初高中物理学习的台阶现象-物理教学硕士论文

东北师范大学 硕士学位论文 初高中物理学习的台阶现象 姓名：王殿武 申请学位级别：硕士 专业：学科教学（物理） 指导教师：肖青 20090501 摘要 教育是全社会都关心的问题，进行教育研究是一项针对性很强的工作。许多 教育研究都是对现实的教育问题的探索和研究，是针对现实的教育问题提出研究 方案，解决具体问题。如人们关心的初、高中物理学习的台阶现象的问题，是学 生和家长非常关注的问题，也是社会上十分重视和关心的问题。如何顺利跨过初、 、 高中物理学习的台阶，这是每位高一新生和每位物理教师渴求解决的难题。 本文围绕这一问题，在心理学和教育学相关理论的指导下，结合自己的教育 教学实践，分析学生从初中物理到高中物理衔接困难形成的原因，运用教育学和 心理学的基本原理寻找初、高中物理顺利衔接的有效策略，帮助学生顺利跨过初 中物理到高中物理这个学习台阶，搞好高中物理起始教学。 针对高中物理课的课堂教学进行研究，把初、高中物理教学相结合，找准高 中物理教学的切入点，顺利完成初、高中物理教学的过渡，使学生能更好地学习 高中物理，提高高中物理教学质量。从而把过程与方法、情感态度与价值观、知 识与技能这新课程的三维目标在高中物理教学中得到有效的贯彻执行。 关键词：台阶现象；物理学习；物理教学；有效策略 A b s t r a c t T h ee d u c a t i o nI St h ee n t i r es o c i e t ya l li s s u eo fc o n c e r r l ，c o n d u c t st h ee d u c a t i o n r e s e a r c hi sa p o i n t e dv e r ys t r o n gw o r k M a n ye d u c a t i o nr e s e a r c h e sa l li st ot h er e a l i t y t h ee d u c a t i o nq u e s t i o ne x p l o r a t i o na n dt h er e s e a r c h ，i sa i m sa tt h er e a l i t yt h e e d u c a t i o nq u e s t i o nt op r o p o s et h er e s e a r c hp l a n t h es o l u t i o nc o n c r e t eq u e s t i o n I ft h e p e o p l ec a r e d a b o u ta tt h eb e g i n n i n go f , t h eh i g hs c h o o lp h y s i c ss t u d ys t a i r p h e n o m e n o nq u e s t i o n ，i st h es t u d e n ta n dt h eg u a r d i a ne x t r e m em a t t e ro fc o n c e r n ，a l s o i si nt h es o c i e t yt a k e se x t r e m e l yw i t ht h ei s s u eo fc o n c e r n H o ws m o o t h l yb r i d g e d o v e ra tt h eb e g i n n i n go f , t h eh i g hs c h o o lp h y s i c ss t u d ys t a i r ，t h i si se a c hh i g ho n e n e w b o r na n de a c hp h y s i c a lt e a c h e r e a r n e s t l ys e e k st h es o l u t i o nt h ed i f f i c u l tp r o b l e m T h i sa r t i c l er e v o l v e st h i sq u e s t i o n ，i nt h ep s y c h o l o g ya n du n d e rt h ep e d a g o g y c o r r e l a t i o nt h e o r i e si n s t r u c t i o n ，u n i f i e so w ne d u c a t i o nt e a c h i n gp r a c t i c e ，a n a l y z e st h e s t u d e n tf r o mt h ej u n i o rm i d d l es c h o o lp h y s i c st h er e a s o nw h i c hf o r m sd i f f i c u l t l yt o t h eh i g hs c h o o lp h y s i c se n g a g e m e n t ，s e e k sa tt h eb e g i n n i n go f , t