浅谈构建学生对高中物理学的系统性认知

唐晓

【摘要】物理学把整个自然界当作研究对象，以基本概念为基石，以基本规律为核心，以基本观念和方法为纽带，构成了物理学的学科结构。

【关键词】物理学 系统性 知识网络 教材 概念

物理一直是许多高中生感觉很困难的学科之一。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。物理学把整个自然界当作研究对象，以基本概念为基石，以基本规律为核心，以基本观念和方法为纽带，构成了物理学的学科结构。学好物理，必须掌握物理概念、物理规律、物理观念和方法。但它们本身的抽象性、复杂性，物理观念、方法、知识结构及物理应用和技能的个体性、不可言传性，使得物理学习内容“内隐”的程度较大，增加了物理学习的难度。

从思维方法上，要求学生有很好的形象思维，更要有很强的抽象思维。比如用力拉着小车在斜面上运动，学生不但要在脑子里形成空间上的形象图景，而且要具有从众多现象中抽象出力的作用点，方向，大小，产生条件等的抽象思维。从能力要求上，要求学生要有理解能力、推理能力、数学工具处理物理问题的能力、分析综合能力、观察和实验的能力。如牛顿运动定律要经过推理得出，而且在处理问题中要较多地运用推理和判断，因此推理和判断能力要求就很高。在力的合成和分解时，对数学能力的要求就很突出，学生要善于把数学知识运用于合力、分力的大小及方向的计算上。由于许多学生理解能力差，即使背得到定义、公式，因不解其意，不注意适用条件，便往往乱代公式，乱用数据，而对题型的多样变化，更是束手无策，望而生畏，失去了信心。而对一些形同质异、形异质同的问题，由于遇到一些似乎两个看起来一样的问题，但要用两个不同的物理规律来解；而两个看起来完全不同的问题，却可以用同一规律来解的情况，而觉得物理好像真是无章可循。

一、构建整体知识网络，深刻理解物理概念

整体把握高中物理新课程不仅可以使我们清楚地认识到高中物理的主要脉络，而且可以使我们站在更高层次上以一览众山小的姿态来面对高中物理新课程。整体把握高中物理新课程不仅可以提高教师自身的素质，也有助于培养学生的物理素养。只有让学生具备良好的物理素养才能使他们更好地适应社会的发展与进步。只有清晰地认识并把握好物理的主线，才能更好地将知识有机地联系起来。所谓的主线即贯穿于某一阶段的某个知识点，或者是某种运算，或者是某种思想方法等等。这条主线也许只贯穿于我们的初高中阶段，也许会贯穿于我们的小学、初中、高中甚至大学阶段。因此较好的整体把握高中物理新课程、清晰地认识并把握好物理的主线，对于一个高中物理教师是非常有必要的，也是非常有意义的。将个人的智慧与集体的智慧融于一体是把握物理中的主要脉络行之有效的方法之一：不同的人对待同一个问题的看法与理解角度和理解程度是不完全相同的。不同的思维模式会产生不同的讲课方式，不同的授课方式就会收到不同的效果。好的授课方式与方法能使学生轻松乐学，如沐春风；科学的思维模式，能使学生左右逢源，事半功倍；恰当的情景导学可以激发学生自主学习的兴趣和动力。因此将个人的智慧与集体的智慧融于一体进行归纳、总结、交流能促进我们产生更多更好的授课方式、方法，产生更多更新的科学思维模式。这对于我们提高课堂教学质量具有非常现实而深远的意义。这就要求我们要引导学生对物理学知识进行系统性的认识，所谓“化零为整，一不变应万变。”

整理已学知识使之有序的过程是认知结构优化的重要过程，具体也可从对知识的梳通理顺做起。知识的梳通理顺要注重知识形成、发展的脉络，在此基础上使知识信息增殖，思路发散。教学中重要的是应让学生弄清各个基本概念、规律在一个整体中是以何种方式结合起来的？它在基本知识体系中具有怎样的地位？是怎样决定着知识的整体功能等等。

二、引导学生熟悉教材，抓住内容主线

高中物理新课程内容分三大模块，理工类专业学生需要必修五本教材。内容涉及很多方面，包括力学，电学，光学等。各部分知识相互关联，错综复杂，要想学生掌握好知识，必须在保证熟悉教材的基础之上，引导他们建立起清晰的系统性认识，这就要求他们能抓住各教材内容的主线。

例如，必修一和必修二两本教材核心内容可以概括为“运动和力”，也就是动力学内容。其实教材在编排上内容脉络非常的清晰，只是很多学生只会学一题会一题，并不善于归纳总结。为了实现初高中知识的过渡，必修一在第一章首先介绍了运动的描述，然后第二章介绍了力，并在三四两章由牛顿三大定律将力与运动结合在一起。学生只要抓住这一主线，在所有涉及力与运动的问题上便可找准方向。在必修一的基础上，学生已经认清了力和运动的本质联系，并以直线运动为基础，进行了全面的说明。而必修二在学生有了对直线运动的认识的基础上，介绍了更普遍也更复杂的运动，曲线运动。对于曲线运动，学生直观上感到处理很困难，便引入了运动分解与合成的处理方法，化曲为直。当学生掌握了这种巧妙的科学方法后，便以最典型最简单的曲线运动为例，进一步深化知识的理解和运用，也就是介绍平抛运动和圆周运动。其中圆周运动最普遍的便是天体的运动。这样，必修一和必修二在内容安排上脉络清晰，思维连贯，层层递进，形成了完美的知识链。学生只要能认清这条主线，便可更好的理解概念，规律，并扎实掌握思维方法并加以灵活运用。

教材的主线以及知识的连贯性和整体性是学生学好物理知识必须认识到的，且必须把握住。这也要求教师必须加以正确的引导，使学生建立起对高中物理知识系统性的认知。

教师应把握从某一“知识点”出发，形成对某部分内容认识的“知识链”，最终使学生头脑中形成清晰的知识认识网络体系。要让学生明确知识的整体结构，并掌握每个知识点在整体结构中的地位。还必须在大量信息反馈的基础上，对每一个概念和规律有进一步的理解和深化，做到既重视对知识重点、难点及注意点的分析，又重视对概念、规律在该知识点中的地位和作用的归纳，更要重視在运用概念、规律解题时所采用的方法、途径、技巧等方面的概括。通过上述一些做法，使学生对知识结构的表达形式形成有序认识，且具有可辨别性，真正做到能在不同的条件、情境中灵活运用已学知识。