体模型、叠加体模型等等,以连接体模型为例,就是建立两物块由细绳连接放在水平面上,施加一个外力,拉着两物块一起加速,分析加速度、速度、绳上拉力的相关规律,就成为一个模型。在分析一个车头拉着车厢运行的问题时,我们可以把车头和车厢抽象为两个连接的物块,就成为了连接体模型,这其实就是我们常说的物理建模的过程,连接体的相关规律就成为了解决这个问题的具体工具,使问题易于解决。积累物理模型是高中物理水平由合格走向优秀的必经之路。

4.感悟物理思维方法,发展物理思维能力

物理模型能够解决大多数的问题,但是面对特别难的问题或者特别复杂的问题,比如高考的压轴题,只靠积累模型又是不够的。成为物理高手的终极秘籍是感悟物理思维方法,发展物理思维能力。

什么是物理思维能力呢?我认为物理思维能力就是能灵活使用恰当的思维方式和方法,思考分析物理问题的能力。例如当遇到运动中的刹车问题时,正向思考难以解决,但是逆过来思考,车的运动就是一个初速度为零的匀加速问题,很多问题就会迎刃而解,这里的逆向思维是一种思维方法,如果我们能够提炼出或者关注到这种思维方法,并在以后的解决问题中加以应用训练,在遇到新的问题时能够自觉用它去思考和分析,例如竖直上抛逆过来考虑就是自由落体运动,斜上抛至最高点的运动逆过来就是平抛运动,使问题得到简化和解决,这时就形成了逆向思维能力。这种能力不像物理模型,它不是针对某一具体问题的,或者某一类问题的,甚至都不一定只是针对物理问题,像工作中我们常使用的“目标任务倒推法”,先建立既定目标,再倒推每一个时间节点上应该完成的任务清单,其实就是一种逆向思维能力的表现。

如何培养物理思维能力呢?可以从如下几方面入手,一是要肯于主动思考问题,钻研问题,遇到难的问题不闪躲,迎难而上,多角度的思考,反复的推敲,思维能力一定是在大量的思维活动中逐渐培养锻炼出来的。二是对于不能解决的问题,我们不能只关注答案所给的解题方法和得数,而要关注答案是怎的一个思维和分析的过程,并对之进行反思,为什么自己就没想到呢,然后写出自己的感悟,进行思维方法的累积。三是愿意与别人讨论问题甚至争论问题,争论的过程是一个梳理自己思维,审视别人思维的过程,取人之长补己之短,也能够大大提升自己的思维能力。

很多同学简单应用物理知识的题都不能做对,就是基础知识似懂非懂没有深刻理解,要在基础知识的理解上下功夫;有的同学课本上的内容理解得不错,但是分数就是在中游左右徘徊,想更进一步非常困难,大概率原因是还不能建立起必须数量的物理模型,导致不能将物理概念规律应用于具体问题的求解,你最应该做的就是有意识的去积累物理模型;如果你是个已经非常优秀的同学,想要在物理上取得更加优异成绩,成为尖子生,那就在发展物理思维能力上再下些功夫,发展思维能力时成为尖子生的终极秘籍。


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