h eh i g hs c h o o l p h y s i c ss m o o t he n g a g e m e n tu s i n gt h ep e d a g o g ya n dt h ep s y c h o l o g yb a s i cp r i n c i p l e s h o u l dt ot h es t r a t e g y ，h e l p st h es t u d e n tt ob r i d g eo v e rt h ej u n i o rm i d d l es c h o o l p h y s i c ss m o o t h l yt ot h eh i g hs c h o o lp h y s i c st h i ss t u d ys t a i r , d o e sw e l lt h eh i g hs c h o o l p h y s i c so u t s e tt e a c h i n g C o n d u c t st h er e s e a r c ht ot h eh i g hs c h o o lp h y s i c sc l a s sc l a s s r o o mi n s t r u c t i o n ， a tt h eb e g i n n i n go f t h eh i - g hs c h o o lp h y s i c st e a c h i n gu n i f i e s ，l o o k st h ea c c u r a t eh i g h s c h o o lp h y s i c st e a c h i n gt h eb r e a k t h r o u g hp o i n t ，s m o o t h l yc o m p l e t e sa tt h eb e g i n n i n g o ft h eh i g hs c h o o lp h y s i c st e a c h i n gt r a n s i t i o n ，e n a b l e st h es t u d e n tt os t u d yt h eh i g h s c h o o lp h y s i c sw e l l ，i m p r o v e st h eh i g hs c h o o lp h y s i c sq u a l i t yo f t e a c h i n g T h u st h e p r o c e s sa n dt h em e t h o d ，t h ee m o t i o nm a n n e ra n dt h ev a l u e s ，t h ek n o w l e d g ea n dt h e s k i l lt h i sn e wc u r r i c u l u mt h r e ed i m e n s i o n a lg o a lo b t a i n si nt h eh i g hs c h o o lp h y s i c s t e a c h i n ge f f e c t i v ec a r r y i n go u t K e yw o r d ：S t a i rp h e n o m e n o n ；P h y s i c a ls t u d y ；P h y s i c a lt e a c h i n g ；s h o u l dt ot h e s t r a t e g y I I 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特蔓 U J I 以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东：I L N 范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：毫龇 日期： 趁级：2 丝 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：避 指导教师签名： 日 期：勉西互2 争日 期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 引言 长期以来，高中物理难学一直是困扰广大师生和家长的一个难题，高中物理 难学，难就难在初、高中物理知识衔接出现的“台阶”。刚从初中升到高中的学 生不能一下适应过来，都觉得高一物理难学，特别是对意志品质薄弱和学习方法 不妥的那部分学生更是使他们过早地失去物理学习的兴趣，甚至打击他们的学习 信心。如何搞好初、高中物理教学的衔接，如何帮助学生尽快适应高中物理教学 特点和学习特点，如何帮助学生跨过“台阶”，就成为高一物理教师的首要任务。 广大的一线教师已经对这一问题有了一些探索和研究，并取得了一些初步成果， 但存在的问题仍很突出。特别是在课时紧张的情况下，如何搞好物理有效教学， 顺利完成初、高中物理教学的衔接，已成为广大教师研究的课题。有的教师对新 课标的要求认识不清，仍按老套路教学，方法陈旧。基于初、高中物理教学衔接 的重要性，如何跨过初、高中物理学习的台阶，搞好高中物理起始教学，使学生 的成绩和能力都得到提高，为学生以后的学习奠定基础。这是本文研究的主要内 容。希望能为从事一线教学工作的教师提供一点有益的参考，也为自己以后的教 学工作打下基础。 东北师范大学硕士学位论文 第一章绪论 一、研究的背景 “物理学是科学课程的重要组成部分，它像一条历史长河，继承传统与发展 创新，是它的永恒课题。5 0 多年来，新中国的科学课程进行了多次改革，这些 改革凝聚了大批教育工作者的心血，构筑了中国基础教育不断前进的阶梯，是一 笔宝贵的财富。 目前，新一轮的课程和教学改革正在全面开展，同时对教师也 提出了新的要求，在物理教学中如何实现“初中物理到高中物理的顺利过渡”已 成为广大物理教师日益关注的课题。 教育不仅要授予学生知识，而且要以终身教育思想为指导，发展学生继续学 习的能力，以适应现代社会的需要。“物理作为一门重要的基础学科，广大的一 线教师和教研人员抓住这一机遇，对中学物理课程和教材、中学物理课堂教学、 中学生物理学习的过程和特点等方面作了认真的研究、探索和总结，并取得了一 些研究与实践的成果，使我们的物理教学向科学化又迈进了一步，教学效率得到 显著的提高，这是值得我们欣慰和鼓舞的。然而，在实际的教学中，由于各种客 观原因，往往使得物理教学过于强调接受学习、死记硬背公式、成年累月的机械 训练做题，反反复复的磨合，从而忽视了学生的主动参与、收集和处理信息的能 力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。 这不利于提高学习效率， 也违背了新课程的三维目标。出现了学生常说的“上课听得懂，听得清，就是课 下做题时不会现象，这是个普遍的问题，实际上这是一种能力素质发展不平衡 的现象。 为解决此问题，必须更新教学理念实现以下几个转变： 1 突出学生的主体地位 在教学过程中教师虽然已经意识到学生主体地位的重要性，并试图突出出 来，但是处于多种考虑，教师在许多环节上还是包办了，学生的主体地位没有得 到充分的体现。为此，教师在教学过程中应多留时间让学生思考体会，分析问题 时努力使学生思维超前，题目求解只进行分析，不包办到底。 2 帮助学生建构知识 教师不再将书本知识作为绝对的客观真理强加给学生，在知识传授的同时加 2 东北师范大学硕士学位论文 强了课程内容与学生自身经验的联系，力争提醒并帮助学生主动建构自己的知识 体系，而且在系统介绍陈述性知识( 是什么，怎么样) 的同时，注重了程序性知 识( 如何做) 的内化。1 2 J 3 “自主 与“创新相结合 自主与创新两者不可分割，自主是创新的前提，没有自主就谈不上创新， 而没有创新也就无从展现自主。人人都有创造的潜能，人的创造潜能是可以开发 和培养的，只有自主与创新的完整统一，才能充分展现出人的潜能，所以在教学 中要鼓励学生不断创新。教师在教学过程中，要努力寻找和创设一种民主、平等、 融洽、和谐的课堂氛围，让学生心情舒畅地接受知识。宽松的教学环境，生动活 泼的学习氛围，能最大限度地调动学生学习的主动性和创造性，使学生思维活跃， 智力呈开放状态，这样就容易唤起学生的创新意识。 二、研究的意义 高一学生刚由初中升到高中，报着满腔热情开始高中物理的学习，可是一段 时间后，不少学生在学习中遇到了很大的困难，普遍感到物理难学，教师也感到 难教，特别是对意志品质薄弱和学习方法不妥的那部分学生更是使他们过早地失 去学习物理的兴趣，甚至打击他们的学习信心，这种在初、高中两个阶段之间的 物理教学中，出现的脱节现象被称之为台阶现象。【3 】 高中学习是学生学习的黄金阶段，是培养学生的创新能力和实践能力的重要 时期。高中课程改革方案( 实验) 指出：“普通高中教育是在九年义务教育基 础上进一步提高国民素质、面向大众的教育 。普通高中教育为学生的终生发 展奠定基础，所以高中教育是学生学习成长的重要时期，在这一重要时期学生要 学习很多基础学科的知识，而高中物理又是这些基础学科中学生、家长、老师都 感到难学、难教的学科，高中物理难就难在初、高中的过渡阶段。 “良好的开端是成功的一半”，要搞好普通高中物理教学，就必须抓好高一 这一起始年级的物理教学。 我们要充分认识高一新生在物理学习上的特点和困难，在尊重学生的这个基 本实际的情况下，多想办法，研究规律和遵循规律，分析学生从初中物理到高中 物理衔接困难形成的原因，运用教育学和心理学的基本原理寻找初、高中物理顺 利衔接的应对策略，降低这个台阶的坡度，帮助学生顺利跨越这个台阶，搞好高 3 东北师范大学硕士学位论文 中物理起始教学，为学好其他基础学科扫清障碍，也为以后学习打下坚实基础。 三、研究思路与方法 1 研究思路 ( 1 ) 搜集整理相关的文献资料，对本文做理论综述及理论思考。 ( 2 ) 进行理论研究，了解初、高中物理衔接过程中存在的问题。 ( 3 ) 进行案例研究，总结高一物理教学新思路。 ( 4 ) 综合分析概括，得出本文的结论，并提出相应的策略。 2 研究方法 ( 1 ) 文献研究法 通过对国内外有关初、高中物理学习台阶现象的教学理论与经验的学习研 究，对初、高中物理学习台阶现象有更加明确的认识，确立课题的理论支撑，加 强理论指导。 ( 2 ) 经验研究法 与以往经验进行比较研究在正常授课情况下进行为期一年实验，选定实验班 级，进行初、高中物理学习台阶现象的探究与尝试。 ( 3 ) 自诉分析法 根据个人教学的经历、教学方法、教学策略进行回顾分析。 四、研究内容与框架 1 - 论文的内容 我主要研究初、高中物理学习的台阶现象，在新课程理念下如何跨过这一台 阶完成高中物理的起始教学，在新课程理念下初、高中物理学习衔接的有效策略。 让物理教学面向社会，注重与现代科技同步加强与生活实践的联系，加强与其 他学科的整合，加强物理实验教学，培养学生的思维能力和创新能力。同时探索 初、高中物理学习衔接的有效性策略，可以帮助教师认清新课程背景下初、高中 物理学习衔接的价值、意义以及所遵循的原则，为以后的高中物理起始教学指明 方向。【4 1 2 论文的框架 全文共分为五个部分，第一部分引言，论述了本课题研究的背景、意义、研 4 东北师范大学硕士学位论文 究的方法，并对相关研究进行了综述。第二部分对中学物理教学特点分析，通过 对中学物理教学特点进行剖析，并指出了新课程背景下物理教学的变化以及教学 变革的阻力与困境。第三部分是新课程的理念下初、高中物理学习台阶研究概述。 研究了台阶现象的由来与成因。第四部分对教学案例进行分析。寻找跨越初、高 中物理学习台阶的新途径。第五部分是对顺利跨过初、高中物理学习台阶有效性 策略的研究，并总结规律。 5 东北师范大学硕士学位论文 第二章初、高中物理学习台阶现象研究概述 高一学生刚由初中升到高中，报着满腔热情开始高中物理的学习，可是一段 时间后，不少学生在学习中遇到了很大的困难，普遍感到物理难学，教师也感到 难教，特别是对意志品质薄弱和学习方法不妥的那部分学生更是使他们过早地失 去学习物理的兴趣，甚至打击他们的学习信心，这种在初、高中两个阶段之间的 物理教学中，出现的脱节现象被称之为台阶现象。 5 1 多年来，广大一线教师和教研人员对初高中物理学习的台阶现象做了大量的 研究、探索和总结，并取得了一些研究和实践的成果，分别在教育学和心理学的 相关理论下进行了剖析，提出了一些合理的有效策略和方法，帮助一些学生顺利 的跨越初高中物理学习的台阶。 大多数人研究的思路是，首先阐述台阶现象的概念，然后分析台阶现象产生 的原因，最后提出解决问题的策略。而不同的人研究的角度和解决的策略也有所 不同，如分析台阶现象产生的原因，有很多种分析角度，我认为运用教育学和心 理学理论，从学生、教材、教师方面来分析是很合理的。对于解决的策略就更多 了，真是各有千秋。 社会在进步，教育在发展，课程改革也在不断深化，随新一轮课改的全面铺 开，在新课程理念下，教师的教学理念要更新，教学手段、教学方法、教学策略 要进一步合理化、科学化。对初高中物理学习的台阶现象应有新的认识、新的理 解，只有这样我们才能在新课改的形势下搞好高中物理起始教学。而前人所积累 的初高中物理学习的台阶现象的经验，值得我们借鉴，但需要进一步改进和完善。 在新课程理念下，我们对初高中物理学习的台阶要有新的认识，从教材、学 生、教师等方面重新审视这个问题、研究这个问题，在新一轮课改、新课程目标 下去探索和研究这个问题。 6 东北师范大学硕士学位论文 第三章中学物理教学特点分析 一、中学物理教学特点 物理学是一门自然科学，它起始于伽利略和牛顿的年代。经过三个多世纪的 发展，它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。 物理学从本质上说是一门实验科学，它的根基在实验，一切理论都要以实验 作为唯一的检验者。同时，物理学也是一门崇尚理性，重视逻辑推理的科学。由 于自然界并不自动地展现其背后的本质、规律和内在联系，所以物理学又是极富 洞察力和想象力的科学。1 6 1 从物理概念转变为物理量开始，它利用种种数学表述手段为理论与实践开辟 道路，使物理学的结论可随时加以严格检验。在高中阶段，我们要尽可能的按照 它本来的面目展现给学生，使学生看到，这是人类三百多年来创造的一个有代表 的科学，它满足了人类的求知欲，它为我们奠定了现代文明的物质基础。 物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到 实验的检验。观察是人们认识世界的第一步，是思考、积累和表达的前提。培养 学生的观察能力，在物理这门学科中显得尤为突出。由于物理变化中常常同时出 现多种现象，有的瞬息即逝，所以要求学生养成仔细观察的习惯。允许学生提出 与教师相反的想法和问题，鼓励学生超过教师思维轨道的有价值的思维活动。让 学生敢于质疑，不管是书本上的或是教师所得出的结论，还是实验过程中所出现 的现象。善于存疑才能产生探究的动力，这不仅可以加深理解，增进巩固，而且 还可以促进学生的创造性，甚至有新的发现。所以，物理实验的每一步都要启发 学生进行创造性观察。 7 1 改进教学方法，提高学生能力。教学有法，但无定法，贵在得法。讲得多， 一边倒的现象，使学生长时间处于被动地位，使得他们对学习物理产生一种厌烦 的态度，改进教学方法，提高学生学习的主动性势在必行。理论课上，应该力求 做到广征博引，精通教学素材，尽可能的使每堂物理课的内容和过程都贴近学生 的日常生活，调动学生学习的积极性。宋代诗人陆游曾说“纸上得来终觉浅，绝 之此事要躬行”。意思是：仅靠书本的是不够的还必须亲身实践，将知与行，脑 与手结合起来。物理课堂不仅仅是获取知识的场所，还应该是掌握能力，提高素 7 东北师范大学硕士学位论文 质的场所。在课堂教学上我们应以实验为启发，鼓励学生动手实践，总结出理论 观点，让学生有更多的活动的空间，促使学生在教师的指导下进行思考与探索， 以理论指导实践，以实践提高理论，做到知识与能力并重，全面提高学生的素质。 s l 例如在讲匀速圆周运动的离心作用时，让学生自己在操场转圈跑，加大转圈跑 的速度，让学生自己体会速度越大离心作用越大，从而使学生在实践中领会知识 的内涵。 习题课上我们力求把同类题型结合到一起，讲解典型例题，要讲透讲到位， 做到一题多变，一题多解，锻炼学生灵活思维的能力。习题课课堂上还应多设 “疑”，鼓励学生自己动脑思考，充分发挥学生主体地位，这样也能使学生上课迅 速进入“角色”。每节课课后，都让学生自己归纳总结本节课的知识内容、解题方 法，充分让学生学有所得。物理解题中存在着或多或少的联系，教师的总结不但 可以帮助学生理清解题思路，还可以帮助学生对物理知识和物理规律的理解更加 透彻。例如在讲完动能定理及动量定理时，给学生总结出力学问题若涉及质量、 速度、力、位移时首选动能定理解决，涉及质量、速度、力、时间首选动量定理 解决。这样可以使学生对错综复杂的物理问题得出一定的有序的规律，并且形成 知识网络，所以物理教学应帮助学生，自觉地把握住如何形成一个有序的知识网 络，逐渐形成一个解决物理问题的清晰思路，这样可以因思维过程的“缩减”而减 轻学生的思维负担，找出一条把书“淡薄”的思维途径，提高学生学习效率，从而 培养学生的能力。 9 1 培养学生的逻辑思维，提高学生的能力。逻辑思维能力是人的思维品质的 重要方面，它使一个人的思维具备条理性，具有这项能力，其思维活动能够服从 逻辑规律，表述思想时层次清晰，井然有序，条理分明，否则难于遵循逻辑规律， 思维无层次，不连贯，推理不严密。如果有人问：“人靠什么能力来解决问题? ” 回答肯定是：“靠逻辑思维能力”。在思维品质的诸多能力中都离不开逻辑思维能 力的辅助，它是其它能力结构中必不可少的要素，所以逻辑思维能力的培养正是 思维品质的核心。物理学科的特点是既存在于客观事实，又有高度的抽象性、 精确性、逻辑性和严密性。解决物理问题的实质就是物理逻辑思维能力的再现， 所以在物理教学进程中有的放矢的对学生进行逻辑思维能力的训练及培养，必能 取得较好的效果。物理的逻辑思维是物理内容与逻辑思维形式和思维规律的结 合。【1 0 】比如在力、物体的运动、牛顿运动定律等章节中，其逻辑思维形式是指逻 8 东北师范大学硕士学位论文 辑中的“物体受力”、“物体运动”、“受力与运动”两者的关系，在这几章中，二者 之间的关系贯穿整个力学知识。由“物体受力”分析“物体的运动”、由“物体的运 动 而得出“物体受力”。事实上是关于逻辑思维统率着二者之间的技能与技巧， 由此我们不仅是要让学生体味到物理逻辑思维在解决物理问题中的重要作用，而 且要让学生感受到物理逻辑思维的过程，使物理思维达到自由的升华，也是产生 物理美感的过程。通过物理教学培养学生的逻辑思维能力及认识事物本质的思维 方法，使思维逐步简练与合理，使思维的抽象性、深刻性、精确性和严密性逐步 提高，以求学生达到高度思维品质的形成。 从提高学生的辨证思维上提高学生的能力。辨证思维是物理中分析问题、 解决问题过程中重要思维品质的体现，辨证思维为思维品质注入活力。它是思维 品质的精髓，在高中教学中，如果强化辨证思维，既可开阔学生的视野，又培养 学生敏锐的观察力。透过现象抓住事物的本质，归纳并提出某种猜想和假设，合 乎逻辑地进行推断和论证，通过实践检验并与修正结合，为探索新的真理而打下 一种创造的思维基础。 h i 辩证唯物主义的观点和思想几乎渗透到全部物理教材当 中，我们应该以辩证唯物主义世界观为指导，发挥物理课自身的优势，在实施素 质教育过程中做出新贡献。比如通过讲重力场、电场和磁场的物质性阐明了马克 思主义哲学中的最基本概念物质的唯一特性是它们的客观实在性；要搞清楚 运动和静止的辨证关系；在牛顿第二定律中物体的加速度固然与作用在物体上的 外力成正比，但同时还取决于它本身的质量，这反映了机械运动中外因通过内因 才能起作用等等。辨证思维中的一般与特殊，形式与内容，质与量，量与数的相 互区别及联系在物理思维中发挥着举足轻重的作用。辨证思维使学生看到质与 量，量与数的两个不同属性之间存在的联系及相同属性之间所存在的差异。例如： 我们在讲原子核的组成时，由于核内质子数的不同就构成了不同的许多元素，在 一定条件下某原子核发生裂变可以形成两种不同的新元素，而在另外的条件下又 可以是两个轻核聚合成较重的核，同时又放出大量的能量，这些都是由质子数的 量变到质变的例子。 在物理教学中，在传授知识的过程中，不仅使学生掌握了文化知识，提高了 科学素质，而且学会了辩证法，这些极大地激励了学习兴趣和好奇心，促使学生 创造思维的发展。我们的教学既要着眼于知识的传授，也要看到传授学习方法的 重要，物理学的思维方法，对培养学生具有今后自我发展和永远获取知识的能力， O 东北9 币范大学硕士学位论文 能够起到“点金术”的作用。 二、物理教学分析 新课程标准下的高中物理教学，主要从过程与方法、情感态度与价值观、知 识与技能等三个维度来实现课程目标，这是对教育本质认识的一种飞跃。高中物 理教学要一步一个脚印地走，事事不能马虎，这样做的目的是让学生养成良好的 学习习惯。 现代物理教育理论认为，物理学不仅以其概念、规律揭示了自然界基本运动 的诸多真理，它还在建立这种知识体系的过程中发展了科学思想方法和研究方 法，推动了科学的进步。不仅如此，它的知识和思想对人类活动的广阔领域都产 生了影响，成为人类文化的重要组成部分，它的每一次重大成就，都改变了人们 的自然观、世界观，成为人类思想和观念进步的伟大阶梯。也就是说，物理学 本身就是科学知识、科学过程与思维方法和科学价值观的统一。三维目标乃是物 理学的本质在物理课程中的反映。I l l 物理教学的重中之重，就是要让学生获得清晰完整的物理概念和规律。因此， 必须特别注意培养学生物理思维的深刻性，善于通过表面现象发现问题的本质。 为了加强学生的探究活动，改变学生过多地被动学习，提高学生主动获取知识的 意识，在物理教学中应十分重视科学探究活动。物理课程中的科学探究，是让学 生经过自己的探索获得知识与技能，体现其中的曲折与乐趣，体验科学思想和科 学精神。与科学的结果相比，教学中的探究更重视的是科学过程，因为探究活动 在教学中的主要作用在于播种一种行为，收获一种习惯。【1 2 1 科学探究与物理实验既有联系又有区别：一方面，物理实验是某些科学探究 的重要手段，但也有些探究不涉及实验；另一方面，科学研究中的许多物理实验， 其目的是探索未知的规律，但也有些实验是为了验证已知的规律或用已知的规律 进行测量。自然界是沉默不语的，它不会自动告诉人们掩藏在现象背后的本质、 规律和内在联系。我们可以把实验比作人类与自然的“对话”，正是靠这种对话， 迫使自然做出回答，才能有所发现和收获。 物理课改新理念就是引导学生“从生活走向物理，从物理走向社会。学习 物理一定要从实际中来、到实际中去，切实做到理论联系实际，物理教学应引导 学生从身边熟悉的自然现象和生活现象及生活体验与物理问题紧密联系起来，使 1 n 东北师范大学硕士学位论文 学生感到物理是亲切、实在、有用的，从而用心去探索和认识物理规律，并尽量 把认识到的知识和研究方法与生活、生产中的应用联系起来，体会物理学在社会 进步中的作用。 对学生进行情感与价值观的教育，培养学生的科学素养与人文精神并追求二 者的初步融合，是高中物理教学不可或缺的核心任务之一。培养学生科学素养和 人文精神应贯穿于整个高中物理教学的始终，甚至是渗透于教学过程中的每一个 环节。当然在教学组织方面要尽量做到恰如其分，巧妙严谨、润物无声，不能生 硬和造作。 1 3 1 综上所述，新课程标准下的高中物理教学，重在将三个维度进行有机整合， 在实际教学中不折不扣地完成好三大核心任务，培养学生的综合素质和能力。 东北师范大学硕士学位论文 第四章初、高中物理学习台阶形成的原因 初、高中物理学习台阶形成的原因很多，一般由物理学科、学校教育、社会、 家庭教育和学生认知、情感等方面多种因素交互作用造成的。 一、学生方面 1 感性认识与理性认识 物理学是一门观察和实验为基础的学科，观察和实验是获得感性认识的手 段。而物理现象既是物理理论的基础，又是最后检验理论正确与否的标准，物理 学习离不开观察和实验，离不开物理现象。物理概念的形成，规律的建立都与生 活、生产实际密不可分，都要借助观察和实验手段得以落实、深化。很多概念、 规律既具体又抽象，更严密，逻辑性、实践性强。物理难学不能简单地归因于太 抽象，离开了物理现象的感性认识，是不可能理解物理理论的。初中生思维水平 较低，形象思维占主导地位，抽象思维、理性思维还处于萌芽阶段，他们对事物 的认识多以感知为主，停留在“看得见，摸得着 的浅层认识。物理知识虽以 “物”论“理，但由于受种种条件的制约，并不是所有的“理都能通过 “物 得以明示，有不少定律、定理是在以实验为基础，通过建立理想化模型分 析、推理出来的，有相当的抽象性。阳1 如牛顿第一定律的建立，浮力产生原因的 分析，能量守恒定律的总结等。加之对物理概念的理解，规律的认识需要字斟句 酌，反复推敲、体会。而部分同学语文、数学知识“缺腿”，同时学生学习物理 起步较晚，接触物理前，脑子里虽有一些前物理概念，但不少前物理概念既根深 蒂固，又与科学的概念相距甚远。如“力是改变物体运动状态的原因，而不是产 生和维持运动的原因”这一科学的概念，与学生目睹的事实有冲突，全新的概念 很难取代前概念。并且随着知识的加深，综合性加强，特别是从八年级下学期开 始，一些问题积累多、遗留大、基础差的学生就更感困难，有“退坡”的趋势或 听之任之的苗头。从而使物理难学和分化似乎成为必然。n 耵 我国著名教育家陶行知先生说过：“真正的教育是心与心相映的活动，唯独 从心理发出来的，才能打到心的深处 。从中不难领会，离开了情感，一切教育 1 2 东北师范大学硕士学位论文 都无从说起。苏霍姆林斯基曾把学生的情感比作土地，把学生的智力比作种子。 他说：“只关心种子而忘记耕地等于撒下种子喂麻雀 。兴趣和好的动机能够促进 学生学习的热情，教师要恰当的处理好师生关系，激励学生不怕挫折，勇于进取； 要“思学生所想，解学生所难，料学生所错，投学生所好 。“副 高中生都处在追逐梦想的阶段，他们大多数都有自己的偶像，或者正在寻找 自己的偶像。在学习中他们也带有一定的情感色彩，如果他们喜欢这个老师并且 于老师相处融洽，他们就经常与这个老师聊天，甚至不跟家长说的话都跟这个老 师说，他们对老师教的这一科也非常愿意学，而且成绩也非常好。相反如果他们 讨厌这个老师，这一科几乎是不学的。因此，学生的情感因素也是形成物理学习 台阶的原因之一。 2 运用数学的能力欠佳 物理学中有大量的概念和定律是用数学知识来表达和定义的，所以要学好物 理离不开数学知识的运用。高一物理力学部分所运用的数学知识，远比初中物理 所用的数学知识复杂的多。如力的分解与合成中的平行四边形、三角形知识；运 用数学中的一元二次方程根的判别；三角函数求极值，不等式求极值等。然而， 在实际教学中我亲身体验到，许多学生就连直角三角形中的正弦、余弦、正切、 余切的边角关系都似是而非，对于一个在斜面上的物体进行力的分解时，重力沿 斜面的分力都找不到。这罩既有学生本身数学知识差的原因，但更重要的是他们 将数学知识应用到物理中的数理结合能力差，这一点在普通高中普通班中更为突 出。人们常说数理不分家，数学是物理的工具，物理是数学的试验场所。对物理 问题的分析，对物理结果的推导，都离不开数学运算能力，在运用数学工具解决 物理问题上，初中生只是从单纯的算术、代数方法在物理上机械的套用，而高中 则从函数、图像、不等式、矢量运算、极值等各种数学工具的综合运用。n 6 运用数学工具解决物理问题在初中物理教学中并不多见，而高中物理教学中 已经成为能否恰当处理各种实际问题的重要手段。特别是高一物理开始就涉及到 的矢量概念和矢量运算对刚上高中的学生来说是非常生疏和困难的。如力、位移、 速度这几个概念，要理解这几个概念并掌握其运算需要一个过程。如果再考虑到 个别学生掌握的数学知识和运用数学工具存在明显的差距这一事实，那么这个台 阶就更为突出了。 3 学习方法上的不适应 1 3 东北师范大学硕士学位论文 学生在学习物理上产生的困难，往往并不是学生思维水平或智力问题，而是 学生不知道该怎样去学。大部分仍沿用初中那种学习方法，习惯于背，不习惯于 推理、归纳、论证；喜欢简单的计算，讨厌复杂的运算( 如万有引力方面的) ； 习惯于机械的模仿和套用，不习惯于探究和创新；事实上，学生从学会物理到会 用物理差距还很大，从我多年的教学实践体会到，高一学生大部分还没有掌握正 确、适合自己的学习物理的方法，这就是他们感到物理难学的主要原因之一。学 生获取物理知识只限于课堂听老师讲，没有进行积极的思考和研究，课后做题时 死记公式生搬硬套，缺少必要的理解、研究、讨论等重要环节，一段时间之后课 堂上能听明白老师的讲解，课后就不会做题了。n 7 1 初中生在学习物理时，以形象思维为主，通过从熟悉、具体、直观的自然现 象和浅显的演示实验入手建立物理概念和规律。而高中则是从理想模型代替直观 现象入手，通过逻辑判断和抽象思维及数学工具来建立物理概念和物理规律，这 种由具体形象思维到抽象逻辑思维的过渡必然使得学生必须改变原来的学习方 法，才能尽快接受新知识。n 8 1 这种刻板的学习方法、惰性的心理，使得高一学生 在心理上承受不了物理学习的负荷，从而产生学习障碍，结果形成了“台阶”。 二、教材体系方面 初中教材通俗易懂，所涉及的物理现象与同常生活联系紧密且比较浅显，直 截了当。绝大多数与学生同常生活的感受或体验一致或吻合，而且规律性不太复 杂，条件要求又不是太严格。运用的数学知识基本是四则运算，而且公式较少， 实验原理简单。所以学生在学习中感到很轻松。n 9 1 高中物理每节的内容较多，篇幅较长，每一节内容都是一篇小论文，语言叙 述较为严谨、简练，叙述方式较为抽象、概括、理论性较强。通常以文字、公式、 图像等方式进行描述，而且它们互相补充，互相完善。高中物理学习中物理现象 往往比较复杂，而且经常是抽象为物理模型、定量说明、运用数学工具等，同时 在分析问题时要从多方面、多层次进行探索和研究，这就造成学生学习的困难。啪1 由于高一学生的理解、推理判断、分析综合、抽象概括、空间想象、灵活应 用、归纳总结等能力在短时f B J 内难以形成，因此，在思维要求突然提高，加之教 材把相对较难的内容“力学”放在高一起始阶段，必然给学生的学习带来困难， 从而形成学习上的台阶。 1 4 东北师范大学硕士学位论文 三、教师方面 实际调查表明，现在初、高中几乎都单设，所以初中教师和高中教师相互之 间教学工作、教材结构，知识梯度、教学方法并不熟悉，这样就很难做好初、高 中物理教学的衔接工作。 初中教师由于受初中教材简单浅显及自身知识面和水平的限制，在教学中很 少注重知识和能力的培养，以强化训练为主，只注重分数不注重能力，结果学生 的思维和能力定在一个很低的层次上。1 高中教师多数都是刚刚辅导完高三高考回头接高一，由于高三学生和高一学 生在年龄、基础知识、能力等方面存在较大差异，所以很容易把高一学生看的过 高，对他们要求也过高，这就增加了高一学生学习这个台阶的梯度。另外有一些 高中教师对来自不同初中的学生基础知识的差异、不同学生的接受能力、男女生 的差异考虑不足在教学中门槛过高，这又增加了学生学习的难度。 综上所述，初、高中物理台阶的形成，有主观上的原因，也有客观上的原因； 有学生自身方面的，也有外界方面的。有些因素教师和学生是无法改变的，如教 材的编写，内容的要求等；有些因素又是教师和学生稍加努力就可以做到的，如 学习方法、教学方法等。所以说通过教师和学生的共同努力完全有能力跨过这个 台阶。 东北师范大学硕士学位论文 第五章跨越初高中物理学习台阶的实践探索 案例一、物理实验课中跨越台阶的案例 实验：用打点计时器测速度 本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，使学生养成良好的实验习惯和实 验态度显得非常重要，而且打点计时器是一个既重要又较难的实验，应该让学生 多想、多看、多动手。 “用打点计时器测速度”，对于刚进入高一的学生来说常常有许多疑惑：什 么是打点计时器，如何使用打点计时器，又如何利用打点计时器测速度，如何利 用测出的速度对物体的运动状态进行分析等，因此本课也应该围绕这些问题来而 展开教学活动。在这些问题中如何使用打点计时器在纸带上打出清晰的点是关键 ( 当然后几个问题都很重要) ，以后的学习过程中会多次遇到，因此在教学过程 中应采用边讲边做的方式，特别要让学生多练，遇到问题也要让学生多想，激发 他们探究的热情，并引导学生试着解决这些问题，从中体验成功的喜悦。 教师活动学生活动点评 打点计时器首先是一种计日晷、壶漏、手表、通过对文明古国计时史 时仪器。提问：中国作为大钟、体育比赛中用的介绍以及新中国原子 世界四大文明古国之一，的电子计时器、原子钟的发明来增强对祖国 发明计时器的历史很悠钟一一的热爱 久。从古至今你知道哪些 计时器? 日晷是利用阳 光投影的计时器， 漏又称漏壶是用漏水的 方法，观测“刻箭”的昼 夜计时器。 中国虽然在很早就发明自大对于我们学生来讲就不能 了各种计时仪器，走在世对科学技术不重视骄傲自大，要相信科学技术 界的前列。然而却在世界 没有安定的社会环境反对迷信，同时也要珍惜目 科技蓬勃发展的清代没 前良好的社会环境，学好本 有抓住机遇，没有大的建领，将来为祖国建设贡献自 树，基本是仿造国外的各己的力量。 种计时器。为什么? 下面介绍国外两位与计介绍伟大科学家，使学生能 时器发展有关的重要人有伟大的梦想，激发他们对 物 学习的热情。 l 、意大利科学家伽利 略 G a lile o 1 5 6 4 一一一1 6 4 2 ( 15 8 3 年伽利略发现了 著名“摆的等时性学说” 东北师范大学硕士学位论文 继而发明了摆，被用作钟 的调节器) 2 、荷兰物理学家惠更斯 H u y g e n s1 6 2 9 一一一1 6 9 5 ( 16 5 6 年惠更斯成功地 制作了第一个有摆的钟) l 、打点计时器的构造：一边听、一边看、一些活泼、好动的学生会提 下面让我们来认识一下打 一边认、一边想、出各种问题，教师要及时帮 点计时器( 用实物投影仪展 助学生解决认知过程中产 示两种打点计时器) 并对照 生的各种疑问，保护他们对 讲解打点计时器的结构以 未知知识的追求热情。 及各个组成部分的名称。 2 、打点计时器的原理小组讨论，学生代表回这罩可以采用教师边诱导， 打点计时器是怎么工作的 放 学生边回答的方式。口O 呢? 展示附图2 当线圈通以5 0 赫兹的交流 学生回答、补充。 电时，线圈产生的交变磁场 使振动片( 由弹簧钢制成) 学生回答、补充、纠正。 磁化，振动片的一端位于永 久磁铁的磁场中。由于振动 片的磁极随着电流方向的 改变而不断变化，在永久磁 铁的磁场作用下，振动片将 上下振动，其振动周期与线 圈中的电流变化周期一致， 振动片的一端装有打点针， 当纸带从针尖下通过时。便 打上一系列点。这就是打点 计时器的原理。 同学们你们知道：相邻点之相邻点之间对应的时间及时表扬回答正确的学生， 间对应的时间为多少?为0 0 2 秒。5 个间距对对于回答有误的学生也要 5 个问距对应的时间为多少应的时间为O 1 0 秒。鼓励 秒? 思考：不可以，振动片不会上 1 、不可以用直流电? 为什下振动， 么?可以，时间为0 0 1 秒 2 、可不可以用1 0 0 赫兹的 交流电? 如果可以那相 邻点之间对应的时间为 多少? 3 、打点计时器的操作 教师应知： 教师边讲解、边操作 在纸带上打不出点或点迹 安装好复写纸并将打点学生先认真观察、认真颜色很淡情况下，纠正的对 计时器固定在桌子边缘听讲、然后再自己动手策大致有三种：1 、电源电 1 7 东北师范大学硕士学位论文 或铁架台上。 操作。压较低( 4V ) 情况下，可 将纸带穿过限位孔并从适当调高；2 、调整复写纸 复写纸圆片下穿过。 位置或更换复写纸；3 、调 将打点计时器接入5 0H z整打点计时器。振动片没有 交流电源，从交流4V 开工作在共振情况下。拧松螺 始，观察振动片振动情肯定会出现：纸带上打钉，适当调整振动片位置， 况，若振动片振幅较小，不出点或点迹颜色过紧固后观察振幅，若达到或 再升高电压至6V 。 淡，那可以先请学生自接近共振状态即可正常工 打点计时器工作，待1 - - - 2己尝试着解决实验过程作。如果振动片振动较大时 S 再拖动纸带打出点。观 中出现的各种问题仍打不出点，可调整振针的 察打出的点是否清晰，打 位置，直至打出点为止。若 完点后，立臣口关闭电源。 调节振针向下过长，则打点 针打点的声音过大，且易出 现双点，调节时要仔细，有 的学生可能将打点计时器 错接到学生电源的直流电 源上( 非稳压